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Insulin


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Insulin ist das Blutzucker senkende Hormon und der Gegenspieler des Glucagons . Es spielt eine wesentliche Rolle bei Regulation der Blutzuckers und der Therapie des Diabetes mellitus .

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Der Name Insulin kommt von den Inselzellen (sog. beta-Zellen) Bauchspeicheldrüse ( Pankreas ) die das Insulin bilden.

Insulin besteht aus 2 längeren Aminosäureketten A-Kette mit 21 und die B-Kette mit Aminosäuren welche durch zwei Disulfidbrücken zusammengehalten werden.

Insulin ist für Tiere und den ein lebensnotwendiges Hormon.

Geschichte

1921 gelang es Frederick Banting und Charles Best erstmals Insulin aus zu gewinnen. Schon seit einigen Jahrzehnten war dass Sekrete der Bauchspeicheldrüse den Blutzuckerspiegel senken Frühere Versuche anderer Wissenschaftler waren jedoch nicht da sie die komplette gemahlene Bauchspeicheldrüse verwendeten andere Verdauungssäfte des Pankreas das Insulin zerstörten. ersten Versuche von Banting und Best wurden Hunden durchgeführt denen die Bauchspeicheldrüse operativ entfernt war. 1922 gelang ihnen die erste Rettung eines Diabetikers einem 13 Jahre alten Jungen der eineinhalb Jahren an der Krankheit litt und ins Koma gefallen war. 1923 erhielten Banting und John MacLeod der des Instituts den Nobelpreis für Medizin. Sie teilten den Preis mit Best und James Collip der einen Extrakt erfunden hatte.

In den folgenden Jahrzehnten wurde Insulin den Bauchspeicheldrüsen von Rindern und Schweinen großtechnisch Rinder- und Schweineinsulin unterscheiden sich vom menschlichen nur geringfügig beim Schwein ist nur eine Rind sind drei Aminosäuren durch andere Aminosäuren Obwohl auch tierisches Insulin beim Menschen wirkt trotzdem versucht menschliches Insulin zu produzieren. 1982 gelang es erstmals Humaninsulin durch gentechnisch Bakterien herzustellen. Inzwischen übernehmen auch Hefepilze diese Seit 1996 sind auch künstliche Insuline (Analoginsuline) verfügbar schneller wirken als natürliches Insulin.

Biochemie

Biosynthese von Insulin

Insulin wird in den so genannten der Pankreas synthetisiert

•Die mRNA wird zunächst in ein inaktives Präproinsulin übersetzt bestehend aus einer Signalsequenz (leader) die sich zunächst die 30 Aminosären der schliessen und nach einem C- Peptid (connecting peptide) die A-Kette aus 21 folgt.

•Durch Abspaltung der Signalsequenz und Bildung drei Disulfidbrücken entsteht das Proinsulin welches vorerst in der beta-Zelle gespeichert

•Durch steigenden Blutzuckerspiegel (ab ca. 4 Glucose / L Blut) werden durch spezifische Peptidasen zwei Peptidbindungen getrennt und dadurch die abgespalten. Das nun aktive Insulin wird dann von der Zelle ausgeschüttet

Biochemische Wirkungen von Insulin

Sämtliche biochemischen Insulinwirkungen werden durch die des Insulins an einen transmembranen Insulin rezeptor - bestehend aus zwei identischen A-Ketten zwei ebenfalls identischen B-Ketten - ausgelöst. Nach Bindung von Insulin an die A-Untereinheiten kommt im Zellinneren zur Phosphorylierung der B-Untereinheiten des was dann die weiteren Signalvorgänge auslöst. Die Signalvorgänge sind noch nicht bekannt!

•In der Skelettmuskulatur und den Fettgeweben wandern die Glucosetransportproteine (GLUT-4) bei Vorhandensein Insulin in die Zellmembran und steigern dadurch den Glucosestoffwechsel.

•In der Leber und den Fettgeweben wird der cAMP -Spiegel gesenkt was eine Stimulierung der Glycogensynthese aus Glucose zur folge hat.

•Vor allem in der Leber werden dabei auch die Enzyme des Glucosestoffwechsels ( Glucokinase Phosphofructokinase und Pyruvatkinase) synthetisiert.

Zelluläre Wirkungen von Insulin

•In der Leber und der Muskulatur werden die mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate als Glykogen gespeichert. Dies hat ein Absinken der Glucosekonzentration im Blut zur Folge.

•In der Leber dem Fettgewebe und der Muskulatur wird unter Insulineinfluss die Triacylglycerinsynthese stimuliert. dafür sind nebst den Kohlenhydraten mit der aufgenommene Lipide .

