loader

Galvenais

Iemesli

Insulīna ražošanas tehnoloģija

1. Insulīna veidi

2. Insulīna iegūšana

Insulīns (no Lat Insula salas) ir peptīdu hormons, kas veidojas Langerhansas aizkuņģa dziedzera saliņu beta šūnās. Tas gandrīz visos audos rada daudzveidīgu ietekmi uz vielmaiņu.

Galvenā insulīna funkcija ir nodrošināt šūnu membrānu caurlaidību glikozes molekulām. Vienkāršotā veidā mēs varam teikt, ka ne tikai ogļhidrāti, bet arī jebkura uzturviela galu galā tiek sadalīti glikozē, ko izmanto, lai sintezētu citas oglekļa saturošas molekulas, un ir vienīgais degvielas veids šūnu spēkstacijām - mitohondrijām. Bez insulīna šūnu membrānas caurlaidība samazinās par 20 reizes, un šūnas mirst no badošanās, un asinis izšķīstošais liekā cukurs noārda ķermeni.

Insulīna sekrēcijas traucējumi, ko izraisa beta šūnu iznīcināšana - absolūtais insulīna deficīts, ir galvenais 1. tipa cukura diabēta patoģenēzes elements. Insulīna ietekmes uz audiem - relatīvā insulīna deficīta pārkāpums - ir nozīmīga vieta 2. tipa cukura diabēta attīstībā.

Insulīna atklāšanas vēsture ir saistīta ar krievu ārsta I.M. Sobolevs (19. gadsimta otrā puse), kurš pierādīja, ka cukura līmeni cilvēka asinīs regulē īpašs aizkuņģa dziedzera hormons.

1922. gadā insulīnu, kas izolēts no dzīvnieka aizkuņģa dziedzera, pirmo reizi ieviesa desmit gadus vecam diabēta zēnam. rezultāts pārsniedza visas cerības, un gadu vēlāk amerikāņu firma Eli Lilly izlaida pirmo dzīvnieku insulīna preparātu.

Pēc dažu nākamo gadu pirmās rūpnieciskās insulīna partijas saņemšanas tika veikts milzīgs izolācijas un attīrīšanas veids. Tā rezultātā hormons kļuva pieejams pacientiem ar 1. tipa cukura diabētu.

1935. gadā Dānijas pētnieks Hagedorn optimizēja insulīna darbību organismā, ierosinot ilgstošas ​​zāles.

Pirmie insulīna kristāli tika iegūti 1952. gadā, un 1954. gadā angļu bioķīmiķis G.Senger atšifrēja insulīna struktūru. Izstrādājot metodes hormona attīrīšanai no citām hormonālām vielām un insulīna degradācijas produktiem, ir iespējams iegūt viendabīgu insulīnu, ko sauc par vienkomponentu insulīnu.

70. gadu sākumā. Padomju zinātnieki A. Yuadevs un S. Švachkins ierosināja insulīna ķīmisko sintēzi, taču šīs sintēzes ieviešana rūpnieciskā mērogā bija dārga un nerentabla.

Nākotnē pakāpeniski uzlabojās insulīna attīrīšanas pakāpe, kas mazināja problēmas, ko izraisīja insulīna alerģija, nieru darbības traucējumi, redzes traucējumi un rezistence pret imūno insulīnu. Visefektīvākais hormons bija nepieciešams aizvietotājterapijai ar cukura diabētu - homologu insulīnu, tas ir, cilvēka insulīnu.

In 80 gadus progress molekulārās bioloģijas ir atļauts sintezēti, izmantojot E.coli abas ķēdes cilvēka insulīnu, kas pēc tam tika savienoti ar bioloģiski aktīva molekula, hormons, un institūts bioorganic ķīmijas rekombinantā insulīna pagatavo, izmantojot gēnu inženierijas E. coli celmus.

Afīna hromatogrāfijas izmantošana ievērojami samazināja piesārņojošo olbaltumvielu saturu preparātā ar augstāku molekulmasu nekā insulīns. Šādas olbaltumvielas ietver proinsulīnu un daļēji šķeltus proinsulīnus, kas spēj inducēt antivielu antivielu ražošanu.

Cilvēka insulīna lietošana no paša terapijas sākuma samazina alerģisko reakciju rašanos. Cilvēka insulīns uzsūcas ātrāk un neatkarīgi no zāļu formas darbības ilgums ir īsāks nekā dzīvnieku insulīni. Cilvēka insulīniem ir mazāk imunogēnu nekā cūku, īpaši jaukto liellopu un cūku insulīnu.

1. Insulīna veidi

Insulīna preparāti atšķiras ar attīrīšanas pakāpi; saņemšanas avots (liellopi, cūkas, cilveki); insulīna šķīdumam pievienotās vielas (vielas darbības pagarināšana, bakteriostāti utt.); koncentrācija; pH vērtība; iespēja sajaukt ICD ar SDI.

Insulīna preparāti atšķiras atkarībā no avota. Cūku un liellopu insulīns atšķiras no cilvēka aminoskābju sastāva: liellopi - ar trim aminoskābēm un cūkgaļu - par vienu. Nav pārsteidzoši tas, ka ārstējot ar liellopu insulīnu, blakusparādības attīstās daudz biežāk nekā ārstējot ar cūku vai cilvēka insulīnu. Šīs reakcijas izpaužas imunoloģiskā rezistence pret insulīnu, alerģija pret insulīnu, lipodistrofija (zemādas tauku nomaiņa injekcijas vietā).

Neraugoties uz acīmredzamiem liellopu insulīna trūkumiem, to joprojām plaši izmanto visā pasaulē. Tomēr trūkumi liellopu insulīna imunoloģiskajām ziņā ir skaidrs: tas nekādā gadījumā nav ieteicams pacientiem nesen diagnosticēta ar diabētu, grūtniecēm vai īstermiņa insulīna terapiju, piemēram, pēcoperācijas periodā. Liellopu insulīna negatīvās īpašības tiek saglabātas arī lietojot kopā ar cūkām, tādēļ šīm pacientu kategorijām nedrīkst lietot jauktos (cūku un govju) insulīnus.

Cilvēka insulīna preparāti ķīmiskajai struktūrai ir pilnīgi identiski cilvēka insulīnam.

Cilvēka insulīna iegūšanas biosintēzes metodes galvenā problēma ir gala produkta pilnīga attīrīšana no mazākajiem izmantoto mikroorganismu piemaisījumiem un to vielmaiņas produktiem. Jaunas kvalitātes kontroles metodes nodrošina, ka iepriekšminēto ražotāju biosintētiskie insulīni ir brīvi no kaitīgiem piemaisījumiem; Tādējādi to attīrīšanas pakāpe un glikozes līmeņa pazemināšanās efektivitāte atbilst visaugstākajām prasībām un ir gandrīz vienāda. Nevēlamās blakusparādības, atkarībā no piemaisījumiem, šīm zālēm nav insulīna.

Pašlaik medicīnas praksē tiek izmantoti trīs veidu insulīni:

- neliela attāluma iedarbība;

- vidējais darbības ilgums;

- ilgi darbojas ar lēnu iedarbību.

1. tabula. Tirdzniecības insulīna preparātu raksturojums

Īsas darbības insulīns (ICD) - regulārs insulīns - ir īslaicīgas darbības kristālisks cinka insulīns, kas šķīst neitrālā pH, kura iedarbība attīstās 15 minūšu laikā pēc subkutānas ievadīšanas un ilgst 5-7 stundas.

Pirmais ilgstošais insulīns (SDI) tika izveidots 30. gadu beigās, lai pacienti varētu veikt injekcijas retāk, nekā vienīgi tad, ja viņi lieto tikai ICD vienu reizi dienā. Lai palielinātu darbības ilgumu, tiek mainīti visi pārējie insulīna preparāti un, izšķīdinot neitrālā vidē, veido suspensiju. Tajos ietilpst protamīns fosfāta buferšķīdumā - protamīna cinka insulīns un NPH (neitrāls protamīns Hagedorns) - NPH insulīns vai dažādas cinka koncentrācijas acetāta buferšķīdumā - ultralente insulīns, lente, seventile.

Vidēja ilguma insulīna preparāti satur protamīnu, kas ir vidējais olbaltumvielu m. 4400, bagāts ar arginīnu un atvasināts no varavīksnes foreles forele. Lai izveidotu kompleksu, nepieciešams protamīna un insulīna 1:10 attiecība. Pēc subkutānas ievadīšanas proteolītiskie enzīmi iznīcina protamīnu, kas ļauj absorbēt insulīnu.

