Insulina este o metoda semi-sintetic pentru a obține

Insulina este o substanță care este produsă în pancreas ( „insulițe“). Acest hormon este esential in metabolismul practic toate țesuturile corpului, deoarece membranele celulare asigură transparența componentelor de glucoză. In timp ce preparat de insulină nu a fost stabilită o metodă de sinteză, mulți pacienți cu diabet au fost sortite, ca glucoza este utilizat pentru producerea de toate tipurile de molecule care conțin carbon, și este singura sursă de energie pentru mitocondrii. In absenta insulinei membranei celulare trece cantități neglijabile de glucoza, ceea ce duce la moartea celulelor din lipsa de nutriție.

Deficiența absolută și relativă de insulină

Diabetul, după cum știm, există două tipuri. Primul tip apare atunci când o persoană este prezentă în distrugerea celulelor beta ale mai sus „insulele Langerhans“. Acest deficit absolut de insulina. Diabetul dezvolta al doilea tip, la o deficiență relativă de insulină - expunerea incorectă a insulinei asupra unui anumit tip de tesut.

Faptul că nivelul de zahăr din sânge este reglementată de unele hormon din pancreas, a făcut presupunerea medic român IM Sobolev, în mijlocul secolului al 19-lea. Ceva mai târziu, P. Langerhans a constatat că în fier acolo orice zone speciale, și O. Minkowski și J. Mehring stabilește legătura între aceste „insule“ și nivelul de zahăr din sânge în cursul experimentelor pe câini. Aproximativ 20 de ani lăsat pe ea pentru a extrage „insulele Langerhans“ este că ele produc, și încearcă să introducă o substanță produsă sub formă de soluții apoase ale acelorași câini. Trebuie spus că experiențele de vindecare a condițiilor de diabet zaharat în prieteni cu patru picioare să se realizeze în 1916, dar dezvoltarea lor a fost întreruptă de Primul Război Mondial (N. Paulesku).

În cursul experimentelor pe animale câini F. Bunting astfel operat pe pancreas, că o mare parte din ea este degenerat, lăsând doar zonele cu celule Langerhans. După o serie de experimente Banting a decis să ia pentru prepararea extractelor de pancreas vițel fetal, care conținea încă nici glande digestive, iar materialul rezultat a fost testată la 14 ani de L. Thompson, care a primit o reacție alergică severă, datorită componentelor laterale. Șterge de impurități a luat D. Collip, având ca rezultat a fost izolat prima insulina, care a revenit din comă zece ani băiat în vârstă. În mod similar, insulina produsă chiar și astăzi, în unele țări din pancreas de bovine (bovină) sau porcine. De la 1 kg de substanță poate fi recuperată de 0,1 g de insulină.

Tehnologia secolului trecut

Pentru producerea de mărunțit (de multe ori congelate) materia primă este supusă extracției acide etanol (tratament în două etape cu etanol acidifiat), după care rezultatele reacției chimice este neutralizat și supus sărare în procedură - separarea din soluție prin adăugarea unei alte substanțe, mai multe săruri de zinc. Soluția a cristalizat și se usucă. Extractul după o astfel de manipulare cuprinde aproximativ 90% din insulina. Acțiunile rămase dețin substanțe suplimentare:

polipeptid pancreatic;
glucagon;
proinsulina;
somatostatina.

Aceste elemente fac preparatul rezultat este imunogen, adică corpul uman produce anticorpi care provoacă reacții alergice. Imunogenitatea medicamentului se bazează în principal pe proinsulina, care este un precursor al moleculei de insulină și mai cuprinde (C-peptidă), care are diferite modificări în diferite ființe vii.

insulină monocomponent

Înainte de medici și oameni de știință de la descoperirea insulinei a fost o chestiune de creștere a gradului de purificare pentru a reduce reacțiile alergice ale pacienților. În acest scop, extractul de mai sus de puritate standard, direcționat cromatografiei (de obicei lichide) în timpul căreia monopikovy insulinei formate pe pereții aparatelor (inclusiv monodezamino- monoagregin- și monoetilinsuliny). Dacă materialul rezultat este supus cromatografiei de mai multe ori, se transformă insulina monocomponent, care produce în mod semnificativ mai puține efecte secundare și are o activitate ridicată. Astfel de insuline pe sticla au etichetat în mod tipic „MS“.

Cum se ajunge insulina in secolul 21? Este încă nu caduc mai sus metoda semisintetic, când hrana trece prin mai multe etape de purificare. Dezavantajul în acest caz, este dependentă de aprovizionarea de la fermele de animale. Alte două moduri - ciclu chimic plin, sau producția de glande pancreatice umane nu sunt posibile datorită neeconomice, lipsite de etică în ceea ce privește utilizarea de tesut uman. Prin urmare, din moment ce companiile sfârșitul secolului 20 de Vest ( „societății Hoechst“, „Novo Nordisk“, „Eli Lilly“, „Aventis“) stapanit si tehnologia de biosinteză brevetat bazat pe inginerie genetică.

Rolul E. coli și drojdie în generarea de insulină

Descrierea procesului de producere a insulinei prin sinteză biologică arată în linii mari, aproximativ după cum urmează: gena insulină umană selectată introdus în genomul E. coli, care sintetizează rapid proinsulina, din care enzima este apoi scindată C-peptid (fabricat de „Eli Lilly“ tehnologie). „Novo Nordisk“ produce un hormon oarecum diferit. Aici am creat o miniproinsulin genă artificială, care are o peptidă C „coadă“. Acesta este considerabil mai scurt decât cel al insulinei pentru medicamentul dorit. Gena este plasat într-o celulă de drojdie, care este împărțit pentru a genera volumele necesare de materii prime. După aceea, materialul rezultat este îndepărtat mini peptidă C pentru a da o substanță cu un grad ridicat de purificare este identică cu insulina umană.

Corporation ca „Aventis“ se bazeaza pe gena macaci, care coincide cu insulină la insulină umană. Folosind acidul ribonucleic șablon, ADN-ul de clonare a acestei gene și este introdusă în celulele de Escherichia coli. Sarcina principală a companiilor producătoare este o curățare completă a produsului finit din impuritățile sub formă de urme de activitate a microorganismelor și a resturilor de organisme în sine. Metode moderne de control în producție îi permite să facă acest lucru în mod eficient, ca insulina biosinteză este aproape identic între furnizori majori din lume.

Perioada de acțiune a medicamentelor

In primele zile ale insulinei sa apariție a avut un timp relativ scurt de acțiune (debutul acțiunii de 15-40 minute, dar „de lucru“ nu mai mult de 1,5-4 ore), ceea ce a condus la necesitatea de a crea o durata lunga de actiune medicamente. Compoziția lor chimică include protamină (proteina extrasă din lapți de pește, este alcalin), tampon fosfat (pentru a menține un nivel de pH neutru), și zinc, precum și fenol (kreazon) pentru a permite cristalizarea. Ca urmare a acestor adăugări sa transformat insulina NPH.

Odata ce cercetatorii au descoperit ca adaugarea unor cantitati mici de zinc, în condiții de pH neutru durata de acțiune a insulinei prelungi. A fost inventat suspensie de zinc insulina (ISC), prima formă de dozare a insulinei, care a fost „buclă“. El și analogii săi ulterioare au permis să se obțină un efect terapeutic in 6-8 ore pentru acțiune intermediară insulină, iar în 8-10 ore - de acțiune pe termen lung. Cu toate acestea, trebuie reamintit că insulina intermediară și cu acțiune prelungită, începe să „lucreze“ la 2 și 4 ore și acționează 6-8 și 8-10 ore, respectiv.

Prin urmare, fiecare trebuie să aibă un regim de diabet zaharat de ceas individuale de insulină.

Insulina ca un medicament finit conține, de asemenea, conservanți și dezinfectanți. Se krezon și fenol (în cazul în care acestea sunt, apoi medicamentul miroase neplăcut), metilparaben, ionii de zinc. Fiecare formă de dozare conține o componentă dezinfectantă. De exemplu, ISC nu contribuie fenol, deoarece modifică proprietățile fizice ale insulinei (utilizată în ISC metil parabenzoat). Mai mult decât atât, în preparate au ingrediente care conferă proprietăți de tamponare și insulină convertit la starea cristalină. Pentru aceasta ISC NaCl, alte formulări - fosfați. Pacienții pot primi insulină sub diverse forme, inclusiv aerosoli, soluție sau suspensie. Medicamentul poate fi fie un pH neutru și acid. Concentrațiile standard ale produselor sunt după cum urmează: 500 U \ ml, 250, 100, 80 și 40.