Insulin er et peptidhormon, der består af 51 aminosyrer. Insulin består af en A-kæde (21 aminosyrer) og en B-kæde (30 aminosyrer), der er forbundet ved svovlbroer (disulfidbindinger).
Insulin
Af /Created with Biorender.com.

Insulin er et hormon, der produceres i bugspytkirtlen, hvis primære funktion er at regulere blodsukkeret. Insulin sørger for, at kroppen efter et måltid, omstiller sig fra faste, hvor kroppens energilagre nedbrydes, til en tilstand, hvor energilagrene opbygges. Manglende produktion eller nedsat virkning af insulin (insulinresistens) kan føre til udvikling af diabetes.

Faktaboks

Etymologi
Ordet insulin kommer af latin insula 'ø' (om de Langerhanske øer i bugspytkirtlen, hvor hormonet dannes)

Insulins funktioner

Insulin optages i cellerne gennem glukosetransportere, kaldet GLUT-transportere. Der findes 12 forskellige GLUT-transportere. GLUT4-transporteren findes primært i muskel- og fedtvæv og er afhængig af insulin. Ved lavt blodsukker er de fleste GLUT4-transportere gemt i små vesikler inde cellen. Ved højt blodsukker vil bugspytkirtlen frigive insulin til blodet. Insulin binder sig til insulinreceptoren og bevirker, at GLUT4-transportere indsættes i cellemembranen. Glukose fra blodet kan da optages i cellen.
Insulin og GLUT4
Af /Created with Biorender.com.

Insulin spiller en central rolle i reguleringen af kroppens energistofskifte.

Højt blodsukker efter måltider

Udskillelsen af insulin øges ved måltider, hvor stigning i blodsukkeret stimulerer frigivelsen af insulin.

Insulin virker på en række processer i stofskiftet, hvoraf nogle regulerer blodsukkeret:

  • I muskelceller stimulerer insulin optag, lagring og forbrænding af sukker (glukose).
  • I leverceller fremmer det dannelsen af glykogen, som er en lagringsform af kroppens glukose.

Disse mekanismer bidrager til, at blodsukkeret falder.

Insulin leder desuden til vigtige ændringer i omsætningen af protein og fedt. Insulin stimulerer

Insulin fremmer således anabolisme, som er opbygning af mere komplekse molekyler fra simplere forbindelser i cellernes stofskifte.

Indtagelse af et måltid leder til stigning i blodsukkeret og frisætning af insulin fra bugspytkirtlen. Insulin stimulerer transport af glukose ind i lever, fedt og muskler, hvorved blodsukkeret sænkes. I lever og muskler oplagres overskydende glukose som glykogen. I muskler opbygges proteiner, og i fedtvæv indgår glukose i opbygning af triglycerider.
Udvalgte virkninger af insulin
Af /Created with Biorender.com.

Faste og lavt blodsukker

Ved faste falder blodsukkeret, og der udskilles mindre insulin. Dette fører til, at cellerne begynder at bruge af deres egne energilagre:

  • Leveren nedbryder glykogen til glukose, som kan frigives til blodet.
  • Muskelcellerne nedbryder protein til aminosyrer, som frigives til blodbanen, hvor de transporteres til leveren og bliver anvendt i nydannelsen af glukose.
  • I fedtvævet nedbrydes triglyceriderne til fedtsyrer og glycerol. Glycerol transporteres til leveren og bliver brugt i nydannelsen af glukose, mens fedtsyrerne forbrændes af både fedt- og muskelceller. På denne måde reserveres glukosetilførslen til cellerne i nervesystemet, som ikke er i stand til at danne energi ved fedtforbrænding eller deponere glukose. Nervecellernes optag af glukose sker derfor efter cellens behov og afhænger ikke af tilstedeværelsen af insulin.

Ved nedbrydning af fedtsyrer i leveren dannes ketonstoffer, som frigives til blodet og forbrændes af muskelcellerne. Også hjerneceller kan forbrænde ketonlegemer efter lang tids faste.

Insulins struktur, dannelse og frisætning

Proteinstrukturen for proinsulin
Forstadiet (proinsulin) består af en kæde af 86 aminosyrer, der foldes således, at de to ender (A-kæden og B-kæden) kan kobles sammen, mens den midterste del, som kaldes C-peptid (connecting peptide) spaltes ud.
Proinsulin
Af .
Licens: CC BY NC ND 4.0

Opbygning

Insulin er et lille protein, der består af to polypeptidkæder: en A-kæde med 21 aminosyrer og en B-kæde med 30 aminosyrer. Kæderne holdes sammen af såkaldte svovlbroer (disulfidbindinger).

Langerhanske øer i bugspytkirtlen

Bugspytkirtlen, Langerhansk ø
Af /Created with Biorender.com.

Insulin produceres i β-cellerne i de Langerhanske øer i bugspytkirtlen (pancreas). De Langerhanske øer er små samlinger af hormonproducerende celler, der ligger spredt i hele bugspytkirtlen. Ud over insulin produceres andre hormoner, såsom glukagon, pankreatisk polypeptid (PP) og somatostatin.

