Insulin

Prinsipper

Insulin er absolutt nødvendig for alt dyreliv, inkludert mennesket.  Mekanismen er nesten identisk hos rundormen (C. elegans), fisk og pattedyr. Hos mennesker vil insulinmangel på grunn av fjerning eller ødeleggelse av bukspyttkjertelen medføre døden i løpet av dager eller uker. Insulin må tilføres kunstig til pasienter som mangler hormonet av denne eller andre årsaker. Klinisk kalles dette diabetes mellitus Type 1. Uoppdagede diabetikere dør vanligvis ikke av insulinmangel fordi ødeleggelsen av de Langerhanske øyer skjer over tid.

Industriell insulinproduksjon

Innhenting av bukspyttkjertler fra menneskelik for å fremstille insulin var ingen farbar vei, og i stedet har man brukt insulin fra bukspyttkjertler fra storfe, svin eller fisk. Alle disse har en insulinaktivitet hos mennesker på nesten samme nivå som humant insulin; forskjellen i molekylene er kun 2 aminosyrer for storfeinsulin og 1 aminosyre for svineinsulin. Insulin er et protein som er sterkt bevart gjennom evolusjonen. Forskjellene i egnetheten av storfe-, svine- og fiskeinsulinpreparater for bestemte pasienter skyldes i første rekke preparatenes renhet og allergiske reaksjoner overfor stoffer utenom insulin som har vært igjen i disse preparatene etter rensing.
Humant insulin har siden 1980-tallet blitt fremstilt kunstig ved bruk av genetisk modifiserte mikroorganismer (sopp, gjær, bakterier) i tilstrekkelige mengder til utstrakt klinisk bruk, og dette har nærmest utradert problemene med urenheter. Eli Lilly og Novo Nordisk markedsførte i 1982 de første syntetiske insulinpreparatene fremstilt på denne måten. Teknikkene som ble brukt var utviklet av firmaet Genentech.
Med de samme teknikkene fremstilles nå også insulinanaloger som skiller seg fra humant insulin i 2 aminosyrer som ikke har noen betydning for virkningen av insulin på cellenes insulinreseptorer, men som gjør insulinet mer lettløselig og derfor absorberes raskere og virker raskere etter injeksjon. Det første preparatet på markedet i denne gruppen var insulin lispro fra Eli Lilly i 1997, og Novo Nordisk fulgte opp med insulin aspart i 2000.
I 2007 ble det rapportert at man har klart å genmodifisere planten Saflor til å produsere insulin billigere enn ved å bruke bakterier og gjær.

Insulindose-enheten

Insulindoser måles i (farmakologiske) Internasjonale Enheter. På norsk bruker man ofte forkortelsen: IU (av engelsk: «International Unit»), men på fransk og italiensk bruker man: UI (av henholdsvis «Unité Internationale» og «Unità Internazionali» mens man på tysk bruker IE av «Internationale Einheit».
Farmakologiske internasjonale enheter blir brukt for å angi stoffmenge for vitaminer, hormoner, noen medisiner, vaksiner, blodprodukter og tilsvarende biologisk aktive substanser. 
I farmakologi er en «internasjonal enhet» en måleenhet basert på den stoffmengden som skal til for å 
oppnå en gitt målbar grad av en bestemt biologisk aktivitet eller effekt.
Standardiseringsmyndigheten leverer porsjoner av standardisert referansepreparat (som per definisjon inneholder et gitt antall enheter av stoffet) sammen med instruksjoner om hvordan produsenter skal utføre sammenligning og kalibrering av andre preparater av de aktuelle stoffene.
Til tross for navnet på «Det internasjonale enhetssystemet» SI som definerer grunnleggende internasjonale enheter for fysikk og kjemi, omfatter det ikke de farmakologiske internasjonale enhetene.
Internasjonale farmakologiske enheter blir derimot definert hos Verdens helseorganisasjon (WHO), av «Komiteen for biologisk standardisering» (engelsk: WHO Expert Committee on Biological Standardization).
Én internasjonal enhet insulin, er i dag definert som den biologiske ekvivalenten (effekten) av eksakt 1/22mg (=ca. 45,5μg) ren krystallinsk insulin. Denne mengden bygger på og tilsvarer den tidligere 
enhetsdefinisjonen fra United States Pharmacopeia (se Farmakopé) som var «den mengden insulinpreparat som skal til for å senke blodsukkeret hos en fastende forsøkskanin ned til 45mg/dl (2,5mmol/L)». («Fastende» betyr i denne sammenheng at kaninen ikke har spist på åtte timer).
Formålet med en internasjonal standardenhet for en substans er at ulike preparater med samme biologiske effekt da vil inneholde det samme antallet internasjonale enheter og derfor lett kan brukes om hverandre (uansett om volum og vekt er forskjellig).

Insulinkonsentrasjon, U100-insulin, U40-insulin

En annen side av saken i forbindelse med standardisering, er at det brukes insulinpreparater i ulike 
konsentrasjoner, fra 30IU/ml og opp til 100IU/ml. Men i Europa har det nesten blitt de facto standard, eller i hvert fall vanlig, å alltid bruke U100-insulin ved insulinbehandling av mennesker.
U100-insulin betyr at det er 100 internasjonale enheter per milliliter (100IU/ml). 
I Norge i dag er det aller meste på markedet U100-insulin, men frem til 198? var det U40-insulin som var standard i Skandinavia. (U40-insulin har altså 40 internasjonale enheter per milliliter). Den gang ble insulindosene oppgitt i såkalte Nordiske Enheter som også var standard i Skandinavia.
Én nordisk enhet var definert som «én tiendedels milliliter (0,1ml) med U40-insulin». Det vil si at én Nordisk Enhet med insulin bestod av 4IU. Men fordi man brukte vanlige injeksjonssprøyter som kunne gi mer eller mindre nøyaktige doser helt ned til en hundredels milliliter ((0,01ml) ), kunne man i praksis gi så små doser som fire tidels internasjonal enhet (0,4IU).
Fortsatt finnes noen få produkter med U40-insulin (altså 40IU/ml). Disse kan brukes på for eksempel katter, som er så små at de trenger mye mindre insulindoser enn mennesker.

