Jemand setzt sich eine Spritze in den Bauch.
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Insulin

Insulin trägt dazu bei, den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Das körpereigene Hormon sorgt unter anderem dafür, dass die Zellen über die Nahrung aufgenommenen Zucker (Glukose) möglichst schnell aufnehmen und in Energie umwandeln.

Allgemeines

Damit die Körperzellen ihre tägliche Arbeit verrichten können, brauchen sie Energie – vor allem in Form von Glukose (Traubenzucker), die in Nahrungsmitteln enthalten ist. Glukose gelangt aus dem Darm ins Blut – doch damit sie von da aus in die jeweiligen Zellen gelangen kann, spielt Insulin eine entscheidende Rolle. Es sorgt unter anderem dafür, dass die Körperzellen die Glukose verwerten und somit Energie gewinnen können. Darüber hinaus spielt Insulin auch eine wichtige Rolle bei der Fettverbrennung und bei der Verarbeitung von Eiweißen. Zudem steigert es die Herzkraft, fördert die Zellteilung und das Zellwachstum.

Insulin ist ein lebensnotwendiges Hormon, das sich aus bestimmten Eiweißbausteinen (Aminosäuren) zusammensetzt. Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet – genauer gesagt in den Betazellen der sogenannten langerhansschen Inseln (benannt nach ihrem Entdecker Paul Langerhans), welche inselartig in der gesamten Bauchspeicheldrüse verteilt sind. Die langerhansschen Inseln werden auch Langerhans-Inseln oder Inselzellen genannt. Insgesamt sind in der Bauchspeicheldrüse etwa 1,5 Millionen von ihnen zu finden. Die Inselzellen schütten nicht nur Insulin ins Blut aus, sondern auch die Hormone Glukagon und Somatostatin.

Wie wichtig Insulin für den menschlichen Körper ist, wird insbesondere in Bezug auf Diabetes mellitus deutlich: Bei dieser Stoffwechselerkrankung produziert die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) nicht mehr ausreichend Insulin oder es wirkt nicht mehr richtig an den Zellen (sog. Insulinresistenz). Glukose, die sich im Blut befindet, gelangt ohne Insulin jedoch nicht in ausreichender Menge in die Körperzellen – und diese können somit nicht genug Energie gewinnen.

Als Entdecker des Insulins Anfang der 1920er Jahre gelten Frederick Banting und Charles Best.

Der Schlüssel zur Energie

Ob Bewegungen, Gehirnleistung, Atmung oder Herzschlag: Täglich benötigt der menschliche Körper eine Menge Energie, um seine vielfältigen Funktionen aufrechterhalten zu können. Die nötige Energie liefern die Nährstoffe in der Nahrung. Besonders wichtige und schnelle Energielieferanten sind dabei Kohlenhydrate – sie kommen zum Beispiel in Kartoffeln, Brot, Gemüse, Reis oder Nudeln vor. Sie enthalten viel Glukose (Traubenzucker) beziehungsweise Stärke, die in Glukose umgewandelt werden kann. Jede Zelle braucht Glukose, um zu funktionieren.

Damit Glukose, die aus der Nahrung stammt, verarbeitet und in den Zellen von Organen, Muskeln und Fettgeweben zur Verfügung stehen kann, benötigen die meisten Zellen Insulin. Insulin sorgt dafür, dass die Glukose aus dem Blut in die Zellen gelangt und dort für die Energiegewinnung verwendet werden kann. Aber auch Aminosäuren und Fettsäuren werden mithilfe von Insulin leichter in die Zellen befördert.

Insulin sorgt dafür, dass lebenswichtige Glukose in die Körperzellen gelangt.

