Insulin

Zur Abschätzung der Sekretionsleistung ist die Bestimmung des C-Peptids besser geeignet.

Die Bestimmung von Insulin ist auch Bestandteil des HOMA-Index.

Insulin wird in den B-Zellen der Langerhansschen Inseln des Pankreas synthetisiert, gespeichert und bei Bedarf sezerniert. Das Insulingen ist auf dem kurzen Arm des Chromosoms 11 lokalisiert. Es enthält zwei Introns, die durch Spleißen entfernt werden.

Die Synthese nimmt ihren Ausgang an den Ribosomen der B-Zelle, wo ein Präproinsulin hergestellt wird. Dieses wird bei der Einschleusung in die Hohlräume des Endoplasmatischen Reticulums von einer Peptidase zum Proinsulin mit 86 Aminosäuren verkürzt. Proinsulin und Zinkionen können zu Komplexen mit einer relativen Molekülmasse von 54.000 reagieren. Es handelt sich um Hexamere, die zwei Zinkionen beinhalten. Der weitere Weg des Proinsulins verläuft über den Golgi-Apparat, wo es in den Beta-Granula (Vesikeln) gespeichert wird. Innerhalb dieser Granula findet dann die endgültige Spaltung des Proinsulins in das 51 Aminosäuren umfassende Insulin und in das C-Peptid (connecting peptide) mit 31 Aminosäureresten statt. Während dieser Konversion gehen vier basische Aminosäuren (zwei Arginin- und ein Lysinmolekül) an den Spaltstellen zwischen C-Peptid und Insulin verloren, so daß die Summe die Aminosäuresequenz des Proinsulins (51 + 31 + 4) ergibt. Insulin ist aus zwei Peptidketten zusammengesetzt, der 21 Aminosäuren langen A-Kette und der 30 Aminosäuren umfassenden B-Kette. Beide Ketten werden durch Disulfidbin¬dungen zusammengehalten, Kette A besitzt darüber hinaus noch eine weitere Disulfidbrücke zwischen den Cysteinresten 6 und 11.

Die Insulinsekretion erfolgt durch einen Glucosereiz (auch erhöhte Mannose- und Fructosekonzentrationen vermögen eine Insulinsekretion zu induzieren, nicht jedoch Galactose oder Xylose), der bei einer Glucosekonzentration von ca. 5 mmol/L anfängt und dann bis zu einem Wert von etwa 30 mmol/L kontinuierlich ansteigt. Jede Glucoseerhöhung wird also bis zum Erreichen eines Grenzwertes durch eine adäquate Insulinsekretion beantwortet. Glucose strömt hierbei in die B-Zelle ein und steigert dort die Glucoseverwertung mit nachfolgendem Anstieg des ATP/ADP-Quotienten.

Die eigentliche Insulinsekretion zeigt einen biphasischen Verlauf. Nach einer kurzfristig starken Freisetzung des gespeicherten und verfügbaren Hormons (Maximum etwa 2 Minuten nach dem Reiz) folgt eine langanhaltende Ausschüttung von überwiegend neusynthetisiertem Insulin. Auch Aminosäuren wie Leucin, Isoleucin, Arginin und Lysin stimulieren die Insulinfreisetzung. Die Erhöhung der Insulinausschüttung durch gastrointestinale Hormone (Magen-Darm-Hormone) wie das GIP (gastric inhibitory peptide) ist die Erklärung dafür, daß ein orale Gabe von Glucose einen größeren Sekretionsreiz darstellt als die intravenöse. Die biologische Halbwertszeit des Insulins beträgt 3 bis 5 Minuten. Ort des Insulinabbaus ist die Leber.