Wat is insuline en wat doet het?

Insuline is een hormoon dat wordt geproduceerd in de alvleesklier door zogenaamde bètacellen. Deze cellen zitten in de eilandjes van Langerhans, die slechts een klein deel van de alvleesklier vertegenwoordigen. Ons lichaam is aldoor bezig om de glucosewaarden in ons bloed te reguleren en insuline speelt daar een sleutelrol in. Zowel te hoge als te lage bloedglucosewaarden leiden tot gezondheidsproblemen.

Een te hoge bloedsuikerspiegel noemen we hyperglycemie en leidt op termijn mogelijk tot schade aan de bloedvaten. Een te lage bloedsuikerspiegel noemen we hypoglycemie en is vooral een acute situatie waarbij je hoofdpijn hebt, zweet, beeft en je slecht kan concentreren. Bij een gezond persoon zal het glucosegehalte in het bloed stabiel blijven binnen normale referentiewaarden.

Zodra je iets eet dat koolhydraten bevat zal de hoeveelheid glucose in je bloed stijgen. Koolhydraten worden immers afgebroken tot glucose. De alvleesklier heeft ondertussen vanuit de darmen via incretines (hormonen) informatie ontvangen dat er vraag is naar insuline ^[1]. Binnen een tot twee minuten na de stijging van je bloedglucose onderneemt insuline actie. In deze eerste fase piekt insuline gedurende tien minuten.

De reden dat insuline zo snel kan reageren is doordat er een voorraadje insuline opgeslagen ligt in de alvleesklier. Afhankelijk van hoogte van je bloedglucose zal een tweede fase starten waarbij zowel opgeslagen als nieuw aangemaakt insuline helpt om je de hoeveelheid bloedglucose te managen. Deze fase bereikt een plateau na ongeveer twee tot drie uur ^[2]. Zodra je bloedglucosegehalte weer daalt, daalt ook insuline. Deze cyclus herhaalt zich gedurende de dag wanneer je eet.

Hoe werkt insuline en wat zijn de belangrijkste taken?

Voor sommige personen zal bovenstaande uitleg niet bevredigend zijn, dus gaan we in de onderstaande alinea’s een stukje dieper de materie in. Mocht je deze diepgang niet nodig vinden, voel je dan vrij om door te gaan naar het kopje “Waarom heeft insuline een slechte reputatie?”.

Het aanmaken van insuline

Het grootste gedeelte van de capaciteit van de alvleesklier wordt benut voor het metaboliseren van voedsel. Slechts een procent van de alvleesklier is bezig met de afgifte van onder andere insuline. Dat gebeurt in de bètacellen die tot de eilandjes van Langerhans behoren. Insuline wordt in de betacel gemaakt vanuit DNA. Na transcriptie ontstaat mRNA dat via enkele tussenstappen buiten de nucleus met de hulp van organellen wordt omgezet naar proinsuline. Proinsuline splitst vervolgens naar insuline en C-peptide worden samen in een vesikel verpakt ^[3].

Het vrijgeven van insuline

Zodra het bloedglucose gehalte stijgt na het eten van voedsel kan glucose de bètacel betreden via een insuline-onafhankelijke transporteur genaamd GLUT-2. In de mitochondriën wordt glucose via de bekende stappen omgezet naar pyruvaat en acetyl-CoA, dat de citroenzuurcyclus doorloopt en FADH en NADH-moleculen oplevert. Deze moleculen kunnen via de elektronentransportketen ATP genereren. Een proces dat we oxidatieve fosforylering noemen. ATP kan vervolgens een kaliumkanaal bezetten waardoor het sluit.

Normaal zijn deze kanalen open en kan kalium de bètacel binnentreden en verlaten. Het gesloten kaliumkanaal zorgt voor de ophoping van kalium in de cel wat op zijn beurt een calciumkanaal activeert. Calcium betreedt hierdoor de bètacel en creëert een brug tussen het vesikel met insuline en C-peptide en het celmembraan. Deze smelten samen waardoor insuline en C-peptide afgegeven worden aan het bloed ^[3]. Tegelijkertijd met insuline wordt ook amyline afgegeven in een ratio van 100:1 (insuline:amyline). Amyline is het kleine broertje van insuline, dat een belangrijke rol speelt bij het managen van het bloedglucosegehalte ^[4].

