Nüchterninsulin

Die Insulinsekretion der Beta-Zellen des Pankreas (Bauchspeicheldrüse) schwankt im Tagesverlauf erheblich. Eine krankhaft veränderte Funktion kann mit folgenden Zuständen einhergehen:

Hypoinsulinämie (verminderter Insulinspiegel)

• Manifeste Hyperglykämie (erhöhter Blutzuckerspiegel) → Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit) [1]
• Absolute oder relative Hypoinsulinämie tritt bei Typ-1-Diabetes (jugendlicher Diabetes) oder fortgeschrittener β-Zell-Erschöpfung bei Typ-2-Diabetes (Altersdiabetes) auf [1]

Hyperinsulinämie (erhöhter Insulinspiegel)

• Normoglykämie (normaler Blutzuckerspiegel) bis leicht erhöhter Blutzuckerspiegel → Insulinresistenz (verminderte Insulinwirkung), häufig vergesellschaftet mit dem sogenannten Metabolischen Syndrom (Stoffwechsel-Syndrom) [2]
• Hypoglykämie (erniedrigter Blutzuckerspiegel) → Ursachen:
  • Insulinom (gutartiger Tumor der Bauchspeicheldrüse)
  • Exogene Insulingabe oder Sulfonylharnstoffe (blutzuckersenkende Medikamente; Hypoglykämia factitia)
  • Autoimmune Insulin-Hypoglykämie (durch Abwehrstoffe ausgelöst)
  • Kongenitaler Hyperinsulinismus in der Neugeborenenperiode (angeborene Form) [3]

Insulinresistenz

Die Entstehung des Diabetes mellitus Typ 2 (Altersdiabetes) beruht weniger auf absolutem Insulinmangel als vielmehr auf einer Insulinresistenz (verminderte Insulinwirkung). Diese ist definiert als eine verminderte Wirksamkeit des körpereigenen Insulins an Skelettmuskulatur, Fettgewebe und Leber [4].

• Betroffen sind Glukose-, Lipid- und Proteinstoffwechsel sowie die Gefäßfunktion. Die Insulinresistenz ist eng mit endothelialer Dysfunktion (Funktionsstörung der Gefäßinnenhaut) und verminderter NO-Bildung (Stickstoffmonoxid) assoziiert, was zu gesteigerter Vasokonstriktion (Gefäßverengung) führt [1].
• Zunächst kompensiert die Bauchspeicheldrüse durch vermehrte Insulinsekretion. Langfristig resultieren eine gestörte Glukosetoleranz (verminderte Zuckeraufnahme im Glukosetest; nachweisbar im oralen Glukosetoleranztest) und schließlich ein manifester Diabetes mellitus Typ 2.
• Zur Quantifizierung der Insulinwirkung gilt der euglykämisch-hyperinsulinämische Clamp-Test (Forschungstest zur Messung der Insulinwirkung) als Goldstandard [2].
• Für die klinische Praxis wird häufig der HOMA-Index eingesetzt, der aus Nüchternglucose (Nüchternblutzucker) und Nüchterninsulin berechnet wird [3].
• In der Bruneck-Studie konnte gezeigt werden, dass Insulinresistenz in engem Zusammenhang mit metabolischen Störungen steht [4].
• Eine hohe Nüchternglucose war in einer großen koreanischen Kohortenstudie mit einem signifikant erhöhten Krebssterberisiko assoziiert (
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    Eine hohe Nüchternglucose war in einer großen koreanischen Kohortenstudie mit einem signifikant erhöhten Krebssterberisiko assoziiert (u. a. Pankreas-, Leber-, Ösophagus-, Kolon- und Zervixkarzinom/u. a. Bauchspeicheldrüsen-, Leber-, Speiseröhren-, Dickdarm- und Gebärmutterhalskrebs) [5].

Risikofaktoren für Insulinresistenz

• Biographische Ursachen
  • Positive Familienanamnese für Diabetes mellitus oder Gestationsdiabetes (Schwangerschaftsdiabetes)
  • Hohes Alter
• Verhaltensbedingte Ursachen
  • Rauchen
  • Geringe körperliche Aktivität – bereits eine Woche Bettruhe führt zu signifikanter Insulinresistenz [6]
  • Übergewicht (BMI ≥ 25; Adipositas, Fettleibigkeit)
• Krankheitsbedingte Ursachen
  • Acanthosis nigricans (dunkle Hautflecken)
  • Dyslipidämie (Fettstoffwechselstörung) – insbesondere Hypertriglyzeridämie (erhöhte Blutfette) und erniedrigtes HDL-Cholesterin (schützendes Cholesterin)
  • Fettleber (Steatosis hepatis)
  • Hypertonie (Bluthochdruck) – häufig, bis etwa 50 % der Patienten insulinresistent
  • Polyzystisches Ovar-Syndrom (PCO-Syndrom; Hormonstörung der Eierstöcke)
  • Atherosklerose (Arteriosklerose, Arterienverkalkung) – eng mit Insulinresistenz assoziiert (Folge, nicht primäre Ursache)

Diagnostik

Die Einzelbestimmung von Insulin ist wenig aussagekräftig. Aussagekräftiger sind kombinierte oder stimulierte Tests.

