Insuliinin historia

Analyysit

Insuliinin historia

Ehkä tärkein ja yleisimmin käytetty hormonilääke lääketieteessä on insuliini. Ihmisen insuliinilla - haiman beetasoluilla syntetisoituvassa hormonissa - on suuri merkitys ihmiskehon normaalin toiminnan prosesseissa.

Sen tärkein tehtävä on tarjota kehon soluille tärkein energinen materiaali, glukoosi.

Jos insuliinia ei riitä, solut eivät kykene absorboimaan glukoosia, se kertyy veressä, ja kudokset ja elimet kokevat energian nälkää. Insuliinin puuttuessa kehittyy vakava sairaus, kuten diabetes mellitus.

XX luvun alkupuolelle asti. diabetespotilaat kuolivat lasten tai nuorten sairauksien erilaisista komplikaatioista, lähes kukaan ei onnistunut elämään yli 5-7 vuotta sairauden alkamisen jälkeen.

Haiman rooli diabeteksen kehittymisessä tuli tunnetuksi vasta XIX-luvun lopulla. Vuonna 1869 Berliinissä 22-vuotias lääketieteen opiskelija Paul Langergans tutki haiman rakennetta mikroskoopilla ja kiinnitti huomiota aiemmin tuntemattomiin soluihin, jotka muodostavat ryhmiä, jotka jakautuivat tasaisesti koko rauhanen, mutta näiden solujen toiminta, jota myöhemmin kutsuttiin Langerhansin saariksi, pysyi tuntemattomana.

Myöhemmin Ernst Lako oletti, että haima on mukana ruoansulatuksen prosesseissa. Vuonna 1889 saksalainen fysiologi Oscar Minkowski yritti todistaa, että haiman arvo ruoansulatuksessa on toteutettu. Tätä varten hän perusti kokeilun, jossa hän poisti rauhan terveen koiran. Muutama päivä sen jälkeen, kun kokeilu alkoi, avustaja Minkowski, joka seurasi laboratorioeläinten tilaa, kiinnitti huomiota suureen määrään lentää, jotka lentivät kokeellisen koiran virtsaan.

Tutkittuaan virtsan hän huomasi, että koira, jolla ei ole haimatusta, erittää sokerin virtsaan. Tämä oli ensimmäinen havainto, joka liittyi haiman työhön ja diabeteksen kehittymiseen. Vuonna 1901 Eugene Opie osoitti, että diabetes mellitus johtuu haiman rakenteen häiriöistä, nimittäin Langerhansin saarekkeiden täydellisestä tai osittaisesta tuhoutumisesta.

Ensimmäinen, joka pystyi eristämään insuliinia ja soveltamaan sitä onnistuneesti potilaiden hoitoon, oli kanadalainen fysiologi Frederick Banting. Pyrkimys luoda diabeteksen hoitoon tarkoitettu nuori tutkija työnsi traagiset tapahtumat - kaksi hänen ystävistään kuoli diabeteksesta. Jo ennen kuin Banting, monet tutkijat ymmärtivät haiman roolia diabeteksen kehittymisessä, yrittivät eristää aineen, joka vaikuttaisi suoraan verensokeritasoon, mutta kaikki yritykset päättyivät epäonnistumaan.

Nämä epäonnistumiset johtuivat myös siitä, että haiman entsyymit (pääasiassa trypsiini) hallitsivat ainakin osittain insuliiniproteiinimolekyylejä ennen kuin ne voitaisiin eristää rauhaskudosuutteesta. Vuonna 1906 Georg Ludwig Zeltser pystyi saavuttamaan jonkin verran menestystä kokeellisten koirien veren glukoosipitoisuuden vähentämisessä haiman otteen avulla, mutta hän ei voinut jatkaa työtään. Scott vuonna 1911 Chicagon yliopistossa käytti haiman vesiuutetta ja huomasi lievän glykosurian vähenemisen koe-eläimissä, mutta hän ei voinut vakuuttaa esimiehelleen hänen tutkimuksensa tärkeydestä, ja pian nämä kokeet lopetettiin.

Samaa vaikutusta osoitti Israel Kleiner vuonna 1919, mutta se ei suorittanut työtä ensimmäisen maailmansodan alkaessa.

Samanlainen työ julkaistiin vuonna 1921 Romanian lääketieteellisen koulun fysiologian professorilla Nicola Paulescolla, ja monet, myös Romaniassa, pitävät häntä insuliinin edelläkävijänä. Insuliinin eristämisen ja sen onnistuneen käytön ansio on kuitenkin nimenomaan Frederick Banting.

Banting työskenteli nuorten luennoitsijana Kanadan yliopiston anatomian ja fysiologian laitoksella professori John MacLeodin valvonnassa, jota pidettiin sitten suurena diabeteksen asiantuntijana. Banting yritti saavuttaa haiman atrofiaa sitomalla sen erittymiskanavat (kanavat) 6–8 viikon ajan säilyttäen Langerhansin saarekkeet muuttumattomina haiman entsyymien vaikutuksista ja saamaan puhtaan uutteen näiden saarekkeiden soluista.

Tämän kokeilun suorittamiseksi vaadittiin laboratorio, avustajat ja koirakoirat, joita Bantingilla ei ollut.

Apua varten hän kääntyi professori John MacLeodin puoleen, joka oli hyvin tietoinen menneisyyden epäonnistumisesta haiman hormonien saamisessa. Siksi hän ei ensin sallinut Bantingia laboratorioonsa. Banting ei kuitenkaan vetäytynyt, ja keväällä 1921 hän kysyi jälleen MacLeodilta luvan työskennellä laboratoriossa vähintään kaksi kuukautta. Koska tällä hetkellä MacLeod meni Eurooppaan ja laboratorio oli vapaa, hän suostui. Bantingin apulaisena Charles Bestille annettiin viidennen vuoden opiskelija, joka oli tutkinut hyvin veren sokerin ja virtsan määritysmenetelmiä.

Banting joutui myymään lähes kaikki hänen omaisuutensa kokeiluun, joka vaati suuria menoja.

Useat koirat sidottiin haiman kanaviin, minkä jälkeen he alkoivat odottaa sen surkastumista. 27. heinäkuuta 1921 koiralle annettiin atrofoitua haiman uutetta, jossa oli eturauhasen etupuolella oleva etuna. Muutaman tunnin kuluttua koiralla oli verensokerin ja virtsan väheneminen, ja asetoni katosi.

Sitten haimauute otettiin käyttöön toisen kerran, ja hän asui vielä 7 päivää. Ehkä koira olisi elänyt pidempään, mutta tutkijat olivat loppuneet uutteista, sillä koirien haiman insuliini oli äärimmäisen työvoimavaltaista ja pitkäikäistä.

Myöhemmin Banting ja Best alkoivat saada otteen syntymättömien vasikoiden haimasta, jossa ruoansulatusentsyymejä ei ollut vielä tuotettu, mutta riittävä määrä insuliinia oli jo syntetisoitu. Insuliinin määrä riittää pitämään koiran koiran elossa jopa 70 päivän ajan. MacLeod, joka oli tuolloin palannut Euroopasta, alkoi vähitellen kiinnostua Bantingin ja Bestin työstä ja liittää siihen kaikki laboratoriohenkilöstön. Banting, joka kutsui alun perin saadun haiman uutteen Isletin, nimesi MacLeodin ehdotuksesta nimeksi insuliiniksi (latinalaiselta. Insula - "saari").

Insuliinituotanto jatkui menestyksekkäästi. 14. marraskuuta 1921 Banting ja Best kertoivat tutkimustuloksistaan Toronton yliopiston fysiologisen lehden klubin kokouksessa. Kuukautta myöhemmin Yhdysvalloissa seurattiin New Havenin amerikkalaisessa fysiologisessa seurassa.

Teurastamossa teurastettujen nautaeläinten haimasta saadun uutteen määrä alkoi kasvaa nopeasti, ja insuliinin hienon puhdistuksen varmistamiseksi tarvittiin asiantuntija. Tätä tarkoitusta varten vuoden 1921 lopussa MacLeod toi markkinoille kuuluisan biokemisti James Collipin, joka saavutti hyvin nopeasti hyviä tuloksia insuliinipuhdistuksessa. Tammikuuhun 1922 Banting ja Best aloittivat ensimmäisen kliinisen tutkimuksen ihmisinsuliinista.

