Insulinarten: Welches Insulin für wen?

In Deutschland brauchen aktuell mehr als 1,5 Millionen Menschen Insulin, darunter über 300 000 Menschen mit Typ-1- Diabetes. Seit den Anfängen der Insulintherapie im Jahr 1922 hat sich einiges getan – welche Insulinarten stehen heute zur Verfügung?

Wer die Diagnose Typ-1-Diabetes bekommt, braucht sofort Insulin. Bei Menschen mit Typ-2-Diabetes hingegen vergehen einige Jahre, bis eine Insulintherapie notwendig wird. Dies hängt mit dem langsamen, aber kontinuierlichen Verlust an insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse zusammen.

Insulin konnte erstmals 1921 durch die Forscher Banting und Best aus der Bauchspeicheldrüse eines Hundes isoliert werden, 1922 gelang erstmalig die Rettung eines Patienten durch die Behandlung mit Rinderinsulin. Gleich im Jahr darauf kam Insulin schon bei tausenden Diabetikern zum Einsatz, nachdem die industrielle Gewinnung von Insulin in die Tat umgesetzt werden konnte.

Die Anfänge der Insulingewinnung

In den folgenden Jahrzehnten wurde Insulin grundsätzlich aus den Bauchspeicheldrüsen von Rindern und Schweinen gewonnen. Dieses tierische Insulin wirkt auch bei Menschen, unterscheidet sich jedoch geringfügig vom menschlichen Insulin: Das Peptid-Hormon Insulin besteht aus 51 Aminosäuren. Rinderinsulin unterscheidet sich in drei Aminosäuren, Schweineinsulin in einer Aminosäure vom menschlichen Insulin.

Das aus den Bauchspeicheldrüsen der Tiere gewonnene Insulin wurde nach Reinigung unverändert verwendet. Dieses Insulin bezeichnete man auch als Normal- oder Altinsulin. Es musste aufgrund der kurzen Wirkdauer (4 bis 6 Stunden) mehrfach am Tag injiziert werden.

Erst im Jahr 1934 wurde das erste Verzögerungsinsulinentwickelt, ein Zinkinsulin. Zwei Jahre später gelang dem dänischen Wissenschaftler Hans Christian Hagedorn die Herstellung von NPH-Insulin (Neutrales Protamin Hagedorn). Bei NPH-Insulin wird der Verzögerungseffekt durch Bindung der Insulinmoleküle an das Eiweiß Protamin erreicht, die Wirkdauer wird damit auf 8 bis 12 Stunden verlängert, in hohen Dosierungen kann die Wirkung bis zu 20 Stunden anhalten.

Bis heute sind Insuline mit dem gleichen Verzögerungsprinzip verfügbar, natürlich nicht mehr als tierisches Insulin, sondern als NPH-Humaninsulin. Auch Mischinsuline enthalten als Verzögerungsinsulin ein NPH-Insulin in Kombination mit einem schnellwirksamen Insulin.

Verbesserungen durch gentechnische Verfahren

Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt ist die gentechnische Herstellung von Insulin. Durch dieses Verfahren kann Insulin ohne den Einsatz tierischen Ausgangsmaterials produziert und seit 1982 durch gentechnisch veränderte Bakterien in großen Mengen hergestellt werden. Inzwischen ist dies auch mit Hilfe von Hefepilzen möglich. Das so gewonnene Humaninsulin ist mit menschlichem Insulin absolut identisch.

Im Jahr 1996 gelang es dann, ein gentechnisch verändertes Insulin(Insulin lispro) zu entwickeln. Dafür wurden zwei Aminosäuren aus der Aminosäurekette des Insulins vertauscht. Dieses erste schnellwirksame Insulin-Analogon flutete schneller an, zeigte einen höheren maximalen Wirkspiegel und eine kürzere Wirkdauer. Für viele Diabetiker bedeutete dies, nicht mehr auf den Spritz-Ess-Abstand achten zu müssen; auch zum Teil notwendige Zwischenmahlzeiten fielen durch das neue Insulin weg. Gleichzeitig waren die sehr hohen Blutzuckerspitzen nach einer Mahlzeit etwas geringer ausgeprägt. Weitere kurzwirksame Insulin-Analoga sind Insulin aspart und Insulin glulisin.

Bei den langwirksamen Insulinen dauerte es bis zum Jahr 2000, bis ein Insulin-Analogon entwickelt wurde (Insulin glargin U 100). Insulin glargin bildet nach der Injektion eine Art Depot, von dem aus es langsam über durchschnittlich ca. 20 bis 26 Stunden freigesetzt wird. Es wirkt zudem gleichmäßiger als NPH-Insulin. Seit 2004 gibt es ein zweites langwirksames Insulin-Analogon: Insulin detemir. Es wirkt etwas kürzer als Insulin glargin, aber ebenfalls gleichmäßiger als NPH-Insulin und führt deshalb weniger häufig zu Unterzuckerungen.

Analoge Basalinsuline haben noch weitere Vorteile: Durch die längere Wirkdauer muss das Insulin zum Teil seltener gespritzt werden. Außerdem sind diese Insuline im Gegensatz zu NPH-Insulin klare Lösungen und müssen nicht vor dem Spritzen gemischt werden.

Nur kurz auf dem Markt: Insulin degludec

Ungefähr zehn weitere Jahre vergingen, bis zwei weitere langwirksame Insulin-Analoga vorgestellt wurden, die auch als ultra-langwirksame Insulin-Analoga bezeichnet werden: zum einen Insulin degludec mit einer Wirkdauer von bis zu 72 Stunden und einer noch gleichmäßigeren, besser reproduzierbaren Wirkung und dadurch einer noch niedrigeren Hypoglykämie-Häufigkeit als bei den langwirksamen Insulin-Analoga der ersten Generation. Dieses Insulin war in Deutschland nur ein Jahr auf dem Markt – zum Bedauern vieler Diabetiker und Diabetologen.

Das zweite ultra-langwirksame Insulin-Analogon, Insulin glargin U 300, ist eine Weiterentwicklung des Insulins glargin U 100. Bei gleichem Molekül führt eine höhere Konzentration zu einer etwas gleichmäßigeren Wirkung, einer verlängerten Wirkdauer bis zu 36 Stunden und einer noch geringeren Hypoglykämie-Häufigkeit.

Verschiedene Therapiestrategien

Menschen mit Typ-1-Diabetes werden grundsätzlich mit einer intensivierten konventionellen Therapie(ICT, Basis-Bolus-Therapie) behandelt. Die Basis ist ein langwirksames Insulin, das die Grundversorgung des Körpers mit Insulin sicherstellt. Unabhängig von den Mahlzeiten sorgt dieses Insulin – wenn es richtig dosiert wurde – für einen stabilen Blutzuckerverlauf. Als Bolusinsulin, das zu den Mahlzeiten und bei erhöhten Werten zur Korrektur gespritzt wird,kommt ein kurzwirksames Insulin zum Einsatz. Es sorgt für die Verstoffwechselung der Kohlenhydrate aus der Nahrung.

Viele Menschen mit Typ-1-Diabetes nutzen statt der ICT die Insulinpumpentherapie. In der Pumpe befindet sich ein schnellwirksames Insulin, das kontinuierlich als individuell programmierte Basalrate und als Bolus zu den Mahlzeiten abgegeben wird.

Für Menschen mit Typ-2-Diabetes gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Erkrankung mit Insulin zu behandeln. Dies hängt mit dem langsamen Voranschreiten der Krankheit zusammen. In den ersten Jahren reichen oft Tabletten zur Optimierung der Stoffwechsellage aus. Sind Tabletten nicht mehr effektiv genug, kommt Insulin zum Einsatz. In Deutschland, wie auch in den meisten anderen Ländern, beginnen die meisten Patienten (unter Beibehaltung der Tabletten) eine Therapie mit einem langwirksamen Insulin (basalunterstützte orale Therapie, BOT).

Wenn diese Therapie im Laufe der Jahre nicht mehr ausreichend effektiv ist, kann zusätzlich, zunächst zur Hauptmahlzeit, ein kurzwirksames Insulin gespritzt werden (BOTplus). Diese Therapieoption kann, wenn nötig, schrittweise zu einer ICT “ausgebaut” werden. Nicht selten wird wegen deutlich erhöhter Blutzuckerwerte unter einer BOT auch gleich eine ICT gestartet.

Bei der ICT wird einmal am Tag ein langwirksames Insulin und dreimal (zu den Hauptmahlzeiten) ein kurzwirksames Insulin gespritzt. Das kurzwirksame Insulin wird jeweils vor der Mahlzeit gespritzt, das heißt, der Zeitpunkt der Mahlzeit kann flexibel gewählt werden. Fällt die Mahlzeit aus, wird in der Regel nicht gespritzt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Dosis des kurzwirksamen Insulins an die Größe der Mahlzeit anzupassen.

Alternative: Therapie mit Mischinsulin

Eine alternative Insulintherapie, die jedoch zunehmend seltener angewandt wird, ist die Therapie mit Mischinsulin (konventionelle Insulintherapie, CT) mit zwei Injektionen: eine vor dem Frühstück, eine vor dem Abendessen. Zudem gibt es noch die supplementäre Insulintherapie (SIT) mit drei Injektionen eines schnellen Insulins zu den Mahlzeiten.

Welche der Therapieformen gewählt wird, hängt von den Blutzuckerwerten, dem individuellen Therapieziel, der Motivation und den Fähigkeiten eines Menschen mit Typ-2-Diabetes ab. Die Entscheidung sollte von Arzt und Patient gemeinsam getroffen werden.

von Priv.-Doz. Dr. med. Thorsten Siegmund

Priv.-Doz. Dr. med. Thorsten Siegmund ist Facharzt für Innere Medizin sowie für Endokrinologie und Diabetologie. Er leitet den Bereich Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechsel am ISAR Klinikum in München und ist zudem im Hormonzentrum München tätig. Seine Schwerpunkte liegen auf Hormonerkrankungen, Diabetes, Stoffwechselstörungen sowie der Behandlung von Übergewicht und Adipositas.

Erschienen in: Diabetes-Journal, 2017; 66 (4) Seite 20-23