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Insulin - Übersicht
Univ.Prof.Dr.med. Wolfgang Hübl
Name - Info - Referenzbereiche - Erhöhung - Verminderung
 
IN DREI SÄTZEN:
Das in der Bauchspeicheldrüse hergestellte Hormon Insulin ist das wichtigste Hormon der Blutzuckerregulation. Zu geringe Insulinwirkung führt zur Zuckerkrankheit, übermäßige Insulinwirkung kann Hypoglykämie ("Unterzucker") verursachen. Die Insulinbestimmung im Blut hilft, verschiedene Formen der Zuckerkrankheit zu unterscheiden, die richtige Behandlung bei Zuckerkrankheit zu wählen und die Ursache einer Hypoglykämie zu finden.

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NAME:
Darstellung der Bauchspeicheldrüse und mikroskopisches Bild einer Insel In der Bauchspeicheldrüse sind die Zellen, die Insulin und andere Hormone herstellen, nicht gleichmäßig verteilt sondern bilden einzelne Anhäufungen, die man Inseln genannt hat. Daher der Name Insulin, für das wichtigste Hormon, das in diesen Inseln produziert wird.
   
INFO:
Was ist Insulin?
Insulin ist ein Hormon (Botenstoff), das in der Bauchspeicheldrüse hergestellt wird. Insulin wird bei Bedarf an das Blut abgegeben und löst dann verschiedene Wirkungen im Körper aus.
 

Welche Wirkungen löst Insulin aus?
Insulin ist das wichtigste Hormon der Blutzuckerregulation. In der Summe wirkt es stark blutzuckersenkend.

  • Insulin fördert den Einstrom von Blutzucker in die Zellen (vor allem in Fett und Muskelgewebe). Folge: Blutzuckerspiegel sinkt (das kann sehr rasch gehen - Minuten).
  • Insulin fördert den Aufbau des Zuckerspeichers Glykogen (vor allem in Leber und Muskel).
  • Es hemmt den Aufbau von Blutzucker aus Eiweiß-Bruchstücken (das ist die sog. Gluconeogenese aus Aminosäuren).
  • Insulin fördert den Fettaufbau (u.a. aus Zucker).

Insulin steuert die Verwertung und Speicherung des Blutzuckers (=Glucose)

Wirkungen des Insulins nach der Nahrungsaufnahme Die Kohlenhydrate der Nahrung werden bei der Verdauung in kleine Zuckermoleküle gespalten. Diese werden über den Dünndarm ins Blut aufgenommen. Die Insulinausschüttung aus der Bauchspeicheldrüse sorgt dafür, dass der Blutzucker rasch verwertet wird: Aufnahme in Muskel und Leber. Auch der Aufbau von Fettgewebe aus überschüssigem Blutzucker wird durch Insulin gefördert.
Anmerkung: das "Bauch-Foto" soll nur das Fettgewebe symbolisieren. Insulin für sich macht nicht dick. Es ermöglicht nur den Fettaufbau.

Neben den geschilderten Wirkungen im Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel fördert Insulin auch den Eiweißaufbau (z.B. Muskelaufbau) in den Zellen. Insulin hat also allgemein eine wachstumsfördernde Funktion.

 

Wie wird die Insulinausschüttung gesteuert?
Insulin muss dann von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet werden, wenn es benötigt wird. Dazu ist eine exakte Steuerung notwendig.

  • Der wichtigste Faktor der Steuerung ist die Konzentration des Blutzuckers.
    • Während einer normalen Nüchternphase bei einem Blutzuckerspiegel von etwa 90 mg/dl ist nur wenig Insulin im Blut.
    • Steigt der Blutzucker (z.B. nach einer Mahlzeit), steigt der Insulinspiegel sofort und stark an.
    • In längeren Hungerphasen (etwa ab einem Blutzucker unter 80 mg/dl) werden nur mehr geringste Mengen Insulin ausgeschüttet.
  • Auch Eiweißbruchstücke, sog. Aminosäuren, regen die Insulinausschüttung an. Besonders, wenn gleichzeitig der Blutzuckerspiegel hoch ist.
    Das macht durchaus Sinn, wenn Aminosäuren aus der Nahrung die Insulinausschüttung fördern, denn Insulin seinerseits sorgt wiederum dafür, dass die Aminosäuren in die Zellen aufgenommen werden und zum Eiweißaufbau verwendet werden.
  • Auch verschiedene Hormone aus der Magen-Darm-Wand, die bei Nahrungsaufnahme ausgeschüttet werden, fördern die Insulinausschüttung.
  • Andere Hormone (z.B. Glukagon, Wachstumshormon, Kortisol) können die Insulinausschüttung ebenfalls direkt oder indirekt erhöhen.
     

Die Ausschüttung von Insulin, C-Peptid und Proinsulin

Die Sekretion (Ausschüttung) von Insulin aus den beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse Insulin wird in den  Inselzellen der Bauchspeicheldrüse (genauer gesagt in den sog. beta-Zellen) gebildet. Die bilden aber zuerst einmal eine Vorstufe von Insulin, das Proinsulin.
Dieses wird in Insulin und das sog. C-Peptid gespalten.
Wann immer ein Molekül Insulin ausgeschüttet wird, gelangt auch ein Molekül C-Peptid ins Blut.
Aber auch Proinsulin selbst wird (in geringen Mengen) ans Blut abgegeben.

 

Warum bestimmt man Insulin im Blut?
Die Bestimmung von Insulin ist eine Spezialuntersuchung, die relativ selten durchgeführt wird. Zur Diagnose der Zuckerkrankheit ist sie im Allgemeinen nicht nötig.
Der Insulinspiegel wird oft im Rahmen von klinischen Tests untersucht, wo man dem Patienten eine Substanz (z.B. Zucker oder ein Hormon) verabreicht, oder ihn längere Zeit hungern lässt und dann überprüft, wie der Insulinspiegel darauf reagiert.

Man misst Insulin im Blut:

  • Bei der Hypoglykämie (Unterzucker),
    • um die Ursache des niedrigen Blutzuckers zu klären.
  • bei Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus),
    • um zu sehen, wieviel Insulin die Bauchspeicheldrüse noch liefert oder bei Anregung liefern kann.
      Dies hilft entscheiden, ob bei Diabetes Typ 2 eine Insulin-Behandlung sinnvoll ist. Das C-Peptid ist hierfür allerdings der bessere Marker.
    • um spezielle, seltenere Ursachen des Diabetes zu erkennen
    • um Vorstufen der Zuckerkrankheit vom Typ 1 zu erkennen (sog. Prä-Diabetes).
      Man kann Insulin bei Patienten mit Antikörpern gegen die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse messen, da hier ein Prä-Diabetes vorliegen könnte.
  • bei Studien zur Abschätzung des Atherosklerose-Risikos
    Es gibt Hinweise, dass ein erhöhter Insulinspiegel ein Risikofaktor für atherosklerotische Gefäßschäden ("Gefäßverkalkung") ist. Es scheint aber zu früh, um Insulinbestimmungen mit dieser Fragestellung außerhalb von Studien durchzuführen.

 

Wie kommt es zu erhöhten Insulinspiegeln?
Prinzipiell gibt es für unpassend hohe oder wirklich erhöhte Insulinspiegel folgende Ursachen:

Unpassend hoch (Blutzuckerspiegel ist eher niedrig, Insulin würde nicht benötigt werden):

  • Insulin wird von einem Tumor produziert (dessen Zellen unterliegen nicht der normalen Steuerung durch den Blutzuckerspiegel).
  • Die Insulinausschüttung wurde durch Medikamente angeregt.
  • Insulin selbst wurde verabreicht.
  • Selten auch durch bestimmte Antikörper bei Autoimmunerkrankungen.
  • Der Abbau des Insulins ist gestört (Leberzirrhose)

Wirklich erhöht (über dem Referenzbereich):

  • Zuckerkrankheit vom Typ 2 und andere spezielle Formen der Zuckerkrankheit, bei denen Insulin nicht ausreichend auf die Zellen wirken kann. Als Ausgleich wird mehr Insulin ausgeschüttet.
  • Erkrankungen oder Situationen, die den Blutzucker erhöhen. Als Reaktion wird vermehrt Insulin ausgeschüttet.
  • Fettleibigkeit

Genaueres siehe weiter unten unter Erhöhungen.