NPH insulīns nemaina regulējamā insulīna farmakokinētikas profilu, kas ir jaukts ar to. NPH insulīns ir labāks par insulīna lenti, kas ir daļa no vidējā darbības ilguma terapeitiskos maisījumos, kas satur regulāru insulīnu.

Fosfāta buferšķīdumā visi insulīni viegli veido kristālus ar cinku, bet tikai liellopu insulīna kristāli ir pietiekami hidrofobiski, lai nodrošinātu ultralente raksturīgo insulīna lēnu un vienmērīgu atbrīvošanos. Cūkas insulīna cinka kristāli izšķīst ātrāk, efekts nāk agrāk, darbības ilgums ir īsāks. Tādēļ nav nevienas ultralente zāles, kas satur tikai cūku insulīnu. Vienkomponentu cūku insulīnu ražo ar nosaukumu insulīna suspensija, insulīna neitralitāte, insulīna izofāns, aminoskābes insulīns.

lente Insulin - maisījums no 30% semilente insulīna (amorfs nogulšņu cinka insulīna jonu acetāta bufera efektu, kas izkliedē salīdzinoši ātri) ar 70% insulīna ultralente (slikti šķīst, kristāliska cinks insulīna kam lēns sākums un ilgstoša darbība). Šīs divas sastāvdaļas nodrošina kombināciju ar salīdzinoši ātru uzsūkšanos un stabilu ilgtermiņa iedarbību, padarot insulīna lenti par ērtu terapeitisku līdzekli.

2. Insulīna iegūšana

Cilvēka insulīnu var ražot četros veidos:

1) pilnīga ķīmiskā sintēze;

2) cilvēka aizkuņģa dziedzera ieguve (abas šīs metodes nav piemērotas neefektivitātes dēļ: nepietiekama pirmās metodes attīstība un izejvielu trūkums masveida ražošanai ar otro metodi);

3) ar semisintektīvas metodi, izmantojot fermentu-ķīmisku aizstājēju aminoskābes alanīna B ķēdes 30 pozīcijā cūku insulīnā ar treonīnu;

4) ģenētiskās inženierijas tehnoloģijas biosintēzes metode. Pēdējās divas metodes ļauj iegūt augsta tīrības pakāpes cilvēka insulīnu.

Šobrīd cilvēka insulīnu galvenokārt iegūst divos veidos: pārveidojot cūkgaļas insulīnu sintētiskas enzimātiskas metodes un gēnu inženierijas metodes palīdzību.

Insulīns bija pirmais proteīns, kas iegūts komerciāliem nolūkiem, izmantojot rekombinantās DNS tehnoloģiju. Ģenētiski modificētam cilvēka insulīnam ir divas galvenās pieejas.

Pirmajā gadījumā atsevišķi (dažādi ražotāju celmi) tiek ražotas abas ķēdes, kam seko molekulas locīšana (disulfīdu tiltu veidošanās) un izoformu atdalīšana.

Otrajā - preparāts prekursora veidā (proinsulīns), kam seko fermentatīva šķelšanās ar tripsīnu un karboksipepidāzes B hormona aktīvajai formai. Lielākā daļa dod priekšroku šobrīd ir sniegt insulīnu kā savējos, kas nodrošina pareizu slēgšanu par disulfīdu (šajā gadījumā atsevišķu uztvērējierīču ķēžu pārvadāto secīgus ciklus Denaturizēšanas, renaturation un izoforma atdalīšanai).

Abās pieejās ir iespējams individuāli iegūt sākumkomponenti (A un B ķēdes vai proinsulīns) vai kā daļu no hibrīdu olbaltumvielām. Papildus A- un B-ķēdēm vai proinsulīnam hibridīnu olbaltumvielu sastāvā var būt:

- olbaltumvielu nesēju, nodrošinot hibrīda olbaltumvielu transportēšanu šūnas vai kultivēšanas barotnes periplasma telpā;

- afinitātes komponents, kas ievērojami atvieglo hibrīda proteīna izvēli.

Tajā pašā laikā abas šīs sastāvdaļas vienlaikus var būt hibrīdproteīna sastāvā. Turklāt, veidojot hibrīdo olbaltumvielas, var izmantot daudzdimensijas principu (tas ir, vairākas mērķa polipeptīda kopijas ir sastopamas hibrīda olbaltumvielās), kas ļauj būtiski palielināt mērķa produkta iznākumu.

Apvienotajā Karalistē abas cilvēka insulīna ķēdes tika sintezētas, izmantojot E.coli, kuras pēc tam tika savienotas ar bioloģiski aktīvajām hormonu molekulām. Lai vienšūņveidīgais organisms sintezētu insulīna molekulas uz tās ribosomām, ir nepieciešams nodrošināt to ar nepieciešamo programmu, proti, lai to ieviestu hormona gēnu.

Ķīmiski iegūst insulīna vai divu gēnu biosintēzes prekursora gēnu, atsevišķi programmējot insulīna ķēdes B un A biosintēzi.

Nākamais posms ir gēna iekļaušana insulīna prekursorā (vai ķēžu gēnos atsevišķi) E. coli ģenēklā, kas ir speciāls E. coli celms, kas audzēts laboratorijas apstākļos. Šo uzdevumu veic ar gēnu inženieriju.

Plazmīdu izolē no E. coli ar atbilstošo ierobežojošo enzīmu. Sintētiskais gēns tiek ievietots plazmā (klonēšana ar β-galaktozīda E. coli funkcionāli aktīvo C-gala daļu). Rezultātā E.coli iegūst spēju sintezēt proteīnu ķēdi, kas sastāv no galaktozīda un insulīna. Sintezētie polipeptīdi tiek ķīmiski nošķelti no fermenta, un pēc tam attīra. Baktērijās tiek sintezētas aptuveni 100 000 insulīna molekulas uz vienu baktēriju šūnu.

E. coli izraisītās hormonālas vielas dabu nosaka gēns, kas ievietots vienšūnas organisma genomā. Ja klonētas gēna insulīna prekursora, baktērija synthesizes insulīna prekursors, kas pēc tam tiek pakļauts apstrādei ar restrikcijas enzīmiem šķeltu prepitida ar izolāciju C-peptīda, tādā veidā iegūstot bioloģiski aktīvu insulīnu.

Lai iegūtu attīrītu cilvēka insulīnu, no biomasas izdalītais hibrīdproteīns tiek pakļauts ķīmiski-enzīmiskai pārveidei un atbilstošai hromatogrāfiskajai attīrīšanai (primārais, gēnu caurlaidīgais, anjonu apmaiņas process).

Rekombinantais insulīns tika iegūts RAS institūtā, izmantojot ģenētiski inženierijas E.coli celmus. Prekursoru, izaudzēto biomasu atbrīvo hibrīdproteīns, kas izteikts 40% no kopējā šūnu proteīna daudzuma, kas satur preproinsulīnu. Tās pārvēršana insulīna vitroosuschestvlyaetsya tādā pašā secībā, kā minētā in vivo - vadošo Sašķelta polipeptīda, preproinsulin tiek pārvērsta insulīna oksidatīvā sulfitoliza seko reducējoša slēgšana trīs disulfīdu saitēm savieno izolēšanu, fermentatīvo C peptīda. Pēc virknes hromatogrāfiskās attīrīšanas, ieskaitot jonu apmaiņu, gēlu un HPLC, iegūst cilvēka insulīnu ar augstu tīrības pakāpi un dabisko aktivitāti.

Tas ir iespējams izmantot celmu ar plazmīdu integrēts ar nukleotīdu sekvenci, kas izsaka sapludināts proteīns, kas sastāv no lineāras proinsulīna un piestiprināta pie tā N-gala metionīna atlikumu caur beigām proteīna fragments no Staphylococcus aureus.

Rekombinantā celma šūnu piesātinātās biomasas audzēšana nodrošina hibrīda olbaltumvielu ražošanas sākumu, kura izdalīšana un secīgā transformācija mēģenē noved pie insulīna.

Vēl viens veids ir iespējams: bakteriālās ekspresijas sistēmā izdalās saplūstošs rekombinants proteīns, kas sastāv no cilvēka proinsulīna un polihistrīna astes, kas pievienots metionīna atlikumam. To izolē, izmantojot ķelāta hromatogrāfiju uz Ni-agarozes kolonnām no iekļaušanas ķermeņiem un sagremojot ar cianogēna bromīdu.

