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Insulin

Langersehnte Hilfe für Diabetiker

23.10.2013  19:38 Uhr

Von Edith Schettler / Schon früh kannten Mediziner die Symptome der Zuckerkrankheit. Dennoch konnten sie ihre Patienten mit Diabetes mellitus lange Zeit nicht behandeln, viele starben bereits im Kindesalter an den Folgen der Erkrankung. Den Durchbruch brachte schließlich die Entdeckung und Isolierung des Insulins.

Das Hormon Insulin besteht aus zwei Peptidketten, die über Disulfidbrücken miteinander verbunden sind. Gemeinsam mit Glucagon ist das Protein verantwortlich für die Regulierung des Blutzuckerspiegels. Als unmittelbare Reaktion auf die Aufnahme einer kohlenhydratreichen Mahlzeit schütten die β-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) Insulin in das Blut aus. Sobald das Hormon den Insulinrezeptor an der Oberfläche der Zellen besetzt, erhöht sich die Durchlässigkeit der Fett-, Leber- und Muskelzellen für Glucose und der Zucker kann in das Innere der Zellen einströmen. Innerhalb von drei bis fünf Minuten senkt der Körper so den Blutzuckerspiegel. Muskelzellen verwerten Glucose zur Energiegewinnung, die Leber speichert überschüssigen Zucker in Form des schnell abrufbaren Glykogens, und Fettzellen legen einen langfristigen Energievorrat an.

Suche nach der Ursache

Ist dieser Regulationsmechanismus gestört, etwa weil die Bauchspeichel­drüse zu wenig oder gar kein Insulin mehr produziert, diagnostizieren Ärzte die Krankheit Diabetes mellitus. Schon früh kannten Mediziner die typischen Symptome dieser Erkrankung: vermehrter Durst, Mattigkeit, komatöse Anfälle und Wundheilungsstörungen. Bis ins 19. Jahrhundert konnten sie ihren Patienten jedoch nicht helfen. Für Typ-1-Diabetiker bedeutete die Diag­nose das sichere Todesurteil, denn nach dem Ausbruch der Krankheit lebten sie mangels wirksamer Therapien durchschnittlich nur noch zwei bis drei Jahre.

 

Schon das Papyrus Ebers, die älteste bekannte Sammlung medizinischer Schriften, erwähnte Menschen, die süßen Urin ausscheiden. Im 17. Jahrhundert nannte der englische Arzt Thomas Willis (1621 bis 1675) die Krankheit nach diesem Symptom »Diabetes mellitus«, was wörtlich übersetzt »honigsüßer Durchfluss« bedeutet.

 

Willis vermutete die Ursache der Erkrankung richtigerweise im Blut. Er hatte beobachtet, dass es Diabetikern unter einer strengen hypokalorischen Diät besser ging, konnte die Zusammenhänge jedoch nicht erklären. Als im Jahr 1683 der Schweizer Arzt Johann Konrad Brunner (1653 bis 1727) Hunden die Bauchspeicheldrüse entfernte, reagierten diese mit starkem Durst und vermehrtem Harndrang, also mit den für Diabetes mellitus charakteris­tischen Symptomen.

 

Erforschung des Pankreas

In der Bauchspeicheldrüse entdeckte Paul Langerhans (1848 bis 1888) insel­artige Zellgruppen, die später ihm zu Ehren Langerhanssche Inseln genannt wurden. Der Berliner Pathologe erkannte auch, dass diese Zellen einen Stoff bilden und in die Blutbahn abgeben, ohne jedoch einen Zusammenhang zu Diabetes mellitus herzustellen, da er dieses Sekret nicht weiter untersuchte.

 

Unabhängig davon beobachteten die Straßburger Wissenschaftler Bernhard Naunyn (1839 bis 1925) und Oskar Minkofski (1858 bis 1931), dass Versuchstiere nach Entfernung der Bauchspeicheldrüse an Dia­betes mellitus erkrankten. Zwar schlussfolgerten sie richtig, die Bauchspeicheldrüse müsse eine Substanz bilden, die den Kohlenhydratstoffwechsel steuert, konnten diese jedoch nicht genauer definieren. Auch andere Forscher, so zum Beispiel der französische Arzt Étienne Lancereaux (1829 bis 1910) und der deutsche Mediziner Josef von Mering (1849 bis 1908), vermuteten, dass die Bauchspeicheldrüse eine Rolle bei der Erkrankung spielt. Jedoch schlugen alle Versuche fehl, Diabetes mellitus durch den Verzehr von Pankreasgewebe zu behandeln, da Proteasen im Dünndarm das Insulin in die einzelnen Amino­säuren zerlegen.

 

>Erste Therapieversuche

Als Minkofski im Jahr 1893 einen Pan­kreasextrakt unter die Haut eines Pa­tienten applizierte, stellte er fest, dass dieses Depot die Funktion der Bauchspeicheldrüse für eine gewisse Zeit ersetzen konnte. Georg Ludwig Zülzer (1870 bis 1949), ein deutscher Internist, griff diesen Gedanken auf und untersuchte im Jahr 1903 einen Bauchspeicheldrüsen­extrakt auf seine Eignung als Therapeutikum. Dieses als »Zülzer-Extrakt« bezeichnete Arzneimittel führte jedoch nach der Injektion zu starken – vermutlich allergischen – Nebenwirkungen, sodass Zülzer diesen Ansatz nicht weiter verfolgte. Viele Forscher experimentierten in den folgenden Jahren mit einem therapeutisch einsetzbaren Pankreasextrakt, alle scheiterten jedoch an dem Umstand, dass körpereigene Enzyme das im Pankreassaft enthaltene Insulin unwirksam machten.

