loader

Hlavná

Dôvody

Technológia výroby inzulínu

1. Typy inzulínu

2. Získanie inzulínu

Inzulín (z latinskej ostrovčeky - ostrov) - hormón peptidovej povahy, sa vytvára v beta bunkách ostrovčekov Langerhans pankreasu. Má mnohostranný vplyv na výmenu takmer vo všetkých tkanivách.

Hlavnou funkciou inzulínu je zabezpečiť permeabilitu bunkových membrán na molekuly glukózy. V zjednodušenej forme, je možné povedať, že nielen sacharidy, ale aj všetky živiny nakoniec štiepi na glukózu, ktorá sa používa pre syntézu iných molekúl, obsahujúcich uhlík, a je jediný typ elektrární palivových článkov - mitochondrie. Bez inzulínu, priepustnosť bunkových membrán pre glukózu klesne na 20 krát, a bunky umierajú hladom, a rozpustí sa v prebytku cukru v krvi jedy telo.

Porušenie sekrécie inzulínu v dôsledku deštrukcie beta buniek - absolútny nedostatok inzulínu - je kľúčovým článkom v patogenéze diabetes mellitus 1. typu. Porušenie účinku inzulínu na tkaniny - relatívna inzulínová nedostatočnosť - má dôležité miesto vo vývoji cukrovky druhého typu.

História objavenia inzulínu je spojená s názvom ruského lekára IM. Sobolev (druhá polovica 19. storočia), ktorý dokázal, že hladina cukru v krvi človeka je regulovaná špeciálnym hormónom pankreasu.

V roku 1922 bol inzulín, izolovaný z pankreasu zvieraťa, prvýkrát predstavený desiatiletému chlapcovi, diabetikovi. výsledok prevýšil všetky očakávania a o rok neskôr americká firma Eli Lilly uvoľnila prvú prípravu zvieracieho inzulínu.

Po prijatí prvej priemyselnej šarže inzulínu v najbližších niekoľkých rokoch prešla dlhá cesta izolácie a čistenia. V dôsledku toho bol hormón dostupný pre pacientov s diabetes mellitus 1. typu.

V roku 1935 dánsky výskumník Hagedorn optimalizoval účinok inzulínu v tele a ponúkol dlhodobú drogu.

Prvé kryštály inzulínu boli získané v roku 1952 a v roku 1945 rozložil anglický biochemik G. Sanger štruktúru inzulínu. Vývoj spôsobov čistenia hormónu od iných hormonálnych látok a produktov degradácie inzulínu umožnil získať homogénny inzulín nazývaný jednozložkový inzulín.

Na začiatku 70. rokov. Sovietskí vedci A. Yudaev a S. Shvachkin navrhli chemickú syntézu inzulínu, ale realizácia tejto syntézy v priemyselnom meradle bola nákladná a nerentabilná.

Následne prešiel progresívne zlepšenie čistenia inzulínu, ktorý znižuje problémy spôsobené alergiu na inzulín, ochorenia obličiek a porúch imunity inzulínovej rezistencie. Bol potrebný najúčinnejší hormón na substitučnú liečbu diabetes mellitus - homológny inzulín, to je ľudský inzulín.

V 80. rokoch pokroky v molekulárnej biológii umožnili syntetizovať za použitia E. coli obaja reťazca ľudského inzulínu, ktoré boli potom spojené s biologicky aktívne molekulou, hormón, a Ústav bio-organický chémie rekombinantný inzulín pripraviť za použitia geneticky upravenej kmene E. coli.

Použitie afinitnej chromotografie významne znížilo obsah kontaminujúcich proteínov v prípravku s vyšším lm než inzulín. Takéto proteíny zahŕňajú proinzulín a čiastočne štiepený proinzulín, ktoré sú schopné indukovať produkciu protilátok proti inzulínu.

Použitie ľudského inzulínu od samého začiatku liečby minimalizuje výskyt alergických reakcií. Ľudský inzulín sa absorbuje rýchlejšie a bez ohľadu na formu liečiva má kratšie trvanie účinku ako živočíšny inzulín. Ľudský inzulín je menej imunogénny ako bravčové, najmä zmiešaný hovädzí a prasací inzulín.

1. Typy inzulínu

Inzulínové prípravky sa navzájom líšia v stupni čistenia; zdroj príjmu (hovädzí dobytok, prasa, človek); látky pridané do roztoku inzulínu (predĺženie jeho účinku, bakteriostatika atď.); koncentrácie; hodnota pH; možnosť zmiešania ICD s SDI.

Inzulínové prípravky sa líšia podľa zdroja prípravy. Inzulín ošípanej a býka sa líši od človeka v zložení aminokyselín: hovädzí dobytok - tri aminokyseliny a ošípané - jeden po druhom. Nie je prekvapujúce, že pri liečbe hovädzieho inzulínu sa nežiaduce reakcie vyskytujú oveľa častejšie ako pri liečbe prasačím alebo ľudským inzulínom. Tieto reakcie sa prejavujú imunologickou inzulínovou rezistenciou, alergia na inzulín, lipodystrofia (zmena podkožného tuku v mieste vpichu injekcie).

Napriek zjavným nedostatkom hovädzieho inzulínu sa stále používa vo svete. Zatiaľ nedostatky hovädzieho inzulínu v imunologických hľadiska sú zrejmé: je to v žiadnom prípade prípad sa neodporúča u pacientov s novo diagnostikovanou cukrovkou, tehotné ženy alebo pre krátkodobé inzulínovej liečby, napríklad v perioperačnom období. Negatívne vlastnosti sú zachované hovädzie inzulín a pri použití v zmesi s bravčovým mäsom, ale zmieša inzulíny tiež nemožno použiť pre terapiu týchto kategórií pacientov (bravčové + hovädzie).

Prípravky ľudského inzulínu chemickou štruktúrou sú úplne identické s ľudským inzulínom.

Hlavným problémom biosyntetickej metódy získania ľudského inzulínu je úplné čistenie konečného produktu od najmenších nečistôt použitých mikroorganizmov a produktov ich vitálnej aktivity. Nové metódy kontroly kvality zaručujú, že biosyntetický ľudský inzulín vyššie uvedených výrobcov neobsahuje žiadne škodlivé nečistoty; ich stupeň čistenia a hypoglykemická účinnosť spĺňa najvyššie požiadavky a je prakticky totožný. Akékoľvek nežiaduce vedľajšie účinky, v závislosti od nečistôt, tieto lieky nemajú inzulín.

V súčasnosti v lekárskej praxi používa inzulín troch typov:

- krátkodobé pôsobenie s rýchlym nástupom účinku;

- priemerná dĺžka trvania akcie;

- dlho pôsobiace s pomalým prejavom účinku.

Tabuľka 1. Charakteristika komerčných inzulínových prípravkov

Krátko pôsobiaci inzulín (ICD) - normálny inzulín - je rýchlo rozpustný pri neutrálnej hodnote pH, kryštalického inzulínu so zinkom, je účinok, ktorý sa vyvíja v priebehu 15 minút po subkutánnom podaní a trvá 5-7 hodín.

Prvý dlhodobo pôsobiaci inzulín (IAP) bola založená na konci 30. rokov, že pacienti boli schopní aplikovať menej často, než to bolo iba pomocou ICD -. Ak je to možné, raz denne. Na zvýšenie trvania účinku sa všetky inzulínové prípravky modifikujú a po rozpustení v neutrálnom médiu tvoria suspenzie. Obsahujú protamín vo fosfátovom pufri - protamínom inzulínu zinočnatý a NPH (neutrálne protamín Hagedorn) - NPH-inzulín a rôzne koncentrácie zinku v acetátový pufri - Ultralente inzulíny, páska, semilente.

Inzulínové prípravky so stredným trvaním účinku obsahujú protamín, čo je proteín strednej molekulovej hmotnosti. 4400, bohatý na arginín a odvodený z mlieka pstruha dúhového. Na vytvorenie komplexu je pomer protamínu k inzulínu 1:10. po subkutánnom podaní proteolytické enzýmy zničia protamín, čo umožňuje vstrebávanie inzulínu.

