Insulinsekretion

Die Insulinsekretion wird hauptsächlich durch die Höhe des Blutzuckers (bzw. extrazelluläre Glucose­konzentration) reguliert.

Glucose gelangt über die nicht-insulinabhängigen Glukosetransporter GLUT1 und GLUT3 in die Betazelle und wird dort metabolisiert. Dadurch steigt intrazellulär die ATP-Konzentration. Die Permeabilität von ATP-sensitiven Kaliumkanalproteinen in der Zellmembran wird abgesenkt, es kommt zu einer Depolarisation der Membran.

Als Folge dieser Depolarisation strömen Calcium-Ionen durch spannungsabhängige Calciumkanalproteine in die Betazelle ein und veranlassen die Exozytose der mit Insulin beladenen Vesikel.

Die Insulinausschüttung erfolgt nicht linear, sondern oszillierend. Dabei wird alle 3 bis 6 Minuten Insulin in die Blutbahn abgegeben.

Postprandial sieht man bei Stoffwechselgesunden einen biphasischen Verlauf der Insulinsekretion: Der erste Insulinwelle hat ihr Maximum nach 3-5 Minuten und dauert etwa 10 Minuten an. In dieser Sekretionswelle werden vor allem gespeicherte Insulinmoleküle freigesetzt. Danach folgt eine zweite Welle, die so lange anhält, wie eine Hyperglykämie besteht. Sie wird in erster Linie von neu gebildetem Insulin getragen.

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Neben dem maßgeblichen Einfluss des Blutzuckers bestehen für die Insulinsekretion weitere Einflussfaktoren, die eine physiologische Feinregulation ermöglichen.

Das vegetative Nervensystem moduliert die Insulinsekretion. Der Parasympathikus wirkt fördernd, der Sympathikus hemmend. Ein Konzentrationsanstieg von Fettsäuren und Aminosäuren übt einen schwachen fördernden Reiz auf die Insulinsekretion aus. Glukokortikoide hemmen hingegen die Sekretion von Insulin.

Die Art der Glukoseaufnahme beeinflusst die Insulinsekretion ebenfalls. Oral zugeführte Glukose bzw. Kohlenhydrate führen bei ihrer Verdauung zur Freisetzung von gastrointestinalen Peptidhormonen (z.B. Gastrin, Sekretin, GIP und GLP-1). Diese fördern die Insulinsekretion zusätzlich. Eine intravenöse Zufuhr der gleichen Menge von Glukose bewirkt im Vergleich dazu eine geringere Insulinsekretion.