Інсулін хімічну будову. Біохімія інсуліну і основні механізми дії гормону. Механізм дії і метаболічні ефекти інсуліну

д.м.н., проф. Лобанова О.Г., к.м.н. Чекаліна Н.Д.

Інсулін (від лат. insula- острівець) є білково-пептидних гормоном, що виробляється β-клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози. У фізіологічних умовах в β-клітинах інсулін утворюється з препроінсуліну - одноланцюжкові білка-попередника, що складається з 110 амінокислотних залишків. Після перенесення через мембрану шорсткого ЕПР від препроінсуліну отщепляется сигнальний пептид з 24 амінокислот і утворюється проінсулін. Довгий ланцюг проінсуліну в апараті Гольджі упаковується в гранули, де в результаті гідролізу отщепляются чотири основних амінокислотних залишку з утворенням інсуліну і С-кінцевого пептиду (фізіологічна функція С-пептиду невідома).

Молекула інсуліну складається з двох поліпептидних ланцюгів. Одна з них містить 21 амінокислотний залишок (ланцюг А), друга - 30 амінокислотних залишків (ланцюг В). Ланцюги з'єднані двома дисульфідними містками. Третій дисульфідних місток сформований всередині ланцюга А. Загальна молекулярна маса молекули інсуліну - близько 5700. Амінокислотна послідовність інсуліну вважається консервативною. У більшості видів є один ген інсуліну, який кодує один білок. Виняток становлять щури і миші (мають по два гена інсуліну), у них утворюються два інсуліну, що відрізняються двома амінокислотними залишками В-ланцюга.

Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів, в т.ч. і у різних ссавців, дещо різниться. Найбільш близький до структури інсуліну людини - свинячий інсулін, який відрізняється від людського однією амінокислотою (у нього в ланцюзі У замість залишку амінокислоти треоніну міститься залишок аланіну). Бичачий інсулін відрізняється від людського трьома амінокислотними залишками.

Історична довідка.У 1921 р Фредерік Г. Бантінг і Чарльз Г. Бест, працюючи в лабораторії Джона Дж. Р. Маклеода в Університеті Торонто, виділили з підшлункової залози екстракт (як пізніше з'ясувалося, що містить аморфний інсулін), який знижував рівень глюкози в крові у собак з експериментальним цукровим діабетом. У 1922 р екстракт підшлункової залози ввели першому пацієнту - 14-річному Леонарду Томпсону, хворому на діабет, і тим самим врятували йому життя. У 1923 р Джеймс Б. Колліпом розробив методику очищення екстракту, який виділяється з підшлункової залози, що в подальшому дало змогу одержувати з підшлункової залоз свиней та великої рогатої худоби активні екстракти, що дають відтворювані результати. У 1923 р Бантінг і Маклеод за відкриття інсуліну були удостоєні Нобелівської премії з фізіології і медицині. У 1926 р Дж. Абель і В. Дю-Віньо отримали інсулін в кристалічному вигляді. У 1939 р інсулін був вперше схвалений FDA (Food and Drug Administration). Фредерік Сенгер повністю розшифрував амінокислотну послідовність інсуліну (1949-1954 рр.) У 1958 р Сенгер була присуджена Нобелівська преміяза роботи по розшифровці структури білків, особливо інсуліну. У 1963 р був синтезований штучний інсулін. Перший рекомбінантний людський інсулін був схвалений FDA в 1982 р Аналог інсуліну ультракороткої дії (інсулін лізпро) був схвалений FDA в 1996 р

Механізм дії.У реалізації ефектів інсуліну провідну роль відіграє його взаємодія зі специфічними рецепторами, що локалізуються на плазматичній мембрані клітини, і освіту інсулін-рецепторного комплексу. У комплексі з інсуліновим рецептором інсулін проникає в клітину, де впливає на процеси фосфорилювання клітинних білків і запускає численні внутрішньоклітинні реакції.

У ссавців інсулінові рецептори знаходяться практично на всіх клітинах - як на класичних клітинах-мішенях інсуліну (гепатоцити, міоцити, ліпоціти), так і на клітинах крові, головного мозку і статевих залоз. Число рецепторів на різних клітинах коливається від 40 (еритроцити) до 300 тис. (Гепатоцити і ліпоціти). Рецептор інсуліну постійно синтезується і розпадається, час його напіввиведення становить 7-12 год.

Рецептор інсуліну являє собою великий трансмембранний глікопротеїн, що складається з двох α-субодиниць з молекулярною масою 135 кДа (кожна містить 719 або 731 амінокислотний залишок в залежності від сплайсингу мРНК) і двох β-субодиниць з молекулярною масою 95 кДа (по 620 амінокислотних залишків). Субодиниці з'єднані між собою дисульфідними зв'язками і утворюють гетеротетрамерную структуру β-α-α-β. Альфа-субодиниці розташовані внеклеточно і містять ділянки, що зв'язують інсулін, будучи розпізнає частиною рецептора. Бета-субодиниці утворюють трансмембранний домен, мають тірозінкіназной активністю і виконують функцію перетворення сигналу. Зв'язування інсуліну з α-субодиницями інсулінового рецептора призводить до стимуляції тірозінкіназной активності β-субодиниць шляхом аутофосфорілірованію їх тирозинових залишків, відбувається агрегація α, β-гетеродімери і швидка интернализация гормон-рецепторних комплексів. Активоване рецептор інсуліну запускає каскад біохімічних реакцій, в т.ч. фосфорилирование інших білків усередині клітини. Першою з таких реакцій є фосфорилювання чотирьох білків, званих субстратами рецептора інсуліну (insulin receptor substrate), - IRS-1, IRS-2, IRS-3 і IRS-4.

Фармакологічні ефекти інсуліну.Інсулін впливає практично на всі органи і тканини. Однак його головними мішенями служать печінку, м'язова і жирова тканина.

Ендогенний інсулін - найважливіший регулятор вуглеводного обміну, екзогенний - специфічне цукрознижуючу засіб. Вплив інсуліну на вуглеводний обмін пов'язано з тим, що він підсилює транспорт глюкози через клітинну мембрану і її утилізацію тканинами, сприяє перетворенню глюкози в глікоген в печінці. Інсулін, крім того, пригнічує ендогенну продукцію глюкози за рахунок придушення гликогенолиза (розщеплення глікогену до глюкози) і глюконеогенезу (синтез глюкози з невуглеводних джерел - наприклад з амінокислот, жирних кислот). Крім гіпоглікемічного, інсулін надає ряд інших ефектів.

Вплив інсуліну на жировий обмін проявляється в пригніченні ліполізу, що призводить до зниження надходження вільних жирних кислот в кровотік. Інсулін перешкоджає утворенню кетонових тілв організмі. Інсулін посилює синтез жирних кислот і їх подальшу естеріфікаціі.

Інсулін бере участь в метаболізмі білків: збільшує транспорт амінокислот через клітинну мембрану, стимулює синтез пептидів, зменшує витрату тканинами білка, гальмує перетворення амінокислот в кетокислот.

Дія інсуліну супроводжується активацією або пригніченням ряду ферментів: стимулюються глікогенсинтетазу, піруват-дегидрогеназа, гексокіназа, відзначено зниження ліпази (і гідролізу ліпіди жирової тканини, і липопротеин-ліпаза, яка зменшує «помутніння» сироватки крові після прийому багатою жирами їжі).

В фізіологічної регуляції біосинтезу і секреції інсуліну підшлунковою залозою головну роль грає концентрація глюкози в крові: при підвищенні її змісту секреція інсуліну посилюється, при зниженні - сповільнюється. На секрецію інсуліну, крім глюкози, впливають електроліти (особливо іони Ca 2+), амінокислоти (в т.ч. лейцин і аргінін), глюкагон, соматостатин.

Фармакокінетика.Препарати інсуліну вводять п / к, в / м або в / в (в / в вводять тільки інсуліни короткої дії і тільки при діабетичної прекомі і комі). Не можна вводити в / в суспензії інсуліну. Температура введеного інсуліну повинна відповідати кімнатній, тому що холодний інсулін всмоктується повільніше. Найбільш оптимальним способом для постійної інсулінотерапії в клінічній практиці є п / к введення.

Повнота всмоктування і початок ефекту інсуліну залежать від місця введення (зазвичай інсулін вводять в область живота, стегна, сідниці, верхню частинурук), дози (обсягу введеного інсуліну), концентрації інсуліну в препараті і ін.

Швидкість всмоктування інсуліну в кров з місця п / к введення залежить від ряду факторів - типу інсуліну, місця ін'єкції, швидкості місцевого кровотоку, місцевої м'язової активності, кількості введеного інсуліну (в одне місце рекомендується вводити не більше 12-16 ОД препарату). Швидше за все інсулін надходить у кров з підшкірної клітковини передньої черевної стінки, повільніше - з області плеча, передньої поверхні стегна і ще повільніше - з подлопаточной області і сідниці. Це пов'язано зі ступенем васкуляризації підшкірної жирової клітковини перерахованих областей. Профіль дії інсуліну схильний до значних коливань як у різних людей, так і у одного і того ж людини.

У крові інсулін зв'язується з альфа-і бета-глобулінами, в нормі - 5-25%, але зв'язування може зростати при лікуванні через появу сироваткових антитіл (вироблення антитіл до екзогенного інсуліну призводить до інсулінорезистентності; при використанні сучасних високоочищених препаратів інсулінорезистентність виникає рідко ). T 1/2 з крові становить менше 10 хв. Велика частина надійшов в кровотік інсуліну піддається протеолитическому розпаду в печінці та нирках. Швидко виводиться з організму нирками (60%) і печінкою (40%); менше 1,5% виводиться з сечею в незміненому вигляді.

Препарати інсуліну, які застосовуються в даний час, відрізняються по ряду ознак, в т.ч. за джерелом походження, тривалості дії, pH розчину (кислі і нейтральні), наявністю консервантів (фенол, крезол, фенол-крезол, метилпарабен), концентрацією інсуліну - 40, 80, 100, 200, 500 ОД / мл.

Класифікація.Інсуліни зазвичай класифікують за походженням (бичачий, свинячий, людський, а також аналоги людського інсуліну) і тривалості дії.

Залежно від джерел отримання розрізняють інсуліни тваринного походження (головним чином препарати свинячого інсуліну), препарати інсуліну людини напівсинтетичні (отримують з свинячого інсуліну методом ферментативної трансформації), препарати інсуліну людини генно-інженерні (ДНК-рекомбінантні, одержувані методом генної інженерії).

Для медичного застосування інсулін раніше отримували в основному з підшлункової залоз великої рогатої худоби, потім з підшлункової залоз свиней, враховуючи, що свинячий інсулін ближчий до інсуліну людини. Оскільки бичачий інсулін, що відрізняється від людського трьома амінокислотами, досить часто викликає алергічні реакції, на сьогоднішній день він практично не застосовується. Свинячий інсулін, що відрізняється від людського однією амінокислотою, рідше викликає алергічні реакції. В лікарських препаратахінсуліну при недостатній очищення можуть бути присутніми домішки (проінсулін, глюкагон, соматостатин, білки, поліпептиди), здатні викликати різні побічні реакції. Сучасні технологіїдозволяють отримувати очищені (монопіковие - хроматографически очищені з виділенням «піку» інсуліну), високоочищені (монокомпонентні) і кристалізовані препарати інсуліну. З препаратів інсуліну тваринного походження перевага віддається монопіковие інсуліну, що отримується з підшлункової залози свиней. Одержуваний методами генної інженерії інсулін повністю відповідає амінокислотним складом інсуліну людини.

Активність інсуліну визначають біологічним методом(По здатності знижувати вміст глюкози в крові у кроликів) або фізико-хімічним методом (шляхом електрофорезу на папері або методом хроматографії на папері). За одну одиницю дії, або міжнародну одиницю, приймають активність 0,04082 мг кристалічного інсуліну. Підшлункова залоза людини містить до 8 мг інсуліну (приблизно 200 ОД).

Препарати інсуліну за тривалістю дії поділяють на препарати короткої та ультракороткої дії - імітують нормальну фізіологічну секрецію інсуліну підшлунковою залозою у відповідь на стимуляцію, препарати середньої тривалості і препарати тривалої дії - імітують базальну (фонову) секрецію інсуліну, а також комбіновані препарати (поєднують обидві дії) .

Розрізняють такі групи:

(Гіпоглікемічний ефект розвивається через 10-20 хв після п / к введення, пік дії досягається в середньому через 1-3 год, тривалість дії становить 3-5 год):

Інсулін лізпро (Хумалог);

Інсулін аспарт (НовоРапід Пенфилл, НовоРапід ФлексПен);

Інсулін глулізін (Апідра).

Інсуліни короткої дії(Початок дії зазвичай через 30-60 хв; максимум дії через 2-4 год; тривалість дії до 6-8 ч):

Інсулін розчинна [людський генно-інженерний] (Актрапід hм, Генсулін Р, Рінсулін Р, Хумулін Регуляр);

Інсулін розчинна [людський напівсинтетичний] (Біогулін Р, Хумодар Р);

Інсулін розчинна [свинячий монокомпонентний] (Актрапід МС, Монодар, Моносуінсулін МК).

Препарати інсуліну пролонгованої дії- включають в себе препарати середньої тривалості дії і препарати тривалої дії.

(Початок через 1,5-2 год; пік через 3-12 год; тривалість 8-12 год):

Інсулін-НПХ [людський генно-інженерний] (Біосулін Н, Гансулін Н, Генсулін Н, Інсуман база ГТ, Інсуран НПХ, Протафан НМ, Рінсулін НПХ, Хумулін НПХ);

Інсулін-НПХ [людський напівсинтетичний] (Біогулін Н, Хумодар Б);

Інсулін-НПХ [свинячий монокомпонентний] (Монодар Б, Протафан МС);

Інсулін-цинк суспензія складова (Монотард МС).

Інсуліни тривалої дії(Початок через 4-8 год; пік через 8-18 год; загальна тривалість 20-30 год):

Інсулін гларгин (Лантус);

Інсулін детемір (Левемір Пенфилл, ФлексПен).

Препарати інсуліну комбінованої дії(Біфазної препарати) (гіпоглікемічний ефект починається через 30 хв після п / к введення, досягає максимуму через 2-8 год і триває до 18-20 год):

Інсулін двофазний [людський напівсинтетичний] (Біогулін 70/30, Хумодар K25);

Інсулін двофазний [людський генно-інженерний] (Гансулін30Р, Генсулін М 30, Інсуман Комб 25 ГТ, Мікстард 30 НМ, Хумулін М3);

Інсулін аспарт двофазний (НовоМікс 30 Пенфилл, НовоМікс 30 ФлексПен).

Інсуліни ультракороткої дії- аналоги інсуліну людини. Відомо, що ендогенний інсулін в β-клітинах підшлункової залози, а також молекули гормону в випускаються розчинах інсуліну короткого дії полімеризовані і являють собою гексамери. При п / к введенні гексамерние форми всмоктуються повільно і пік концентрації гормону в крові, аналогічний такому у здорової людини після їжі, створити неможливо. Першим коротко чинним аналогом інсуліну, який всмоктується з підшкірної клітковини в 3 рази швидше, ніж людський інсулін, був інсулін лізпро. Інсулін лізпро - похідне людського інсуліну, отримане шляхом перестановки двох амінокислотних залишків в молекулі інсуліну (лізин і пролін в положеннях 28 і 29 В-ланцюга). Модифікація молекули інсуліну порушує утворення гексамеров і забезпечує швидке надходження препарату в кров. Майже відразу після п / к введення в тканинах молекули інсуліну лізпро у вигляді гексамеров швидко дисоціюють на мономери і надходять в кров. Інший аналог інсуліну - інсулін аспарт - був створений шляхом заміни пролина в положенні В28 на негативно заряджену аспарагиновую кислоту. Подібно до інсуліну лізпро, після п / к введення він також швидко розпадається на мономери. В інсуліні глулізіне заміщення амінокислоти аспарагін людського інсуліну в позиції В3 на лізин і лізину у позиції В29 на глутамінову кислоту також сприяє більш швидкій абсорбції. Аналоги інсуліну ультракороткої дії можна вводити безпосередньо перед прийомом їжі або після їжі.

Інсуліни короткої дії(Їх називають також розчинними) - це розчини в буфері з нейтральними значеннями pH (6,6-8,0). Вони призначені для підшкірного, рідше - введення. При необхідності їх вводять також внутрішньовенно. Вони надають швидке і відносно нетривалий гіпоглікемічну дію. Ефект після підшкірної ін'єкції настає через 15-20 хв, досягає максимуму через 2 год; загальна тривалість дії становить приблизно 6 год. Ними користуються в основному в стаціонарі в ході встановлення необхідної для хворого дози інсуліну, а також коли потрібно швидкий (ургентний) ефект - при діабетичної коми і прекомі. При в / в введенні T 1/2 становить 5 хв, тому при діабетичної кетоацидотической комі інсулін вводять в / в крапельно. Препарати інсуліну короткої дії застосовують також як анаболічних засобів та призначають, як правило, в малих дозах (по 4-8 ОД 1-2 рази на день).

Інсуліни середньої тривалості діїгірше розчинні, повільніше всмоктуються з підшкірної клітковини, внаслідок чого мають більш тривалим ефектом. Тривала дія цих препаратів досягається наявністю спеціального пролонгатора - протаміну (ізофан, протафан, базал) або цинку. Уповільнення всмоктування інсуліну в препаратах, що містять інсулін цинк суспензію складову, обумовлено наявністю кристалів цинку. НПХ-інсулін (нейтральний протамін Хагедорна, або ізофан) являє собою суспензію, що складається з інсуліну і протаміну (протамін - білок, ізольований з молочка риб) в стехиометрическом співвідношенні.

До інсуліни тривалої діївідноситься інсулін гларгин - аналог людського інсуліну, отриманий методом ДНК-рекомбінантної технології - перший препарат інсуліну, який не має вираженого піку дії. Інсулін гларгин отримують шляхом двох модифікацій в молекулі інсуліну: заміною в позиції 21 А-ланцюга (аспарагін) на гліцин і приєднанням двох залишків аргініну до С-кінця У-ланцюга. Препарат являє собою прозорий розчин з рН 4. Кислий рН стабілізує гексамери інсуліну і забезпечує тривале і передбачуване всмоктування препарату з підшкірної клітковини. Однак через кислого рН інсулін гларгин не можна комбінувати з інсулінами короткої дії, які мають нейтральний рН. Одноразове введення інсуліну гларгіну забезпечує 24-годинний безпіковий глікемічний контроль. Більшість препаратів інсуліну мають т.зв. «Піком» дії, що святкується, коли концентрація інсуліну в крові досягає максимуму. Інсулін гларгин не володіє вираженим піком, оскільки вивільняється в кровотік з відносно постійною швидкістю.

Препарати інсуліну пролонгованої дії випускаються в різних лікарських формах, що надають гіпоглікемічний ефект різної тривалості (від 10 до 36 год). Пролонгований ефект дозволяє зменшити число щоденних ін'єкцій. Випускаються вони зазвичай у вигляді суспензій, що вводяться тільки підшкірно або внутрішньом'язово. При діабетичній комі і прекоматозний стан пролонговані препарати не застосовують.

Комбіновані препарати інсулінуявляють собою суспензії, що складаються з нейтрального розчинного інсуліну короткої дії та інсуліну-ізофан (середньої тривалості дії) в певних співвідношеннях. Таке поєднання інсулінів різної тривалості дії в одному препараті дозволяє позбавити пацієнта від двох ін'єкцій при роздільному використанні препаратів.

Показання.Основним показанням до застосування інсуліну є цукровий діабет типу 1, однак у певних умовах його призначають і при цукровому діабеті типу 2, в т.ч. при резистентності до пероральних гіпоглікемічних засобів, при важких супутніх захворюваннях, при підготовці до оперативних втручань, діабетичної коми, при діабеті у вагітних. Інсуліни короткої дії застосовують не тільки при цукровому діабеті, а й при деяких інших патологічних процесах, наприклад, при загальному виснаженні (як анаболічного засобу), фурункульозі, тиреотоксикозі, при захворюваннях шлунка (атонія, гастроптоз), хронічному гепатиті, початкових формах цирозу печінки , а також при деяких психічних захворюваннях (введення великих доз інсуліну - т.зв. гіпоглікемічна кома); іноді він використовується як компонент «поляризують» розчинів, використовуваних для лікування гострої серцевої недостатності.

Інсулін є основним специфічним засобом терапії цукрового діабету. Лікування цукрового діабету проводиться за спеціально розробленими схемами з використанням препаратів інсуліну різної тривалості дії. Вибір препарату залежить від тяжкості та особливостей перебігу захворювання, загального стану хворого і від швидкості настання і тривалості цукрознижувальної дії препарату.

Всі препарати інсуліну застосовуються за умови обов'язкового дотримання дієтичного режиму з обмеженням енергетичної цінності їжі (від 1700 до 3000 ккал).

