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Insulin und C-Peptid

Inslulin, C-Peptid
Insulin ist ein lebenswichtiges Hormon. (nastinka / iStockphoto)

Insulin ist ein für den Menschen und viele Tierarten lebenswichtiges Hormon, das in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. C-Peptid ist eine Peptidkette, welche im Verlauf der körpereigenen Insulinproduktion vom Insulinmolekül abgespalten, jedoch gemeinsam mit diesen in die Blutbahn abgegeben wird.

Kurzfassung:

  • Insulin ist ein wachstumsförderndes Hormon, das die Aufnahme von Zucker, Eiweiß und Fett in die Zellen fördert.
  • C-Peptid ist ein Stoffwechselprodukt der Insulinherstellung und wird gemeinsam mit diesem in die Blutbahn abgegeben.
  • Mangel und Überschuss von Insulin haben direkt nachweisbare Effekte auf den Körper.
  • Mangel und Überschuss von C-Peptid konnten bis jetzt mit keinen direkten Effekten in Verbindung gebracht werden.
  • Die Bestimmung von Insulin und C-Peptid erfolgt primär zur Differentialdiagnose des Diabetes.

Insulin ist ein sogenanntes Polypeptid, also ein aus verschiedenen Aminosäuren aufgebautes Protein, welches in den Langerhans-Inselzellen der Bauchspeicheldrüse gebildet wird.

Die Langerhans-Inselzellen sind Zellverbände, die verstreut (inselartig) im Gewebe vorliegen und in der Lage sind, Hormone zu bilden und diese direkt in die Blutbahn abzugeben. Den Großteil der Langerhans-Inselzellen machen die insulinproduzierenden B-Zellen aus (etwa 70 Prozent). Daneben gibt es die glukagonproduzierenden A-Zellen, die somatostatinproduzierenden (wachstumsfördernden) D-Zellen und die F-Zellen, welche das pankreatische Polypeptid bilden.

Das in den B-Zellen produzierte Insulinmolekül besteht aus zwei Ketten (A- und B-Kette). Zu Beginn sind diese über das C-Peptid miteinander verbunden. Im weiteren Verlauf wird C-Peptid allerdings im Golgi-Apparat (am Zellstoffwechsel beteiligter Bestandteil der Zelle) abgespalten. Das fertige Insulinmolekül wird im Anschluss in Hexameren an Zink gebunden (sechs Insulinmoleküle binden an ein Molekül Zink) und in Vesikeln (Bläschen) gespeichert.

Auf ein Signal des Körpers hin (v.a. ansteigender Blutzuckerspiegel) verschmelzen diese Bläschen mit der Zellmembran und geben das darin enthaltende Insulin in die Blutbahn ab, wo es an seine Rezeptoren bindet und unterschiedliche Stoffwechselvorgänge in Gang setzt.

+++ Mehr zum Thema: Hormone: Die Sprache des Körpers +++

Was bewirkt Insulin?

Insulin hat wachstumsfördernde (anabole) Eigenschaften, hierzu gehören unter anderem:

  • Förderung der Bildung von Fetten aus Zucker
  • Förderung der Aufnahme von Zuckern und Aminosäuren in die Zellen
  • Förderung des Zuckerabbaus zur Energiegewinnung
  • Förderung der Speicherung von Zucker in der Leber und den Muskeln
  • Hemmung der Freisetzung von Zucker aus der Leber und den Muskeln
  • Hemmung der Neubildung von Zucker in der Leber

Auf diese Art und Weise beeinflusst Insulin eine Vielzahl unterschiedlicher Stoffwechselvorgänge im Körper. Seine Wirkung vermittelt es, indem es an den Insulinrezeptor bindet und eine Signalkaskade im Inneren der Zelle auslöst.

Folgen eines gestörten Insulinstoffwechsels

Störungen im Insulinstoffwechsel (z.B. Diabetes, Insulinom) zeigen sich vor allem in zu hohen bzw. zu niedrigen Blutzuckerspiegeln.

So resultieren beim Diabetes Typ-1 (Insulinmangel-Diabetes) wegen des absoluten Insulinmangels sehr hohe Blutzuckerwerte. Aufgrund der mangelhaften Verwertung und Aufnahme von Zucker in die Zellen, verbleibt dieser im Blut und führt auf Dauer zu Schäden an den Gefäßen.

Da auch Aminosäuren mithilfe von Insulin in die Muskelzellen aufgenommen werden, sind bei dauerhaftem Insulinmangel Gewichtsverlust, Muskelschwund und allgemeine Kraftlosigkeit die Folge. Auch der Fettstoffwechsel wird negativ beeinflusst, was sich in erhöhten Fettwerten im Blut oder übelriechender Ausatemluft (Apfelgeruch), wegen des vermehrten Abbaus von Fetten zur Energiegewinnung (Bildung von Ketonkörpern), zeigen kann.

