Komentari: 0
Komentari:
Inzulin je tvar koja se proizvodi u gušterači ("Langerhansovi otočići"). Ovaj hormon je od ključne važnosti u metabolizmu gotovo svih tjelesnih tkiva, jer osigurava otvorenost staničnih membrana za komponente glukoze. Sve dok se sintetički nije razvila proizvodnja inzulina, mnogi pacijenti s dijabetesom bili su osuđeni na smrt, budući da se glukoza koristi za proizvodnju svih vrsta molekula koje sadrže ugljik i jedini je izvor energije za mitohondrije. U nedostatku inzulina, stanična membrana propušta malu količinu glukoze, što dovodi do smrti stanice zbog nedostatka prehrane.
Apsolutni i relativni nedostatak inzulina
Kao što znamo, dijabetes je dvije vrste. Prvi tip se javlja kada osoba ima uništenje u beta stanicama gore spomenutih "Langerhansovih otočića". Ovo je apsolutni nedostatak inzulina. Dijabetes drugog tipa razvija se s relativnim nedostatkom inzulina - netočnim učinkom inzulina na određenu vrstu tkiva. 
Ruski liječnik I.M. Sobolev sredinom 19. stoljeća. Nešto kasnije, P. Langerhans je ustanovio da postoje neka posebna područja u žlijezdi, a O. Minkovsky i D. Mehring su tijekom pokusa na psima uspostavili vezu između ovih "otočića" i razine šećera u krvi. Bilo je potrebno oko 20 godina da se iz "Langerhansovih otočića" izvuče ono što proizvode i pokuša se uvesti dobivene tvari u obliku vodenih otopina istim psima. Mora se reći da su pokusi liječenja dijabetičkih stanja kod četveronožnih prijatelja do 1916. okrunjeni uspjehom, ali je njihov razvoj prekinuo Prvi svjetski rat (djela N. Paulescu).
Tijekom pokusa F. Bantinga na psima, životinje su operirane na gušterači na takav način da se većina njih degenerirala, ostavljajući samo područja s Langerhansovim stanicama. Nakon niza eksperimenata, Banting je odlučio za pripremu ekstrakata uzeti embrionalnu gušteraču teleta, koja još nije sadržavala probavne žlijezde, a dobivena tvar je testirana na 14-godišnjem L. Thompsonu, koji je dobio tešku alergijske reakcije zbog nuspojava. D. Collip se obvezao ukloniti nečistoće, uslijed čega je izoliran prvi inzulin, koji je desetogodišnjeg dječaka vratio iz kome. Slično, inzulin se danas u nekim zemljama dobiva iz gušterače goveda (svinja). Iz 1 kg tvari može se ekstrahirati 0,1 g inzulina.
Tehnologije prošlog stoljeća
Za proizvodnju, zdrobljene (često smrznute) sirovine podvrgavaju se kiselo-alkoholnoj ekstrakciji (dvostupanjska obrada zakiseljenim etilnim alkoholom), nakon čega se rezultati kemijske reakcije neutraliziraju i podvrgavaju postupku soljenja-izolacija od otopine dodavanjem druge tvari, češće soli cinka. Otopina se kristalizira i osuši. Ekstrakt nakon takvih manipulacija sadrži oko 90% inzulina. Preostale dionice zauzimaju dodatne tvari:
- polipeptid gušterače;
- glukagon;
- proinzulin;
- somatostatin.
Ovi elementi čine dobiveni lijek imunogenim, odnosno ljudsko tijelo proizvodi antitijela, izazivajući alergijske reakcije. Imunogenost lijeka temelji se uglavnom na proinzulinu, koji je prekursor samog inzulina i sadrži dodatnu molekulu (C-peptid), koja ima različite modifikacije u različitim živim bićima.
Stoga je dobivena tvar podvrgnuta ponovljenoj obradi u obliku otapanja i rekristalizacije, što je omogućilo povećanje sadržaja inzulina na više od 90% (standardni stupanj pročišćavanja). Mora se reći da je lijek dobiven iz gušterače papkara manje prikladan za ljude od inzulina izvađenog iz crijeva svinje. Sam inzulin sastoji se od 51 aminokiseline, od kojih se 3 ne podudaraju kod ljudi i papkara (vjeruje se da vegetarijanska prehrana bikova utječe), ali kod ljudi i, radije, kod svejede svinje postoji samo jedna aminokiselina. Stoga goveđi inzulin (i njegove smjese sa svinjetinom) nije propisan za bolesnike sa šećernom bolešću u ranim stadijima bolesti, za trudnice i za kratkotrajnu terapiju (na primjer, postoperativnu). Može izazvati različite nuspojave, uključujući promjene u potkožnom masnom tkivu na mjestima ubrizgavanja.
Monokomponentni inzulin
Nakon otkrića inzulina, liječnici i znanstvenici suočili su se s pitanjem povećanja stupnja njegova pročišćavanja kako bi se smanjile alergijske reakcije pacijenata. Da bi se to učinilo, gornji ekstrakt standardnog stupnja pročišćavanja šalje se na kromatografiju (obično tekućinu), tijekom koje se na stijenkama aparata stvara mono-vršni inzulin (uključujući monodesamin-monoagregin- i monoetilinsuline). Ako se dobivena tvar nekoliko puta podvrgne kromatografiji, tada će se dobiti monokomponentni inzulin, koji daje znatno manje nuspojava, a također ima visoku aktivnost. Ti su inzulini obično označeni s "MC" na bočici.