Izolētais proteīns ir S-sulfonāts. Mapping un masspektrometriskā analīze no tā izrietošo proinsulīna attīrīts ar jonu apmaiņas hromatogrāfiju uz anjonu apmaiņas sveķiem un RP (reverse fāzes) HPLC (augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfiju) shovved the presence of disulfīdu, kas atbilst disulfīda tiltiņiem no dabīgā cilvēka proinsulīna.

Nesen tika pievērsta liela uzmanība rekombinanta insulīna iegūšanas procedūras vienkāršošanai, izmantojot ģenētiskās inženierijas metodes. Piemēram, ir iespējams iegūt sajauktu olbaltumu, kas sastāv no interleukīna 2 līdera peptīda, kas pievienots proinsulīna N-terminālim, izmantojot lizīna atlikumu. Proteīns ir efektīvi izteikts un lokalizēts iekļaušanas struktūrās. Pēc izolēšanas proteīns tiek sašķelts ar tripsīnu, lai iegūtu insulīnu un C-peptīdu.

Iegūtais insulīns un C-peptīds tika attīrīti ar RP-HPLC. Veidojot kodolsintēzes struktūras, pārvadātāja proteīna masas attiecība pret mērķa polipeptīdu ir ļoti nozīmīga. C-peptīdi ir savienoti ar galvas asti principu, izmantojot aminoskābju starplikas, kas satur Sfi I restrikcijas vietni, un divus arginīna atlikumus spraugas sākumā un beigās, lai pēc tam šķeltu proteīnu ar tripsīnu. HPLC šķelšanās produkti rāda, ka C-peptīda šķelšana ir kvantitatīva, un tas ļauj izmantot multimēru sintētisko gēnu metodi, lai iegūtu mērķa polipeptīdi rūpnieciskā mērogā.

Cukura diabēts ir hroniska slimība, ko izraisa absolūtais vai relatīvā insulīna deficīts. To raksturo dziļi ogļhidrātu vielmaiņas traucējumi ar hiperglikēmiju un glikozūriju, kā arī citi vielmaiņas traucējumi vairāku ģenētisko un ārējo faktoru dēļ.

Līdz šim insulīns ir radikāls, un vairumā gadījumu tas ir vienīgais veids, kā uzturēt cilvēku ar diabētu dzīvi un invaliditāti. Pirms insulīna saņemšanas un ievadīšanas klīnikā 1922.-1923. Gadā. Pacienti ar I tipa cukura diabētu gaidīja nāvējošu iznākumu vienu līdz divus gadus pēc slimības sākuma, neskatoties uz to, ka tiek lietoti visvairāk novājinošie uztura veidi. Pacientiem ar I tipa cukura diabētu nepieciešama nomainīta terapija ar insulīnu. Izbeigšana dažādu insulīna ievadīšanas iemeslu dēļ izraisa strauju komplikāciju rašanos un pacienta nenovēršamo nāvi.

Pašlaik diabēta izplatība ir trešajā vietā pēc sirds un asinsvadu un onkoloģiskām slimībām. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem diabēta izplatība pieaugušo iedzīvotāju vidū lielākajā daļā pasaules reģionu ir 2-5%, un pastāv tendence palielināt pacientu skaitu gandrīz divreiz ik pēc 15 gadiem. Neskatoties uz acīmredzamo progresu veselības aprūpes jomā, no insulīna atkarīgo pacientu skaita katru gadu palielinās, un pašreizējā laikā Krievijā vien ir aptuveni 2 miljoni cilvēku.

Iekšzemes cilvēka ģenētiskā insulīna zāļu radīšana paver jaunas iespējas daudzu Krievijas diabetoloģijas problēmu risināšanā, lai glābtu miljoniem diabēta cilvēku dzīvību.

Biotehnoloģija: universitāšu mācību grāmata / ed. N.S. Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Augstskola, 1987, 15.-25. Lpp.

Ģenētiskā inženierija cilvēka insulīns. Hromatogrāfijas atdalīšanas efektivitātes uzlabošana, izmantojot bifunkcionalitātes principu. / Romančikovs, A.B., Jakimovs, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, No. 2

Glick B., Pasternak J. Molekulārā biotehnoloģija. Principi un piemērošana. M.: Mir, 2002.

Egorov N. S., Samuilov V. D. Modernās metodes mikroorganismu ražošanas celmu radīšanai // Biotehnoloģija. KN 2. M.: Augstskola, 1988. 208. lpp.

Tripsīna un karboksipeptidāzes B imobilizācija ar modificētu silīcija dioksīdu un to izmantošana, lai pārveidotu cilvēka proinsulīnu cilvēka insulīnā. / Kudryavtseva N.E., Žīgis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // ķīmijas farmācija. J., 1995. - 29, No. 1, 61.-64. Lpp.

Molekulārā bioloģija. Olbaltumvielu struktūra un funkcija. / Stepanovs V. M. // Maskava, vidusskola, 1996.

Farmācijas biotehnoloģijas pamati: mācību rokasgrāmata / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikovs, L.K. Mikhalev. - Rostova pie Donas.: Feniksa; Tomskas: Izdevniecība NTL, 2006.

Insulīna fragmentu sintēze un to fizikāli ķīmisko un imunoloģisko īpašību izpēte. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksjutov A.Z., Tuzikova N. A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997-23, No. 12, pp. 953-960.

Insulīns

Ievads

Insulīns (no Lat Insula salas) ir peptīdu hormons, kas veidojas Langerhansas aizkuņģa dziedzera saliņu beta šūnās. Tas gandrīz visos audos rada daudzveidīgu ietekmi uz vielmaiņu. Galvenais insulīna efekts ir samazināt glikozes koncentrāciju asinīs.

Insulīns palielina plazmas caurlaidību pret glikozi, aktivizē galvenos glikolīzes fermentus, stimulē glikogēna veidošanos glikozes aknās un muskuļos, kā arī uzlabo tauku un olbaltumvielu sintēzi. Turklāt insulīns inhibē enzīmu aktivitāti, kas iznīcina glikogēnu un taukus. Tas nozīmē, ka papildus anaboliskajai iedarbībai insulīnam ir arī anti-katabolisks efekts.

Insulīna sekrēcijas traucējumi, ko izraisa beta šūnu iznīcināšana - absolūtais insulīna deficīts, ir galvenais 1. tipa cukura diabēta patoģenēzes elements. Insulīna ietekmes uz audiem - relatīvā insulīna deficīta pārkāpums - ir nozīmīga vieta 2. tipa cukura diabēta attīstībā.

1. Ēka

Insulīna molekulu veido divas polipeptīdu ķēdes, kas satur 51 aminoskābes atlikumus: A ķēde sastāv no 21 aminoskābes atlikumiem, B ķēde sastāv no 30 aminoskābju atlikumiem. Polipeptīda ķēdes savienotas ar diviem disulfīda tiltiem, izmantojot cisteīna atlikumus, trešā disulfīda saite atrodas A ķēdē.

Insulīna primārā struktūra dažādās sugās ir nedaudz atšķirīga, tāpat kā tās nozīme ogļhidrātu metabolisma regulēšanā. Cūku insulīns ir vistuvākais cilvēkam, kas no tā atšķiras tikai ar vienu aminoskābes atlikumu: alanīns atrodas 30 cūku insulīna B ķēdes stāvoklī, un treonīns atrodas cilvēka insulīnā; liellopu insulīnu raksturo trīs aminoskābju atlikumi.

2. Atklāšana un izpēte

1869. gadā Berlīnē 22 gadus vecais medicīnas students Paul Langergans pētīja aizkuņģa dziedzera struktūru ar jaunu mikroskopu, vērš uzmanību uz iepriekš nezināmām šūnām, veidojot grupas, kas vienmērīgi sadalītas visā dziedzerī. Šo "mazo šūnu pāļu", kas vēlāk tika dēvēti par "Langerhans salām", mērķis nebija skaidrs, bet vēlāk Eduad Lagus parādīja, ka tie rada noslēpumu, kam ir loma viršanas regulējumā.

