loader

Tärkein

Syistä

Insuliinin tuotannon teknologia

1. Insuliinin tyypit

2. Insuliinin saanti

Insuliini (latinan insula - saarelta) - peptidiluonteinen hormoni, muodostuu Langerhansin haiman saarekkeiden beetasoluissa. On monipuolinen vaikutus vaihtoon lähes kaikissa kudoksissa.

Insuliinin pääasiallinen tehtävä on varmistaa solukalvojen läpäisevyys glukoosimolekyyleihin. Yksinkertaistetussa muodossa, voidaan todeta, että ei pelkästään hiilihydraatteja, vaan myös mitä tahansa ravinteita lopulta pilkotaan glukoosiksi, jota käytetään synteesin muut hiilipitoiset molekyylit, ja se on ainoa tyyppi polttokennon voimalaitosten - mitokondrioita. Ilman insuliinia solukalvon läpäisevyys glukoosille laskee kertoimella 20 ja solut kuolevat nälästä ja liiallinen sokeri liukenee veren myrkytykseen kehossa.

Beetasolujen tuhoutumisesta johtuva insuliinin erityksen rikkominen - absoluuttinen insuliinipuutos - on tärkeä yhteys tyypin 1 diabetes mellituksen patogeneesiin. Kudosten insuliinin vaikutuksen rikkominen - suhteellinen insuliinin vajaatoiminta - on tärkeä paikka toisen tyypin diabeteksen kehittymisessä.

Insuliinin löytämisen historia liittyy venäläisen lääkärin IM: n nimeen. Sobolev (toinen puolisko 1800-luvulta), joka osoitti, että ihmisen veressä olevan sokerin taso säädellään haiman erityisellä hormonilla.

Vuonna 1922 insuliini, eristetty eläimen haima-aineesta, otettiin käyttöön ensimmäisen kerran kymmenen vuoden ikäiselle pojalle, diabeetikoille. tulos ylitti kaikki odotukset, ja vuosi myöhemmin amerikkalainen yritys Eli Lilly julkaisi ensimmäisen eläininsuliinin valmistuksen.

Saatuaan ensimmäisen insuliinin teollisen erän lähivuosina, sen eristäminen ja puhdistaminen oli pitkä. Tämän seurauksena hormoni tuli saatavaksi tyypin 1 diabetes mellituspotilaille.

Vuonna 1935 tanskalainen tutkija Hagedorn optimoi insuliinin vaikutuksen elimistöön tarjoamalla pitkäaikaisen lääkkeen.

Ensimmäiset insuliinikiteet saatiin vuonna 1952, ja vuonna 1945 englantilainen biokemisti G. Sanger puristi insuliinin rakennetta. Menetelmien kehittäminen hormonin puhdistamiseksi muista hormonaalisista aineista ja insuliinin hajoamistuotteista mahdollisti homogeenisen insuliinin, joka kutsutaan yksikomponenttiseksi insuliiniksi.

70-luvun alussa. Neuvostoliiton tutkijat A. Yudaev ja S. Shvachkin ehdottivat insuliinin kemiallista synteesiä, mutta tämän synteesin toteuttaminen teollisessa mittakaavassa oli kallista ja kannattamatonta.

Tämän jälkeen se johdetaan progressiivinen paraneminen puhdistuksessa insuliinia, joka vähentää aiheuttamia ongelmia insuliiniallergia, munuaissairauksien, ja immuunijärjestelmän häiriöt insuliiniresistenssiä. Tarvittiin tehokkain korvaushoidon hormoni diabetes mellituksessa - homologinen insuliini, toisin sanoen ihmisinsuliini.

On 80 vuosi molekyylibiologian edistysaskeleet ovat sallineet syntetisoitiin käyttämällä E. coli molemmat ketjut ihmisen insuliinia, joka kytkettiin sitten biologisesti aktiivinen molekyyli, joka on hormoni, ja Institute of Bioorganic Chemistry rekombinantti insuliini valmistettiin käyttäen geneettisesti E. coli-kantoja.

Affiniteettikromatografian käyttö vähensi merkittävästi valmisteen saastuttavien proteiinien pitoisuutta korkeammalla lm: llä kuin insuliinilla. Tällaisia ​​proteiineja ovat proinsuliini ja osittain pilkottu proinsuliini, jotka kykenevät indusoimaan anti-insuliinivasta-aineiden tuotantoa.

Ihmisinsuliinin käyttö jo hoidon alusta minimoi allergisten reaktioiden esiintymisen. Ihmisinsuliini imeytyy nopeammin ja lääkkeen muodosta riippumatta sillä on lyhyempi vaikutusaika kuin eläininsuliinilla. Ihmisinsuliini on vähemmän immunogeenistä kuin sianliha, erityisesti naudan ja sian insuliini.

1. Insuliinin tyypit

Insuliinivalmisteet eroavat toisistaan ​​puhdistusasteella; kuitin lähde (nauta, sika, ihminen); insuliinin liuokseen lisätyt aineet (pidentämällä sen toimintaa, bakteriostaatteja jne.); konsentraatio; pH-arvo; mahdollisuus sekoittaa ICD SDI: n kanssa.

Insuliinivalmisteet eroavat valmisteen lähteellä. Sian insuliini ja sonni poikkeavat ihmisestä sen aminohappokoostumuksessa: naudat - kolme aminohappoa ja sika - yksi kerrallaan. Ei ole yllättävää, että naudan insuliinin hoidossa haittavaikutukset kehittyvät paljon useammin kuin kun niitä hoidetaan sian tai ihmisinsuliinin kanssa. Nämä reaktiot ilmaistaan ​​immunologisella insuliiniresistenssillä, insuliinilla allergialla, lipodystrofilla (subkutaanisen rasvan muutos pistoskohdassa).

Naudan insuliinin ilmeisistä puutteista huolimatta sitä käytetään edelleen laajalti maailmassa. Vielä puutteita naudan insuliinia immunologisten kannalta ovat ilmeiset: se ei suinkaan kyse ei suositella potilaille äskettäin diagnosoitu diabetes, raskaana olevia naisia ​​tai lyhytaikaiseen insuliinihoidon esimerkiksi leikkaussalin kaudella. Negatiivisia ominaisuuksia säilyvät naudan insuliinia ja kun niitä käytetään seoksena sianlihaa, mutta sekoittaa (porsaan + nauta) insuliinit myöskään saa terapiaan Näillä potilailla.

Ihmisen insuliinivalmisteet kemiallisella rakenteella ovat täysin identtiset ihmisen insuliinin kanssa.

Biosynteettisen menetelmän pääasiallinen ongelma ihmisinsuliinin saamiseksi on lopullisen tuotteen täydellinen puhdistus pienimmistä epäpuhtauksista käytettyjen mikro-organismien ja niiden elintärkeän aktiivisuuden tuotteista. Uusilla laadunvalvontatavoilla varmistetaan, että edellä mainittujen valmistajien biosynteettinen ihmisinsuliini on vapaa haitallisilta epäpuhtauksilta; Näin ollen niiden puhdistusaste ja hypoglykeeminen tehokkuus täyttävät korkeimmat vaatimukset ja ovat käytännöllisesti katsoen samanlaisia. Kaikki epätoivottuja haittavaikutuksia, riippuen epäpuhtauksista, näillä lääkkeillä ei ole insuliinia.

Tällä hetkellä lääketieteessä käytä kolmenlaisia ​​insuliineja:

- lyhytvaikutteinen ja vaikutuksen nopea alkaminen;

- toiminnan keskimääräinen kesto;

- pitkävaikutteinen ja hitaasti ilmenevä vaikutus.

Taulukko 1. Kaupallisten insuliinivalmisteiden ominaisuudet

Lyhytvaikutteinen insuliini (ICD) - säännöllinen insuliini - on lyhyen liukoinen neutraalissa pH: ssa, kiteinen sinkki insuliini, jonka vaikutus kehittyy 15 minuutin kuluttua ihonalaisesta ja kestää 5-7 tuntia.

Ensimmäisessä pitkävaikutteinen insuliini (IAP) perustettiin vuonna myöhään 30s, että potilaat pystyivät pistää harvemmin kuin sitä käytetään vain ICD -. Mahdollisuuksien kerran päivässä. Lisäämiseksi vaikutuksen keston kaikkien muiden lääkkeiden ja insuliinin muunnettu liuottamalla neutraalissa väliaineessa, jolloin muodostuu liete. Ne sisältävät protamiinia fosfaattipuskurissa - protamiini sinkki insuliinin ja NPH (neutraali protamiini Hagedorn) - NPH-insuliinin ja eri pitoisuuksia sinkin asetaattipuskurissa - Ultralente insuliinit, nauha, Semilente.