•In den drei genannten Geweben werden Aminosäuren verstärkt aufgenommen und für die Proteinsynthese

Gegenspieler des Insulins

Fällt der Blutzuckerspiegel im Körper unter Wert von 80 mg/dl ab wird die bereits stark reduziert. Sinkt der Bluzucker weiter treten verschiedene Gegenspieler des Insulins auf:
  • Glukagon
  • Adrenalin
  • Kortisol
  • Wachstumshormon
Die Spiegel dieser gegenregulierenden Hormone steigen deutlich an wenn der Blutzucker unter 60 /dl absinkt. Beim echten Insulinmangel des Typ wird das Insulin von außen zugeführt. Da jetzt der Blutzuckersenosr fehlt wird die Insulinfreisetzung dem injizierten subkurtanen Insulindepot nicht gedrosselt. Außerdem durch die autoimmune Zerstörung der Betazellen des oft auch die Glukagonproduktion vermindert. Dies führt einer verminderten Gegenregulation und einer erheblichen Hypoglykämiegefahr = Unterzuckerung).

Verabreichung

subcutan intravenös

Insulin sollte subcutan oder kann intravenös gespritzt werden. Bei letzterer ist unbedingt die Stimmigkeit der Korrekturfaktoren mit Insulin (siehe Insulintherapie ) zu achten. Es kann auch intramuskulär gespritzt werden. Die 3 Verabreichungsarten haben Wirkeintritte. Die Standardaussagen über die Wirkung des gehen immer von der subcutanen Verabreichung aus. Intramuskuläre Verabreichung bringt meist eine Wirkungsbeschleunigung von 30-50 %. Wenn jedoch in noch nicht vernarbte Muskelarale gespritzt wird kann die Wirkung ganz ausbleiben.

Intravenös darf Insulin nur mit äußerster gespritzt werden (oder durch Infusor oder Pumpe Kleinstmengen abgibt) weil ein unmittelbarer Wirkungseintritt erfolgt.

nasal

An einer nasalen Gabe wird experimentiert. tritt bei nasal gegebenem Insulin ein Wirkungsverlust ca. 80% auf. Lediglich 20% wirken dort sie es sollen dies aber unmittelbar und

Oral

Oral gegeben ist Insulin unwirksam da Eiweißketten verdaut würden.

Insulinresistenz

(siehe auch Metabolisches Syndrom )

... stellt eine Wirkungseinschränkung auf Seiten Insulins bzw. der Rezeptoren dar. Entweder liegt Rezeptordefekt oder ein Defekt im Bauplan des vor oder aber die Vorgänge des Metabolischen (=> Verfettung der Rezeptoren). Die Insulinresistenz geht einher mit einer Erhöhung des im Blut Insulins. Diese Insulinresistenz kann durchbrochen werden a) Bewegung (Erhöhung des Wirkungsgrades des Insulins um vielfaches je nach Bewegungsintensität) b) durch Reduktion Fettaufnahme (Entfettung der Rezeptoren; Gewichtsabnahme) auch bei Kompensation mit Kohlenhydraten und c) durch Insulinsensithizer.

Insulinanaloga

Zur Beschleunigung der normalen Wirkung von (Wirkmaximum ca. nach 1-2 Std. bei einer Wirkung zwischen 4 und 6 Stunden) hat dahingehend geforscht ob durch den Austausch von eine Veränderung in der Wirkung der Aminosäureketten insgesamt erzielbar ist. Erreicht hat man dies den kurzzeitwirksamen Insulinanaloga Lispro (Austausch der Aminosäuren und Prolin) sowie bei Novorapid. Aventis ist dabei ein rasch wirksames Insulin auf den zu bringen. Insulinanaloga wirken in etwa halb lange wie "Alt-Insuline" (Wirkungsmaximum ca. nach 1 maximale Wirkdauer zwischen 2 und 6 Stunden Stunden werden vermutet bei unerklärlichen Hypoglycämien nach Mahlzeiten und passender Basalrate!)

Zur Schaffung gleichmäßig verfügbarer Langzeitinsuline hat bei Lantus (von Aventis) Aminosäuren hinzugefügt und eine deutliche Wirkungsverlängerung erreicht.

Risiken der Insulinanaloga

Kurzwirksame Insuline werden aber aufgrund von als den Wachstumsfaktoren nahekommend diskutiert. Infolgedessen dürfen gegenwärtig NICHT in der Schwangerschaft eingesetzt werden sollten bei Risikopatienten (Retinopathie) nicht verwendet werden.

Lantus (Insulin glargin) wird ebenfalls als von Augenschädigungen diskutiert.

Siehe auch:


Links



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