1889. gadā vācu fiziologs Oscar Minkowski parādīja, ka pankūkas vērtība gremošanu ir veidota, izveidojot eksperimentu, kurā viņš atbrīvoja dziedzeri veselīgā suni. Dažas dienas pēc eksperimenta sākuma asistents Minkovskis, kurš skatoja laboratorijas dzīvniekus, vērsa uzmanību uz lielu skaitu mušu, kas lidoja pāri eksperimenta suņa urīnam. Izskatot urīnu, viņš atklāja, ka suns izdalījis cukuru urīnā. Tas bija pirmais novērojums, kas ļāva aizkuņģa dziedzeram strādāt un cukura diabēts. 1900. gadā Leonīds Soboļs (Leonid Sobolev) atklāja, ka pēc aizkuņģa dziedzera kanālu saslimšanas tiek saglabāti dziedzeru audu atrofijas un Langerhans saliņas. Diabēts nenotiek. Šie rezultāti kopā ar plaši pazīstamo cukura diabēta pacientu saliņu pārmaiņu faktu ļāva Soboļevam secināt, ka Langerhans saliņas ir nepieciešamas ogļhidrātu metabolisma regulēšanai. 1901. gadā tika pieņemts nākamais nozīmīgais solis: Eugene Opie skaidri parādīja, ka "cukura diabētu... izraisa aizkuņģa dziedzera saliņu iznīcināšana un notiek tikai tad, ja šīs mazās ķermeņas ir daļēji vai pilnībā iznīcinātas." Saikne starp cukura diabētu un aizkuņģa dziedzera ir bijusi zināma pirms tam, bet pirms tam nebija skaidrs, ka diabēts ir saistīts ar saliņām.

Nākamajās divās desmitgadēs tika veikti vairāki mēģinājumi izolēt salas noslēpumu kā potenciālu līdzekli. 1906.gadā Georgs Ludvigs Zuelleris guvis nelielus panākumus, izmēģinot izmēģinājuma suņus ar aizkuņģa dziedzera ekstraktu glikozes līmeni asinīs, bet viņš nevarēja turpināt savu darbu. E. L. Scott laikā no 1911. gada līdz 1912. gadam Čikāgas universitātē izmantoja aizkuņģa dziedzera ūdens ekstraktu un atzīmēja "zināmu glikozūrijas samazināšanos", taču viņš nevarēja pārliecināt viņa vadītāju par viņa pētījuma nozīmīgumu un drīz šie eksperimenti tika pārtraukti. To pašu efektu pierādīja Izraels Kleineris 1955. gadā Rockefellera universitātē, bet viņa darbu pārtrauca Pirmā pasaules kara sākums, un viņš to nevarēja pabeigt. Līdzīgu darbu pēc eksperimentiem Francijā 1921. gadā publicēja Rumānijas Medicīnas skolas fizioloģijas profesore Nicola Paulesco un daudzi, arī Rumānijā, uzskatīja, ka viņš ir insulīna atklājējs.

Tomēr insulīna praktiskā izolācija pieder Toronto universitātes zinātnieku grupai. 1920. gada oktobrī Frīdričs Bantings Minkovska darbos izlasīja, ka, ja jūs novēršat suņu potītes gremošanas sulas sekrēciju, dziedzeru šūnas drīz mirs un saliņas paliks dzīvas, un dzīvniekiem attīstīsies cukura diabēts. Šis interesants fakts lika viņam domāt par iespējamību atbrīvot nezināmu faktoru no dziedzera, tādējādi samazinot cukura līmeni asinīs. No viņa piezīmēm: "sajaukts aizkuņģa dziedzera kanāls ar suni. Atstājiet suni, līdz Acini sabrūk un paliek tikai salas. Mēģiniet izolēt iekšējo noslēpumu un rīkoties ar glikozūriju... "

Toronto Banting satikās ar J. Macleodu un deva viņam savas domas, cerot uz viņa atbalstu un iegūt nepieciešamo aprīkojumu. Sākumā Bantinga ideja profesoram šķita absurda un pat smieklīga. Bet jaunajam zinātniekam tomēr izdevās pārliecināt MacLeod to atbalstīt. Un 1921. gada vasarā viņš nodrošināja Bantingu ar universitātes laboratoriju un 22 gadus veco Charles Best labu asistentu, kā arī deva viņam 10 suņus. Viņu metode izpaudās ar to, ka ap Izvadkanāla no aizkuņģa dziedzera bija stingrāki ligatūru, novēršot atbrīvošanu vēzi Aizkuņģa dziedzera sulas, un dažas nedēļas vēlāk, kad eksokrīna šūnas tika nogalināti vēl bija dzīvi tūkstoš salu, no kurām viņi varēja noteikt proteīnu, kas ievērojami samazinātu cukura līmeni suņu ar attālu aizkuņģa dziedzera asinīs asinīs. Sākumā to sauca par "Ailetin".

Atgriežoties no Eiropas, MacLeod novērtēja visu darbu, kas paveikts viņa padotajiem, nozīmīgumu, taču, lai pilnībā pārliecinātu metodes efektivitāti, profesors pieprasīja eksperimentu atkārtot viņa klātbūtnē. Un pēc dažām nedēļām kļuva skaidrs, ka otrais mēģinājums bija veiksmīgs. Tomēr "aletīna" izolēšana un attīrīšana no suņu aizkuņģa dziedzera bija ļoti laikietilpīga un ilgstoša. Banting nolēma mēģināt kā avotu izmantot teļu aizkuņģa dziedzeru, kurā gremošanas enzīmi vēl nav ražoti, bet jau ir sintezēts pietiekams daudzums insulīna. Tas ievērojami atviegloja darbu. Pēc problēmas risināšanas ar insulīna avotu olbaltumvielu attīrīšana bija vēl viens svarīgs uzdevums. Lai to atrisinātu, 1921. gada decembrī MacLeod piesaistīja izcilu bioķīmiķi James Collip, kurš galu galā spēja izstrādāt efektīvu insulīna attīrīšanas metodi.

Un 1922. gada 11. janvārī pēc daudziem veiksmīgiem pētījumiem ar suņiem diabēta 14 gadus vecā Leonarda Thompsona tika ievadīta pirmā insulīna injekcija vēsturē. Tomēr pirmā pieredze ar insulīnu nebija veiksmīga. Ekstrakts nebija pietiekami attīrīts, un tas izraisīja alerģiju attīstību, tāpēc insulīna injekcijas tika pārtrauktas. Nākamo 12 dienu laikā Collip intensīvi strādāja laboratorijā, lai uzlabotu ekstraktu. Un 23. janvārim Leonardam tika dota otrā insulīna deva. Šoreiz panākumi bija pabeigti, bija ne tikai acīmredzamas blakusparādības, bet pacients pārtrauca diabēta progresēšanu. Tomēr vēlāk Banting and Best nedarbojās labi kopā ar Collip un drīz lauza ar viņu.

Tas aizņēma lielu daudzumu tīra insulīna. Un pirms tika atrasts efektīvs insulīna ražošanas veids, tika veikts liels darbs. Svarīga loma šajā spēlē bija Bantinga iepazīšana ar lielākās farmakoloģiskās kompānijas nākotnes dibinātāju Eli Lilly.

Par šo revolucionāro atklājumu MacLeod un Banting 1923. gadā saņēma Nobela prēmiju fizioloģijā un medicīnā. Banting vispirms bija ļoti sašutums, ka viņa labākais palīgs Best kopā ar viņu netika apbalvots ar balvu, un sākumā viņš pat izaicinoši atteicās no naudas, bet pēc tam piekrita pieņemt balvu un svinīgi dalījās ar labāko. MacLeod izdarīja to pašu, dalot savu balvu ar Collip [avots nav norādīts 136 dienas]. Toronto universitātē par vienu dolāru tika pārdots insulīna patents, un drīzumā inženols tika ražots rūpnieciskā mērogā.

Aminoskābju, kas veido insulīna molekulu (tā dēvēto primāro struktūru) precīzu secību, noteikšana ir atkarīga no britu molekulārārsta biologa Frederika Sangera. Insulīns bija pirmais proteīns, kura primārā struktūra bija pilnībā definēta. Par viņa darbu 1958. gadā viņam tika piešķirta Nobela prēmija ķīmijā. Un gandrīz 40 gadus vēlāk Dorothy Crowfoot Hodgkin, izmantojot rentgena difrakcijas metodi, noteica insulīna molekulas telpisko struktūru. Viņas darbā tiek piešķirta arī Nobela prēmija.

3. Izglītība un sekrēcija

Galvenais stimuls sintēzei un insulīna izdalīšanai ir glikozes koncentrācijas pieaugums asinīs.