Kako se inzulin dobiva u 21. stoljeću? Do sada gornja polusintetička metoda nije zastarjela kada sirovina prolazi kroz mnoge faze pročišćavanja. Nedostatak u ovom slučaju je ovisnost o opskrbi stočarskih farmi. Dva druga načina - potpuni kemijski ciklus ili proizvodnja iz ljudske gušterače - nisu moguća zbog neekonomične i neetičke uporabe ljudskog tkiva. Stoga su od kraja 20. stoljeća zapadne tvrtke (Hoechst, Novo Nordisk, Eli Lilly, Aventis) ovladale i patentirale biosintetičku tehnologiju temeljenu na genetskom inženjeringu.
Uloga E. coli i kvasca u stvaranju inzulina
Opis procesa dobivanja inzulina biološkom sintezom izgleda otprilike ovako: izolirani genom humanog inzulina umetnut je u genom Escherichia coli, koji brzo sintetizira proinzulin, iz kojeg se zatim odcjepljuje enzim C-peptid (tehnologija Eli Lilly ). Novo Nordisk proizvodi hormon na malo drugačiji način. Ovdje su stvorili umjetni gen za miniproinzulin, koji ima "rep" C-peptida. Znatno je kraći od inzulina potrebnog za lijek. Gen se stavlja u stanicu pekarskog kvasca, koja se dijeli kako bi nastala potrebna količina sirovina. Nakon toga se iz nastalog materijala ukloni mini C-peptid i dobije se tvar s visokim stupnjem pročišćavanja, identična ljudskom inzulinu.
Korporacija "Aventis" temelji se na genu makakija, u kojem se inzulin podudara s ljudskim inzulinom. Korištenjem šablone ribonukleinske kiseline dobiva se kloniranje DNA iz ovog gena koje se uvodi u stanice E. coli. Glavni zadatak proizvodnih tvrtki je potpuno pročišćavanje gotovog proizvoda od nečistoća u obliku tragova aktivnosti mikroorganizama i ostataka samih organizama. Suvremene metode kontrole proizvodnje omogućuju da se to učini tako učinkovito da je biosintetski inzulin gotovo identičan kod glavnih svjetskih dobavljača.
Razdoblje djelovanja lijekova
U osvit svog pojavljivanja inzulin je imao prilično kratko trajanje djelovanja (počeo je djelovati za 15-40 minuta, ali je "radio" ne više od 1,5-4 sata), što je dovelo do potrebe za stvaranjem produženog otpuštanje lijekova. Njihov kemijski sastav uključuje protamin (protein ekstrahiran iz ribljeg mlijeka, ima alkalnu reakciju), fosfatni pufer (održava neutralnu razinu pH) i cink, kao i fenol (kreazon) kako bi se osigurao proces kristalizacije. Rezultat ovih dodavanja je NPH inzulin.
Nakon što su znanstvenici otkrili da dodavanje malih količina cinka u uvjetima neutralnog pH produljuje razdoblje, izumljena je suspenzija inzulinskog cinka (ISS), čiji je prvi oblik doziranja bio inzulin Lente. On i njegovi kasniji analozi omogućili su postizanje terapeutskog učinka za 6-8 sati za inzulin srednjeg djelovanja i za 8-10 sati za inzulin s dugotrajnim djelovanjem. Međutim, treba imati na umu da inzulin srednjeg i dugotrajnog djelovanja počinje "djelovati" nakon 2 i 4 sata, a djeluje 6-8, odnosno 8-10 sati.
Stoga bi svaki pacijent s dijabetesom trebao imati individualni 24-satni režim inzulina.
Inzulin kao gotov lijek također sadrži konzervanse i dezinficijense. To su kreson i fenol (ako jesu, tada lijek neugodno miriše), metilparaben, ioni cinka. Svaki oblik doziranja sadrži vlastitu komponentu za dezinfekciju. Na primjer, fenol se ne dodaje ISC -u jer mijenja fizička svojstva inzulina (u ISC -u se koristi metil parabenzoat). Osim toga, pripravci sadrže sastojke koji puferiraju i pretvaraju inzulin u kristalno stanje. Za ISC to je NaCl, za ostale oblike doziranja - fosfati. Pacijenti mogu primati inzulin u različitim oblicima, uključujući aerosol, otopinu ili suspenziju. Lijek može biti neutralni ili kiseli. Standardne koncentracije otpuštanja su: 500 jedinica / ml, 250, 100, 80 i 40.
Hvala vam na povratnim informacijama.
Komentari (1)
Megan92 () prije 2 tjedna
Je li netko uspio potpuno izliječiti dijabetes melitus? Kažu da je nemoguće potpuno izliječiti ...
Daria () prije 2 tjedna
I ja sam mislio da je to nemoguće, ali nakon što sam pročitao ovaj članak, odavno sam zaboravio na ovu "neizlječivu" bolest.
Megan92 () prije 13 dana
Daria () prije 12 dana
Megan92, pa sam napisao u prvom komentaru) Za svaki slučaj ću duplicirati - link na članak.
Sonya prije 10 dana
Nije li ovo razvod? Zašto prodaju na Internetu?
Yulek26 (Tver) Prije 10 dana
Sonya, u kojoj državi živiš? Prodaju se na internetu jer trgovine i ljekarne postavljaju marginalnu maržu. Osim toga, plaćanje tek nakon primitka, odnosno prvo pogledano, provjereno pa tek onda plaćeno. A sada se na internetu prodaje sve - od odjeće do televizora i namještaja.