Insuline en de lever

Via het bloed komt insuline bij de lever terecht. Daar wacht een TKR-receptor om insuline te ontvangen en zodoende PI3K/AKT als boodschappers in de lever te activeren. Deze boodschapper blijkt erg belangrijk als glucose de lever via GLUT-2 transport betreedt. PI3K/AKT zorgt dat glucose omgezet en opgeslagen wordt als glycogeen. Daarnaast helpt PI3K/AKT bij het omzetten van glucose naar pyruvaat, zodat via de citroenzuurcyclus en de elektronentransportketen ATP gegenereerd kan worden. De lever trekt dus eigenlijk glucose het bloed uit en zet het via insuline om naar glycogeen en ATP. Deze processen noemen we glycogenese en glycolyse. Ten slotte remt insuline het vrijmaken van glucose uit glycogeen. Het is immers de bedoeling om het bloedglucose gehalte naar beneden te krijgen zodra we iets gegeten hebben ^[3].

Insuline en de opname van glucose en aminozuren in de spieren

Via het bloed komt insuline bij spieren terecht. Ook daar wachten TKR-receptoren op de komst van insuline waardoor de boodschappers PI3K/AKT in de spier geactiveerd worden. In tegenstelling tot de alvleesklier en de lever bevatten spieren insulineafhankelijke transporteurs voor glucose, genaamd GLUT-4. Glucose kan zonder insuline de spieren via GLUT-4 betreden. Echter, als het bloedglucosegehalte snel stijgt en insuline via de TKR-receptor PI3K/AKT activeert, dan wordt GLUT-4 hyperactief. Dit betekent dat meer GLUT-4 naar het celmembraan gaat om daar glucose uit het bloed te trekken.

Overigens kan fysieke activiteit ook een boost geven aan GLUT-4 activiteit en versterken insuline en fysieke activiteit elkaars werking bij de opname van glucose uit het bloed ^[5]. Vervolgens wordt glucose omgezet naar ATP via de inmiddels bekende stappen en opgeslagen als glycogeen. Insuline regelt daarnaast via PI3K/AKT dat een specifiek aminozuur kanaal opent waardoor aminozuren de spier in kunnen. Insuline stimuleert vervolgens de aanmaak van eiwitten in de spier ^[3]. Samenvattend stimuleert insuline de opname van glucose en aminozuren in de spier. En onder leiding van insuline kan glycogenese, glycolyse en eiwitsynthese plaatsvinden in de spier.

Insuline en de opslag van vet

Via de insulineafhankelijke transporteur GLUT-4 kan glucose de vetcel betreden. Insuline maakt GLUT-4 via PI3K/AKT hyperactief zodat meer glucose de cel in kan. In de vetcel wordt glucose gesplitst naar glucose-3-fosfaat (G-3P) en DAAP. G-3P wordt omgezet naar pyruvaat en acetyl-CoA. DAAP wordt omgezet naar glycerol. Insuline stimuleert vervolgens de combinatie van deze ingrediënten naar triglyceriden. Dit proces noemen we de novo lipogenese (DNL) en gebeurt slechts in beperkte mate in mensen.

Daarnaast stimuleert insuline de aanmaak van triglyceriden vanuit vetzuren die via het bloed de vetcel zijn binnengekomen. Tenslotte beperkt insuline de afbraak van vetten door het enzym HSL te remmen ^[3]. Samenvattend kunnen we stellen dat na het nuttigen van voedsel de hoeveelheid glucose, aminozuren en vetzuren in je bloed stijgen. Insuline helpt om deze voedingsstoffen op te nemen en op te slaan zodat de hoeveelheid glucose, aminozuren en vetzuren in je bloed daalt.

Zijn insulinepieken slecht?

De afgifte van insuline verloopt in twee fasen, waarbij een snelle kortstondige piek kenmerkend is voor de eerste fase en een langzame langdurige piek kenmerkend is voor de tweede fase ^[2]. Een piek klinkt in sommige oren misschien negatief, maar is juist een teken van een gezonde werking van je glucosehuishouding. Vooral de insulinepiek in de eerste fase lijkt belangrijk te zijn voor de mate van glucosetolerantie en voor het transporteren van glucose naar de weefsels ^[7].