3.1. Insulīna sintēze šūnā

Insulīna sintēze un atbrīvošana ir sarežģīts process, kas ietver vairākus posmus. Sākotnēji veidojas neaktīvs hormona prekursors, kas pēc ķīmisko pārveidojumu sērijas nogatavināšanas procesā kļūst par aktīvo formu.

Gēns, kas kodē insulīna prekursora primāro struktūru, tiek lokalizēts hromosomas 11. īsajā daļā.

Par neapstrādāto endoplazmas retikulu ribosomām tiek sintezēts prekursoru peptīds - tā sauktā. preproinsulīns. Tā ir polipeptīda ķēde, kas veidota no 110 aminoskābju atlikumiem un ietver sekojošo: L-peptīds, B-peptīds, C-peptīds un A-peptīds.

Gandrīz tūlīt pēc sintēzes EPR šīs molekulas ir sašķelts no signāls (L) peptīda - secīgiem 24 aminoskābes, kas ir nepieciešams, lai atskaņotu sintezētās molekulas ar hidrofobu lipīdu membrānas EPR. Tiek veidots proinsulīns, kurš tiek transportēts uz Golgi kompleksu, vēlāk tvertnēs, kur notiek tā sauktais insulīna nobriešana.

Briedums ir ilgākais insulīna veidošanās posms. Pieaugšanas procesā no proinsulīna molekulas, izmantojot specifiskus endopeptidāzes, tiek izgriezts C-peptīds, 31 aminoskābes fragments, kas savieno B ķēdi un A-ķēdi. Tas nozīmē, ka proinsulīna molekula ir sadalīta insulīnā un bioloģiski inerto peptīdu atlikumā.

Sekretāri granulās, insulīns apvieno ar cinka joniem, veidojot kristāliskus heksamēriskus pildvielas.

3.2. Insulīna sekrēcija

Langerhans saliņu beta šūnas ir jutīgas pret glikozes līmeņa izmaiņām asinīs; to insulīna atbrīvošana, reaģējot uz glikozes koncentrācijas pieaugumu, tiek sasniegta ar šādu mehānismu:

  • Glikozi brīvi transportē uz beta šūnām ar īpašu olbaltumvielu nesēju GluT 2.
  • Šūnā glikozes izdalās glikolīze, un tā tālāk oksidējas elpošanas cikla laikā, veidojot ATP; ATP sintēzes intensitāte ir atkarīga no glikozes līmeņa asinīs.
  • ATP regulē jonu kālija kanālu slēgšanu, novedot pie membrānas depolarizācijas.
  • Depolarizācija izraisa potenciāli atkarīgu kalcija kanālu atrašanos, tas izraisa kalcija plūsmu šūnā.
  • Kalcija līmeņa paaugstināšanās šūnā aktivizē fosfolipāzi C, kas iznīcina vienu no membrānas fosfolipīdiem - fosfatidilinozītol-4,5-bifosfātu - inositol-1,4,5-trifosfāta un diacilglicerāta veidā.
  • Inozitol trifosfāts saistās ar EPR receptoru proteīniem. Tas noved pie saistītā intracelulāro kalcija atbrīvošanas un straujas koncentrācijas palielināšanās.
  • Ievērojams kalcija jonu koncentrācijas pieaugums šūnā izraisa iepriekš sintezēta insulīna, kas tiek uzglabāts sekrēžu granulās, atbrīvošanos.

Papildus insulīnam un C-peptīdam ir nobriedušām sekrēžu granulām cinka joni, amilīns un neliels daudzums proinsulīna un starpproduktu.

Insulīns izdalās no šūnas ar eksokitozi - nobriešanas sekrēžu granulas nonāk pie plazmas membrānas un ar to saista, un granulas saturs izspiež no šūnas. Vides fizikālo īpašību izmaiņas noved pie cinka likvidēšanas un kristāliska neaktīvā insulīna sadalīšanās atsevišķās molekulās, kurām ir bioloģiska aktivitāte.

3.3. Izglītības regulēšana un insulīna sekrēcija

Galvenais insulīna atbrīvošanas stimulators ir glikozes līmeņa paaugstināšanās asinīs. Turklāt, ēdienreizes laikā tiek stimulēta insulīna un tā sekrēcijas veidošanās, ne tikai glikoze vai ogļhidrāti. Insulīna sekrēciju paplašināt aminoskābes, īpaši leicīnu un arginīnu, daži hormoni gastroenteropankreaticheskoy sistēma: holecistokinīns, GIP, GLP-1, kā arī kā hormoni, piemēram, glikagona, AKTH, augšanas hormona, estrogēnus un citi, sulfonilurīnvielas.. Arī insulīna sekrēcija palielina kālija vai kalcija, brīvo taukskābju līmeni asins plazmā.

Insomans sekrēcija samazinās somatostatīna ietekmē.

Beta šūnas ir pakļautas arī autonomās nervu sistēmas ietekmei:

  • Parasimpātiskā daļa (holīnerģiskie endēni no vagusa nerva) stimulē insulīna sekrēciju;
  • Simpātiska daļa (α2-adrenoreceptoru aktivācija) nomāc insulīna sekrēciju.

Turklāt insulīna sintēzi stimulē glikozes un holīnerģiskie nervu signāli.

4. Insulīna darbība

Vienā vai otrā veidā, insulīns ietekmē visu veidu vielmaiņu visā organismā. Tomēr, pirmkārt, insulīna darbība attiecas uz ogļhidrātu apmaiņu. Insulīna galvenā ietekme uz ogļhidrātu vielmaiņu ir saistīta ar palielinātu glikozes transportēšanu caur šūnu membrānām. Insulīna receptora aktivēšana aktivizē intracelulāro mehānismu, kas tieši ietekmē glikozes plūsmu šūnā, regulējot to membrānas olbaltumvielu daudzumu un darbību, kas pārnes glikozi šūnā.

Lielākā mērā glikozes transports divu veidu audos ir atkarīgs no insulīna: muskuļu audu (miocītu) un taukauda (adipocīti) - tas ir tā sauktais. no insulīna atkarīgiem audiem. Kopā ar gandrīz 2/3 no cilvēka ķermeņa kopējās šūnu masas, ķermenī tiek veiktas tādas svarīgas funkcijas kā kustība, elpošana, asinsriti utt., Un tiek uzglabāta enerģija, kas izdalās no pārtikas.

4.1. Darbības mehānisms

Tāpat kā citi hormoni, arī insulīns darbojas caur receptora olbaltumvielām.

Insulīna receptors ir komplekss integrālis šūnu membrānas proteīns, kas veidots no 2 subvienībām (a un b), no kuriem katra veido divas polipeptīda ķēdes.

Insulīns ar augstu specifiskumu saistās un atzīst receptora a-subvienība, kas, pievienojot hormonu, maina tā struktūru. Tas izraisa tirozīnkināzes aktivitātes parādīšanos b apakšvienībā, kas izraisa plašu reakciju ķēdi enzīmu aktivēšanai, kas sākas ar receptora autofosforilēšanu.

Viss komplekss bioķīmiskās sekas insulīna receptoru mijiedarbības pirms galu galā nav pilnībā skaidrs, bet tas ir zināms, ka starpposmā veidošanās sekundāro mediatoru: diacilglicerīna un inozīta trifosfātu, kas ir viens no sekām, kas ir aktivēšana ferments - proteīna kināzes C, ar fosforilēšanas (un aktivēšanas) ietekme, kas par fermentiem un ar to saistītām izmaiņām intracelulārā vielmaiņas procesā.

Paaugstināta glikozes uzņemšana šūnā ir saistīta ar insulīna mediatoru aktivējošo iedarbību uz citoplazmatisku pūslīšu iekļaušanu šūnu membrānā, kas satur glikozes nesējproteīnu GLUT 4.

4.2. Insulīna fizioloģiskā ietekme

Insulīnam ir sarežģīta un daudzšķautņaina ietekme uz vielmaiņu un enerģētiku. Daudzi insulīna efekti tiek realizēti, pateicoties tā spējai darboties vairāku enzīmu aktivitātē.

Insulīns ir vienīgais hormons, kas pazemina glikozes līmeni asinīs, to realizē, izmantojot:

  • glikozes un citu vielu palielināta šūnu uzņemšana;
  • galveno glikolīzes enzīmu aktivizēšana;
  • glikogēna sintēzes intensitātes palielināšanās - insulīna spēki glikozes, kas jāuzglabā aknu un muskuļu šūnās, polimerizējot to uz glikogēnu;
  • glikoneoģenēzes intensitātes samazināšanās - samazinās glikozes veidošanās aknās no dažādām vielām
  • uzlabo aminoskābju (jo īpaši leikīna un valīna) šūnu uzņemšanu;
  • uzlabo kālija jonu transportēšanu šūnā, kā arī magniju un fosfātu;
  • uzlabo DNS replikāciju un olbaltumvielu biosintēzi;
  • uzlabo taukskābju sintēzi un to turpmāko esterifikāciju - taukaudos un aknās insulīns veicina glikozes pārvēršanu triglicerīdos; ar insulīna trūkumu notiek otrādi - tauku mobilizācija.
  • nomāc proteīna hidrolīzi - samazina olbaltumvielu degradāciju;
  • samazina lipolīzi - samazina taukskābju plūsmu asinīs.

5. Insulīna klīrenss

Insulīna elimināciju asinsritē galvenokārt veic aknas un nieres.

5.1. Aknu klīrenss

Kad iet caur portāla sistēmu aknu un saistās parasti degradēti līdz 60% no izdala insulīnu aizkuņģa dziedzeris, 35-40% vairāk izdalās caur nierēm (tomēr, ja pārvaldes eksogēnu insulīna diabētu liels slogs uz nierēm [avots nav noteikts 156 dienas], lai jo parenterāli ievadīts insulīns nokļūst portāla vēnā). Kad injicēts hepatocītos insulīna sākotnēji pakļauj insulinase ferments degradējot disulfīda tiltiņus starp A- un B ķēdēm insulīna molekula, tad nogulsnes molekulā ir degradēta aminoskābēm.

5.2. Nieru klīrenss

Insulīns ir molekulmasa 5808 Da, un tāpēc brīvi šķērso glomerulus Bowman-Shumlyansky kapsulā. Insulīns tiek izvadīts no kameras caurules caurules, un pēc tam tas nonāk tubulāro epitēlija lizosomos un saplīst līdz aminoskābēm.

5.3. Audu klīrenss

Zināms (mazs) insulīna frakcija tiek iznīcināts pie mērķa audos: Pēc tam, kad signalizācijas ceļi skaitā, virzību kompleksa "insulīnu + receptoru" iegremdē citosolā un pakļauj proteolīzi lizosomās (noārdīšanās pakļauta tikai atlikušais insulīnu un atbrīvots receptors tiek transportēts atpakaļ uz membrānas un atkal iegulti tajā )

6. Glikozes līmeņa kontrole

Optimāla glikozes koncentrācijas saglabāšana asinīs ir daudzu faktoru rezultāts, daudzu ķermeņa sistēmu koordinēta darba kombinācija. Galvenā loma dinamiskā līdzsvara saglabāšanā starp glikozes veidošanās un izmantošanas procesiem pieder pie hormonālajiem regulējumiem.

Parasti veselas personas glikozes līmenis asinīs atkarībā no ēšanas vecuma svārstās no 2,7 līdz 8,3 (normā tukšā dūšā, 3,3 - 5,5) mmol / l, bet tūlīt pēc ēšanas, koncentrācija strauji palielinās uz īsu brīdi. laiks

Divām hormonu grupām ir pretēja ietekme uz glikozes koncentrāciju asinīs:

  • vienīgais hipoglikemmiskais hormons ir insulīns
  • un hiperglikēmijas hormoni (piemēram, glikagons, augšanas hormons un virsnieru hormoni), kas paaugstina glikozes līmeni asinīs

Ja glikozes līmenis samazinās zem normālām fizioloģiskām vērtībām, beta šūnu sekrēcija insulīnā samazinās, bet parasti tā nekad nenostrādā. Ja glikozes līmenis pazeminās līdz bīstamam līmenim, tiek atbrīvoti tā saucamie kontinsulīna (hiperglikēmiskie) hormoni (visbiežāk zināmi glikokortikoīdi un glikagons, kas ir aizkuņģa dziedzera salu alfa šūnu sekrēcija), kas izraisa glikozes izdalīšanos asinīs. Adrenalīns un citi stresa hormoni spēcīgi inhibē insulīna sekrēciju asinīs.

Šī sarežģītā mehānisma precizitāte un efektivitāte ir neaizstājams nosacījums visa organisma normālai darbībai, veselībai. Ilgstoša paaugstināta glikozes līmeņa asinīs (hiperglikēmija) ir cukura diabēta galvenais simptoms un patogēnā būtība. Hipoglikēmija - pazeminot glikozes līmeni asinīs - bieži vien ir vēl nopietnākas sekas. Tādējādi ekstremāla glikozes līmeņa pazemināšanās var būt saistīta ar hipoglikemizējošas komās un nāves attīstību.

6.1. Hiperglikēmija

Hiperglikēmija - cukura līmeņa paaugstināšanās asinīs.

Hiperglikēmijas stāvoklī glikozes uzņemšana palielinās gan aknās, gan perifērā audos. Tiklīdz glikozes līmenis paaugstinās, aizkuņģa dziedzeris sāk ražot insulīnu.

6.2. Hipoglikēmija

Hipoglikēmija ir patoloģisks stāvoklis, kam raksturīga glikozes līmeņa samazināšanās perifērā asinīs zem normāla līmeņa [2]

Plašā insulīna lietošana diabēta slimnieku ārstēšanai ir stimulējusi daudzu zāļu radīšanu, kas nodrošina hormona iekļūšanu asinīs dažādos ātrumos. Dažu šo zāļu īpašības ir uzskaitītas zemāk. Lai gan zāļu izstrādātāji cerēja, ka atbilstošā kombinācijā šīs zāles pilnībā apmierinās katra pacienta vajadzības, šī cerība ne vienmēr ir pamatota [3].

8.1. Ir:

  • monovidīns (vienīgais) - ietver tikai vienas sugas dzīvnieku aizkuņģa dziedzera ekstraktu, piemēram, cūkas
  • kombinēti - sastāv no dažādu sugu dzīvnieku, piemēram, cūku un vēršu, aizkuņģa dziedzera ekstraktiem
8.1.1. Pēc sugas:
  • cilvēks
  • cūkgaļa - atšķiras no cilvēka viena aminoskābe: 30-tajā stāvoklī B-ķēdes aminoskābes vietā teronīns-alanīns (B30-Ala)
  • liellopi - dažādas trīs aminoskābes
  • vaļi - atšķiras ar vairāk nekā trim aminoskābēm
8.1.2. Atkarībā no attīrīšanas pakāpes:
  • tradicionāli - ekstrahē ar skābu etanolu, un attīrīšanas procesā tie tiek filtrēti, sālīti un kristalizēti vairākas reizes (šī metode neļauj zāles attīrīt no citu hormonu piemaisījumiem, kas atrodas aizkuņģa dziedzerī)
  • monospīles (MP) - pēc tradicionālās attīrīšanas tās filtrē uz gela (gela hromatogrāfijas laikā tās veido tikai vienu "maksimumu": iepriekš minēto piemaisījumu saturs nav lielāks par 1 × 10 -3
  • Monokomponents (MC) - tiek veikta vēl dziļāka attīrīšana, izmantojot molekulāro sietu un jonu apmaiņas hromatogrāfiju uz DEAE celulozes, kas ļauj sasniegt 99% tīrības pakāpi (1 × 10 -6)

8.1.3. Darbības sākumā "maksimums" un ilgums:
  • īslaicīga darbība
  • ilgstoša darbība:
    • vidēja ilguma
    • ilgtermiņa darbība
    • pārbīdi
8.1.4. Cilvēka insulīna analogi
  • īsa iedarbība - atdarina prandial insulīna sekrēciju
  • Ilgstoša darbība "nulles uzturēšana" - pakāpeniska atbrīvošanās no zemādas depo ir iespējams imidēt insulīna bazālo sekrēciju organismā (tas notiek nepārtraukti nelielos daudzumos, lai samazinātu citu hormonu kontraindzījuma darbību)

9. Komerciālie insulīna preparāti un cilvēka insulīna analogi

Iepriekšējos gados insulīna koncentrācija komerciālos preparātos bija 40 V / ml. Laika gaitā koncentrācija tika palielināta līdz 100 V / ml (lai samazinātu injekcijas tilpumu 2,5 reizes). Mūsdienīgi insulīna preparāti satur 100 V / ml, taču labāk ir pārliecināties par to, pārbaudot marķējumu (kļūda 2,5 reizes var būt letāla!). Zemāk ir saraksts ar tālu no visiem insulīna preparātiem - lielākā daļa no insulīna, kas ir izgājuši no ražošanas un nokļuvuši aizmirstībā, ir apzināti izlaisti. Norādītie medikamenti ir tikai pasaules vadošie ražotāji. Piemēram, Darnytsia produkcija (Kijeva) ražo insulīnu ar zīmolu "Indar", kas atkārtojas "Insuman"; Farmakak uzņēmums - kā pamatu ņem Lilli (Humulin, Humalog) insulīnus utt.

Rakstot sadaļu, informācija par insulīna ražotājiem un sadaļu "Insulīna preparāti", ko raksta Cand. medus Zinātne I.Yu. Demidova. [4]

9.1. Vienkāršs vai kristālisks insulīns

Mēs iesākam šīs grupas tirdzniecības insulīna preparātu pārskatīšanu, kopš Šis ir pirmais mākslīgi iegūtais medikaments. Uzmanīgi mēs pazeminām zāles, kuras tiek atlaistas, un mēs dodam mūsdienīgu, ļoti attīrītu, tostarp daļēji sintētisku, pilnīgi identisku cilvēka insulīnu.

- sākums - pēc 15... 20 minūtēm no subkutānas injekcijas brīža,

- "maksimums" (maksimālās darbības periods) - 1,5... 3 stundas,

- kopējais darbības ilgums - 6... 8 stundas.

  • Actrapid MP - cūkgaļas monopikovy
  • Actrapid MC - cūkgaļa, monokomponents
  • Actrapid HM - cilvēka, vienkomponenta, daļēji sintētiska (gēnu inženierija)
  • Humulin Regular - cilvēka, vienkomponentu, daļēji sintētiska (gēnu inženierija)
  • Insuman Rapid HM - cilvēka, vienkomponenta, daļēji sintētiska (gēnu inženierija)

9.2. Vidējā derīguma termiņš Surfen-Insulin Group

Ļoti īpaša cūku insulīna preparātu grupa ar skābu pH (aminokvīnkarbamīda hidrohlorīds ir pagarināts). Šo zāļu lietoja trīs reizes dienā ar intervālu 8 stundas. Pēc tam "skābie" insulīni tika kritizēti un vajāti (ražošanas pārtraukšana) - aizstātas mūsdienu īslaicīgas un ilgstošas ​​zāles (sk. Turpmāk). Tomēr daudzi pacienti patīk zāles, un viņi joprojām atceras viņu ar nostalģiju.

- sākums - pēc 1... 1,5 stundām no subkutānas injekcijas brīža,

- "maksimums" (maksimālās darbības periods) - 3... 6 stundas,

- kopējais darbības ilgums - 10... 12 stundas.

  • Insulīns B - pazīstams kā Berlīnes insulīns (ražots VDR). Izstrāde.
  • Monosurfinsulīns [5] - tika ražots PSRS, arī ārpus produkcijas.

9.3. Ilgstošas ​​darbības NPH insulīni

NPH insulīna grupa ir nosaukta autora "Neutral Protamin Hagedorna" vārdā jeb PDH (Protamīns - cinks-insulīns) PSRS krievvalodīgajā zinātniskajā literatūrā. Jūs varat atrast agrāko nosaukumu "Isofan". NPH insulīnu iegūst, pievienojot kristāliskā (īsā) insulīna šķīdumam proteīna protamīna proteīnu (0,4 mg / 100 U), cinku (0,016... 0,04 mg / 100 U) un fosfāta buferšķīdumu līdz pH 7,2. Pirmais mēģinājums imitēt bazālo (pastāvīgo) insulīna sekrēciju. Tas nozīmē, ka divas īslaicīgas darbības insulīna injekcijas kompensē cukura līmeņa paaugstināšanos asinīs pēc brokastīm un vakariņām, un vienreizēja NPH injekcija nodrošinās bazālo sekrēciju un kompensēs cukura koncentrācijas pieaugumu pusdienās. Zāles nedarbojās katru dienu (kā sākumā minēja ražotāji). Bet jebkuru trūkumu var pārvērst par priekšrocību - uzņēmumi gatavoja maisījumus (skatīt zemāk) un ieteica injicēt insulīnu divas reizes dienā, nevis intensīvu shēmu, kas ietver 4-5 injekcijas dienā (skatīt Insulīna terapiju).

- sākums - 2... 4 stundas pēc subkutānas injekcijas brīža,

- "maksimums" (maksimālās darbības periods) - 6... 10 stundas,

- kopējais darbības ilgums ir 16... 18 stundas (sākotnēji tika paziņots 24 stundas, bet diemžēl).

  • Protaphane MP - cūkgaļas monopikovy
  • Protaphane MC - cūkgaļa, monokomponents
  • Protaphane HM - cilvēka monokomponents, daļēji sintētisks (gēnu inženierija)
  • Humulin NPH - cilvēka, vienkomponenta, daļēji sintētiska (gēnu inženierija)
  • Insuman Basal HM - cilvēka, vienkomponenta, daļēji sintētiska (gēnu inženierija)

9.4. Fiksētie īslaicīgas darbības insulīna un NPH gatavie maisījuma maisījumi

Insulīna preparātu gatavie (stabilie) maisījumi, kurus ražoja insulīna ražotāji, lai pārvaldītu pacientus ar cukura diabētu divu injekciju veidā dienā (nevis 4-5 vietā). Sīkāku informāciju skatiet sadaļā "Insulīna terapija". Tomēr tie nav daudz piemēroti ikvienam - netiešs apstiprinājums tam ir vairāku maisījumu variantu esamība tajā pašā ražošanas uzņēmumā un gandrīz pilnīga šīs grupas zāļu trūkums farmācijas tirgū.

Darbības profils: atkarīgs no maisījuma sastāva - jo augstāks ir kristāliskā ("īsā") insulīna procentuālais daudzums, jo maisījums ir spēcīgāks un īsāks, un otrādi. Praksē 30/70 maisījums ir "iesakņots" - dažreiz tiek lietots NPH insulīna vietā vai kopā ar "poking" īsas darbības insulīnu pirms vakariņām (sk. "Insulīna terapija"). Pavisam dīvaini, ka lielākā daļa endokrinologu un pacientu neuzskata par "Piecdesmit piecdesmit" (50/50) maisījumu: tas bieži izraisa hipoglikēmiju.

  • Mixtard HM 10/90 (Actrafan) - gatavs maisījums Actrapid HM - 10% / Protaphane HM - 90%
  • Mixtard HM 20/80 (Actrafan) - gatavs maisījums Actrapid HM - 20% / Protaphane HM - 80%
  • Mixtard HM 30/70 (Actrafan) - gatavs maisījums Actrapid HM - 30% / Protaphane HM - 70%
  • Mixtard HM 40/60 (Actrafan) - gatavs maisījums Actrapid HM - 40% / Protaphane HM - 60%
  • Mixtard HM 50/50 (Actrafan) - gatavs maisījums Actrapid HM - 50% / Protaphane HM - 50%
  • Humulin m1 - gatavs maisījums Humulin Regular - 10% / Humulin NPH - 90% (10/90)
  • Humulin m2 - gatavs maisījums Humulin Regular - 20% / Humulin NPH - 80% (20/80)
  • Humulin m3 - gatavs maisījums Humulin Regular - 30% / Humulin NPH - 70% (30/70)
  • Insuman Comb 15/85 - gatavs maisījums Insuman Rapid HM - 15% / Insuman Basal HM - 85%
  • Insuman Comb 25/75 - gatavs maisījums Insuman Rapid HM - 25% / Insuman Basal HM - 75%
  • Insuman Comb 50/50 - gatavs maisījums Insuman Rapid HM - 50% / Insuman Basal HM - 50%

9.5. Ilgi darbojas

Šo zāļu grupu lieto vienu reizi dienā, un tā ir izveidota tikai cilvēkiem ar 2. tipa cukura diabētu. 2. tipa cukura diabēta galvenais patoloģiskais punkts ir insulīna rezistence (zems jutīgums pret insulīnu). Lai to pārvarētu, ir nepieciešams uzturēt pastāvīgi augstu insulīna koncentrāciju asinīs. Šīs zāles ir īpaši ērtas gados vecākiem vieniem pacientiem ar redzes traucējumiem, kurus medmāsa injicē mājās.