Insuliinivalmisteet, joilla on keskipitkä kesto, sisältävät protamiinia, joka on keskimääräisen molekyylipainon omaava proteiini. 4400, runsas arginiini ja joka on peräisin kirjolohen maidosta. Kompleksin muodostamiseksi protamiinin suhde insuliiniksi on 1:10. subkutaanisen antamisen jälkeen proteolyyttiset entsyymit tuhoavat protamiinia, jolloin insuliini imeytyy.

NPH-insuliini ei muuta farmakokineettistä profiilia säätelevän insuliinin kanssa, joka sekoitetaan sen kanssa. NPH-insuliini on edullinen insuliininauvalle, joka on osa säännöllisen insuliinin sisältävien terapeuttisten seosten keskimääräistä kestoa.

Fosfaattipuskurissa kaikki insuliinit kykenevät helposti muodostamaan kiteitä sinkin kanssa, mutta vain naudan insuliinikiteillä on riittävä hydrofobisuus, jotta saadaan aikaan pysyvä ja stabiili vapautuminen ultra-nauhan insuliinille. Siankudosinsuliinin sinkki-kiteet liukenevat nopeammin, vaikutus tapahtuu aikaisemmin, toiminnan kesto on lyhyempi. Siksi ei ole ultralent-lääkettä, joka sisältää ainoastaan ​​sian insuliinia. Monokomponentti-sian insuliini valmistetaan insuliinisuspension, insuliinivapauteen, insuliinisofaanin, insuliini-aminokinuridin nimellä.

nauha Insuliini - seosta, jossa oli 30% Semilente insuliinia (amorfinen saostuma sinkki-insuliinia ionien asetaattipuskurissa vaikutus, joka häviää suhteellisen nopeasti), jossa 70% insuliinia Ultralente (heikosti liukoinen, kiteisen sinkki-insuliinin, jolla on hidas vaikutuksen alkaminen ja pitkällinen vaikutus). Näiden kahden komponentin yhdistelmän aikaansaamiseksi suhteellisen nopean imeytymisen vakaa ja pitkäkestoinen, mikä insuliini nauha kätevä terapeuttinen aine.

2. Insuliinin saanti

Ihmisinsuliinia voidaan valmistaa neljällä tavalla:

1) täydellinen kemiallinen synteesi;

2) louhinta ihmisen haimasta (molemmat menetelmät eivät sovi epätaloudellisuuden vuoksi: ensimmäisen menetelmän puutteellinen kehitys ja raaka-aineiden puute massatuotannolle toisella tavalla);

3) puolisynteettinen menetelmä, jossa käytetään aminohappoalaniinin B-ketjun asemassa 30 olevaa sini-insuliinia entsyymikemiallisella substituutiolla treoniinilla;

4) biosynteettinen menetelmä geenitekniikalle. Viimeksi mainitut kaksi menetelmää mahdollistavat ihmisen insuliinin saamisen korkealla puhdistusasteella.

Tällä hetkellä ihmisinsuliini saadaan pääosin kahdella tavalla: muokkaamalla sian insuliinia synteettisellä entsymaattisella menetelmällä ja geenitekniikalla.

Insuliini oli ensimmäinen kaupallisessa tarkoituksessa saatu rekombinantti-DNA-tekniikka. Geneettisesti muokatun insuliinin saa- miseksi on olemassa kaksi päämenetelmää.

Ensimmäisessä tapauksessa saadaan erilliset (erilaiset tuottajankannat), jolloin saadaan molemmat ketjut molekyylin myöhemmällä taitoksella (disulfidisiltojen muodostuminen) ja isoformien erottamiseksi.

Toisessa vaiheessa valmistetta edeltäjäaineena (proinsuliini), mitä seurasi entsymaattinen pilkkominen trypsiinin ja karboksipeptidaasi B: n kanssa hormonin aktiiviseen muotoon. Edullisimmin läsnä on tarjota insuliinin esiaste ovat oikeat sulkemisen disulfidisiltojen (tapauksessa vastaanottavaan erilliseen ketjujen siirretyt peräkkäiset denaturaatio-, renaturaatio ja isoformin erottaminen).

Kummassakin lähestymistavassa on mahdollista saada yksilöllisesti alkukomponentit (A- ja B-ketjut tai proinsuliini) ja osana fuusioproteiineja. A- ja B-ketjujen tai proinsuliinin lisäksi fuusioproteiinit voivat sisältää:

- proteiinikantaja, kuljettaa hybridiproteiinia solun tai viljelyväliaineen periplasmiseen tilaan;

- affiniteettikomponentti, joka merkittävästi helpottaa fuusioproteiinin eristämistä.

Molemmat komponentit voivat samanaikaisesti olla mukana fuusioproteiinin koostumuksessa. Lisäksi, kun luodaan hybridi-proteiineja voidaan käyttää multimeerinen periaate (ts fuusioproteiini sisältää useita kopioita haluttua polypeptidiä), voi merkittävästi parantaa saantoa.

Yhdistyneessä kuningaskunnassa E. coli: n avulla syntetisoitiin molemmat ihmisinsuliinin ketjut, jotka sitten yhdistettiin biologisesti aktiivisen hormonin molekyyliin. Yksisoluisen organismin, joka on insuliinimolekyylien syntetisoimiseksi sen ribosomeilla, on välttämätöntä toimittaa se tarvittavalla ohjelmalla eli hormonigeenin käyttöönotolla.

Kemiallisesti saadaan insuliiniprekursorin tai kahden geenin biosynteesiä syntetisoivan geenin, joka erikseen ohjelmoi insuliiniketjujen A ja B biosynteesin.

Seuraava vaihe on insuliiniprekursorigeenin (tai ketjugeenien erikseen) sisällyttäminen E. colin genomiin, erityiseen E. coli -kantaan, jota kasvatetaan laboratoriossa. Tämä tehtävä suoritetaan geenitekniikan avulla.

E. colista eristetään plasmidi vastaavalla restriktioentsyymillä. synteettinen geeni insertoidaan plasmidiin (kloonaus E. colin p-galaktosidaasin funktionaalisesti aktiivisen C-terminaalisen osan kanssa). Tämän seurauksena E. coli hankkii kyvyn syntetisoida proteiiniketju, joka koostuu galaktosidaasista ja insuliinista. Syntetisoituneet polypeptidit lohkaistaan ​​entsyymistä kemiallisin keinoin, sitten ne suoritetaan ja puhdistetaan. Bakteereissa bakteerisoluun syntetisoidaan noin 100 000 insuliinin molekyyliä.

Luonnon hormoni tuotettu E. coli, on aiheuttanut geeni sisällytetään genomiin yksisoluiset. Jos kloonattu geeni insuliinin prekursorin, bakteeri syntetisoi insuliinin esiastetta, joka on sitten käsitelty restriktioentsyymeillä pilkkoa prepitida kanssa eristäminen C-peptidin, jolloin saadaan biologisesti aktiivinen insuliini.

Puhdistetusta ihmisen insuliini on peräisin biomassasta altistetaan fuusioproteiinin Himkin entsymaattinen muutos ja vastaavien kromatografisen puhdistuksen (fprntalnoy, geelikromatografialla, anioninvaihto).

Venäjän tiedeakatemian instituutti sai rekombinanttista insuliinia käyttäen geenitekniikan E. colin kantoja. on kasvanut biomassa on kohdistettu esiasteen fuusioproteiini ilmennetään määränä 40% solun kokonaisproteiinista, joka käsittää preproinsuliinia. Sen muuntaminen insuliinia vitroosuschestvlyaetsya samassa järjestyksessä kuin, että in vivo - johtava katkaistun polypeptidin, preproinsuliini muunnetaan insuliinin hapettavalla sulfitoliza seuraa pelkistävä sulkeminen kolme disulfidisidosta, jotka yhdistävät eristäminen ja entsymaattinen C-peptidi. Kun useita kromatografisten puhdistusten, mukaan lukien ioninvaihto, geeli ja HPLC: llä, jolloin saatiin humaani-insuliinin erittäin puhdasta ja luonnollinen aktiivisuus.

On mahdollista käyttää plasmidin kanssa integroitu nukleotidisekvenssin, joka ilmentää fuusioproteiinia, joka koostuu lineaarisesta proinsuliini ja liitetään sen N-terminaalisen metioniinitähteen pään läpi proteiinin fragmentti, Staphylococcus aureus.

Viljellään rekombinanttikanta tyydyttynyt biomassan solujen aikaan fuusioproteiinin tuotanto alkaa, eristäminen ja peräkkäinen muuttuminen putkeen, joka johtaa insuliinin.

