Insuline

Esculaap Neem het voorbehoud bij medische informatie in acht.
Raadpleeg bij gezondheidsklachten een arts.

Insuline is een anabool polypeptidehormoon, een eiwitcomplex dat bestaat uit twee, door twee zwavelbruggen verbonden polypeptiden. Polypeptiden zijn polymere ketens van aan elkaar geschakelde aminozuren. De molecuulformule van insuline is C254H377N65O75S6. Dit hormoon heeft invloed op de glucose-stofwisseling. Insuline verlaagt de bloedsuikerspiegel, het glucose-gehalte van het bloed. Diabetes (suikerziekte) wordt gekenmerkt door een tekort aan aangemaakte insuline vanuit de alvleesklier.

Insuline
Rood=Koolstof, Groen=Zuurstof, Blauw=Stikstof, Roze=Zwavel

Insuline wordt gemaakt door de bètacellen van de alvleesklier, in de eilandjes van Langerhans (vandaar de naam, afgeleid van het Latijnse insula, eiland) en via het bloed vervoerd.

Synthese van insuline in de alvleesklierBewerken

Insuline wordt gevormd uit pre-pro-insuline ('voor-voor-insuline'), die gesynthetiseerd wordt in het endoplasmatisch reticulum van de bètacellen. In het golgiapparaat van de bètacel wordt preproinsuline vervolgens gesplitst in pro-insuline en uiteindelijk insuline. Bij de splitsing van proinsuline ontstaat naast insuline een peptidefragment: het C-peptide. De twee overgebleven polypeptides die samen het insulinemolecuul vormen, zijn via twee zwavelbruggen aan elkaar bevestigd. Insuline en het C-peptide worden opgeslagen in granules in de bètacellen. Ze worden door exocytose gelijktijdig uitgescheiden samen met kleinere hoeveelheden proinsuline. Het C-peptide komt dan samen met insuline in het bloed terecht. Op dit punt is onderscheid te maken tussen in het lichaam geproduceerd insuline en insuline die is geïnjecteerd. Bij een verhoogde insulineafgifte door het lichaam zal namelijk ook de hoeveelheid C-peptide stijgen. Bij geïnjecteerde insuline gebeurt dat niet.

In het verleden werd C-peptide biologisch inactief geacht. Recente studies hebben echter aangetoond dat het in staat is om moleculaire en fysiologische effecten te ontlokken, en dat het C-peptide een bioactief, noodzakelijk peptide is.

AfgifteBewerken

De belangrijkste factor die de afgifte van insuline vanuit de alvleesklier bepaalt, is de glucoseconcentratie (bloedsuikerspiegel) in het bloed. Andere stimulerende factoren zijn het gehalte van in het bloed aanwezige aminozuren, vetzuren en de werking van het parasympathische zenuwstelsel. Wanneer de bloedglucosespiegel stijgt, gaat glucose de bètacellen binnen via een membraaneiwit, de glucosetransporter GLUT-2. Glucose wordt in de bètacel via de normale weg (celademhaling) gemetaboliseerd (glycolyse en citroenzuurcyclus), wat ertoe leidt dat de concentratie ATP in de bètacel stijgt. Het gevormde ATP blokkeert kalium-ATP-kanalen, waardoor de celmembraan depolariseert en spanningsafhankelijke calciumkanalen zich openen. De calciumconcentratie in de cel stijgt en dat leidt ertoe dat insuline wordt afgegeven. Consumptie van veel suiker, bijvoorbeeld door frisdrank, leidt tot de productie van insuline.

WerkingBewerken

Insuline verlaagt het glucosegehalte en dus de bloedsuikerspiegel van het bloed. Insuline remt de gluconeogenese en de glycogenolyse in de lever. Insuline remt de lipolyse, de vetverbranding.

Het insulinehormoon stimuleert:

Insuline regelt, samen met onder meer glucagon en adrenaline, de bloedsuikerspiegel. Insuline heeft een antagonistische (tegengestelde) werking ten opzichte van glucagon, adrenaline, cortisol en andere glucosespiegel-verhogende hormonen.

DiabetesBewerken

Wanneer er geen insuline in het lichaam wordt gemaakt, is sprake van diabetes mellitus type 1.

Wanneer voldoende insuline gemaakt wordt, maar lichaamscellen onvoldoende op insuline reageren, spreekt men van diabetes mellitus type 2.