NPH-inzulín nemení farmakokinetický profil regulačného inzulínu, ktorý sa s ním mieša. NPH-inzulín je výhodnejší ako inzulínová páska ako zložka priemerného trvania účinku v terapeutických zmesiach obsahujúcich bežný inzulín.

Vo fosfátovom pufri všetky inzulíny ľahko tvoria kryštály sa zinkom, ale hovädzieho inzulínu kryštály mať dostatočnú hydrofóbnosť, aby poskytovali pomalé a rovnomerné uvoľňovanie inzulínu, Ultralente charakteristika. Kryštály zinku prasačeného inzulínu sa rozpúšťajú rýchlejšie, účinok nastáva skôr, trvanie účinku je kratšie. Preto neexistuje ultrazvuková droga obsahujúca iba prasačený inzulín. Jednozložkový inzulín z ošípaných sa vyrába pod názvom inzulín-suspenzia, inzulín-neutrálny, inzulín-izofán, inzulín-aminochinurid.

páska Inzulín - zmes 30% semilente inzulínu (amorfný zrazeninu zinok inzulínu iónov v acetátový pufri účinok, ktorý rozptyľuje pomerne rýchlo) s 70% inzulínu Ultralente (zle rozpustné, kryštalický zinku inzulín má pomalý nástup a predĺžené pôsobenie). Tieto dve zložky poskytujú kombináciu s pomerne rýchlou absorpciou a stabilným dlhodobým účinkom, čím sa inzulínová páska stáva vhodným terapeutickým činidlom.

2. Získanie inzulínu

Ľudský inzulín sa môže vyrábať štyrmi spôsobmi:

1) úplná chemická syntéza;

2) extrakcia z ľudskej pankreasu (obidva tieto metódy nie sú vhodné z dôvodu neekonomicity: nedostatočný vývoj prvej metódy a nedostatok surovín pre hromadnú výrobu druhým spôsobom);

3) polosyntetickú metódu s použitím enzýmovo-chemickej substitúcie v polohe 30 reťazca B aminokyseliny alanínom v prasačnom inzulíne pre treonín;

4) biosyntetickú metódu pre genetické inžinierstvo. Posledné dve metódy umožňujú získať ľudský inzulín s vysokým stupňom čistenia.

V súčasnosti sa ľudský inzulín získava hlavne dvoma spôsobmi: modifikáciou prasačieho inzulínu syntetickou enzymatickou metódou a genetickým inžinierstvom.

Inzulín bol prvý proteín získaný na komerčné účely s použitím technológie rekombinantnej DNA. Existujú dva hlavné prístupy k získaniu ľudského inzulínu s genetickým inžinierstvom.

V prvom prípade sa získajú oddelené (rôzne produkujúce kmene), pričom sa získajú obe reťazce s následným zložením molekuly (tvorba disulfidových mostíkov) a oddelenie izoforiem.

V druhej - získanie prekurzora (proinzulínu) nasledovaný enzymatickým štiepením trypsínom a karboxypeptidáza B za vzniku aktívneho hormónu. Najvýhodnejšie je v súčasnej dobe poskytnúť inzulín ako prekurzor poskytuje správne uzavretie disulfidových mostíkov (v prípade oddelených prijímacích reťazcov vykonaného po sebe nasledujúce cykly denaturácia, renaturace a oddelenie izoformy).

V oboch prístupoch je možné individuálne získať počiatočné zložky (A- a B-reťazce alebo proinzulín) a ako súčasť fúznych proteínov. Okrem A- a B-reťazca alebo proinzulínu môžu fúzne proteíny obsahovať:

- proteínový nosič, transportujúci hybridný proteín do periplazmatického priestoru bunky alebo kultivačného média;

- afinitnú zložku, ktorá významne uľahčuje izoláciu fúzneho proteínu.

Obidva tieto zložky môžu byť súčasne prítomné v zložení fúzneho proteínu. Okrem toho pri vytváraní hybridných proteínov sa môže použiť multimeritný princíp (to znamená, že niekoľko kópií cieľového polypeptidu je prítomných v hybridnom proteíne), čo umožňuje podstatne zvýšiť výťažok cieľového produktu.

Vo Veľkej Británii sa pomocou E. coli syntetizovali oba reťazce ľudského inzulínu, ktoré sa potom spojili do molekuly biologicky aktívneho hormónu. Pre jednobunkový organizmus, ktorý syntetizuje molekuly inzulínu na jeho ribozómiách, je potrebné dodať mu potrebný program, teda zavedenie hormonálneho génu.

Gén syntetizujúci biosyntézu inzulínového prekurzora alebo dvoch génov, ktoré samostatne naprogramujú biosyntézu inzulínových reťazcov A a B sa získavajú chemicky.

Ďalším krokom je zahrnutie inzulínového prekurzorového génu (alebo génov reťazca oddelene) do genómu E.coli, špeciálneho kmeňa E. coli pestovaného v laboratórnych podmienkach. Táto úloha sa vykonáva genetickým inžinierstvom.

Z E. coli izolujte plazmid s príslušným restrikčným enzýmom. syntetický gén sa vloží do plazmidu (klonovanie s funkčne aktívnou C-koncovou časťou E. coli β-galaktozidázy). V dôsledku toho E. coli získa schopnosť syntetizovať proteínový reťazec pozostávajúci z galaktozidázy a inzulínu. Syntetizované polypeptidy sa štiepia z enzýmu chemickými spôsobmi, potom sa uskutočňujú a purifikujú. V baktériách sa približne 100 000 molekúl inzulínu syntetizuje na bakteriálnu bunku.

Prírodná hormonálna látka produkovaná E. coli, je spôsobená génom začlenený do genómu jednobunkového organizmu. Ak klonovaného génu prekurzora inzulínu, baktérie syntetizuje inzulínový prekurzor, ktorý sa potom podrobí spracovaniu reštrikčnými enzýmami pre štiepenie prepitida s izoláciu C-peptidu, čím sa získa biologicky aktívne inzulín.

Na získanie purifikovaného ľudského inzulínu sa fúzny proteín izolovaný z biomasy podrobí chemickej enzymatickej transformácii a vhodnému chromatografickému čisteniu (ftalát, permeácia gélu, výmena aniónov).

RAS Inštitút rekombinantný inzulín pripravené s použitím geneticky upravenej kmene E. coli. narastené biomasy je pridelené prekurzor fúzny proteín exprimovaný v množstve 40% celkovej bunkovej bielkoviny obsahujúce preproinzulin. Jeho premena na inzulíne vitroosuschestvlyaetsya v rovnakom poradí ako v in vivo - vedúci rozštiepeného polypeptidu, preproinzulin sa prevedie na inzulín v dôsledku oxidačného sulfitoliza nasleduje redukčná uzáver troch disulfidových väzieb spájajúcich izoláciu a enzymatické C-peptid. Po niekoľkých chromatografických čistení, vrátane iónomeničovej, gél a HPLC, čím sa získa ľudský inzulín s vysokou čistotou a prirodzené aktivity.

Je možné použiť kmeňa plazmidmi integrovaným v nukleotidovej sekvencii exprimujúce fúzny proteín, ktorý sa skladá z lineárneho proinzulínu a pripojený k methioninový zvyšok na N-konci až do konca proteínu fragmentu Staphylococcus aureus.

Kultivácia nasýtenej biomasy buniek rekombinantného kmeňa poskytuje začiatok produkcie fúzneho proteínu, ktorého izolácia a následná transformácia v skúmavke vedie k inzulínu.

Iný spôsob je možný: v bakteriálnom expresnom systéme sa získa kondenzovaný rekombinantný proteín pozostávajúci z ľudského proinzulínu a polyhistidínového "chvosta" pripojeného k nemu cez metionínový zvyšok. Izoluje sa pomocou chelátovej chromatografie na Ni-agarózových kolónach z inklúznych teliesok a štiepi sa bromokyanom.

