Vor 100 Jahren wurden Insulin zum ersten Mal als Medikament zur Behandlung von Diabetes mellitus eingesetzt. Bis dahin gab es keine wirksame Therapie, die Zuckerkrankheit führte häufig zum Tod. Im BiOfunk betrachten wir, wie es zur Entdeckung von Insulin kam und welche Funktion das Hormon im Körper hat.
Um das Jahr 1900 herum war klar, dass die Bauchspeicheldrüse an der Regulation des Blutzuckerspiegels beteiligt ist. Im Tierversuch konnte gezeigt werden, dass Tiere ohne Bauchspeicheldrüse die typischen Diabetes-Symptome zeigen. Es wurde postuliert, dass die Bauchspeicheldrüse einen Botenstoff ins Blut abgibt, der den Blutzuckerspiegel kontrolliert. Hier setzten der kanadische Wissenschaftler Fredrick Banting in 1920er Jahren an (Abb. 1). 1921 stellten er einen Bauchspeicheldrüsenextrakt her und behandelten damit an Diabetes erkrankte Hunde. Der krankhaft erhöhte Blutzuckerspiegel konnte deutlich gesenkt werden und die Symptome verschwanden. Banting verfeinerte die Prozedur zur Reinigung des Extraktes und Anfang 1922 war es so weit. Der Extrakt wurde erstmals an einem Menschen getestet, am 14-jährigen Lenoard Thompson. Der Test war erfolgreich und die medizinische Sensation perfekt. Menschen, die dem Tod geweiht waren, konnten auf einmal erfolgreich behandelt werden.
Abb. 1: Fredrick Banting isolierte 1921 Insulin und setzte es als Medikament ein.
Insulin gehört zur Gruppe der Hormone. Der Begriff Hormon wurde im Jahr 1905 eingeführt und die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts war eine Hochzeit der Hormonforschung. Hormone sind Botenstoffe mit vielfältigen Funktionen. Dennoch kann man allgemeine Eigenschaften formulieren: Erstens: Hormone steuern vor allem den Stoffwechsel und Entwicklungsprozesse. Insulin ist an der Kontrolle des Glukosestoffwechsels beteiligt. Zweitens: Hormone werden von Drüsen gebildet und in der Regel ins Blut abgegeben. Insulin, z.B. wird von der Bauchspeicheldrüse hergestellt. Drittens: Hormone wirken nur auf bestimmte Zielzellen. Dies geschieht durch Rezeptoren, die sich auf oder in den Zielzellen befinden (Abb. 2). Nur wenn der Rezeptor vorhanden ist, kann auch eine Wirkung ausgelöst werden. Zellen ohne entsprechende Rezeptoren werden nicht angesprochen. Insulin bindet z.B. an Rezeptoren auf Muskel, Leber- und Fettzellen. Daraufhin nehmen die Zellen Glukose aus dem Blut auf.
Abb. 2: Wirkung von Insulin auf Zellen – Insulin bindet spezifisch an den Insulinrezeptor (1). Es findet eine Signalübertragung in die Zelle statt. Als Reaktion werden Glukose-Transporter in der Zellmembran eingelagert (2). Glukose wird in die Zelle aufgenommen, der Blutzuckerspiegel sinkt (3). Die aufgenommenen Glukose-Moleküle werden entweder in Form von Glykogen gespeichert (4) oder über die Glykolyse zu Pyruvat abgebaut (5). In weiteren Stoffwechselwegen kann Pyruvat zur Energiegewinnung oder zur Herstellung von Fettsäuren genutzt werden (6).
Weitere Informationen
PBS: How a Boy Became the First to Beat Back Diabetes
The Globe And Mail: Insulin -The Canadian discovery that has saved millions of lives
biomol.com Die Entdeckung des Insulins
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