При визначенні дози інсуліну керуються рівнем глікемії натщесерце і протягом доби, а також рівнем глюкозурії протягом доби. Остаточний підбір дози проводиться під контролем зниження гіперглікемії, глюкозурії, а також загального стану хворого.

Протипоказання.Інсулін протипоказаний при захворюваннях і станах, що протікають з гіпоглікемією (наприклад инсулинома), при гострих захворюваннях печінки, підшлункової залози, нирок, виразці шлунка і дванадцятипалої кишки, декомпенсованих вадах серця, при гострій коронарній недостатності та деяких інших захворюваннях.

Застосування при вагітності.Основним медикаментозним методом лікування цукрового діабету під час вагітності є інсулінотерапія, яка проводиться під ретельним контролем. При цукровому діабеті типу 1 продовжують лікування інсуліном. При цукровому діабеті типу 2 скасовують пероральні гіпоглікемічні засоби та проводять дієтотерапію.

Гестаційний цукровий діабет (діабет вагітних) - це порушення вуглеводного обміну, вперше виникло під час вагітності. Гестаційний цукровий діабет супроводжується підвищеним ризиком перинатальної смертності, частоти вроджених вад, а також ризиком прогресування діабету через 5-10 років після пологів. Лікування гестаційного цукрового діабету починають з дієтотерапії. При неефективності дієтотерапії застосовують інсулін.

Для пацієнток з раніше наявним або гестаційним цукровим діабетом важливо протягом всієї вагітності підтримувати адекватну регуляцію метаболічних процесів. Потреба в інсуліні може зменшуватися в I триместрі вагітності і збільшуватися в II-III триместрах. Під час пологів і безпосередньо після них потреба в інсуліні може різко знизитися (зростає ризик розвитку гіпоглікемії). У цих умовах важливе значення має ретельний контроль вмісту глюкози в крові.

Інсулін не проникає через плацентарний бар'єр. Однак материнські IgG-антитіла до інсуліну проходять через плаценту і, ймовірно, можуть викликати гіперглікемію у плода за рахунок нейтралізації секретується у нього інсуліну. З іншого боку, небажана дисоціація комплексів інсулін-антитіло може привести до гіперінсулінемії і гіпоглікемії у плода або новонародженого. Показано, що перехід з препаратів бичачого / свинячого інсуліну на монокомпонентні препарати супроводжується зниженням титру антитіл. У зв'язку з цим при вагітності рекомендують використовувати тільки препарати інсуліну людини.

Аналоги інсуліну (як і інші недавно розроблені засоби) з обережністю призначають при вагітності, хоча достовірних даних про несприятливу дію немає. Відповідно до загальновизнаних рекомендацій FDA (Food and Drug Administration), що визначають можливість застосування ЛЗ при вагітності, препарати інсулінів за дією на плід відносяться до категорії B (вивчення репродукції на тваринах не виявило несприятливої ​​дії на плід, а адекватних і строго контрольованих досліджень у вагітних жінок не проведене), або до категорії C (вивчення репродукції на тваринах виявило несприятливу дію на плід, а адекватних і строго контрольованих досліджень у вагітних жінок не проведене, однак потенційна користь, пов'язана із застосуванням ЛЗ у вагітних, може виправдовувати його використання, незважаючи на можливий ризик). Так, інсулін лізпро відноситься до класу B, а інсулін аспарт і інсулін гларгин - до класу C.

Ускладнення інсулінотерапії. Гіпоглікемія.Введення надто високих доз, а також недолік надходження з їжею вуглеводів можуть спричинити гіпоглікемічну стан, може розвинутися гіпоглікемічна кома із втратою свідомості, судомами і пригніченням серцевої діяльності. Гіпоглікемія може також розвинутися у зв'язку з дією додаткових чинників, які збільшують чутливість до інсуліну (наприклад надниркових залоз, гіпопітуїтаризм) або збільшують захоплення глюкози тканинами ( фізичне навантаження).

До ранніх симптомів гіпоглікемії, які в значній мірі пов'язані з активацією симпатичної нервової системи(Адренергічна симптоматика) відносяться тахікардія, холодний піт, тремтіння, з активацією парасимпатичної системи - сильний голод, нудота, а також відчуття поколювання в області губ і язика. При перших ознаках гіпоглікемії необхідно проведення термінових заходів: хворий повинен випити солодкого чаю чи з'їсти кілька шматків цукру. При гіпоглікемічної коми в вену вводять 40% розчин глюкози в кількості 20-40 мл і більше, поки хворий не вийде з коматозного стану (зазвичай не більше 100 мл). Зняти гіпоглікемію можна також внутрім'язовим або підшкірним введенням глюкагону.

Збільшення маси тілапри інсулінотерапії пов'язано з усуненням глюкозурии, збільшенням реальної калорійності їжі, підвищенням апетиту і стимуляцією липогенеза під дією інсуліну. При дотриманні принципів раціонального харчуванняцього побічного ефекту можна уникнути.

Застосування сучасних високоочищених препаратів гормону (особливо генно-інженерних препаратів людського інсуліну) відносно рідко призводить до розвитку інсулінорезистентностіі явищ алергії, Однак такі випадки не виключені. Розвиток гострої алергічної реакції вимагає проведення негайної десенсибілізуючої терапії та заміни препарату. При розвитку реакції на препарати бичачого / свинячого інсуліну слід замінити їх препаратами інсуліну людини. Місцеві та системні реакції (свербіж, локальна або системна висип, утворення підшкірних вузликів в місці ін'єкції) пов'язані з недостатнім очищенням інсуліну від домішок або з застосуванням бичачого або свинячого інсуліну, що відрізняються по амінокислотної послідовності від людського.

Найчастіші алергічні реакції - шкірні, опосередковувані IgE-антитілами. Зрідка спостерігаються системні алергічні реакції, а також інсулінорезистентність, опосередковувані IgG-антитілами.

Порушення зору.Минущі порушення рефракції ока виникають на самому початку інсулінотерапії і проходять самостійно через 2-3 тижні.

Набряки.У перші тижні терапії виникають також минущі набряки ніг в зв'язку з затримкою рідини в організмі, т.зв. інсулінові набряки.

До місцевих реакцій відносять липодистрофиюв місці повторних ін'єкцій (рідкісне ускладнення). Виділяють ліпоатрофії (зникнення відкладень підшкірного жиру) і ліпогіпертрофію (збільшення відкладення підшкірного жиру). Ці два стани мають різну природу. Ліпоатрофія - імунологічна реакція, обумовлена ​​головним чином введенням погано очищених препаратів інсуліну тваринного походження, в даний час практично не зустрічається. Ліпогіпертрофія розвивається і при використанні високоочищених препаратів людського інсуліну і може виникати при порушенні техніки введення (холодний препарат, потрапляння спирту під шкіру), а також внаслідок анаболічного місцевої дії самого препарату. Ліпогіпертрофія створює косметичний дефект, що є проблемою для пацієнтів. Крім того, через це дефекту порушується всмоктування препарату. Для попередження розвитку ліпогіпертрофіі рекомендується постійно міняти місця ін'єкцій в межах однієї області, залишаючи відстань між двома проколами не менше 1 см.

Можуть відзначатися такі місцеві реакції, як біль у місці введення.

Взаємодія.Препарати інсуліну можна комбінувати один з одним.

Багато ЛЗ можуть викликати гіпо- або гіперглікемію, або змінювати реакцію хворого на цукровий діабет на лікування. Слід враховувати взаємодію, можливе при одночасному застосуванні інсуліну з іншими лікарськими засобами. Альфа-адреноблокатори і бета-адреноміметики збільшують секрецію ендогенного інсуліну і посилюють дію препарату. Гіпоглікемічна дія інсуліну підсилюють пероральні гіпоглікемічні засоби, саліцилати, інгібітори МАО (включаючи фуразолідон, прокарбазин, селегілін), інгібітори АПФ, бромокриптин, октреотид, сульфаніламіди, анаболічні стероїди (особливо оксандролон, метандіенон) і андрогени (підвищують чутливість тканин до інсуліну і збільшують резистентність тканин до глюкагону, що і призводить до гіпоглікемії, особливо в разі інсулінорезистентності; може знадобитися зниження дози інсуліну), аналоги соматостатину, гуанетидин, дизопірамід, клофібрат, кетоконазол, препарати літію, мебендазол, пентамідин, піридоксин, пропоксифен, фенілбутазон, флуоксетин, теофілін, фенфлурамин , препарати літію, препарати кальцію, тетрациклін. Хлорохін, хінідин, хінін знижують деградацію інсуліну і можуть підвищувати концентрацію інсуліну в крові і збільшувати ризик гіпоглікемії.

Інгібітори карбоангідрази (особливо ацетазоламид), стимулюючи панкреатичні β-клітини, сприяють вивільненню інсуліну і підвищують чутливість рецепторів і тканин до інсуліну; хоча одночасне використанняцих ЛЗ з інсуліном може підвищувати гіпоглікемічну дію, ефект може бути непередбачуваним.

Цілий ряд ЛЗ викликають гіперглікемію у здорових людей і посилюють перебіг захворювання у хворих на цукровий діабет. Гіпоглікемічна дія інсуліну послаблюють: антиретровірусні ЛЗ, аспарагиназа, пероральні гормональні контрацептиви, глюкокортикоїди, діуретики (тіазидні, етакринова кислота), гепарин, антагоністи Н2-рецепторів, сульфінпіразон, трициклічніантидепресанти, добутамін, ізоніазид, кальцитонін, ніацин, симпатоміметики, даназол, клонідин , БКК, діазоксид, морфін, фенітоїн, соматотропін, тиреоїдні гормони, похідні фенотіазину, нікотин, етанол.

Глюкокортикоїди і адреналін надають на периферичні тканини ефект, протилежний інсуліну. Так, тривалий прийом системних глюкокортикоїдів може викликати гіперглікемію, аж до цукрового діабету (стероїдний діабет), який може спостерігатися приблизно у 14% пацієнтів, що приймають системні кортикостероїди протягом декількох тижнів або при тривалому застосуванні топічних кортикостероїдів. Деякі ЛЗ інгібують секрецію інсуліну безпосередньо (фенітоїн, клонідин, дилтіазем) або за рахунок зменшення запасів калію (діуретики). Тиреоїдні гормони прискорюють метаболізм інсуліну.

Найбільш значимо і часто впливають на дію інсуліну бета-адреноблокатори, пероральні гіпоглікемічні засоби, глюкокортикоїди, етанол, саліцилати.

Етанол пригнічує глюконеогенез в печінці. Цей ефект спостерігається у всіх людей. У зв'язку з цим слід мати на увазі, що зловживання алкогольними напоями на тлі інсулінотерапії може привести до розвитку важкого гіпоглікемічного стану. Невеликі кількості алкоголю, прийнятого разом з їжею, зазвичай не викликають проблем.

Бета-адреноблокатори можуть пригнічувати секрецію інсуліну, змінювати метаболізм вуглеводів і збільшувати периферичну резистентність до дії інсуліну, що призводить до гіперглікемії. Однак вони можуть також пригнічувати дію катехоламінів на глюконеогенез і глікогеноліз, що пов'язане з ризиком важких гіпоглікемічних реакцій у хворих на цукровий діабет. Більш того, будь-який з бета-блокаторів може маскувати адренергическую симптоматику, викликану зниженням рівня глюкози в крові (в т.ч. тремор, серцебиття), порушуючи тим самим своєчасне розпізнавання пацієнтом гіпоглікемії. Селективні бета 1 -адреноблокатори (в т.ч. ацебутолол, атенолол, бетаксолол, бісопролол, метопролол) виявляють ці ефекти в меншій мірі.

НПЗЗ та високі дози саліцилатів пригнічують синтез простагландину Е (який пригнічує секрецію ендогенного інсуліну) і підсилюють таким чином базальну секрецію інсуліну, підвищують чутливість β-клітин підшлункової залози до глюкози; гіпоглікемічний ефект при одночасному застосуванні може зажадати коригування дози НПЗЗ саліцілатів і / або інсуліну, особливо при тривалому спільному використанні.

В даний час випускається значна кількість інсулінових препаратів, в т.ч. отриманих з підшлункової залоз тварин і синтезованих методами генної інженерії. Препаратами вибору для проведення інсулінотерапії є генно-інженерні високоочищені людські інсуліни, що володіють мінімальної антигенностью (иммуногенной активністю), а також аналоги людського інсуліну.

Препарати інсуліну випускаються в скляних флаконах, герметично закупорених гумовими пробками з алюмінієвою обкаткою, в спеціальних т.зв. інсулінових шприцах або шприц-ручках. При користуванні шприц-ручок препарати перебувають в спеціальних флаконах-картриджах (Пенфілл).

Розробляються інтраназальні форми інсуліну і препарати інсуліну для прийому всередину. При комбінації інсуліну з детергентом і введенні у вигляді аерозолю на слизову оболонку носа ефективний рівень в плазмі досягається так само швидко, як і при в / в болюсному. Препарати інсуліну для інтраназального і перорального застосування знаходяться на стадії розробки або проходять клінічні випробування.

література

Базисна і клінічна фармакологія / Под ред. Б.Г. Катцунга; пер. з англ. під ред. Е.Е. Звартау: в 2 т М.-СПб .: Біном-Невський діалект, 1998.- Т. 2.- С. 181-194.

Балаболкин М.І., Клебанова Є.М., Кремінська В.М. Цукровий діабет: сучасні аспектидіагностики та лікування / Доктор; під ред. Г.Л. Вишковского.-2005.- М .: РЛС-2005, 2004.- 960 с. (Серія Регістр лікарських засобівРосії РЛС).

Балаболкин М.І., Петунін Н.А., Тельнова М.Е., Клебанова Є.М., Антонова К.В. Роль інсулінової терапії в компенсації цукрового діабету // РМЖ.- 2007.- Т. 15.- №27 (308) .- С. 2072-2077.

Виноградов В.М., Каткова Е.Б., Мухін О.О. Фармакологія з рецептурою / Под ред. В.М. Віноградова.- 4-е изд, іспр.- СПб .: СпецЛит, 2006.- С. 684-692.

Клінічна фармакологія по Гудману і Гілману / За заг. ред. А.Г. Гилмана, ред. Дж. Хардман і Л. Лімберд. Пер. з англ М .: Практика, 2006.- С. 1286-1305.

Машковський М.Д. Лікарські засоби: в 2 т 14-е вид.- М .: Нова Хвиля, 2000.- Т. 2.- С. 13-17.

Михайлов І.Б. Настільна книга лікаря по клінічної фармакології: Керівництво для лікарів СПб .: Фоліант, 2001.- С. 562-570.

Раціональна фармакотерапія захворювань ендокринної системи та порушень обміну речовин: Рук. для практикуючих лікарів / І.І. Дідів, Г.А. Мельниченко, Е.Н. Андрєєва, С.Д. Арапова та ін .; під заг. ред. І.І. Дєдова, Г.А. Мельніченко.- М .: Літтерра, 2006.- С. 30-39. (Раціональна фармакотерапія: Сер. Керівництво для практикуючих лікарів; Т. 12).

Регістр лікарських засобів Росії Пацієнт / Под ред. Г.Л. Вишковского.- М .: РЛС-2006, 2005.- С. 68-72.

Сергєєв П.В., Шимановський Н.Л., Петров В.І. Рецептори фізіологічно активних речовин: Монографія М.-Волгоград: Сім вітрів, 1999.- С. 497-504.

Федеральне керівництво з використання лікарських засобів (формулярная система) / Под ред. А.Г. Чучалина, Ю.Б. Білоусова, В.В. Яснецова.- Вип. VIII.- М .: ЕХО, 2007.- С. 354-363.

Харкевич Д.А. Фармакологія: Підручник 7-е изд., Перераб. і доп.- М .: ГЕОТАР-Медицина, 2003.- С. 433-438.

USP dispensing information. V. 1.- 23th ed.- Micromedex, Inc., USA, 2003.- Р. 1546-1569.

Природний синтез інсуліну і біохімія його вироблення в організмі відбувається при кожному прийомі їжі. Поліпептидний гормон інсуліну виробляється в підшлунковій залозі і активно бере участь в процесі засвоєння поживних речовині в синтезі білків, жирних кислот. Вуглеводи, що містяться в їжі, трансформуються в глюкозу - основне джерело енергії.

Інсулін сприяє всмоктуванню глюкози і інших цукрів з плазми крові в м'язові тканини.Надлишки трансформуються в жирову тканину. Інсулін в печінці сприяє перетворенню жирних кислот з крові в жирові відкладення і активно живить існуючі жирові тканини.

Біохімія інсуліну добре вивчена, в ній майже не залишилося білих плям. За дослідження в області будови і структури інсуліну, біохімії, отримано вже кілька Нобелівських премій. Це перший гормон, який вдалося синтезувати штучно і отримати в кристалічній формі.

У промислових масштабах виконується виробництво штучного інсуліну, розробляються зручні системи контролю цукру в крові і пристрої, що забезпечують максимально безболісне введення гормону в організм.

Біохімія інсуліну полягає в посиленні і прискоренні проникнення глюкози через клітинні мембрани. Додаткова стимуляція інсуліну прискорює транспорт глюкози в десятки разів.

Механізм дії інсуліну і біохімія процесу наступна:

1. Після введення інсуліну відбувається збільшення кількості особливих транспортних білків в клітинних мембранах. Це дозволяє максимально швидко і з мінімальними енергетичними втратами вивести глюкозу з крові і переробити надлишок в жирові клітини. При дефіциті власного виробітку інсуліну, для підтримки необхідної кількості транспортних білків, потрібно подальша стимуляція інсуліном.
2. Інсулін підвищує активність ферментів, які беруть участь в синтезі глікогену за допомогою складної ланцюжка взаємодій і пригнічує процеси його розпаду.

Біохімія інсуліну включає в себе не тільки участь в метаболізмі глюкози. Інсулін активно включений в метаболізми жирів, амінокислот, синтез білків. Також інсулін позитивно впливає на процеси генної транскрипції та реплікації. У серці людини, скелетних м'язах, Інсулін служить для транскрипції понад 100 генів

У печінці і в безпосередньо жирових тканинах, інсулін гальмує механізм розпаду жирів, в результаті концентрація жирних кислот безпосередньо в крові, знижується. Відповідно, знижується ризик холестеринових відкладень в судинах і відновлюється пропускна здатність стінок судин.

Синтез жирів в печінці під впливом інсуліну стимулюється ацетилСоА-карбоксілазнимі і ліпопротеінліпазнимі ферментами. Таким чином очищається кров, жири виводяться із загального потоку крові.

Участь в ліпідному обміні полягає в наступних ключових моментах:

• Посилюється синтез жирних кислот при активації ацетил-КоА-карбоксилази;
• Знижується активність тканинної ліпази, гальмується процес ліполізу;
• Виконується гальмування формування кетонових тіл, оскільки вся енергія перенаправляється на синтез ліпідів.

Гормон в формі препроінсуліну синтезується в особливих бета-клітинах острівців Лангерганца, розташованих в підшлунковій залозі. Загальний обсяг острівців складає близько 2% від загальної маси залози. При зниженні активності острівців виникає дефіцит синтезованих гормонів, гіперглікемія, розвиток ендокринних захворювань.

Після відщеплення від препроінсуліну особливих сигнальних ланцюжків, формується проінсулін, який складається з А і В ланцюжків з з'єднує С-петідом. У міру дозрівання гормону, протеїнази захоплюють пептидную ланцюжок, яка заміщається двома дисульфідними мостами. Визрівання відбувається в апараті Гольджі і в секреторною гранулі бета клітин.

Зрілий гормон містить 21 амінокислоту в А ланцюжку і 30 амінокислот у другій ланцюга. Синтез займає в середньому близько години, як і для більшості гормонів негайного дії. Молекула відрізняється стабільністю, які заміщають амінокислоти зустрічаються на малозначущих ділянках поліпептидного ланцюжка.

Рецепторами, що відповідають за інсуліновий обмін, є глікопротеїди, розташовані безпосередньо на клітинній мембрані. Після захоплення і виконання обмінних процесів, структура інсуліну руйнується, рецептор повертається на поверхню клітини.

Стимулом, що провокує викид інсуліну є підвищення рівня глюкози. При відсутності спеціального білка - транспортера в плазмі крові, період напіввиведення становить до 5 хвилин. Необхідності в додатковому білку для транспорту немає, оскільки гормони потрапляють безпосередньо в панкреатичну вену і звідти в ворітну. Печінка - головна мета для гормону. При попаданні в печінку, свій ресурс виробляє до 50% гормону.

Незважаючи на те, що принципи дії з доказовою базою - собакою, з штучно викликаним діабетом при видаленні підшлункової залози, були пред'явлені в кінці 19 століття, на молекулярному рівні механізм взаємодії продовжує викликати бурхливі суперечки і не до кінця вивчений. Це відноситься до всіх реакцій з генами і гормональним обміном. Для лікування діабету свинячий і телячий інсулін почав застосовуватися в 20-х роках 20 століття.

Чим загрожує брак інсуліну в організмі

При нестачі природного вироблення інсуліну або при надлишку вуглеводів, що надходять з їжею, виникають передумови розвитку цукрового діабету - системного захворювання обміну речовин.

Характерними ознаками початкової стадії порушень обмінних процесів стають такі симптоми:

Розуміння механізму дії інсуліну і загальної біохімії процесів в організмі допомагає побудувати правильні схеми живлення і не піддавати організм небезпеки, вживаючи підвищені дози глюкози в чистому вигляді, наприклад, в якості легкого стимулятора, або підвищені дози швидких вуглеводів.

Чим небезпечна підвищена концентрація інсуліну

При посиленому харчуванні, підвищеному вмісті вуглеводів в їжі, екстремальних фізичних навантаженнях, природна вироблення інсуліну збільшується. Інсулінові препарати використовуються в спорті для збільшення зростання м'язової тканини, збільшують витривалість і забезпечують поліпшену переносимість фізичних навантажень.

При припинення навантажень або ослабленні тренувального режиму, м'язи швидко стають в'ялими, відбувається процес відкладення жирів. Порушується гормональний баланс, що також призводить до цукрового діабету.

При діабеті 2 типу вироблення інсуліну в організмі залишається на нормальному рівні, але клітини набувають стійкості до його впливу. Для досягнення нормального ефекту потрібно значне збільшення кількості гормону. В результаті резистентності тканин, спостерігається загальна клінічна картина, подібна до недоліком гормону, але при його надмірної виробленні.

Чому з точки зору біохімічних процесів, необхідно утримувати рівень глюкози в крові на рівні норми

Здавалося б, синтезований інсулін здатний повністю вирішити проблему ускладнень цукрового діабету, швидко виводить глюкозу, нормалізує метаболізм. Відповідно, немає сенсу контролювати рівень цукру. Але це не так.

Гіперглікемія вражає тканини, в які глюкоза вільно проникає без участі інсуліну. Страждає нервова система, кровоносна система, Нирки, органи зору. Підвищення рівня глюкози впливає на основні функції білків тканин, погіршується кисневе постачання клітин через зміни гемоглобіну.

Глікозилювання порушує функції колагену - збільшується крихкість і вразливість судин, що веде до розвитку атеросклерозу. До характерних ускладнень гіперглікемії відноситься набухання кришталика ока, ушкодження сітківки, розвиток катаракти. Також уражаються тканини і капіляри нирок. Зважаючи на небезпеку ускладнень, при лікуванні цукрового діабету, бажано утримувати рівень цукру на рівні норми.

Дуже легко спостерігати, як інсулін знижує рівень глюкози в крові. Сам же цей рівень досягається в результаті складного переплетення безлічі біохімічних реакцій. Яким чином інсулін так діє на ці реакції, що відбувається зниження концентрації цукру в крові? Чи діє він тільки на одну реакцію, на кілька або на всі відразу?

У пошуках відповіді на це питання біохіміки в першу чергу запідозрили одну реакцію, каталізується ферментом, званим гексокиназой. Ця підозра стало результатом робіт, виконаних подружжям-американцями чеського походження, Карлом Фердинандом Корі і Герті Терезою Корі, яким вдалося з'ясувати деякі деталі різних реакцій, залучених в розщеплення глюкози. За ці роботи подружжя Корі отримали в 1947 році Нобелівську премію з медицини і фізіології. Подружжя Корі з'ясували, що в звичайних умовах гексокіназну реакція пригнічена, і це придушення знімається під дією інсуліну. Вони змогли показати, яким чином одна ця реакція відповідає за зниження концентрації глюкози в крові.

Звісно ж, проте, що це було б занадто простим поясненням. Метаболічні розлади при діабеті носять дуже різноманітний характер. Хоча можливо, звичайно, пояснити все це різноманіття порушенням протікання однієї єдиної реакції (теж включеної в мережу метаболічних перетворень), вивівши всі пов'язані з діабетом розлади здоров'я з однієї гексокіназну реакції, але це вимагає таких складних міркувань видно, що довіра до них зменшується в міру зростання їх складності. Останні дослідження дозволяють припустити, що інсулін надає свою дію безпосередньо на клітинні мембрани. Швидкість, з якою клітина поглинає глюкозу, частково залежить і від різниці концентрацій глюкози всередині і поза клітиною, а також від природи клітинних мембран, через які повинна пройти глюкоза.

Давайте для наочності вдамося до аналогії. Уявіть собі будинок. З вулиці в нього входять люди. Почасти кількість увійшли в будинок людей буде залежати від числа людей, що прагнуть до нього потрапити. Крім того, цей потік залежить від ширини вхідних дверейабо від кількості відкритих дверей. Коли натовп людей, спраглих потрапити всередину, досягне певного критичного рівня, кількість тих, хто потрапляє в будинок за одну секунду, стане постійним, незалежно від розмірів натовпу. Однак якщо воротар швидко відкриє ще двоє дверей, то потік збільшиться в три рази.

Інсулін по відношенню до мембран м'язових клітин поводиться як воротар, підвищуючи проникність мембран для глюкози. (Тобто він як би відкриває для неї додаткові двері.) Ми зупинилися на тому, що під час їжі в кров надходить велика кількість глюкози, що призводить до підвищення секреції інсуліну в підшлунковій залозі. Як наслідок, відкриваються «мембранні двері», і концентрація глюкози в крові стрімко падає, так як вона швидко йде в клітини, де або утилізується, або запасається. При діабеті глюкоза щосили стукає в двері мембран, але вони виявляються здебільшого замкнутими. Глюкоза не може увійти в клітини і, отже, накопичується в крові. Очевидно, що будь-який чинник, який дозволить глюкози увійти в клітини, зможе частково замінити собою відсутній інсулін. Один з таких факторів - фізичне навантаження, тому лікарі, як правило, рекомендують діабетикам регулярно займатися фізичними вправами.

Але в цьому випадку неминуче виникає питання: що особливого робить інсулін в клітці, чому підвищується проникність її мембрани для глюкози? Біохіміки витратили багато зусиль для розшифровки будови молекули інсуліну саме в надії (частково, правда, з елементарної цікавості) зрозуміти механізм його дії.

Молекула інсуліну являє собою поліпептид, подібний до молекул шлунково-кишкових гормонів, але більш складний. Наприклад, молекула секретину складається з 36 амінокислотних залишків, а молекула інсуліну - з 50. Оскільки, однак, структура секретину досі точно не встановлена, резонно припустити, що точна будова молекули інсуліну теж поки не відомо. Але треба врахувати, що прагнення вирішити проблему в разі інсуліну, брак якого лежить в основі найсерйознішою метаболічної хвороби, набагато перевищує прагнення встановити структуру гастроінтестинальних гормонів, які не мають такого клінічного значення. Крім того, інсулін доступний для біохімічних досліджень в набагато більших кількостях.

В кінці 40-х років було встановлено, що молекулярний вагу інсуліну трохи менше 6000. (Молекули інсуліну мають схильність об'єднуватися в групи, тому в деяких ранніх повідомленнях вказувалося, що його молекулярна вага дорівнює 12 і навіть 36 тисячам дальтон.) Далі, було встановлено , що молекули інсуліну складаються з двох амінокислотних ланцюгів, з'єднаних між собою цістшювимі містками. Коли ланцюга були розділені, з'ясувалося, що одна з них (ланцюг А) складається з 21, а інша (ланцюг В) з 30 амінокислотних залишків.

Поліпептидні ланцюги були легко розщеплені на індивідуальні амінокислоти, і біохіміки встановили, з яких саме амінокислот складається кожна з ланцюгів. (Визначення амінокислотного складу було виконано методом, який називається паперової хроматографією. Метод був винайдений в 1944 році і справив справжню революцію в біохімії. Якщо вас цікавлять подробиці цього методу, то ви можете знайти їх в розділі «Перемога на папері» моєї книги «Всього трильйон », що вийшла в 1957 році.) Але, як я вже помітив в попередньому розділі, знання амінокислотного складу - це лише перший крок. Треба також знати послідовність, в якій розташовані в ланцюзі білка амінокислотні залишки. Двадцять одну амінокислоту в ланцюзі А інсуліну можна розташувати 2 800 000 000 000 000 способами. Для 30 амінокислотних залишків ланцюга. До цього числа ще більше і дорівнює приблизно 510 000 000 000 000 000 000 000 000.

Проблему визначення точної послідовності амінокислот в бичачому інсуліні взялася вирішувати група біохіміків під керівництвом британського вченого Фредеріка Сенджер. Для цього використовували метод розщеплення ланцюгів на дрібні фрагменти під дією кислот або специфічних ферментів. Отримані фрагменти були амінокислотами, а представляли собою короткі ланцюга з двох, трьох або чотирьох амінокислотних залишків .. Ці фрагменти були виділені, і вчені визначили в них точну послідовність амінокислот.

(Дві амінокислоти можуть бути розташовані двома способами - А-В або В-А. Три амінокислоти можуть бути розташовані шістьма способами - А-В-С, А-С-В, В-С-А, В-А-С, С -А-в і с-в-А. Навіть чотири амінокислоти можна розташувати лише двадцятьма чотирма способами. можна проаналізувати всі можливі послідовності в малих фрагментах і вибрати правильний, що не зіткнувшись з нездоланними труднощами. принаймні, набагато легше мати справу з двома можливостями з пари десятків, ніж з двома з пари квінтильйонів можливих варіантів.)

Коли, таким чином, були оброблені всі малі фрагменти, настав час зібрати їх воєдино. Припустимо, що ланцюг А має в своєму складі певну амінокислоту, яку ми позначимо q, в однині. Припустимо далі, що нам вдалося виділити дві короткі ланцюжки по три амінокислоти в кожному - r-s-q і q-p-o. Оскільки в ланцюзі амінокислота q присутній тільки в одному екземплярі, то у вихідній молекулі має бути присутня послідовність з п'яти амінокислотних залишків r-s-q-p-o. Тоді, в залежності від місця розщеплення вихідної ланцюга, дійсно вийде два можливих фрагмента - r-s-q і q-p-o.

Для вирішення цієї головоломки Сенджер і його колегам треба було вісім років. До 1955 року їм вдалося підігнати один до одного отримані фрагменти і отримати структуру нативной білкової молекули. В історії науки це був перший випадок, коли вченим вдалося повністю визначити структуру природної білкової молекули. У 1958 році Сенджер був удостоєний Нобелівської премії з хімії.

Формула молекули інсуліну в запису символами Бранда виглядає наступним чином:

бичачий інсулін

На жаль, знання структури молекули ні на йоту не наблизило біохіміків до розуміння механізму дії інсуліну на клітинні мембрани.