Izolovaný proteín je S-sulfonovaný. Mapovanie a hmotnostné spektrometrická analýza výsledného proinzulínu sa čistí iónovo-výmennou chromatografiou na anexu a RP (reverzná fáza) HPLC (HPLC) ukázala prítomnosť disulfidových mostíkov, čo zodpovedá disulfidických mostíkov prirodzeného ľudského proinzulínu.

Nedávno sa venovala veľká pozornosť zjednodušeniu postupu získania rekombinantného inzulínu metódami genetického inžinierstva. Napríklad je možné získať fúzny proteín pozostávajúci z vedúceho peptidu interleukínu 2 viazaného na N-koniec proinzulínu cez lyzínový zvyšok. Proteín je účinne exprimovaný a lokalizovaný v inklúznych telách. Po izolácii sa proteín štiepi trypsínom za vzniku inzulínu a C-peptidu.

Výsledný inzulín a C-peptid sa čistili pomocou RP HPLC. Pri vytváraní fúznych štruktúr je veľmi dôležitý pomer hmotnosti nosičového proteínu a cieľového polypeptidu. C-peptidy sú spojené na "hlava-chvost", s rozperkami aminokyselín nesúcich restrikčné miesto Sfil a dve arginínové zvyšok na začiatku a na konci rozperky pre následné štiepenie trypsínom proteínu. HPLC produktu štiepenie ukazuje, že štiepenie C-peptid prebieha kvantitatívne, tak, aby sa použiť metódu multimerních syntetických génov pre produkciu požadovaného polypeptidu v komerčnom meradle.

Diabetes mellitus je chronické ochorenie spôsobené absolútnou alebo relatívnou insuficienciou inzulínu. Je charakterizovaná hlbokým narušením metabolizmu sacharidov s hyperglykémiou a glukozúriou, ako aj s ďalšími metabolickými poruchami v dôsledku mnohých genetických a vonkajších faktorov.

Doterajší inzulín slúžil ako radikálny a vo väčšine prípadov jediný spôsob, ako zachovať život a schopnosť pracovať s diabetickými pacientmi. Pred prijatím a zavedením inzulínu na kliniku v rokoch 1922-1923. pacientov s diabetom typu I čakalo na smrteľný výsledok v priebehu jedného až dvoch rokov od nástupu ochorenia, a to aj napriek používaniu najsilnejších diét. Pacienti s diabetom typu I vyžadujú celoživotnú substitučnú liečbu inzulínovými prípravkami. Ukončenie z dôvodu rôznych dôvodov pravidelného zavádzania inzulínu vedie k rýchlemu rozvoju komplikácií a rýchlej smrti pacienta.

V súčasnosti je diabetes mellitus na treťom mieste po kardiovaskulárnych a onkologických ochoreniach. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie je prevalencia cukrovky u dospelých obyvateľov vo väčšine regiónov sveta 2 až 5% a existuje tendencia zvyšovať počet pacientov takmer dvakrát každých 15 rokov. Napriek zjavnému pokroku v oblasti zdravia ročne narastá počet pacientov závislých od inzulínu a v súčasnosti žije v Rusku len asi 2 milióny ľudí.

Vytvorenie prípravkov domáceho geneticky upraveného ľudského inzulínu otvára nové možnosti riešenia mnohých problémov s diabetom v Rusku, aby zachránili životy miliónov ľudí trpiacich cukrovkou.

Biotechnológia: Učebnica pre stredné školy / Ed. NS Egorova, V.D. Samuilova.- Moskva: Vysoká škola, 1987, s. 15-25.

Geneticky upravený ľudský inzulín. Zvýšte účinnosť chromatografickej separácie použitím princípu bifunkcie. / Romanchikov AB, Yakimov SA, Klyushnichenko VE, Arutyunyan AM, Woolfson AN Bioorganická chémia, 1997 - 23, č. 2

Glik B., Pasternak J. Molecular Biotechnology. Zásady a aplikácie. Moskva: Svet, 2002.

Egorov NS, Samuilov VD Moderné spôsoby vytvárania priemyselných kmeňov mikroorganizmov // Biotechnológia. Vol. 2. Moskva: Vysoká škola, 1988. 208 s.

Imobilizácia trypsínu a karboxypeptidázy B na modifikovanom oxide kremičitom a ich použitie pri konverzii rekombinantného ľudského proinzulínu na inzulín. / Kudryavtseva NE, Zhigis LS, Zubov VP, Woolfson AI, Maltsev KV, Rumsh LD Chemicko-farmaceutov. Zh., 1995 - 29, č. 1 strany 61-64.

Molekulárna biológia. Štruktúra a funkcie proteínov / Stepanov V. M. // Moskva, Vysoká škola, 1996.

Základy farmaceutickej biotechnológie: Textbook / Т.П. Prischep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-na-Don: Phoenix; Tomsk: Vydavateľ NTL, 2006.

Syntéza fragmentov inzulínu a štúdium ich fyzikálno-chemických a imunologických vlastností. / Panin LE, Tuzikov FV, Poteryaeva ON, Maksyutov AZ, Tuzikova NA, Sabirov AN Bioorganická chémia, 1997 - 23, № 12 strany 953 - 960.

inzulín

úvod

inzulín (z latinčiny. insula - ostrov) - peptidový hormón, je produkovaný v beta bunkách Langerhansových ostrovčekov pankreasu. Má mnohostranný vplyv na výmenu takmer vo všetkých tkanivách. Hlavným účinkom inzulínu je zníženie koncentrácie glukózy v krvi.

Inzulín zvyšuje priepustnosť plazmatických membrán pre glukózu, aktivuje kľúčové glykolýzové enzýmy, stimuluje tvorbu glykogénu v pečeni a svaloch a zvyšuje syntézu tukov a bielkovín. Inzulín navyše inhibuje aktivitu enzýmov, ktoré rozkladajú glykogén a tuky. To znamená, že okrem anabolického účinku má aj inzulín antikatabolický účinok.

Porušenie sekrécie inzulínu v dôsledku deštrukcie beta buniek - absolútny nedostatok inzulínu - je kľúčovým článkom v patogenéze diabetes mellitus 1. typu. Porušenie účinku inzulínu na tkaniny - relatívna inzulínová nedostatočnosť - má dôležité miesto vo vývoji cukrovky druhého typu.

1. Štruktúra

Inzulínová molekula je tvorená dvoma polypeptidovými reťazcami obsahujúcimi 51 aminokyselinových zvyškov: reťazec A pozostáva z 21 aminokyselinových zvyškov, B reťazec je tvorený 30 aminokyselinovými zvyškami. Polypeptidové reťazce sú viazané dvomi disulfidovými mostíkmi cez cysteínové zvyšky, tretia disulfidová väzba je umiestnená v A reťazci.

Primárna štruktúra inzulínu v rôznych biologických druhoch sa trochu odlišuje, rovnako ako jeho význam pri regulácii metabolizmu uhľohydrátov. Najviac podobný ľudskému inzulínu prasaťa, ktorý sa líši od neho iba jedného aminokyselinového zvyšku: 30 pozície prasacej inzulín B-reťazca je alanín, ako je v ľudského inzulínu - treonínu; Hovädzí inzulín má tri aminokyselinové zvyšky.

2. Objav a štúdium

V roku 1869, v Berlíne, 22-ročný študent medicíny Paul Langerhansových naučiť používať nový mikroskop, štruktúru pankreasu, upozornil na skôr neznáme bunky, ktoré tvoria skupiny, ktoré boli rovnomerne rozložené po celej žľazy. Účelom týchto "malé hromady buniek", neskôr známy ako "Langerhansových ostrovčekov", nebolo jasné, ale neskôr Edouard Lagus ukázali, že tvoria tajomstvo, ktoré zohráva úlohu pri regulácii trávenia.

