Insulintherapie bei Diabetes

Wissenschaftliche Unterstützung: Prof. Dr. Andreas Birkenfeld, Prof. Dr. Andreas Fritsche, Prof. Dr. Michael Roden, Andreas Vosseler M.A.

Bei Typ-1-Diabetes kann die Bauchspeicheldrüse das blutzuckersenkende Hormon Insulin nicht mehr in ausreichender Menge oder gar nicht mehr produzieren. Menschen mit der Autoimmunerkrankung Typ-1-Diabetes sind daher immer auf eine Zufuhr des blutzuckersenkenden Hormons Insulin per Spritze, Pen oder Insulinpumpe angewiesen.

Auch bei Patientinnen und Patienten mit Typ-2-Diabetes kann im Laufe der Erkrankung eine Insulintherapie notwendig werden. Dies ist der Fall, wenn eine nicht ausreichende körpereigene Insulinproduktion besteht und Ernährungsumstellung und somit körperliche Bewegung allein oder die Behandlung mit blutzuckersenkenden Tabletten nicht mehr zum Erfolg führen.

Nachfolgend stellen wir Ihnen – basierend auf den aktuell gültigen Leitlinien – allgemeine Informationen zur Behandlung von Diabetes mellitus zusammen. Bitte beachten Sie, dass diese Informationen keine ärztliche Beratung ersetzen können und keine Empfehlungen für einzelne Therapien enthalten. Bitte besprechen Sie individuelle Therapieoptionen mit Ihrer behandelnden Ärztin oder Ihrem behandelnden Arzt.

In Diabetes-Schulungen lernen die Patientinnen und Patienten, wie sie die Insulintherapie im Alltag selbstständig durchführen können. Die Therapie und deren Anpassung sollten in enger Absprache mit der Ärztin oder dem Arzt erfolgen.

Ziel der Behandlung mit Insulin ist es, den Blutzucker zu senken und damit Folgekomplikationen eines Diabetes vorzubeugen. Wenn der Blutzuckerspiegel dauerhaft erhöht ist, kann er die Blutgefäße und Nerven schädigen. Medikamente zur Blutzuckersenkung sollen diese negativen Folgen so gut es geht verhindern oder verzögern.

Wie wirkt Insulin?

  • Bei gesunden Menschen schüttet die Bauchspeicheldrüse immer dann vermehrt Insulin ins Blut aus, wenn nach dem Essen der Blutzuckerspiegel ansteigt. Der Insulinanstieg nach dem Essen wird hauptsächlich durch die Aufnahme von Kohlenhydraten ausgelöst.
  • Daneben gibt es eine Grundproduktion von Insulin, die regulierend in verschiedene Zucker- und Fettstoffwechselprozesse eingreift.
  • Der Bedarf an Insulin kann sich in bestimmten Lebenssituationen ändern, zum Beispiel in der Schwangerschaft und Stillzeit. Auch Infekte, andere Begleiterkrankungen oder Operationen können Einfluss auf den Stoffwechsel haben.
  • Der Insulinbedarf ist in der Regel morgens am höchsten und variiert von Mensch zu Mensch stark. Viele andere Faktoren wie Stress, körpereigene Hormone oder körperliche Aktivität wirken sich zudem auf den Insulinbedarf aus. Andere Nahrungsbestandteile wie Fette oder Eiweiße beeinflussen ebenfalls die Insulinabgabe.

Mit modernen Insulinpräparaten lassen sich die natürlichen Vorgänge der Insulinausschüttung nachbilden. Sie ermöglichen heute eine wirksame und nebenwirkungsarme Insulintherapie.

Eine Insulintherapie sollte mit regelmäßigen Selbstmessungen des Blutzuckers einhergehen. Diese helfen, die Insulinmenge je nach Gegebenheit anzupassen und einer Unter- beziehungsweise Überzuckerung rechtzeitig entgegenzuwirken.  

Welche Arten von Insulin gibt es?

Heutzutage gibt es eine Vielzahl von Insulinpräparaten. Je nach chemischer Struktur unterscheidet man zwischen Humaninsulinen und Insulinanaloga. Diese wiederum werden je nach Wirkstoff in langwirksame und kurzwirksame Insuline unterteilt. Zudem gibt es Mischinsuline, wobei ein kurzwirksames Insulin mit einem langwirksamen Insulin kombiniert wird.