Aluksi tutkijat pistivät 10 yksikköä insuliinia ja sitten vapaaehtoisen, joka oli 14-vuotias poika, Leonard Thompson, joka kärsi diabeteksesta. Ensimmäinen injektio tehtiin hänelle 11. tammikuuta 1922, mutta se ei ollut täysin onnistunut, koska uutetta ei puhdistettu riittävästi, mikä johti allergioiden kehittymiseen. Seuraavat 11 päivää, Collip työskenteli kovasti laboratoriossa parantamaan uutetta, ja tammikuun 23. päivänä toinen injektio annettiin pojalle.

Insuliinin käyttöönoton jälkeen poika alkoi elpyä nopeasti - se oli ensimmäinen henkilö, joka pelastui insuliinilla. Pian Banting pelasti ystävänsä, lääkäri Joe Gilchristin, tulevasta kuolemasta.

Uutisia insuliinin ensimmäisestä onnistuneesta käytöstä 23. tammikuuta 1922 tuli kansainväliseksi tunteeksi. Banting ja hänen kollegansa kirjaimellisesti ylösnoussivat satoja diabeetikkoja, erityisesti vakavia muotoja. Hän oli kirjoittanut monia kirjeitä, jotka pyytävät pelastusta taudista, tulivat hänelle laboratoriossa. Tuolloin oli kuitenkin vielä monia puutteita - insuliinivalmiste ei ollut riittävän standardoitu, itsesäätelyvälineitä ei ollut, ja insuliiniannos oli mitattava karkeasti silmällä. Siksi organismin hypoglykeemisiä reaktioita esiintyi usein, kun glukoosipitoisuus laski alle normin.

Insuliinin parantaminen ja sen käyttöönotto päivittäiseen lääketieteelliseen käytäntöön jatkui kuitenkin.

Toronton yliopisto aloitti insuliinintuotantolupien myynnin eri lääkealan yrityksille, ja vuoteen 1923 mennessä tämä hormoni oli saatavilla kaikille diabeetikoille.

Lily (USA) ja Novo Nordisk (Tanska), jotka ovat edelleen alan johtajia, ovat saaneet luvan valmistaa lääkkeitä. Bantingu vuonna 1923. Toronton yliopisto myönsi tieteen tohtorin tutkinnon, hänet valittiin professoriksi. Bantingille ja Bestille avattiin myös erityinen lääketieteellinen tutkimusosasto, joka sai korkeat henkilökohtaiset palkat.

Vuonna 1923 Banting ja McLeod saivat Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon, jonka he jakoivat vapaaehtoisesti Bestin ja Collipin kanssa.

Vuonna 1926 lääkäri Abel pystyi syntetisoimaan insuliinia kiteisessä muodossa. Kymmenen vuoden kuluttua tanskalainen tutkija Hagedorn sai pitkäkestoista (laajennettua) insuliinia ja 10 vuotta myöhemmin neutraali protamiini Hagerdon luotiin, joka on edelleen yksi suosituimmista insuliinityypeistä.

Insuliinin kemiallinen koostumus perusti brittiläinen molekyylibiologi Frederick Sanger, joka voitti Nobelin palkinnon vuonna 1958. Insuliinista tuli ensimmäinen proteiini, jonka aminohapposekvenssi oli dekoodattu kokonaan.

Insuliinimolekyylin avaruusrakenne määritettiin käyttämällä röntgendiffraktiomenetelmää 1990-luvulla. Dorothy Crouft Hodgkin, joka sai myös Nobelin palkinnon.

Kun Banting sai naudan insuliinia, kokeita tehtiin insuliinilla, joka oli saatu sikojen ja lehmien haima-rauhasista sekä muista eläimistä (esimerkiksi valaat ja kalat).

Ihmisen insuliinimolekyyli koostuu 51 aminohaposta. Sianlihan insuliini eroaa siitä vain yhdestä aminohaposta, lehmän haposta kolmessa, mikä ei estä niitä normalisoimasta sokeritasoja melko hyvin. Eläinperäisellä insuliinilla on kuitenkin merkittävä haittapuoli - huomattavalla osalla potilaista se aiheuttaa allergisen reaktion. Siksi insuliinin parantamiseksi tarvittiin lisätyötä. Vuonna 1955 ihmisen insuliinin rakenne purettiin, ja sen eristäminen alkoi intensiivisesti.

Ensimmäistä kertaa amerikkalaiset tutkijat Gilbert ja Lomedico saivat sen vuonna 1981. Hieman myöhemmin saatiin insuliinia, joka saatiin leivinhiivasta geenitekniikan avulla. Insuliini oli ensimmäinen ihmisen proteiineista, jotka syntetisoitiin vuonna 1978 geneettisesti muunnetulla bakteerilla E. coli. Se oli häneltä biotekniikassa alkoi uusi aikakausi. Vuodesta 1982 amerikkalainen yritys Genentech alkoi myydä bioreaktoriin syntetisoitua ihmisinsuliinia. Tällä insuliinilla ei ole allergiaa vaikutusta ihmiskehoon.

Insuliinin historia on yksi merkittävimmistä tarinoista poikkeuksellisista löydöistä farmakologiassa. Insuliinin löytämisen ja synteesin koko merkitys ilmenee siitä, että kolmesta Nobelin palkinnosta myönnettiin työtä tämän molekyylin kanssa. Diabetes mellitus on edelleen parantumaton sairaus nykyään, vain jatkuva maagisen lääkkeen injektio voi pelastaa potilaiden elämän.

Insuliinin tuotannon täydellisyyttä ei ole kuitenkaan vielä saavutettu, sillä on sivuvaikutuksia (esimerkiksi lipodystrofiaa esiintyy injektiokohdissa jne.), Joten syntetisoitujen insuliinien laadun parantamiseen tai muuttamiseen pyritään edelleen.

Insuliinin luominen;

Ehkä tärkein ja yleisimmin käytetty hormonilääke lääketieteessä on insuliini. Ihmisinsuliinilla, joka on haiman beeta-solujen syntetisoitu hormoni, on suuri merkitys ihmiskehon normaalin toiminnan prosesseissa.

Sen tärkein tehtävä on tarjota kehon soluille tärkein energinen materiaali, glukoosi.

XX luvun alkupuolelle asti. diabetespotilaat kuolivat lasten tai nuorten sairauksien erilaisista komplikaatioista, lähes kukaan ei onnistunut elämään yli 5-7 vuotta sairauden alkamisen jälkeen.

Haiman rooli diabeteksen kehittymisessä tuli tunnetuksi vasta XIX-luvun lopulla. Vuonna 1869 Berliinissä, 22-vuotias lääketieteen opiskelija Paul Langergans, tutki haiman rakennetta mikroskoopilla ja kiinnitti huomiota aiemmin tuntemattomiin soluihin, jotka muodostivat ryhmiä, jotka jakautuivat tasaisesti koko rauhanen, mutta näiden solujen toiminta, jota myöhemmin kutsuttiin Langerhanin saariksi, pysyi tuntemattomana.

Samaa vaikutusta osoitti Israel Kleiner vuonna 1919, mutta se ei suorittanut työtä ensimmäisen maailmansodan alkaessa.

Tämän kokeilun suorittamiseksi vaadittiin laboratorio, avustajat ja koirakoirat, joita Bantingilla ei ollut.

Apua varten hän kääntyi professori John MacLeodin puoleen, joka oli hyvin tietoinen menneisyyden epäonnistumisesta haiman hormonien saamisessa. Siksi hän ei ensin sallinut Bantingia laboratorioonsa. Banting ei kuitenkaan vetäytynyt, ja keväällä 1921 hän kysyi jälleen MacLeodilta luvan työskennellä laboratoriossa vähintään kaksi kuukautta. Koska tällä hetkellä MacLeod meni Eurooppaan ja laboratorio oli vapaa, hän suostui. Apulaisena Bantingille annettiin viidennen vuoden perustutkinto Charles Best, joka oli tutkinut veren sokerin ja virtsan määritysmenetelmiä.

Banting joutui myymään lähes kaikki hänen omaisuutensa kokeiluun, joka vaati suuria menoja.

Insuliinin parantaminen ja sen käyttöönotto päivittäiseen lääketieteelliseen käytäntöön jatkui kuitenkin.

Toronton yliopisto aloitti insuliinintuotantolupien myynnin eri lääkealan yrityksille, ja vuoteen 1923 mennessä tämä hormoni oli saatavilla kaikille diabeetikoille.

Vuonna 1923 Banting ja McLeod saivat Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon, jonka he jakoivat vapaaehtoisesti Bestin ja Collipin kanssa.

Insuliinimolekyylin avaruusrakenne määritettiin käyttämällä röntgendiffraktiomenetelmää 1990-luvulla. Dorothy Crouft Hodgkin, joka sai myös Nobelin palkinnon.

Kun Banting sai naudan insuliinia, kokeita tehtiin insuliinilla, joka oli saatu sikojen ja lehmien haima-rauhasista sekä muista eläimistä (esimerkiksi valaat ja kalat).

Mielenkiintoisia faktoja insuliinin löytämisestä

Ensimmäinen insuliinilääke, joka onnistui pelastamaan ihmishenkiä, otettiin sairaan teini-ikäiseksi käyttöön vuonna 1922. Se tehtiin lehmän haimasta, ja ennen lääkkeen saamista kesti vuosisatoja kestävää työtä, löytöjä ja juonitteluja, ja monet väittivät yhä, kuka avasi insuliinin, vaikka tekijät voittivat Nobelin palkinnon.

tutkimus

Ihmiskunta on tuntenut diabetesta antiikin Kreikan aikaan: huomaten, että potilaan ruumiissa oleva vesi ei viipy, henkilö on jatkuvasti janoinen, Cappadocian Areteus kutsui tautia "diabayno" - "läpikäymään". Vuosisadan alkuun mennessä oli paljon tiedossa, että diabetes mellitus ja koirilla oli tärkeä rooli tässä. Kokeet suoritettiin julmasti: eläimet poistivat haiman, minkä jälkeen tutkijat havaitsivat sokerin kasvun kehossa (virtsan glukoosimäärä määritettiin ja taudin oireita seurattiin). Niinpä todettiin, että diabetes liittyy suoraan haimaan.

Venäjän tiedemies Leonid Sobolev oli ensimmäinen, joka huomasi, että kaikki haima ei ole vastuussa diabeteksen kehittymisestä, vaan vain osa soluista (Langerhansin saarekkeet). Hän teki tämän vuonna 1900, sidottaen haiman erittyvää kanavaa koiraan, joka johti sen atrofiaan, mutta koska Langerhansin saarekkeet pysyivät ehjinä, eläin ei kehittynyt diabetekseksi. Vaikka Venäjän tiedemies liikkui oikeaan suuntaan, hän kuoli suorittamatta tutkimusta.

Tämän jälkeen tiedemiehet ovat todenneet, että taudin kehittymiseen vaikuttaa näissä soluissa tuotettujen biologisesti aktiivisten aineiden puute ja edistävät glukoosin imeytymistä elimistöön ja sen tuotantoon (vuonna 1916 saksalainen Charpy-Schafer antoi nimensä näille aineille: latinalainen sana "insula" tarkoittaa saarta).

Ajatus siitä, että diabetesta voidaan hoitaa antamalla insuliinia ulkoisesti, esiintyi lähes heti sen havaitsemisen jälkeen, mutta kaikki kokeet eivät onnistuneet. Hanki hormoni sen puhtaassa muodossa ei toimi, ja kun nieleminen lääke tuhoutui toiminnan ruoansulatuskanavan mehut.

Ensimmäinen insuliinisynteesi voisi saada ranskalaisen tutkijan GLayn. Hän ruiskutti koiran öljyn haiman kanaviin, mikä johti elimistön surkastumiseen, kun taas Langerhansin saaret pysyivät ennallaan. Vuodesta atrofoitu rauha, Gley teki venyttely ja pistää koira, joka kehittyi diabeteksen vuoksi poistettu haima. Eläin ei kuollut, kun lääke ruiskutettiin hänen ruumiinsa.

Gley ei kiinnittänyt mitään merkitystä hänen löytöilleen, teki yksityiskohtaisia kuvauksia tutkimuksesta, ja vuonna 1905 hän talletti Pariisin biologisen järjestön varastointia varten, jossa he olivat keränneet pölyä monta vuotta turvallisesti.

synteesi

Virallisesti uskotaan, että ensimmäinen henkilö, joka selvittää, miten tehdä insuliinisynteesiä, oli kanadalainen Frédéric Banting, joka jakoi ajatuksensa professori John MacLeodin kanssa: kokeiden suorittamiseen tarvittiin laboratorio, jossa oli hyvät laitteet ja MacLeod pystyi toimittamaan sen. Aluksi professori kieltäytyi myöntämästä tilaa kokeille, ja sopi vain siitä syystä, että hän oli matkustamassa Eurooppaan, eikä hän tarvinnut erityisesti laboratoriota.

Siksi osallistuminen kehitykseen oli minimaalinen ja sanoi, että kun hän palasi lomasta, kaikki työ on saatettava päätökseen, eli kaksi kuukautta myöhemmin (tutkijat eivät täyttäneet MacLeodin asettamaa määräaikaa, paluuprofessori halusi karkottaa ne laboratoriosta, mutta onnistui suostuttamaan hänet). Bantingin auttaminen oli yksi Charles Bestin lupaavimmista lääketieteen opiskelijoista, joka oli erittäin kiinnostunut insuliinisynteesin ideasta.

Ensimmäiset kokeet suoritettiin Banting ja Best koirilla. He saivat otteen koiran atrofoidusta haimasta (kesti noin kaksi kuukautta), minkä jälkeen he antoivat injektion koomaeläimelle, jonka rauhas oli poistettu. Se, että ne ovat oikealla tiellä, tuli selväksi sen jälkeen, kun eläin oli asunut vielä seitsemän päivää injektion jälkeen, jolloin se jätti kooman, kun lääke ruiskutettiin ja kaatui siihen, jos injektiota ei annettu. Tänä aikana tutkijat mittaivat jatkuvasti glukoosipitoisuuksia. Se oli ensimmäinen kerta, kun joku tuli ulos diabeettisesta koomasta (tuolloin se ei ollut tiedossa ranskalaisen tutkimuksesta).

Intriga alkoi myöhemmin: tutkijat eivät antaneet patenttia ja siirtäneet oikeuden avata yliopisto. MacLeod, kun hän ymmärsi löytämisen merkityksen, käynnisti aktiivisen toiminnan, houkutteli kaikki lupaavat työntekijät ja alkoi tuottaa insuliinilääkkeitä. Erityistä roolia tässä oli biokemisti John Collip: hän pystyi tekemään sen niin, että kanavien ligaatiota ja odotusaikaa ei tarvittu haiman atrofioihin saakka.

Tutkijat vaihtoivat huomionsa koirista lehmiin, ja jonkin aikaa havaittiin, että alkioilla on paljon enemmän Langerhansin saaria kuin aikuisilla eläimillä. Kunkin kokemuksen tulokset olivat yhä onnistuneempia, ja tutkijat pystyivät pidentämään koiran elämää seitsemänkymmeneen päivään. Vuonna 1922 lääke annettiin ensin kuolleelle pojalle ja toi hänet takaisin elämään.

palkkio

Tämän jälkeen MacLeod teki raportin amerikkalaisten lääkäreiden liiton kokouksessa, kääntämällä sen ikään kuin hän olisi tehnyt sen. Samalla hän alkoi aktiivisesti edistää lääkettä, koska hänellä oli yhteyksiä tähän. Hän ei edelleenkään voinut olla hiljaa Bantingin roolista, mutta muiden tutkijoiden rooli oli minimoitu. Tästä syystä Nobelin palkinto insuliinin löytämisestä myönnettiin vain hänelle ja Bantingille.

Se, että MacLeod voitti palkinnon, ja Best oli työstä poissa, Basting kieltäytyi voimakkaasti ja alkoi julkisesti kertoa, miten kokeita tehtiin, MacLeodin roolista, unohtamatta mainitsemasta, mitä tikkuja laitettiin tunnetun tutkijan pyöriin. Valtava skandaali johti siihen, että kukaan ei mennyt palkintoon, ja myöhemmin se jaettiin neljän tutkijan kesken: Basting jakoi Bestin, Mcleodin kanssa Collipin kanssa.

Saatuaan tietää palkinnosta ranskalainen tutkija Gray päätti todistaa, että hän oli keksinnön tekijä, jonka muistiinpanot on laadittu todistajien läsnä ollessa. Hän rauhoittui vasta sen jälkeen, kun Liettuassa syntynyt Hermann Minkowski, joka tuolloin oli osa Venäjää, mutta asui ja työskenteli Saksassa, kertoi mahdollisuudesta saattaa ranskalainen tuomioistuimeen piilottamaan tietoja, jotka voisivat pelastaa useamman kuin yhden elämän tuhat ihmistä.

Huumeiden valmistus

Vuodesta 1926 lähtien insuliinintuotanto on laajassa mittakaavassa, se on valmistettu johtavien lääkealan yritysten toimesta, ja viime aikoina se on tuottanut terästä Venäjällä. Aluksi hormoni valmistettiin karjan haimasta, mutta se aiheutti usein allergioita, koska se ei vastannut ihmisen kolmea aminohappoa.

Sitten he alkoivat valmistaa sian insuliinia (eroa yhdellä aminohapolla), jonka ihmiskeho imeytyy paremmin, mutta myös allergiat ovat mahdollisia. Siksi päätettiin tuottaa synteettistä insuliinia, joka olisi täydellinen ihmisen analogi. Tässä geenitekniikka tuli pelastamaan ennen kaikkea biokemiaa.

Ennen tätä on huomattava, että kaikki proteiinit ovat polymeerejä, jotka on koottu aminohappofragmenteista. Samaan aikaan vain aminohapot ovat mukana insuliinin tuottamiseen tarvittavien polymeerien muodostamisessa, joilla on vain yksi hiiliatomi karboksyyliryhmän ja aminoryhmän välillä.

Vaikka aminohappoja on paljon, vain 51 aminohappotähdettä osallistuu insuliinin muodostumiseen, joten hormoni on yksi lyhyimmistä proteiiniketjuista.

Insuliinin saamiseksi aminohapot on liitettävä tiukasti määritellyssä järjestyksessä (muuten voit saada molekyylin, jolla ei ole mitään tekemistä sen kanssa, mitä elävä organismi tuottaa), joka tehtiin kokeiden aikana.

Jonkin ajan kuluttua geenitekniikan ja biokemian avulla tiedemiehet pystyivät järjestämään insuliinin tuotannon, sijoittamaan erityistä ravintoalustan hiivakantoja ja geneettisesti muunnettuja E. coli -valmisteita, jotka kykenivät tuottamaan ihmisen geneettisesti muokattua insuliinia. Tuotetun aineen määrä oli niin suuri, että tutkijat ovat taipuvaisia uskomaan, että tällainen hormonilaimennus korvaa pian eläinperäisen insuliinin.

varastointi

Virallisten tietojen mukaan diabeetikoiden määrä Venäjällä on yli kolme miljoonaa ihmistä, joten insuliinintuotantoon kiinnitetään paljon huomiota. Tällä hetkellä Venäjällä on kehitetty geneettisesti muunneltua insuliinia tuottavaa teknologiaa. Venäjällä tuotettujen huumeiden määrä tällaiselle potilaalle ei kuitenkaan riitä. Siksi Venäjällä vapautuneen insuliinin lisäksi maa ostaa valtavan määrän lääkkeitä ulkomaille, mikä tarjoaa tarvittavat edellytykset insuliinin varastoinnille varastoissa.

Kun puhutaan insuliinin varastosta Venäjällä, on huomattava, että avaamattomia injektiopulloja voidaan yleensä säilyttää noin kaksi tai kolme vuotta. Jotta insuliini ei huonone, on erittäin tärkeää noudattaa insuliinin säilytysolosuhteita. Ennen insuliinin säilyttämistä on otettava huomioon, että ihanteellinen säilytyslämpötila on 6 - 8 ° C.

Insuliinin säilyttäminen on toivottavaa sivuovessa, pois pakastimesta (jäädyttäminen ei ole hyväksyttävää, koska sen rakenne muuttuu). Muutama tunti ennen injektiota ja laimennusta on vedettävä ulos jääkaapista ja pidettävä huoneenlämmössä.

Avattu injektiopullo säilytetään huoneenlämpötilassa (enintään 25 ° C), pois auringonvalolta ja lämmityslaitteilta. Käytä enintään neljä viikkoa. Jos liuos on kasvanut sameaksi, on esiintynyt sakkaa, se ei ole hyvä ja se on hävitettävä.

Insuliinin historia, joka keksi insuliinia

Minun mielestäni diabeteksen pitäisi tietää sairautensa historia. Tämä tieto antaa taudin täydellistä hallintaa ja tekee siitä vakavamman hoidon. Siksi puhumme tänään insuliinista, joka on tärkein hormoni, joka kontrolloi sokeritasoa. Tässä artikkelissa tarkastellaan insuliinin tutkimuksen koko kronologiaa sen havaitsemisesta (insuliinin löytäminen) teolliseen tuotantoon.

Tutkimuksen alku...

Ensimmäinen insuliiniin liittyvä tutkimus ilmestyi vuonna 1869. Nuori tutkija tutki haiman äskettäin esiintyneen mikroskoopin avulla. Hän kiinnitti huomiota solujen kummallisiin kertymiin. Myöhemmin heidät kutsutaan Langerhansin saariksi. Sitten hän ei tiennyt, miksi ne ovat olemassa, vain ehdotti, että ne ovat tarpeen ruoansulatuksen säätämiseksi. Paul Langergans piti väitöskirjansa näille soluille.

Kaksikymmentä vuotta myöhemmin, vuonna 1889, eräs fysiologi Oskar Minkowski päätti kumota kaikki haiman tutkimukset ja todistaa, ettei sillä ole mitään tekemistä ruoansulatuksen kanssa. Hän poisti rauhanen koirasta, mutta muutaman päivän kuluttua hän huomasi, että sokeri ja sokeri vapautui virtsan mukana. Silloin tiedemiehet sidosivat ensimmäistä kertaa haiman diabeteksen kanssa. Muuten, Minkowski ei koskaan tullut tunnetuksi tieteellisissä piireissä eikä tehnyt mitään tärkeämpiä löytöjä. Ehkä hän ei koskaan hyväksynyt sitä tosiasiaa, että hän oli heikentänyt köyhää eläintä...

Insuliinin löytäminen

L.V. Sobolev vahvisti tieteellisesti, että Langerhansin saarekkeet erittävät tietyn hormonin, joka säätelee kehon hiilihydraattiprosesseja. Hän ehdotti myös menetelmää tämän hormonin saamiseksi vastasyntyneiltä eläimiltä, koska niiden saarekkeet ovat hyvin kehittyneet. Mielenkiintoisinta olisi se, että Sobolev työskenteli samassa laboratoriossa Pavlovin kanssa. Liian tiukka tieteellinen maailma, joka ei sano...

Seuraavien vuosikymmenten aikana monet tiedemiehet yrittivät saada hoitoa diabeteksesta haiman hormonista (silloin insuliinin nimi ei tullut näkyviin). Tieteelliset johtajat, jotka eivät uskoneet tutkimuksen vakavuuteen, estivät yhden tiedemiehen, Kleinerin estettiin ensimmäisen maailmansodan aikana, romanialainen tutkija Paulesco julkaisi tutkimuksensa, mutta ei edistynyt sen eristämismenetelmissä.

Ja vasta vuonna 1922 Toronton yliopiston tutkijoiden joukko onnistui tekemään ensimmäisen insuliiniannostuksen 14-vuotiaalle diabetesta sairastavalle pojalle. Tätä edeltivät vuosikokeet koirilla, jotka perustuivat Sobolevin tutkimukseen. Tiedemiehet, jotka tekivät tämän tieteellisen läpimurton, kutsuttiin Banting, Mcleod, Best ja Collip.

Insuliinin historia. Katsokaa menneisyyttä

Kansainvälisen diabetesliiton mukaan diabetesta sairastavilla lapsilla on tällä hetkellä 542 000 alle 14-vuotiasta lasta, 415 miljoonaa aikuista, ja vuoteen 2040 mennessä diabeteksen määrä kasvaa 642 miljoonaan 1.

Diabeteksen määrän lisääntyminen liittyy varmasti elämäntavan muutoksiin (liikunnan vähenemiseen), ruokailutottumuksiin (helposti sulavia hiilihydraatteja, eläinrasvoja sisältävien elintarvikkeiden syöminen), mutta samalla se osoittaa, että nykyaikaisen sokeria alentavan löydöksen ansiosta lääkkeet, taudin torjuntamenetelmien luominen, diabetes mellituksen komplikaatioiden diagnosointiin ja hoitoon liittyvien algoritmien kehittäminen, diabeteksen elinajanodote on myös lisääntynyt, puhumattakaan sen laadun parantamisesta EU: n päästökauppajärjestelmään.

Ihmiskunta on tuntenut diabeteksesta 3,5 tuhatta vuotta (kuten tiedetään, ensimmäinen taudin kuvaava hoito, Egyptin papyrus Herbes, juontaa juurensa 1500. eKr.), Mutta vain noin 90 esiintyi tämän vakavan sairauden hoidossa. vuosia sitten, jolloin diabetes, mukaan lukien ensimmäinen tyyppi, lakkaa olemasta kuolemantuomio.

Edellytykset insuliinin luomiseen

Jo 1800-luvulla diabeteksen aikana kuolleiden potilaiden ruumiinavauksen aikana havaittiin, että haima oli kaikissa tapauksissa vakavasti vaurioitunut. Saksassa vuonna 1869 Paul Langergans havaitsi, että haiman kudoksissa on tiettyjä soluryhmiä, jotka eivät osallistu ruoansulatusentsyymien tuotantoon.

Vuonna 1889 Saksassa fysiologi Oscar Minkowski ja lääkäri Joseph von Mehring osoittivat kokeellisesti, että haiman poistaminen koirista johtaa diabeteksen kehittymiseen. Tämä antoi niille mahdollisuuden olettaa, että haima erittää tietyn aineen, joka on vastuussa elimistön metabolisesta kontrollista 2. Minkowskin ja Mehringin hypoteesit löysivät uusia ja uusia vahvistuksia, ja 1900-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä, tutkimalla diabeteksen ja haiman saarekkeen välistä suhdetta, endokriinierityksen havaitseminen, osoitti, että tietty Langerhansin saarekesolujen erittämä aine on johtavassa asemassa hiilihydraatin aineenvaihdunnan säätelyssä 3. Ajatus herätti, että jos tätä ainetta eristetään, sitä voidaan käyttää diabeteksen hoitoon, mutta Minkowskin ja Merkingin kokeiden jatkumisen tulokset, kun koirille annettiin uutetta haiman poistamisen jälkeen, mikä joissakin tapauksissa johti glykosurian vähenemiseen, ei ollut toistettavissa, ja otteen ottaminen itse aiheutti lämpötilan nousun ja muut sivuvaikutukset.

Eurooppalaiset ja amerikkalaiset tutkijat, kuten Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, harjoittivat haiman otteen käyttöönottoa diabeetikoille, mutta rahoituksen aiheuttamien sivuvaikutusten ja ongelmien suuren määrän vuoksi he eivät pystyneet suorittamaan kokeita.

Ajatus Frederick Bantingista

Vuonna 1920 Frederick Banting, 22-vuotias kirurgi, yritti avata harjoituksensa pienessä kanadalaisessa kaupungissa ja opettamassa Länsi-Ontario-yliopistossa. Maanantaina 31. lokakuuta Bantingin oli tarkoitus kertoa opiskelijoille hiilihydraattien aineenvaihdunnasta - aihe, jossa hän itse ei ollut vahva, ja saadakseen parempaa valmistelua Banting luki M. Barronin tuoreen artikkelin, joka kuvattiin myöhään sunnuntai-iltana, jossa hän kuvasi haiman estoa. duktaaliset sappikivet ja siitä johtuva acinaaristen solujen atrofia (solut, jotka ovat vastuussa eksokriinisestä toiminnasta) 2. Samana iltana Banting kirjoitti ajatuksensa: ”Kannella haiman kanavat koirilla. Odota akinien surkastumista, eristäkää salausta saarekesoluista glukosurian helpottamiseksi. ”5 Niinpä Banting meni Toronton yliopistoon, hänen alma materiinsa, jossa hän kääntyi professori John MacLeodiin, joka oli yksi johtavista hiilihydraattiaineenvaihdunnan asiantuntijoista. Vaikka professori hyväksyi ajatuksen Bantingista ilman innostusta, hän erottui laboratoriosta, jossa oli vähintään laitteet ja 10 koiraa kirurgille. Assistant Bantingista tuli paljon opiskelija Charles Best. Kesällä 1921 kokeilu alkoi.

Banting ja Best aloittivat tutkimuksensa poistamalla haiman koirista. Joissakin eläimissä tutkijat poistivat haiman, toisissa ne liittivät haiman kanavan ja poistivat rauhanen jonkin ajan kuluttua. Sitten atrofoitu haima sijoitettiin hypertoniseen liuokseen ja jäädytettiin. Tämän jälkeen sulatuksen jälkeen saatu aine annettiin koirille, joilla oli poistettu haima ja diabeteksen klinikka. Tutkijat ovat tallentaneet glukoositasojen laskua, mikä parantaa eläimen hyvinvointia. Professori MacLeod vaikutti tuloksista ja päätti jatkaa työtään osoittaakseen, että Bantingin ja Bestin "haiman ote" todella toimii.

Uusien kokeiden tulokset naudan haiman käytöstä ovat mahdollistaneet sen ymmärtämisen, että on mahdollista tehdä ilman haiman kanavan monimutkaista ligaatiomenettelyä.

Vuoden 1921 lopulla biokemisti Bertin Collip liittyi tutkimusryhmään. Sen avulla saatiin haiman saarten uutteet, joissa käytettiin fraktionaalista saostusta erilaisilla alkoholipitoisuuksilla ja muilla puhdistusmenetelmillä, jotka saatiin turvallisesti tuoda ihmiskehoon. Se on tehokas ja myrkytön aine ja sitä käytettiin ensimmäisissä kliinisissä tutkimuksissa 6.

Kliiniset tutkimukset

Aluksi Banting ja Best kokivat saamansa insuliinin. Lääkkeen käyttöönoton seurauksena molemmat tunsivat heikkoja, huimausta, mutta lääkkeen myrkyllisiä vaikutuksia ei havaittu.

Ensimmäinen diabetespotilas, joka sai insuliinia 11.1.1922. tuli 14-vuotias poika Leonard Thompson. Ensimmäisen 15 ml: n insuliinin injektion jälkeen potilaan kunnossa ei tapahtunut merkittäviä muutoksia, glukoosipitoisuus veressä ja virtsassa laskivat hieman, lisäksi potilaalla kehittyi steriili abscess. Toukokuun 23. päivänä suoritettiin toistuva injektio ja potilaan veren glukoositaso normalisoitiin, glukoosin ja ketonien pitoisuus virtsassa laski, poika itse totesi oman terveydentilansa paranemisen 7.

Yksi ensimmäisistä insuliinia saaneista potilaista oli Yhdysvaltain korkeimman oikeuden johtaja Elizabeth Heges Goshet. Yllättäen, ennen insuliinihoidon aloittamista, hänellä oli diabetes mellitus 4 vuotta, ja hoito, joka antoi hänelle mahdollisuuden elää tähän päivään, oli kovaa ruokavaliota (noin 400 kcal päivässä). Elizabeth asui insuliinihoidossa, kunnes hän oli 73-vuotias ja hänellä oli kolme lasta.

Nobelin palkinto

Vuonna 1923 Nobelin komitea palkitsi fysiologian ja lääketieteen alan palkinnon Bantingille ja MacLeodille, se tapahtui vain 18 kuukautta lääkkeen ensimmäisen raportin jälkeen amerikkalaisten lääkäreiden liiton kokouksessa. Tämä päätös on pahentanut jo ennestään vaikeaa tiedemiesten välistä suhdetta, koska Banting uskoi, että McLeodin panos insuliinin keksimiseen oli erittäin liioiteltu, Bantingin mukaan palkinnon olisi pitänyt jakaa hänen ja hänen avustajansa Paras. Oikeuden palauttamiseksi Banting jakoi osan palkinnostaan Best ja MacLeod biokemisti Collip 8: lla.

Patentti, joka koskee Bantingin, Bestin ja Collipin omistamaa insuliinia, tiedemiehet myivät 3 dollaria Toronton yliopistolle. Elokuussa 1922 solmittiin lääkeyhtiön Eli Lillyn ja C o: n kanssa yhteistyösopimus, joka auttoi luomaan huumeiden tuotantoa teollisessa mittakaavassa.

Insuliinin keksinnöstä on kulunut yli 90 vuotta. Tämän hormonin lääkkeitä parannetaan, vuodesta 1982 lähtien potilaat ovat jo saaneet ihmisinsuliinia, ja 90-luvulla esiintyi ihmisinsuliinin analogeja - lääkkeitä, joilla oli erilainen kesto, mutta meidän on muistettava ihmiset, jotka seisoivat tämän lääkkeen alkuperää, joka säästää miljoonia ihmisiä päivittäin. ihmisiä.

Insuliinin löytöhistoria

Insuliini peptidihormona, joka on tuotettu Langerhansin haiman saarekkeiden beetasoluissa. Sen varmistaminen, että solukalvot ovat läpäiseviä glukoosimolekyylejä varten. Insuliinivalmisteiden luokittelu ja sen vastaanotto.

Lähetä hyvä työsi tietopohjassa on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta.

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työstään, ovat hyvin kiitollisia teille.

Lähetetty http://www.allbest.ru/

esittely

Insulimn (lat. Insula - saari) - peptidin luonteen hormoni muodostuu haiman Langerhansin saarekkeiden beetasoluista. Se vaikuttaa monipuolisesti metaboliaan lähes kaikissa kudoksissa.

Insuliinin pääasiallisena tehtävänä on varmistaa solukalvojen läpäisevyys glukoosimolekyyleille. Yksinkertaistetussa muodossa voimme sanoa, että hiilihydraatit, mutta myös kaikki ravintoaineet jaetaan lopulta glukoosiin, jota käytetään syntetisoimaan muita hiilipitoisia molekyylejä, ja se on ainoa polttoainemuoto solujen voimalaitoksille - mitokondriot. Ilman insuliinia solukalvon läpäisevyys glukoosiin laskee 20-kertaiseksi, ja solut kuolevat nälkään, ja veren liuennut ylimääräinen sokeri myrkyttää kehoa.

Beetasolujen tuhoutumisesta johtuva insuliinierityksen heikentyminen - absoluuttinen insuliinipuutos - on keskeinen tekijä tyypin 1 diabeteksen patogeneesissä. Insuliinin vaikutuksen rikkoutuminen kudokseen - suhteellinen insuliinipuutos - on tärkeä paikka tyypin 2 diabeteksen kehittymisessä.

Insuliinin löytöhistoria

Insuliinin löytämisen historia liittyy venäläisen lääkäri I.M. Sobolev (1800-luvun toinen puoli), joka osoitti, että sokeripitoisuutta ihmisveressä säätelee haiman erityinen hormoni.

Vuonna 1922 eläimen haimasta eristettyä insuliinia esiteltiin ensin kymmenen vuoden ikäiselle diabeettiselle pojalle. tulos ylitti kaikki odotukset, ja vuosi myöhemmin amerikkalainen yritys Eli Lilly julkaisi ensimmäisen eläininsuliinivalmisteen.

Saatuaan ensimmäisen teollisuuserän insuliinia lähivuosina valtava tapa eristää ja puhdistaa. Tämän seurauksena hormoni oli saatavilla potilaille, joilla on tyypin 1 diabetes. insuliinin hormonin haiman kalvo

Vuonna 1935 Tanskan tutkija Hagedorn optimoi insuliinin toiminnan kehossa ehdottamalla pitkäaikaisia lääkkeitä.

Ensimmäiset insuliinikiteet saatiin vuonna 1952, ja vuonna 1954 englantilainen biokemisti G.Senger selvitti insuliinin rakenteen. Menetelmien kehittäminen hormonin puhdistamiseksi muista hormonaalisista aineista ja insuliinin hajoamistuotteista mahdollisti homogeenisen insuliinin saamisen, jota kutsutaan yksikomponenttiseksi.

70-luvun alussa. Neuvostoliiton tutkijat A. Yudaev ja S. Shvachkin ehdottivat insuliinin kemiallista synteesiä, mutta tämän synteesin toteuttaminen teollisessa mittakaavassa oli kallista ja kannattamatonta.

Tulevaisuudessa insuliinien puhdistusaste parani asteittain, mikä heikensi insuliinialergioiden, munuaisten vajaatoiminnan, näköhäiriöiden ja immuuninsuliiniresistenssin aiheuttamia ongelmia. Tehokkain hormoni oli tarpeen diabetes mellituksen korvaushoidolle - homologiselle insuliinille eli ihmisinsuliinille.

80-luvulla molekyylibiologian edistyminen mahdollisti sekä ihmisen insuliiniketjujen syntetisoinnin käyttäen E. colia, jotka sitten yhdistettiin biologisesti aktiiviseen hormonimolekyyliin, ja rekombinantti-insuliini saatiin Venäjän tiedeakatemian bioorgaanisen kemian instituutissa käyttäen E.coli-geneettisesti muokattuja kantoja.

Affiniteettikromatografian käyttö pienensi valmisteen sisältämien kontaminoivien proteiinien pitoisuutta merkittävästi enemmän kuin insuliinia. Tällaisia proteiineja ovat proinsuliini ja osittain pilkotut proinsuliinit, jotka kykenevät indusoimaan antiinsuliinivasta-aineiden tuotannon.

Ihmisen insuliinin käyttö hoidon alusta minimoi allergisten reaktioiden esiintymisen. Ihmisen insuliini imeytyy nopeammin ja lääkkeen muodosta riippumatta on lyhyempi vaikutusaika kuin eläininsuliinilla. Ihmisen insuliinit ovat vähemmän immunogeenejä kuin sianliha, erityisesti naudan ja sian insuliinien sekoitus.

Insuliinityypit

Insuliinivalmisteet eroavat puhdistusasteessa; vastaanottolähde (nauta, sika, ihminen); insuliiniliuokseen lisätyt aineet (sen vaikutuksen pidentäminen, bakteriostaatit jne.); konsentraatio; pH-arvo; mahdollisuus sekoittaa ICD ja SDI.

Insuliinivalmisteet vaihtelevat lähteen mukaan. Sika ja naudan insuliini eroavat ihmisen aminohappokoostumuksessa: nautaeläimet kolmessa aminohapossa ja sika yhdessä. Ei ole yllättävää, että naudan insuliinihoidossa haittavaikutukset kehittyvät paljon useammin kuin sian tai ihmisinsuliinin hoidossa. Nämä reaktiot ilmaistaan immunologisessa insuliiniresistenssissä, insuliinialergiassa, lipodystrofiassa (ihonalaisen rasvan muutos pistoskohdassa).

Huolimatta naudan insuliinin ilmeisistä haitoista sitä käytetään edelleen laajalti maailmassa. Ja vielä, immunologisesti, nautaeläinten insuliinin puutteet ovat ilmeisiä: missään tapauksessa ei ole suositeltavaa määrätä sitä potilaille, joilla on äskettäin diagnosoitu diabetes, raskaana olevat naiset tai lyhytaikainen insuliinihoito, esimerkiksi perioperatiivisessa jaksossa. Naudan insuliinin negatiivisia ominaisuuksia säilytetään myös silloin, kun niitä käytetään seoksessa sian kanssa, joten sekoitettuja (sian + nautaeläimiä) insuliineja ei myöskään saa käyttää näiden ryhmien hoitoon.

Ihmisen insuliinivalmisteet kemiallista rakennetta varten ovat täysin identtisiä ihmisen insuliinin kanssa.

Biosynteettisen menetelmän pääasiallinen ongelma ihmisen insuliinin saamiseksi on lopputuotteen täydellinen puhdistus käytettyjen mikro-organismien pienimmistä epäpuhtauksista ja niiden aineenvaihduntatuotteista. Uudet laadunvalvontamenetelmät varmistavat, että ihmisen biosynteettinen insuliini ei sisällä haitallisia epäpuhtauksia; siten niiden puhdistusaste ja glukoosin alentava tehokkuus täyttävät korkeimmat vaatimukset ja ovat lähes samat. Mitään ei-toivottuja sivuvaikutuksia, epäpuhtauksista riippuen, näillä lääkkeillä ei ole insuliinia.

Tällä hetkellä lääketieteessä käytetään kolmea erilaista insuliinia:

- lyhyen kantaman, jonka vaikutus alkaa nopeasti;

- toiminnan keskimääräinen kesto;

- pitkäkestoinen ja hidas vaikutus.

