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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Insulin</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Insulin</h1>

</header>

</div>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Insulin

</th></tr>

</td></tr>

<tr>

<td colspan="3" class="hintergrundfarbe1" style="text-align:center; font-size:smaller; font-weight:bold;">Zwei Modelldarstellungen des Insulinmoleküls. Links das einfache Molekül (Monomer) als ein <a href="Kalottenmodell" title="Kalottenmodell">Kalottenmodell</a>, aus dem die Oberflächenform hervorgeht. Rechts das sechsfache Molekül (Hexamer) als so genanntes <a href="B%C3%A4ndermodell_(Proteine)" title="Bändermodell (Proteine)">Bändermodell</a>, bei dem die innere Struktur deutlich wird. Bei letzterem sind <a href="Alpha-Helix" class="mw-redirect" title="Alpha-Helix">α-Helices</a> durch Schrauben und <a href="Beta-Faltblatt" class="mw-redirect" title="Beta-Faltblatt">β-Faltblätter</a> durch Pfeile dargestellt.

</td></tr>

<tr>

Vorhandene Strukturdaten: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/1ai0">1ai0</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/3ins">3ins</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/4ins">4ins</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/6ins">6ins</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/7ins">7ins</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.rcsb.org/structure/9ins">9ins</a>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;;">Eigenschaften des menschlichen Proteins

</th></tr>

<tr>

<td><a href="Molare_Masse" title="Molare Masse">Masse</a>/Länge <a href="Prim%C3%A4rstruktur" title="Primärstruktur">Primärstruktur</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">5,8 kDa<a href="#cite_note-1">[1]</a> / 51 Aminosäuren

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Sekund%C3%A4rstruktur" title="Sekundärstruktur">Sekundär-</a> bis <a href="Quart%C3%A4rstruktur" title="Quartärstruktur">Quartärstruktur</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">Heterodimer (21 + 30 aa)

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Pr%C3%A4kursor-Proteine" title="Präkursor-Proteine">Präkursor</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;"><a href="Proinsulin" title="Proinsulin">Proinsulin</a>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Bezeichner

</th></tr>

<tr>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td>Externe IDs

</td>

<ul><li><a href="GeneCards" title="GeneCards">GeneCards</a>: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=INS">INS</a></li>

<li><a href="UniProt" title="UniProt">UniProt</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uniprot.org/uniprotkb/P01308">P01308</a></li>

<li><a href="CAS-Nummer" title="CAS-Nummer">CAS-Nummer</a>: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://commonchemistry.cas.org/detail?cas_rn=9004-10-8">9004-10-8</a></li></ul>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Arzneistoffangaben

</th></tr>

<tr>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td><a href="DrugBank" title="DrugBank">DrugBank</a>

</td>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Vorkommen

</th></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;">Homologie-Familie

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;">Übergeordnetes <a href="Taxon" title="Taxon">Taxon</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;"><a href="Wirbeltiere" title="Wirbeltiere">Wirbeltiere</a>

</td></tr>

<tr>

<td colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122; text-align:center;"><a href="Homologie_(Genetik)#Homologie_zwischen_verdoppelten_oder_fremden_Genen" title="Homologie (Genetik)">Orthologe</a>

</td></tr>

<tr>

</td>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122; text-align:center;">Mensch

</td>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122; text-align:center;">Maus

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="Entrez_Gene" title="Entrez Gene">Entrez</a>

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="Ensembl" title="Ensembl">Ensembl</a>

</td>

</td>

<td><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.ensembl.org/Mus_musculus/geneview?gene=ENSMUSG00000000215;db=core">ENSMUSG00000000215</a>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="UniProt" title="UniProt">UniProt</a>

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="National_Center_for_Biotechnology_Information" title="National Center for Biotechnology Information">Refseq</a> (mRNA)

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="National_Center_for_Biotechnology_Information" title="National Center for Biotechnology Information">Refseq</a> (Protein)

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="Genlocus" title="Genlocus">Genlocus</a>

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;"><a href="PubMed" title="PubMed">PubMed</a>-Suche

</td>

</td>

</td></tr></tbody></table>

Insulin (andere Namen: Insulinum, Insulinhormon, Inselhormon) ist ein für alle <a href="Wirbeltiere" title="Wirbeltiere">Wirbeltiere</a> lebenswichtiges <a href="Proteohormon" class="mw-redirect" title="Proteohormon">Proteohormon</a> (Polypeptidhormon), das in den β-<a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zellen</a> der <a href="Bauchspeicheldr%C3%BCse" title="Bauchspeicheldrüse">Bauchspeicheldrüse</a> gebildet wird. Diese spezialisierten Zellen befinden sich in den <a href="Langerhans-Inseln" title="Langerhans-Inseln">Langerhans-Inseln</a>. Von diesen „Inseln“ leitet sich auch der Name „Insulin“ ab (von <a href="Latein" title="Latein">lateinisch</a> insula „Insel“). Das seit 1921 bekannte Insulin ist an der Regulation des Stoffwechsels, insbesondere <a href="Glukosehom%C3%B6ostase" class="mw-redirect" title="Glukosehomöostase">dem der Kohlenhydrate</a>, beteiligt. Insulin senkt den <a href="Blutzucker" title="Blutzucker">Blutzuckerspiegel</a>, indem es Körperzellen dazu anregt, <a href="Glucose" title="Glucose">Glucose</a> aus dem <a href="Blut" title="Blut">Blut</a> aufzunehmen.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Funktion_und_Wirkung">Funktion und Wirkung</h2></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation">→ Hauptartikel: <a href="Hyperglyk%C3%A4mie#Entstehung" title="Hyperglykämie">Entstehung der Hyperglykämie</a></div>

Die Regulation der Konzentration von <a href="Glucose" title="Glucose">Glucose</a> im Blut erfolgt durch einen <a href="Regelkreis" title="Regelkreis">Regelkreis</a> aus zwei Hormonen, die abhängig von der Blutzuckerkonzentration ausgeschüttet werden. Insulin ist das einzige <a href="Hormon" title="Hormon">Hormon</a>, das den Blutzuckerspiegel senken kann. Sein Gegenspieler ist das <a href="Glucagon" title="Glucagon">Glucagon</a>, dessen Hauptaufgabe es ist, den Blutzuckerspiegel zu erhöhen. Auch <a href="Adrenalin" title="Adrenalin">Adrenalin</a>, <a href="Kortisol" class="mw-redirect" title="Kortisol">Kortisol</a> und <a href="Schilddr%C3%BCsenhormon" class="mw-redirect" title="Schilddrüsenhormon">Schilddrüsenhormone</a> haben blutzuckersteigernde Wirkungen.

Der <a href="Blutzuckerspiegel" class="mw-redirect" title="Blutzuckerspiegel">Blutzuckerspiegel</a> steigt vor allem nach der Aufnahme von <a href="Kohlenhydrat" class="mw-redirect" title="Kohlenhydrat">kohlenhydratreicher</a> Nahrung. Als Reaktion darauf wird von den β-Zellen Insulin <a href="Sezernierung" class="mw-redirect" title="Sezernierung">ins Blut ausgeschüttet</a>. Insulin senkt den Blutzuckerspiegel dadurch, dass es mittels seiner „Schlüsselfunktion“ der Glucose aus dem <a href="Blutplasma" title="Blutplasma">Blutplasma</a> und der <a href="Gewebsfl%C3%BCssigkeit" title="Gewebsflüssigkeit">Gewebsflüssigkeit</a> den Durchtritt durch die <a href="Zellmembran" title="Zellmembran">Zellmembran</a> in das <a href="Protoplasma" title="Protoplasma">Zellinnere</a> ermöglicht. Vor allem die <a href="Leberzelle" class="mw-redirect" title="Leberzelle">Leber-</a> und <a href="Muskelzelle" class="mw-redirect" title="Muskelzelle">Muskelzellen</a> können in kurzer Zeit große Mengen Glucose aufnehmen und sie in Form von <a href="Glycogen" class="mw-redirect" title="Glycogen">Glycogen</a> speichern oder zur <a href="Energiestoffwechsel" title="Energiestoffwechsel">Energiegewinnung</a> abbauen (siehe <a href="Glycolyse" class="mw-redirect" title="Glycolyse">Glycolyse</a>).