 

Wie kommt es zu erniedrigten Insulinspiegeln?
Prinzipiell gibt es für unpassend niedrige (= für die Höhe des Blutzuckerspiegels zu niedrig) oder wirklich erniedrigte Insulinspiegel (=unter dem Referenbereich) folgende Ursachen:

  • Zerstörung der Insulin-produzierenden Zellen (Typ 1 Diabetes, andere Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse, Medikamente, Gifte, Virusinfektionen),
  • Überforderung und Schädigung der Insulin-produzierenden Zellen (Typ 2 Diabetes),
  • seltene Erbschäden der Insulin-produzierenden Zellen
  • ein Tumor produziert ein Hormon, das die Insulinausschüttung hemmt.

Genaueres siehe weiter unten unter Verminderung.

 

 

   
REFERENZ-
BEREICHE:
  Bereich Einheit Bereich Einheit
Nach "normalem", 12h Fasten 6 - 25 mU/l = µU/ml 36 - 150 pmol/l
Nach 3-tägigem Fasten unter 6 mU/l = µU/ml unter 36 pmol/l
Unter maximaler Stimulation
durch Glucose oder Glukagon
bis 200 mU/l = µU/ml bis 1200 pmol/l
   
 
Hinweis: aus isolierten, leichten Erhöhungen oder Erniedrigungen von Laborwerten kann man in den allermeisten Fällen keine Schlussfolgerungen auf irgendeine Erkrankung ziehen. Liegen also nur leichte Veränderungen vor, muss keineswegs irgendeine der nachfolgend genannten Erkrankungen oder Veränderungen vorliegen!
ERHÖHUNG bzw. ZU HOHE WERTE IN SPEZIELLEN TESTS:
A. Hohe Insulinspiegel bei eher niedrigen Blutzuckerspiegeln
 
Insulinom (Insulin-produzierender Tumor)
Insulinome sind meist gutartige kleinere Tumoren in der Bauchspeicheldrüse. Auffällig werden sie durch die Beschwerden des Insulin-bedingt niedrigen Blutzuckerspiegels (Hypoglykämie-Beschwerden, siehe Abschnitt Blutzucker).
Zur Abklärung reicht eine Insulinspiegelmessung meist nicht aus. Man führt einen Hungerversuch durch (maximal 3-tägiges Fasten). Meist zeigt der Insulinom-Patient in der Hungerphase trotz niedriger Blutzuckerspiegel Insulinspiegel von 6 mU/l oder höher. Auch das C-Peptid wird zu hoch sein (>= 0.2 nmol/l bzw. >= 0.7 µg/l).
 
Missbräuchliche Verwendung von Insulin
Wenn gesunden Menschen Insulin gespritzt wird, führt das zu ähnlichen Befunden wie beim Insulinom. Man findet im Hungerversuch trotz niedrigen Blutzuckers hohe Insulinspiegel. Man kann dies aber vom Insulinom dadurch unterscheiden, dass beim Insulinom auch der C-Peptid-Spiegel zu hoch ist. Bei Gabe des Insulins hingegen ist das Insulin hoch das C-Peptid aber nicht.

 

Missbräuchliche Verwendung von Diabetes-Medikamenten
Fallweise werden auch Medikamente gegen Zuckerkrankheit missbräuchlich verwendet. Diese Medikamente fördern die Insulinausschüttung der Bauchspeicheldrüse. Die Befunde sind daher von denen des Insulinoms praktisch nicht zu unterscheiden. Auch hier findet man im Hungerversuch trotz niedrigen Blutzuckers hohe Insulinspiegel. Auch das C-Peptid bringt keine Klärung es ist in beiden Fällen hoch. Im Verdachtsfall muss man daher versuchen, die in Frage kommenden Medikamente im Blut nachzuweisen.

 

Neugeborene zuckerkranker Mütter
Zuckerkrankheit der Mutter in der Schwangerschaft führt bei Neugeborenen zu hohen Insulinspiegeln.

