Diabetes mellitus – Insulin als Arzneimittel

Der Diabetes mellitus entsteht, wenn das Hormon Insulin einen unzureichenden Einfluss auf den Stoffwechsel nimmt. Man unterscheidet zwischen Diabetes Typ I und Diabetes Typ II. Bei einem Diabetes Typ I beruht die Verminderung des Insulin auf einem Ausfall der B-Zellen in der Bauchspeicheldrüse, bei dem Typ II andererseits kommt es zu einer Resistenz gegenüber Insulin der Zielzellen, so dass Insulin nicht genug ausgeschüttet werden kann.

Insulin wird in den B-Zellen der Bauchspeicheldrüse gebildet. Das Protein besteht aus zwei über Disulfidbrücken miteinander verbundenen Peptidketten: Einer A-Kette mit 21 Aminosäuren und einerB-Kette mit 30 Aminosäuren. Insulin wird ausgeschüttet wenn Kohlenhydrate mit der Nahrung aufgenommen werden. Es bindet dann an einen Rezeptor, bei dem es sich um ein Ligand-gesteuertes Enzym handelt und dient zur Aufnahme und Verwertung von Glukose durch verschiedene Zellen, wie zum Beispiel Leberzellen, Fettzellen und Muskelzellen.

Die Zufuhr von Insulin muss also künstlich von außen zugeführt werden:
Hierzu kann zu einem Humaninsulin genommen werden, dass gentechnisch hergestellt wird, zum anderen kann man gentechnisch verändertes Insulin herstellen, um Eigenschaften der Pharmakokinetik, also der Bioverfügbarkeit, zu verbessern. hierbei ist zu beachten dass das gentechnisch veränderte Insulin natürlich auch noch an den Insulinrezeptor binden muss. Hierbei spielt nicht nur der Insulinrezeptor selbst eine Rolle sondern auch Rezeptor für IGF-1 der die Entstehung von Zellen fördern kann.

Insulin wird als Peptid nicht oral verabreicht sondern unter die Haut injiziert, also subkutanen. Dabei variiert die Wirkdauer je nachdem wie schnell das Insulin von dem Depot in die Blutbahn aufgenommen wird.

Applikation:

Gelöstes Insulin bezeichnet man als Normalinsulin oder Altnsulin. Diese kann im Notfall (zum Beispiel bei einem hyperglykämischen Koma) intravenös injiziert werden. Da die Dauer allerdings nur von kurzer Wirkung ist, wird das Normalinsulin meistens über eine Infusion verabreicht. Außerdem kann dieses Insulin subkutan verabreicht werden, erreicht aber durch den Depoteffekt erst nach 2 h seine volle Wirkung und hält danach aber 6 h an.

Insulin kann auch als Suspension injiziert werden, was den Depoteffekt im subkutanen Gewebe erhöht. Diese Insuline werden als Verzögerungsinsuline unterzeichnet. Die Insuline, die negativ geladen sind, bilden mit positiv geladenen Stoffen zum Beispiel dem Protamin Komplexe, wie schlecht wasserlöslich sind, und somit über einen Depoteffekt verfügen, der bis zu 24 h anhalten kann.