Insuline und Insulinanaloga

Zusammenfassung

Insulin ist ein Peptidhormon, das von den Betazellen der Langerhans-Inseln des Pankreas produziert wird. Es senkt den Blutzucker und kommt daher bei der Therapie des Diabetes mellitus zum Einsatz. Die Gegenspieler des Insulins sind das Glukagon, die Katecholamine und Glukokortikoide. Somit sorgt das Zusammenspiel dieser verschiedenen Hormone für eine Blutzucker-Homöostase.

Wirkungen von Insulin

Insulin wirkt anabol, das heißt es fördert den Aufbau der Kohlenhydrat- und Fettspeicher sowie der Proteine für die Skelettmuskulatur. Gleichzeitig werden katabole Stoffwechselvorgänge, die den Energiespeicher des Körpers abbauen, gehemmt.

Zielort	Wirkungen	Folgen eines Insulinmangels
Kohlenhydrat-stoffwechsel	Senkung des Blutzuckerspiegels: gesteigerte Glukoseaufnahme durch Einbau von GLUT4 in die Plasmamembran von Skelettmuskel- und Fettzellen Gesteigerte Glykogensynthese in Leber und Muskeln Reduzierte Glykogenolyse Hemmung der Glukoneogenese in der Leber	Hyperglykämie (erhöhter Blutzuckerspiegel im Blut)
Fettstoffwechsel	Steigerung der Fettsäure- und Triglyzeridsynthese Hemmung der Lipolyse und des Fettsäureabbaus	Bildung von Ketonkörpern
Protein-stoffwechsel	Gesteigerte Aminosäuresynthese und Proteinbiosynthese (insbesondere in der Skelettmuskulatur) Hemmung des Proteinabbaus	Vermehrte Harnstoffbildung Gesteigerter Proteinabbau
Kaliumhaushalt	Stimulation der Natrium-Kalium-ATPase in allen Zellen, wodurch K⁺ nach intrazellulär verlagert wird → Weniger Kalium im Blut	Verminderte intrazelluläre Kaliumkonzentration Hyperkaliämie
Wachstums- und Differenzierungs-prozesse	Induktion von Transkriptionsfaktoren der Proliferation

Wirkstoffe

Insuline	Wirk-beginn	Wirkmaximum	Einsatzgebiet und Besonderheiten
Normalinsulin	15–30 min	1–3 Std.	Intensivierte konventionelle Insulintherapie (zu den Mahlzeiten), Insulinpumpe Akute Blutzuckersenkung Intravenöse Gabe möglich Spritz-Ess-Abstand: 15-30 min
Kurzwirksame Insuline Insulin aspart Insulin lispro Insulin glulisin	5–15 min	1 Std.	Intensivierte konventionelle Insulintherapie (zu den Mahlzeiten) Kein Spritz-Ess-Abstand Schneller Wirkeintritt durch schnelleren Zerfall in die wirksamen Insulinmoleküle
Verzögerungsinsulin
NPH-Insulin (Intermediär-insulin, Neutrales Protamin Hagedorn)	45–90 min	4–10 Std.	Als supportives Basalinsulin bei Diabetes mellitus Typ II (basal unterstützte orale Therapie) Spritz-Ess-Abstand: 30-60 min Suspension aus Normalinsulin mit Protamin (durch das Protamin kommt es zur verzögerten Freisetzung)
Langwirksame Insulinanaloga
Insulin glargin Insulin detemir	2-4 Std.	4-14 Std.	Basalinsulin bei intensivierter konventioneller Insulintherapie Basisinsulingabe 1x/Tag Lange und gleichmäßige Wirkung durch langsamere Freisetzung Glargin: Bildung von schwer löslichen Präzipitaten an der Injektionsstelle Detemir: Bindung an Serumalbumin
Mischinsuline / Kombinationsinsuline
Kombination von Normalinsulin mit NPH-Insulin	Abhängig vom Mischverhältnis (30/70 oder 50/50)		Konventionelle Insulintherapie Schnelle Wirkung des Normalinsulins und längere Wirkung des NPH-Insulins (biphasisches Wirkprofil)

Pharmakokinetik der Insuline

Indikationen

Diabetes mellitus Typ-1
Diabetes mellitus Typ-2, wenn eine Anpassung des Lebensstils und die Einnahme oraler Antidiabetika nicht zu einer ausreichenden Blutzuckerkontrolle geführt haben
Gestationsdiabetes, wenn eine Ernährungsumstellung nicht zur Blutzuckerkontrolle ausgereicht hat
Bei Hyperkaliämie: Gabe von Insulin-Glukose-Lösung zur Verschiebung des Kaliums nach intrazellulär

Nebenwirkungen

Hypoglykämie
Gewichtszunahme durch den anabolen Stoffwechsel
Lipodystrophie an der Injektionsstelle (= krankhafte Verminderung des Fettgewebes)
Selten: allergische Reaktionen, zum Beispiel auf Konservierungsmittel
Dawn-Phänomen: Hyperglykämie am Morgen durch erhöhten Insulinbedarf in der zweiten Nachthälfte infolge vermehrter Ausschüttung von Wachstumshormon (GH)
Somogyi-Effekt: zu hohe abendliche Insulindosis führt zu einer nächtlichen Hypoglykämie. Diese führt durch eine reaktive Gegenregulation zu einer Hyperglykämie am Morgen

Resorptionszeit

Abhängig von der Resorptionszeit können Wirkeintritt, Wirkmaximum und Wirkdauer variieren

Verkürzte Resorptionszeit	Verlängerte Resorptionszeit
Manipulation des Gewebes (z.B. durch Massage) → Gesteigerte Hautdurchblutung Tiefe subkutane Injektion → Höhere Kapillarisierungsdichte Injektion in zentrale Bauchhaut	Kälte → Verringerte Hautdurchblutung durch Vasokonstriktion Adipositas → Schlechtere Hautdurchblutung Oberflächliche subkutane Injektion → Geringere Kapillarisierungsdichte Peripherer Injektionsort (bei Injektion in Oberschenkel dauert die Resorption länger als bei der Bauchhaut)

Fallbeispiel

Für ein praktisches BGA-Fallbeispiel zum Üben der BGA-Auswertung siehe: BGA-Fallbeispiel 6

Quellen

Freissmuth et al.: Pharmakologie und Toxikologie. Springer 2012, ISBN: 978-3-642-12353-5.
Karow, Lang-Roth: Allgemeine und Spezielle Pharmakologie und Toxikologie 2012
Lüllmann et al.: Pharmakologie und Toxikologie. 15. Auflage Thieme 2002, ISBN: 3-133-68515-5
Wehling: Klinische Pharmakologie. 2. Auflage Thieme 2011, ISBN: 978-3-131-60282-4

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