 

Leberzirrhose
Die Leber ist wesentlich am Abbau des Insulins beteiligt. Fällt ihre Funktion aus, kann der Insulinspiegel erhöht sein.

 

Bestimmte Autoimmun-Erkrankungen (sehr selten)
Bei Autoimmunerkrankungen richtet sich unsere Abwehr gegen unseren eigenen Körper. So kommt es z.B. vor, dass unsere Abwehr Antikörper gegen Insulin bildet. Manche dieser Antikörper können zu hohen Insulinspiegeln und niedrigen Blutzuckerspiegeln führen: Nach der Nahrungsaufnahme, wenn Insulin freigesetzt wird, binden sich diese Antikörper an das Insulin. Sie verhindern damit, das das Insulin regelrecht "verbraucht" wird. Wenn die Nahrungsaufnahme schon wieder länger her ist, wir also gar kein Insulin mehr bräuchten, setzen sie das Insulin wieder frei. Das führt zu erniedrigtem Blutzucker. In diesen Fällen wird das C-Peptid niedrig sein.
Noch seltener gibt es Antikörper, die die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse zur Ausschüttung von Insulin anregen. In diesen Fällen ist neben dem Insulin das C-Peptid ebenfalls zu hoch.

 

B. Hohe Insulinspiegel bei hohen oder normalen Blutzuckerspiegeln
 
Zuckerkrankheit (Diabetes)
  • Diabetes mellitus Typ 2 ("Erwachsenendiabetes")
    Patienten mit dieser Art von Zuckerkrankheit können erhöhte Insulinspiegel im Blut zeigen. Bei Diabetes Typ 2 reagieren die Gewebe (z.B. Muskel- und Fettgewebe) zu wenig auf Insulin. Die Bauchspeicheldrüse schüttet daher mehr Insulin aus um das auszugleichen.
  • Seltene, spezielle Formen von Zuckerkrankheit
    Verschiedene angeborene Fehler des Erbguts führen dazu, dass die Zellen nicht auf Insulin reagieren. Dass passiert z.B., wenn die Andockstelle für das Insulin auf den Zellen defekt ist. Als Ausgleich wird mehr Insulin ausgeschüttet. Diese Erkrankungen treten oft bereits in der Kindheit auf, manche später. Meist sind schwere Missbildungen damit verbunden.
    Nur namentlich erwähnt seien: die Insulinresistenz Typ A, der Leprechaunismus, das Rabson-Mendenhall-Syndrom und der Lipatrophische Diabetes.
    Auch seltene Autoimmunerkrankungen, bei denen unsere eigene Abwehr Antikörper gegen die Andockstelle des Insulins bildet, können dazu führen, dass das Insulin nicht mehr ausreichend auf die Zellen wirken kann. Man hat dies auch Insulinresistenz Typ B genannt.
Andere Erkrankungen mit erhöhtem Blutzucker und erhöhtem Insulin
Prinzipiell führen viele Krankheiten mit erhöhtem Blutzucker, bei denen die Insulinausschüttung aus der Bauchspeicheldrüse noch regelrecht funktioniert, zu erhöhten Insulinspiegeln (Beispiele im Abschnitt Blutzucker-Erhöhungen). Der erhöhte Insulinspiegel ist dabei als normale Antwort auf den hohen Blutzucker aufzufassen.

 

Fettleibigkeit
Auch bei Fettleibigkeit fand man erhöhte Insulinwerte.
   