Представлялося можливим підійти до проблеми з іншого кінця і спробувати порівняти структуру інсулінів різних видів тварин. Свинячий інсулін так само ефективний у діабетиків, як і бичачий. Якщо два інсуліну відрізняються своєю будовою, то, мабуть, слід звернути пильну увагу лише па ту ділянку молекули, який забезпечує загальні властивості, звузивши тим самим поле пошуку. Коли був проаналізований свинячий інсулін, з'ясувалося, що він відрізняється від бичачого трьома амінокислотними залишками, виділеними в наведеній формулі курсивом. Ці три амінокислоти, якщо можна так висловитися, затиснуті в кутку між двома цистиновими містками.

У бичачому інсуліні в цьому місці знаходяться ала-нин-серин-валін, а в свинячому - треонін-серин-з-лейцин. Склад цього і тільки цієї ділянки варіює у інших видів тварин. У овець в даній ділянці знаходяться аланин-гліцин-валін, у коней - треонін-гліцин-ізолейнін, а у китів - треонін-серин-ізолейцин. У цих трьох видів амінокислота зліва може бути аланином або треонін, в середині - серином або гліцином, і справа - валіном або изолейцином.

Хоча амінокислотний склад інсуліну безлічі інших видів тварин поки не визначений, представляється малоймовірним, що відмінності виявляться разючими. Більш того, будь-які зміни хімічної структури, крім самих незначних, призводить до втрати біологічної активності молекули інсуліну. Яким би не було дію, який чиниться інсуліном на клітинну мембрану, для його здійснення потрібна участь цілої интактной молекули. Це майже все, що можна на сьогоднішній день про це сказати, принаймні поки.

Інсулін - (від лат. Insula - острів) - гормон пептидної природи, він утворюється в бета-клітинах острівців Лангерганса підшлункової залози. Молекула інсуліну складається з двох поліпептидних ланцюгів, які включають 51 амінокислотний залишок: A-ланцюг складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюг утворена 30 амінокислотними залишками. Поліпептидні ланцюги з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистеїну, третя дисульфідний зв'язок знаходиться в A-ланцюга.

Первинна структура інсуліну у різних біологічних видів має деякі відмінності, точно так же, як відрізняється його роль в регуляції обміну вуглеводів. Найбільше схожий з людським інсулін свині, вони відрізняються одним амінокислотним залишком: в 30 положенні B-ланцюга свинячого інсуліну знаходиться аланин, а в інсуліні людини - треонін; бичачий інсулін відрізняється на три амінокислотних залишку.

Ланцюги з'єднуються один з одним за допомогою двох дисульфідних містків (виходить, що кожен утворений двома атомами сірки), а третій дисульфідних місток виступає сполучною ланкоювіддалених один від одного амінокислот А-ланцюга. Сполучені ланцюга трохи згинаються і згортаються в глобулярную структуру, саме така конфігурація молекули гормону важлива для прояву його біологічної активності.

Суттєво впливає на обмін майже у всіх тканинах. за своєю хімічною структуроюдане з'єднання знаходиться десь між поліпептидами і білками. Інсулін утворюється в підшлунковій залозі тварин і людини. У бета-клітинах підшлункової залози інсулін утворюється з попередника - проінсуліну, поліпептиду з 84 амінокислотних залишків, у яких не спостерігається грмональная активність. Інсулін - це специфічний засіб, яким властиво знижувати цукор, також він регулює вуглеводний обмін; впливає на посилення засвоєння тканинами глюкози і допомагає їй перетворитися в глікоген, також полегшує проникнення глюкози в клітини тканин. У інсуліну спостерігається не тільки гіпоглікемічну вплив, він надає ряд інших ефектів: впливає на підвищення запасів глікогену в м'язах, справляє стимулювальний ефект на синтез пептидів, знижує витрату білка. У деяких видах спорту даний препарат цінують завдяки тому, що у нього спостерігається виражений анаболічний ефект.

Історична довідка

Головна функція інсуліну полягає в забезпеченні клітин організму важливим енергетичним матеріалом - глюкозою.

У тому випадку, якщо спостерігається брак інсуліну, клітини не мають можливості засвоювати глюкозу, йде процес накопичення в крові, а тканини і органи схильні до енергетичного голодування. При нестачі інсуліну може почати розвиватися дуже серйозне захворювання (цукровий діабет).

До початку XX в. хворі на цукровий діабет вмирали в дитячому або молодому віці, в зв'язку з розвитком ускладнень, викликаних хворобою, майже ніхто не жив більше 5-7 років після початку хвороби.

Про те, яку роль відіграє підшлункова залоза в розвитку цукрового діабету, дізналися тільки в кінці XIX ст. У 1869 р в Берліні 22-річний Поль Лангерганс, будучи на той час студентом-медиком, проводив дослідження за допомогою мікроскопа будови підшлункової залози. Він зауважив невідомі клітини, які створювали групи, рівномірно розподілені по всій залозі. Незважаючи на це, функція цих клітин, які потім назвали в честь студента острівцями Лангерганса, продовжувала бути не вивченою.

Деякий час по тому Ернст Лако висунув гіпотезу про те, що підшлункова залоза бере участь в процесах травлення. У 1889 р німецький фізіолог Оскар Мінковські спробував довести, що дане твердження не має нічого спільного з реальністю. З цією метою він поставив експеримент, в ході якого видалив залозу у здорової собаки. Через пару днів після початку експерименту помічник Мінковські, який стежив за станом лабораторних тварин, зауважив те, що на сечу піддослідного собаки злітати дуже багато мух.

Провели дослідження сечі, в ході якого було виявлено, що собака, у якої відсутня підшлункова залоза, разом з сечею виділяє цукор. Це було перше спостереження, що свідчить про те, що існує певний зв'язок між роботою підшлункової залози і розвитком цукрового діабету. У 1901 р Евген Опі довів, що цукровий діабет розвивається внаслідок порушень в структурі підшлункової залози (повним або частковим руйнуванням острівців Лангерганса).

Першою людиною, що виділив інсулін і успішно застосовують його для лікування хворих, став канадський фізіолог Фредерік Бантінг. Він намагався створити ліки від діабету в зв'язку з тим, що двоє його друзів померли від даної хвороби. Ще до цього багато дослідників, які зрозуміли роль підшлункової залози у розвитку цукрового діабету, робили спроби виділити речовина, що впливає саме на рівень цукру крові. На жаль, всі спроби закінчувалися невдало.

Це було пов'язано частково з тим, що ферменти підшлункової залози (в основному трипсин) встигали хоча б частково розкласти білкові молекули інсуліну до того, як їх вдавалося виділити з екстракту тканин залози. У 1906 р Георг Людвіг Зельцер зміг досягти певного успіху в зниженні рівня глюкози в крові піддослідних собак вдаючись до допомоги панкреатичного екстракту, але йому не вдалося продовжити свою роботу. Скотт в 1911 р в Чиказькому університеті працював з водним екстрактом підшлункової залози, він зауважив невелике зменшення глікозурії у піддослідних тварин. У зв'язку з тим, що керівника проекту не вдалося переконати у важливості проведених досліджень, їх зупинили.

Такого ж ефекту досяг Ізраель Кляйнер в 1919 р, він не зміг закінчити свою роботу, так як почалася Перша світова війна.

Схожу роботу в 1921 р опублікував професор фізіології Румунської школи медицини Никола Паулеско. Багато дослідників не тільки в Румунії вважають, що першовідкривачем інсуліну був саме цей вчений. Незважаючи на це, заслуга виділення інсуліну, а також його успішного використання належить саме Фредеріку Бантингу.

Бантінг працював молодшим викладачем на кафедрі анатомії і фізіології в канадському університеті, його керівником був професор Джон Маклеод, якого в той час брали за великого фахівця в питаннях, що стосуються діабету. Бантінг намагався домогтися атрофії підшлункової залози вдаючись до перев'язки її вивідних проток (каналів) на 6-8 тижнів, зберігши при цьому острівці Лангерганса незміненими від впливу ферментів підшлункової залози, і отримати чистий екстракт клітин цих острівців.

Для проведення цього експерименту необхідна була лабораторія, помічники і піддослідні собаки, цього всього у Бантінга не було.

За допомогою він звернувся до професора Джона Маклеоду, який добре знав про всіх колишніх невдачах з отриманням гормонів підшлункової залози. У зв'язку з цим, він спочатку відмовив Бантингу. Незважаючи на це, Бантінг продовжував наполягати і навесні 1921 р знову попросив Маклеода дати дозвіл попрацювати в лабораторії хоча б два місяці. У зв'язку з тим, що саме тоді Маклеод планував поїхати в Європу, відповідно, лабораторія була вільною, він дав свою згоду. Як помічник Бантингу дали студента 5-го курсу Чарльза Беста, який добре знався на методах визначення цукру в крові і сечі.

Для того, щоб провести експеримент, що вимагає великих витрат, Бантінг продав майже все, що у нього було.

Кільком собакам перев'язали протоки підшлункової залози і стали чекати її атрофії. 27 липня 1921 р собаці, у якої була відсутня підшлункова залоза, і яка перебувала в прекомі, ввели екстракт атрофованої підшлункової залози. Через кілька годин у собаки відзначалося зниження рівня цукру в крові і сечі, зник ацетон.

Потім екстракт підшлункової залози ввели вдруге, і вона прожила ще 7 днів. Цілком ймовірно, що вдалося б продовжити життя собаки ще на якийсь час, але у дослідників закінчився запас екстракту. Це було пов'язано з тим, що отримання інсуліну з підшлункової залоз собак - дуже трудомістка і тривала робота.

Далі Бантінг і Бест почали добувати екстракт з підшлункової залози ще не народжених телят, у яких ще не почали вироблятися травні ферменти, але вже вироблялося достатню кількість інсуліну. Кількості інсуліну тепер було досить для того, щоб підтримувати життя піддослідного собаки вже до 70 днів. На той час Маклеод повернувся з Європи і потроху став цікавитися роботою Бантінга і Беста, він прийняв рішення підключити до неї весь персонал лабораторії. Бантінг з самого початку назвав отриманий екстракт підшлункової залози іслетіном, але потім прислухався до пропозиції Маклеода і перейменував його в інсулін (від лат. Insula - «острів»).

Дослідження по отриманню інсуліну успішно продовжувалися. 14 листопада 1921 р Бантінг і Бест зробили повідомлення про результати своїх досліджень на засіданні клубу «Фізіологічного журналу» університету Торонто. Через місяць вони розповіли про свої успіхи в Американському фізіологічному суспільстві в Нью-Хейвені.