Auch auf andere Zellen wirkt das Hormon, so hat es Einfluss auf den <a href="Fettstoffwechsel" title="Fettstoffwechsel">Fett-</a> und <a href="Aminos%C3%A4urestoffwechsel" class="mw-redirect" title="Aminosäurestoffwechsel">Aminosäurestoffwechsel</a> sowie auf den <a href="Kalium" title="Kalium">Kaliumhaushalt</a>.

Das Hormon ist wesentlicher Faktor folgender Erkrankungen:

<ul><li><a href="Diabetes_mellitus" title="Diabetes mellitus">Diabetes mellitus</a></li>

<li><a href="Hyperinsulinismus" title="Hyperinsulinismus">Hyperinsulinismus</a></li>

<li><a href="Insulinom" title="Insulinom">Insulinom</a></li>

<li><a href="Insulinresistenz" title="Insulinresistenz">Insulinresistenz</a></li>

<li><a href="Metabolisches_Syndrom" title="Metabolisches Syndrom">Metabolisches Syndrom</a></li></ul>

Das im Blut zirkulierende Insulin entfaltet seine Wirkung durch Bindung an Insulinrezeptoren.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Insulinrezeptor">Insulinrezeptor</h3></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation">→ Hauptartikel: <a href="Insulinrezeptor" title="Insulinrezeptor">Insulinrezeptor</a></div>

Letztlich löst die Bindung dieses Hormons an seinen <a href="Rezeptor_(Biochemie)" title="Rezeptor (Biochemie)">Rezeptor</a> eine Reihe von <a href="Kinase" title="Kinase">Kinase</a>-<a href="Kaskadeneffekt" title="Kaskadeneffekt">Kaskaden</a> (Kaskade von <a href="Phosphorylierung" title="Phosphorylierung">Phosphorylierungsreaktionen</a>) aus, die durch <a href="Signaltransduktion" title="Signaltransduktion">Signalwege</a> beschrieben werden können.<a href="#cite_note-Stryer_Biochemie-2">[2]</a>

Diese Signalwege bewirken ein Sinken des Blutglucosespiegels durch

<ul><li>Förderung der Glucose-Aufnahme (<a href="GLUT-4" title="GLUT-4">GLUT4</a>-<a href="Translokation_(Genetik)" title="Translokation (Genetik)">Translokation</a> zur Zelloberfläche)</li>

<li>Förderung der Glucose-Speicherung (<a href="Glycogensynthese" class="mw-redirect" title="Glycogensynthese">Glycogensynthese</a>) in der <a href="Leber" title="Leber">Leber</a> und den <a href="Muskel" class="mw-redirect" title="Muskel">Muskeln</a></li></ul>

Dieses Signal wird durch die Aktivierung glucoseverbrauchender Wege unterstützt. Weitere unterstützende Maßnahmen bestehen in der Unterdrückung glucoseliefernder Wege, so zum Beispiel durch Abbau des <a href="Second_messenger" class="mw-redirect" title="Second messenger">second messenger</a> <a href="Cyclisches_Adenosinmonophosphat" title="Cyclisches Adenosinmonophosphat">cAMP</a> über eine <a href="Phosphodiesterase" class="mw-redirect" title="Phosphodiesterase">Phosphodiesterase</a>.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Glucoseaufnahme_im_Muskelgewebe">Glucoseaufnahme im Muskelgewebe</h3></div>

Das Hormon erhöht in der Muskulatur und im Fettgewebe die <a href="Permeabilit%C3%A4t_(Materie)" title="Permeabilität (Materie)">Permeabilität</a> (Durchlässigkeit) der Zellmembran für Glucose. Dabei ist zu beachten, dass nicht die Membran selbst permeabler wird, sondern dass vermehrt <a href="Transportprotein" title="Transportprotein">Carrier-Proteine</a> für Glucose aktiviert werden. Dieses Carrier-Protein ist GLUT4, ein hochaffiner, insulinabhängiger Glucose-<a href="Transporter_(Membranprotein)" title="Transporter (Membranprotein)">Transporter</a>, welcher die Glucose durch erleichterte <a href="Diffusion" title="Diffusion">Diffusion</a> (passiver Transport) in die Zelle transportiert. Folgende physikalische Eigenschaften sind für GLUT4 relevant: <a href="Enzymkinetik" title="Enzymkinetik">sättigbar</a>, nicht aktivierbar oder inaktivierbar, also Regulation nur durch insulinabhängigen Einbau oder Ausbau.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Glucoseaufnahme_und_Stoffwechsel_im_Gehirn">Glucoseaufnahme und Stoffwechsel im Gehirn</h3></div>

<a href="Nervenzelle" title="Nervenzelle">Nervenzellen</a> (und <a href="Erythrozyt" title="Erythrozyt">Erythrozyten</a>) nehmen Glucose insulinunabhängig auf. Deshalb nehmen die insulinabhängigen Zellen bei einem erhöhten Insulinspiegel mehr Glucose auf, und für die insulinunabhängigen bleibt weniger übrig.

Im Allgemeinen besteht bei <a href="Hypoglyk%C3%A4mie" title="Hypoglykämie">Hypoglykämie</a> die Gefahr, dass das auf Glucose angewiesene Nervensystem geschädigt wird. Insulin wird, verabreicht als <a href="Nasenspray" title="Nasenspray">Nasenspray</a> in direktem Kontakt mit dem <a href="Zentralnervensystem" title="Zentralnervensystem">ZNS</a>, zur Behandlung der <a href="Alzheimer-Krankheit" title="Alzheimer-Krankheit">Alzheimer-Krankheit</a> untersucht.<a href="#cite_note-3">[3]</a>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Auf-_und_Abbau_von_Fettgewebe">Auf- und Abbau von Fettgewebe</h3></div>

Das Hormon hemmt die <a href="Lipolyse" title="Lipolyse">Lipolyse</a> im <a href="Fettgewebe" title="Fettgewebe">Fettgewebe</a> und somit den Abbau von <a href="Fette" title="Fette">Fett</a>. Ein Insulinmangel führt daher zu einer gesteigerten Lipolyse mit Bildung von <a href="Ketok%C3%B6rper" class="mw-redirect" title="Ketokörper">Ketokörpern</a> und einer daraus resultierenden <a href="Ketose_(Stoffwechsel)" title="Ketose (Stoffwechsel)">Ketose</a>.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Förderung_des_Zellwachstums">Förderung des Zellwachstums</h3></div>

Eine weitere zentrale Funktion des Insulins besteht in der Regulation von Zellwachstum und <a href="Zellproliferation" title="Zellproliferation">Proliferation</a> durch die Aktivierung der Transkription von Genen, die für Kontrolle und Ablauf des Zellzyklus von großer Bedeutung sind. Diese Insulinwirkung ist bei <a href="Insulinpr%C3%A4parat#Insulin-Kontroversen" title="Insulinpräparat">Diskursen über Insulinpräparate</a> ein Thema. Insulin fördert allgemein das Zellwachstum, auch das von Krebszellen.<a href="#cite_note-4">[4]</a> Eine hohe Insulinkonzentration im Blut (<a href="Hyperinsulinismus" title="Hyperinsulinismus">Hyperinsulinämie</a>) ist als Risikofaktor für Krebswachstum allgemein anerkannt, ganz gleich ob das Insulin aus der eigenen gesunden Bauchspeicheldrüse stammt (bei einem Menschen ohne Diabetes mellitus) oder mit der Spritze verabreicht wurde (bei einem Menschen mit Diabetes mellitus).<a href="#cite_note-5">[5]</a>

In der DCCT/EDIC-Studie, einer 1983 begonnenen Langzeituntersuchung an Patienten mit Typ-1-Diabetes mellitus, traten 93 Fälle von Krebs bei 1303 Patienten auf. Über die Zeit korrelierte die Krebs-Inzidenz signifikant mit der täglichen Insulindosis pro Kilogramm Körpergewicht: bei < 0,5 Einheiten/kg betrug die Inzidenz 2,11 pro 1000 Patientenjahre, bei 0,5 bis 0,8 Einheiten/kg betrug die Inzidenz 2,87 pro 1000 Patientenjahre, und bei > 0,8 Einheiten/kg betrug die Inzidenz 2,91 pro 1000 Patientenjahre. In den USA nutzten 2018 über 90 % der Patienten <a href="Insulinanalogon" title="Insulinanalogon">Insulinanaloga</a>; in dieser Untersuchung wurde nicht differenziert zwischen der Anwendung von <a href="Humaninsulin" class="mw-redirect" title="Humaninsulin">Humaninsulin</a> und Insulinanaloga.<a href="#cite_note-6">[6]</a>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Tryptophan-Aufnahme_im_Gehirn">Tryptophan-Aufnahme im Gehirn</h3></div>

Höhere Insulinspiegel haben einen leicht steigernden Einfluss auf die Aufnahme von <a href="Tryptophan" title="Tryptophan">Tryptophan</a> ins Gehirn.<a href="#cite_note-7">[7]</a>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Insulin_und_die_Regelung_des_Blutzuckerspiegels">Insulin und die Regelung des Blutzuckerspiegels</h3></div>

Eine der wichtigsten biologischen Wirkungen des Insulins ist die rasche Beschleunigung der Glucoseaufnahme in Muskel- und Fettzellen und Regulierung der Zwischenspeicherung in der Leber im Rahmen der Regelung des <a href="Blutzuckerspiegel" class="mw-redirect" title="Blutzuckerspiegel">Blutzuckerspiegels</a>:

<ul><li>In der Leber und der Muskulatur werden die mit der Nahrung aufgenommenen <a href="Kohlenhydrate" title="Kohlenhydrate">Kohlenhydrate</a> als <a href="Glycogen" class="mw-redirect" title="Glycogen">Glycogen</a> gespeichert. Dies hat ein Absinken der <a href="Glucose" title="Glucose">Glucosekonzentration</a> im Blut zur Folge. Die Glucoseaufnahme in die Leberzellen erfolgt insulinunabhängig über GLUT2. Durch Insulin wird eine <a href="Rezeptor-Tyrosinkinase" class="mw-redirect" title="Rezeptor-Tyrosinkinase">Rezeptor-Tyrosinkinase</a> (RTK) aktiviert, die eine Signaltransduktion in Gang setzt. Beteiligt sind dabei das Insulinrezeptor<a href="Substrat_(Biochemie)" title="Substrat (Biochemie)">substrat</a> 1 (IRS1), die <a href="Phosphoinositid-3-Kinasen" title="Phosphoinositid-3-Kinasen">Phosphoinositid-3-Kinase</a> (PI3K), der <a href="Second_messenger" class="mw-redirect" title="Second messenger">second messenger</a> Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2), die Phosphoinositid-abhängige Kinase-1 (PDK1) und schließlich die <a href="Proteinkinase_B" title="Proteinkinase B">Proteinkinase B</a> (PKB) (siehe Bild, A). PKB phosphoryliert die Glycogensynthase-Kinase 3, GSK3, die dadurch inaktiviert wird. GSK3 ist eine Kinase, die die <a href="Glycogensynthase" class="mw-redirect" title="Glycogensynthase">Glycogensynthase</a> phosphoryliert und damit inaktiviert (GYS b). GSK3 steht in Konkurrenz zu einer <a href="Phosphatase" class="mw-redirect" title="Phosphatase">Phosphatase</a>, der Protein-Phosphatase 1 (PP1). Dadurch, dass GSK3 nicht mehr wirken kann, liegt daher immer mehr Glycogensynthase in seiner dephosphorylierten Form vor (GYS a, siehe unteres Bild, B). Außerdem aktiviert die PKB eine Phosphodiesterase, PDE, die cAMP zu AMP hydrolysiert. Infolgedessen erlischt zusätzlich der Signalweg für die <a href="Proteinkinase_A" title="Proteinkinase A">Proteinkinase A</a>, die für den Abbau von Glycogen sorgt.</li>

<li>In der Leber, dem <a href="Fettgewebe" title="Fettgewebe">Fettgewebe</a> und der Muskulatur wird unter Insulineinfluss die <a href="Triglycerid" class="mw-redirect" title="Triglycerid">Triglyceridsynthese</a> stimuliert. Substrate dafür sind neben den Kohlenhydraten mit der <a href="Nahrung" title="Nahrung">Nahrung</a> aufgenommene <a href="Lipide" title="Lipide">Lipide</a>.</li>

<li>In den drei genannten Geweben werden <a href="Aminos%C3%A4uren" title="Aminosäuren">Aminosäuren</a> verstärkt aufgenommen und für die Proteinsynthese verwendet.</li></ul>

Die <a href="Stoffwechsel" title="Stoffwechsel">metabolischen</a> und <a href="Mitose" title="Mitose">mitogenen</a> Effekte von Insulin werden über die Bindung an dessen Rezeptor auf der Zelloberfläche der Zielgewebe Leber, Muskel und Fett initiiert.

<ul><li>Insulin induziert weiterhin die <a href="Glykogen#Glykogen-Synthese" title="Glykogen">Glycogensynthese</a> und -speicherung in Leber und Muskel, die Triglyceridsynthese in Leber und Fettgewebe sowie die Speicherung von Aminosäuren im Muskel.</li>

<li>Gleichzeitig hemmt Insulin die <a href="Leber" title="Leber">hepatische</a> <a href="Gluconeogenese" title="Gluconeogenese">Gluconeogenese</a> und zählt daher insgesamt zu den wichtigsten Regulatoren des <a href="Zuckerstoffwechsel" class="mw-redirect" title="Zuckerstoffwechsel">Glucosemetabolismus</a>.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Gegenspieler">Gegenspieler</h3></div>

Fällt der Blutzuckerspiegel im Körper unter einen Wert von 80 mg/dl ab, wird die Insulinproduktion bereits stark reduziert.