Urednički odgovor prije 10 dana
Sonia, zdravo. Ovaj lijek za liječenje ovisnosti o dijabetesu melitusu se zapravo ne prodaje u ljekarnama kako bi se izbjegle precijenjene cijene. Do danas možete naručiti samo na službena stranica... Budi zdrav!
Sonya prije 10 dana
Ispričavam se, nisam prvo primijetio podatke o pouzeću. Tada je sve u redu, sigurno je li uplata primljena.
Inzulin je glavni lijek za liječenje dijabetesa tipa 1. Ponekad se koristi i za stabilizaciju pacijentovog stanja i poboljšanje njegove dobrobiti u drugom tipu bolesti. Ova tvar je po svojoj prirodi hormon koji u malim dozama može utjecati na metabolizam ugljikohidrata.
Uobičajeno, gušterača proizvodi dovoljno inzulina za održavanje fiziološke razine šećera u krvi. No, s ozbiljnim endokrinim poremećajima, injekcije inzulina često su jedina šansa za pomoć pacijentu. Nažalost, ne može se uzimati oralno (u obliku tableta), budući da je potpuno uništen u probavnom traktu i gubi svoju biološku vrijednost.
Mogućnosti dobivanja inzulina za uporabu u medicinskoj praksi
Mnogi dijabetičari vjerojatno su se barem jednom zapitali od čega se sastoji inzulin, koji se koristi u medicinske svrhe? Trenutno se ovaj lijek najčešće dobiva metodama genetskog inženjeringa i biotehnologije, no ponekad se ekstrahira iz sirovina životinjskog podrijetla.
Pripravci dobiveni od sirovina životinjskog podrijetla
Dobivanje ovog hormona iz gušterače svinja i goveda stara je tehnologija koja se danas rijetko koristi. To je zbog niske kvalitete dobivenog lijeka, njegove sklonosti izazivanju alergijskih reakcija i nedovoljnog stupnja pročišćavanja. Činjenica je da se, budući da je hormon proteinska tvar, sastoji od određenog skupa aminokiselina.
Inzulin proizveden u tijelu svinje razlikuje se po sastavu aminokiselina od humanog inzulina za 1 aminokiselinu, a goveđi inzulin za 3.
Početkom i sredinom 20. stoljeća, kada slični lijekovi nisu postojali, čak je i takav inzulin postao napredak u medicini i omogućio je liječenje dijabetičara na novu razinu. Hormoni proizvedeni ovom metodom snižavaju šećer u krvi, iako su često izazivali nuspojave i alergije. Razlike u sastavu aminokiselina i nečistoća u lijeku utjecale su na stanje pacijenata, osobito u osjetljivijim kategorijama pacijenata (djeca i starije osobe). Drugi razlog slabe podnošljivosti takvog inzulina je prisutnost njegovog neaktivnog prekursora u lijeku (proinzulin), kojeg se u ovoj varijaciji lijeka bilo nemoguće riješiti.
Danas postoje poboljšani svinjski inzulini koji nemaju ove nedostatke. Dobivaju se iz svinjske gušterače, ali su nakon toga podložne dodatnoj obradi i pročišćavanju. Višekomponentni su i sadrže pomoćne tvari.
Modificirani svinjski inzulin praktički se ne razlikuje od ljudskog hormona, pa se i dalje koristi u praksi.
Takvi lijekovi pacijenti puno bolje podnose i praktički ne izazivaju nuspojave, ne potiskuju imunološki sustav i učinkovito snižavaju šećer u krvi. Goveđi inzulin danas se ne koristi u medicini, jer zbog svoje strane strukture negativno utječe na imunološki i druge sustave ljudskog tijela.
Genetski modificirani inzulin
Ljudski inzulin, koji se koristi za dijabetičare, industrijski se proizvodi na dva načina:
- enzimskom obradom svinjskog inzulina;
- pomoću genetski modificiranih sojeva E. coli ili kvasca.
S fizikalno -kemijskom promjenom molekule svinjskog inzulina pod djelovanjem posebnih enzima postaju identične ljudskom inzulinu. Sastav aminokiselina dobivenog lijeka ne razlikuje se od sastava prirodnog hormona koji se proizvodi u ljudskom tijelu. Tijekom proizvodnog procesa lijek je visoko pročišćen, stoga ne izaziva alergijske reakcije i druge neželjene manifestacije.
No najčešće se inzulin dobiva uz pomoć modificiranih (genetski modificiranih) mikroorganizama. Bakterije ili kvasac biotehnološki su promijenjeni tako da mogu sami proizvesti inzulin.
Osim same proizvodnje inzulina, njegovo pročišćavanje igra važnu ulogu. Kako lijek ne bi izazvao nikakve alergijske i upalne reakcije, u svakoj je fazi potrebno pratiti čistoću sojeva mikroorganizama i svih otopina, kao i korištene sastojke.
Postoje 2 metode za sličnu proizvodnju inzulina. Prvi od njih temelji se na upotrebi dva različita soja (vrste) jednog mikroorganizma. Svaki od njih sintetizira samo jedan lanac molekule DNK hormona (postoje ih dva, a spiralno su uvijeni zajedno). Tada su ti lanci povezani, a u rezultirajućoj otopini već je moguće odvojiti aktivne oblike inzulina od onih koji nemaju biološki značaj.