Кількість екстракту, який отримували з підшлункової залоз великої рогатої худоби, забитого на бойні, стало швидко збільшуватися, був потрібен фахівець для забезпечення тонкого очищенняінсуліну. Для цього в кінці 1921 р Маклеод запросив до роботи відомого біохіміка Джеймса Колліпом, він дуже швидко домігся хороших результатівз очищення інсуліну. До січня 1922 Бантінг і Бест вирішили почати перші клінічні випробування інсуліну на людину.

Спочатку вчені ввели по 10 умовних одиниць інсуліну один одному, а вже потім - добровольцю. Ним став 14-річний хлопчик Леонард Томпсон, який хворів на цукровий діабет. Першу ін'єкцію йому зробили 11 січня 1922 року, але вона була не зовсім вдалою. Причиною цього було те, що екстракт недостатньо очистили, почала розвиватися алергія. Наступні 11 днів Колліпом наполегливо працював в лабораторії з метою поліпшення екстракту, вже 23 січня хлопчикові зробили другу ін'єкцію інсуліну.

Після введення інсуліну хлопчик став швидко йти на поправку - він був першою людиною, який вижив завдяки інсуліну. Деякий час по тому Бантінг врятував від неминучої смерті свого друга - лікаря Джо Джількріста.

Звістка про те, що інсулін вперше успішно застосували 23 січня 1922 р дуже швидко стала міжнародною сенсацією. Бантінг і його колеги практично воскрешали сотні хворих на діабет, особливо з важкими формами. Люди надсилали дуже багато листів з проханнями про лікування, деякі приїжджали безпосередньо в лабораторію. Незважаючи на все це, на той момент існувало дуже багато недоліків - препарат інсуліну ще не стандартизировали, засобів самоконтролю не було, і що вводяться дози відміряли грубо, на око. У зв'язку з цим, часто відбувалися гіпоглікемічні реакції організму, коли рівень глюкози падав нижче норми.

Незважаючи на все це, тривали удосконалення впровадження інсуліну в повсякденну лікарську практику.

Університет Торонто розпочав продаж фармацевтичним компаніям ліцензії на виробництво інсуліну, вже до 1923 року він став доступний всім хворим на цукровий діабет.

Дозвіл на виробництво ліків отримали компанії «Лілі» (США) і «Ново Нордіск» (Данія), вони і зараз є лідерами в цій галузі. Бантингу в 1923 р університет Торонто присвоїв ступінь доктора наук, його обрали професором. Крім цього було прийнято рішення відкрити відділення медичних спеціальних досліджень для Бантінга і Беста, їм призначили високі персональні оклади.

У 1923 р Бантингу і Маклеоду присудили Нобелівську премію з фізіології і медицині, яку вони на добровільних засадах розділили з Бестом і Колліпом.

У 1926 р вчений-медик Абель синтезував синтезувати інсулін в кристалічному вигляді. Через 10 років датський дослідник Хагедорна добув інсулін пролонгованої (продовженого) дії, а ще через 10 років створив нейтральний протамін Хагердона, він до цих пір є одним з найбільш популярних видів інсуліну.

Хімічний склад інсуліну встановив британський молекулярний біолог Фредерік Сенгер, якому привласнили в 1958 р за це Нобелівську премію. Інсулін став першим білком, послідовність амінокислот якого повністю розшифрували.

Просторова будова молекули інсуліну встановили за допомогою методу рентгенівської дифракції в 1990-х рр. Дороті Кроуфт Ходжкин, її також нагородили Нобелівською премією.

Після того, як Бантінг добув бичачий інсулін, досліджували інсулін, отриманий з підшлункової залоз свиней та корів, а також інших тварин (наприклад, китів і риб).

Молекула людського інсуліну складається з 51 амінокислоти. Свинячий інсулін відрізняється тільки однією амінокислотою, коров'ячий - трьома, але це не заважає їм нормалізувати рівень цукру цілком добре. Незважаючи на це, у інсуліну тваринного походження існує великий недолік - у більшої частини хворих він стає причиною алергічної реакції. У зв'язку з цим були потрібні подальші роботи з удосконалення інсуліну. У 1955 р розшифрували структуру людського інсуліну, і приступили до робіт по його виділенню.
Вперше це зробили в 1981 р американські вчені Жильбер і Ломедіко. Деякий час по тому з'явився інсулін, який отримали з пекарських дріжджів методом генної інженерії. Інсулін став першим з людських білків, який синтезували в 1978 р генетично модифікованої бактерією Е. coli. З цього моменту в біотехнології почалася нова епоха. Починаючи з 1982 р американська компанія «Генентех» випускає людський інсулін, який синтезували в біореакторі. Він не призводить до появи алергічних реакцій.

Фармакологічна дія (за даними виробника)

Інсулін є засобом, який знижує цукор і має здатність регулювати вуглеводний обмін; підсилює засвоєння тканинами глюкози і сприяє її перетворенню в глікоген, крім цього полегшує проникнення глюкози в клітини тканин.

Крім надання гіпоглікемічної дії (зниження рівня цукру в крові), інсулін має кілька інших ефектів: підвищує запаси глікогену в м'язах, стимулює синтез пептидів, знижує витрату білка і ін.

Вплив інсуліну супроводжується стимуляцією або пригніченням (придушенням) деяких ферментів; стимулюються глікогенсинтетазу, піруватдегідрогеназа, гексокіназа; ингибируются ліпаза, яка активує жирні кислоти жирової тканини, ліпопротеїнова ліпаза, яка б знизила "помутніння" сироватки крові після прийому їжі, насиченою жирами.

Ступінь біосинтезу і секреції (виділення) інсуліну залежить від вмісту глюкози в крові. При підвищенні її концентрації посилюється секреція інсуліну підшлунковою залозою; зниження концентрації глюкози в крові уповільнює секрецію інсуліну.

Дія інсуліну безпосередньо пов'язане з його взаємодією зі специфічним рецептором, який знаходиться на плазматичній мембрані клітини, і освіту інсулінрецепторний комплексу. Інсуліновий рецептор разом з інсуліном проникає в клітину, там впливає на процеси Фосфолірованіе клітинних білків; механізм дії подальших внутрішньоклітинних реакцій до кінця не відомий.

Активність інсуліну визначають біологічним шляхом (по здатності знижувати концентрацію глюкози в крові у здорових кролів) і одним з фізико-хімічних методів (методом електрофорезу на папері або методом хроматографії на папері). За одну одиницю дії (ОД), або інтернаціональну одиницю (ИЕ), приймають активність 0,04082 мг кристалічного інсуліну.

Метаболічні ефекти інсуліну

1. Покращує поглинання клітинами глюкози і інших речовин;
2. Активує основні ферменти гліколізу;
3. Збільшує інтенсивність синтезу глікогену - інсулін форсує запасання глюкози клітинами печінки і м'язів за допомогою полімеризації її в глікоген;
4. Знижує інтенсивність глюконеогенезу - зменшується створення в печінці глюкози з різних речовин невуглеводної природи (білків і жирів).

Анаболическое дію інсуліну

• Впливає на посилення поглинання клітинами амінокислот (особливо лейцину і валіну);
• Покращує пересування в клітку іонів калію, а також магнію і фосфату;
• Впливає на посилення реплікації ДНК і біосинтезу білка;
• Підсилює синтез жирних кислот і подальшу їх етерифікацію - в жировій тканині і в печінці
• Стимулює перетворення глюкози в тригліцериди; при нестачі інсуліну відбувається зворотне - мобілізація жирів.

Антикатаболическое дію інсуліну

1. Пригнічує гідроліз білків - знижує деградацію білків;
2. Зменшує ліполіз - знижує надходження жирних кислот в кров.

Види лікарем інсуліну в бб

Інсулін короткої дії

Короткий інсулін починає діяти в разі підшкірного введення через 30 хвилин (в зв'язку з цим вводять за 30-40 хвилин до їжі), максимум дії доводиться через 2 години, зникає з організму через 5-6 годин.

Кращий вибір

• Хумулін Регуляр
• Актрапид hм

Інсулін ультракороткої дії

Ультракороткий інсулін починає діяти через 15 хвилин, максимум через 2 години, зникають з організму через 3-4 години. Він фізіологічніше, його можна вводити прямо перед прийомом їжі (за 5-10 хвилин) або відразу після їжі.

Кращий вибір

• Інсулін лізпро (Хумалог) - напівсинтетичний аналог людського інсуліну.
• Інсулін аспарт (НовоРапід Пенфилл, НовоРапід ФлексПен).
• Інсулін глулізін (Хумалог)

Переваги та недоліки інсуліну

переваги

• Маленька вартість курсу
• Широка доступність - препарат можна без проблем купити в аптеці
• Висока якість - підробки майже на зустрічаються, на відміну від стероїдів
• Відсутня токсичність, мала ймовірність виникнення побічних ефектів, Майже повна відсутність наслідків курсу
• Малий феномен відкату
• Має виражену анаболічним дією
• Можна комбінувати з анаболічними стероїдамиі іншими засобами
• Відсутня андрогенное вплив

недоліки

• Складна схема прийому
• Відбувається значне збільшення жиру
• гіпоглікемія

прийом інсуліну

1. Даний курс ідеальний для набору 5-10 кг м'язової масипротягом 1-2 місяців, далі необхідно зробити перерву не менш двох місяців, щоб відновити власну секрецію.
2. Вивчіть механізм дії інсуліну, в тому числі заходи боротьби з гіпоглікемією.
3. Починати курс слід з дози 10 ОД підшкірно, з часом (1 раз в день або через день) збільшуйте дозування на 2 ОД.
4. З особливою уважністю відстежуйте реакцію організму на збільшення дози!
5. Далі можна збільшити дозу до 15-20 ОД, великі дози не рекомендуються (варто зазначити, що це залежить від чутливості тканин до інсуліну, деякі спортсмени відмінно переносять 50-60 ОД інсуліну і тільки при прийомі таких доз ростуть, але це можна з'ясовувати тільки поступово збільшуючи дози).
6. Слід зазначити, що інсулінові шприци мають різні шкали. Шприци U-40 використовують для ін'єкцій інсуліну, що містить 40 одиниць в 1 мл. Шприци U-100 зовні дуже нагадують U-40, але їх застосовують для препаратів з вмістом 100 одиниць інсуліну в 1 мл.
7. Частоту ін'єкцій можна змінювати, але найбільш щадним вважають прийом через день. Краще виконувати ін'єкції відразу після тренування (але тільки тоді, коли тренування закінчується не пізно ввечері в разі споживання інсуліну короткої дії, якщо необхідно прийняти інсулін після тренування ввечері, це повинен бути інсулін ультракороткої дії, в зв'язку з тим, що він працює всього 3 години і встигне перестати працювати до сну), так як відразу після неї повинен слідувати рясний прийом їжі, для забезпечення поставки вуглеводів в кров. Крім цього, інсулін має властивість пригнічувати катаболические процеси, викликані фізичним стресом під час тренінгу. Тривалість курсу при такому режимі становить 2-2,5 місяці.
8. Можна виконувати ін'єкції щодня і навіть 2 рази на день, але тоді тривалість курсу слід скоротити до 1,5-2 місяців.
9. Якщо застосовуєте інсулін ультракороткої дії, то робити ін'єкцію треба безпосередньо після рясного прийому їжі, багатої вуглеводами.
10. Якщо застосовуєте інсулін короткої дії, робити ін'єкцію треба за 30 хвилин до рясного прийому їжі, багатої вуглеводами.
11. На 1 ОД інсуліну, слід приймати 6 г вуглеводів.
12. Робіть ін'єкції в різні місця, щоб уникнути липодистрофии (нерівності в підшкірно-жирової клітковини).
13. Для успішного проходження курсу слід дотримуватися висококалорійну дієту, проводити силові тренування, А також вживати спортивне харчуваннядля набору маси.

