Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
K. J. Lackner und D. Peetz

Insulin

Insulin
Englischer Begriff
insulin
Definition
Zentraler Regulator des plasmatischen und zellulären Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels.
Struktur
Heterodimer aus A- (21 Aminosäuren) und B-Kette (30 Aminosäuren), die über zwei Disulfidbrücken verknüpft sind.
Molmasse
5808 Da.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Insulin wird als 110 Aminosäuren langes Präproprotein in den pankreatischen β-Zellen synthetisiert. Die 24 Aminosäuren Leadersequenz wird kotranslational abgespalten. Proinsulin (86 Aminosäuren) wird in den sekretorischen Granula proteolytisch zu Insulin prozessiert (s. Abbildung). Daran sind die Carboxypeptidase H sowie die Prohormonkonvertasen 2 und 3 beteiligt. Aminosäuren 1–30 des Proinsulins entsprechen der B-Kette des reifen Insulins, Aminosäuren 66–86 der A-Kette. Aminosäuren 33–63 bilden das C-Peptid.
In der folgenden Abbildung ist die Struktur von Proinsulin und Insulin dargestellt. Die dunkelgrauen Kreise symbolisieren die Aminosäuren des Insulins, die hellgrauen die des C-Peptids. Die weißen Kreise stehen für Aminosäuren, die bei der Prozessierung abgespalten werden. Die schwarzen Kreise repräsentieren Cysteinreste:
Nach der Sekretion in die Pfortaderzirkulation wird etwa die Hälfte des Insulins in der Leber direkt abgefangen. Der Rest wird überwiegend in der Niere abgebaut. Wegen des fehlenden First-pass-Effekts erreichen Proinsulin und die anderen Insulinvorstufen zusammen ca. 20–25 % der Insulinkonzentration.
Halbwertszeit
3–5 Minuten.
Funktion – Pathophysiologie
Insulin stimuliert die Aufnahme von Glukose in Zellen, vor allem Muskelzellen und Adipozyten. Dafür sind Glukosetransporter erforderlich, die durch die Insulin-induzierte Signalkaskade an die Zellmembran transloziert werden. Insulinmangel oder verminderte Ansprechbarkeit des Insulinrezeptors auf Insulin führen zu Störungen des Glukose- und Fettstoffwechsels. Sie sind die Ursache des Diabetes mellitus Typ 1 und 2. Eine inadäquat hohe Insulinproduktion führt zu Hypoglykämien.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum, Plasma (EDTA, Heparin).
Probenstabilität
Insulin ist im Vollblut bei Raumtemperatur bis zu 24 Stunden stabil; nach Zentrifugation ist Insulin für bis zu 3 Tage bei Raumtemperatur stabil. Bei 4 °C verlängern sich die Zeiten auf 1 bzw. 2 Wochen. Bei −20 °C ist Insulin mindestens über mehrere Monate stabil.
Analytik
Radioimmunoassay, Enzymimmunoassay und eine Reihe proprietärer immunometrischer Testformate sind kommerziell verfügbar. Praktisch alle Assays haben relevante Kreuzreaktivitäten mit Insulinvorstufen.
Konventionelle Einheit
mU/L.
Internationale Einheit
pmol/L.
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
Der Umrechnungsfaktor ist abhängig von der Standardisierung des Assays und damit vom Hersteller. Meist entspricht 1 mU etwa 6–7,5 pmol.
Referenzbereich – Erwachsene
Referenzwerte sind testabhängig, da unterschiedliche Kreuzreaktivitäten mit einzelnen Vorstufen des Insulins bestehen.
Nüchtern: <5–10 mU/L.
Referenzbereich – Kinder
S. Erwachsene.
Indikation
Indikation ist meist die Abklärung von Hypoglykämien. Bei der Diagnostik des Diabetes ist Insulin in aller Regel nur für Studienzwecke und wissenschaftliche Fragestellungen von Interesse. Daneben kann die Insulinbestimmung für die Einschätzung der residualen β-Zellfunktion von Interesse sein.
Interpretation
Für die angegebenen Indikationen sind meist Funktionsteste erforderlich, deren Interpretation dort (Hungerversuch, Glukosetoleranztest, intravenös) beschrieben ist. Insulinantikörper, die z. B. beim Typ-I-Diabetes auftreten, stören die Analytik und sollten durch Fällung mit Polyethylenglykol entfernt werden. Kreuzreaktivitäten mit Proinsulin und anderen Insulinvorstufen sind zu berücksichtigen.
Diagnostische Wertigkeit
Der Nachweis einer inadäquat hohen Insulinkonzentration im Hungerversuch ist der entscheidende Test zum Nachweis eines Insulinoms. Die Bestimmung der Insulinreserve und Insulinsensitivität gewinnt zunehmend Bedeutung in der Betreuung von Diabetikern.
Literatur
Miller WG, Thienpont LM, van Uytfanghe K et al (2009) Toward standardization of insulin immunoassays. Clin Chem 55:1011–1018CrossRef
Sapin R (2003) Insulin assays: previously known and new analytical features. Clin Lab 49:113–121PubMed