Sinkt der Blutzucker weiter ab, treten verschiedene Gegenspieler des Insulins auf:

<ul><li><a href="Adrenalin" title="Adrenalin">Adrenalin</a></li>

<li><a href="Glucagon" title="Glucagon">Glucagon</a></li>

<li><a href="Kortisol" class="mw-redirect" title="Kortisol">Kortisol</a></li>

<li><a href="Somatostatin" title="Somatostatin">Somatostatin</a></li></ul>

Die Spiegel dieser gegenregulierenden Hormone steigen bereits deutlich an, wenn der Blutzucker unter 60 mg/dl absinkt.

Beim Typ-1-Diabetes ist oft auch der Gegenregulationmechanismus gestört, was zu zusätzlichen Problemen mit <a href="Hypoglyk%C3%A4mie" title="Hypoglykämie">Hypoglykämien</a> führt.

<a href="Somatostatin" title="Somatostatin">Somatostatin</a> hat einen hemmenden Einfluss auf die Sekretion von Insulin und Glucagon, da er als allgemeiner <a href="Inhibitor" title="Inhibitor">Hemmer</a> im Körper fungiert.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Wirkung_auf_den_Kaliumspiegel">Wirkung auf den Kaliumspiegel</h3></div>

Insulin senkt den <a href="Kalium" title="Kalium">Kaliumspiegel</a> im Blut, indem es dafür sorgt, dass Kalium in das Zellinnere von <a href="Hepatozyten" class="mw-redirect" title="Hepatozyten">Hepatozyten</a> und <a href="Skelettmuskulatur" class="mw-redirect" title="Skelettmuskulatur">Skelettmuskelzellen</a> verlagert wird, also von <a href="Extrazellul%C3%A4r" class="mw-redirect" title="Extrazellulär">extrazellulär</a> nach <a href="Intrazellul%C3%A4r" class="mw-redirect" title="Intrazellulär">intrazellulär</a>. Dies erfolgt durch Aktivierung der <a href="Natrium-Kalium-ATPase" class="mw-redirect" title="Natrium-Kalium-ATPase">Natrium-Kalium-ATPase</a> durch Insulin. Insulinpräparate werden daher gemeinsam mit Glucose (zur Vermeidung einer <a href="Hypoglyk%C3%A4mie" title="Hypoglykämie">Hypoglykämie</a>) zur Behandlung einer <a href="Hyperkali%C3%A4mie" title="Hyperkaliämie">Hyperkaliämie</a> verwendet.<a href="#cite_note-8">[8]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vorkommen">Vorkommen</h2></div>

Insulinsequenzen von mehr als 100 verschiedenen <a href="Art_(Biologie)" title="Art (Biologie)">Spezies</a> sind bekannt. Die <a href="Proteinsequenz" class="mw-redirect" title="Proteinsequenz">Proteinsequenzen</a> der jeweiligen Insuline sind sich ähnlich – sie zeigen <a href="Homologie_(Genetik)" title="Homologie (Genetik)">Sequenzhomologie</a> –, aber nicht identisch.<a href="#cite_note-9">[9]</a> Über die Unterschiede im chemischen Aufbau von Humaninsulin gegenüber den Insulinen einiger Säugetiere sowie Informationen zu künstlich hergestelltem Insulin siehe <a href="Insulinpr%C3%A4parat" title="Insulinpräparat">Insulinpräparat</a>.

Insulin und <a href="Evolution" title="Evolution">Evolution</a>: <a href="Genotyp" title="Genotyp">Genotypen</a>, die in <a href="J%C3%A4ger_und_Sammler" title="Jäger und Sammler">Jäger- und Sammlergesellschaften</a> einen raschen Abbau von Energiereserven bei Nahrungsmangel verhinderten, <a href="Disposition_(Medizin)" title="Disposition (Medizin)">prädisponieren</a> beim heutigen Lebensstil mit <a href="Bewegungsmangel" title="Bewegungsmangel">Bewegungsmangel</a> und Nahrungsüberangebot zu <a href="Adipositas" title="Adipositas">Adipositas</a> und Typ-2-Diabetes.<a href="#cite_note-10">[10]</a>

Inwieweit <a href="Gen" title="Gen">Gene</a> den Glucosestoffwechsel und die damit verbundene Wirkung von Insulin beeinflussen, ist noch nicht zur Gänze geklärt.<a href="#cite_note-11">[11]</a>

Die <a href="Homologie_(Genetik)" title="Homologie (Genetik)">Homologe</a> des Insulins in Insekten sind die <a href="Drosophila_Insulin-like_Peptides" class="mw-redirect" title="Drosophila Insulin-like Peptides">Drosophila Insulin-like Peptides</a>.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bildung,_Speicherung,_Freisetzung_und_Regulierung">Bildung, Speicherung, Freisetzung und Regulierung</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Biosynthese">Biosynthese</h3></div>

Die <a href="Proteinbiosynthese" title="Proteinbiosynthese">Synthese</a> des Hormons erfolgt in den β-Zellen der Langerhansschen Inseln der <a href="Bauchspeicheldr%C3%BCse" title="Bauchspeicheldrüse">Bauchspeicheldrüse</a>. Die <a href="Genetik" title="Genetik">genetische</a> Information wird von nur einem <a href="Genlocus" title="Genlocus">Genlocus</a> im kurzen <a href="Metazentrisch#Bestandteile" class="mw-redirect" title="Metazentrisch">Arm</a> des <a href="Chromosom_11_(Mensch)" title="Chromosom 11 (Mensch)">Chromosoms 11</a> codiert. Das Gen besteht aus ungefähr 300 <a href="Nukleotid" class="mw-redirect" title="Nukleotid">Nukleotiden</a>.<a href="#cite_note-12">[12]</a>

Die <a href="MRNA" title="MRNA">mRNA</a> wird zunächst an <a href="Ribosom" title="Ribosom">Ribosomen</a>, die sich auf dem rauen <a href="Endoplasmatisches_Retikulum" title="Endoplasmatisches Retikulum">endoplasmatischen Retikulum</a> (ER) befinden, in das Präproinsulin <a href="Translation_(Biologie)" title="Translation (Biologie)">transferiert</a>, das aus 110 Aminosäuren besteht.

Die weitere <a href="Prozessierung" title="Prozessierung">Prozessierung</a> erfolgt in zwei Schritten, nach der <a href="Proteinfaltung" title="Proteinfaltung">Faltung</a> des <a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Moleküls</a> durch Bildung von <a href="Disulfidbr%C3%BCcke" title="Disulfidbrücke">Disulfidbrücken</a> entsteht durch Abspaltung von <a href="Signalpeptid" class="mw-redirect" title="Signalpeptid">Signalpeptid</a> und C-Peptid das Insulinmolekül.

<table>

<td>

<ol><li>Die Abbildung zeigt das <a href="Proinsulin" title="Proinsulin">Präproinsulin-Molekül</a><a href="#cite_note-UniProt-13">[13]</a> mit 110 Aminosäuren, bestehend aus:

<ul><li>einer <a href="Signalsequenz" title="Signalsequenz">Signalsequenz</a> (leader peptide, im Bild L) mit 24 Aminosäuren,</li>

<li>an die sich die 30 Aminosäuren der B-Kette anschließen,</li>

<li>danach kommen zwei Aminosäuren und das <a href="C-Peptid" title="C-Peptid">C-Peptid</a> (connecting peptide, im Bild C) mit 31 Aminosäuren,</li>

<li>gefolgt von weiteren zwei Aminosäuren und der A-Kette mit 21 Aminosäuren.<a href="#cite_note-UniProt-13">[13]</a></li></ul></li>

<li>Faltung: Durch Bildung von drei Disulfidbrücken (zwei zwischen dem A- und B-Peptid, eine innerhalb des A-Peptids) wird das bisher gestreckte Molekül <a href="Proteinfaltung" title="Proteinfaltung">gefaltet</a>.</li>

<li>Das gefaltete Präproinsulin-Molekül.</li>

<li>Abspaltung von Signalpeptid und C-Peptid:

<ul><li>Beim Durchtritt durch die Membran des Endoplasmatischen Retikulums (ER) entsteht durch Abspaltung der Signalsequenz das <a href="Proinsulin" title="Proinsulin">Proinsulin</a> mit über 80 Aminosäuren. Das Signalpeptid verbleibt in den <a href="Golgi-Apparat" title="Golgi-Apparat">Zisternen</a> des ER.</li>

<li>Das Proinsulin verlässt das ER, wird in den <a href="Golgi-Apparat" title="Golgi-Apparat">Golgi-Apparat</a> aufgenommen und gespeichert.</li>

<li>Bei Bedarf wird die C-Kette durch spezifische <a href="Peptidasen" title="Peptidasen">Peptidasen</a> (<a href="Proprotein-Convertase_1" title="Proprotein-Convertase 1">Proprotein-Convertase 1</a> und 2) abgespalten. Damit hat das Insulin seine endgültige Struktur erreicht.</li></ul></li>

<li>Das Insulin-Molekül: Es besteht aus zwei <a href="Peptid" title="Peptid">Peptidketten</a>, der A-Kette mit 21 und der B-Kette mit 30 Aminosäuren, welche durch zwei <a href="Intermolekular" class="mw-redirect" title="Intermolekular">intermolekulare</a> <a href="Disulfidbr%C3%BCcke" title="Disulfidbrücke">Disulfidbrücken</a> <a href="Kovalent" class="mw-redirect" title="Kovalent">kovalent</a> verbunden sind (Cys-A7 mit Cys-B7 und Cys-A20 mit Cys-B19). Eine dritte <a href="Intramolekular" class="mw-redirect" title="Intramolekular">intramolekulare</a> Disulfidbrücke verbindet die <a href="Cystein" title="Cystein">Cysteinreste</a> der Positionen 6 und 11 der A-Kette.</li></ol>

</td>

<td>

</td></tr></tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Speicherung">Speicherung</h3></div>

Die Insulinmoleküle werden in den <a href="Vesikel_(Biologie)" title="Vesikel (Biologie)">Vesikeln</a> des <a href="Golgi-Apparat" title="Golgi-Apparat">Golgi-Apparats</a>, der an der Zellmembran der β-Zelle liegt, durch <a href="Zink" title="Zink">Zink</a>-<a href="Ion" title="Ion">Ionen</a> zu <a href="Oligomer" title="Oligomer">Hexameren</a> gebunden und so stabilisiert gespeichert (Zink-Insulin-Komplex).

Die hohe Bindungsfreudigkeit von Insulinmolekülen an Zink hat mehrere wichtige Auswirkungen. Insulin ist in der Form von Hexameren und nach dem Zerfall in <a href="Dimer" title="Dimer">Dimere</a> noch nicht wirksam, sondern nur als Einzelmolekül. Diese Eigenschaft spielt bei den <a href="Insulinpr%C3%A4parat" title="Insulinpräparat">Insulinpräparaten</a> eine wichtige Rolle. Bei schnellwirkenden Insulin<a href="Pharmazie#Pharmazeutische_Präparate" title="Pharmazie">präparaten</a> ist der zu langsame Zerfall der Molekülverbände unerwünscht und es wird nach Möglichkeiten gesucht, den Zerfall zu beschleunigen. Bei langwirkenden Insulinpräparaten wird die Zinkbindung zur Verlängerung der Wirkdauer durch hohe Zink<a href="Konzentration_(Chemie)" title="Konzentration (Chemie)">konzentrationen</a> gezielt verstärkt.

Bei der Entwicklung von oralen Insulinpräparaten wird die Zinkbindung zur Kopplung von Insulin an Transportmoleküle genutzt.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Ausschüttung">Ausschüttung</h3></div>

Die Ausschüttung von Insulin ins Blut erfolgt durch <a href="Exozytose" title="Exozytose">Exozytose</a>.

Die Insulinausschüttung erfolgt <a href="Schwingung" title="Schwingung">oszillierend</a>. Alle drei bis sechs Minuten wird Insulin in die <a href="Blutbahn" class="mw-redirect" title="Blutbahn">Blutbahn</a> abgegeben. Nach der Nahrungsaufnahme ist bei Stoffwechselgesunden ein biphasischer Verlauf der Insulinsekretion feststellbar:

Der erste „Insulin<a href="Peak" title="Peak">peak</a>“ hat seine Spitze nach drei bis fünf Minuten und dauert zehn Minuten. Danach schließt sich eine zweite Phase an, die so lange anhält, wie eine <a href="Hyperglyk%C3%A4mie" title="Hyperglykämie">Hyperglykämie</a> besteht.<a href="#cite_note-Schatz2006-14">[14]</a> Die erste Phase besteht aus den gespeicherten Insulinmolekülen, die zweite Phase vor allem aus neu gebildetem Insulin.<a href="#cite_note-Laube2001-15">[15]</a>

Das C-Peptid wird erst bei Anstieg des Blutzuckerspiegels aus dem Proinsulin durch <a href="Peptidase" class="mw-redirect" title="Peptidase">Peptidasen</a> herausgeschnitten und gemeinsam mit dem aktiven Insulin und Zink ausgeschüttet. Durch den Nachweis von C-Peptid im Serum kann die <a href="Endogen" title="Endogen">endogene</a> Insulinproduktion gemessen werden. So kann bei Diabetikern eine Aussage darüber getroffen werden, wie viel Insulin noch vom Körper selbst hergestellt wird, da das synthetische Produkt keine C-Sequenz enthält.<a href="#cite_note-16">[16]</a>

Nach einem <a href="Trauma_(Medizin)" title="Trauma (Medizin)">Trauma</a> ist die Insulinsekretion in der Akutphase (etwa 12 bis 24 Stunden) supprimiert.<a href="#cite_note-17">[17]</a>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Regulierung">Regulierung</h3></div>

Die Hauptaufgabe von Insulin besteht darin, im Zusammenwirken mit Glucagon den Blutglucosespiegel ständig zwischen bestimmten Werten zu halten. Gerät der Blutzuckerspiegel unter einen gewissen Wert, drohen das hypoglykämische Koma und der Tod, gerät er darüber, drohen Schäden an Gefäßen, Nierenkörperchen und anderen Geweben. Zusammen mit <a href="Leptin" title="Leptin">Leptin</a> scheint Insulin aber auch maßgeblichen Anteil an der Energie<a href="Hom%C3%B6ostase" title="Homöostase">homöostase</a> zu haben. Dabei wirkt aber nicht nur Leptin auf Insulin ein, sondern das Insulin wirkt selbst ebenfalls auf das Leptin ein, genauer auf die Aufnahme von Leptin im Gehirn.

Aufgrund der lebenswichtigen Funktion muss die biochemische Implementierung des Regelkreises robust sein. Da Zellen nicht „denken“ können, kann es nur so sein, dass Einzelzellen wie ein Zustandsautomat funktionieren bzw. dass wenige Zellen dermaßen zusammenwirken, dass ein Reiz sinnvoll verrechnet wird.

Der Haupt<a href="Reiz" title="Reiz">reiz</a> zur Ausschüttung von Insulin aus der β-Zelle ist der Blutzuckerspiegel (ab 5 mmol <a href="Glucose" title="Glucose">Glucose</a>/l Blut), und dieser wird direkt von der β-Zelle „gemessen“. Biochemisch umgesetzt wird das mit Hilfe von ATP-gesteuerten Kaliumkanälen etc., siehe <a href="#Glucosegesteuerter_Freisetzungsmechanismus">#Glucosegesteuerter Freisetzungsmechanismus</a>.

Die Hormone <a href="Gastrin" title="Gastrin">Gastrin</a>, <a href="Sekretin" title="Sekretin">Sekretin</a>, <a href="Glukoseabh%C3%A4ngiges_insulinotropes_Peptid" title="Glukoseabhängiges insulinotropes Peptid">GIP</a> und <a href="Glucagon-like_Peptid_1" class="mw-redirect" title="Glucagon-like Peptid 1">GLP-1</a> modifizieren den grundlegenden Glucose-Insulin-Regelkreis, indem sie auf die β-Zelle wirken, siehe <a href="Inkretin-Effekt" title="Inkretin-Effekt">Inkretin-Effekt</a>.

<a href="Glukoseabh%C3%A4ngiges_insulinotropes_Peptid" title="Glukoseabhängiges insulinotropes Peptid">GIP</a> wird von K-Zellen, welche sich in der Schleimhaut des <a href="Zw%C3%B6lffingerdarm" title="Zwölffingerdarm">Zwölffingerdarms</a> befinden und die Glucose im <a href="Chymus" title="Chymus">Chymus</a> „messen“, ins Blut sezerniert und erhöht die Insulinausschüttung der β-Zellen. Das GIP wirkt also auf die β-Zellen zu einem Zeitpunkt ein, wo die Glucose aus der Nahrung noch nicht ins Blut gelangt ist.

<a href="Glucagon-like_Peptid_1" class="mw-redirect" title="Glucagon-like Peptid 1">GLP-1</a> wird von L-Zellen, welche sich in der Schleimhaut des <a href="Ileum" title="Ileum">Ileums</a> und des <a href="Blinddarm" title="Blinddarm">Blinddarms</a> befinden und die Glucose im Chymus „messen“, ins Blut sezerniert und erhöht ebenfalls die Insulinausschüttung der β-Zellen. Der Großteil der Nährstoffe wird bereits im <a href="Jejunum" title="Jejunum">Jejunum</a> extrahiert und ins Blut bzw. in die Lymphe abgegeben. Im Blinddarm findet keinerlei Absorption von Nährstoffen, sondern hauptsächlich eine Fermentation statt.

Zusätzlich sind β-Zellen sowohl vom <a href="Parasympathikus" title="Parasympathikus">parasympathischen</a> als auch <a href="Sympathikus" title="Sympathikus">sympathischen Nervensystem</a> (NS) innerviert:

Das parasympathische NS wird bei Leptin-Insuffizienz (oder auch bei Leptin-Resistenz) aktiviert und wirkt allgemein trophotropisch, d. h., es bewirkt die Speicherung von Energie. Es erhöht also die Insulinabgabe. Zumindest bei Mäusen wirkt es außerdem gleichzeitig auf Adipozyten ein und erhöht ihre Empfindlichkeit für Insulin, während die Empfindlichkeit der Leber- und Muskelzellen nicht beeinflusst wird. Glucose wird in Leber- und Muskelzellen zu Glycogen verbaut und derart gespeichert, in den Adipozyten erfolgt De-novo-Lipogenese und Speicherung von TGs.

Das sympathische NS wird bei Leptin-Suffizienz aktiviert und wirkt allgemein ergotropisch, d. h., es bewirkt die Erhöhung des Energieverbrauchs. Es senkt die Insulinabgabe.

Die Senkung der Insulinabgabe scheint einem erhöhten Energieverbrauch entgegenzuwirken, denn die Muskelzellen können sehr viel mehr Glucose aus dem Blut aufnehmen, wenn sie möglichst viele GLUT-4 Transporter auf der Oberfläche aufweisen. Sie müssen also auf die bereits gespeicherte Energie in Form von Glycogen und Fettsäuren zurückgreifen.

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Glucosegesteuerter_Freisetzungsmechanismus">Glucosegesteuerter Freisetzungsmechanismus</h4></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation">→ Hauptartikel: <a href="Blutzucker-Sensorsystem" title="Blutzucker-Sensorsystem">Blutzucker-Sensorsystem</a></div>

Das Eindringen eines Glucose-Moleküls in die β-Zelle setzt eine Wirkungskette in Gang. Nachdem die Glucose durch den <a href="Glucosetransporter" title="Glucosetransporter">GLUT1</a>-Transporter in die Zelle gelangt ist, wird sie durch <a href="Glycolyse" class="mw-redirect" title="Glycolyse">Glycolyse</a> verstoffwechselt. Das dabei entstehende <a href="Adenosintriphosphat" title="Adenosintriphosphat">ATP</a> hemmt den Ausstrom von <a href="Kalium" title="Kalium">Kalium</a>-Ionen (<a href="Kaliumkanal" title="Kaliumkanal">ATP-sensitive Kaliumkanäle</a>). So kommt es durch den stark verminderten Kaliumausstrom zur <a href="Depolarisation_(Physiologie)" title="Depolarisation (Physiologie)">Depolarisation</a>, weil die Stabilität des <a href="Membranpotential" title="Membranpotential">Membranpotentials</a> nicht weiter durch Kaliumausstrom erhalten wird. Das depolarisierte Membranpotential bewirkt eine Öffnung <a href="Spannung_(Elektrizit%C3%A4t)" class="mw-redirect" title="Spannung (Elektrizität)">spannungsabhängiger</a> <a href="Calcium" title="Calcium">Calcium</a>-Kanäle. Der Einstrom der Calciumionen ist der entscheidende Reiz für die Verschmelzung der insulinhaltigen <a href="Vesikel_(Biologie)" title="Vesikel (Biologie)">Vesikel</a> mit der Zellmembran.

Die gespeicherten Insulinmoleküle werden durch Verschmelzen der Membranen (<a href="Exozytose" title="Exozytose">Exozytose</a>) aus den β-Zellen in den <a href="Extrazellularraum" title="Extrazellularraum">Extrazellularraum</a> und weiter in den Blutkreislauf freigesetzt. Dabei werden die Speicher-Hexamere aufgetrennt. Der Insulinspiegel im Blut steigt an.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Halbwertszeit_und_Abbau">Halbwertszeit und Abbau</h3></div>

Die <a href="Biologische_Halbwertszeit" title="Biologische Halbwertszeit">biologische Halbwertszeit</a> einzelner Insulinmoleküle im Blutkreislauf liegt bei circa fünf Minuten.<a href="#cite_note-Schatz2006-14">[14]</a>

Das Insulin wird über Insulinrezeptoren in die Zellen aufgenommen, dort abgebaut und somit verbraucht.