Bepaling insulinegehalte bloedBewerken

Het insulinegehalte van bloed kan met verschillende typen immunoassays bepaald worden. Het insuline uit een genomen bloedmonster zal binden aan specifieke, in het bloed aanwezige antistoffen, en deze antistoffen bevatten dan vaak een bepaalde marker. De insuline-meting kan verstoord worden door hemolyse, exogeen (als medicatie ingenomen) insuline, pro-insuline, insuline-antilichamen. Bij het vermoeden van een insulinoom is de vastenproef de gouden standaard.

ToepassingBewerken

Bij de volgende medische indicaties vindt een insuline-meting plaats:

  • Diagnostisch onverklaarde hyperglykemie
  • Verdenking insulinoom
  • Lokalisatie van een insulineproducerende tumor met behulp van katheterisatie

Medicinale insulineBewerken

Het bestaan van insuline werd sinds 1890 verondersteld nadat Oskar Minkowski en Joseph von Mering na verwijdering van de alvleesklier bij een hond suikerziekte zagen ontstaan. De volgende grote stap werd gezet door Eugine Opie toen hij een link legde tussen de eilandjes van Langerhans en suikerziekte. Op 27 juli 1921 slaagden de Canadezen Frederick Banting en Charles Best erin insuline uit de alvleesklieren van honden te extraheren en te isoleren.

In 1922 werd door Banting de eerste diabetespatiënt, Leonard Thompson, behandeld met externe insuline. Nadat men ontdekte dat diabetes behandeld kan worden door de toediening van insuline ontstond de behoefte om kunstmatig insuline te produceren. De eerste bronnen voor medicinale insuline waren koeien, paarden en varkens. De insuline die geproduceerd wordt door het pancreas van deze dieren is vrijwel identiek aan menselijke insuline, en heeft dezelfde werking in het menselijk lichaam, hoewel soms allergische reacties ontstonden door bijproducten. De chemische samenstelling van insuline werd in 1956 door Frederick Sanger en diens medewerkers in Engeland ontrafeld. Dorothy Hodgkin publiceerde reeds in 1935 de eerste röntgenopnames van insulinekristallen[1] maar het lukte haar pas om in 1969, na 35 jaar onderzoek, de ware structuur van insuline, een molecule met meer dan 800 atomen, te ontrafelen.[2]

Tegenwoordig wordt dierlijke insuline vrijwel niet meer gebruikt. In 1982 bracht Eli Lilly de eerste synthetische humane insuline op de markt (humulin, ontwikkeld door Genentech). Synthetische humane insuline wordt geproduceerd met behulp van recombinant DNA-technologie. Hierbij wordt menselijk DNA, dat codeert voor menselijke insuline, ingebracht in een E coli-gastcel. Wanneer deze gastcellen zich vervolgens vermeerderen en groeien, produceren ze een synthetische insuline, die niet exact gelijk is aan fysiologische menselijke insuline.

In de jaren negentig werden in het laboratorium insuline-analoga ('insuline-achtige substanties') ontwikkeld die zijn gebaseerd op (synthetische) humane insuline, maar zodanig aangepast dat ze een kortere en snellere, of juist een langere werking hebben. Eli Lilly bracht in 1996 met insuline lispro (merknaam humalog) het eerste insulineanalogon op de markt.[3]

Actrapid (novolin in de VS, Canada, Japan en China) is een kortwerkende insuline-oplossing die via injectie bij de suikerpatiënt wordt ingebracht. Actrapid wordt geproduceerd en op de markt gebracht door Novo Nordisk sinds 2002. De werkzame stof is humane insuline, geproduceerd met recombinant DNA technologie. Actrapid wordt meestal (een half uur) voor iedere maaltijd toegediend, en wordt gebruikt in combinatie met een langwerkende insuline, zoals lantus of levemir.

Dezelfde fabrikant brengt inmiddels ook novorapid op de markt, dat ultrakortwerkend is en veel wordt toegepast in insulinepompen. De combinatie van ultrakortwerkende insuline en een in de tijd gespreide dosering is een betere benadering van de wijze waarop het menselijk lichaam de insuline zelf "doseert", zodat de bloedsuikers beter gereguleerd kunnen worden.

Zie ookBewerken

Externe linkBewerken

  Zie de categorie Insulin van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.