Proinsulin og C-peptid

Produktionen af insulin begynder med dannelsen af en lang aminosyrekæde, som kaldes proinsulin. Proinsulin opbevares i små blærer i β-cellerne. Mens blærerne bevæger sig mod overfladen, spaltes proinsulin til insulin og C-peptid. Når β-cellen får signal om at udskille insulin, smelter blærerne sammen med cellemembranen og tømmer deres indhold ud i vævsvæsken og blodet. I denne proces udskilles der lige store mængder insulin og C-peptid. C-peptid er nødvendig for korrekt foldning af proteinet under dannelsen.

Udskillelse, transport og signalering

Udskillelsen af insulin fra β-cellerne styres af blodsukkeret, og øges når blodsukkeret stiger, fx efter et måltid. Insulinmolekylerne transporteres med blodet til forskellige målceller i kroppen. Insulin binder sig til cellernes overfladereceptorer, som strækker sig gennem cellemembranen og formidler signalet videre ind i cellen.

Diabetes

Ved diabetes er der enten komplet eller delvis mangel på insulin, eller nedsat virkning af det insulin, der er til stede, betegnet insulinresistens. Diabetes medfører forhøjet blodsukker og kan have alvorlige komplikationer, som skyldes forstyrrelser i kulhydrat-, fedt- og proteinstofskiftet.

Insulin som behandling

Insulinpen med hurtigt indsættende og kortvarigt virkende insulin-lignende lægemiddel, som gives ved injektion. Insulinpennen har et doseringssystem, der gør det muligt at justere mængden af insulin, der gives.
Af .
Licens: CC BY SA 4.0

Fremstilling

Insulin fremstilles i dag kunstigt til behandling af diabetes og kan sprøjtes ind (injiceres) under huden (subkutant), i en muskel (intramuskulært) og i en vene (intravenøst). I dag anvendes biosyntetisk human insulin, som er identisk med kroppens eget hormon, samt analog insulin, hvor der er ændret på opbygningen af insulinmolekylet. Disse præparater fremstilles ved genetisk manipulation af gærceller og kolibakterier.

Virkningstider

Insulinpræparaterne opdeles efter hvor hurtigt virkningen indtræder i kroppen og hvor længe virkningen varer:

  • Hurtigvirkende insulin gives ved injektion under huden (subkutant). Virkningen indtræder efter ca. 10 – 30 minutter og varer i fire til seks timer. Præparaterne er således ideelle som måltidsinsulin, hvor doser er tilpasset det enkelte måltid. Hurtigvirkende insulin kan også gives kontinuerligt ved hjælp af insulinpumpe.
  • Intermediærtvirkende insulin gives ved subkutan injektion og virker efter én til to timer. Effekten varer i ca. 14–16 timer.
  • Langtidsvirkende insulin er insulinanaloger, hvor molekylstrukturen er modificeret for at få en længere virkningstid. De virker i mindst 24 timer og injiceres subkutant én gang om dagen.
  • Blandingsinsulin er blandinger af hurtigvirkende og intermediærtvirkende insulin.

Behandling

Insulin bruges til behandling af type 1-diabetes, hvor kroppen ikke selv kan producere hormonet. Stadig flere personer behandles i dag med insulinpumpe, hvor hurtigvirkende insulin løbende injiceres under huden af en lille pumpe. Alternativt injiceres insulinen med en insulinpen. Behandlingen vil typisk bestå i en kombination af nogle af de ovenstående præparater. Ved type 2-diabetes kan behandling med insulin også blive nødvendig, hvis andre behandlingsformer ikke har tilstrækkelig effekt.

Historisk baggrund

Ved sin enestående betydning i biologien og i behandlingen af diabetes har udforskningen af insulin altid tiltrukket sig stor opmærksomhed. Hormonet blev isoleret i 1921 af canadierne F.G. Banting og C.H. Best. Insulins biokemi og medicinske betydning blev derefter systematisk udforsket i et omfang, der hurtigt gjorde hormonet til et af de mest foretrukne modelmolekyler i biologisk og medicinsk forskning. Adskillige nobelpriser er derfor tildelt insulinforskere.

Den industrielle produktion af insulin begyndte hurtigt i den vestlige verden, ikke mindst i Danmark. Allerede i vinteren 1922-23 havde den danske nobelpristager og fysiolog August Krogh og hans medarbejder, lægen H.C. Hagedorn, iværksat, hvad der senere blev til Nordisk Insulin Laboratorium. Senere, i 1925, blev medicinalfirmaet Novo grundlagt, ligeledes til produktion af insulin. Den fusionerede danske medicinalkoncern Novo Nordisk har siden 1990'erne haft verdens største insulinproduktion og eksport. Kvaliteten og typerne af insulin til behandling af diabetes er forbedret radikalt gennem årene. Oprindelig blev insulin isoleret fra bugspytkirtler fra svin og køer, hvis insulin er omtrent identisk med menneskets. Siden 1980 har den bioteknologiske produktion af human insulin taget føringen.

Læs mere i Lex

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig