Почему препараты гормона поджелудочной железы

В поджелудочной железе человека, преимущественно в хвостовой ее части, содержится примерно 2 млн. островков Лангерганса, составляющих 1% от ее массы. Островки состоят из альфа–, бета– и дельта–клеток, вырабатывающих соответственно глюкагон, инсулин и соматостатин (ингибирующий секрецию гормона роста).

В данной лекции нас интересует секрет бета–клеток островков Лангерганса – ИНСУЛИН, так как в настоящее время препараты инсулина являются ведущими противодиабетическими средствами.

Инсулин впервые был выделен в 1921 году Banting, Best, – за что они в 1923 году получили Нобелевскую премию. Изолирован инсулин в кристаллической форме в 1930 году (Abel).

В норме инсулин является основным регулятором уровня глюкозы в крови. Даже небольшое повышение содержания глюкозы в крови вызывает секрецию инсулина и стимулирует его дальнейший синтез бета–клетками.

Механизм действия инсулина связан с тем, что гомон усиливает усвоение тканями глюкозы и способствует ее превращению в гликоген. Инсулин, повышая проницаемость мембран клеток для глюкозы и снижая тканевой порог к ней, облегчает проникновение глюкозы в клетки. Помимо стимуляции транспорта глюкозы в клетку, инсулин стимулирует транспорт в клетку аминокислот и калия.

Клетки очень хорошо проницаемы для глюкозы; в них инсулин увеличивает концентрацию глюкокиназы и гликогенсинтетазы, что приводит к накоплению и откладыванию глюкозы в печени в виде гликогена. Помимо гепатоцитов, депо гликогена являются также клетки поперечно–полосатой мускулатуры.

При недостатке инсулина глюкоза не будет в должной мере усваиваться тканями, что выразится гипергликемией, а при очень высоких цифрах глюкозы в крови (более 180 мг/л) и глюкозурией (сахар в моче). Отсюда и латинское название сахарного диабета: «Diabetes mellitus» (сахарное мочеизнурение).

Потребность тканей в глюкозе различна. В ряде тканей – головной мозг, клетки зрительного эпителия, семяпродуцирующий эпителий – образование энергии происходит только за счет глюкозы. В других тканях для выработки энергии, помимо глюкозы, могут использоваться жирные кислоты.

При сахарном диабете (СД) возникает ситуация, при которой среди «изобилия» (гипергликемия) клетки испытывают «голод».

В организме больного, помимо углеводного обмена, извращаются и другие виды обмена. При дефиците инсулина наблюдается отрицательный азотистый баланс, когда аминокислоты преимущественно используются в глюконеогенезе, этом расточительном превращении аминокислот в глюкозу, когда из 100 г белка образуется 56 г глюкозы.

Жировой обмен также нарушен, и это, прежде всего, связано с повышением в крови уровня свободных жирных кислот (СЖК), из которых образуются кетоновые тела (ацетоуксусная кислота). Накопление последних ведет к кетоацидозу вплоть до комы (кома – крайняя степень нарушения метаболизма при СД). Кроме того, в этих условиях развивается резистентность клеток к инсулину.

По данным ВОЗ, в настоящее время число больных СД на планете достигло 1 млрд. человек. По смертности диабет занимает третье место после сердечно–сосудистой патологии и злокачественных новообразований, поэтому СД – острейшая медико-социальная проблема, требующая чрезвычайных мер для решения.

По современной классификации ВОЗ популяция больных СД делится на два основных типа:

1. Инсулинзависимый сахарный диабет (ранее называвшийся юношеским) – ИЗСД (СД–I) развивается в результате прогрессирующей гибели бета–клеток, а значит, связан с недостаточностью секреции инсулина. Этот тип дебютирует в возрасте до 30 лет и связан с мультифакториальным типом наследования, так как ассоциируется с наличием ряда генов гистосовместимости первого и второго классов, например, HLA–DR4 и HLA–DR3. Лица с наличием обоих антигенов –DR4 и –DR3 подвержены наибольшему риску развития ИЗСД. Доля больных ИЗСД составляет 15–20% от общего числа.

2. Инсулиннезависимый сахарный диабет – ИНЗСД – (СД–II). Эта форма диабета называется диабетом взрослых, так как дебютирует обычно после 40 лет. Развитие этого типа СД не связано с главной системой гистосовместимости человека. У больных этим типом диабета в поджелудочной железе обнаружено нормальное или умеренно сниженное количество инсулинпродуцирующих клеток и в настоящее время считается, что ИНЗСД развивается в результате сочетания резистентности к инсулину и функционального нарушения способности бета–клеток больного секретировать компенсаторное количество инсулина. Доля больных этой формой диабета составляет 80–85%.

Помимо двух основных типов выделяют:

3. СД, связанный с недостаточностью питания.

4. Вторичный, симптоматический СД (эндокринного генеза: зоб, акромегалия, заболевания поджелудочной железы).

5. Диабет беременных.

В настоящее время сложилась определенная методология, то есть система принципов и взглядов на лечение больных СД, ключевыми из которых являются:

1) компенсация дефицита инсулина;

2) коррекция гормонально–метаболических нарушений;

3) коррекция и профилактика ранних и поздних осложнений.

Согласно последним принципам лечения, главными методами терапии больных СД остаются следующие три традиционных компонента:

1) диета;

2) препараты инсулина для больных ИЗСД;

3) сахароснижающие пероральные средства для больных ИНЗСД.

Кроме того, важным является соблюдение режима и степени физических нагрузок. Среди фармакологических средств, используемых для лечения больных СД, имеются две основные группы препаратов:

I. Препараты инсулина.

II. Синтетические пероральные (таблетированные) противодиабетические средства.

Классификация препаратов инсулина

Все препараты инсулина, выпускаемые мировыми фармацевтическими фирмами, различаются в основном по трем основным признакам:

1) по происхождению;

2) по скорости наступления эффектов и их продолжительности;

3) по способу очистки и степени чистоты препаратов.

I. По происхождению различают:

а) природные (биосинтетические), естественные, препараты инсулинов, изготавливаемые из поджелудочных желез крупного рогатого скота, например, инсулин ленте GPP, ультраленте МС, а чаще свиней (например, актрапид, инсулрап СПП, монотард МС, семиленте и др.);

б) синтетические или, более точно, видоспецифические, человеческие инсулины. Эти препараты получают с помощью методов генной инженерии путем ДНК–рекомбинантной технологии, а потому чаще всего их называют ДНК–рекомбинантными препаратами инсулина (актрапид НМ, хомофан, изофан НМ, хумулин, ультратард НМ, монотард НМ и др.).

II. По способу очистки и чистоте препаратов различают:

а) кристаллизованные (плохо очищенные), но не хроматографированные – это большинство так называемых «традиционных» препаратов инсулина, выпускаемых ранее в нашей стране (инсулин для инъекций), но снятых с производства;

б) кристаллизованные и фильтрованные через гели («молекулярное сито») – так называемые одно или монопиковые инсулины (актрапид, инсулрап и др.);

в) кристаллизованные и очищенные посредством «молекулярного сита» и ионообменной хроматографии – так называемые монокомпонентные инсулины (актрапид МС, семиленте МС, монотард МС, ультраленте МС).

Кристаллизованные, но не хроматографированные инсулины являются, как правило, препаратами инсулинов естественного происхождения. Они содержат различные примеси в виде молекул проинсулина, глюкагона, С–пептида (связывающего Аи В–цепи проинсулина), соматостатина и других белков. В этих препаратах содержание проинсулина составляет более 10000 частиц на миллион.

Высокоочищенные препараты инсулина (путем фильтрации через гели), называемые монопиковыми, так как на хроматограмме виден только один пик, содержат примесей менее 3000 (от 50 до 3000), а еще более улучшенные – монокомпонентные – менее 10 частиц на миллион частиц инсулина. Монокомпонентные препараты приобретают все большее значение.

III. По скорости наступления эффектов и их продолжительности различают:

а) препараты быстрого короткого действия (актрапид, актрапид МС, актрапид НМ, инсулрап, хоморап 40, инсуман рапид и др.). Начало действия этих препаратов – через 15–30 минут, длительность действия составляет 6–8 часов;

б) препараты средней продолжительности действия (начало действия через 1–2 часа, общая продолжительность эффекта – 12–16 часов); – семиленте МС; – хумулин Н, хумулин ленте, хомофан; – ленте, ленте МС, монотард МС (2–4 часа и 20–24 часов соответственно);

– илетин I НПХ, илетин II НПХ;

– инсулонг СПП, инсулин ленте GPP, SPP и др.

в) препараты средней продолжительности в смеси с инсулином короткого действия: (начало действия30 минут; длительность – от 10 до 24 часов);

– актрафан НМ;

– хумулин М–1; М–2; М–3; М–4 (продолжительность действия до 12–16 часов);

– инсуман комб. 15/85; 25/75; 50/50 (действует в течение 10–16 часов).

г) препараты длительного действия:

– ультраленте, ультраленте МС, ультраленте НМ (до 28 часов);

– инсулин суперленте СПП (до 28 часов);

– хумулин ультраленте, ультратард НМ (до 24–28 часов).

АКТРАПИД, получаемый из бета–клеток островков поджелудочной железы свиньи, выпускается как официнальный препарат во флаконах по 10 мл, чаще всего с активностью по 40 ЕД в 1 мл. Вводят его парентерально, чаще всего под кожу. Этот препарат (как и все препараты подгруппы инсулинов быстрого короткого действия) оказывает быстрое сахаропонижающее действие. Эффект развивается через 15–20 минут, а пик действия отмечается через 2–4 часа. Общая продолжительность сахароснижающего влияния – 6–8 часов у взрослых, а у детей до 8–10 часов.

Достоинства препаратов инсулина быстрого короткого действия (актрапида):

1) действуют быстро;

2) дают физиологический пик концентрации в крови;

3) действуют кратковременно.

Основной недостаток – кратковременность действия, что требует повторных инъекций.

Показания для использования препаратов инсулина быстрого короткого действия:

1. Лечение больных ИЗСД. Препарат вводят под кожу.

2. При самых тяжелых формах ИНЗСД у взрослых.

3. При диабетической (гипергликемической) коме. В этом случае препараты вводят как под кожу, так и в вену.

Дозирование инсулина – вопрос чрезвычайно сложный, так как нужен индивидуальный подбор доз.

Один из самых примитивных способов расчета дозы инсулина – на один грамм сахара в моче больного необходимо ввести 1 ЕД инсулина. Первые инъекции инсулина и подбор оптимальной дозы желательно производить в условиях стационара. При этом стараются подобрать не абстрактную дозу, а конкретную. Больному расписывают всю диету на неделю вперед.

4. Очень редко препараты используются в качестве анаболического средства у детей с ослабленным питанием. В этом случае препарат вводят под кожу для повышения аппетита.

По данному показанию препараты используют у больных при общем упадке питания, истощении, фурункулезе, тиреотоксикозе, рвоте, хронических гепатитах.

5. Препараты могут входить в состав поляризующей смеси (калий, глюкоза и инсулин) для поддержания работы миокарда при сердечных аритмиях (когда регистрируется явление гипокалигистии, например, при интоксикации сердечными гликозидами).

6. В психиатрической клинике препараты ранее использовались при проведении у больных шизофренией шоковой терапии (путем достижения гипогликемической комы). Сейчас данного показания практически нет, так как существует масса хороших психотропных средств.

7. Препараты показаны больным ИНЗСД при беременности, так как сахароснижающие средства оказывают тератогенное действие.

8. Лицам с ИНЗСД при проведении полостных и других больших оперативных вмешательств, при инфекционных заболеваниях.

Кроме препаратов инсулина короткого и быстрого действия, выделяют инсулины пролонгированного действия. Наличие в этих препаратах основных белков – протамина и глобина, цинка, а также солевого буфера изменяет скорость наступления сахароснижающего эффекта, время максимального действия, то есть пик действия и общую продолжительность действия. В результате такой смеси получается суспензия, которая медленно всасывается, поддерживая невысокую дозу препарата в крови в течение длительного времени. Сейчас препаратов инсулина пролонгированного действия очень много (см. классификацию). Вводятся все эти препараты только подкожно.

Достоинства пролонгированных препаратов инсулина:

1) препараты вводятся всего два или один раз в сутки;

2) препараты имеют высокий рН, что делает их инъекции менее болезненными, и инсулин действует быстрее.

Недостатки:

1) отсутствие физиологического пика, из чего следует, что эти препараты нельзя вводить больным с тяжелой формой СД и их следует использовать при относительно легких и среднетяжелых формах;

2) препараты категорически нельзя вводить в вену (во избежание эмболии);