Druga metoda dobivanja lijeka pomoću E. coli ili kvasca temelji se na činjenici da mikrob prvo proizvodi neaktivan inzulin (odnosno njegov prekursor, proinzulin). Zatim se uz pomoć enzimske obrade ovaj oblik aktivira i koristi u medicini.
Osoblje koje ima pristup određenim proizvodnim područjima uvijek mora biti odjeveno u sterilno zaštitno odijelo, tako da je isključen kontakt lijeka s tjelesnim tekućinama.
Svi su ti procesi obično automatizirani, zrak i sve dodirne površine s ampulama i bočicama su sterilne, a vodovi s opremom hermetički zatvoreni.
Biotehnološke tehnike omogućuju znanstvenicima da smisle alternativna rješenja problema dijabetesa. Na primjer, do danas se provode pretkliničke studije o proizvodnji umjetnih beta stanica gušterače, koje se mogu dobiti metodama genetskog inženjeringa. Možda će se u budućnosti koristiti za poboljšanje rada ovog organa u bolesne osobe.
Proizvodnja suvremenih inzulinskih pripravaka složen je tehnološki proces koji omogućuje automatizaciju i minimalnu ljudsku intervenciju.
Dodatne komponente
Proizvodnju inzulina bez pomoćnih tvari u suvremenom svijetu gotovo je nemoguće zamisliti, jer vam omogućuje poboljšanje njegovih kemijskih svojstava, produljenje trajanja djelovanja i postizanje visokog stupnja čistoće.
Prema svojim svojstvima, svi dodatni sastojci mogu se podijeliti u sljedeće klase:
- produživači (tvari koje se koriste za osiguravanje dugotrajnijeg lijeka);
- komponente za dezinfekciju;
- stabilizatori, zbog čega se u otopini lijeka održava optimalna kiselost.
Produženi aditivi
Postoje inzulini dugog djelovanja čija biološka aktivnost traje 8 - 42 sata (ovisno o skupini lijeka). Ovaj učinak postiže se dodavanjem posebnih tvari - produžitelja u otopinu za injekcije. Najčešće se u tu svrhu koristi jedan od ovih spojeva:
- bjelančevine;
- soli cinkovog klorida.
Proteini koji produljuju djelovanje lijeka temeljito su rafinirani i slabo su alergeni (npr. Protamin). Cinkove soli također ne utječu negativno na aktivnost inzulina niti na dobrobit ljudi.
Antimikrobni sastojci
Dezinficijensi u sastavu inzulina neophodni su kako se mikrobna flora u njoj ne bi razmnožila tijekom skladištenja i uporabe. Ove tvari su konzervansi i osiguravaju očuvanje biološke aktivnosti lijeka. Osim toga, ako pacijent ubrizgava hormon iz jedne bočice samo sebi, tada mu lijek može biti dovoljan nekoliko dana. Zbog visokokvalitetnih antibakterijskih komponenti, neće imati potrebu baciti neiskorišteni lijek zbog teoretske mogućnosti razmnožavanja mikroorganizama u otopini.
Sljedeće tvari mogu se koristiti kao dezinficijensi u proizvodnji inzulina:
- metakrezol;
- fenol;
- parabeni.
Ako otopina sadrži cinkove ione, oni djeluju i kao dodatni konzervans zbog svojih antimikrobnih svojstava.
Određena dezinficijensi prikladni su za proizvodnju svake vrste inzulina. Njihova interakcija s hormonom mora se ispitati u fazi pretkliničkih ispitivanja, budući da konzervans ne bi trebao ometati biološku aktivnost inzulina ili na drugi način negativno utjecati na njegova svojstva.
Korištenje konzervansa u većini slučajeva omogućuje ubrizgavanje hormona pod kožu bez prethodne obrade alkoholom ili drugim antisepticima (proizvođač to obično spominje u uputama). To pojednostavljuje primjenu lijeka i smanjuje broj pripremnih manipulacija prije same injekcije. Ali ova preporuka djeluje samo ako se otopina ubrizgava pomoću pojedinačne inzulinske štrcaljke s tankom iglom.
Stabilizatori
Stabilizatori su potrebni za održavanje pH otopine na zadanoj razini. Sigurnost lijeka, njegovo djelovanje i stabilnost kemijskih svojstava ovise o razini kiselosti. Fosfati se obično koriste u tu svrhu u proizvodnji hormona za injekcije za dijabetičare.
Za inzuline s cinkom stabilizatori otopine nisu uvijek potrebni jer ioni metala pomažu u održavanju potrebne ravnoteže. Ako se još uvijek koriste, tada se umjesto fosfata koriste drugi kemijski spojevi, jer kombinacija tih tvari dovodi do taloženja i neprikladnosti lijeka. Važno svojstvo svih stabilizatora je sigurnost i nemogućnost ulaska u bilo kakve reakcije s inzulinom.
Izborom injekcijskih lijekova za dijabetes za svakog pojedinog pacijenta trebao bi se pozabaviti nadležni endokrinolog. Posao inzulina nije samo održavanje normalne razine šećera u krvi, već i ne štetiti drugim organima i sustavima. Lijek bi trebao biti kemijski neutralan, niskoalergičan i po mogućnosti pristupačan. Također je vrlo prikladno ako se odabrani inzulin može miješati s drugim verzijama tijekom trajanja djelovanja.
Zadnje ažuriranje: 18. travnja 2018
Inzulin je peptidni hormon koji luče β-stanice oko. Langengars.
