Insulin: Hvad er det? Funktion, struktur og rolle ved diabetes
Insulin: struktur, funktion og rolle ved diabetes — hvordan hormonet regulerer blodsukker, påvirker kroppen og bruges i behandling.
Insulin er et hormon, der produceres af bugspytkirtlen i kroppen, og som styrer glukoseniveauet i blodet.
Personer, der ikke kan danne insulin i deres krop, eller som danner insulin, men som ikke kan bruge det ordentligt, har sukkersyge. Når blodglukoseniveauet falder under et vist niveau, begynder kroppen at bruge lagret sukker som energikilde gennem glykogenolyse. Denne proces nedbryder det glykogen, der er lagret i leveren og musklerne, til glukose, som derefter kan bruges som energikilde. Insulin er en central metabolisk kontrolmekanisme. Insulin bruges også som et kontrolsignal til andre kropssystemer (f.eks. aminosyreoptagelse i kroppens celler). Desuden har det flere andre anabole virkninger i hele kroppen. Insulin påvirker den vaskulære compliance og kognition.
Human insulin er et peptidhormon, der består af 51 aminosyrer og har en molekylvægt på 5808 Da. Langerhans-øerne i bugspytkirtlen producerer insulin. Navnet kommer fra det latinske insula, der betyder "ø". Insulins struktur varierer en smule mellem dyrearter. Insulin fra forskellige animalske kilder har forskellige virkninger på den menneskelige kulhydratstofskifteproces. Svineinsulin er særligt tæt på den menneskelige version. Derfor kan mennesker med diabetes indtage insulin udvundet fra svin i stedet for at producere deres eget insulin.
Struktur og produktion
Insulin dannes i beta-cellerne i Langerhans-øerne. Det syntetiseres først som et forhormon kaldet proinsulin, som består af en A-kæde, en B-kæde og en C-peptid. Ved modning kløves C-peptidet fra, så det aktive hormon består af A- og B-kæderne bundet sammen af disulfidbindinger. C-peptidet frigives sammen med insulin og måles klinisk som et mål for kroppens egen insulinproduktion.
Den færdige humaninsulin-molekyle vejer cirka 5808 Da og består af 51 aminosyrer. Små variationer i aminosyresekvensen findes mellem arter, hvilket forklarer, hvorfor insulin fra f.eks. svin historisk har kunnet bruges hos mennesker. I dag fremstilles størstedelen af medicinsk insulin ved recombinant DNA-teknologi (humaninsulin og insulinanaloger), som er mere ren og kan tilpasses forskellige virkningsprofiler.
Hvordan virker insulin (molekylært og fysiologisk)?
Insulin binder til insulinreceptoren på cellers overflade — en receptor med tyrosinkinaseaktivitet. Bindingen aktiverer en række intracellulære signalveje (fx PI3K–Akt), som fører til:
- Øget optag af glukose i muskler og fedtvæv ved at flytte GLUT4-transportører til cellemembranen.
- Stimulering af glykogensyntese i lever og muskler (lagring af glukose som glykogen).
- Hæmning af glukoneogenese og glykogenolyse i leveren (modvirker produktion af ny glukose).
- Øget proteinsyntese og hæmning af proteinnedbrydning.
- Fremme af lipogenese (fedtlagring) og hæmning af lipolyse (fedtforbrænding).
Samlet set virker insulin anabolisk: det hjælper kroppen med at lagre energi og bygge væv efter måltider.
Insulin og diabetes
Diabetes er en gruppe sygdomme karakteriseret ved forstyrret insulinfunktion eller -produktion:
- Type 1-diabetes: Autoimmun ødelæggelse af beta-cellerne → absolut insulinmangel. Ofte debut i barndom eller ung voksenalder.
- Type 2-diabetes: Kombination af insulinresistens (celler reagerer mindre på insulin) og relativ insulinmangel. Hyppig ved overvægt, inaktivitet og genetisk disposition.
- Gestationel diabetes: Opstår under graviditet pga. hormonelle ændringer, som øger insulinresistens.
Ubehandlet kan forhøjet blodsukker føre til akutte komplikationer (fx ketoacidose) og langsigtede skader på små kar (retinopati, nefropati, neuropati) samt store kar (hjerte-kar-sygdomme). Lavt blodsukker (hypoglykæmi) som følge af insulinbehandling er også en almindelig og potentielt farlig bivirkning.
Behandling og typer af insulin
Insulinbehandling bruges til at erstatte eller supplere kroppens egen insulin. Der findes flere typer insulin, som adskiller sig i virkningsstart, maksimumseffekt og varighed:
- Hurtigtvirkende (fx insulinanaloger som lispro, aspart) — virker hurtigt efter indsprøjtning og bruges ofte til at dække måltidsbehov.
- Kort- og mellemlangvirkende (fx humaninsulin NPH) — har mellemlang varighed.
- Langtidsvirkende (fx glargin, detemir, degludec) — giver stabil basal insulin i op til 24 timer eller længere.
Administration foregår typisk ved subkutan injektion med sprøjte, insulinpen eller via insulinpumpe (kontinuerlig subkutan infusion). Der findes også eksperimentelle og nichemetoder som inhaleret insulin. Ved svær hypoglykæmi kan glukagon gives intravenøst eller intramuskulært som akut modgift.
Måling og overvågning
Glykemisk kontrol følges med:
- Blodsukkermålinger (fingerprik eller kontinuerlig glukosemåling, CGM).
- HbA1c, som angiver gennemsnitligt blodsukker over de sidste 2–3 måneder.
