Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Сахарный диабет (СД) – одно из самых грозных и распространенных заболеваний обменного характера. По данным статистики, через каждые 10-15 лет числом больным диабетом в мире удваивается.

Болезнь негативно отражается на качестве жизни. Больной постоянно испытывает сухость во рту и жажду, поэтому вынужден употреблять большое количество жидкости. В результате развивается частое и обильное мочеиспускание. Человек испытывает повышенный аппетит. Кожа становится сухой, на ней появляются гнойнички. Часто наблюдаются судороги икроножных мышц.

Со временем происходит поражение сердца и сосудов, периферических нервов, сетчатки глаз, почек, образование трофических язв (диабетическая стопа), резко возрастает риск впадения в диабетическую кому.

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Типы заболевания и их причины

СД бывает двух основных типов:

  • первого,
  • второго.

Первый тип развивается чаще всего в молодом возрасте (до 30 лет). Связан он с недостаточной секрецией гормона инсулина, который вырабатывается поджелудочной железой (ПЖ). Снижение производства гормона происходит из-за повреждения β-клеток островков Лангерганса ПЖ. Они повреждаются в результате аутоиммунной реакции организма на некоторые вирусные инфекции (гепатит, краснуха, паротит) или токсического действия пестицидов, нитрозаминов, лекарственных препаратов и т.д.

Диабет второго типа обычно начинается после сорока лет. Уровень гормона в крови в этом случае может быть нормальным или даже превышать норму, однако клетки организма оказываются невосприимчивыми к нему. Причин СД 2-го типа много (наследственная предрасположенность, ожирение, хронический стресс, систематические нарушения в питании и т.д.).

При диабете обоих типов в крови диагностируется повышенное содержание глюкозы.

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Лечение

Современная медицина не умеет излечивать СД, поэтому лечиться от этого хронического заболевания придется всю оставшуюся жизнь. Поддерживающая терапия проводится по двум ключевым направлениям:

  • соблюдение диеты, направленной на повышение сахара в крови,
  • прием гормона или сахаропонижающих препаратов для регулирования углеводного обмена.

При СД 1-го типа, его называют инсулинзависимым, без инсулинотерапии не обойтись.

Во втором случае (инсулиннезависимый СД) основной упор делается на диету и прием лекарств, снижающих сахар. Инсулинотерапия прописывается при неэффективности применения лекарств, понижающих уровень сахара, развитии кетоацидоза и прекоматозного состояния. Инсулинотерапия проводится также при наличии сопутствующих патологий (печеночная и почечная недостаточность, туберкулез, хронический пиелонефрит).

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Получение инсулина

Представляет собой инсулин гормон пептидной природы. Молекулу формируют две полипептидные цепи. Первая из них (А) включается в себя 21 аминокислотный остаток, вторая (В) – 30 остатков. Соединены цепи между собой двумя дисульфидными мостиками.

Главная роль гормона заключается в регулировке обмена углеводов. Гормон усиливает переход глюкозы через клеточные мембраны и утилизацию ее тканями, содействует трансформации в гликоген в печени. Он также подавляет расщепление гликогена до глюкозы и ее синтез из аминокислот и жирных кислот.

Помимо углеводного, гормон участвует в белковом и жировом обмене.

Впервые в истории человечества СД попробовали лечить в 1922 году гормоном, выделенным из ПЖ телят. Эксперимент удался со второй попытки.

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

В настоящее время используются два способа промышленного производства препаратов для диабетиков:

  • ферментативная обработка свиного инсулина,
  • генно-инженерный.

Гормон у свиней отличается от человеческого всего на одну аминокислоту – вместо треонина присутствует аланин. Поэтому чтобы придать ему структуру человеческого, производят химическую модификацию животного сырья. В процессе химической реакции отщепляют аланин и присоединяют треонин.

При генно-инженерном способе для выпуска средства используются генетически измененные микроорганизмы (бактерии, дрожжи). Имеются два варианта производства подобного инсулина.

  1. Первый вариант предполагает применение двух штаммов какого-то микроорганизма. Каждый из штаммов синтезирует одну цепь молекулы ДНК. Потом две цепи соединяются, после чего из раствора выделяются активные формы инсулина.
  2. Суть второго варианта состоит в том, что микроорганизм сначала производит проинсулин. После обработки ферментами проинсулин превращается в активный гормон.

В инсулиновых препаратах, если они не прошли надлежащую очистку, могут присутствовать различные примеси, способные вызывать нежелательные побочные эффекты.

К таким примесям относятся проинсулин, белки, глюкагон и т.д. Современные технологии очистки, при их соблюдении, позволяют производить очищенные (монопиковые) и высокоочищенные (монокомпонентные, кристаллизованные) инсулины.

Классификация по длительности воздействия

По этому критерию различают инсулиновые препараты:

 ультракороткого действия (УКД),

  • короткого КД),
  • среднего (СД),
  • длительного (ДД),
  • комбинированного действия.

Как известно, секреция инсулина в норме варьируется, т.е. в течение суток он вырабатывается неравномерно. Различают фоновую (базальную) и стимулированную выработку гормона. Базальной является та, которая существует в организме без влияния внешних стимулов для выделения гормона, например, приема глюкозы. Ее роль заключается в том, что она снижает:

  • базальный выпуск глюкозы печенью,
  • уровень сахара натощак,
  • уровень свободных жирных кислот.