Sastoji se od dva peptidna lanca: A -lanac - od 21 aminokiselinskog ostatka. B-lanac sadrži 30 aminokiselinskih ostataka
Dva lanca povezana su bisulfidno -S - S - vezama koje osiguravaju prostornu strukturu proteina inzulina.
Kad se inzulin sintetizira u gušterači, prvo se stvara prekursor inzulina, proinzulin.
Proinzulin se sastoji od A-lanca, B-lanca i C-peptida od 35 aminokiselinskih ostataka.
C-peptid se cijepa karboksipeptidazom i tripsinom, a proinzulin se pretvara u aktivni inzulin.
Prije primanja rekombinantnog inzulina, lijek je dobiven iz gušterače svinja i goveda
Inzulin je bio prvi rekombinantni lijek proizveden u industrijskim razmjerima davne 1982. Kao što znate, inzulin se naširoko koristi u liječenju dijabetes melitusa ovisnog o inzulinu.
Molekula inzulina sastoji se od dva lanca A -lanca - 21 aminokiseline i B -lanca - 30 aminokiselina. Molekula se stabilizira pomoću tri disulfidne veze, koje su bitne za njeno pravilno funkcioniranje. U ljudi i životinja sintetizira se proinzulin u kojem su A i B-lanci povezani C-peptidom. Nakon sinteze, C-peptid se cijepa proteolitičkim enzimima kako bi nastao inzulin.
Prije dobivanja rekombinantnog inzulina, pripravak se dobivao iz gušterače svinja i goveda. Međutim, ova metoda proizvodnje inzulina imala je niz nedostataka:
1) nedostatak stoke;
2) složenost skladištenja i transporta sirovina;
3) poteškoće u izolaciji i pročišćavanju hormona;
4) mogućnost razvoja alergijskih reakcija.
Sve je to učinilo nužnim traženje alternativnih izvora za dobivanje lijeka. Do sada je jedina mogućnost takve proizvodnje mikrobiološka sinteza pomoću rekombinantnih mikroorganizama.
Trenutno se humani inzulin uglavnom dobiva na dva načina:
1) modifikacija svinjskog inzulina sintetsko-enzimskom metodom;
Metoda se temelji na činjenici da se svinjski inzulin razlikuje od humanog za jednu zamjenu na C-kraju Ala30Thr B-lanca. Zamjena alanina s treoninom provodi se eliminacijom alanina kataliziranom enzimima i dodavanjem ostatka treonina zaštićenog na karboksilnoj skupini, koja je prisutna u reakcijskoj smjesi u velikom suvišku, na svom mjestu. Nakon cijepanja zaštitne O-terc-butilne skupine dobiva se humani inzulin.
2) metodom genetskog inženjeringa;
Postoje dva glavna pristupa dobivanju genetski modificiranog humanog inzulina. U prvom slučaju (2.1), proizvodnja oba lanca provodi se zasebno (različiti sojevi proizvođača), nakon čega slijedi presavijanje molekule (stvaranje disulfidnih mostova) i odvajanje izoformi. U drugom (2.2) - dobivanje u obliku prekursora (proinsulina), nakon čega slijedi enzimsko cijepanje tripsinom i karboksipeptidazom B do aktivnog oblika hormona.
Trenutno je najpoželjnija proizvodnja inzulina u obliku prekursora, koji osigurava pravilno zatvaranje disulfidnih mostova (u slučaju odvojene proizvodnje lanaca, provode se uzastopni ciklusi denaturacije, odvajanje izoformi i renaturacija) .
Metoda 2.1. Odvojena sinteza A- i B-lanaca s naknadnim zaključivanjem disulfidnih veza između njih.
1. Kemijskom sintezom stvaraju se nukleotidne sekvence koje kodiraju stvaranje A i B lanaca (stvaranje sintetskih gena).
2. Svaki od sintetskih gena uveden je u plazmide (gen koji sintetizira lanac A uvodi se u jedan plazmid, gen koji sintetizira lanac B uvodi se u drugi plazmid).
3. Unesite gen koji kodira nastanak enzima betagalaktozidaze. Ovaj gen je uključen u svaki plazmid kako bi se postigla aktivna replikacija plazmida.
4. Plazmidi se unose u stanicu E. coli i dobivaju se dvije kulture proizvođača, jedna kultura sintetizira A-lanac, druga-B-lanac.
5. U fermentor stavite dvije kulture. Medij se dodaje galaktoza koja potiče stvaranje enzima betagalaktozidaze. U ovom slučaju, plazmidi se aktivno repliciraju, tvoreći mnoge kopije plazmida i, prema tome, mnoge gene koji sintetiziraju A i B lance.
6. Stanice liziraju, oslobađaju lance A i B, koji su povezani s beta-galaktozidazom. Sve se to tretira cijanogen bromidom, a lanci A i B cijepaju se iz betagalaktozidaze. Zatim provedite daljnje pročišćavanje i izolaciju A i B lanaca.
7. Oksidirati ostatke cisteina, vezati i dobiti inzulin.
Nedostaci ove metode: potrebno je nabaviti dva odvojena soja proizvođača, provesti dvije fermentacije, dva postupka izolacije i pročišćavanja, i što je najvažnije, teško je osigurati pravilno zatvaranje disulfidnih veza, odnosno dobiti aktivni inzulin .