- C-peptid som markør for egen insulinproduktion.
Moderne behandling kræver ofte individuel tilpasning af doser, kost og fysisk aktivitet samt uddannelse i håndtering af hypo- og hyperglykæmi.
Årsager til insulinresistens
Insulinresistens kan skyldes fedme (især øget mavefedt), fysisk inaktivitet, kronisk inflammation, genetiske faktorer og lipidoverskud i væv. Resistens fører til, at beta-cellerne over tid skal producere mere insulin; når de ikke længere kan kompensere, stiger blodsukkeret.
Andre effekter og interessante fakta
- Ud over stofskifte påvirker insulin også blodkarrenes funktion og kan påvirke kognitive processer — forskning viser sammenhænge mellem insulin-stofskifte og hjernefunktion.
- Insulin har anabole virkninger på muskler og væv og er derfor tæt forbundet med vækst og vedligeholdelse af væv.
- Moderne insulinbehandling har ændret sig fra dyrebaserede præparater (fx svineinsulin) til recombinant humaninsulin og insulinanaloger, som giver bedre forudsigelighed og færre allergiske reaktioner.
Kort sagt er insulin et centralt hormon for energistofskiftet med både lokale og systemiske virkninger. Forståelse af dets struktur, virkningsmekanismer og rolle ved sygdom har været afgørende for behandling af diabetes og for udvikling af moderne medicinske teknikker og lægemidler.
Historie
Nicolae Paulescu, en rumænsk professor i fysiologi ved universitetet for medicin og farmaci i Bukarest, var den første til at isolere insulin. Det gjorde han i 1916. Han kaldte det pancreinen. Han isolerede det ved at udvikle et vandigt ekstrakt fra bugspytkirtlen, som, når det blev injiceret i en diabetisk hund, viste sig at have en normaliserende virkning på blodsukkeret. Han måtte afbryde sine eksperimenter på grund af Første Verdenskrig. I begyndelsen af 1921 skrev han fire artikler om sit arbejde udført i Bukarest og sine forsøg på en diabetisk hund. Senere samme år uddybede han sit arbejde ved at offentliggøre en omfattende hvidbog om virkningen af pancreasekstrakt, der blev injiceret i et diabetisk dyr, som han kaldte: "Research on the Role of the Pancreas in Food Assimilation", og artiklen blev modtaget den 22. juni 1921 af "Archives Internationales de Physiologie", og en fotokopi af artiklen findes i Gerstein Science Information Centre.https://insulin.library.utoronto.ca/islandora/object/insulin%3AT10137
Dr. Frederick Banting, en praktiserende læge, der også underviste i ortopædkirurgi og antropologi på deltid ved University of Western Ontario i London på det tidspunkt, hvor Paulescu offentliggjorde sin forskning om det allerede udviklede vandige pancreasekstrakt, og Charles Best, en 22-årig medicinstuderende ved University of Toronto, der på det tidspunkt arbejdede som assistent for kirurgen Dr. Frederick Banting, foretog lignende eksperimenter, mens han forsøgte at finde en kur mod diabetes. I disse eksperimenter brugte de også hunde.
De vidste for første gang, at insulin kunne kontrollere diabetes hos en person, da de sprøjtede insulin ind i en 14-årig dreng ved navn Leonard Thompson, der var ved at dø af diabetes. Efter indsprøjtningen overlevede han. Banting vandt i 1923 Nobelprisen i fysiologi eller medicin sammen med John Macleod for opdagelsen af insulin. Best og Paulescu blev ikke hædret på det tidspunkt.
Den første genetisk fremstillede, syntetiske "menneskelige" insulin blev fremstillet i et laboratorium i 1977 af Herbert Boyer ved hjælp af E. coli.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er insulin?
A: Insulin er et hormon, der produceres af bugspytkirtlen i kroppen, og som styrer glukoseniveauet i blodet. Det fremmer optagelsen af sukker fra blodet og lagrer det som fedtceller.
Spørgsmål: Hvad er diabetes?
A: Diabetes er en sygdom, hvor mennesker ikke kan producere nok insulin til deres behov eller slet ikke er i stand til at producere noget insulin.
Spørgsmål: Hvordan bruger menneskekroppen lagret sukker som energikilde?
Svar: Når blodglukoseniveauet falder til under et vist niveau, begynder kroppen at bruge lagret sukker som energikilde gennem glykogenolyse. Denne proces nedbryder det glykogen, der er lagret i leveren og musklerne, til glukose, som derefter kan bruges som energikilde.
Spørgsmål: Hvilke andre virkninger har insulin på vores krop?
A: Ud over at være en central metabolisk kontrolmekanisme fungerer insulin også som et kontrolsignal til andre kropssystemer (f.eks. aminosyreoptagelse i kroppens celler) og har flere andre anabole virkninger i hele vores krop.
Sp: Hvor produceres insulin i vores kroppe?
Svar: Insulin produceres af specialiserede celler kaldet Langerhans-øerne, som er placeret i bugspytkirtlen.
Spørgsmål: Hvor mange aminosyrer indeholder humant insulin?
Svar: Human insulin indeholder 51 aminosyrer og har en molekylvægt på 5808 Da.
Spørgsmål: Kan personer med diabetes indtage insulin fra dyr i stedet for at producere deres eget insulin?
Svar: Ja, insulin fra svin (porcine insulin) er særlig tæt på den menneskelige version, så personer med diabetes kan indtage denne type insulin fra dyr i stedet for at producere deres eget.
Søge