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Diabetes - Ursachen und Behandlung

Therapie der Diabetes mit Insulin

Hinweis
Alle Formen von Diabetes mellitus, die sich nicht mehr mit einer Diät und/oder mit Antidiabetika behandeln lassen, erfordern die Zufuhr von Insulin über Insulin-Präparate.
Abb.1
Insulin-Spritze zur präzisen Dosierung

Ziel einer optimal für den Patienten eingestellten Insulin-Therapie ist es, den Insulin-Spiegel im Körper möglichst konstant zu halten bzw. dem erhöhten Insulin-Bedarf nach einer Mahlzeit möglichst präzise anzupassen. Aus praktischen Gründen wird daher der basale Insulin-Bedarf (Basalrate) vom so genannten prandialen Insulin-Bedarf (Insulinbolus) nach einer Mahlzeit unterschieden. Nach einer Insulin-Injektion sollte der Spiegel im Blut nicht zu schnell ansteigen. Das lässt sich mit so genannten Depotpräparaten oder einer Mischung verschiedener Präparate mit mehr oder weniger schneller Freisetzung im Körper erreichen.

Insulin ist ein saures Protein mit einem isoelektrischen Punkt bei 5,3. Wird ein basisches Protein wie Protamin (pI 8,9) zu Insulin gegeben, bildet sich ein schwer löslicher Komplex, der nach einer Injektion nur langsam aufgenommen werden kann - die Wirkung ist verzögert. Es gibt zahlreiche Präparate mit unterschiedlichem Verwendungsprofil.

Kurz wirksame Präparate

  • Altinsulin (regular insulin; pH 3,2) ist eine klare Lösung mit 20-40 µg Zn2+/100 I.E. Insulin. Sechs Insulin-Moleküle bilden ein Hexamer mit zwei Zink-Ionen. Im Gewebe lösen sich die Hexamere auf, die resultierenden Dimere und Monomere werden dann ins Blut aufgenommen. Altinsulin wirkt bereits nach 1-2 Stunden und senkt den Blutzuckerspiegel dann sofort. Dieses Präparat kann als Einziges auch intravenös appliziert werden und dient daher als Notfallmedikament bei einem hyperglykämischen Koma, kann aber auch als Bolusinsulin zu den Mahlzeiten gegeben werden. Die Dauer der Wirkung ist mit 6-8 Stunden eher gering.
  • Semilenteinsulin ist eine nicht-lösliche, amorphe Form von Insulin (pH 7,2) mit kleiner Partikelgröße, das deutlich langsamer aufgenommen wird als Altinsulin - die Wirkung beginnt nach etwa 3-4 Stunden. Die Wirkungsdauer ist hingegen verlängert und beträgt 9-14 Stunden.
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Abb.2
Zink-stabilisiertes Insulin-Hexamer

PDB-Code: 3KQ6

Präparate mit mittlerer Wirkungsdauer

  • Globin-Zn-Insulin (auch HG-Insulin) ist ein Gemisch aus 100 I.E. Insulin mit 3,8 mg Globin aus Rindererythrocyten und 0,3 mg Zn. In dieser Zusammensetzung wird Insulin verzögert freigesetzt (pH 3,2). Wirkungsbeginn ist nach 3-7 Stunden, die Wirkungsdauer beträgt 12-16 Stunden.
  • Surfen-Insulin: Diesem Präparat mit einer ähnlichen Pharmakokinetik wie Globin-Zn-Insulin ist Aminochinurid (Surfen) zur Verzögerung der Aufnahme beigemischt.
  • Lente-Insulin ist eine Mischung aus 30 % Semilente-Insulin und 70 % Ultralente-Insulin. Der Wirkungsbeginn liegt bei 4-8 Stunden, nach ca. 18-22 Stunden lässt die Wirkung nach.
  • Isophan-Insulin (auch NPH-Insulin für Neutral-Protamin-Hagedorn-Insulin) ist eine Mischung aus 100 I.E. Insulin mit 0,4 mg Protamin und 0,12 mg Zn. Durch den Zusatz von Protamin wird die Resorption des Insulins verzögert. Der Wirkungsbeginn liegt bei 4-7 Stunden, nach ca. 14-18 Stunden lässt die Wirkung nach.

Präparate mit lang anhaltender Wirkungsdauer

  • Protamin-Zn-Insulin (PZI) ist eine Mischung aus 100 I.E. Insulin mit 1,25 mg Protamin und 0,2 mg Zn in Suspension mit einem pH-Wert von 7,2. Der Wirkungsbeginn liegt bei 5-8 Stunden, die Wirkungsdauer bei 22-26 Stunden. Zink-Insuline dürfen nicht mit anderen Insulinen gemischt werden, da sich Komplexe bilden können.
  • Ultralente-Insulin: Der Wirkungsbeginn liegt bei 6-10 Stunden, die Wirkungsdauer bei 22-28 Stunden.

Insulin-Analoga

Insulin-Analoga sind Insuline mit einer veränderten Aminosäure-Sequenz, die ein anderes Wirkprofil aufweisen als das humane Insulin. Wird beispielsweise in der B-Kette des Insulins die Reihenfolge Lysin-Prolin getauscht, zerfallen die hexameren Insulin-Komplexe schneller nach einer Injektion unter die Haut. Anstatt nach 30 Minuten setzt die Insulin-Wirkung bereits nach 15 Minuten ein.

Kurz wirkende Insulin-Analoga

  • Insulin Aspartat (NovoRapid®): An Position 28 in der B-Kette ist Prolin durch Aspartat ersetzt.
  • Insulin Glulisin (Apidra®): In der B-Kette ist Asparagin in Position 3 durch Lysin ersetzt, und Lysin in Position 29 durch Glutamat.
  • Insulin Lispro (Humalog®): An Position 28 und 29 der B-Kette ist die Reihenfolge der Aminosäuren Prolin-Lysin in Lysin-Prolin verändert.

Lang wirkende Insulin-Analoga

  • Insulin Detemir (Levemir®) ist in der B-Kette um eine Aminosäure verkürzt und das Lysin an Position 29 trägt einen Myristinsäure-Rest. Durch die Bindung dieses Insulins an Albumin im Gewebe ist die Resorption verzögert.
  • Insulin Glargin (Lantus®): In der A-Kette ist an Position 21 der Kette die Aminosäure Asparagin durch Glycin ersetzt. An die B-Kette sind zwei zusätzliche Arginin-Rest angehängt (Position 31 und 32). Durch diese beiden Veränderungen sinkt der isoelektrische Punkt auf 5,4-6,7 ab; die Resorption verzögert sich. Lantus darf nicht mit Normalinsulin vermischt werden.

Weiterführende Informationen zu Aminosäuren und ihren Eigenschaften.

Inhalatives Insulin

Seit dem Jahr 2006 ist in Deutschland das inhalative Insulin-Präparat Exubera® zugelassen. Dieses Insulin wird über einen Inhalator eingeatmet und gelangt über die Lungenbläschen ins Blut. Der Vorteil dieses Insulins ist die schnelle Aufnahme in den Kreislauf - bereits nach 30-90 Minuten ist die maximale Konzentration erreicht (zum Vergleich: 60-240 Minuten, wenn schnell wirkendes Humaninsulin unter die Haut gespritzt wird).

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