Metoda 2.2. Sinteza proinzulina praćena cijepanjem C-_peptida. U tom slučaju koninzulinska konformacija osigurava pravilno zatvaranje disulfidnih veza, što drugu metodu mikrobiološke sinteze čini obećavajućom.
Sinteza metodom
1975. W. Gilbert je predložio sljedeću shemu za sintezu inzulina:
Od tumorskih stanica postao sam oštar. žlijezda luči mRNA inzulina.
Pomoću mRNA reverzne transkriptaze dobiva se cDNA.
Dobivena cDNA umetnuta je u plazmid pBR322 E. coli u sredinu gena penicilinidaze.
Rekombinantni plazmid sadrži podatke o strukturi proinzulina.
Kao rezultat translacije mRNA u stanice, sintetizira se fuzijski protein koji sadrži sekvence penicilinidaze i proinzulina.
Proinzulin se iz ovog proteina cijepao tripsinom.
Inzulin se oslobađa iz proinzulina.
Suvremena biotehnološka proizvodnja inzulina složen je proces koji se temelji na genetskoj modifikaciji mikroorganizama. Ova je metoda relativno nova i u proizvodnju je uvedena osamdesetih godina prošlog stoljeća. Uz njegovu pomoć dobiva se lijek koji u potpunosti odgovara onome što se proizvodi u ljudskom tijelu. Otuda i naziv "humani inzulin".
Valja napomenuti da ovaj izraz "humani inzulin" ponekad izaziva pomalo netočne reakcije i pretpostavke da se lijek dobiva iz ljudskog tijela. Zbog toga se često postavlja pitanje: "Kako se proizvodi inzulin?" - i odakle takva definicija.
Doista, donedavno je tehnologija proizvodnje inzulina bila potpuno drugačija. Uklonjen je iz tijela svinja ili goveda i prema tome je dobio naziv, na primjer, svinjetina ili govedo. Međutim, ova je tehnologija proizvodnje zastarjela i ima niz ozbiljnih nedostataka, među kojima prvo mjesto zauzima nemogućnost dobivanja čiste tvari bez nečistoća proinzulina, što uzrokuje različite alergijske reakcije i proizvodnju antitijela u ljudi.
Osim toga, zbog stalnog povećanja broja oboljelih od šećerne bolesti, nema dovoljno životinjskih sirovina za proizvodnju inzulina, što je postalo još jedan poticaj u potrazi za suvremenim novim metodama umjetnog dobivanja.
Danas se ljudski ili rekombinirani lijek dobiva iz sojeva kvasca ili E. coli. Ove tvari nisu slučajno odabrane: tijekom rasta u hranjivom mediju proizvode ogromnu količinu potrebnog hormona. To znači da proces nije samo tehnološke prirode, već je i biološki, jer potrebnu tvar proizvode živi organizmi, a zatim se transformira, a ne kemijski sintetizira.
Valja napomenuti da je znanost prošla teškim i teškim putem prije nego što je biotehnološka metoda dobivanja lijeka za dijabetičare pronađena i uvedena u proizvodnju. Po prvi put, točan sastav inzulina koji su proizveli ljudi ustanovljen je šezdesetih godina prošlog stoljeća. Pokazalo se da njegove molekule imaju drugačiji aminokiselinski sastav, drugačiji od aminokiseline životinjskog podrijetla. Kasnije se pokušavalo zamijeniti jednu aminokiselinu drugom, usput, prilično uspješnom, ali vrlo skupom. Ova je metoda prepoznata kao neisplativa i neperspektivna ne samo u našoj zemlji, već i u inozemstvu.
I tek nakon dva desetljeća mukotrpnog rada bilo je moguće dobiti apsolutno čisti lijek koji u potpunosti odgovara onome što se proizvodi u tijelu zdrave osobe, a koji ne izaziva odbacivanje i alergijske reakcije.
Proizvodnja humanog inzulina temelji se na metodi genetskog inženjeringa, tijekom koje se gen unosi u DNK molekulu kvasca, što određuje proizvodnju hormona koji je potpuno sličan onom koji proizvode ljudi. Ova metoda naširoko se koristi u svim razvijenim zemljama svijeta i omogućuje dobivanje lijekova za liječenje dijabetesa izvrsne kvalitete i u potrebnoj količini.
Vlastita proizvodnja inzulina u Rusiji planira se u bliskoj budućnosti. Izgradnja radionice na Uralu već je u tijeku. Međutim, trenutno se lijekovi za liječenje pacijenata sa šećernom bolešću kupuju u inozemstvu, za što se troše ogromne svote iz državnog proračuna.
Valja napomenuti da je tehnologija njegove proizvodnje već eksperimentalno testirana u Rusiji i postignuti su izvrsni rezultati. Naši, domaći lijekovi pokazali su se učinkovitijima i čistijima. Ostaje samo uspostaviti proizvodni proces.
Recenzije i komentari
Ostavite recenziju ili komentar
Ništa manje korisni materijali na tu temu:
Obrazac za izdanje
Inzulin je lijek koji ima sposobnost snižavanja razine glukoze kada je abnormalna i regulira apsorpciju ugljikohidrata u tijelu. Neizostavan je u liječenju dijabetesa, a uz pravilno odabranu dozu i pravodobno započetu terapiju, omogućuje bolesnim osobama da vode ispunjen život ...