V roku 1889, nemecký fyziológ Oscar Minkowski, aby dokázal, že význam pankreasu v trávení je konštruovaný, stanovil experiment, v ktorom odstránil žľaz od zdravého psa. Niekoľko dní po začiatku experimentu asistent Minkowski, ktorý sleduje laboratórne zvieratá, upozornil na veľké množstvo múch, ktoré lietali do moču experimentálneho psa. Po vyšetrení moču zistil, že pes s močom vylučuje cukor. Toto bolo prvé pozorovanie, ktoré umožnilo pripojiť prácu pankreasu a diabetes mellitus. V roku 1900 Leonid Vasilyevich Sobolev objavil, že po ligácii pankreatických kanálikov sa žľazovité tkanivo atrofovalo, zatiaľ čo pozostatky Langerhans sa zachovali. Diabetes sa nevyskytuje. Tieto výsledky spolu so známym faktom zmeny ostrovčekov u diabetických pacientov umožnili Sobolevovi dospieť k záveru, že ostrovčeky Langerhans sú nevyhnutné na reguláciu metabolizmu uhľohydrátov. V roku 1901 bol prijatý ďalší dôležitý krok, Evgen Opi (Eugene Opie) jasne ukázali, že "Diabetes mellitus... je spôsobený deštrukciou ostrovčekov pankreasu a vyskytuje sa len vtedy, keď sú tieto telá čiastočne alebo úplne zničené". Spojenie medzi cukrovkou a pankreasou bolo známe predtým, ale predtým nebolo jasné, že diabetes je spojený s ostrovčekmi.

V nasledujúcich dvoch desaťročiach sa urobilo niekoľko pokusov identifikovať tajomstvo ostrovčekov ako potenciálny liek. V roku 1906 Georg Ludwig Zuelzer dosiahla určitý úspech pri znižovaní hladín glukózy v krvi u experimentálnych psov s pankreatickým extraktom, ale nemohla pokračovať vo svojej práci. E. L. Scott v rokoch 1911 až 1912 na University of Chicago používa vodný výluh pankreas a poznamenal, "mierny pokles glukozúria," ale nemohol presvedčiť svojho šéfa na význam ich výskumu, a tieto pokusy boli čoskoro ukončená. Rovnaký účinok preukázal aj Izrael Kleiner v Rockefellerovej univerzite v roku 1919, ale jeho práca bola prerušená vypuknutím prvej svetovej vojny a nemohol ju dokončiť. Po podobných pracovné skúsenosti vo Francúzsku v roku 1921 a publikoval profesor fyziológie na rumunskej School of Medicine Nikola Paulesko, a mnohí, vrátane Rumunska, sa považuje za jeho objaviteľa inzulínu.

Avšak praktická izolácia inzulínu patrí do skupiny vedcov na University of Toronto. V októbri 1920 Frederick Bunting čítal v dielach Minkowski že ak zabránite sekrécii tráviacej šťavy z pankreasu u psov, glandulárne bunky čoskoro zomrú a ostrovčeky zostanú nažive a diabetes mellitus sa na zvieratách nevyvíja. Táto zaujímavá skutočnosť ho prinútila premýšľať nad možnosťou uvoľnenia neznámeho faktora z žľazy, čo prispieva k zníženiu hladiny cukru v krvi. Z jeho poznámok: "Pripojte pankreasu do psa. Ponechajte psa, kým nie sú zničené aciny a zostanú len ostrovčeky. Snažte sa identifikovať vnútorné tajomstvo a pôsobiť na glykozúriu... "

V Toronte sa Banting stretol s J. Macleodom a vysvetlil mu jeho myšlienky v nádeji, že získa podporu a získa potrebné vybavenie. Myšlienka Bunting sa prvýkrát zdala profesorovi absurdné a dokonca aj smiešne. Mladý vedec sa však dokázal presvedčiť MacLeod, aby podporil projekt. A v lete roku 1921, má za predpokladu, Bunting a univerzitné laborant, 22-ročný Charles Best, a dali mu 10 psov. Ich metóda spočívala v tom, že okolo vylučovací kanál slinivky bol utiahnutý strojčeka, zabraňuje uvoľňovaniu rakoviny pankreatické šťavy, a o niekoľko týždňov neskôr, kedy boli exokrinný bunky zabití ešte nažive tisíc ostrovov, z ktorých boli schopní identifikovať proteín, ktorý významne znižuje hladinu cukru v krvi psov so vzdialeným pankreasom. Najprv to bolo nazvané "ayletin".

Vracajúc sa z Európy, MacLeod odhadoval hodnotu všetkej práce svojich podriadených, ale aby bol úplne istý efektívnosťou metódy, profesor opäť požiadal, aby experiment uskutočnil v jeho prítomnosti. A po niekoľkých týždňoch sa ukázalo, že druhý pokus bol úspešný. Avšak, izolácia a čistenie "ayletina" z pankreatických žliaz psov bola veľmi prácna a časovo náročná práca. Banting sa rozhodla vyskúšať a používať ako zdroj fetálny hovädzieho pankreasu, ktorý doteraz produkoval tráviace enzýmy, ale je syntetizovaný dostatočné množstvo inzulínu. To veľmi uľahčilo prácu. Po vyriešení problému so zdrojom inzulínu Ďalšou dôležitou úlohou bolo čistiť bielkovinu. Svojho rozhodnutia v decembri 1921 MacLeod vytiahol skvelý biochemik, James Collip, kto nakoniec podarilo vyvinúť účinný spôsob liečby inzulínom.

A 11.1.1922, po niekoľkých úspešných testoch so psami, ktorí trpia diabetom 14-ročného Leonard Thompson bol prvý v histórii injekcie inzulínu bola vykonaná. Avšak prvé skúsenosti s používaním inzulínu boli neúspešné. Extrakt sa zdala byť dostatočne ošetrené, a to viedlo k vzniku alergií, takže inzulínové injekcie boli zastavené. V nasledujúcich 12 dňoch Collip tvrdo pracoval v laboratóriu, aby zlepšil extrakt. A 23. januára dostal Leonard druhú dávku inzulínu. Tentokrát bol úspech kompletný, boli tu nielen zrejmé vedľajšie účinky, ale pacient tiež prestal postupovať z cukrovky. Následne však Banting a Best nepracoval s Collip a čoskoro rozišli.

Trvalo veľké množstvo čistého inzulínu. A predtým, ako sa našla účinná metóda rýchlej produkcie inzulínu, bola vykonaná veľmi veľká práca. Dôležitou úlohou v tejto oblasti bolo zoznámenie sa s Billem s Eli Lillyovou, budúcou zakladateľkou najväčšej farmakologickej spoločnosti.

Počas tohto revolučného objavu Macleod a Banting v roku 1923 bola udelená Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu Prize. Bunting bol najprv veľmi pobúrilo, že jeho asistent Best nebol predložený pre udelenie spolu s ním, a spočiatku dokonca demonštratívne odmietol peniaze, ale napriek tomu súhlasil prijať cenu a jej časť oficiálne zdieľať s najlepšou. Rovnako tak MacLeod, zdieľa jeho cenu s Collip [zdroj nie je špecifikovaný 136 dní]. Patent na inzulín bol predávaný na University of Toronto za jeden dolár, a čoskoro začal produkovať inzulín v priemyselnom meradle.

Zásluha na určenie presnej sekvencie aminokyselín tvoriacich molekulu inzulínu (takzvaná primárna štruktúra) patrí britskému molekulárnemu biológovi Frederickovi Sengerovi. Inzulín sa stal prvým proteínom, pre ktorý bola primárna štruktúra úplne stanovená. Za prácu vykonanú v roku 1958 získal Nobelovu cenu za chémiu. A po takmer 40 rokoch určila Dorothy Crowfoot Hodgkin pomocou metódy röntgenovej difrakcie priestorovú štruktúru molekuly inzulínu. Jej diela sú tiež udelené Nobelovu cenu.