Humaninsuline und Insulinanaloga

Insulin ist ein Eiweißstoff (Protein). Humaninsuline entsprechen der chemischen Struktur des natürlichen menschlichen Insulins, daher kommt auch der Begriff, denn „human“ bedeutet „menschlich“. Sie werden biotechnologisch mithilfe von Bakterien oder Hefen hergestellt. Insulinanaloga (oder auch Analoginsuline) werden ebenfalls biotechnologisch hergestellt. Im Vergleich zu dem natürlichen menschlichen Insulin ist die molekulare Struktur des Proteins aber geringfügig verändert, etwa durch den Austausch oder das Anhängen einzelner Bausteine (Aminosäuren) an bestimmten Stellen. Mit diesen Modifikationen lassen sich Eintritt und Dauer der Insulinwirkung beeinflussen.

Langwirksame Insuline

Langwirksame Insuline werden auch Basalinsuline, Langzeitinsuline, Intermediärinsuline oder Verzögerungsinsuline genannt. Sie zeichnen sich durch einen späteren Wirkeinsatz und eine längere Wirkdauer aus. Langwirksame Humaninsuline sind unter der Bezeichnung Humaninsuline mit Verzögerungszusatz bekannt, wozu Neutral-Protamin Hagedorn („NPH“-Insulin) zählt. Die Wirkung von Humaninsulinen mit Verzögerungszusatz tritt etwa 1 bis 2 Stunden nach subkutaner Injektion ein. Die Wirkdauer ist verzögert und liegt je nach Dosierung zwischen 8 und maximal 14 Stunden. Zudem gibt es langwirksame Insulinanaloga mit Wirkstoffen wie Degludec, Detemir und Glargin. Der Wirkeintritt von langwirksamen Insulinanaloga erfolgt circa 1 bis 2 Stunden nach Injektion. Die Wirkdauer liegt bei mehr als 19 Stunden, manchmal sogar bei über 42 Stunden.

Kurzwirksame Insuline

Kurzwirksame Insuline werden auch Bolusinsuline, Kurzzeitinsuline oder Mahlzeiteninsuline genannt. Sie zeichnen sich durch einen schnelleren Wirkeinsatz und eine kürzere Wirkdauer aus. Kurzwirksame Humaninsuline werden auch als Normalinsuline bezeichnet. Der Wirkeintritt erfolgt nach circa 30 Minuten und die Wirkdauer liegt in etwa bei 5 bis 8 Stunden nach Injektion.

Außerdem gibt es kurzwirksame Insulinanaloga mit Wirkstoffen wie Aspart/Niacinamid-Aspart, Glulisin und Lispro. Ihre Wirkung tritt bereits etwa 5 bis 15 Minuten nach der Injektion ein und die Wirkdauer beträgt circa 3 bis 5 Stunden.

Welche Formen der Insulintherapie gibt es?

Da sich der Insulinbedarf von Mensch zu Mensch unterscheidet, ist eine Insulintherapie stets individuell auf die Patientin beziehungsweise den Patienten zugeschnitten. Auch der Wirkeintritt und die Wirkdauer von Insulinen sind von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Verschiedene Insulintherapieformen sind heute gängig.

So gibt es Therapieformen mit 2 Injektionen pro Tag (konventionelle Insulintherapie) oder mit mehrmaligen täglichen Injektionen (intensivierte Insulintherapie). Der Unterschied zwischen beiden Behandlungsformen besteht in der Auswahl der Insulinarten und der Häufigkeit und Dosierung der Insulingaben.

Welche Form der Insulintherapie gewählt wird, sollten Menschen mit Diabetes im Einzelfall unter Einbeziehung ihrer individuellen Besonderheiten und der Lebenssituation gemeinsam mit ihrer Ärztin oder ihrem Arzt entscheiden. Bei Typ-1-Diabetes hat sich gezeigt, dass eine intensivierte Insulintherapie einer konventionellen Insulintherapie überlegen ist.

Wie funktioniert die konventionelle Insulintherapie?

Die konventionelle Insulintherapie (CT) kommt mehrheitlich bei Typ-2-Diabetes zum Einsatz. Sie kann auch eine Lösung sein, wenn Pflegepersonal oder Angehörige die Insulintherapie übernehmen müssen und ein möglichst einfaches Behandlungsschema angestrebt wird.