Patrone
Inzulin u patronama dizajniran je za ubrizgavanje pomoću takozvanih štrcaljki za olovke, koje su dobile ime po površnoj sličnosti s automatskim nalivperom. Olovka za štrcaljku omogućuje vam doziranje količine injektiranog lijeka, što uvelike pojednostavljuje život pacijentima s dijabetesom. U ovom slučaju ne trebate ...
U ampulama
Inzulin je hormon gušterače. Za proizvodnju lijekova na njegovoj osnovi koriste se životinjski organi, kao i biotehnologija koja omogućuje dobivanje tvari sličnih ljudskim hormonima. Karakteristična značajka inzulina je njegova nestabilnost na učinke enzima sadržanih u probavnom traktu. To znači da inzulin ...
Tablete umjesto inzulina
Inzulin je hormon. Proizvodi se u zdravom gušterači. Dijabetes se javlja kada je gušterača bolesna ili jednostavno ne radi dobro. Do danas se liječenje dijabetesa temelji na uvođenju umjetnog hormona u tijelo ...
Tko je izumio inzulin?
Inzulin je otkriven 1922. Tada je dječaku, koji je bio teško bolestan od dijabetesa, ubrizgan lijek dobiven iz bika gušterače. Kao rezultat toga, bilo je moguće ne samo spasiti živote, već i zaustaviti progresivnu bolest. Povijest samog inzulina nije prošla bez čuda, ...
Formula i struktura inzulina
Struktura inzulina zanimala je znanstvenike od njegova otkrića. Brojne eksperimente u tom smjeru započeli su njegovi otkrivači Frederick Bunting i Charles Best. Istodobno, znanstvenici su pokušali uspostaviti točnu kemijsku formulu izoliranog hormona, što bi omogućilo njegovu kemijsku sintezu. Trčanje ...
Inzulin je vitalni lijek i revolucionirao je živote mnogih ljudi s dijabetesom.
U čitavoj povijesti medicine i farmacije 20. stoljeća može se razlikovati samo jedna skupina lijekova iste važnosti - to su antibiotici. Oni su, poput inzulina, vrlo brzo ušli u medicinu i pomogli u spašavanju mnogih života.
Dan protiv dijabetesa melitusa obilježava se na inicijativu Svjetske zdravstvene organizacije svake godine, od 1991. godine, na rođendan kanadskog fiziologa F. Buntinga koji je zajedno s J. J. McLeodom otkrio hormon inzulin. Pogledajmo kako se ovaj hormon dobiva.
Po čemu se pripravci inzulina međusobno razlikuju?
- Stupanj pročišćavanja.
- Izvor primitka je svinjski, goveđi, humani inzulin.
- Dodatne komponente uključene u otopinu lijeka su konzervansi, produžitelji djelovanja i drugi.
- Koncentracija.
- pH otopine.
- Mogućnost miješanja lijekova kratkog i dugotrajnog djelovanja.
Inzulin je hormon koji proizvode posebne stanice u gušterači. To je dvolančani protein koji sadrži 51 aminokiselinu.
Godišnje se u svijetu potroši oko 6 milijardi jedinica inzulina (1 jedinica je 42 μg tvari). Proizvodnja inzulina visoko je tehnološka i provodi se samo industrijskim metodama.
Izvori proizvodnje inzulina
Trenutno se, ovisno o izvoru proizvodnje, izoliraju svinjski inzulin i pripravci humanog inzulina.
Svinjski inzulin sada ima vrlo visok stupanj pročišćavanja, ima dobar hipoglikemijski učinak i praktički nema alergijskih reakcija na njega.
Pripravci humanog inzulina u potpunosti su u skladu s kemijskom strukturom ljudskog hormona. Obično se proizvode biosintezom pomoću genetski modificiranih tehnologija.
Velike proizvodne tvrtke koriste proizvodne tehnike koje osiguravaju da njihovi proizvodi zadovoljavaju sve standarde kvalitete. Nije bilo značajnih razlika u djelovanju monokomponentnog inzulina ljudskog i svinjskog (to jest visoko pročišćenog), u odnosu na imunološki sustav, prema mnogim istraživanjima, razlika je minimalna.
Pomoćne komponente koje se koriste u proizvodnji inzulina
Bočica s lijekom sadrži otopinu koja ne sadrži samo hormon inzulin, već i druge spojeve. Svaki od njih igra posebnu ulogu:
- produljenje djelovanja lijeka;
- dezinfekcija otopine;
- prisutnost puferskih svojstava otopine i održavanje neutralnog pH (kiselinsko-bazna ravnoteža).
Produženje djelovanja inzulina
Za stvaranje inzulina s produljenim oslobađanjem, jedan od dva spoja, cink ili protamin, dodaje se u konvencionalnu otopinu inzulina. Ovisno o tome, svi se inzulini mogu podijeliti u dvije skupine:
- inzulini protamina - protafan, insuman bazalni, NPH, humulin N;
- cink-inzulini-inzulin-cink-suspenzije mono-tard, traka, humulin-cink.
Protamin je protein, no nuspojave alergije su vrlo rijetke.
Za stvaranje neutralnog medija otopine dodaje se fosfatni pufer. Treba imati na umu da je strogo zabranjeno kombinirati fosfate koji sadrže inzulin sa suspenzijom inzulinskog cinka (ICS), budući da se cink fosfat taloži, a učinak cinkovog inzulina skraćuje na najnepredvidljiviji način.