- sākums - "Ultralente": pēc 6... 8 stundām no subhānas ievadīšanas brīža ("Ultrathard World Cup": pēc 3... 6 stundām),

- maksimums (maksimālās darbības periods) - 16... 20 stundas (visiem šīs grupas pārstāvjiem);

- kopējais darbības ilgums - 24... 36 stundas (visiem šīs grupas dalībniekiem).

  • Ultralente - cūkgaļa, neitrāla
  • Humulin U - daļēji sintezēts cilvēka ģenētisks, monokomponents
  • Ultratard HM - daļēji sintētisks cilvēks, vienkomponents ģenētisks

9.6. Cilvēka insulīna analogie efekti

Šie ir aminoskābju secības varianti dabā sastopamā cilvēka insulīna B ķēdē (visbiežāk insulīna molekula tiek modificēta B28 un / vai B29 pozīcijā), kas iegūta ar gēnu inženieriju. Izveidots, lai palielinātu komerciālo insulīna preparātu iedarbības dabisko profilu no ārpuses. Priekšrocība ir agrīna iedarbība un atkārtotas koncentrācijas pieauguma neesamība divas stundas pēc injekcijas, kas nepieciešama (lai novērstu hipoglikēmiju) papildu ēdienreizēm (skatīt Insulīna terapiju). Līdz šim klīniskie izmēģinājumi ir pagājuši Humalog (Liz-Pro) - vairāk nekā 10 gadus farmaceitiskajā tirgū, Novorapid ir gandrīz pabeigts klīnisko pētījumu, un Epiderra ir ceļa sākumā.

- sākums - pēc 10... 20 minūtēm no subkutānas injekcijas brīža,

- "maksimums" (maksimālās darbības periods) - 0,5... 1,5 stundas,

- kopējais darbības ilgums - 3... 5 stundas.

  • Humalog - Humalog, Liz-Pro insulīns (B28-Lys, B29-Pro)
  • NovoRapid - Novorapid, Asparta insulīns (B28-Asp)
  • Apidra - pretrunā ar noteikumiem, ražotājs raksta: "Epidra" (krievu autoru zinātniskos rakstos jūs varat atrast "Apidra", ukraiņu autori - "Epidra") - Insulīns Gulins (B3-Lys, B29-Glu)

9.7. Cilvēka insulīna analogs ilgstošai iedarbībai

Izveidots ilgstošai insulīna bloķēšanai (negatīvas atbildes mehānismam) aizkuņģa dziedzera alfa šūnās, kas sekrē tiešo insulīna antagonistu - hormona glikagonu. Veicināt glikogēna sintēzi aknās un muskuļos ("stratēģiskie ogļhidrātu veikali" hipoglikēmijas profilaksei). Norādītais darbības ilgums ir 24 stundas. Līdz šim neviens no šīs grupas narkotikām nav pabeidzis klīniskos pētījumus. Tuvākais 10 gadu klīnisko pētījumu beigās - Lantus (2010), kas pirmo reizi parādījās tirgū.

- sākums - caur? minūtes pēc subkutānas ievadīšanas,

- "maksimums" nav, koncentrācija tiek saglabāta aptuveni tādā pašā līmenī,

- kopējais darbības ilgums - līdz 24 stundām.

  • Lantus - Lantus, Glargīna insulīns, kas iegūts ar modificēšanas metodi: kā šķīdums tiek ražots aminoskābju asparagīns ar glicīnu A-ķēdē un divu arginīnu pievienošana B ķēdei (A21-Gly; B + Arg-Arg), atšķirībā no visa ilgstošās darbības insulīna injekcijām, nevis suspensijas (kas novērš kļūdas zāļu devā, jo suspensija jāsakrata pirms lietošanas un šķīdums ir stabils). Vienīgais zāles līdz šim apstiprināja 24 stundu darbības ilgumu [avots nav norādīts 56 dienas].
  • Levemir - Levemir, Detemir insulīns. Saskaņā ar ziņojumiem, dažreiz ir nepieciešamas divas injekcijas dienā.

9.8. Iepriekš sajaukti cilvēka insulīna analogi

Šādu gatavo maisījumu izskats no insulīna terapijas viedokļa nav pilnīgi skaidrs. Iespējams, ka ražotājs cenšas neitralizēt cilvēka insulīna "ikdienas" cilvēka insulīna analogā cilvēka nepietiekamo ilgumu.

  • Novomix 30 - 30% cilvēka insulīna analoga, kas izraisa ļoti mazu insulīna iedarbību Aspart / 70% protamīna insulīna Asparta (protamīna-kristāliskā komponenta vidējais darbības ilgums pēc analoģijas ar NPH insulīna ražošanu).
  • Humalog M25 - 25% cilvēka insulīna analoga Liz-Pro / 75% protamīna saturoša Liz-Pro insulīna
  • Humalog M50 - 50% no cilvēka insulīna analoga, lietojot ultrasaktīvas darbības Liz-Pro / 50% protamīna saturoša Liz-Pro insulīna

10. Insulīna terapija

Ir 3 galvenie insulīna terapijas veidi. Katrai no tām ir savas priekšrocības un trūkumi.

In vesela cilvēka insulīna sekrēciju no beta šūnās notiek nepārtraukti un ir apmēram 1 vienību insulīna 1 stundas laikā, tā saukto bazālo (bazālo) sekrēcijas vai nomākšanai fona darba alfa šūnām, kas ražo insulīnu galveno glikagonu antagonistu. Maltītes laikā insulīna koncentrācija strauji (bolus) tiek palielināta vairākas reizes. Stimulē insulīna sekrēcija ir aptuveni 1-2 vienības uz 10 g ogļhidrātu (izdomāt diezgan mainīgs - pat vienā un tā pati persona ir atšķirīgs dažādos laikos, un ir atkarīga no ogranizma stāvoklī noteiktā laikā). Tas izveido dinamisku līdzsvaru: pastāvīgu līdzsvaru starp insulīna koncentrācija un nepieciešamību to (atgriezeniskās saites mehānisms) atbrīvošanu "contrainsular" hormoniem - hormonu antagonistiem dabas insulīnu - glikagona un citi.

Pacientei ar 1. tipa cukura diabētu nepieciešama insulīna aizstājterapija, kas fizioloģiskos apstākļos imitētu insulīna sekrēciju. Pastāv tradicionāla insulīna terapijas shēma un pastiprināta insulīna terapija. Ir nepieciešams izmantot dažāda veida insulīna preparātu - uzdevumu daži pastāvīgs slāpēšanas no dabas insulīna antagonistu un starpnieki pārsūtīšanas darbības augšanas hormona uz šūnām (insulīnam līdzīgā augšanas faktoriem vai Somatomedin C), A uzdevums cits (īslaicīgas darbības) kompensētu postprandiālo hiperglikēmija (līmeņa paaugstināšanos ogļhidrātu asinsritē pēc ēšanas) Lai panāktu ogļhidrātu metabolisma kompensāciju ar vienu insulīna injekciju pacientiem ar 1. tipa cukura diabētu, nav iespējams. To injekciju skaits ir robežās no 2 (fiksēta beigu maisījumā un īslaicīgās darbības NPH insulīna preparātiem) līdz 5-6 viena ievadīšana Īsas darbības preparātu insulīna dienā (bez piemērojot NPH-insulīna). Jo lielāks injekciju skaits, jo lielāks insulīna terapijas režīms imitē fizioloģisko.

Vairāk Raksti Par Diabētu

Cukura diabēts ir bīstama hroniska slimība, kas nopietni apgrūtina cilvēku dzīvi. Šis traucējums piespiest pacientu ievērot diētu un regulāri izārstēt, lai novērstu paasinājumu.

Glikoze ir galvenais enerģijas avots, lai ķermenis darbotos pareizi. Zems glikozes līmenis asinīs jaundzimušajiem var izraisīt neatgriezeniskas un nevēlamas komplikācijas, ja nav pareizas un savlaicīgas korekcijas.

Narkotiku sauc Diabetalong ārstēt paaudzes sulfonilurīnvielas grupa 2, un tā ir veiksmīgi izmantota terapijas kursa cukura (DM) tipa 2 (neinsulinējamā). Galvenais narkotiku iedarbības mērķis ir samazināt glikozes koncentrāciju asinīs un mazināt insulīna rezistenci.