+++ Mehr zum Thema: Diabetes bei Kindern +++

Deutlich seltener, aber ebenfalls möglich, ist ein Überschuss an Insulin, etwa durch einen insulinproduzierenden Tumor (Insulinom). Hierbei wird tumorbegingt zu viel Insulin in die Blutbahn abgegeben, wodurch der Blutzuckerspiegel zu stark absinkt und Unterzuckerungen bewirkt. Im Gegensatz zu einem Insulinmangel kann sich ein Zuviel an Insulin in Heißhungerattacken und Gewichtszunahme äußern.

Was ist C-Peptid?

C-Peptid ist eine aus 31 Aminosäuren bestehende Peptidkette, welche zu Beginn der Insulinproduktion die A- und B-Kette des Insulinmoleküls miteinander verbindet. Nach Abspaltung im Golgi-Apparat wird C-Peptid jedoch nicht abgebaut, sondern gemeinsam mit den Insulin-Hexameren in Vesikeln gespeichert.

Wird Insulin in die Blutbahn abgegeben, wird gleichzeitig auch C-Peptid in die Blutbahn freigesetzt. Dies kann mithilfe spezieller Untersuchungsverfahren im Blut auch nachgewiesen werden. C-Peptid besitzt eine längere Verweildauer im Blut als Insulin, insbesondere weil letzteres innerhalb kurzer Zeit zu einem Großteil in der Leber abgebaut wird. C-Peptid hingegen passiert die Leber und wird erst in der Peripherie des Körpers, davon etwa zehn bis 20 Prozent in den Nieren, eliminiert.

Was bewirkt C-Peptid?

Ob und welche physiologische Funktion C-Peptid besitzt, ist bis dato unbekannt. In kleineren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass niedrige C-Peptid-Spiegel mit mikrovaskulären Komplikationen (Schädigung der kleinen Gefäße in u.a. Augen, Nieren und Nerven), hohe Spiegel hingegen mit makrovaskulären Komplikationen (Schädigung der großen Gefäße) in Zusammenhang gebracht werden. Zudem besitzt C-Peptid eine strukturelle Ähnlichkeit mit den sogenannten Somatomedinen (insulinähnlichen Wachstumsfaktoren).

Warum werden C-Peptid und Insulin gemessen?

C-Peptid wird in gleicher Menge ins Blut abgegeben wie Insulin und ist damit ein Maß für die B-Zellfunktion der Bauchspeicheldrüse. Durch seine längere Beständigkeit im Blut wird C-Peptid zur Beurteilung der körpereigenen Insulinproduktion herangezogen. Dies geschieht vor allem zur Differentialdiagnose bei Diabetes, kann jedoch auch nach Beginn einer Insulintherapie erfolgen. Insulin wird dagegen selten direkt gemessen, außer beispielsweise beim Verdacht auf ein Insulinom. Meist wird der Einfachheit halber der Blutzuckerspiegel zur Feststellung einer ausreichenden Insulinwirkung bestimmt.

Diese Untersuchungen können mit und ohne sogenannter Provokationstests durchgeführt werden. Ein Provokationstest wird vom Arzt durchgeführt, um herauszufinden, wie stark ein Patient auf einen bestimmten Stoff reagiert. Der Provokationstest zur Bestimmung eines abnormen Blutzuckerspiegels heißt oraler Glukosetoleranztest (oGTT), jener zur Bestimmung eines abnormen C-Peptid-Werts Glukagon-stimulierender Test (GST). In beiden Fällen wird zuerst der Nüchternwert des Blutzuckers bzw. von C-Peptid gemessen und nach Zufuhr von Zucker bzw. Glukagon in festgelegten Zeitabständen die Messung wiederholt.

Woraus werden Insulin und C-Peptid bestimmt?

Beide Parameter werden im Blutserum nachgewiesen. Der Patient sollte nüchtern zur Blutuntersuchung kommen, das heißt, er darf zehn bis zwölf Stunden zuvor nichts gegessen oder getrunken (Ausnahme: Wasser und ungesüßter Tee) haben.

+++ Mehr zum Thema: Blutabnahme +++

In welchen Fällen sind der Insulin- und C-Peptid-Wert zu niedrig?

Zu niedrige Werte werden gemessen bei:

In welchen Fällen sind der Insulin- und C-Peptid-Wert zu hoch?

Zu hohe Werte sind charakteristisch für:

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Autoren:

Medizinisches Review:
Dr. Harald Waxenegger
Redaktionelle Bearbeitung:

Stand der medizinischen Information:
Quellen

Leighton E, Sainsbury CA, Jones GC. A Practical Review of C-Peptide Testing in Diabetes. Diabetes Ther. 2017; 8(3):475-487.

Geisslinger G, Menzel S, Gudermann T, Hinz B and Ruth P. Mutschler Arzneimittelwirkungen: Pharmakologie, Klinische Pharmakologie, Toxikologie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 11. Aufl., 2020.

Wilcox G. Insulin and insulin resistance. Clin Biochem Rev. 2005; 26(2):19-39.

Heding LG, Rasmussen SM. Human C-peptide in normal and diabetic subjects. Diabetologia. 1975; 11(3):201-6.

Ludvigsson J. C-peptide in diabetes diagnosis and therapy. Front Biosci (Elite Ed). 2013; 5:214-23.

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