Taulukko 1. Kaupallisten insuliinivalmisteiden ominaisuudet

Esimerkkejä (tuotenimet)

Metyyliparabeeni m-kresolifenoli

NaCl-glyseriini Na (H) PO4-Na-asetaatti

Ihmisen. Pork Bull

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS Injektion insuliini (USSR, ei enää tuotettu)

Ihmisen. Pork Bull

Protafaani-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamine-insuliini (Neuvostoliitto, ei enää tuotettu)

Ihmisen. Pork Bull

Monotard-NM, Humulin-sinkki Monotard-MS, Lente-MS Lente

Lyhytvaikutteinen insuliini (ICD) - tavallinen insuliini - on lyhytvaikutteinen kiteinen sinkki-insuliini, joka liukenee neutraaliin pH-arvoon, jonka vaikutus kehittyy 15 minuutin kuluessa ihonalaisesta antamisesta ja kestää 5-7 tuntia.

Ensimmäinen pitkäaikainen insuliini (SDI) luotiin 30-luvun lopulla, jotta potilaat voisivat tehdä injektioita harvemmin kuin yksinään käytettäessä, jos mahdollista kerran päivässä. Toiminnan keston lisäämiseksi kaikki muut insuliinivalmisteet modifioidaan ja, kun ne liuotetaan neutraaliin väliaineeseen, muodostavat suspension. Ne sisältävät protamiinia fosfaattipuskurissa - protamiinisinkki-insuliini ja NPH (neutraali protamiini Hagedorn) - NPH-insuliini tai erilaiset sinkin pitoisuudet asetaattipuskurissa - insuliini ultralente, teippi, seitsemäsosa.

Keskipitkän aikavälin insuliinivalmisteet sisältävät protamiinia, joka on keskimäärin m. Proteiini. 4400, runsaasti arginiinia ja johdettu kirjolohi. Kompleksin muodostamiseksi tarvitaan protamiinin ja insuliinin 1:10 suhde. ihonalaisen antamisen jälkeen proteolyyttiset entsyymit tuhoavat protamiinin, jolloin insuliini imeytyy.

NPH-insuliini ei muuta sen kanssa sekoitetun säätelyinsuliinin farmakokineettistä profiilia. NPH-insuliini on parempi kuin insuliininauha osana tavallista insuliinia sisältävien terapeuttisten seosten keskimääräistä vaikutuksen kestoa.

Fosfaattipuskurissa kaikki insuliinit muodostavat helposti kiteitä sinkillä, mutta vain naudan insuliinikiteet ovat riittävän hydrofobisia, jotta saadaan aikaan ultralentille ominainen hitaasti ja tasaisesti vapautuva insuliinin vapautuminen. Sinkkinsuliinin sinkkikristallit liukenevat nopeammin, vaikutus tulee aikaisemmin, vaikutuksen kesto on lyhyempi. Siksi ei ole lääkettä, joka sisältää vain sian insuliinia. Monokomponenttia sian insuliinia tuotetaan nimellä insuliinisuspensio, insuliinin neutraali, insuliinisofaani, insuliini-amino- amidi.

Insuliininauha on seos, jossa on puoliliuoksen insuliinia (amorfinen insuliinisakka ja sinkki-ionit asetaattipuskurissa, jonka vaikutus haihtuu suhteellisen nopeasti) 70%: lla insuliinia ultralente (huonosti liukeneva kiteinen sinkki-insuliini, jolla on viivästynyt puhkeaminen ja pitkäaikainen vaikutus). Nämä kaksi komponenttia tarjoavat yhdistelmän, jolla on suhteellisen nopea imeytyminen ja stabiili pitkäaikainen vaikutus, mikä tekee insuliininauhasta sopivan terapeuttisen aineen.

Insuliinin tuotanto

Ihmisen insuliinia voidaan valmistaa neljällä tavalla:

1) täydellinen kemiallinen synteesi;

2) uuttaminen ihmisen haimasta (molemmat menetelmät eivät sovellu tehottomuuden vuoksi: ensimmäisen menetelmän riittämätön kehitys ja massatuotannon raaka-aineiden puuttuminen toisella menetelmällä);

3) puolisynteettisellä menetelmällä käyttäen entsyymikemiallista substituutiota sianinsuliinin aminohapon alaniinin B-ketjun asemassa 30 treoniinin kanssa;

4) biosynteettinen menetelmä geenitekniikan tekniikalle. Kaksi viimeistä menetelmää mahdollistavat korkean puhtauden omaavan ihmisinsuliinin saamisen.

Tällä hetkellä ihmisen insuliinia saadaan pääasiassa kahdella tavalla: modifioimalla sian insuliinia synteettisellä entsymaattisella menetelmällä ja geenitekniikan menetelmällä.

Insuliini oli ensimmäinen proteiini, joka saatiin kaupallisiin tarkoituksiin käyttäen rekombinantti-DNA-tekniikkaa. Geneettisesti muokatun ihmisen insuliinin saamiseksi on kaksi pääasiallista lähestymistapaa.

Ensimmäisessä tapauksessa erilliset (eri tuottajakannat) tuottavat molempia ketjuja, joita seuraa molekyylin taittuminen (disulfidisiltojen muodostuminen) ja isomuotojen erottaminen.

Toisessa valmistuksessa esiasteen (proinsuliini) muodossa, jota seuraa entsymaattinen halkaisu trypsiinin ja karboksipeptidaasi B: n kanssa hormonin aktiiviseen muotoon. Tällä hetkellä edullisin on saada insuliini esiasteeksi, joka varmistaa disulfidisillojen oikean sulkemisen (ketjujen erillisen tuotannon tapauksessa suoritetaan peräkkäiset denaturointisyklit, isoformin erottaminen ja renaturaatio).

Molemmissa lähestymistavoissa on mahdollista saada sekä lähtöaineet (A- että B-ketjut tai proinsuliini) sekä osana hybridiproteiineja. A- ja B-ketjujen tai proinsuliinin lisäksi voi esiintyä hybridiproteiinien koostumusta:

- kantajaproteiinin, joka kuljettaa fuusioproteiinia solun tai viljelyalustan periplasmiseen tilaan;

- affiniteettikomponentti, joka helpottaa suuresti hybridiproteiinin valintaa.

Samalla molemmat näistä komponenteista voivat olla samanaikaisesti hybridiproteiinin koostumuksessa. Lisäksi, kun luodaan hybridiproteiineja, voidaan käyttää moniulotteisuuden periaatetta (toisin sanoen hybridiproteiinissa on useita kopioita kohdepolypeptidistä), mikä tekee mahdolliseksi kohde- tuotteen saannon huomattavan kasvun.

Isossa-Britanniassa molemmat ihmisen insuliiniketjut syntetisoitiin käyttäen E. colia, jotka sitten liitettiin biologisesti aktiiviseen hormonimolekyyliin. Jotta yksisoluinen organismi syntetisoi insuliinimolekyylejä ribosomeihinsa, on välttämätöntä toimittaa sille tarvittava ohjelma, eli hormonin geenin tuominen siihen.

Kemiallisesti saadaan insuliinin tai kahden geenin geeniohjelman biosynteesi-prekursori, ohjelmoimalla erikseen insuliiniketjujen A ja B biosynteesi.

Seuraava vaihe on insuliiniprekursorin (tai ketjun geenien erikseen) geenin sisällyttäminen E. colin genomiin, joka on erityinen E. coli -kanta, jota kasvatetaan laboratorio-olosuhteissa. Tämä tehtävä suoritetaan geenitekniikalla.

E. colista eristetään plasmidi, jossa on sopiva restriktioentsyymi. Synteettinen geeni insertoidaan plasmidiin (kloonataan E. coli-p-galaktosidaasin funktionaalisesti aktiivisen C-terminaalisen osan kanssa). Tämän seurauksena E. coli kykenee syntetisoimaan proteiiniketjua, joka koostuu galaktosidaasista ja insuliinista. Syntetisoidut polypeptidit pilkotaan kemiallisesti entsyymistä ja puhdistetaan sitten. Bakteereissa syntetisoidaan noin 100 000 insuliinimolekyyliä bakteerisolua kohti.

E. colin tuottaman hormoniaineen luonne määritetään, millä geenillä insertoidaan yksisoluisen organismin genomiin. Jos insuliiniprekursorigeeni kloonataan, bakteeri syntetisoi insuliiniprekursorin, joka sitten altistetaan restriktioentsyymikäsittelylle, jotta poistetaan preperiteetti C-peptidin eristämisellä, mikä johtaa biologisesti aktiiviseen insuliiniin.

