Insulin

Insulin wurde 1921 von Banting und Best isoliert und war eines der ersten therapeutisch eingesetzten Proteine. Es besteht aus zwei Peptidketten (A-Kette: 21 Aminosäuren, B-Kette: 30 Aminosäuren), die durch Disulfidbrücken verbunden sind. Es wird als Proinsulin synthetisiert und im Golgi-Apparat durch Abspaltung des C-Peptids zum aktiven Insulin prozessiert.

Signalweg: Insulin bindet an den Insulinrezeptor (IR), eine Rezeptortyrosinkinase auf der Zelloberfläche. Dies aktiviert zwei Hauptsignalwege:

• PI3K/Akt-Weg: Vermittelt die metabolischen Effekte - Translokation von GLUT4-Transportern zur Zellmembran (Glukoseaufnahme), Aktivierung der Glykogensynthase (Glykogenspeicherung), Hemmung der Glukoneogenese in der Leber, Stimulation der Lipogenese.
• MAPK/ERK-Weg: Vermittelt mitogene Effekte - Zellwachstum, Proliferation, Genexpression.

Metabolische Wirkungen:

• Kohlenhydrate: Glukoseaufnahme in Muskeln und Fettgewebe ('), Glykogensynthese ('), Glukoneogenese ('), Glykogenolyse (').
• Lipide: Lipogenese ('), Lipolyse (') - Insulin fördert die Fettspeicherung und hemmt den Fettabbau.
• Proteine: Proteinsynthese ('), Proteolyse (') - anaboles Signal.
• Entzündung: In physiologischen Konzentrationen antiinflammatorisch (hemmt NF-κB in Endothelzellen). Bei chronischer Hyperinsulinämie kippt die Wirkung: Pro-inflammatorische Signalwege werden aktiviert.

Insulinresistenz: Bei chronisch erhöhten Insulinspiegeln (durch dauerhafte Kohlenhydratzufuhr, Bewegungsmangel, viszerale Adipositas) entwickeln die Zellen eine Insulinresistenz: Der Insulinrezeptor wird herunterreguliert, die Signalkaskade abgeschwächt. Die Bauchspeicheldrüse kompensiert mit noch mehr Insulin (Hyperinsulinämie). Dieser Teufelskreis ist die Grundlage des metabolischen Syndroms und des Typ-2-Diabetes.

Insulin und Entzündung: Chronische Hyperinsulinämie fördert eine niedriggradige systemische Entzündung: Sie aktiviert NF-κB, steigert die Produktion pro-inflammatorischer Zytokine (TNF-α, IL-6) und fördert die Differenzierung von M1-Makrophagen im viszeralen Fettgewebe.