 

Dem Rumänen Nicolae Paulescu (1869 bis 1931) gelang es im Jahr 1916 als erstem, Insulin aus der Bauchspeicheldrüse zu isolieren. Aus Schlachtabfällen stellte er einen wässrigen Extrakt her und verabreichte ihn Hunden, deren Diabetes-Erkrankung sich daraufhin besserte.

 

Paulescu nannte die Substanz Pancrein und veröffentlichte seine Ergebnisse im August 1921 in Lüttich unter dem Titel »Forschung bezüglich der Rolle des Pankreas in der Nahrungsmittelassimilation«. Das Gewinnungsverfahren ließ er sich in Rumänien im April 1922 patentieren.

 

Durchbruch in der Therapie

Ebenfalls im Jahr 1921 gelang den kanadischen Forschern Frederick Grant Banting (1891 bis 1941) und Charles Herbert Best (1899 bis 1978) die Isolierung des Insulins. Sie nannten die Substanz zunächst Isletin. Im Februar 1922 pub­lizierte Banting zusammen mit John James Rickard Macleod (1876 bis 1935), welche Ergebnisse sie bei der Behandlung eines zuckerkranken Kindes mit einem alkoholischen Pankreas-Auszug erzielen konnten. Ihr Patient, der 13-jährige Leonard Thompson, litt seit etwa 18 Monaten an Diabetes mellitus. Im Toronto Hospital injizierten ihm die Ärzte Rinder-Insulin. Schon nach kurzer Zeit enthielt sein Urin weder Glucose noch Acetonkörper. Damit hatten die Ärzte den Beweis erbracht, dass der Diabetes mellitus auf einem Mangel an Insulin beruht und mit Insulin therapiert werden kann. Thompson wurde nur 27 Jahre alt, er starb jedoch an einer Lungenentzündung, nicht an der Stoffwechselerkrankung.

 

Im gleichen Jahr behandelte Banting ein weiteres Kind: Theodore Ryder. Dessen Onkel, ein New Yorker Arzt, hatte von der Entdeckung des Insulins erfahren und nutzte seine Kontakte, um seinem Neffen einen Platz in Bantings Studie zu verschaffen. Nach anfäng­lichem Zögern begann Banting dann doch am 10. Juli 1922 mit der Behandlung des damals fünfjährigen Kindes, das nur 12,5 Kilogramm wog. Der Zustand des Jungen besserte sich zusehends, und als Ryder im Oktober des gleichen Jahres nach Hause zurückkehrte, schrieb er an Banting einen begeisterten Brief: »Lieber Doktor Banting! Ich wünschte, Sie könnten kommen, um mich zu sehen. Ich bin jetzt ein dicker Junge und fühle mich gut. Ich kann auf einen Baum klettern... Viele liebe Grüße von Teddy Ryder.«

 

Ryder blieb Banting bis zu dessen Tod in freundschaftlicher Dankbarkeit verbunden. Er starb 1993 im Alter von 76 Jahren und war damit der älteste überlebende Patient aus Bantings Diabetikergruppe.

 

Ehrung der Forscher

Für ihre Forschungsergebnisse erhielten Banting und Macleod bereits im Jahr 1923 den Nobelpreis für Medizin. Best war zum Zeitpunkt der bahnbrechenden Entdeckung noch Medizin­student und blieb daher bei der Preisvergabe unberücksichtigt, ebenso der Biochemiker James Collip, dem die Forscher einen großen Teil der praktischen Arbeit verdankten. Diese Tatsache stieß auf öffentliche Kritik, jedoch teilten Banting und Macleod freiwillig ihr Preisgeld mit ihren beiden leer ausgegangenen Mitarbeitern. Den 14. November, den Geburtstag von Banting, bestimmte die Weltgesundheitsorganisation später zum Weltdiabetestag.

 

Ebenfalls einen Nobelpreis mit Bezug zum Insulin erhielt im Jahr 1958 der britische Biochemiker Frederick Sanger (geboren 1918) auf dem Gebiet der Chemie. Sanger ehrte das Komitee für die Aufklärung der Struktur des Hormons.

 

Die ursprüngliche Hoffnung der Entdecker des Insulins, dass sich die Zuckerkrankheit mit Insulin heilen lässt, erfüllte sich jedoch nicht. Typ 1- sowie insulinpflichtige Typ 2-Diabetiker sind ihr Leben lang auf die Substitution des lebenswichtigen Hormons angewiesen.

 

Therapie im 21. Jahrhundert

Die Universität Toronto fand im Jahr 1922 mit der Firma Eli Lilly einen Partner, der als erster in größerem Maßstab Insulin aus Bauchspeicheldrüsen von Schweinen und Rindern produzierte. In Deutschland brachte die Firma Hoechst das erste Rinder-Insulin im Oktober 1923 auf den Markt. Die Insuline waren nur kurz wirksam, deshalb mussten Diabetiker das Hormon mehrmals am Tag spritzten. Die benötigte Dosis legten sie fest, indem sie ihren Harnzucker regelmäßig überprüften.

 

Ende des 20. Jahrhunderts löste gentechnisch produziertes Humaninsulin Rinder- und Schweineinsulin in der Diabetes-Therapie ab. Die neueste Generation bilden die gentechnisch abgewandelten Analoginsuline, die sich strukturell geringfügig von humanem Insulin unterscheiden und dadurch jedoch besser steuerbar sind. Heute können Diabetologen jeden Patienten individuell mit schnell wirksamen Analoginsulinen, lang wirksamen NPH-Insulinen (Insulin gebunden an neutrales Protamin Hagedorn) und Mischinsulinen behandeln. Insulinpens und -pumpen machen die Applikation sicher und einfach. /

E-Mail-Adresse der Verfasserin
e_schettler(at)freenet.de

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