Dosering og tidspunkt

Det sentrale problemet for dem som må ha tilført insulin kunstig er å velge rett dose til rett tid.
Fysiologisk regulering av blodsukkeret, som hos ikke-diabetikere, ville være det beste. Økt blodsukker etter måltider stimulerer hurtig frigjøring av insulin fra bukspyttkjertelen. Det forhøyede insulinnivået medfører opptak og lagring av glukose, nedsatt konvertering fra glykogen til glukose, reduksjon i blodsukkeret, og i sin tur redusert insulinfrigjøring. Resultatet er at blodsukkeret stiger noe etter at man har spist, men går tilbake til normalt nivå innen en time eller så. Selv den beste diabetesbehandling med humant insulin, uansett administrasjonsmåte, kommer til kort i forhold til den normale blodsukkerkontrollen hos ikke-diabetikere.
Det er enda mer komplisert fordi sammensetningen av maten (se glykemisk indeks) påvirker hvor raskt den absorberes i tarmene. Karbohydrater (glukose, sukker, stivelse m.m.) fra noen mattyper absorberes raskere eller saktere enn samme mengde karbohydrater fra andre mattyper. Dessuten vil både fett og proteiner forsinke absorpsjonen av karbohydrater som spises samtidig. I tillegg reduseres insulinbehovet ved fysisk aktivitet selv om alle andre faktorer er like. 
I prinsippet er det umulig å vite sikkert hvor mye og hvilken type insulin som trengs til et bestemt måltid for å oppnå rimelig god blodsukkerkontroll i løpet av en time eller to etter måltidet. Beta-cellene hos ikke-diabetikere styrer dette automatisk ved kontinuerlig blodsukkermonitorering og justering av insulinfrisettingen. Alle slike avgjørelser tatt av diabetikere må baseres på veiledning fra leger og sykepleiere samt ens egen erfaring og øvelse. Dette er ingen plankekjøring og bør ikke gjøres etter gammel vane, men med den rette omsorg kan det tross alt gjøres ganske bra.
For eksempel trenger noen diabetikere mer insulin etter å ha drukket skummet melk enn de trenger etter å ha inntatt en tilsvarende mengde fett, protein, karbohydrater og væske i annen form. Deres reaksjon på skummet melk er gjerne annerledes enn på helmelk, som inneholder betydelig mer fett og noe mindre karbohydrater enn skummet melk. Disse reaksjonene varierer også mellom ulike diabetikere. Det er en kontinuerlig balansegang for alle diabetikere, spesielt de som bruker insulin.

Misbruk

Det er rapportert noen tilfeller hvor pasienter har misbrukt insulin ved å ta store doser for å oppnå mild hypoglykemi, muligens av lignende grunner som autoerotisk kvelning. Dette er imidlertid svært farlig idet både akutt og langvarig hypoglykemi kan medføre hjerneskade eller døden.
I juli 2004 ble det meldt i nyhetene at den tidligere ektefellen til en fremstående internasjonal friidrettsutøver hevdet at vedkommende idrettsutøver hadde brukt insulin for å styrke kroppen. Slutningen syntes å være at insulin skulle ha en lignende effekt som enkelte steroider med hensyn til kroppsbygging. Som nevnt ovenfor spiller insulin en rolle i protein- og fettomsetningen i kroppen, men mer enn 80 års bruk av insulin har ikke gitt noen indikasjoner på at det er noe prestasjonsfremmende middel for ikke-diabetikere. Dårlig regulerte diabetikere er riktignok utsatt for utmattelse og tretthet, og i noen av disse tilfellene kan riktig tilførsel av insulin avhjelpe symptomene. Insulin er likevel ikke, verken kjemisk eller klinisk, noe anabolt steroid, og bruken av insulin hos ikke-diabetikere er ytterst farlig og alltid å regne som misbruk hvis det ikke gjøres i behandlingssammenheng innenfor rammene av en medisinsk institusjon. Bruk av insulin hos idrettsutøvere som ikke har diabetes er i beste fall idiotisk, i verste fall dødelig, og mellom disse ligger permanent hjerneskade.

Insulin brukt som doping

Insulin tas sammen med testosteron og anabole steroider i dopingøyemed, selv om kroppsbyggere vet at dette er farlig. Insulin virker ved å stimulerer opptaket av aminosyrer i mange ulike celletyper , bl.a. i muskelceller. Det skjer ved at insulin stimulerer et transportsystem for aminosyrer i cellemembranen. Det gjør at det blir større mengder aminosyrer inne i cellene, og det fører blant annet til økt proteinsyntese. Testosteron og anabole steroider stimulerer proteinsyntese og vekst i beinvev og muskulatur, men de synes ikke å ha direkte effekt på transporten av aminosyrer over cellemembranen og inn i cellene. Virkningen avhenger derfor av at målcellene har et lager av aminosyrer intracellulært. Dette er grunnen til at insulin potenserer virkningen av testosteron og anabole steroider. Insulin øker det cellulære opptaket av aminosyrer i muskelcellene, og dermed forsterkes effekten av testosteron og anabole steroider.