Insulin ist ein Proteohormon mit einer relativen Molekülmasse von ca.
5800 g/mol und wird in den B-Zellen der Langerhansschen Inseln in der
Bauchspeicheldrüse gebildet. Es setzt sich aus 2 Aminosäureketten
zusammen — der A-Kette und der B-Kette —, die über Disulfidbrücken
miteinander verlinkt sind.
Insulin dient in erster Linie der
Aufrechterhaltung der Blutglucosehomöostase und ist das einzige
blutzuckersenkende Hormon. Es führt zu einer Steigerung anaboler und zu
einer Hemmung kataboler Stoffwechselwirkungen. Die wichtigsten
Zielorgane der Insulinwirkung sind Leber-, Muskel- und Fettzellen.
Insulin führt nach der Bindung an einen spezifischen Rezeptor der
Zellmembran zu einer raschen Aktivierung des Glucosetransports in die
Zelle, steigert die Utilisation der Glucose sowie die Fettsäureaufnahme
in das Fettgewebe und fördert die Synthese von Glykogen, Lipiden und
Proteinen (Steigerung der Aminosäureaufnahme in die Zellen). Außerdem
hemmt es Stoffwechselprozesse wie die Gluconeogenese, die
Leberglykogenolyse, die Lipolyse, die Ketogenese sowie die Proteolyse.
Durch Enzymaktivierung wird außerdem die hepatische Glykogensynthese
gesteigert.
Nach Wechselwirkung des Insulins mit seinem
membranständigen Rezeptor kommt es zu einer Autophosphorylierung an
dessen intrazellulären Phosphorylierungsstellen. Dadurch erlangt der
Rezeptor die Eigenschaften einer aktiven Tyrosinkinase. Anschließende
Phosphorylierung verschiedener Substrate aktivieren eine Reihe von
Stoffwechselenzymen in den Effektorzellen. Darüber hinaus führt der
Insulin-Insulinrezeptor-Komplex in Muskel- und Fettzellen zu einer
Translokation von präformierten Glucosetransportern aus
zytoplasmatischen Vesikeln in die Zellmembran. Hierdurch wird der
Glucosetransport aus dem Extra- in den Intrazellularraum durch
erleichterte Diffusion erheblich beschleunigt. Außerdem steigt durch
Aktivierung der Na+/K+-ATPase die Aufnahme von Kaliumionen in die Zelle.
Neben
tierischen Insulinen und Humaninsulinen stehen gentechnisch
abgewandelte (modifizierte) Insuline (Insulin-Analoge) zur Verfügung.
Gentechnisch abgewandelte Insuline wurden entwickelt, um Insuline mit
besonderen pharmakokinetischen Eigenschaften (besonders raschem
Wirkungseintritt, kurzer oder auch langer Wirkungsdauer) zu erhalten.
Nach der Stärke der Initialwirkung, der Zeit bis zum Wirkungsmaximum und der Wirkungsdauer unterscheidet man:
- Altinsulin (Normalinsulin, Bolusinsulin)
- Besonders rasch und kurz wirkende Insuline
-
Verzögerungsinsuline (Basalinsuline, Basisinsuline, Depotinsuline), die
nochmals in Intermediärinsuline (Wirkdauer < 24 h) und
Langzeitinsuline (Wirkdauer 24-36 h) unterteilt werden können.
- Mischinsuline (Kombinationsinsuline)