In der Leber und in der <a href="Niere" title="Niere">Niere</a> wird Insulin durch <a href="Insulinase" class="mw-redirect" title="Insulinase">Insulinase</a> inaktiviert, die Insulinase oder genauer Glutathion-Insulin-Transhydrogenase spaltet die Disulfidbrücken zwischen der A- und der B-<a href="Kette" title="Kette">Kette</a> auf, wodurch das Insulin in zwei Teile zerfällt und wirkungslos wird.<a href="#cite_note-19">[19]</a> Die Abbauprodukte werden durch die Niere ausgeschieden, ebenso 1,5 % des noch intakten Insulins.<a href="#cite_note-20">[20]</a> Die kurze Zeitspanne der Aktivität des Insulins zeigt, dass die <a href="Physiologie" title="Physiologie">physiologische</a> Steuerung des <a href="Zuckerstoffwechsel" class="mw-redirect" title="Zuckerstoffwechsel">Zuckerstoffwechsels</a> im gesunden Körper sehr schnell funktioniert; diese <a href="Enzymkinetik" title="Enzymkinetik">Geschwindigkeit</a> kann bei der Behandlung des <a href="Diabetes_mellitus" title="Diabetes mellitus">Diabetes mellitus</a> praktisch nicht erreicht werden.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Insulin_als_Arzneistoff">Insulin als Arzneistoff</h2></div>

In der <a href="Insulintherapie" title="Insulintherapie">Insulintherapie</a> werden verschiedene <a href="Insulinpr%C3%A4parat" title="Insulinpräparat">Insulinpräparate</a> verwendet. Die häufigste und älteste Verabreichungsart ist die <a href="Injektion_(Medizin)#Subkutane_Injektion" class="mw-redirect" title="Injektion (Medizin)">subkutane Injektion</a>. Für diesen Zweck steht eine Reihe von kurz-, mittel- und langwirkenden Humaninsulinen und <a href="Insulinpr%C3%A4parat#Insulinanaloga" title="Insulinpräparat">Insulinanaloga</a> zur Verfügung. Werden diese zur Therapie kombiniert, so ist auf die unterschiedliche <a href="Halbwertzeit" class="mw-redirect" title="Halbwertzeit">Halbwertzeit</a> besonders zu achten.

<ul><li>sehr schnell und kurz wirkend: Insulin glulisin, Insulin lispro, Insulin aspart</li>

<li>kurz wirkend: Normalinsulin (= gelöstes Humaninsulin)</li>

<li>intermediär wirkend: <a href="NPH-Insulin" class="mw-redirect" title="NPH-Insulin">NPH-Insulin</a>, biphasisches Insulin lispro, biphasisches Insulin aspart</li>

<li>lang wirkend: <a href="Insulin_detemir" title="Insulin detemir">Insulin detemir</a>, <a href="Insulin_glargin" title="Insulin glargin">Insulin glargin</a>, Insulin degludec</li></ul>

<a href="Peroral" title="Peroral">Peroral</a> ist Insulin unwirksam, da die Eiweißketten im <a href="Magen-Darm-Trakt" class="mw-redirect" title="Magen-Darm-Trakt">Magen-Darm-Trakt</a> von körpereigenen <a href="Enzym" title="Enzym">Enzymen</a> abgebaut werden, bevor sie ihre Wirkung entfalten können. Untersucht wird, inwieweit sich Insuline in <a href="Nanopartikel" title="Nanopartikel">Nanopartikel</a> verkapseln lassen, um auf diesem Wege „unverdaut“ in den Blutkreislauf eingeschleust werden zu können.<a href="#cite_note-21">[21]</a> Jüngere Entwicklungen wie Präparate zur <a href="Inhalation" title="Inhalation">Inhalation</a>, die das Insulin über die Atemwege zuführen, haben sich auf dem Markt bisher nicht behaupten können.

In der Vergangenheit wurde Insulin im Rahmen der <a href="Insulinschocktherapie" title="Insulinschocktherapie">Insulinschocktherapie</a> zur Behandlung von Menschen mit <a href="Psychische_St%C3%B6rung" title="Psychische Störung">psychischen Krankheiten</a> eingesetzt. Diese Methode der Behandlung wurde zum Beispiel im biografischen Film <a href="A_Beautiful_Mind" class="mw-redirect" title="A Beautiful Mind">A Beautiful Mind</a> an <a href="John_Forbes_Nash_Jr." title="John Forbes Nash Jr.">John Nash</a> gezeigt. Dieses Verfahren wird nicht mehr praktiziert.<a href="#cite_note-22">[22]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Missbrauch_von_Insulin">Missbrauch von Insulin</h2></div>

Insulin steht auf der <a href="Dopingliste" title="Dopingliste">Liste der verbotenen Doping-Substanzen</a>,<a href="#cite_note-23">[23]</a> da es zu mehreren Zwecken missbraucht werden kann. Da Insulin der durch <a href="Somatropin" title="Somatropin">Somatropin</a> verringerten Glucoseaufnahme in die Muskelzellen entgegenwirkt, wird es oft zur Kompensation dessen unerwünschter Nebenwirkung verwendet (siehe <a href="Anabolikum" class="mw-redirect" title="Anabolikum">Anabolikum</a>). Andere Anwendungen sind die Förderung der Füllung der <a href="Glycogenspeicher" class="mw-redirect" title="Glycogenspeicher">Glycogenspeicher</a> bei Ausdauersportlern und die Unterstützung des Aufbaus von Muskelmasse.<a href="#cite_note-24">[24]</a>

Die <a href="Missbrauch" title="Missbrauch">missbräuchliche</a> Selbstverabreichung von Insulin, um den Blutzuckerspiegel übermäßig abzusenken, führt zum Krankheitsbild der <a href="Hypoglycaemia_factitia" title="Hypoglycaemia factitia">Hypoglycaemia factitia</a>.

Im März 2008 wurde der <a href="Krankenpfleger" title="Krankenpfleger">Krankenpfleger</a> Colin Norris in Newcastle zu einer <a href="Freiheitsstrafe" title="Freiheitsstrafe">Freiheitsstrafe</a> von 30 Jahren verurteilt, weil er vier seiner Patientinnen durch Injektion zu hoher Insulindosen ermordet hatte.<a href="#cite_note-25">[25]</a>

Der erste dokumentierte Mord mit Insulin geschah im Jahr 1957.<a href="#cite_note-26">[26]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Zeittafel_zur_Forschungsgeschichte">Zeittafel zur Forschungsgeschichte</h2></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation">→ Hauptartikel: <a href="Geschichte_der_Diabetologie" title="Geschichte der Diabetologie">Geschichte der Diabetologie</a></div>

1869 entdeckte <a href="Paul_Langerhans_(Mediziner%2C_1847)" title="Paul Langerhans (Mediziner, 1847)">Paul Langerhans</a> die Inselzellen im Gewebe der Bauchspeicheldrüse. 1889 könnten <a href="Oskar_Minkowski" title="Oskar Minkowski">Oskar Minkowski</a> und <a href="Josef_von_Mering" title="Josef von Mering">Josef von Mering</a> bei Hunden einen Diabetes mellitus durch die Entfernung der Bauchspeicheldrüse auslösen. Kurz darauf wurden die Inselzellen als endokrines (hormon-produzierendes) Gewebe vermutet. Der französische Physiologe und Endokrinologe Eugene Gley (1857–1930) senkte 1894 den Blutzucker eines Hundes, dem die Bauchspeicheldrüse entfernt wurde, mit einem Pankreasextrakt. Er differenzierte zwischen exokriner und endokriner Funktion und ordnete letztere den Inselzellen zu. Der deutsche Internist <a href="Georg_Ludwig_Z%C3%BClzer" title="Georg Ludwig Zülzer">Georg Ludwig Zülzer</a> führte am 21. Juni 1906 erstmals eine Injektion mit einem von ihm isolierten und von der Firma Schering hergestellten Kälberpankreasextrakt namens Acomatol am Menschen durch.