Nach einer Mahlzeit gerät der Zucker aus den Nahrungsmitteln über den Darm ins Blut – der Blutzuckerspiegel steigt. Dies führt dazu, dass die Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) vermehrt Insulin ins Blut ausschütten. Aber auch bestimmte Hormone und Aminosäuren können bewirken, dass mehr Insulin produziert wird. Das Insulin dockt an bestimmten Rezeptoren an den Zellen an und bewirkt damit, dass die Zellmembran Glukose besser durchlässt. Das Insulin schließt die Zelle gewissermaßen auf und macht sie so durchlässig für den nötigen Zucker. Die Glukose gelangt also durch das Insulin leichter aus dem Blut in die Zelle – der Blutzuckerspiegel sinkt wieder. Bei niedrigem Blutzuckerspiegel produziert die Bauchspeicheldrüse entsprechend weniger Insulin.

Etwa eine Stunde nach einer Mahlzeit ist der Insulinausschuss am höchsten, nach zwei Stunden sind die Insulinwerte wieder auf Nüchternwerte gesunken. Pro Tag produziert die Bauchspeicheldrüse eines Erwachsenen etwa zwei Gramm Insulin.

Darüber hinaus schwankt die Menge des benötigten Insulins auch mit den Tageszeiten: Morgens braucht der Körper viel Insulin, um regelmäßig Glukose in die Zellen zu transportieren – denn der Körper benötigt tagsüber auch mehr Energie. Abends und nachts ist die Insulinausschüttung dagegen niedrig.

Energiereserven

Insulin sorgt nicht nur dafür, dass Zucker (Glukose) rasch in Energie umgewandelt wird. Es trägt auch dazu bei, Energiereserven anzulegen.

Glukose aus der Nahrung, die nicht direkt verwertet wird, speichert der Körper als Energiereserven vor allem in der Leber, aber auch in Muskelzellen. Eine geringe Menge Insulin wird auch im nüchternen Zustand produziert (sog. Basalsekretion), damit die Zellen bei Bedarf immer von einem Glukosevorrat aus der Leber zehren können. Circa zwei Drittel der im Darm aufgenommenen Glukose werden zwischengespeichert, sodass den Körperzellen auch zwischen den Mahlzeiten Energie zur Verfügung steht und der Körper unabhängig von der Nahrungsaufnahme mit Glukose versorgt wird. Dies ist vor allem für das Gehirn wichtig, da es auf eine fortlaufende Glukosezufuhr angewiesen ist. Insulin fördert die Speicherung von Glukose, indem es bestimmte Eiweiße (Enzyme) anregt, die die Spaltung von Glukose (sog. Glykolyse) und die Bildung von Glukosespeichern, dem sogenannten Glykogen, begünstigen.

Lässt Insulin den Blutzuckerspiegel sinken, so sorgt sein Gegenspieler Glukagon dafür, den Blutzucker anzuheben, wenn dieser zu niedrig ist. Das Hormon Glukagon wird wie Insulin in den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse gebildet.

Überschüssige Glukose speichert der Körper als Energiereserve.

Wenn das Speichervermögen für Glukose erschöpft ist, wird überschüssige Glukose in Fett umgewandelt und im Fettgewebe eingelagert. Das Fettgewebe stellt eine Art Endstation für überschüssige Energie dar. Nur wer nicht mehr Energie pro Tag zuführt, als er verbraucht, kann dauerhaft sein Gewicht halten oder gar abnehmen – ein Zuviel an Kalorien wandert ins Fettgewebe. Hinzu kommt, dass Insulin auch den Fettstoffwechsel direkt beeinflusst: Es hemmt den Abbau von Fett.

Schlüsselrolle bei Diabetes

Insulin spielt bei der Entstehung von Diabetes mellitus eine entscheidende Rolle. Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) von Menschen mit Diabetes produziert entweder gar kein oder zu wenig Insulin oder es liegt eine Insulinresistenz vor: Bei einer Insulinresistenz wird zwar Insulin gebildet, die Körperzellen reagieren jedoch nicht mehr auf die Signalwirkung des Insulins, sodass sie die Glukose nicht verarbeiten können. Die im Blut befindliche Glukose aus der Nahrung kann also nicht mehr in die Körperzellen gelangen. Die Glukose verbleibt im Blut – der Blutzuckerspiegel steigt nach und nach.