Toinen tapa on mahdollinen: bakteeriekspressiosysteemissä saadaan fuusioitu rekombinanttiproteiini, joka koostuu ihmisen proinsuliinista ja mety- siinitähteen kautta kiinnitetty polyhistidiini "häntä". Se eristetään kelatoitumiskromatografialla Ni-agaroosipylvääreistä inkluusiokappaleista ja digestoidaan bromosyaanilla.

Eristetty proteiini on S-sulfonoitu. Kartoitus ja massaspektrometrisen analyysin tuloksena proinsuliinin puhdistettiin ioninvaihtokromatografialla anioninvaihtaja ja RP (käänteisfaasi) HPLC (korkean erotuskyvyn nestekromatografia) osoitti, että läsnä disulfidisiltojen vastaava disulfidisiltoja natiivin ihmisen proinsuliinin.

Viime aikoina on kiinnitetty erityistä huomiota rekombinanttisen insuliinin hankkimisen yksinkertaistamiseen geenitekniikan menetelmien avulla. Siten on esimerkiksi mahdollista saada fuusioproteiini, joka koostuu interleukiini 2: n johtajapeptidistä, joka on kiinnittynyt proinsuliinin N-päähän, lysiinitähteen kautta. Proteiini ilmaistaan ​​tehokkaasti ja paikallistetaan inkluusiokappaleissa. Erottamisen jälkeen proteiini pilkotaan trypsiinillä insuliinin ja C-peptidin tuottamiseksi.

Saatu insuliini ja C-peptidi puhdistettiin RP HPLC: llä. Luodessaan fuusiorakenteita kantajaproteiinimassan ja kohdepolypeptidin suhde on erittäin tärkeä. C-peptidit ovat liittyneet on "pää-häntä", jossa on aminohapposekvenssi välikkeet kuljettaa restriktiokohdan SfiI ja kaksi arginiinitähdettä alussa ja lopussa välikkeen myöhempää trypsiinihajotus proteiinin. HPLC hajoamistuotteen osoittaa, että C-peptidin lohkaisu tapahtuu kvantitatiivisesti, niin että käyttää menetelmää multimeerisen synteettisiä geenejä tuottamiseksi halutun polypeptidin kaupallisessa mittakaavassa.

Diabetes mellitus on krooninen sairaus, joka aiheutuu insuliinin absoluuttisesta tai suhteellisesta riittämättömästä vaikutuksesta. Sille on ominaista syvällinen rikkomisesta hiilihydraattiaineenvaihduntaan hyperglykemiaan ja glukosuriaa, ja muut aineenvaihdunnan häiriöt seurauksena vaikutuksesta useiden geneettisten ja ympäristötekijöiden.

Tähän mennessä insuliini on toiminut radikaalina ja useimmissa tapauksissa ainoa tapa säilyttää diabetesta sairastavien potilaiden elämä ja kyky työskennellä. Ennen insuliinin vastaanottamista ja käyttöönottoa klinikalle vuosina 1922-1923. tyypin I diabetesta kärsivät henkilöt odottivat tappavaa tulosta 1-2 vuodessa taudin alkamisesta huolimatta kaikkein heikentävistä ruokavaliosta. I-tyypin diabetesta sairastavat potilaat edellyttävät elinikäistä korvaushoitoa insuliinivalmisteilla. Periaate, joka johtuu erilaisista syistä insuliinin säännölliseen käyttöönottoon, johtaa komplikaatioiden nopeaan kehittymiseen ja potilaan nopeaan kuolemaan.

Tällä hetkellä diabetes mellitus on kolmanneksi sydän- ja verisuonitautien ja onkologisten sairauksien jälkeen. Maailman terveysjärjestön mukaan diabeteksen esiintyvyys aikuisväestössä useimmilla maailman alueilla on 2-5% ja potilaiden määrä on lähes kaksinkertainen 15 vuoden välein. Huolimatta edistyksestä terveyden alalla, insuliinista riippuvaisten potilaiden määrä kasvaa joka vuosi ja tällä hetkellä vain noin 2 miljoonaa ihmistä elää Venäjällä.

Kotimaisen, geneettisesti muunnetun ihmisinsuliinin valmisteiden luominen avaa uusia mahdollisuuksia monien diabeteksen ongelmien ratkaisemiseksi Venäjällä miljoonien diabeteksen kärsimysten pelastamiseksi.

Biotekniikka: Korkeakoulujen oppikirja / Ed. NS Egorova, V.D. Samuilova.- Moskova: Korkeakoulu, 1987, s. 15-25.

Geneettisesti muunnettu ihmisinsuliini. Lisää kromatografisen erotuksen tehokkuutta bifunktionaalisuuden periaatteen mukaisesti. / Romanchikov AB, Yakimov SA, Klyushnichenko VE, Arutyunyan AM, Woolfson AN // Bioorganic Chemistry, 1997-23, nro 2

Glik B., Pasternak J. Molecular Biotechnology. Periaatteet ja sovellukset. Moskova: Maailma, 2002.

Egorov NS, Samuilov VD Nykyaikaiset menetelmät mikro-organismien teollisten kantojen luomiseksi // Biotekniikka. Vol. 2. Moskova: korkeakoulu, 1988. 208 s.

Trypsiinin ja karboksipeptidaasi B: n immobilisaatio modifioitua piidioksidia ja niiden käyttöä rekombinanttisen ihmisen proinsuliinin muuntamiseen insuliiniksi. / Kudryavtseva NE, Zhigis LS, Zubov VP, Woolfson AI, Maltsev KV, Rumsh LD // Kemialliset farmaseutit. Zh., 1995 - 29, nro 1 sivut 61-64.

Molekyylibiologia. Proteiinien rakenne ja toiminnot / Stepanov V. M. // Moskova, korkeakoulu, 1996.

Farmaseuttisen bioteknologian perusteet: Oppikirja / Т.П. Prischep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-on-Don.: Phoenix; Tomsk: NTL: n julkaisija, 2006.

Insuliinin fragmenttien synteesi ja niiden fysikaalis-kemiallisten ja immunologisten ominaisuuksien tutkiminen. / Panin LE, Tuzikov FV, Poteryaeva ON, Maksyutov AZ, Tuzikova NA, Sabirov AN // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, № 12 s. 953 - 960.

insuliini

esittely

insuliini (latinasta. Insula - saari) - peptidiluonteinen hormoni, muodostuu Langerhans-haiman saarekkeiden beetasoluissa. On monipuolinen vaikutus vaihtoon lähes kaikissa kudoksissa. Insuliinin pääasiallinen vaikutus on glukoosipitoisuuden alentaminen veressä.

Insuliini lisää plasman membraanien läpäisevyyttä glukoosille, aktivoi avain glykolyysientsyymit, stimuloi glykogeenin muodostumista maksassa ja lihaksissa ja tehostaa rasvojen ja proteiinien synteesiä. Lisäksi insuliini estää entsyymien aktiivisuutta, joka hajottaa glykogeenin ja rasvat. Toisin sanoen anabolisten vaikutusten lisäksi insuliinilla on myös katabolinen vaikutus.

Beetasolujen tuhoutumisesta johtuva insuliinin erityksen rikkominen - absoluuttinen insuliinipuutos - on tärkeä yhteys tyypin 1 diabetes mellituksen patogeneesiin. Kudosten insuliinin vaikutuksen rikkominen - suhteellinen insuliinin vajaatoiminta - on tärkeä paikka toisen tyypin diabeteksen kehittymisessä.

1. Rakenne

Insuliinimolekyyliä muodostavat kaksi polypeptidiketjua, jotka sisältävät 51 aminohappotähdettä: A-ketju koostuu 21 aminohappotähteestä, B-ketju muodostuu 30 aminohappotähteestä. Polypeptidiketjut yhdistyvät kahdella disulfidisillalla kysteiinitähteiden kautta, kolmas disulfidisidos sijaitsee A-ketjussa.

Insuliinin primaarinen rakenne eri biologisissa lajeissa eroaa jonkin verran, samoin kuin sen merkitys hiilihydraattien metabolian säätelyssä. Eniten ihmisen lähellä on sian insuliini, joka eroaa siitä vain yhdellä aminohappotähteellä: sian insuliinin B-ketjun 30. sijasta sijaitsee alaniini ja ihmisen insuliinissa treoniini; Naudan insuliinilla on kolme aminohappotähdettä.