• Nüchternglucose (Nüchternblutzucker): Basisparameter der Diabetesdiagnostik und Bestandteil aller Leitlinienkriterien [3]
• Oraler Glukosetoleranztest (oGTT, Zuckerbelastungstest) mit Insulinbestimmung
• C-Peptid-Bestimmung: spiegelt Insulinsekretion wider, nicht durch exogenes Insulin oder Antikörper verfälscht

Indikationen für Nüchterninsulin-Bestimmung

• Früherkennung einer Insulinresistenz
• Verdacht auf Insulinom (Tumor der Bauchspeicheldrüse)
• Differentialdiagnose von Hypoglykämie-Syndromen (Unterzuckerungszuständen)

Benötigtes Material

• Serum, gefroren → Vollblut innerhalb von 30 Minuten zentrifugieren, Serum abpipettieren und einfrieren
• Hinweis: kurze Plasmahalbwertszeit (5-8 Minuten), schnelle Präanalytik erforderlich

Vorbereitung des Patienten

• Blutentnahme nüchtern nach 12 Stunden Nahrungskarenz
• oder im Rahmen von Funktionsdiagnostik (Zeitpunkt dokumentieren)

Störfaktoren

• Hämolyse (Zerfall roter Blutkörperchen) → falsch niedrige Werte
• Verzögerte Zentrifugation/verspätete Verarbeitung → Abbau des Insulins durch kurze Halbwertszeit
• Unsachgemäße Lagerung (z. B. Raumtemperatur statt tiefgefroren)
• Lipämie (hoher Fettgehalt im Blut)
• Medikamente mit Einfluss auf die Insulinsekretion (Cortikcosteroide, β-Blocker, orale Antidiabetika, Insulin)
• Akute Erkrankungen/Infektionen → Stressreaktion mit erhöhter Insulinsekretion

Methode

• Immunoassays (RIA, ELISA, CLIA) als Standardmethoden zur Insulinbestimmung
• Hohe Sensitivität, Spezifität abhängig vom verwendeten Assay
• Einfluss exogener Insuline variabel (je nach Kreuzreaktivität der Antikörper)

Normwerte

* Referenzbereiche sind methoden- und laborabhängig.

HOMA-Index

Der HOMA-Index (Homeostasis Model Assessment) ist ein praxisnahes Berechnungsmodell, mit dem sich Insulinresistenz und die Funktion der Beta-Zellen (insulinproduzierende Zellen der Bauchspeicheldrüse) aus Nüchternparametern abschätzen lassen.

Berechnung nach 12-stündiger Nahrungskarenz:

• HOMA-IR = Insulin (µU/ml) × Glucose (mmol/l) / 22,5
• HOMA-IR = Insulin (µU/ml) × Glucose (mg/dl) / 405

Interpretation (heuristisch, nicht universell gültig):

Insulinresistenz-Score nach Standl/Biermann

Der Insulinresistenz-Score nach Standl/Biermann ist ein Punktesystem, das anhand einfacher Parameter (z. B. Gewicht, Blutdruck, Blutzucker, Blutfette) eine Abschätzung der Insulinresistenz erlaubt.

Interpretation

• 0-3 Punkte: insulinsensitiv bis leicht resistent
• 4-8 Punkte: deutlich insulinresistent

Alternative: TyG-Index

Der Triglyceride-Glucose-Index (TyG-Index) ist eine weitere Methode zur Abschätzung der Insulinresistenz. Er nutzt nur Routinewerte und ist dadurch sehr einfach und kostengünstig einsetzbar.

Formel (mg/dl):
TyG = ln[(Triglyceride × Glucose) / 2]

Vorteile:

• Nutzt Routineparameter (Triglyceride und Glucose)
• Einfach, kostengünstig
• Vergleichbare Aussagekraft wie HOMA-Index in großen Kollektiven

Vergleich der Verfahren zur Abschätzung der Insulinresistenz

Literatur

1. Rett K: The relation between insulin resistance and cardiovascular complications of the insulin resistance syndrome. Diabetes Obes Metab. 1999 May;1 Suppl 1:S8-16.
2. DeFronzo RA, Tobin JD, Andres R: Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. Am J Physiol. 1979 Sep;237(3):E214-23.
3. Matthews DR, Hosker JP, Rudenski AS, Naylor BA, Treacher DF, Turner RC: Homeostasis model assessment: insulin resistance and beta-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Diabetologia. 1985 Jul;28(7):412-9.
4. Bonora E, Kiechl S, Willeit J, Oberhollenzer F, Egger G, Targher G, Alberiche M, Bonadonna RC, Muggeo M: Prevalence of insulin resistance in metabolic disorders: the Bruneck Study. Diabetes. 1998 Oct;47(10):1643-9.
5. Jee SH, Ohrr H, Sull JW, Yun JE, Ji M, Samet JM: Fasting serum glucose level and cancer risk in Korean men and women. JAMA. 2005 Jan 12;293(2):194-202.
6. Dirks ML et al.: One Week of Bed Rest Leads to Substantial Muscle Atrophy and Induces Whole-Body Insulin Resistance in the Absence of Skeletal Muscle Lipid Accumulation. Diabetes 2016; 65: 2862-2875. doi: 10.2337/db15-1661