Wie Insulin den Blutzuckerspiegel senkt: Zelluläre Aufnahme und Speichermechanismen

Insulin – ein Peptidhormon aus den Pankreas-β-Zellen – ist das primäre anabole Signal für die Glukoseverwertung.

Schrittweiser Mechanismus

1. Glukosestimulus: Steigender Blutzucker → erhöhtes β-Zell ATP/ADP-Verhältnis → K_ATP-Kanal-Schließung → Depolarisierung → Ca²⁺-Instrom → Insulin-Exozytose.
2. Rezeptorbindung: Insulin bindet die α-Untereinheit seines Rezeptors (ein Rezeptor-Tyrosinkinase) → Autophosphorylierung der β-Untereinheit → Phosphorylierung von IRS-1/2.
3. Downstream-Signalgebung: PI3K → Akt/PKB → AS160/TBC1D4-Phosphorylierung → GLUT4-Vesikel-Translokation zur Membran in Muskel- und Fettgewebe.
4. Glukoseaufnahme & Speicherung:
   • Leber: GLUT2 (insulin-unabhängig); Insulin aktiviert Glykogensynthase → Glykogen; fördert Lipogenese (FAS, ACC).
   • Muskel: GLUT4 → Glykogen (über Glykogensynthase) + Glykolyse.
   • Fettgewebe: GLUT4 → Glycerin-3-phosphat + Fettsäuren → Triglyzeride.
5. Feedback: Fallender Glukose → reduzierte Insulinsekretion.

Klinische Relevanz

• Typ-1-Diabetes: Absoluter Insulinmangel → diabetische Ketoazidose (DKA).
• Typ-2-Diabetes: Insulinresistenz + relativer Mangel.
• Therapeutisches Insulin ersetzt oder ergänzt die endogene Sekretion.