  • Menschen, die die konventionelle Insulinbehandlung durchführen, spritzen 2-mal täglich zu festen Zeiten eine festgelegte Menge Insulin. Meist verwenden sie dazu eine feste Mischung aus lang- und kurzwirksamen Insulinen.
  • Die Insulinwirkung hält dabei über den gesamten Tag an. Es ist daher wichtig, regelmäßig über den Tag verteilt Mahlzeiten zu sich zu nehmen, die eine bestimmte Menge an Kohlenhydraten enthalten. Körperliche Bewegung wird durch zusätzliche Mahlzeiten ausgeglichen.
  • Für Menschen mit einem sehr gleichmäßigen Tagesablauf kann die konventionelle Insulintherapie geeignet sein.
  • Allerdings ist die Gefahr für Unterzuckerungen bei der konventionellen Insulintherapie erhöht. 

Diese Therapie stößt an ihre Grenzen, wenn die Mahlzeiten und die Tagesaktivitäten nicht immer einem festen Rhythmus folgen.

Wie sollte man sich bei einer konventionellen Insulintherapie ernähren?

Menschen, die eine konventionelle Insulintherapie erhalten, müssen ihre Nahrungsaufnahme an die Menge des gespritzten Insulins anpassen. Sonst kann es zu Unter- oder Überzuckerungen kommen.

Das bedeutet, dass sie zu einer bestimmten Zeit eine festgelegte Menge an Kohlenhydraten zu sich nehmen müssen. Das Ernährungsschema ist daher bei einer konventionellen Insulinbehandlung relativ starr.

Durch wechselnde Beilagen mit identischen Kohlenhydrat-Mengen kann Abwechslung geschaffen werden. Beispielsweise kann zwischen Reis, Nudeln, Kartoffeln oder Brot abgewechselt werden. Wichtig ist, dass die ausgetauschten Kohlenhydrate ungefähr der gleichen ursprünglichen Kohlenhydratmenge entsprechen.

Was versteht man unter der intensivierten Insulintherapie?

Die intensivierte Insulintherapie (oder auch Basis-Bolus-Therapie) orientiert sich eher an den natürlichen Stoffwechselvorgängen und ist bedarfsorientiert. Die Insulinmenge wird jeweils kurzfristig an den aktuellen Blutzuckerspiegel, die Nahrungsmenge und körperliche Aktivitäten angepasst. Voraussetzung dafür sind jedoch regelmäßige Blutzuckermessungen.

  • Ein langwirksames Insulin (Basalinsulin), welches 1- bis 2-mal pro Tag gespritzt wird, deckt den Insulingrundbedarf ab.
  • Vor jeder Mahlzeit wird ein kurzwirksames (Bolus-)Insulin für den erhöhten Insulinbedarf eingesetzt.
  • Die Insulingaben können mithilfe eines Insulinpens, einer Insulinspritze oder einer Insulinpumpe erfolgen.
  • Bei einer Insulinpumpe werden ausschließlich kurzwirksame Insuline verwendet. Zur Deckung des Grundbedarfs gibt die Pumpe über den Tag verteilt regelmäßig kleine Mengen Insulin ab.

Die intensivierte Insulintherapie ermöglicht eine bessere Blutzuckereinstellung und ist zugleich mit einem flexiblen, aktiven Lebensstil besser vereinbar. Der Aufwand dieser Therapie ist im Vergleich zur konventionellen Insulintherapie allerdings höher.

 

Es gibt unterschiedliche Arten der intensivierten Insulintherapie:

Bei der intensivierten konventionellen Therapie (ICT) verabreicht sich die Person neben dem Basalinsulin vor jeder Mahlzeit eine feste Menge Bolusinsulin. Die Kohlenhydratmenge der einzelnen Mahlzeit wird nicht speziell ermittelt, sondern nach festem Schema beibehalten.

Bei der funktionellen Insulintherapie (FIT) wird dagegen neben dem Basalinsulin vor jeder Mahlzeit selbstständig berechnet, wie viel Bolusinsulin je nach genauer Menge an Kohlenhydraten notwendig ist.

Bei der intensivierten konventionellen Therapie und der funktionellen Therapie wird das Insulin mit einem Insulinpen oder einer Spritze injiziert.

Dahingegen kommt bei der Insulinpumpentherapie (CSII) eine Insulinpumpe zur Anwendung.

Wie berechnet sich der Insulinbedarf?

Der Gesamtbedarf an Insulin setzt sich zu etwa der Hälfte aus dem Grundbedarf und zum anderen aus dem Bedarf, der durch das Essen erforderlich wird, zusammen.

Der Grundbedarf ist unabhängig von der Nahrungsaufnahme für Stoffwechselvorgänge nötig und wird auch Basalbedarf genannt. Dadurch wird ein konstanter Blutzuckerspiegel angestrebt, während keine Mahlzeit eingenommen wird. Um auf den Anstieg des Blutzuckers infolge einer Mahlzeit zu reagieren, ist eine zusätzliche Insulindosis erforderlich (Bolusinsulin).