Препараты КД и УКД заменяют инсулин, который секретирует ПЖ в ответ на внешний стимул. Препараты СД и ДД создают фоновую секрецию. Препараты комбинированного вида совмещают оба действия.

Инсулины УКД

При подкожном введении (п/к) препарата УКД эффект снижения сахара проявляется быстро , в среднем через четверть часа. Своего пика содержание гормона достигает в течение одного-трех часов. Длительность действия не превышает пяти часов. К таким лекарствам относятся инсулины лизпро, аспарт, глулизин.

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Лизпро представляет собой ДНК-рекомбинантный аналог человеческого гормона, полученный путем перестановки двух аминокислот в молекуле. Реализуется под торговой маркой «Хумалог».

Для получения аспарта убирают аминокислоту пролин и вставляют вместо нее аспаргиновую кислоту. Продается лекарство под названиями «НовоРапид Пенфилл» и т.д.

При производстве глулизина аспаргин (аминокислота) заменяется аминокислотой лизин, а лизин в другой позиции на глутаминовую кислоту. Торговая марка – «Апидра».

Применять инсулины УКД можно непосредственно перед едой.

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Инсулины КД

Эти инсулины также называют растворимыми, поскольку они являются буферными растворами с нейтральным рН (6,6- 8). Как правило, их используют в условиях стационара, когда требуется быстро снизить содержание глюкозы при диабетической коме и прекоме, а также при установлении оптимальной дозы для пациента.

Результат при подкожной инъекции наступает через 30 мин., эффект максимальной величины достигает через 120 мин., длится около шести часов. Вводят препараты КД также внутривенно и внутримышечно. Растворимые инсулины производятся следующих видов:

человеческий генно-инженерный,

  • человеческий полусинтетический,
  • свиной монокомпонентный.
  • К первому виду относятся «Хумулин Регуляр» и т.д.

К полусинтетическим средствам принадлежат «Биосулин Р» и т.д.

В список монокомпонентных свиных препаратов входят «Актрапид МС» и т.д.

Инсулины СД

Они медленнее всасываются, чем предыдущие препараты, поэтому обладают более длительным воздействием. Терапевтический эффект после приема проявляется приблизительно через 90-120 минут, продолжается он от восьми до двенадцати часов.

Эти препараты содержат пролонгатор – протамин (белок, полученный из молок рыб) или цинк. НПХ-инсулин (изофан, нейтральный протамин Хагедорна) является суспензией из протамина и инсулина.

Инсулин-изофан бывает человеческим полусинтетическим и полученным методами генной инженерии, а также свиным. Реализуются препараты под такими марками: «Монодар Б», «Гансулин Н», «Биосулин Н» и т.д.

Инсулин-цинк суспензию составную можно приобрести под названием «Монотард МС».

Современные технологии получения инсулина для лечения сахарного диабета

Инсулины ДД

К ним относятся гларгин («Лантус») и детемир («Левемир Пенфилл» и т.д.).

Гларгин получают при помощи двух преобразований молекулы гормона. В А-цепи аспаргин в позиции 21 заменяется глицином, в В-цепи остатки аргинина присоединяются к С-концу.

Детемир производится методом биотехнологии рекомбинантной ДНК при использовании одноклеточных микроскопических грибков из класса сахаромицетов.

Длительность воздействия этих препаратов может достигать 36 часов. Начинается эффект после применения через четыре-восемь часов.

Эти препараты не имеют выраженного пика действия, т.е. промежутка времени, когда в крови пациента наблюдается максимальная концентрация гормона. Подобный эффект достигается за счет высвобождения в кровь действующего вещества с постоянной скоростью.

Подобные препараты удобные тем, что позволяют обеспечить гликемический контроль в течение суток за счет одного укола. Выпускаются лекарства в виде суспензий, которые вводятся внутримышечно или подкожно.

Препараты ДД не используют, когда больной находится в прекоме или коме. Они имеют кислый рН, поэтому их нельзя применять вместе с лекарствами КД, у которых нейтральная кислотность.

Препараты комбинированные

Препараты являются суспензиями, которые состоят из инсулина КД и СД. Это сочетание позволяет обойтись одной инъекцией, если есть необходимость применения двух типов лекарств.

Бифазные препараты дают гипогликемический эффект минут через тридцать после укола под кожу. Длительность эффекта достигает двадцати часов. Эти лекарства продаются под названиями «Биогулин 70/30» и т.д.

Вспомогательные компоненты

Помимо активного вещества, препараты инсулина содержат различные вспомогательные элементы. Они имеют не терапевтическое, а технологическое значение.

К ним относятся:

  • пролонгаторы,
  • антимикробные компоненты,
  • стабилизаторы.

Первые предназначены для увеличения длительности действия активного компонента.

Антимикробные вещества продлевают срок службы препарата, предотвращая развитие микроорганизмов.

Стабилизаторы сохраняют постоянным уровень кислотности препарата.

Комплекс применяемых дополнительных веществ не одинаков в различных препаратах.

Инсулин оказывает неоценимую помощь диабетикам. Но его необходимо правильно применять. Дозировка лекарства проводится врачом с учетом индивидуальных особенностей состояния пациента (уровня глюкозы, физической активности человека, калорийности рациона, реакции организма на инсулин и т.д.). Передозировка препарата опасна тем, что может резко снизиться содержание глюкозы в кровяном русле, в результате чего человек рискует впасть в гипогликемическую кому.

Дополнительную информацию о производстве инсулина можно получить из видеоматериала.

Узнать, как правильно делать инсулиновые инъекции, можно из видео.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: