Інсулін і ліки, що його заміщають

Інсулін – унікальний гормон, дефіцит якого веде до розвитку важкого і загрожує життю захворювання – цукрового діабету. Один із засновників Лондонського королівського товариства лікар Т. Вілліс, до речі, вельми поважного віку, припустив, що діабет супроводжується наростанням глюкози в крові, так як сеча хворих, яку він спробував, виявилася солодкою. Але цей факт не став надбанням громадськості, оскільки медики йому не повірили, визнали його примхою старого лікаря. Згодом англійський лікар П. Добсон виявив в сечі діабетиків глюкозу (вже не на смак), і з тих пір підвищений рівень цукру в крові і його виділення з сечею стали головними симптомами цукрового діабету. Захворювання характеризується хронічним перебігом, порушенням всіх видів обміну речовин і тонусу кровоносних судин. Характерними для нього є спрага, сухість у роті, зниження маси тіла (або ожиріння), слабкість, підвищене виділення сечі, сухість слизових оболонок і шкіри. Кількість сечі, виділене за добу хворим, може досягати 6 л і більше; в сечі виявляється поряд з глюкозою і білок. В результаті порушення всіх обмінних процесів можуть розвинутися катаракта, діабетична ангіопатія, ретинопатія, нейро- і нефропатія, атеросклероз, ацидоз (у результаті закислення внутрішнього середовища організму) і в найбільш важких випадках – діабетична кома. При певній формі цукрового діабету, яку називають інсулінозалежній, єдиними ліками є інсулін.

Це дивна речовина подарувало відкрив його вченим дві Нобелівські премії.

У 1916 році працював в Англії фізіолог Е. Шарпі-Шефер припустив, що групи клітин, що розташовуються в підшлунковій залозі острівцями, виробляють гормон, який регулює рівень цукру в крові (дивись малюнок 2.3.1). Ці острівці були вперше описані німецьким патологом П. Лангергансом в 1869 році і отримали його ім’я. Шарпи-Шефер запропонував назвати такий гормон інсуліном, від латинського слова insula – острівець.

Тепер відомо, що підшлункова залоза служить, в основному, для вироблення панкреатичного соку, що містить ферменти, необхідні для переварювання білків, жирів і вуглеводів. Інсулін же виробляється острівковими клітинами з неактивного попередника – проінсуліну. Крім інсуліну ці клітини виробляють також глюкагон, який є фізіологічним антагоністом інсуліну і стимулятором його секреції, і соматостатин, пригнічує виділення гормону росту і ряду інших гормонів.

Коли 29-річний Фредерік Бантінг повернувся з військової служби після Першої Світової Війни, він вирішив зайнятися медичною практикою. В один із днів 1920 року прочитав журнальну статтю про зміни в підшлунковій залозі, якщо її протока закупорюється каменями. У нього виникла смутна здогадка, що розлади функції підшлункової залози можуть спровокувати розвиток діабету, а значить і лікування останнього повинно бути пов’язано з продуктами її діяльності. Ця ідея, реалізація якої згодом увінчалася Нобелівською премією, осінила його в 2 год ночі. 16 травня 1921 року почалася робота, в якій брав участь, крім Ф. Бантінга, професор університету Торонто Дж. Маклеод і студент Чарльз Бест. Вже через 3 місяці з підшлункової залози були отримані препарати (як пізніше з’ясувалося, що містять інсулін), які знижували рівень глюкози в крові у тварин з експериментальним діабетом. Незабаром вчені навчилися виділяти інсулін з підшлункової залоз телят і корів. До січня 1922 перші пацієнти однієї з лікарень Торонто вже лікувалися від цукрового діабету інсуліном. Це була перемога! У 1923 році Ф. Бантінг і Дж. Маклеод отримали Нобелівську премію. Свою частину премії Бантінг розділив з Бестом, а Маклеод – з Колипа, що розробив найбільш ефективний метод виділення інсуліну. Цей вчинок приніс вченим величезну повагу і визнання колег.

Тільки через багато років Фредерік Сенгер встановив структуру інсуліну, що уможливило його синтез, і отримав за це Нобелівську премію (1958 рік). Він, до речі, є першим серед хіміків двічі лауреатом премії Нобеля; друга була присуджена йому за розшифровку будови нуклеїнових кислот.

Інсулін, разом з іншим гормоном підшлункової залози – глюкагоном, регулюють вуглеводний обмін, тобто засвоєння організмом вуглеводів і містять їх речовин з метою забезпечення енергетичної потреби людини. Одним з основних і легкодоступних джерел енергії в організмі людини є глюкоза, що утворюється після перетравлення вуглеводів (головним чином, крохмалю та цукру), що надходять з їжею. Наприклад, головний мозок може працювати тільки за рахунок глюкози; скелетні м’язи і серце, поряд з глюкозою, можуть виробляти енергію з жирів. Інсулін забезпечує утилізацію глюкози, що розноситься кров’ю, сприяючи її проникненню в клітини. Таким чином, він знижує вміст глюкози в крові, надаючи сахароснижающее (гіпоглікемічну) дію. Глюкагон ж, навпаки, викликає збільшення рівня глюкози в крові (гіперглікемія). Активність інсуліну висловлюють в одиницях дії (ОД) або в міжнародних одиницях дії (МЕ). 1 одиниця відповідає активності 0,04082 мг кристалічного інсуліну. Людська підшлункова залоза містить до 8 мг інсуліну (200 ЕД). Ступінь біосинтезу і виділення в кров інсуліну залежать від вмісту глюкози в плазмі: при підвищенні її змісту секреція посилюється, при зниженні – зменшується (позитивний зворотний зв’язок).

Функції інсуліну не обмежуються тільки допомогою в проникненні глюкози всередину клітини. Вони різноманітні. Інсулін впливає на багато ланок обміну енергії і речовин в організмі людини, сприяючи створенню запасів глюкози і жирів в клітинах печінки, скелетних м’язів, жирової тканини.

Порушення синтезу інсуліну в організмі пов’язано, як правило, з саморуйнуванням (аутоімунної деструкцією) виробляють його клітин. Вважається, що така реакція відбувається у генетично схильних до цього людей під дією інфекції або токсичного впливу зовнішнього середовища, що запускають механізм саморуйнування (аутоагресії). В результаті вміст інсуліну в крові різко знижується (аж до повного його зникнення), і клітини не отримують достатньої кількості глюкози. Глюкоза накопичується в крові і відбувається так зване “засахаривание” організму.

Таке захворювання, обумовлене дефіцитом або низькою біологічною активністю інсуліну, і називається цукровим діабетом.

Розрізняють два типи діабету – інсулінозалежний (або діабет I типу) і інсулінонезалежний (або діабет II типу). При діабеті I типу інсулін фактично не виробляється в організмі (відсутній в крові). Цю форму ще називають “діабетом молодих і худих”, тому що вона вражає дітей і підлітків, а також дорослих, у яких немає ознак ожиріння. Ця форма зустрічається приблизно в 15% випадків цукрового діабету. Основним специфічним засобом її лікування є інсулін. Вводити інсулін доводиться ін’єкційно (а це все життя!), Так як він руйнується травними ферментами.

Решта 85% хворих страждають більш легкою формою діабету, яка зустрічається, головним чином, у дорослих і, як правило (70%), у огрядних людей. При цій формі діабету – її називають ІНСУЛІННЕЗАЛЕЖНОГО – власний (ендогенний) інсулін виробляється, але або через недостатнє його кількості, або внаслідок зниження його біологічного ефекту (що відбувається з різних причин), все одно розвивається гіперглікемія. Іноді хворим допомагають дієта і фізичні вправи, що знижують масу тіла. В інших випадках потрібне застосування медичних препаратів, коригувальних гипергликемию. Інсулін для терапії такої форми діабету звичайно не обов’язковий, хоча і може знадобитися (наприклад, під час вагітності, перед хірургічними втручаннями).

Таким чином, інсулін ефективний при діабеті будь-якого типу. Звичайно, жоден з наявних препаратів не може в повній мірі замінити людині гормон, що виробляється власної підшлунковою залозою, яка виділяє його відповідно до потреби в залежності від плазмового рівня цукру. Однак замісна терапія препаратами інсуліну дозволяє значно поліпшити якість життя хворих на діабет, а в багатьох випадках – врятувати їм життя.

Інсулін застосовують не тільки при цукровому діабеті. Він корисний і при таких патологічних процесах, як: загальне виснаження – як стимулятора вироблення білка (анаболічного засобу), а також фурункульоз, тиреотоксикоз, деякі захворювання шлунка (атонія, гастроптоз – опущення шлунка), хронічний гепатит, початкові форми цирозу печінки та навіть деякі психічні захворювання. Іноді інсулін використовують в комплексній терапії при лікуванні гострої коронарної недостатності.

До недавнього часу інсулін для медичного застосування отримували з підшлункової залоз великої рогатої худоби і свиней. З огляду на те, що свинячий інсулін ближче по хімічній будові до людського (вони відрізняються тільки двома амінокислотами), саме він набув найбільшого поширення. Препарати інсуліну, які випускає для лікувальних цілей фармацевтична промисловість, розрізняються не тільки тим, з яких тварин вони отримані, але і по чистоті, концентрації і розчинності, швидкості настання і тривалості ефекту. Сучасні технології дозволяють отримувати препарати, вільні від домішок. Для очищення інсуліну використовують різні способи, але кращі результати дають хроматографічні методи поділу.

Як би добре не був очищений тваринний інсулін, все ж він для людського організму “нерідний”, і тому іноді при його введенні можуть проявлятися алергічні реакції, пов’язані з відповіддю імунної системи на чужорідний білок. Безумовно, більш безпечним є використання людського інсуліну. З середини 80-х років стало можливим отримання людського інсуліну, повністю ідентичного ендогенному гормону, за допомогою генно-інженерної технології. В даний час випускають різні форми людського інсуліну, що дозволяють підібрати для кожного хворого необхідне дозування і тривалість дії. Основних вимог при цьому два: ефект повинен розвиватися швидко і зберігатися досить довго (щоб зменшити число ін’єкцій).

Різноманіття лікарських форм досягається додаванням різних компонентів, що дозволяють, головним чином, подовжити (пролонгувати) дію інсуліну. Як правило, використовують цинк, який утворює розчинний комплекс з кристалічним інсуліном, різні стабілізуючі кислотність (буферні) суміші – фосфатний або ацетатний буфер – і протамін (білок з молок форелі), що дозволяють збільшити тривалість дії за рахунок сповільненого вивільнення інсуліну. Незалежно від виду вихідної сировини і ступеня очищення, всі препарати інсуліну випускають з активністю 40 або 100 ОД / мл. За часом настання і тривалості дії їх можна розділити на чотири групи.

1. Препарати інсуліну швидкої дії: застосовують 2-4 рази на добу, ефект проявляється через 30 хв, досягає максимуму через 1,5-2 год і триває 4-6 ч.
2. Препарати інсуліну середньої тривалості дії: призначають 2 рази на добу, початок дії через 1,5-2 год, пік – в інтервалі 3-12 год і тривалість – 8-12 ч.
3. Препарати інсуліну тривалої дії: застосовують, як правило, 1-2 рази на добу, початок дії через 4-8 год, максимум – в інтервалі 8-18 год і тривалість – 20-30 год.
4. Змішані препарати інсулінів короткої та середньої тривалості дії дозволяють отримати швидкий і досить тривалий ефект.

Всі препарати інсуліну вводяться ін’єкційно – підшкірно, внутрішньом’язово і рідше – внутрішньовенно (тільки розчини). Випускаються вони, головним чином, у флаконах з гумовою пробкою і алюмінієвою обкаткою. Кожен флакон містить по 10 мл розчину або суспензії для ін’єкцій з активністю 40 або 100 ОД / мл. В останні роки розроблені більш зручні для пацієнта системи доставки інсуліну – різні “шприц-ручки” (розміром із звичайну авторучку) з висувною голкою, мають змінний патрон з інсуліном. Ці ін’єктори дозволяють пацієнтові при самоконтролі рівня глюкози регулювати кількість введеного інсуліну. Однак, не слід забувати про те, що рівень глюкози крові піддається добовим коливанням, тісно пов’язаний з харчовим раціоном і психоемоційним станом хворого. Тому не варто покладатися “на авось” – постійними супутниками таких хворих повинні бути додаткова доза інсуліну (на випадок зловживання солодощами) і шматочок цукру (в разі передозування інсуліну).

...
ПОДІЛИТИСЯ: