Regulierung der Insulinsekretion

Insulin wird im menschlichen Körper von den Zellen der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet. Die Konzentration des Blutzuckers spielt tatsächlich eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Insulinausschüttung. Aminosäuren haben ebenfalls einen gewissen Einfluss auf die Stimulierung der Insulinausschüttung, allerdings nicht so offensichtlich wie der Blutzucker. Nimmt der menschliche Körper zu viel Eiweiß zu sich, steigt dementsprechend auch die Insulinausschüttung an.

1. Die Rolle des Blutzuckers

Die Blutzuckerkonzentration ist der wichtigste Faktor bei der Regulierung der Insulinausschüttung. Wenn die Blutzuckerkonzentration steigt, erhöht sich die Insulinausschüttung deutlich, was zu einer Senkung des Blutzuckers beiträgt. Wenn die Blutzuckerkonzentration auf einen normalen Wert abfällt, kehrt auch die Insulinausschüttung schnell auf das Basalniveau zurück. Unter der Stimulation durch anhaltend hohen Blutzucker kann die Insulinsekretion in drei Phasen unterteilt werden: Innerhalb von 5 Minuten nach Anstieg des Blutzuckerspiegels kann sich die Insulinsekretion um etwa das Zehnfache erhöhen, was hauptsächlich auf die Freisetzung von in den B-Zellen gespeicherten Hormonen zurückzuführen ist und daher nicht lange anhält. Nach 5 bis 10 Minuten sinkt die Insulinsekretion um 50 %. 15 Minuten nach dem Anstieg des Blutzuckerspiegels kommt es zu einem zweiten Anstieg der Insulinsekretion, der nach 2 bis 3 Stunden seinen Höhepunkt erreicht und länger anhält. Auch die Sekretionsrate ist viel höher als in der ersten Phase, was hauptsächlich auf die Aktivierung des Insulinsynthasesystems der B-Zellen zurückzuführen ist, das die Synthese und Freisetzung fördert. Wenn der hohe Blutzucker etwa eine Woche lang anhält, kann die Insulinsekretion weiter ansteigen, was darauf zurückzuführen ist, dass der langfristig hohe Blutzucker die B-Zell-Vermehrung stimuliert.

2. Die Rolle von Aminosäuren und Fettsäuren

Viele Aminosäuren können die Insulinsekretion stimulieren, unter denen Arginin und Lysin die stärkste Wirkung haben. Bei normaler Blutzuckerkonzentration kann der Anstieg des Aminosäuregehalts im Blut die Insulinausschüttung nur geringfügig stimulieren. Bei hohem Blutzucker können jedoch überschüssige Aminosäuren die durch den Blutzucker verursachte Insulinausschüttung verdoppeln. Bei einer deutlichen Zunahme von Fettsäuren und Ketonkörpern kann auch die Insulinausschüttung gefördert werden.

3. Die Rolle der Hormone

Die Hormone, die die Insulinsekretion beeinflussen, sind:

① Gastrointestinale Hormone wie Gastrin, Sekretin, Cholecystokinin und Mageninhibitorpeptid fördern alle die Insulinsekretion.

② Wachstumshormone, Cortisol, Schilddrüsenhormone und Glucagon können die Insulinausschüttung indirekt stimulieren, indem sie die Blutzuckerkonzentration erhöhen. Daher kann die langfristige und hochdosierte Einnahme dieser Hormone zu einem Versagen der B-Zellen und zu Diabetes führen.

③ Der von den D-Zellen der Bauchspeicheldrüse abgesonderte Wachstumshemmer kann die Sekretion von Insulin und Glucagon zumindest durch parakrine Effekte hemmen, während Glucagon die B-Zellen auch direkt zur Sekretion von Insulin anregen kann.

4. Neuromodulation

Die Langerhansinseln werden vom Nervus vagus und dem sympathischen Nerv innerviert. Die Stimulierung des Vagusnervs kann die Insulinausschüttung direkt fördern, indem sie über Acetylcholin auf den M-Rezeptor einwirkt; der Vagusnerv kann die Insulinausschüttung auch indirekt fördern, indem er die Freisetzung gastrointestinaler Hormone stimuliert. Bei Erregung der sympathischen Nerven wirkt Noradrenalin auf die α2-Rezeptoren und hemmt die Insulinausschüttung.