Bei Typ-2-Diabetes kann eine Insulintherapie notwendig werden, wenn eine nicht ausreichende körpereigene Insulinproduktion besteht und Ernährungsumstellung und somit körperliche Bewegung allein oder die Behandlung mit Tabletten nicht mehr zum Erfolg führen. Bei Typ-1-Diabetes muss aufgrund eines absoluten Insulinmangels immer Insulin gespritzt werden. In welcher Form und in welcher Menge Insulin gespritzt wird, ist individuell verschieden.

Bei einer funktionellen Insulintherapie ist es unerlässlich, Kohlenhydrate abschätzen und mittels Berechnungsfaktor die Insulinmenge bei jedem Essen ausrechnen zu können. Zusätzlich kann mit Korrekturfaktoren eine Insulinmenge zur Korrektur von erhöhten Blutzuckerwerten errechnet werden. 

Forschungsteams arbeiten an smarten Insulinen

Die Verfügbarkeit von kurz- und langwirksamen Insulinen haben die Behandlung des Diabetes wesentlich vereinfacht. Sie ermöglicht es bei den meisten Anwenderinnen und Anwendern, den Zuckerstoffwechsel adäquat einzustellen. Nichtsdestotrotz müssen Menschen mit Diabetes, die eine Insulintherapie erhalten, vor den Mahlzeiten ihren Blutzuckerwert bestimmen, die erforderliche Insulindosis berechnen und diese dann spritzen.

Sogenannte smarte („intelligente“) Insuline könnten das in der Zukunft ändern. Die Idee dahinter ist, im Körper ein Insulindepot anzulegen, aus dem das Hormon genau dann in den Blutkreislauf abgegeben wird, wenn tatsächlich Bedarf besteht – heißt bei einem Anstieg des Blutzuckers. Diese Insuline nennt man auch glukosesensitive Insuline.

Smarte Insuline werden aktuell noch erforscht und sind noch nicht zur Anwendung zugelassen. Verschiedenen Unternehmen und Forschungsgruppen sind in letzter Zeit einige Fortschritte gelungen:

  • Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität North Carolina haben Insulinmoleküle so modifiziert, dass sie an Glukosetransporter auf der Oberfläche von roten Blutkörperchen andocken. Geht der Blutzuckerspiegel nach oben, wird das Insulin zunehmend aus dieser Bindung verdrängt und ins Blut freigesetzt. Bei diabetischen Mäusen konnten die Forschenden mit nur einer Injektion des Smart-Insulins den Zuckerstoffwechsel über einen Zeitraum von 48 Stunden unter Kontrolle halten.
  • Ähnliches gelang einem Team der University of Utah mit einem Insulinderivat, das Phenylboronsäure als glukosesensiblen „Schalter“ benutzt.
  • In einem weiteren Forschungsansatz wird das Insulin in künstliche Membranen verpackt, die durch hohe Zuckerspiegel zerstört werden.

Allerdings befinden sich diese Ansätze aktuell noch in einer sehr frühen Phase der Entwicklung und Erprobung. Bis das erste Smart-Insulin auf den Markt kommt, dürfte es nach Ansicht von Expertinnen und Experten noch einige Jahre dauern.

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Quellen:

Bundesärztekammer et al.: Nationale Versorgungsleitlinie Typ-2-Diabetes. Teilpublikation der Langfassung. 2. Auflage. Version 1. 2021
Chou, D. H.-C. et al.: Glucose-responsive insulin activity by covalent modification with aliphatic phenylboronic acid conjugates. In: Proc Natl Acad Sci USA, 2015, 112: 2401-2406
Deutsche Diabetes Gesellschaft: S3-Leitlinie Therapie des Typ-1-Diabetes. 2. Auflage. 2018
Deutsche Diabetes Gesellschaft et al.: S3-Leitlinie Diagnostik, Therapie und Verlaufskontrolle des Diabetes mellitus im Kindes- und Jugendalter. Langfassung. 2015 (Gültigkeit abgelaufen, in Überarbeitung)
Nathan, D. M. et al.: The Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications Study at 30 Years: Overview. In: Diabetes Care, 2014, 37: 9-16
Wang, C. et al.: Red Blood Cells for Glucose-Responsive Insulin Delivery. In: Adv Mater, 2017, 29
Stand: 26.07.2021