Запобіжні заходи

1. Починати курс слід з невеликої дози - 5-10 ОД, для перевірки реакції організму.
2. Виконуйте тільки підшкірні ін'єкції
3. Не робіть ін'єкції перед тренуванням
4. Не робіть ін'єкції відразу перед сном
5. Після ін'єкції слід забезпечити організм вуглеводами (у здорової людини цукор в крові натще коливається від 3 до 5,5 ммоль / л. Кожна одиниця інсуліну знижує цукор крові на 2,2 ммоль / л. Якщо вколоти 20 одиниць інсуліну ультракороткої дії, може розвинутися гіпоглікемія .
6. В ендокринології (куди відноситься інсулін) є таке поняття, як "хлібна одиниця". Незалежно від виду і кількості продукту, що не важливо, що це, одна хлібна одиниця містить 12-15 грамів засвоюваних вуглеводів. Вона підвищує рівень цукру в крові на одну і ту ж величину - 2,8 ммоль / л - їй треба для засвоєння організмом приблизно 1,5-2 одиниці інсуліну. Більш широко про цю міру обчислення можна дізнатися в інтернеті.
7. Тепер порахуємо. На 20 одиниць інсуліну слід прийняти 10-15 хлібних одиниць, це одно 120-150 г чистих вуглеводів. Наприклад, нехай буде 300-450 грам білого хліба.

Побічні дії інсуліну

• Гіпоглікемія або зменшення вмісту глюкози в крові, це призводить до всіх інших проявів. Гіпоглікемію можна без проблем запобігти
• Сверблячка в області уколу
• Алергія спостерігається дуже рідко
• Зменшення ендогенної секреції інсуліну буває тільки на тривалих курсах, коли використовують високі дози інсуліну
• Інсулін НЕ НАДАЄ токсичного впливу на печінку чи нирки, він НЕ ВИКЛИКАЄ порушень статевої функції (потенції).

Показання до лікарського застосування інсуліну

Цукровий діабет.

У невеликих дозах (5-10 ОД) інсулін застосовують при захворюваннях печінки (гепатити, початкові стадії цирозу), при ацидозі, виснаженні, занепаді харчування, фурункульозі, при тиреотоксикозі.

У психоневрологічній практиці інсулін використовують при алкоголізмі, при виснаженні нервової системи (в дозах, які спричиняють гіпоглікемічну стан).

У психіатрії - для инсулинокоматозной терапії (при лікуванні деяких форм шизофренії вводять розчин інсуліну в великих кількостях, які при поступовому збільшенні доз викликають гипогликемический шок).

У дерматології інсулін застосовується при діабетичної токсідерміі, як неспецифічне засіб - при екземі, вугрової висипки, кропивниці, псоріазі, хронічних піодерміях і дріжджових ураженнях.

Протипоказання до медичного застосування

Гострий гепатит, панкреатит, нефрит, нирковокам'яна хвороба, виразкова хвороба шлунка та дванадцятипалої кишки, декомпенсований порок серця.

Інсуліном називається гормон, що виробляється бета-клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози. Назва інсуліну походить від латинського insula - острів. ефекти інсуліну

Незважаючи на те, що інсулін викликає безліч ефектів в різних тканинах людського тіла, його основним ефектом є стимулювання переходу глюкози з крові всередину клітин, що призводить до зниження концентрації глюкози в крові.

Іншими ефектами інсуліну є стимулювання синтезу в печени і м'язах глікогену з глюкози, збільшення створення жирів і білків, пригнічення активності ферментів, що руйнують жири і білки. Таким чином, інсулін володіє анаболічним дією, оскільки посилює утворення жирів і білків, одночасно уповільнюючи їх розпад.

Основний ефект інсуліну полягає в посиленні перенесення глюкози через клітинну мембрану всередину клітини. Інших гормонів, що знижують рівень глюкози крові, в організмі людини не існує. Основні ефекти інсуліну проявляються в м'язах і жировій тканині, тому ці тканини називають інсулінозалежними. Рівень глюкози крові знижується при впливі інсуліну і підвищується при впливі т.зв. гіперглікемічних гормонів (глюкагону, соматотропного гормону, Глюкокортикоїдів).

Додатковими ефектами інсуліну є збільшення інтенсивності утворення глікогену, зменшення утворення глюкози в печінці, посилення поглинання клітинами амінокислот, необхідних для синтезу білка. Одночасно інсулін зменшує руйнування білків і жирів. Таким чином, загальний ефект інсуліну є анаболічним - спрямованим на формування жирової і м'язової тканини.

будова інсуліну

Інсулін є поліпептидним гормоном, що складається з двох амінокислотних ланцюгів: А- і В-ланцюга. Поліпептидні ланцюги з'єднуються дисульфідними містками. Людський інсулін за структурою близький до свинячого і бичачого, хоча і відрізняється від них одним і трьома амінокислотними залишками відповідно.

відкриття інсуліну

Острівці підшлункової залози були відкриті в 1869 році Паулем Лангергансом при мікроскопічному дослідженні структури підшлункової залози. У 1889 році Оскар Малиновски в Німеччині при видаленні підшлункової залози у собаки викликав у неї симптоми цукрового діабету. У 1921 році Ф. Бантінг і Ч. Бест виділили з клітин острівців підшлункової залози інсулін, а Д. Колліпом розробив методику його очищення.

У 1922 році інсулін вперше був введений пацієнту, який страждає на цукровий діабет. його лікувальну діюпоказало, що такий вид терапії є найбільш ефективним. У наступні роки основні зусилля вчених були спрямовані на організацію виробництва у великих кількостях. У 1923 році була вручена Нобелівська премія за відкриття і виділення інсуліну. В подальшому аминокислотная структура інсуліну була повністю розшифрована Ф. Сенгером.

синтез інсуліну

У острівцевих клітинах підшлункової залози інсулін синтезується в кілька етапів. На першому етапі відбувається синтез молекули попередника інсуліну - препроінсуліну. На другому етапі від молекули препроінсуліну відділяється сигнальний пептид, після чого утворюється проінсулін. Після дозрівання відбувається утворення остаточної молекули інсуліну. На етапі дозрівання від молекули проінсуліну відділяється С-пептид, який не робить біологічної дії. Після відділення С-пептиду формується активна форма інсуліну.

Виділення інсуліну в кров відбувається при підвищенні рівня глюкози в крові. Додатково регуляція вироблення інсуліну проводиться автономної нервової системи. Руйнування інсуліну відбувається в печінці та нирках при впливі ферменту інсулінази.

препарати інсуліну

В даний час фармацевтична промисловість виробляє значну кількість препаратів інсуліну, що мають різні біологічні ефекти. Виділяють людський, свинячий інсуліни, інсулін великої рогатої худоби. За ступенем очищення розрізняють традиційні, монопіковие, монокомпонентні інсуліни. За часом дії виділяють інсуліни короткої та пролонгованої дії. Останні діляться на інсуліни середнього, тривалого і наддовго терміну дії. Є також інсуліни ультракороткої і депо-інсуліни, що виділяються повільно з підшкірної клітковини.

Підбір схеми інсулінотерапії - складне і дуже відповідальний захід. Від правильності вибору форми інсуліну і схеми його дозування залежить успішність досягнення компенсації цукрового діабету і, як наслідок, якість життя пацієнта.

• Типи цукрового діабету

  В даний час виділяється два основних типи цукрового діабету, що розрізняються по причині і механізму появи, а також за принципами лікування

• Цукровий діабет 1 типу

  Цукровий діабет 1 типу - захворювання ендокринної системи, для якого характерною ознакою є підвищена концентрація глюкози в крові, яке розвивається через деструктивних процесів в специфічних клітинах підшлункової залози, які секретують гормон - інсулін, внаслідок чого спостерігається абсолютний брак інсуліну в організмі

• Цукровий діабет 2 типу

  Цукровий діабет 2 типу - одна з різновидів цукрового діабету - захворювання обміну речовин, що виникає в результаті зниженої чутливості клітин до інсуліну, а також відносної недостачі інсуліну в організмі

• Гестаційний цукровий діабет при вагітності

  Гестаційний цукровий діабет може розвиватися при вагітності (приблизно в 4% випадків). В його основі лежить зниження здатності по засвоєнню глюкози

• гіпоглікемія

  Гіпоглікемією називають патологічний стан, що характеризується зниженням концентрації глюкози в плазмі крові нижче рівня 2,8 ммоль / л, що протікає з певною клінічною симптоматикою, або менше 2,2 ммоль / л незалежно від наявності або відсутності клінічних ознак

• Кома при цукровому діабеті

  Інформація про найбільш небезпечному ускладненні цукрового діабету, що вимагає екстреної медичної допомоги, - комі. Описуються види ком при цукровому діабеті, їх специфічні ознаки, тактика лікування

• Синдром діабетичної стопи

  Синдром діабетичної стопи - одне з ускладнень цукрового діабету, поряд з діабетичної офтальмопатією, нефропатією і ін., Що представляє собою патологічний стан, який виник внаслідок ураження периферичної нервової системи, артеріального і мікроциркуляторного русла, що виявляється гнійно-некротичними, виразковими процесами і пошкодженням кісток і суглобів стопи

• Про діабеті

  Цукровий діабет - термін, який би ендокринні захворювань, характерною рисоюяких є недостатність дії гормону інсуліну. Головним симптомом цукрового діабету є розвиток гіперглікемії - збільшення концентрації глюкози в крові, що має стійкий характер