3. Vzdelávanie a vylučovanie

Hlavným stimulom pre syntézu a izoláciu inzulínu je zvýšenie koncentrácie glukózy v krvi.

3.1. Syntéza inzulínu v bunke

Syntéza a izolácia inzulínu je komplexný proces zahŕňajúci niekoľko etáp. Spočiatku sa vytvorí neaktívny prekurzor hormónu, ktorý sa po mnohých chemických transformáciách počas dozrievania zmení na aktívnu formu.

Gén kódujúci primárnu štruktúru inzulínového prekurzora je lokalizovaný v krátkom ramene 11 chromozómu.

Na ribozómoch drsného endoplazmatického retikula sa syntetizuje peptidový prekurzor. preproinsulin. Je to polypeptidový reťazec skonštruovaný zo 110 aminokyselinových zvyškov a zahŕňa postupne usporiadané: L-peptid, B-peptid, C-peptid a A-peptid.

Takmer okamžite po syntéze v EPR sa táto molekula štiepi signálny (L) peptid - sekvencia 24 aminokyselín, ktoré sú potrebné na prechod syntetizovanej molekuly cez hydrofóbnu lipidovú membránu EPR. Vytvorí sa proinzulín, ktorý sa prepraví do Golgiho komplexu, potom sa v nádržiach vyskytuje tzv zrenia inzulín.

Zrenie je najdlhšou fázou tvorby inzulínu. V procese dozrievania sa z molekuly proinzulínu odstráni C-peptid s 31 aminokyselinami s použitím špecifických endopeptidáz, ktoré spájajú B-reťazec a A-reťazec. To znamená, že proinzulínová molekula je rozdelená na inzulín a biologicky inertný peptidový zvyšok.

V sekrečných granulách inzulín, spojený s iónmi zinku, tvorí kryštalické hexamérne agregáty.

3.2. Vylučovanie inzulínu

Beta-bunky ostrovčekov Langerhans sú citlivé na zmeny hladiny glukózy v krvi; uvoľňovanie inzulínu v reakcii na zvýšenie koncentrácie glukózy sa uskutočňuje nasledujúcim mechanizmom:

  • Glukóza je voľne transportovaná do beta buniek špeciálnym nosičom proteínu GluT2.
  • V bunke prechádza glukóza glykolýzou a potom sa oxiduje v respiračnom cykle s tvorbou ATP; intenzita syntézy ATP závisí od hladiny glukózy v krvi.
  • ATP reguluje uzatvorenie iónových draslíkových kanálov, čo vedie k depolarizácii membrány.
  • Depolarizácia spôsobuje otváranie potenciálne závislé vápnikové kanály, čo vedie k prúdeniu vápnika do bunky.
  • Zvýšené hladiny vápnika v bunke aktivuje fosfolipázu C, ktorá štiepi jeden z membránových fosfolipidov - fosfatidylinozitol-4,5-bifosfát - v inositol-1,4,5-trifosfátu a diatsilglitserat.
  • Inositol trifosfát sa viaže na proteíny receptora EPR. To vedie k uvoľneniu naviazaného intracelulárneho vápnika a prudkému zvýšeniu jeho koncentrácie.
  • Významné zvýšenie koncentrácie iónov vápnika v bunke vedie k uvoľneniu predbežne syntetizovaného inzulínu uloženého v sekrečných granulách.

V zrelých sekrečných granulách, okrem inzulínu a C-peptidu, existujú ióny zinku, amylín a malé množstvá proinzulínu a medziproduktov.

Izolácia inzulínu z bunky prebieha exocytózou - dospelé sekrečné granule sa približujú k plazmatickej membráne a obsah granúl sa vytláča z bunky. Zmena fyzikálnych vlastností média vedie k odštiepeniu zinku a rozpadu kryštalického inaktívneho inzulínu na jednotlivé molekuly, ktoré majú biologickú aktivitu.

3.3. Regulácia vzdelávania a sekrécie inzulínu

Hlavným stimulantom pre uvoľňovanie inzulínu je zvýšenie hladiny glukózy v krvi. Okrem toho sa tvorba inzulínu a jeho uvoľňovanie stimuluje počas jedla, a to nielen glukózy alebo sacharidov. sekrécie inzulínu zosilňovať aminokyseliny, najmä leucín a arginín, niektoré hormóny gastroenteropankreaticheskoy systém: cholecystokinín, GIP, GLP-1, rovnako ako hormóny, ako sú glukagón, ACTH, rastový hormón, estrogény a ďalšie, sulfonylmočovín.. Tiež to zvyšuje sekréciu inzulínu zvýšiť hladinu draslíka alebo vápnika, voľných mastných kyselín v krvnej plazme.

Zníženie sekrécie inzulínu pod vplyvom somatostatínu.

Beta bunky sú tiež ovplyvnené autonómnym nervovým systémom:

  • Parasympatická časť (cholinergické zakončenia vagusového nervu) stimuluje sekréciu inzulínu;
  • Sympatická časť (aktivácia α2-adrenoreceptorov) potláča sekréciu inzulínu.

A syntéza inzulínu je opäť stimulovaná glukózovými a cholinergickými nervovými signálmi.

4. Účinok inzulínu

Jedným alebo druhým spôsobom inzulín ovplyvňuje všetky druhy metabolizmu v tele. Po prvé, účinok inzulínu sa týka presne metabolizmu sacharidov. Hlavný účinok inzulínu na metabolizmus uhľohydrátov je spojený so zvýšeným transportom glukózy cez bunkové membrány. Aktivácia receptora inzulínu spúšťa intracelulárnej mechanizmus, ktorý priamo ovplyvňuje tok glukózy do bunky tým, že reguluje množstvo a prevádzku membránových proteínov nesúcich glukózu do bunky.

Väčšina inzulínu závisí od transportu glukózy v dvoch typoch tkanív: svalové tkanivo (myocyty) a tukové tkanivo (adipocyty) - to je tzv. tkanivá závislé od inzulínu. Tým, že zhromaždia takmer dve tretiny celkovej bunkovej hmoty ľudského tela, vykonávajú v tele dôležité funkcie ako pohyb, dýchanie, obeh atď., Ukladajú energiu uvoľnenú z potravy.

4.1. Mechanizmus účinku

Podobne ako iné hormóny, inzulín pôsobí cez receptorový proteín.

Inzulínový receptor je komplexný integrálny proteín bunkovej membrány, vytvorený z dvoch podjednotiek (a a b), z ktorých každá je tvorená dvoma polypeptidovými reťazcami.

Inzulín s vysokou špecifickosťou sa viaže a je rozpoznávaný a-podjednotkou receptora, ktorá po pridaní hormónu mení svoju konformáciu. To vedie k vzniku tyrozínkinázovej aktivity v podjednotke b, ktorá spúšťa rozvetvený reťazec aktivácie reakcií enzýmu, ktorý začína autofosforyláciu receptor.

Celý komplex biochemické účinky interakcie receptora inzulínu pred koncom nie je celkom jasný, ale je známe, že v medzistupni tvorby sekundárnych mediátorov: diacylglyceroly a inositol-trifosfátu, jeden z účinkov, ktoré je aktivácia enzýmu - proteín kinázy C, s fosforylačním (a aktiváciu) účinok, ktorý na enzýmy a súvisiace zmeny v intracelulárnom metabolizme.

Amplifikácia glukózy vstupujúce bunku spojenú s aktivačným účinkom inzulínu mediátorov pre zahrnutie v cytoplazmatických v bunkovej membráne vesicles obsahujúce proteín glukózy transportéra GLUT-4.

4.2. Fyziologické účinky inzulínu

Inzulín má komplexný a mnohostranný účinok na metabolizmus a energiu. Mnoho účinkov inzulínu sa realizuje prostredníctvom schopnosti reagovať na aktivitu viacerých enzýmov.

Inzulín je jediný hormón, znižovanie hladiny glukózy v krvi, toto sa realizuje prostredníctvom:

  • zvýšená absorpcia glukózy a iných látok bunkami;
  • aktivácia kľúčových enzýmov glykolýzy;
  • zvýšenie intenzity syntézy glykogénu - inzulín zvyšuje ukladanie glukózy bunkami pečene a svalov polymerizáciou do glykogénu;
  • zníženie intenzity glukoneogenézy - tvorba glukózy z rôznych látok v pečeni sa znižuje
  • zvyšuje absorpciu aminokyselín bunkami (najmä leucínom a valínom);
  • posilňuje transport buniek iónov draslíka, ako aj horčíka a fosfátu;
  • zlepšuje replikáciu DNA a biosyntézu proteínov;
  • zvyšuje syntézu mastných kyselín a ich následnú esterifikáciu - v tukovom tkanive a v pečeni, inzulín podporuje premenu glukózy na triglyceridy; s nedostatkom inzulínu, naopak - mobilizácia tukov.
  • potláča hydrolýzu proteínov - znižuje degradáciu proteínov;
  • znižuje lipolýzu - znižuje tok mastných kyselín do krvi.

5. Vylučovanie inzulínu

Eliminácia inzulínu z krvného obehu sa vykonáva hlavne pečeňou a obličkami.

5.1. Pečeňová klírens

Pri prechode portálového systému v pečeni a viaže sa obvykle degradovaný na 60% vylučovaného inzulínu v pankrease, 35-40% viac vylučuje obličkami (Avšak, v prípade podávania exogénneho inzulínu v diabetes veľkú záťaž obličiek [zdroj nie je špecifikovaný 156 dní] Vzhľadom k tomu, inzulínu podávaného parenterálne priechodu portálnej žily). Po injekcii do hepatocytov inzulínu najprv vystavený insulinase enzým degradujúci disulfidové mostíky medzi A- a B-reťazca inzulínovej molekuly, potom zvyšky molekuly sú degradované na aminokyseliny.

5.2. Vylučovanie obličiek

Inzulín má molekulovú hmotnosť 5808 Da, a preto voľne prechádza cez glomerulus do Bowman-Shumlyansky kapsuly. Z lúmenu kanála sa inzulín extrahuje nosičom, po ktorom vstupuje do lyzozómov tubulárneho epitelu a rozkladá sa na aminokyseliny.

5.3. Odbúranie látok

Určitý (malé) frakcia inzulín je zničená v cieľovej tkanive: Po signálne cesty indukujú komplex "inzulín + receptor" sa ponorí do cytosolu a podrobený proteolýze v lyzozómoch (degradácii podrobená iba zvyškové inzulín a zbaví receptor je transportovaný späť do membrány a opäť v ňom obsiahnutý ).

6. Regulácia hladiny glukózy v krvi

Udržanie optimálnej koncentrácie glukózy v krvi je výsledkom mnohých faktorov, čo je kombinácia dobre koordinovanej práce mnohých systémov tela. Vedúca úloha pri udržiavaní dynamickej rovnováhy medzi procesmi tvorby a využitia glukózy patrí k hormonálnej regulácii.

V priemere je hladina glukózy v krvi u zdravého človeka, v závislosti na veku, príjmu potravy, sa pohybuje v rozmedzí od 2,7 do 8,3 (normálny pôstu 3.3 - 5.5) mmol / l, ale bezprostredne po obdržaní sa zvyšuje koncentrácia potravín prudko na krátku čas.

Dve skupiny hormónov majú opačný účinok na koncentráciu glukózy v krvi:

  • iba hypoglykemický hormón - inzulín
  • a hyperglykemické hormóny (ako je glukagón, rastový hormón a hormóny nadobličiek), ktoré zvyšujú hladinu glukózy v krvi

Keď hladina glukózy klesne pod normálnu fyziologickú hodnotu, sekrécia inzulínu beta bunkami je znížená, ale je normálna nikdy nekončí. V prípade, že hladina glukózy klesne na nebezpečné úrovne, tzv uvoľní kontrinsulinovyh (hyperglykemické), hormóny (najznámejšie glukokortikoidov a glukagónu - sekrécia produkt pankreatických ostrovčekov alfa-buniek), ktoré spôsobujú uvoľňovanie glukózy do krvi. Adrenalín a iné stresové hormóny silne potláčajú uvoľňovanie inzulínu do krvi.

Presnosť a účinnosť tohto komplexného mechanizmu je nevyhnutnou podmienkou normálnej prevádzky celého tela, zdravia. Dlhodobá zvýšená hladina glukózy v krvi (hyperglykémia) je hlavným príznakom a patogenetickou podstatou cukrovky. hypoglykémie - zníženie hladiny glukózy v krvi - často má ešte vážnejšie dôsledky. Takže extrémny pokles hladiny glukózy môže byť plný rozvoja hypoglykemickej kómy a smrti.

6.1. hyperglykémia

Hyperglykémia je zvýšenie hladiny cukru v krvi.

V stave hyperglykémie sa príjem glukózy zvyšuje v pečeni aj v periférnych tkanivách. Akonáhle stúpa hladina glukózy, pankreas začne produkovať inzulín.

6.2. hypoglykémie

Hypoglykémia je patologický stav charakterizovaný poklesom hladiny glukózy v krvi pod normou ([2]

Široké používanie inzulínu na liečbu diabetických pacientov stimulovalo tvorbu mnohých liekov, ktoré poskytujú príjem krvného hormónu rôznymi dávkami. Charakteristiky niektorých z týchto liekov sú uvedené nižšie. Hoci vývojári liekov dúfali, že v príslušnej kombinácii tieto lieky plne uspokojí potreby každého pacienta, táto nádej nie je vždy opodstatnená [3].

8.1. rozlišovať:

  • monovody (jednokrídlové) - zahŕňa výťažok pankreasu zvierat iba jedného druhu, napríklad ošípaných
  • kombinovaný - pozostávajú z extraktov pankreatických žliaz zvierat rôznych druhov, napríklad z prasa a býka
8.1.1. Podľa druhu:
  • človek
  • bravčové - sa líši od človeka jednou aminokyselinou: v 30. pozícii reťazca B miesto aminokyseliny Treonín - alanín (B30-Ala)
  • dobytok - sa líši o tri aminokyseliny
  • veľrybie - líši sa o viac ako tri aminokyseliny
8.1.2. Podľa stupňa čistenia:
  • tradičný - kyslé extrahuje etanolom, a proces čistenia sa odfiltrujú a niekoľkokrát překrystaluje vysolování (metóda neumožňuje liek vyčistiť nečistoty ďalšie hormóny obsiahnuté v pankreasu)
  • monopický (MP) - po tradičnom čistení sa filtrujú na géli (počas gelovej chromatografie sa vytvorí len jeden "vrchol": obsah vyššie uvedených nečistôt nie je väčší ako 1 × 10 -3
  • Monokomponent (MC) - podliehajú ešte hlbšiemu čisteniu molekulovým sitom a metódou ionexovej chromatografie na DEAE-celulóze, čo umožňuje dosiahnuť 99% stupeň ich čistoty (1 x 10 -6)

8.1.3. Na začiatku akcie "vrchol" a trvanie:
  • krátkodobým účinkom
  • dlhotrvajúci účinok:
    • priemerná životnosť
    • dlhodobo pôsobiace
    • super dlhá akcia
8.1.4. Analógy ľudského inzulínu
  • ultra krátke pôsobenie - imitovať prandiálnu sekréciu inzulínu
  • "Znamená, že peakless" dlhotrvajúci účinok - vďaka postupnému uvoľňovaniu z podkožného depotu je možné simulovať bazálnu sekréciu inzulínu v tele (dochádza konštantne v malom množstve na vyrovnanie protiinzulínového účinku iných hormónov)

9. Komerčné inzulínové prípravky a analógy ľudského inzulínu

V predchádzajúcich rokoch bola koncentrácia inzulínu v komerčných prípravkoch 40 U / ml. Časom sa koncentrácia zvýšila na 100 U / ml (na zníženie objemu injekcie o 2,5 krát). Moderné komerčné prípravky inzulínu - obsahujú 100 jednotiek / ml, ale je lepšie byť presvedčený o tom štítkom (chyba 2,5 krát môže byť smrteľná!). Nižšie je uvedený zoznam nie všetkých inzulínových prípravkov - väčšina inzulínov, ktoré sa vytratili z výroby a zapadli do zabudnutia, sú úmyselne vynechané. Vyznačujú sa len výrobky svetových popredných výrobcov. Napríklad produkcia Darnitskoye (Kyjev) produkuje inzulín pod značkou "Indar", ktorá opakuje "Insuman"; spoločnosť "Farmak" - má ako základ inzulíny "Lilli" ("Humulin", "Humalog") atď.

Pri písaní časti informácie o firmách - výrobcoch inzulínov a časti "Inzulínové prípravky", napísané kand. med. Sciences IY Demidova. [4]

9.1. Jednoduchý alebo kryštalický inzulín

Začneme skúmanie komerčných prípravkov inzulínu s touto skupinou, tk. to sú prvé umelo získané drogy. Zámerne vynecháme prípravky odstránené z výroby a prezentujeme moderné, vysoko čisté, vrátane polosyntetického, úplne identického inzulínu.

- začiatok - po 15... 20 minútach od okamihu subkutánnej injekcie,

- "vrchol" (obdobie maximálnej akcie) je 1,5... 3 hodiny,

- celková dĺžka trvania akcie je 6... 8 hodín.

  • Actrapid MP - bravčové, monopikové
  • Actrapid MC - Bravčové, jednokomponentné
  • Actrapid HM - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)
  • Humulin Regular - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)
  • Insuman Rapid HM - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)

9.2. Priemerná platnosť, skupina surfen-inzulínu

Úplne špeciálna skupina prípravkov z prasačeného inzulínu s kyslým pH (predĺžený hydrochlorid aminokhinarbamidu). Liečivo bolo podávané trikrát denne v intervale 8 hodín. Následne boli "kyslé" inzulíny kritizované a prenasledované (výroba prerušená) - moderné lieky s krátkym a dlhodobým účinkom boli nahradené (pozri nižšie). Napriek tomu sa mnohí pacienti tejto drogu páčili a stále si ju spomínajú nostalgicky.

- začiatok - po 1... 1,5 hodine od okamihu subkutánnej injekcie,

- "vrchol" (obdobie maximálnej akcie) - 3... 6 hodín,

- celková dĺžka trvania akcie je 10... 12 hodín.

  • Inzulín B - známy ako berlínsky inzulín (vyrobený v NDR). Odstránené z výroby.
  • Monosurfinsulin [5] - vyrobené v ZSSR, tiež stiahnuté z výroby.

9.3. Dlhodobo pôsobiaci NPH-inzulín

Skupina NPH-inzulín - pomenovaná pre autora "Neutrálny protamín Hagedorn"Je to PTC (protamín-zinok-inzulín) vo vedeckej literatúre ruského jazyka o dobách ZSSR. Môžete sa stretnúť s predchádzajúcim názvom "izofan". NPH-inzulín sa pripravuje pridaním k roztoku kryštálu (krátky) proteín protamín inzulín (0,4 mg / 100 U), zinok (0,016... 0,04 mg / 100 U) a fosfátový pufer pre udržanie úrovne pH 7,2. Prvý pokus napodobniť bazálnu (trvalú) sekréciu inzulínu. Dôsledkom bolo, že dve injekcie krátkodobo pôsobiaceho inzulínu pre kompenzáciu zvýšenie hladiny krvného cukru po raňajkách a večeri, a jediná injekcia NPH poskytuje bazálnu sekréciu a kompenzuje jedálenský zvýšenie krvného cukru. Droga nedostane denne (ako je uvedené na začiatku výrobcovi). Ale akýkoľvek negatívny možno premeniť na výhodu - firma tiež ready-mix (pozri nižšie). A odporúča aplikovať inzulín dvakrát denne namiesto intenzívneho režimu, čo znamená 4-5 injekcie denne (pozri inzulínovou terapiou.).

- začiatok - 2 až 4 hodiny od okamihu subkutánnej injekcie,

- "vrchol" (obdobie maximálnej akcie) - 6... 10 hodín,

- celkové trvanie akcie je 16... 18 hodín (pôvodne bolo vyhlásené 24 hodín, ale bohužiaľ).

  • Protaphane MP - bravčové, monopikové
  • Protaphane MS - Bravčové, jednokomponentné
  • Protaphane HM - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)
  • Humulin NPH - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)
  • Insuman Basal HM - ľudské, jednokomponentné, polosyntetické (geneticky upravené)

9.4. Fixné hotové zmesi inzulínových prípravkov s krátkym účinkom a NPH

Hotové (stabilné) zmesi inzulínových prípravkov sú vytvorené firmami produkujúcimi inzulín na riadenie pacientov s cukrovkou v režime dvoch injekcií denne (namiesto 4-5). Podrobnejšie informácie nájdete v časti "Inzulinoterapia". Nezhodujú však všetky - nepriame potvrdenie prítomnosti niekoľkých verzií zmesí v rámci toho istého výrobcu a takmer úplnú absenciu liekov tejto skupiny na farmaceutickom trhu.

Akčný profil: závisí od zloženia zmesi - čím je vyššie percento kryštalického ("krátkeho") inzulínu, tým silnejší a kratší je účinok zmesi a naopak. V praxi sa zmes 30/70 "zachytená" - niekedy používa namiesto NPH-inzulínu alebo v kombinácii s "prepichnutím" krátko pôsobiaceho inzulínu pred večerou (pozri "Insulinoterapia"). Zaujímavosťou je, že väčšina endokrinológov a pacientov sa nepáči zmesi "padesát päťdesiat" (50/50): často vedie k hypoglykémii.

  • Mixtard HM 10/90 (Actrafan) - hotová zmes Actrapid HM - 10% / Protaphane HM - 90%
  • Mixtard HM 20/80 (Actrafan) - hotová zmes Actrapid HM - 20% / Protaphane HM - 80%
  • Mixtard HM 30/70 (Actrafan) - hotová zmes Actrapid HM - 30% / Protaphane HM - 70%
  • Mixtard HM 40/60 (Actrafan) - hotová zmes Actrapid HM - 40% / Protaphane HM - 60%
  • Mixtard HM 50/50 (Actrafan) - hotová zmes Actrapid HM - 50% / Protaphane HM - 50%
  • Humulin M1 - Humulin Ready - 10% / Humulin NPH - 90% (10/90)
  • Humulin M2 - Humulin Ready - 20% / Humulin NPH - 80% (20/80)
  • Humulin M3 - Humulin Ready - 30% / Humulin NPH - 70% (30/70)
  • Insuman Comb 15/85 - pripravený zmiešaný Insuman Rapid HM - 15% / Insuman Basal HM - 85%
  • Insuman Comb 25/75 - pripravený zmiešaný Insuman Rapid HM - 25% / Insuman Basal HM - 75%
  • Insuman Comb 50/50 - pripravený zmiešaný Insuman Rapid HM - 50% / Insuman Basal HM - 50%

9.5. Veľmi dlhá akcia

Táto skupina drog sa zavádza raz denne a vytvára sa výlučne pre ľudí s diabetes mellitus 2. typu. Hlavným patologickým aspektom cukrovky typu 2 je inzulínová rezistencia (nízka citlivosť na inzulín). Aby sa prekonala, je potrebné udržiavať stále vysokú koncentráciu inzulínu v krvi. Lieky sú vhodné najmä pre starších jediných pacientov so zrakovým postihnutím, ktoré sú domácou sestrou zavedené.

