Insulin

Insulin ist ein vom menschlichen Körper gebildetes, lebenswichtiges Hormon, das in der Lage ist, den Zuckergehalt des Blutes abzusenken. Es ist somit maßgeblich für die Regulation des Kohlehydrat-Stoffwechsels verantwortlich. Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse produziert und von dort in den Blutkreislauf abgegeben.

Das Hormon wurde erstmals 1923 von Frederick Banting aus der Buchspeicheldrüse von Versuchstieren gewonnen. Diese Entdeckung war ein Meilenstein in der Behandlung der Zuckerkrankheit.

Wie ist Insulin aufgebaut?

Insulin ist, wie Eiweiß aus so genannten Aminosäuren aufgebaut, und wird deshalb auch als Proteohormon, also proteinartiges Hormon, bezeichnet. Es existieren insgesamt 25 verschiedene Aminosäuren, die durch die Ausbildung spezieller Verbindungen, den Peptidbindungen, das Gerüst aller Eiweiße bilden.

Im Falle des Insulins bilden die aneinander gereihten Aminosäuren zwei Ketten: die A-Kette aus 21 Aminosäuren und die B-Kette aus 30 Aminosäuren. Aus diesen beiden verbundenen Ketten setzt sich das Insulin zusammen.

Wie wird Insulin gebildet?

Bevor das Insulin ausschüttet werden kann, wird in speziellen Zellen, den so genannten B-Zellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse zunächst das Proinsulin gebildet. Von diesen als Inseln bezeichneten Zellgruppen innerhalb der Bauchspeicheldrüse leitet sich auch der Begriff Insulin (lateinisch: Insula = Insel) ab.

Das Proinsulin ist eine Vorstufe des eigentlichen Insulins, das neben der A- und B-Kette zunächst noch eine dritte Kette, die C-Kette, oder auch C-Peptid, besitzt. Die C-Kette wird beim Aufbau von Insulin benötigt, damit sich A- und B-Kette richtig zusammenlagern und spezielle Verbindungen, die Schwefelbrücken, ausbilden.

Erst wenn beide Ketten richtig verknüpft sind, wird das C-Peptid abgespalten und das fertige Insulin kann aktiv werden. Das abgespaltene C-Peptid kann im Blut noch einige Stunden nach der Insulinproduktion gemessen werden. So kann der Arzt feststellen, wie aktiv die Bauchspeicheldrüse ist und wie viel Insulin produziert wurde. Ein gesunder Mensch produziert etwa 2 Gramm Insulin pro Tag.

Wann wird Insulin ausgeschüttet?

Die Bauchspeicheldrüse setzt Insulin frei, wenn dem Körper Nahrung zugeführt wird. Diese Freisetzung geschieht auf zwei Weisen:

• Sobald der Magen beginnt, eine Mahlzeit zu verdauen, werden diese Verdauungsbewegungen von der Bauchspeicheldrüse registriert. Diese gibt dann bereits gebildete Insulinreserven, die in kleinen Körnchen der B-Zellen gespeichert sind, an das Blut ab.
• Die ausgeschütteten Reserven reichen jedoch nicht aus, sodass gleichzeitig in den B-Zellen neues Insulin produziert werden muss. Dieses neu gebildete Insulin wird dann langsam in die Blutbahn abgegeben. Wie viel Insulin ausgeschüttet wird richtet sich nach der Menge an Glukose, die nach der Nahrungsaufnahme in der Blutbahn vorhanden ist. Je höher die Glukosekonzentration im Blut ist, desto mehr Insulin wird von der Bauchspeicheldrüse produziert.

Wo wirkt Insulin?

Wenn Insulin von der Bauchspeicheldrüse in den Blutkreislauf abgegeben wird, gelangt es zunächst über die Pfortader zur Leber. In der Leber werden bereits etwa 50 Prozent des Insulins verbraucht, da hier ein Großteil des aufgenommenen Zuckers gespeichert werden kann. Das übrige Insulin verteilt sich im Körper und gelangt zu Muskel- und Fettzellen, wo ebenfalls Zucker gespeichert wird.

Insulin wirkt somit nicht an allen Körperzellen gleich, sondern kommt vermehrt dort zum Einsatz, wo viel Glukose aufgenommen werden kann. Dies ist in der Leber, im Fettgewebe und in der Muskulatur der Fall.

Wie wirkt Insulin?