Puhdistetun ihmisen insuliinin saamiseksi biomassasta eristetty hybridiproteiini altistetaan kemialliselle entsymaattiselle transformaatiolle ja sopivalle kromatografiselle puhdistukselle (etu-, geeliä läpäisevä, anioninvaihto). Rekombinantti-insuliini saatiin RAS-instituutissa käyttäen geneettisesti muokattuja E.coli-kantoja. Esiaste, hybridiproteiini, joka on ilmaistu 40%: n koko solun proteiinista, joka sisältää preproinsuliinia, vapautuu kasvatetusta biomassasta. Sen muuntaminen insuliiniksi in vitro suoritetaan samalla sekvenssillä kuin in vivo - johtava polypeptidi irrotetaan, preproinsuliini muunnetaan insuliiniksi oksidatiivisen sulfitolyysin vaiheiden läpi, jota seuraa kolmen disulfidisidoksen pelkistävä sulkeminen ja C-peptidin sitoutumisen entsymaattinen eristäminen. Kromatografisen puhdistuksen sarjan, mukaan lukien ioninvaihto, geeli ja HPLC (korkean suorituskyvyn nestekromatografia) jälkeen saadaan ihmisen insuliini, jolla on suuri puhtaus ja luonnollinen aktiivisuus.

Voidaan käyttää kantaa, jossa on plasmidi-upotettu nukleotidisekvenssi, joka ilmentää fuusioproteiinia, joka koostuu lineaarisesta proinsuliinista ja Staphylococcus aureus -proteiinifragmentista, joka on liitetty sen N-päähän.

Rekombinanttikannan solujen tyydyttyneen biomassan viljely takaa hybridiproteiinin tuotannon alkamisen, jonka eristäminen ja peräkkäinen transformaatio putkessa johtaa insuliiniin.

Toinen tapa on myös mahdollinen: bakteerien ilmentämisjärjestelmässä ilmenee fuusio-rekombinanttiproteiini, joka koostuu ihmisen proinsuliinista ja polyhistidiinihän, joka on kiinnitetty siihen metioniinitähteen kautta. Se eristetään käyttäen kelaattikromatografiaa inkluusiokappaleista peräisin olevilla Ni-agaroosipylväillä ja pilkotaan syanogeenibromidilla.

Eristetty proteiini on S-sulfonoitu. Saadun proinsuliinin kartoitus- ja massaspektrometrinen analyysi, joka puhdistettiin ioninvaihtokromatografialla anioninvaihtimella ja RP (käänteisfaasi) HPLC: llä (korkean suorituskyvyn nestekromatografia), osoittavat, että disulfidisillat vastaavat natiivin ihmisen proinsuliinin disulfidisiltoja.

Äskettäin on kiinnitetty erityistä huomiota yksinkertaistamaan menetelmää rekombinantti-insuliinin tuottamiseksi geenitekniikan menetelmillä. Esimerkiksi on mahdollista saada fuusioproteiini, joka koostuu interleukiinin 2 johtopeptidistä, joka on kiinnitetty proinsuliinin N-päähän lysiinitähteen kautta. Proteiini ilmentyy tehokkaasti ja lokalisoituu inkluusiokappaleisiin. Eristämisen jälkeen proteiini pilkotaan trypsiinillä insuliinin ja C-peptidin tuottamiseksi.

Saatu insuliini ja C-peptidi puhdistettiin RP-HPLC: llä. Kun muodostetaan fuusiorakenteita, kantajaproteiinin ja kohdepolypeptidin massasuhde on hyvin merkittävä. C-peptidit yhdistetään päähän -periaatteella käyttäen aminohappo-välikappaleita, joissa on Sfi I-restriktiokohta ja kaksi arginiinitähteitä välikappaleen alussa ja lopussa sen jälkeen, kun proteiini on pilkottu trypsiinillä. HPLC-katkaisutuotteet osoittavat, että C-peptidin pilkkominen on kvantitatiivinen ja tämä mahdollistaa multimeeristen synteettisten geenien menetelmän käyttämisen kohdepolypeptidien saamiseksi teollisessa mittakaavassa.

johtopäätös

Diabetes mellitus on krooninen sairaus, jonka aiheuttaa absoluuttinen tai suhteellinen insuliinipuutos. Sille on tunnusomaista hiilihydraattien syvä metabolinen häiriö, jossa on hyperglykemia ja glukosuria, sekä muut aineenvaihdunnan häiriöt, jotka johtuvat useista geneettisistä ja ulkoisista tekijöistä.

Tähän saakka oleva insuliini toimii radikaalina ja useimmissa tapauksissa ainoa tapa ylläpitää diabeetikkojen ihmisten elämää ja vammaa. Ennen insuliinin saamista ja käyttöönottoa klinikalle 1922-1923. Potilaat, joilla on diabetes mellitus tyyppi I, odottivat tappavaa tulosta yhdestä kahteen vuoteen sairauden alkamisesta huolimatta kaikkein heikentävimmistä ruokavalioista. Potilailla, joilla on diabetes, tarvitsen elinikäistä korvaushoitoa insuliinin kanssa. Insuliinin säännöllisen käyttöönoton eri syistä johtuva päättyminen johtaa komplikaatioiden nopeaan kehittymiseen ja potilaan välittömään kuolemaan.

Tällä hetkellä diabeteksen esiintyvyys on kolmannessa paikassa sydän- ja verisuonitautien ja onkologisten sairauksien jälkeen. Maailman terveysjärjestön mukaan diabeteksen esiintyvyys aikuisväestön keskuudessa useimmilla maailman alueilla on 2-5% ja on taipumus lisätä potilaiden määrää lähes kaksi kertaa 15 vuoden välein. Terveydenhuollon alalla tapahtuneesta selvästä edistymisestä huolimatta insuliiniriippuvaissa potilaiden määrä kasvaa joka vuosi ja tällä hetkellä Venäjällä vain noin 2 miljoonaa ihmistä.

Kotimaisen geneettisen insuliinin lääkkeiden luominen avaa uusia mahdollisuuksia ratkaista monia diabetologian ongelmia Venäjällä miljoonien diabeetikkojen ihmisten elämää pelastamaan.

1. Biotekniikka: oppikirja yliopistoille / toim. NS Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Korkeakoulu, 1987, s. 15-25.

2. Muuntogeeninen ihmisen insuliini. Kromatografisen erottamisen tehokkuuden parantaminen käyttämällä bifunktionaalisuutta. / Romanchikov, A.B., Yakimov, S. A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, nro 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Modernit menetelmät mikro-organismien teollisten kantojen luomiseksi // Biotekniikka. Vol. 2. M.: Korkeakoulu, 1988. 208 s.

4. Trypsiinin ja karboksipeptidaasi B: n immobilisointi modifioiduilla piidioksideilla ja niiden käyttö rekombinantin ihmisen proinsuliinin muuttamiseksi insuliiniksi. / Kudryavtseva N. E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I, Maltsev K.V., Rumsh L.D. // Kemialliset lääkkeet. J., 1995 - 29, nro 1, s. 61 - 64.

5. Farmaseuttisen bioteknologian perusteet: opinto-opas / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-on-Don: Phoenix; Tomsk: Kustantaja NTL, 2006.

6. Insuliinifragmenttien synteesi ja niiden fysikaalis-kemiallisten ja immunologisten ominaisuuksien tutkimus. / Panin L. E., Tuzikov F. V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997–23, nro 12, s. 953–960

Insuliinin historia

Insuliinin luominen;

Mielenkiintoisia faktoja insuliinin löytämisestä

tutkimus

synteesi

palkkio

Huumeiden valmistus

varastointi

Insuliinin historia, joka keksi insuliinia

Tutkimuksen alku...

Insuliinin löytäminen

Insuliinin historia. Katsokaa menneisyyttä

Edellytykset insuliinin luomiseen

Ajatus Frederick Bantingista

Kliiniset tutkimukset

Nobelin palkinto

Insuliinin löytöhistoria

Insuliini peptidihormona, joka on tuotettu Langerhansin haiman saarekkeiden beetasoluissa. Sen varmistaminen, että solukalvot ovat läpäiseviä glukoosimolekyylejä varten. Insuliinivalmisteiden luokittelu ja sen vastaanotto.

Lähetä hyvä työsi tietopohjassa on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta.

esittely

Insuliinin löytöhistoria

Insuliinityypit

Insuliinin tuotanto

johtopäätös

Lue Lisää Diabeteksesta

Diabeteksen Oireet

Glykeeminen Indeksi