2. Löytö ja tutkimus

Vuonna 1869, Berliinissä, 22-vuotias lääketieteen opiskelija Paul Langerhansin oppimista käyttämällä uutta mikroskoopin rakennetta haima, kiinnitti huomiota aiemmin tuntemattomia solu, muodostavat ryhmiä, jotka olivat tasaisesti koko rauhanen. Näiden "vähän kasoista solujen" myöhemmin tunnettiin nimellä "Langerhansin saarekkeet", ei ollut selvää, mutta myöhemmin Edouard Lagus osoittivat, että ne muodostivat salaisuuden, jolla on rooli ruoansulatuksen säätelyssä.

Vuonna 1889 Saksan physiologist Oskar Minkowskin (Oscar Minkowskin) osoittaa, että arvo haiman ruoansulatusta keinotekoinen kokeessa, joka on tehty poistamalla eturauhasen terve koira. Muutama päivän kuluttua kokeen alusta, avustaja Minkowski, joka seurasi koe-eläimiä, kiinnitti huomiota useita kärpäsiä, joka lensi virtsassa kokeellisen koiria. Tutkittuaan virtsan, hän havaitsi, että koira virtsaan erittyy sokerin. Tämä oli ensimmäinen havainto, joka mahdollisti haiman ja diabetes mellituksen yhteyden. Vuonna 1900 Leonid Vasilyevich Sobolev havaitsi, että haiman kanavoiden leviämisen jälkeen mahalaukun kudos kohosi, kun taas Langerhansin jäänteet säilyivät. Diabetes ei ilmene. Nämä tulokset yhdessä tunnetun tosiasian kanssa saarekkeiden muutoksista diabeetikoilla saivat Sobolevin päättelemään, että Langerhansin saarekkeet ovat välttämättömiä hiilihydraattimetabolian säätelyyn. Vuonna 1901 otettiin seuraava tärkeä askel, Evgen Opi (Eugene Opie) osoittivat selvästi, että "Diabetes mellitus johtuu haiman saarekkeiden tuhoutumisesta ja tapahtuu vain silloin, kun nämä ruumiit ovat osittain tai kokonaan tuhoutuneet". Diabeteksen ja haiman välinen yhteys tunnettiin aiemmin, mutta ennen sitä ei ollut selvää, että diabetesta liittyy saarekkeita.

Seuraavien kahden vuosikymmenen aikana on tehty useita yrityksiä selvittää saarekkeen salaisuus potentiaalisena lääkkeenä. Vuonna 1906 Georg Ludwig Zuelzer on saavuttanut jonkin verran menestystä veren glukoosipitoisuuden alentamisessa koe-eläimissä, joilla on haiman uutetta, mutta ei voinut jatkaa työtään. E. L. Scott välillä 1911 ja 1912 Chicagon yliopisto käyttää vesiuute haima ja totesi "lievää laskua glukosurian", mutta hän ei pystynyt vakuuttamaan hänen pomo tärkeyttä tutkimus- ja nämä kokeet pian lopetettiin. Sama vaikutus osoitettiin Israel Kleiner Rockefellerin yliopistossa vuonna 1919, mutta hänen työnsa keskeytti ensimmäisen maailmansodan puhkeaminen, eikä hän pystynyt suorittamaan sitä. Sen jälkeen vastaavia työkokemuksen Ranskassa vuonna 1921 ja julkaisi fysiologian professorina Romanian School of Medicine Nikola Paulesko, ja monet, kuten Romaniassa, katsotaan sen löytäjä insuliinia.

Insuliinin käytännöllinen eristäminen kuuluu kuitenkin Toronton yliopiston tutkijoiden ryhmään. Lokakuussa 1920 Frederick Bunting luki teoksissaan Minkowski että jos häiritsevät eritystä ruoansulatuskanavan mehut haima koirilla, rauhas solujen kuolevat pian, ja saaret jää eloon, ja diabetes ei kehity eläimillä. Tämä mielenkiintoinen seikka sai hänet miettimään mahdollisuutta vapauttaa tuntematon tekijä rauhasesta, mikä osaltaan vähentää verensokeria. Hänen muistiinpanojensa mukaan: "Tie haiman kanava koiralle. Jätä koira, kunnes asinit tuhoutuvat ja vain saarekkeet jäävät. Yritä tunnistaa sisäinen salaisuus ja toimia glycosuria... "

Torontossa Banting tapasi J. Macleodin ja selitti ajatuksensa hänelle toivossa, että hän avusti hänen tukensa ja hankki tarvitsemansa varusteet. Ajatus Buntingin ensimmäinen tuntui professorilta järjetöntä ja jopa hauskaa. Mutta nuori tutkija onnistui kuitenkin vakuuttamaan MacLeodin tukemaan projektia. Ja kesällä 1921, hän on antanut Bunting ja yliopisto laborantti, 22-vuotias Charles Best, ja antoi hänelle 10 koiraa. Heidän menetelmänsä muodostunut siitä, että noin excretory kanavan haiman kiristettiin sidelankamateriaalista estäen vapauttamaan syöpä haiman mehu, ja muutamaa viikkoa myöhemmin, kun eksokriinisoluihin tapettiin olivat vielä elossa tuhat saarta, joista he pystyivät tunnistamaan proteiiniin, joka vähensi taso sokeria koirien veressä kaukainen haima. Ensin sitä kutsuttiin "ateenaksi".

Palattuaan Eurooppaan, MacLeod arvioi hänen alaistensa tekemän työn arvon, mutta jotta hän olisi täysin varma menetelmän tehokkuudesta, professori pyysi jälleen kokeilua hänen läsnäollessaan. Ja muutaman viikon kuluttua tuli selväksi, että toinen yritys onnistui myös. Kuitenkin, eristämiseksi ja puhdistamiseksi "ayletina" päässä haiman rauhaset koirien oli erittäin työlästä ja aikaa vievää työtä. Banting päätti kokeilla ja käyttää lähteenä naudan sikiön haimasta, jota ei ole vielä tuottanut ruoansulatusentsyymien, mutta syntetisoidaan riittävästi insuliinia. Tämä helpotti huomattavasti työtä. Insuliinin lähteen ratkaisemisen jälkeen seuraava tärkeä tehtävä oli proteiinin puhdistaminen. Päätöksensä joulukuussa 1921 MacLeod piirsi loistava biokemisti James Collip, joka lopulta onnistunut kehittämään tehokas menetelmä insuliinihoitoa.

Ja tammikuussa 11, 1922 jälkeen useita onnistuneita kokeita koirien sairastavat 14-vuotiaan Leonard Thompson oli ensimmäinen historian insuliinin pistoskohtaan tehtiin. Ensimmäinen kokemus insuliinin käytöstä ei kuitenkaan onnistunut. Uute ei puhdistunut riittävästi, mikä johti allergiaan, joten insuliinihoito suspendoitiin. Seuraavien 12 päivän aikana Collip työskenteli kovasti laboratoriossa uutteen parantamiseksi. Ja 23. tammikuuta Leonardille annettiin toinen annos insuliinia. Tällä kertaa menestys oli täydellinen, ei ollut vain ilmeisiä sivuvaikutuksia, mutta potilas myös lakkasi etenevän diabeteksesta. Kuitenkin jälkikäteen Banting ja Best eivät toimineet hyvin Collipin kanssa ja pian erosivat hänen kanssaan.

Se vaati suuria määriä puhdasta insuliinia. Ja ennen tehokkaan menetelmän löytymistä nopeaan teolliseen insuliinin tuotantoon tehtiin erittäin suuri työ. Tärkeä rooli tässä oli Buntingin tuntemus Eli Lillyn, suurimman farmakologisen yrityksen tuleva perustaja.

Tätä vallankumouksellista löytöä varten MacLeod ja Bunting vuonna 1923 palkittiin Nobel-palkinnolla fysiologiassa tai lääketieteessä. Keltasirkku oli ensimmäinen erittäin närkästynyt, että hänen avustajansa Paras ei ole toimitettu palkinnon hänen kanssaan, ja aluksi jopa mielenosoituksellisesti kieltäytyi rahaa, mutta sitten kuitenkin suostui ottamaan vastaan ​​palkinnon, ja omalta virallisesti jaettu paras. MacLeod teki samoin jakamalla palkintonsa Collipilla [lähde ei määritetty 136 päivää]. Insuliinia koskeva patentti myytiin Toronton yliopistolle yhdelle dollarille ja pian insuliinin tuotanto aloitettiin teollisessa mittakaavassa.