- začiatok - "Ultralente": po 6... 8 hodinách od okamihu podkožného podania ("Ultradard FM": po 3... 6 hodinách),

- "vrchol" (obdobie maximálnej akcie) - 16... 20 hodín (pre všetkých zástupcov tejto skupiny),

- celková dĺžka trvania akcie je 24... 36 hodín (pre všetkých zástupcov tejto skupiny).

  • Ultralente - Bravčové, neutrálne
  • Humulin U - geneticky modifikovaný semisyntetický ľudský monokomponent
  • Ultratard HM - geneticky modifikovaný semisyntetický ľudský monokomponent

9.6. Analógy ľudského inzulínu s ultra krátkym účinkom

Ide o varianty sekvencie aminokyselín v reťazci B prirodzeného ľudského inzulínu (častejšie je modifikácia inzulínovej molekuly v pozícii B28 a / alebo B29), získaná genetickým inžinierstvom. Vytvorené pre najbližšie k prirodzenému profilu účinku komerčných inzulínových produktov, ktoré boli zavedené zvonku. Výhoda - skorý nástup účinku a nedostatočné opätovné zvýšenie koncentrácie dve hodiny po injekcii, ktoré si vyžadovali (na prevenciu hypoglykémie) dodatočný príjem potravy (pozri inzulínoterapiu). Doteraz klinické skúšanie uskutočnilo Humalog (Liz-Pro) - viac ako 10 rokov na farmaceutickom trhu, v blízkosti dokončenia klinických štúdií Novorapid a Epaidra je na začiatku cesty.

- začiatok - 10 až 20 minút od okamihu subkutánnej injekcie,

- "maxima" (obdobie maximálnej akcie) je 0,5... 1,5 hodiny,

- celková dĺžka trvania akcie je 3... 5 hodín.

  • Humalog - Humalog, Liz-Pro inzulín (B28-Lys, B29-Pro)
  • NovoRapid - Novorapid, inzulín Aspart (B28-Asp)
  • Apidra - v rozpore s pravidlami, výrobca znie: "Epaydra" (vo vedeckých článkov ruských autorov môžu stretnúť "Apidra" ukrajinských autorov - "Epaydra") - Inzulín Glyulizin (B3-Lys, B29-Glu)

9.7. Analógy dlhodobého (bez vrcholu) ľudského inzulínu

Vytvorený na predĺžené blokovanie inzulínu (mechanizmom negatívnej spätnej väzby), práca alfa buniek pankreasu, ktoré sekretujú priamy inzulínový antagonistový hormón glukagón. Prispieť k syntéze glykogénu v pečeni a svaloch ("strategická rezerva uhľohydrátov" na prevenciu hypoglykémie). Uvedená dĺžka trvania akcie je 24 hodín. K dnešnému dňu žiadny z liečiv v tejto skupine nedokončil klinické skúšky. Najbližšie ku koncu 10-ročných klinických skúšok - Lantus (2010), ktorý sa objavil na trhu prvýkrát.

- začiatok - cez? minúty od času subkutánnej injekcie,

- "vrchol" - chýbajúce, koncentrácia sa udržiava na približne rovnakej úrovni,

- celková dĺžka trvania akcie je až 24 hodín.

  • Lantus - Lantus, inzulín glargín získané modifikácií: nahradenie asparagínu aminokyseliny glycínu v A-reťazca a dva arginínové Okrem B-reťazca (A21-Gly; B + Arg-Arg) - na rozdiel od všetkých ostatných inzulínov s predĺženým pôsobením vyrobených vo forme riešenie na injekcie a nie zavesenie (ktorý odstraňuje chyby pri dávkovaní liečiva, pretože suspenzia sa pred použitím musí pretrepať a roztok je stabilný). Jediná droga pre dnešok, ktorá potvrdila 24-hodinové trvanie účinku [zdroj nie je špecifikovaný 56 dní].
  • Levemir - Levemir, Inzulín Demeter. Podľa dostupných údajov niekedy vzniká potreba dvoch injekcií denne.

9.8. Predzmiešané analógy ľudského inzulínu

Vzhľad takýchto hotových zmesí z hľadiska praxe inzulínovej liečby nie je úplne jasný. Výrobca sa pravdepodobne pokúša vyrovnať nedostatočné trvanie "denného" nevýrazného analógu ľudského inzulínu.

  • Novomix 30 - 30% ľudský analóg inzulínu pôsobiaci inzulín aspartu / 70% protaminizirovannogo inzulín aspart (protamín kryštalickej zložky Priemerná doba trvania účinku podobný výrobu NPH-inzulínu).
  • Humalog M25 - 25% ultra krátko pôsobiaceho analógu ľudského inzulínu Lys-Pro / 75% protamínového inzulínu Liz-Pro
  • Humalog M50 - 50% ultra krátko pôsobiaceho inzulínového analógu Lys-Pro / 50% protamínového inzulínu Liz-Pro

10. Liečba inzulínom

Existujú tri hlavné režimy inzulínovej liečby. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody.

U zdravého človeka sekrécie inzulínu z beta buniek dochádza priebežne a je asi 1 jednotka inzulínu v 1 hodinu, tzv bazálnej (bazálny) sekrécia alebo pre potlačenie pozadia pracovné alfa-bunky produkujúce inzulín hlavné antagonistu glukagónu. Počas jedla dochádza k rýchlemu (bolusovému) zvýšeniu koncentrácie inzulínu mnohokrát. Stimulovanej sekrécie inzulínu je asi 1-2 jednotiek na 10 g sacharidov (obrázok veľmi variabilný - a to aj v jednej a tej istej osoby sa líši v rôznych časoch a závisí na ogranizma stavu v danom okamihu). Tým sa vytvorí dynamickej rovnováhy: konštantný pomer medzi koncentráciou inzulínu a nutnosť nej (mechanizmu spätnej väzby) uvoľňovaním "contrainsular" hormóny - antagonistu hormónu prírodného inzulínu - glukagónu a ďalšie.

Pacient s diabetom 1. typu potrebuje inzulínovú substitučnú terapiu, ktorá by napodobňovala sekréciu inzulínu za fyziologických podmienok. Existuje tradičná schéma inzulínovej liečby a intenzívnej inzulínovej terapii. Je nutné používať rôzne typy inzulínových prípravkov - úloha, niektoré trvalé potlačenie antagonistov prírodného inzulínu a sprostredkovateľské činnosti prenosu rastového hormónu na bunky (rastové faktory, inzulín-like alebo somatomedin C), úloha, ostatné (krátkodobo pôsobiace) kompenzáciu postprandiálnej hyperglykémie (zvýšené hladiny sacharidov v krvnom obehu po jedle). Pre dosiahnutie kompenzácia metabolizmu uhľohydrátov jedinej injekcii prípravku inzulínu u pacientov s diabetom typu 1 je nemožné. Počet injekcií v rozmedzí od 2 (pevnej konečnej zmesi a krátkodobo pôsobiacich inzulínových prípravkov NPH) do 5-6 jednom podaní krátkodobo pôsobiacich prípravkov inzulínu za deň (bez uplatnenia NPH-inzulínu). Čím väčší je počet injekcií, maximálny výstupný inzulínu napodobňuje fyziologický.

Viac Článkov O Diabete

Aby sme sa vyrovnali s takou vážnou chorobou, ako je diabetes, je povinné dodržiavať správnu výživu - prísna strava je jednoducho potrebná. Použitie špeciálnych zdravotníckych pomôcok normalizuje metabolizmus.

Všetci milujeme sladkú vec, vieme, aké je glukóza, ako vieme, a akú úlohu zohráva pri rozvoji rozšírenej choroby - cukrovky. Ľudia, ktorí trpia touto chorobou, kontrolujú samotný krvný cukor pomocou rôznych prenosných zariadení a dokonca si robia injekcie pre seba.

Cream Diaderm pre diabetikov je pomerne dobrý nápravný prostriedok, pretože sa dokonale vyrovná s problémovou pokožkou končatín. Vďaka svojej bohatej kompozícii s močovinou odstraňuje suchosť, praskliny a zmäkčuje tvrdené oblasti.