Ein dauerhaft zu hoher Blutzuckerspiegel führt zu unterschiedlichen Folgeschäden. Weil Glukose als Energieträger nicht mehr zu Verfügung steht, werden andere Energieträger freigesetzt – zum Beispiel Fettsäuren und körpereigenes Eiweiß. In der Folge wird beispielsweise der Fettstoffwechsel gestört: Fett lagert sich in den Gefäßwänden ab und kann dort zu Schäden führen. Der hohe Blutzuckerspiegel bewirkt, dass vermehrt Glukose mit dem Harn ausgeschieden wird. Dadurch, dass die Glukose im Blut zu Gefäßschäden führt, werden bei Diabetes beispielsweise die Netzhaut, die Nieren und die Nerven in Mitleidenschaft gezogen.

Bei Diabetes Typ 1 werden die insulinbildenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse nach und nach zerstört.

Bei einem Typ-2-Diabetes reagieren die Zellen nicht oder nicht mehr ausreichend auf das Insulin – sie werden gegen Insulin resistent. Obwohl eigentlich recht viel Insulin von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet wird, reicht bei Diabetes mellitus Typ 2 die Menge dennoch nicht aus, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Damit der Blutzuckerspiegel nicht weiter steigt, stellt die Bauchspeicheldrüse noch mehr Insulin her. Dies belastet die Inselzellen so stark, dass sie nach Jahren schließlich erschöpfen.

Überzuckerung und Unterzuckerung

Eine Über- oder Unterzuckerung kann vor allem bei Diabetes mellitus auftreten. Bei einer akuten Überzuckerung ist zu wenig Insulin vorhanden, das die im Blut befindliche Glukose in die Zellen transportieren kann, oder aber die Zellen sind gegen die Wirkung des Insulins resistent. Beschwerden bei einer Überzuckerung sind beispielsweise Müdigkeit, Durst, vertiefte Atmung und Bewusstlosigkeit.

Eine Unterzuckerung entsteht häufig, wenn ein Typ-1-Diabetiker zu viel Insulin gespritzt hat, aber auch nach übermäßigem Alkoholkonsum, da dieser die Bildung von Glukose in der Leber hemmt. Sie äußert sich durch Symptome wie Angstgefühle, Schweißausbrüche, Zittern, Hunger, Übelkeit und Bewusstseinsstörungen.

Insulin in der Medizin

Insulin spielt in der Medizin eine wichtige Rolle. Typ-1-Diabetiker müssen Insulin in das Unterhautfettgewebe spritzen. Auch viele Typ-2-Diabetiker sind auf Insulin angewiesen, wenn andere Behandlungsmethoden wie Ernährungsumstellung oder Medikamente nicht ausreichen. Als Tablette eingenommen würde Insulin seine Wirkung verlieren, da die Magensäure die Substanz schädigen würde.

Bereits 1922 begann man damit, Insulin aus der Bauchspeicheldrüse von Rindern und Schweinen zu gewinnen, um dieses dann Diabetikern zuzuführen. Heutzutage wird Insulin von Rindern oder Schweinen kaum noch verwendet.

Seit 1982 steht Humaninsulin zur Verfügung. Dieses wird aus genetisch veränderten Bakterien und Hefezellen gewonnen. Darüber hinaus gibt es sogenannte Insulinanaloga: Dabei handelt es sich um künstlich veränderte Abwandlungen von Insulin, die genau wie das menschliche Hormon den Blutzucker senken.

Es gibt unterschiedliche Insuline: Kurzwirksames Insulin zeigt seine Wirkung schon nach einigen Minuten, während langwirksames Insulin (Verzögerungsinsulin) langsamer, aber auch auch länger wirkt. Kombinierte Präparate beinhalten beide Varianten (Mischinsulin).