Ansiomerkki insuliinimolekyylin muodostavien aminohappojen tarkan sekvenssin määrittämiseksi (ns. Primäärinen rakenne) kuuluu brittiläiselle molekyylibiologi Frederick Sengerille. Insuliinista tuli ensimmäinen proteiini, jolle primaarinen rakenne määritettiin kokonaan. Vuonna 1958 tehdystä työstä hänet sai Nobel-palkinnon kemia. Ja melkein 40 vuoden kuluttua Dorothy Crowfoot Hodgkin käytti röntgendiffraktiomenetelmää käyttäen insuliinimolekyylin spatiaalisen rakenteen. Hänen teoksistaan ​​on myönnetty myös Nobel-palkinto.

3. Koulutus ja eritys

Tärkein ärsyke insuliinin synteesiin ja eristämiseen on glukoosin pitoisuuden lisääntyminen veressä.

3.1. Insuliinin synteesi solussa

Insuliinin synteesi ja eristäminen on monimutkainen prosessi, johon liittyy useita vaiheita. Aluksi syntyy hormonin inaktiivinen esiaste, joka monien kemikaalimuunnosten jälkeen kypsymisen aikana muuttuu aktiiviseksi muodoksi.

Insuliiniprekursorin primaarisen rakenteen koodaava geeni lokalisoidaan 11 kromosomin lyhytosaan.

Karkean endoplasmisen verkkokalvon ribosomeista syntetisoidaan peptidiprekursori. preproinsuliinia. Se on polypeptidiketju, joka on muodostettu 110 aminohappotähteestä ja sisältää peräkkäin järjestetyt: L-peptidin, B-peptidin, C-peptidi- ja A-peptidillä.

Melkein heti synteesin jälkeen EPR: ssä tästä molekyylistä katkaistaan signaali (L) -peptidiä - 24 aminohapposekvenssi, jotka ovat välttämättömiä syntetisoidun molekyylin kulkeutumisen EPR: n hydrofobisen lipidikalvon läpi. Muodostuu proinsuliini, joka kuljetetaan Golgi-kompleksiin, sitten säiliöissä esiintyy ns kypsyminen insuliini.

Kypsyminen on insuliinin muodostumisen pisin vaihe. Ainemisprosessissa 31-aminohapon C-peptidi leikataan proinsuliinimolekyylistä käyttäen spesifisiä endopeptidaaseja, jotka yhdistävät B-ketjun ja A-ketjun. Toisin sanoen proinsuliinimolekyyli jaetaan insuliiniksi ja biologisesti inertiksi peptidijäännökseksi.

Eritysrakeisissa rakeissa insuliini, joka liittyy sinkki-ioneihin, muodostaa kiteiset heksaameriaggregaatit.

3.2. Insuliinin erittyminen

Langerhansin saarekkeiden beta-solut ovat herkkiä glukoosipitoisuuden muutoksille veressä; insuliinin vapautuminen vastauksena glukoosikonsentraation lisääntymiseen toteutuu seuraavalla mekanismilla:

  • Glukoosi on vapaasti kuljetettu beetasoluihin erityisellä GluT 2-kantajaproteiinilla.
  • Solussa glukoosi läpikäy glykolyysiä ja hapetetaan sitten hengityselimessä ATP: n muodostumisen seurauksena; ATP-synteesin voimakkuus riippuu veren glukoosin tasosta.
  • ATP säätelee ionisten kaliumkanavien sulkemista, mikä johtaa membraanin depolarisointiin.
  • Depolarisaatio aiheuttaa potentiaalisesti riippuvien kalsiumkanavien avautumisen, mikä johtaa kalsiumin virtaan soluun.
  • Lisääntynyt kalsiumpitoisuus solu aktivoi fosfolipaasi C, joka pilkkoo yksi kalvofosfolipidien - fosfatidyyli-4,5-bifosfaatti - inositolia 1,4,5-trifosfaatti ja diatsilglitserat.
  • Inositolitrifosfaatti sitoutuu EPR-reseptoriproteiineihin. Tämä johtaa sitoutuneen solunsisäisen kalsiumin vapautumiseen ja sen pitoisuuden voimakkaaseen nousuun.
  • Kalsiumionien konsentraation huomattava lisääntyminen solussa johtaa esisyntetisoidun insuliinin vapautumiseen erittäviin rakeisiin.

Aikuisilla erittävillä rakeilla insuliinin ja C-peptidin lisäksi on sinkki-ioneja, amyylia ja pieniä määriä proinsuliinia ja välituotteita.

Insuliinin eristäminen solusta tapahtuu eksosytoosilla - kypsä sekretorinen rake lähestyy ja se sekoittuu plasmamembraanin kanssa ja rakeen sisältö puristetaan solusta. Väliaineen fysikaalisten ominaisuuksien muutos johtaa sinkin jakautumiseen ja kiteisen inaktiivisen insuliinin hajoamiseen yksittäisiin molekyyleihin, joilla on biologinen aktiivisuus.

3.3. Insuliinin koulutuksen ja erittymisen säätely

Suurin stimulaattori insuliinin vapautumiselle on glukoosipitoisuuden nousu veressä. Lisäksi insuliinin muodostumista ja sen vapautumista stimuloidaan aterioiden aikana, ei ainoastaan ​​glukoosi- tai hiilihydraatteja. Insuliinin eritystä monistamaan aminohapot, erityisesti leusiini ja arginiini, jotkut hormonit gastroenteropankreaticheskoy järjestelmä: kolekystokiniini, GIP, GLP-1, sekä hormonit, kuten glukagoni, ACTH, kasvuhormoni, estrogeenit ja muut, sulfonyyliureat.. Myös insuliinin erittyminen lisää veren plasman kalium- tai kalsium-, vapaiden rasvahappojen määrää.

Insuliinin erityksen alentaminen somatostatiinin vaikutuksen alaisena.

Automaattiseen hermostoon vaikuttavat myös beta-solut:

  • Parasympaattinen osa (vagusihermojen kolinergiset päättymiset) stimuloi insuliinin eritystä;
  • Sympaattinen osa (α2-adrenoreseptoreiden aktivaatio) estää insuliinin erittymisen.

Ja insuliinin synteesi taas stimuloidaan glukoosilla ja kolinergisten hermosignaalien avulla.

4. Insuliinin vaikutus

Insuliini tavalla tai toisella vaikuttaa kaikentyyppiseen aineenvaihduntaan koko kehossa. Ensinnäkin insuliinin vaikutus koskee juuri hiilihydraattien metaboliaa. Insuliinin pääasiallinen vaikutus hiilihydraattiaineenvaihduntaan liittyy lisääntyneeseen glukoosin kuljetukseen solukalvojen kautta. Aktivointi insuliinireseptorin laukaisee solunsisäisen mekanismi, joka vaikuttaa suoraan virtausta glukoosin soluun säätelemällä määrä ja toiminta kalvoproteiinien kuljettaa glukoosia soluun.

Suurin osa insuliinista riippuu glukoosin kuljetuksesta kahdessa eri kudoksessa: lihaskudosta (myosyytit) ja rasvakudoksesta (adiposyytit) - tämä on niin sanottu. insuliinista riippuvaisista kudoksista. Kokoamalla yhteen lähes kaksi kolmasosaa ihmisen kehon koko solumassasta he tekevät niin tärkeitä tehtäviä elimistössä kuin liikkeessä, hengityksessä, liikkeessä jne., Ne säilyttävät elintarvikkeesta vapautuvan energian.

4.1. Toiminnan mekanismi

Muiden hormonien tavoin insuliini vaikuttaa reseptoriproteiinin kautta.

Insuliinireseptori on solukalvon monimutkainen integraalinen proteiini, joka on rakennettu kahdesta alayksiköstä (a ja b), joista kukin muodostuu kahdesta polypeptidiketjusta.

Korkean spesifisyyden omaava insuliini sitoutuu ja tunnistetaan reseptorin a-alayksikössä, joka hormonin lisäämisen jälkeen muuttaa sen konformaatiota. Tämä johtaa tyrosiinikinaasiaktiivisuuden ilmenemiseen alayksikköön b, joka laukaisee haaraketjuisen entsyymiaktivaation reaktioketjun, joka alkaa autofosforylaatiossa reseptoriin.

Koko monimutkainen biokemiallisia vaikutuksia insuliinin reseptorin vuorovaikutuksen loppuun mennessä ei ole täysin selvä, mutta tiedetään, että välivaiheessa muodostumista toissijainen välittäjäaineiden: diasyyliglyserolien ja inositolitrifosfaatin, yksi vaikutuksia, joita on entsyymi aktivoituu - proteiinikinaasi C: n, reagoida fosforylointiaineen kanssa (ja aktivoivaa) vaikutus, joka entsyymeistä ja siihen liittyvistä muutoksista solunsisäisessä aineenvaihdunnassa.

Glukoosin saannin kasvu soluun johtuu insuliinivälittäjien aktivoivasta vaikutuksesta glukoosikuljetusproteiinin GLUT 4 sisältävien sytoplasmisten vesikkelien lisäämiseen solukalvoon.

4.2. Insuliinin fysiologiset vaikutukset

Insuliinilla on monimutkainen ja monipuolinen vaikutus aineenvaihduntaan ja energiaan. Monet insuliinin vaikutuksista toteutuvat sen kyvyn toimia useiden entsyymien vaikutuksesta.

Insuliini on ainoa hormoni, alentaa verensokeria, tämä toteutuu:

  • glukoosin ja muiden aineiden imeytyminen solujen kautta;
  • keskeisten glykolyysientsyymien aktivaatio;
  • glykogeenisynteesin voimakkuuden kasvu - insuliini lisää glukoosin varastointia maksan ja lihasten soluissa polymeroimalla sen glykogeeniksi;
  • glukoneogeneesin voimakkuuden väheneminen - glukoosin muodostuminen eri aineista maksassa pienenee
  • tehostaa aminohappojen solujen imeytymistä (erityisesti leusiinia ja valiinia);
  • vahvistaa liikennettä kaliumionien solussa samoin kuin magnesiumia ja fosfaattia;
  • tehostaa DNA-replikaatiota ja proteiinien biosynteesiä;
  • parantaa rasvahappojen synteesiä ja sen jälkeistä esteröintiä - rasvakudoksessa ja maksassa insuliini edistää glukoosin muuntamista triglyserideiksi; insuliinin puutteella, tapahtuu päinvastoin - rasvojen liikkuminen.
  • estää proteiinien hydrolyysin - vähentää proteiinin hajoamista;
  • vähentää lipolyysiä - vähentää rasvahappojen virtausta veressä.

5. Insuliinipuhdistuma

Verenkierron insuliinin eliminointi tapahtuu pääasiassa maksassa ja munuaisissa.

5.1. Maksa-arvot

Kulkiessaan portaalin kautta järjestelmän maksan ja sitoo yleensä hajoaa 60% erittää insuliinia haiman, 35-40% Lisää eliminoituu munuaisten (kuitenkin, jos eksogeenisen insuliinin antaminen diabetes suuri taakka munuaisiin [lähde ei määritetty 156 päivää], Koska insuliini parenteraalisesti syöttö porttilaskimon). Kun ruiskutetaan hepatosyyttien insuliini altistetaan aluksi insulinase entsyymi hajottamaan välisiä disulfidisiltoja A- ja B-ketjut insuliinimolekyyliä, sitten jäännökset molekyylin hajoavat aminohappoja.

5.2. Munuaisten vajaatoiminta

Insuliinin molekyylipaino on 5808 Da ja siksi se kulkee vapaasti glomeruluksen läpi Bowman-Shumlyansky-kapseliin. Kanavan lumenasta insuliini uutetaan kantaja-aineella, jonka jälkeen se tulee putkimainen epiteelin lysosomeihin ja hajoaa aminohappoiksi.

5.3. Kangaspoisto

Tietty (pieni) insuliini osa tuhoutuu kohdekudoksessa: Kun signalointireittejä indusoimaan kompleksin "insuliini + reseptori" upotetaan sytosoliin ja altistettiin proteolyysin lysosomeihin (hajoaminen kohdistuu vain jäännös insuliinin ja vapautti reseptorin kuljetetaan takaisin kalvon ja jälleen upotettu siihen ).

6. Verensokeritason säätely

Glukoosin optimaalisen pitoisuuden säilyttäminen veressä on monien tekijöiden ansiota, joka yhdistää hyvin monien kehon järjestelmien hyvin koordinoitua työtä. Johtava rooli glukoosin muodostumisen ja käytön prosessien välisen dynaamisen tasapainon ylläpitämisessä kuuluu hormonaaliseen säätelyyn.

Keskimäärin glukoosipitoisuuden veressä terveen henkilön, iän ravinnonoton, vaihtelee 2,7-8,3 (normaali paasto 3,3-5,5) mmol / l, mutta heti vastaanottamisen jälkeen konsentraatio ruoka kasvaa voimakkaasti lyhyen aikaa.

Kaksi hormoniryhmää on päinvastainen vaikutus glukoosin pitoisuuteen veressä:

  • vain hypoglycemic hormoni - insuliini
  • ja hyperglykemia- hormonit (kuten glukagoni, kasvuhormoni ja lisämunuaiset hormonit), jotka lisäävät verensokeria

Kun glukoositaso laskee normaalin fysiologisen arvon alapuolelle, insuliinin erittyminen beetasoluilla pienenee, mutta normaali ei koskaan ei pysähdy. Jos glukoositaso laskee vaaralliselle tasolle, ns julkaisi kontrinsulinovyh (hyperglyseemisen), hormonit (tunnetuin glukokortikoidit ja glukagonin - Tuotteiden haiman saarekesolujen alfa-solut), jotka aiheuttavat release glukoosia vereen. Adrenaliini ja muut stressihormonit estävät voimakkaasti insuliinin vapautumista verenkiertoon.

Tämän monimutkaisen mekanismin tarkkuus ja tehokkuus ovat välttämätön edellytys koko kehon normaalille toiminnalle, terveydelle. Pitkäaikainen kohonnut verensokeri (hyperglykemia) on diabeteksen tärkein oire ja patogeeninen olemus. hypoglykemia - veren glukoosipitoisuuden alentaminen - on usein vakavampia seurauksia. Joten, äärimmäinen pudotus glukoosipitoisuudessa voi olla täynnä hypoglykeemisen kooman ja kuoleman kehittymistä.

6.1. hyperglykemia

Hyperglykemia on veren sokerin määrän kasvu.

Hyperglykemian tilassa glukoosin saanti kasvaa sekä maksa- että perifeerisissä kudoksissa. Heti kun glukoositaso nousee, haima alkaa tuottaa insuliinia.

6.2. hypoglykemia

Hypoglykemia on patologinen tila, jolle on ominaista perifeerisen verensokeritason aleneminen normin alapuolella ([2]

Diabetesta saaneiden potilaiden hoidossa insuliinin laaja käyttö stimuloivat monia lääkkeitä, jotka antavat hormonin saannin veressä eri tasoilla. Joidenkin näiden lääkkeiden ominaisuudet on annettu alla. Vaikka lääkevalmistajat toivoivat, että sopivassa yhdistelmässä nämä lääkkeet täyttävät täysin kunkin potilaan tarpeet, tämä toivo ei aina ole perusteltua [3].

8.1. erottaa:

  • monilajit (yhden lajin) - sisältää vain yhden lajin eläinten haiman, esimerkiksi sikojen, uutteen
  • Yhdistetty - koostuvat eri lajien eläinten haiman rauhasista, esimerkiksi sika ja sonni
8.1.1. Lajin mukaan:
  • ihmisen
  • sianliha - eroaa ihmisestä yhdellä aminohapolla: B-ketjun 30-asemassa aminohapon Treonin-alaniinin (B30-Ala)
  • karja - eroaa kolmella aminohapolla
  • cetacean - eroaa useammalla kuin kolmella aminohapolla
8.1.2. Puhdistusasteen mukaan:
  • perinteinen - hapan uutettiin etanolilla, ja puhdistuksen suodatetaan ja toistuvasti kiteytettiin ulos-suolaamalla (menetelmä ei salli lääkeaineen poistaa epäpuhtaudet ja muut hormonit, jotka sisältyvät haima)
  • monopic (MP) - perinteisen puhdistuksen jälkeen ne suodatetaan geelillä (vain yksi "piikki" muodostuu geelikromatografian aikana: edellä mainittujen epäpuhtauksien pitoisuus on enintään 1 x 10-3
  • Monokomponentti (MC) - altistetaan vielä syvemmälle puhdistukselle molekyyliseulalla ja ioninvaihtokromatografialla DEAE-selluloosalla, mikä mahdollistaa 99-prosenttisen puhtauden (1 x 10 -6)

8.1.3. Toimen alussa "huippu" ja kesto:
  • lyhytvaikutteisia
  • pitkäaikainen toiminta:
    • keskimääräinen elämä
    • pitkävaikutteinen
    • erittäin pitkä toiminta
8.1.4. Ihmisinsuliinin analogit
  • ultrashort-toiminta - jäljitellä insuliinin erittyvyyttä
  • "Siten huiputon" Pitkäkestoinen toiminta - ihonalaisen depotin asteittaisen vapautumisen ansiosta on mahdollista simuloida insuliinin perussieritystä elimistössä (esiintyy jatkuvasti pieninä määrinä muiden hormonien vasta-insuliinivaikutusten tasoittamiseksi)

9. Kaupalliset insuliinivalmisteet ja ihmisen insuliinianalogit

Aiempina vuosina insuliinin pitoisuus kaupallisissa valmisteissa oli 40 U / ml. Ajan myötä pitoisuus suureni 100 U / ml: ksi (injektointimäärän pienentämiseksi 2,5 kertaa). Nykyaikaiset insuliinin kaupalliset valmisteet sisältävät 100 yksikköä / ml, mutta on parempi olla vakuuttuneita tästä tutkimalla etikettiä (2,5 kertaa virhe voi olla kohtalokas!). Alla on lista kaikista insuliinivalmisteista - useimmat insuliinit, jotka ovat menneet pois tuotannosta ja jotka on upotettu unohduksiin, jätetään tarkoituksella pois. Vain maailman johtavien valmistajien tuotteet on ilmoitettu. Esimerkiksi Darnitskoyen tuotanto (Kiev) tuottaa insuliinia "Indar" -merkin alla, joka toistaa "Insuman"; yritys "Farmak" - perustuu insuliinien "Lilli" ("Humulin", "Humalog") jne.

Osastolla kirjoitetaan yrityksiä koskevat tiedot - insuliinien valmistajat ja kohta "insuliinivalmisteet", kirjallinen kand. hunajaa. Sciences IY Demidova. [4]

9.1. Yksinkertainen tai kiteinen insuliini

Aloitamme insuliinin kaupallisten valmisteiden tarkastelun tämän ryhmän kanssa, tk. tämä on ensimmäinen keinotekoisesti saatu lääke. Tulemme tarkoituksellisesti jättämään valmisteita, jotka on poistettu tuotannosta ja esittelemme nykyaikaisia, erittäin puhdistettuja puolisynteettisiä, täysin identtisiä insuliineja.

- alku - 15... 20 minuutin kuluttua ihonalaisen injektionhetkestä,

- "huippu" (maksimitehon jakso) on 1,5... 3 tuntia,

- toiminnan kesto on yhteensä 6... 8 tuntia.

  • Actrapid MP - sianliha, monopikovy
  • Actrapid MC - sianliha, yksikomponentti
  • Actrapid HM - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)
  • Humulin Regular - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)
  • Insuman Rapid HM - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)

9.2. Keskimääräinen validiteetti, ryhmä surfen-insuliinia

Täysin erikoisryhmä sian insuliinin valmisteista happamalla pH: lla (pitkittynyt aminokihikarbamidihydrokloridi). Lääke annettiin kolme kertaa päivässä 8 tunnin välein. Tämän jälkeen, "hapan" insuliinit arvosteltiin ja vainottiin (tuotanto lopetettu) - korvataan moderni lääkkeet ovat lyhyitä ja pitkittynyt vaikutus (katso jäljempänä).. Kuitenkin monet potilaat pitivät lääkettä ja he muistavat sitä yhä nostalgisesti.

- alusta - 1... 1,5 tunnin kuluttua ihonalaisen injektionhetkestä,

- "huippu" (maksimitehon pituus) - 3... 6 tuntia,

- toiminnan kesto on yhteensä 10... 12 tuntia.

  • Insuliini B - tunnetaan Berliini-insuliinina (valmistettu DDR: ssä). Poistettu tuotannosta.
  • Monosurfinsulin [5] - tuotettu Neuvostoliitossa, joka on myös poistettu tuotannosta.

9.3. Pitkävaikutteinen, NPH-insuliini

Ryhmä NPH-insuliini - nimetty tekijälle "Neutraali protamiini Hagedorn", Hän on PTC (protamiini-sinkki-insuliini) Venäjän tieteellisessä kirjallisuudessa Neuvostoliiton aikoina. Voit tavata entinen nimi "izofan". NPH-insuliini valmistetaan lisäämällä liuokseen, jossa kiteen (lyhyt) proteiini protamiini-insuliinia (0,4 mg / 100 U), sinkki (0,016... 0,04 mg / 100 U), ja fosfaattipuskuria tason ylläpitämiseksi pH 7,2. Ensimmäinen yritys jäljitellä insuliinin perusperäistä (pysyvää) erittymistä. Seuraus oli, että kaksi pistosta lyhytvaikutteinen insuliini kompensoimaan verensokerin nousu aamiaisen jälkeen ja illallinen ja kertainjektiona NPH tarjoavat basaalieritystä ja kompensoi ruokailu verensokerin nousu. Lääke ei saa päivittäin (kuten alussa valmistajien). Mutta mitään negatiivisia voidaan kääntää eduksi - yritys teki valmisbetonin (katso alla.) Ja suositteli pistää insuliinia kaksi kertaa päivässä eikä intensiivisen järjestelmään, mikä tarkoittaa 4-5 injektiota päivässä (ks Insuliiniterapia.).

- alku - 2... 4 tunnin kuluttua ihonalaisesta injektiosta,

- "huippu" (maksimitehon pituus) - 6... 10 tuntia,

- toiminnan kokonaiskesto on 16... 18 tuntia (alun perin ilmoitettiin 24 tuntia, mutta valitettavasti).

  • Protaphane MP - sianliha, monopikovy
  • Protaphane MS - sianliha, yksikomponentti
  • Protaphane HM - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)
  • Humulin NPH - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)
  • Insuman Basal HM - ihmisen, monokomponentti, puolisynteettinen (geneettisesti muunnettu)

9.4. Kiinteät valmisvalmisteet lyhytvaikutteisten insuliinivalmisteiden ja NPH: n valmistamiseksi

Päättynyt (vakaa) Seosta, jossa oli insuliinia insuliinivalmisteiden luoma valmistajat potilaiden hoitoon, joilla on diabetes mellitus, joka tila on kaksi injektiota päivässä (sijasta 5,4). Lisätietoja on kohdassa "Insulinaterapia". Ne eivät kuitenkaan sovi kaikkiin - epäsuora vahvistus siitä, että useat eri seosten versiot ovat saman valmistajan sisällä ja lähes täydellinen lääkeaineiden puuttuminen tästä lääkeryhmästä lääkemarkkinoilla.

Toimintaprofiili: riippuu seoksen koostumuksesta, sitä suurempi on kiteisen ("lyhyt") insuliinin prosenttiosuus, sitä voimakkaampi ja lyhyempi seoksen vaikutus ja päinvastoin. Käytännössä "kiinni" seos 30/70 - käytetään toisinaan NPH-insuliinin tai yhdistyvät "podkalyvaniem" lyhytvaikutteinen insuliini ennen päivällistä (katso "insuliini".). Kumma kyllä, useimmat endokrinologit ja potilaat eivät pidä "viisikymmentäviisikymmentä" (50/50) seosta: usein johtaa hypoglykemioon.

  • Mixtard HM 10/90 (Actrafan) - valmiin Actrapid HM -seoksen - 10% / Protaphane HM - 90%
  • Mixtard HM 20/80 (Actrafan) - valmisvalmiste Actrapid HM - 20% / Protaphane HM - 80%
  • Mixtard HM 30/70 (Actrafan) - Valmisvalmiste Actrapid HM - 30% / Protaphane HM - 70%
  • Mixtard HM 40/60 (Actrafan) - valmiin seoksen Actrapid HM - 40% / Protaphane HM - 60%
  • Mixtard HM 50/50 (Actrafan) - valmisvalmiste Actrapid HM - 50% / Protaphane HM - 50%
  • Humulin M1 - Valmis sekoitettu Humulin Regular - 10% / Humulin NPH - 90% (10/90)
  • Humulin M2 - Valmis sekoitettu Humulin Regular - 20% / Humulin NPH - 80% (20/80)
  • Humulin M3 - Valmis sekoitettu Humulin Regular - 30% / Humulin NPH - 70% (30/70)
  • Insuman Comb 15/85 - Valmis sekoitettu Insuman Rapid HM - 15% / Insuman Basal HM - 85%
  • Insuman Comb 25/75 - Valmis sekoitettu Insuman Rapid HM - 25% / Insuman Basal HM - 75%
  • Insuman Comb 50/50 - Valmis sekoitettu Insuman Rapid HM - 50% / Insuman Basal HM - 50%

9.5. Erittäin pitkä toiminta

Tämä huumeiden ryhmä otetaan käyttöön kerran päivässä ja luodaan vain tyypin 2 diabetes mellituspotilaille. Tyypin 2 diabeteksen pääasiallinen patologinen näkökohta on insuliiniresistenssi (herkkä insuliinille). Tämän voittamiseksi on välttämätöntä ylläpitää jatkuvasti korkeaa insuliinin pitoisuutta veressä. Lääke on erityisen sopiva vanhuksille, näkövammaisille potilaille, jotka kotisairaanhoitaja ottaa käyttöön.