1909 tauchte erstmals der Begriff Insulin („von den Inseln“) auf. Der belgische Pathologe Jean de Meyer (1878–1934) schlug diesen Namen für die noch unbekannte Substanz vor.<a href="#cite_note-UMass-Timeline-27">[27]</a> 1910 benannte der englische Physiologe <a href="Edward_Albert_Sharpey-Schafer" title="Edward Albert Sharpey-Schafer">Edward Albert Sharpey-Schafer</a> die den Diabetikern fehlende Substanz aus dem Pankreas ebenfalls „Insulin“. Wer den Namen zuerst geprägt hat, ist aus den vorliegenden Quellen nicht klar ersichtlich.<a href="#cite_note-28">[28]</a>

1916 gelang es <a href="Nicolae_Paulescu" title="Nicolae Paulescu">Nicolae Paulescu</a> erstmals, Insulin aus Pankreasgewebe zu gewinnen. Fünf Jahre später isolierten <a href="Frederick_Banting" title="Frederick Banting">Frederick Banting</a> und <a href="Charles_Best" class="mw-redirect" title="Charles Best">Charles Best</a> Insulin aus den Bauchspeicheldrüsen tierischer Feten, sie nannten es „Isletin“. 1922 wurde Insulin erfolgreich bei Patienten angewendet. In diesem Jahr begann auch die industrielle Insulin-Herstellung in Kanada. 1923 erhielten Frederick Banting und <a href="John_James_Rickard_Macleod" title="John James Rickard Macleod">John James Rickard Macleod</a> den <a href="Nobelpreis_f%C3%BCr_Physiologie_oder_Medizin" title="Nobelpreis für Physiologie oder Medizin">Nobelpreis für Physiologie oder Medizin</a> für die Entdeckung des Insulins. <a href="John_Jacob_Abel" title="John Jacob Abel">John Jacob Abel</a> konnte 1926 Insulin in kristallisierter Form herstellen. Zwei Jahre später gelang <a href="Oskar_Wintersteiner" title="Oskar Wintersteiner">Oskar Wintersteiner</a> der Nachweis, dass Insulin ein Protein ist. 1958 wurde <a href="Frederick_Sanger" title="Frederick Sanger">Frederick Sanger</a> der <a href="Nobelpreis_f%C3%BCr_Chemie" title="Nobelpreis für Chemie">Nobelpreis für Chemie</a> „für seine Arbeiten über die Struktur der Proteine, besonders des Insulins“ verliehen.

1963 gelang <a href="Helmut_Zahn" title="Helmut Zahn">Helmut Zahn</a> und seinem Team die weltweit erste chemische Synthese des Insulins.<a href="#cite_note-29">[29]</a> Im Folgejahr ging der <a href="Nobelpreis_f%C3%BCr_Chemie" title="Nobelpreis für Chemie">Nobelpreis für Chemie</a> an <a href="Dorothy_Hodgkin" class="mw-redirect" title="Dorothy Hodgkin">Dorothy Hodgkin</a> „für ihre mit der Röntgenstrukturanalyse durchgeführten Bestimmungen des biochemischen Aufbaus wichtiger Stoffe, wie des Insulins und des Vitamins B12“. 1971 wurde die dreidimensionale Proteinstruktur des Insulins von Blundell et al. aufgeklärt.<a href="#cite_note-30">[30]</a>

1982 gelang es erstmals, <a href="Humaninsulin" class="mw-redirect" title="Humaninsulin">Humaninsulin</a> durch gentechnisch veränderte Bakterien in großer Menge herzustellen.

Einer der ersten Insulinhersteller in Deutschland war das 1945 in München gegründete Unternehmen Hormon-Chemie,<a href="#cite_note-31">[31]</a> das als Präparate etwa das Depotinsulin Horm, das Thrombokinase-Präparat Tachystypt und den Organextrakt Nucleoton anbot.<a href="#cite_note-32">[32]</a> Das erste schnellwirkende Insulinanalogon Insulin lispro (Handelsname Humalog) kam 1996 auf den Markt, 2000 mit Insulin glargin (Handelsname Lantus) das erste langwirksame Insulinanalogon, 2015 mit Abasaglar (Insulin glargin) das erste Insulin-Biosimilar.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"></div><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Insulin?uselang=de">Commons: Insulin</a> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Insulin" class="extiw external" title="wikt:Insulin">Wiktionary: Insulin</a> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

<ul><li><a href="UniProt" title="UniProt">UniProt</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uniprot.org/uniprotkb/P01308">P01308</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><a href="#cite_ref-1">↑</a> Matthias Otto: Analytische Chemie. John Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-3-527-32881-9, S. 557.

</li>

<li id="cite_note-Stryer_Biochemie-2"><a href="#cite_ref-Stryer_Biochemie_2-0">↑</a> Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemie. 6. Auflage. Spektrum-Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1800-5.

</li>

<li id="cite_note-3"><a href="#cite_ref-3">↑</a> S. Craft, L. D. Baker, T. J. Montine et al.: <cite style="font-style:italic">Intranasal insulin therapy for alzheimer disease and amnestic mild cognitive impairment: A pilot clinical trial</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Archives_of_Neurology" class="mw-redirect" title="Archives of Neurology">Archives of Neurology</a></cite>. Band 69, Nr. 1, Januar 2012, S. 29–38, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1001/archneurol.2011.233">10.1001/archneurol.2011.233</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Insulin&rft.atitle=Intranasal+insulin+therapy+for+alzheimer+disease+and+amnestic+mild+cognitive+impairment%3A+A+pilot+clinical+trial&rft.au=S.+Craft%2C+L.+D.+Baker%2C+T.+J.+Montine+et+al.&rft.date=2012-01&rft.doi=10.1001%2Farchneurol.2011.233&rft.genre=journal&rft.issue=1&rft.jtitle=Archives+of+Neurology&rft.pages=29-38&rft.volume=69" style="display:none">

</li>

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<li id="cite_note-9"><a href="#cite_ref-9">↑</a> So haben auch der <a href="Mensch" title="Mensch">Mensch</a>, der <a href="Gemeiner_Schimpanse" title="Gemeiner Schimpanse">Schimpanse</a>, die <a href="Hausmaus" title="Hausmaus">Maus</a>, das <a href="Kaninchen" title="Kaninchen">Kaninchen</a> und der <a href="Zebrafisch" class="mw-redirect" title="Zebrafisch">Zebrafisch</a> ähnliche, aber nicht identische Insuline: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://macromoleculeinsights.com/insulin.php">Species Sequence Alignment of Insulin</a>.

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</style><a class="external text" href="https://redirecter.toolforge.org/?url=http%3A%2F%2Fwww.aerzteblatt.de%2Fnachrichten%2F39708">Original</a> (nicht mehr online verfügbar) am 26. November 2015; abgerufen am 25. November 2015.<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInsulin&rft.title=Gene+beeinflussen+Glucosestoffwechsel&rft.description=Gene+beeinflussen+Glucosestoffwechsel&rft.identifier=https%3A%2F%2Fweb.archive.org%2Fweb%2F20151126085808%2Fhttp%3A%2F%2Fwww.aerzteblatt.de%2Fnachrichten%2F39708&rft.date=2010-01-18&rft.source=http://www.aerzteblatt.de/nachrichten/39708">

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Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient weder der Selbstdiagnose noch wird dadurch eine Diagnose durch einen Arzt ersetzt. Bitte hierzu den Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten!</div>

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