insulin

Insulin, hormon som dannes i insulinproduserende celler i Langerhans' celleøyer i bukspyttkjertelen.

Insulin er et lite protein med molekylvekt på ca. 6000. Det består av to polypeptidkjeder: en alfakjede med 21 aminosyrer og en betakjede med 30 aminosyrer. Kjedene holdes sammen med elektrostatiske bindinger mellom to par svovelatomer (svovelbroer). Produksjonen av insulin i betacellen begynner med dannelsen av en lang aminosyrekjede som kalles proinsulin. Proinsulin konsentreres inne i sekretblærer (sekretgranula) i cellen. Mens blærene beveger seg mot overflaten, spaltes proinsulin i ett molekyl insulin og ett molekyl C-peptid. Når betacellen stimuleres til insulinsekresjon, smelter blærene sammen med cellemembranen og tømmer sitt innhold ut i vevsvæsken og blodet. I denne prosessen dannes det like mengder insulin og C-peptid (hos ikke-diabetikere).

Insulinmolekylene transporteres med blodet til ulike målceller rundt om i kroppen. Insulin kan ikke passere målcellens fettmembran fordi det er et protein (ikke fettløselig), så for å ha effekt på målcellen, må insulin binde seg til en reseptor på overflaten. Reseptoren går gjennom cellemembranen og formidler på denne måten et signal inn i cellen når det er insulin til stede.

Signalet som formidles, fører til en rekke intracellulære reaksjoner som kjennetegner insulinets virkning. I muskelceller øker opptak, lagring og forbrenning av blodsukker (glukose), i leverceller stimuleres dannelse av glykogen, som er en lagringsform for glukose. Alle disse mekanismene bidrar til at blodsukkeret faller. Samtidig skjer det viktige endringer i omdannelsen av protein og fett som bidrar til lagring av fett som triglyserider og bruk av aminosyrer som byggesteiner i nydannelsen av protein. Insulin er således et anabolt hormon som stimulerer kroppsbygging.

Ved sult faller mengden glukose i blodet betydelig. Dette fører til at cellene begynner å bruke av sine egne lagre. Leveren bryter ned glykogen til glukose som kan frigjøres til blodet. Muskelcellene bryter ned protein til aminosyrer. Disse kommer ut i blodbanen hvor de transporteres til leveren og blir brukt i nydannelsen av glukose (glukoneogenese). I fettvevet brytes triglyseridene ned til fettsyrer og glyserol. Glyserol transporteres til leveren og blir brukt i nydannelsen av glukose, mens fettsyrene forbrennes av både fett- og muskelceller. På denne måten sikres og reserveres glukosetilførselen til cellene i nervesystemet, som nesten bare kan bruke denne typen «brennstoff». Ved nedbrytning av fettsyrer i leveren dannes ketonlegemer (aceteddiksyre og betahydroksysmørsyre) som frigjøres til blodet og forbrennes av muskelcellene. Også hjernecellene kan forbrenne ketonlegemer etter lang tids faste.

Ved diabetes mellitus er det enten komplett eller partiell insulinmangel, og nedsatt virkning av det insulin som er til stede (insulinresistens). I denne situasjonen vil kroppens celler fungere som ved sult selv om det er rikelig tilgang på næringsstoffene protein, fett og karbohydrater. I musklene vil protein brytes ned og aminosyrer frigjøres til blodet. I fettvevet spaltes triglyseridene til glyserol og fettsyrer som også frigjøres til blodbanen. Muskel- og fettcellene tar opp lite glukose fra blodet, selv om leveren produserer store mengder. Leverens forbrenning av fettsyrer fører også til et betydelig utslipp av ketonlegemer. Ketonlegemene er organiske syrer, og dersom mengden i blodet overgår en viss grense, oppstår syreforgiftning (diabetes ketoacidose). Dette sees kun ved alvorlig insulinmangel.

Den økte produksjonen av glukose i leveren og det nedsatte opptaket og forbruket av glukose i muskel- og fettceller fører til et for høyt blodsukker, sukker i urinen og de klassiske symptomene på diabetes.

Insulin kan injiseres subkutant (under huden), intramuskulært (i en muskel) og intravenøst (i en vene). I dag benyttes biosyntetisk humaninsulin fremstilt ved genetisk manipulasjon av gjærceller og kolibakterier. I Norge inneholder insulinpreparatene 100 IE/ml. I prinsippet finnes det tre hovedtyper insulinpreparater:

Hurtigvirkende insulin er dimerer (to og to molekyler bundet sammen) eller heksamerer (seks og seks molekyler bundet sammen) i løsning. Ved subkutan injeksjon inntrer effekten raskt og varer i fire til seks timer. Preparatene er således ideelle som måltidsinsulin (doser tilpasset det enkelte måltid).

Middels langtidsvirkende insulin (NPH) er insulin hvor det sure insulinmolekylet er bundet til det basiske proteinet protamin (som gjør insulinet langsomtvirkende) i store aggregater. Ved subkutan injeksjon virker preparatene etter 1–2 timer, og varer i 14–16 timer. Preparatene benyttes som basalinsulin en eller to ganger i døgnet. Det finnes også en rekke faste blandinger av hurtigvirkende og middels langtidsvirkende insulin.

Langtidsvirkende insulin er insulinanaloger hvor molekylstrukturen er modifisert for å få en lengre virkningstid. De virker i 24 timer og injiseres subkutant én gang når som helst i løpet av dagen, men til samme tid hver dag.