Die wichtigste Wirkung des Hormons Insulin ist der Transport von Zucker (Glukose) in die Körperzellen. Somit wirkt es einem hohen Zuckerspiegel im Blut entgegen.

Die Glucose gelangt durch das Insulin schnell in die Leber-, Fett- und Muskelzellen, wo sie gespeichert werden kann.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, bindet das Insulin an spezielle Rezeptoren, die sich auf der Oberfläche der Zellen befinden. Wenn es dort andockt, öffnen sich Kanäle an der Außenseite der Zellen (Zellmembran), und die Glucose kann aufgenommen werden.

Insulin erfüllt jedoch im Körper noch eine Reihe weiterer Aufgaben:

• Es aktiviert in der Leber und den Muskeln spezielle Enzyme, die Glucose in Stärke umwandeln, sodass sie in den Zellen besser gespeichert werden kann. Diese spezielle tierische Stärke wird als Glycogen bezeichnet.
• Außerdem regt Insulin in den Fettzellen weitere Enzyme an, die Glucose in Fett umwandeln und speichern können. Daneben wird der Abbau von Fett durch Insulin gehemmt.
• Neben diesen Eigenschaften fördert Insulin in hohem Maße das Wachstum. Es wird deshalb auch als anaboles, also aufbauendes, Hormon bezeichnet.
• Es beschleunigt des Weiteren nicht nur die Aufnahme von Glucose, auch Aminosäuren können durch Insulin in die Zellen transportiert werden. Somit wird die Bildung von Eiweiß in den Zellen gefördert.
• Wird Insulin in der Bauchspeicheldrüse gebildet, hemmt dies gleichzeitig die Produktion von Glukagon, einem weiteren Hormon, das als Gegenspieler von Insulin fungiert.
• Die Ausschüttung von Insulin fördert außerdem die Versorgung mit Mineralstoffen in hohem Maße.

Gibt es Gegenspieler des Insulins?

Das Hormon Glukagon ist der wichtigste Gegenspieler des Insulins. Es ist wie das Insulin ein Proteohormon und wird ebenfalls in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse gebildet, allerdings in den A-Zellen.

Wird Glukagon freigesetzt, hebt es den Blutzuckerspiegel an, um einer Unterzuckerung entgegenzuwirken. Seine Bildung in der Bauchspeicheldrüse hängt also auch von der Glukosekonzentration im Blut ab. Ist sie zu niedrig, wird die Insulinausschüttung gehemmt und stattdessen die Glukagon- Produktion aktiviert.

Der Blutzuckeranstieg wird durch die Förderung der Glykogenolyse erreicht. Die Glykogenolyse ist der Abbau der Speicherform von Glukose, dem Glykogen. Glycogenreserven sind vor allem in der Leber und der Muskulatur vorhanden.

Wenn der Körper Energie benötigt, müssen diese Reserven freigesetzt und wieder in Glukose umgewandelt werden. Dieser Vorgang wird durch Glukagon angeregt. Außerdem fördert Glukagon auch die so genannte Glukoneogenese, also der Neubildung von Glucose. Bekommt der Körper durch die Nahrung nicht genügend Energie in Form von Zucker, ist er auch in der Lage diesen selbst zu bilden. Die Neubildung von Glukose findet vor allem in der Leber und, in geringem Maße, in den Nieren statt.

Somit erfüllt Glukagon eine genau gegensätzliche Funktion zum Insulin. Während Insulin die Speicherung von Glukose fördert, bewirkt Glukagon deren Freisetzung. Beide Hormone bilden einen Regelkreis, der die Blutzuckerkonzentration im Blut regulieren kann.

Weitere Hormone, die ebenfalls als Gegenspieler von Insulin wirken können sind:

Adrenalin

Dieses Hormon wird im Nebennierenmark gebildet und fördert, wie Glukagon, die Umwandlung von Glykogen in Glukose. Es ist außerdem in der Lage, die Spaltung von Fett in den Fettzellen anzuregen. Adrenalin wird auch als Stresshormon bezeichnet, da es das Herz-Kreislaufsystem, sowie das Gehirn und die Nerven anregt.

Kortison

Auch das Hormon Kortison, das in der Nebennierenrinde produziert wird, wirkt dem Insulin entgegen. Seine Wirkung in Bezug auf den Glukosespiegel ist mit der des Adrenalins vergleichbar, tritt jedoch sehr verzögert ein. Kortison ist ein entzündungshemmendes Hormon.