Personen zonder familiaire belasting met diabetes en met een normale glucosetolerantie hebben zowel een hogere insulinepiek in de eerste als in de tweede fase dan personen met een lage glucosetolerantie ^[2]. Bij personen met diabetes is de eerste fase van insuline afgifte afwezig ^[7]. Insulinepieken zijn niet slecht, want het is simpelweg een normale fysiologische reactie op het eten van voedsel.

Eiwitrijke producten zorgen ook voor een insulinepiek

Niet enkel producten met koolhydraten zorgen voor een insulinepiek, ook eiwitrijke producten zoals zuivel doen dat. Deze geven een enorme insulinepiek wat te danken is aan hun eiwitgehalte. Eiwitrijke producten zijn namelijk prima in staat om insuline te boosten ^[8], maar hebben over het algemeen een positieve reputatie als het gaat om veranderingen in lichaamscompositie en gewichtsverlies.

Als insulinepieken slecht zouden zijn, dan zou dat ook moeten tellen voor eiwitrijke producten zoals zuivel. Zuivel lijkt echter te beschermen tegen tal van ziektebeelden ^[9]. Sterker nog, een recente overzichtsstudie concludeert dat zuivel mogelijk beschermt tegen het risico op insulineresistentie en Diabetes Mellitus Type 2 (DM2) ^[10].

Krijg je van insulinepieken honger?

Letterlijk het omgekeerde is waar. Insuline verzadigt. Verzadiging is een complex fenomeen waarbij een variëteit aan hormonen een rol spelen. Insuline is daar een onderdeel van. Er is bewijs dat insuline de bloed-hersenbarrière kan passeren en vervolgens via het centraal zenuwstelsel de voedingsinname onderdrukt ^[11][12]. Insuline lijkt proportioneel te zijn aan de hoeveelheid vetweefsel en kan op die manier invloed uitoefenen op je gewicht.

Als je minder gaat eten zal de hoeveelheid insuline dalen en zal je minder verzadiging ervaren. Totdat je gewicht weer terug is op het “oude” niveau ^[12]. Personen insuline toedienen na een maaltijd leidt tot een verminderde inname van een snack later op de dag. Ook de rating van de smakelijkheid van een snack daalt als gevolg van het toedienen van insuline ^[13].

Het samenspel tussen insuline en amyline bij het stabiliseren van de bloedglucose

We hebben amyline al eerder in dit artikel aangehaakt. Het is een hormoon dat tegelijkertijd met insuline wordt afgegeven door de bètacellen in de lever. Net als insuline helpt amyline bij het stabiliseren van bloedglucose levels na het nuttigen van voedsel en remt het de afgifte van glucagon. Daarnaast remt amyline de maaglediging en stimuleert het een verzadigd gevoel ^{[14] [15]}. Er is bewijs dat amyline daarmee de grootte van een maaltijd beheerst ^[12].

Amyline lijkt dit te kunnen doen door specifieke amyline receptoren in de hersenen te activeren. Hoe hoger het vetpercentage van een persoon, hoe hoger de secretie van amyline is waardoor amyline mogelijk bijdraagt aan gewichtsbehoud ^[15]. Amyline moduleert op de lange termijn de hoeveelheid lichaamsvet die het brein verdedigt ^[12]. Personen met Diabetes Mellitus type 1 maken geen amyline aan en bij personen met type 2 is de aanmaak beperkt ^[14].

Conclusie: insuline is geen dikmaker, maar verdient de lof die het toekomt

Insuline krijgt vanuit allerlei hoeken kritiek omdat het in de periode na het nuttigen van een maaltijd de opname van vetten stimuleert en de afbraak ervan remt. Dit is echter slechts één van de taken van insuline die onterecht uit zijn verband is getrokken is. De acties van insuline in het menselijk lichaam zijn op zijn minst wonderbaarlijk te noemen. Misvattingen over insuline zoals het stimuleren van honger of het veroorzaken van overgewicht zijn beredeneerd vanuit een incompleet beeld. In de werkelijkheid lijkt het tegenovergestelde waar te zijn. Insuline verdient de lof die het toekomt.