- alku - "Ultralente": 6... 8 tunnin kuluttua ihonalaisesta pistoksesta ("Ultradard FM": 3... 6 tunnin kuluttua)

- "huippu" (maksimitoimintajakso) - 16... 20 tuntia (kaikkien ryhmän edustajien osalta),

- toiminnan kokonaiskesto on 24... 36 tuntia (kaikkien ryhmän edustajien osalta).

  • Ultralente - Sianliha, neutraali
  • Humulin U - geneettisesti muunnettu puolisynteettinen, monokomponentti
  • Ultratard HM - geneettisesti muunnettu puolisynteettinen, monokomponentti

9.6. Ultrasuuntaisen toiminnan ihmisinsuliinianalogit

Edustavat vaihtelut aminohapposekvenssissä B-ketjun ihmisen luonnollisen insuliinin (yleensä insuliinimolekyyliä on muutettu asemasta B28 ja / tai B29), joka on saatu geenitekniikalla. Luodaan mahdollisimman lähellä luonnollista profiilia kaupallisista insuliinituotteista, jotka on tuotu ulkopuolelta. Advantage - varhainen alkamisesta ja puute uudelleen nousu pitoisuus kahden tunnin kuluttua injektion, mikä edellytti (ehkäisemiseksi hypoglykemia) ylimääräistä ateria (katso insuliinia.). Tähän mennessä kliiniset kokeet menivät Humalog (Lys-Pro) - yli 10 vuotta lääkemarkkinoilla on valmistumassa kliinisten tutkimusten NovoRapid ja Epaydra on alussa.

- alku - 10... 20 minuutin kuluttua ihonalaisen injektion hetkestä,

- "huippu" (maksimitehon jakso) on 0,5... 1,5 tuntia,

- toiminnan kokonaiskesto on 3... 5 tuntia.

  • Humalog - Humalog, Liz-Pro -insuliini (B28-Lys, B29-Pro)
  • NovoRapid - Novorapidi, Aspartin insuliini (B28-Asp)
  • Apidra - ristiriidassa, valmistaja lukee: "Epaydra" (tieteellisissä artikkeleissa Venäjän tekijät voivat tavata "Apidra" Ukrainan kirjoittajat - "Epaydra") - insuliini Glyulizin (B3-Lys, B29-Glu)

9.7. Pitkäaikainen (ei huippuluokan) ihmisinsuliini analogiat

Se on kehitetty insuliinin pitkäaikaiseen estämiseen (negatiivisen palautteen mekanismilla) haimassa olevan alfa-solujen työ, joka erittää suoran insuliiniantagonistihormonin glukagonia. Edistää glykogeenin synteesiä maksassa ja lihaksissa ("hiilihydraattien strateginen varanto" hypoglykemian ehkäisyyn). Ilmoitettu kesto on 24 tuntia. Tähän mennessä yksikään tämän ryhmän lääkkeistä ei ole suorittanut kliinisiä tutkimuksia. Lähin 10 vuoden kliinisten kokeiden loppuun - Lantus (2010), joka ilmestyi markkinoille ensin.

- alku - läpi? minuutit ihonalaisen injektion aikaan,

- "huippu" - puuttuva, pitoisuus pysyy suunnilleen samalla tasolla,

- toiminnan kesto on yhteensä 24 tuntia.

  • Lantus - Lantus glargininsuliini saatu muutoksia: korvaaminen aminohappo asparagiinin glysiinin A-ketjun ja kaksi arginiini lisäksi B-ketju (A21-Gly; B + Arg-Arg) - toisin kuin kaikki insuliinit kanssa pitkittyneen vaikutuksen muodossa tuotetun ratkaisu injektionesteisiin, ei jousitus (mikä poistaa lääkkeen annostelun virheet, koska suspensiota on ravistettava ennen käyttöä ja liuos on stabiili). Ainoa huume nykyiselle, joka vahvisti 24 tunnin toiminnan keston [lähde ei määritetty 56 päivää].
  • Levemir - Levemir, insuliini Demeter. Käytettävissä olevien tietojen mukaan joskus tarvitaan kaksi injektiota päivässä.

9.8. Ihmisinsuliinin ennalta sekoitetut analogit

Tällaisten valmiiden seosten ulkonäkö insuliinihoidon käytännön suhteen ei ole täysin selvä. Valmistaja todennäköisesti yrittää tasoittaa ihmisinsuliinin "päivittäisen" ei-piikin analogian riittämättömän keston.

  • Novomix 30 - 30% ihmisen insuliinianalogi-insuliini aspartinsuliinia / 70% protaminizirovannogo aspartinsuliinista (protamiinilla kiteistä komponenttia keskimääräinen kesto kuin tuotanto NPH-insuliini).
  • Humalog M25 - 25% Lys-Pro-ultra-lyhytvaikutteisesta ihmisen insuliinianalogista / 75% protamiini-insuliinia Liz-Pro
  • Humalog M50 - 50% Lys-Pro-ultra-lyhytvaikutteisesta insuliinianalogista / 50% protamiini-insuliinia Liz-Pro

10. Insuliinihoito

Insuliinihoitoa on kolme pääasiallista tapaa. Jokaisella niistä on sen etuja ja haittoja.

Terve ihmisen insuliinin eritystä beetasolujen tapahtuu jatkuvasti ja on noin 1 yksikkö insuliinin 1 tunti, ns pohjapinta (perustaso) erityksen tai vaimentamiseksi tausta työ alfa-solut, jotka tuottavat insuliinia tärkein glukagoniantagonisti. Aterioiden aikana nopea (bolus) kasvu insuliinin pitoisuudessa tapahtuu monta kertaa. Insuliinieritykselle on noin 1-2 yksikköä kohti 10 g hiilihydraatteja (kuva melko vaihteleva - jopa yksi ja sama henkilö on erilainen eri aikoina ja riippuu ogranizma tilaan tiettynä ajankohtana). Tämä muodostaa dynaamisessa tasapainossa: jatkuva tasapaino insuliinin pitoisuuden ja sen tarpeellisuuden (palaute mekanismi) vapautuminen "contrainsular" hormonit - hormoni antagonisti luonnollinen insuliini - Glukagoni ja muut.

Tyypin 1 diabetesta sairastava potilas tarvitsee insuliinin korvaushoitoa, joka jäljittelee insuliinin eritystä fysiologisissa olosuhteissa. On perinteinen insuliinihoidon järjestelmä ja tehostettua insuliinihoitoa. On tarpeen käyttää erilaisia ​​insuliinin formulaatioiden - tehtävä joitakin pysyvä tukahduttaminen insuliinin luonnollisen antagonistien ja välittäjänä siirto toimia kasvuhormonin soluilla (insuliinin kaltaiset kasvutekijät tai somatomediini C), joka on tehtävä muut (lyhytvaikutteinen) kompensoimiseksi hyperglykemian aterian jälkeen (kohonnut hiilihydraatin verenkiertoa syömisen jälkeen). Saavuttaa korvaus hiilihydraattiaineenvaihdunnan kertainjektiona insuliinivalmiste annosteltuna tyypin 1 diabetesta on mahdotonta. Injektioiden määrä vaihteli 2 (kiinteät lopullinen seos ja lyhytvaikutteinen NPH-insuliinin valmisteet) jopa 5-6 yksittäistä antoa lyhytvaikutteinen valmisteet insuliinin päivässä (soveltamatta NPH-insuliini). Mitä enemmän injektioiden, maksimitehon insuliinin jäljittelee fysiologista.

Lisää Artikkeleita Diabeteksesta

Banaanit ovat monien kansalaisten suosikki herkku. Mutta ne ovat makeita, ja siksi ne sisältävät sokeria. Tämä on vakava este diabeetikoille, koska heidän ruokavalionsa tehdään ottaen huomioon tämän aineen.

Nykyään markkinat tarjoavat laajan valikoiman glukomeraattoreita. Diabeettiselle käyttäjälle on tärkeää valita kätevä, luotettava ja kompakti laite erityisesti säännölliseen käyttöön.

Virtsan sokerin normaaliarvo on enintään 2,8 mmol. Ihanteellisesti indeksien tulisi olla välillä 0,06-0,08 mmol / litra virtsasta.Jos yhtäkkiä toimituksen analysoi lääkäri löysi arvo on yli 2,8 mmol, potilas lähetetään tutkittavaksi, pääasiallinen syy glukosurian on diabetes tai jokin muu vakavia sairauksia.