VERMINDERUNG bzw. ZU NIEDRIGE WERTE IN SPEZIELLEN TESTS:
Zuckerkrankheit Typ 1 und 2 (Diabetes mellitus Typ 1 und 2)
  • Diabetes mellitus Typ 1 ("Juveniler Diabetes")
    Bei dieser Erkrankung sind die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse zerstört, es wird kein oder nur mehr sehr wenig Insulin gebildet.
  • Prä-Diabetes mellitus Typ 1
    Eine Art Vorstufe des Typ 1 Diabetes: Man findet bei Patienten, die zwar schon Antikörper gegen Insulin-produzierende Zellen haben aber noch keinen Diabetes, eine verminderte Insulinausschüttung bei speziellen Tests (Injektion einer Zuckerlösung in Vene). Diese Menschen entwickeln später häufig wirklich einen Typ 1 Diabetes.
  • Diabetes mellitus Typ 2 ("Erwachsenendiabetes")
    Bei dieser Erkrankung kommen zwar erhöhte Insulinspiegel vor, trotzdem zeigen spezielle Tests, dass die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse weniger Insulin liefern als bei Gesunden.
    Beispiel: Glukagon-Stimulationstest. Man regt mittels des Hormons Glukagon die Insulinausschüttung an. Der Gesunde reagiert mit einer starken Steigerung der Insulinausschüttung. Der Typ 2 Diabetiker zeigt oft geringere Anstiege des Insulinspiegels.

 

Seltene Formen der Zuckerkrankheit
  • Erbschäden der Insulin-produzierenden Zellen
    Verschiedene Erbschäden können die Insulinproduktion stören. Entweder ist die Produktion selbst gestört oder der Erbschaden bewirkt, dass die Zellen gar nicht merken, dass der Blutzucker hoch ist. Diese Erkrankungen treten meist bis zum 25 Lebensjahr auf, die Patienten sind nicht übergewichtig. Ansonsten ähnelt die Krankheit aber eher einem Diabetes Typ 2, also einem Erwachsenendiabetes (man kommt in der Behandlung meist ohne Insulin aus). Daher werden Erkrankungen dieser Gruppe auch "Erwachsenendiabetes des jungen Menschen" genannt (engl. "maturity-onset diabetes of the young", kurz "MODY").

Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse
Jede Erkrankung, bei der größere Anteile der Bauchspeicheldrüse geschädigt werden, kann die Insulinausschüttung vermindern und einen Diabetes mellitus verursachen.
  • Entzündung der Bauchspeicheldrüse (Pankreatitis)
  • Tumor (Karzinom) der Bauchspeicheldrüse
  • Entfernung der Bauchspeicheldrüse (Operation)
  • Verletzung der Bauchspeicheldrüse
  • Schädigung der Bauchspeicheldrüse bei Eisenspeicherkrankheit (Hämochromatose)
  • Schädigung der Bauchspeicheldrüse bei Cystischer Fibrose (Mucoviscidose; Erbschaden mit abnorm zäher Schleimbildung in verschiedenen Drüsen)

 

Medikamente und Gifte (selten)
Bestimmte Medikamente können die Ausschüttung von Insulin behindern, manche Medikamente und Gifte können die Insulin-produzierenden Zellen zerstören.
Eine Medikamenten-verursachte Zerstörung der Zellen ist bei Anwendung des Parasitenmittels Pentamidin (Lomidine) vorgekommen.

 

Virusinfektionen (selten)
Fallweise konnte man Diabetes-Fälle mit Zerstörung der Insulin-produzierenden -Zellen auf Virusinfektionen zurückführen.
(z.B. angeborene Rötelnerkrankung bei Röteln der Mutter in der Schwangerschaft, Coxsackie-Virusinfektion, Zytomegalievirusinfektion)

 

Andere seltene Erbkrankheiten, die mit Insulinmangel und Diabetes einhergehen können
Dazu gehören Krankheiten, die schon im Kindes- oder Jugendalter zu Tage treten. Meist sind schwere Missbildungen damit verbunden.
Erwähnt sei das das Wolfram-Syndrom (= DIDMOAD-Syndrom), bei dem die Insulin-produzierenden Zellen fehlen.

 

Hormon-produzierende Tumoren (selten)
Es gibt Tumoren, die Hormone produzieren, die die Insulinausschüttung hemmen. Dazu gehört das sehr seltene Somatostatinom, ein Tumor der meist in der Bauchspeicheldrüse oder im Dünndarm vorkommt und Zuckerkrankheit und Durchfälle verursacht. Er produziert das Hormon Somatostatin.

Auch bei Aldosteron-produzierenden Tumoren der Nebennierenrinde wurde eine Hemmung der Insulinausschüttung beobachtet.
   

 

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Letzte Änderung 2005-02-13

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