Dezinficijensi
Neki od spojeva imaju dezinfekcijski učinak, koji bi se, prema farmakološkim i tehnološkim kriterijima, već trebao unijeti u pripravak. To uključuje krezol i fenol (oba imaju specifičan miris), kao i metil parabenzoat (metil paraben), koji nema miris.
Uvođenje bilo kojeg od ovih konzervansa određuje specifičan miris nekih inzulinskih pripravaka. Svi konzervansi u količini u kojoj se nalaze u pripravcima inzulina nemaju negativan učinak.
Inzulini protamina obično uključuju krezol ili fenol. Fenol se ne može dodati u otopine ICS -a jer mijenja fizička svojstva čestica hormona. Ovi lijekovi uključuju metilparaben. Također, cinkovi ioni u otopini imaju antimikrobni učinak.
Zahvaljujući ovoj višestepenoj antibakterijskoj zaštiti uz pomoć konzervansa, sprječava se razvoj mogućih komplikacija, koje bi mogle biti uzrokovane bakterijskom kontaminacijom uz opetovano umetanje igle u bočicu s otopinom.
Zbog prisutnosti takvog obrambenog mehanizma, pacijent može koristiti istu štrcaljku za potkožne injekcije lijeka 5 - 7 dana (pod uvjetom da samo on koristi štrcaljku). Štoviše, konzervansi omogućuju da se alkohol ne koristi za liječenje kože prije injekcije, već opet samo ako se pacijent sam ubrizgava štrcaljkom s tankom iglom (inzulin).
Kalibracija inzulinskih štrcaljki
U prvim pripravcima inzulina jedan ml otopine sadržavao je samo jednu jedinicu hormona. Kasnije se koncentracija povećala. Većina inzulinskih pripravaka u bočicama koji se koriste u Rusiji sadrže 40 jedinica u 1 ml otopine. Bočice su obično označene simbolom U-40 ili 40 U / ml.
Za široku uporabu, oni su namijenjeni upravo takvom inzulinu, a njihova se kalibracija provodi prema sljedećem principu: kada se štrcaljkom izvuče otopina od 0,5 ml, osoba sakupi 20 jedinica, 0,35 ml odgovara 10 jedinica, a tako dalje.
Svaka oznaka na štrcaljki jednaka je određenom volumenu, a pacijent već zna koliko jedinica sadrži ovaj volumen. Stoga je kalibracija štrcaljki volumetrijska kalibracija za uporabu U-40 inzulina. 4 jedinice inzulina sadržane su u 0,1 ml, 6 jedinica - u 0,15 ml lijeka, i tako dalje do 40 jedinica, što odgovara 1 ml otopine.
U nekim se zemljama koristi inzulin, od čega 1 ml sadrži 100 jedinica (U-100). Za takve lijekove proizvode se posebne inzulinske štrcaljke koje su slične onima o kojima je gore bilo riječi, ali imaju drugačiju kalibraciju.
Uzima u obzir upravo tu koncentraciju (2,5 puta je veća od standarda). U tom slučaju, doza inzulina za pacijenta, naravno, ostaje ista, jer zadovoljava tjelesne potrebe za određenom količinom inzulina.
Odnosno, ako je pacijent prethodno koristio lijek U-40 i ubrizgao 40 jedinica hormona dnevno, tada bi trebao primiti istih 40 jedinica s injekcijama inzulina U-100, ali ubrizgati ga u količini 2,5 puta manjoj. Odnosno, istih 40 jedinica bit će sadržano u 0,4 ml otopine.
Nažalost, ne znaju svi liječnici, a osobito oni s dijabetesom mellitusom. Prve poteškoće počele su kada su neki od pacijenata prešli na uporabu injektora inzulina (olovke za štrcaljke), koji koriste olovke (posebne patrone) koje sadrže inzulin U-40.
Ako se otopina s oznakom U-100 uvuče u takvu štrcaljku, na primjer, do oznake 20 jedinica (to jest 0,5 ml), tada će taj volumen sadržavati čak 50 jedinica lijeka.
Svaki put kad napunite obične štrcaljke inzulinom U-100 i pogledate granične jedinice, osoba će izvući dozu 2,5 puta veću od one prikazane na ovoj razini. Ako ni liječnik ni pacijent ne uoče ovu pogrešku pravodobno, postoji velika vjerojatnost razvoja teške hipoglikemije zbog stalnog predoziranja lijekom, što se često događa u praksi.
S druge strane, ponekad postoje inzulinske štrcaljke kalibrirane posebno za pripravak U-100. Ako je takva štrcaljka greškom napunjena uobičajenom otopinom U-40, tada će doza inzulina u štrcaljki biti 2,5 puta manja od one koja je napisana blizu odgovarajuće oznake na štrcaljki.
Zbog toga je moguće naizgled neobjašnjivo povećanje glukoze u krvi. Zapravo, naravno, sve je sasvim logično - za svaku koncentraciju lijeka potrebno je koristiti odgovarajuću štrcaljku.
U nekim zemljama, na primjer u Švicarskoj, pomno je osmišljen plan prema kojemu je proveden kompetentan prijelaz na pripravke inzulina s oznakom U-100. Ali to zahtijeva bliski kontakt svih zainteresiranih strana: liječnika mnogih specijalnosti, pacijenata, medicinskih sestara s bilo kojeg odjela, ljekarnika, proizvođača, nadležnih tijela.
U našoj zemlji vrlo je teško napraviti prijelaz svih pacijenata samo na uporabu inzulina U-100, jer će to najvjerojatnije dovesti do povećanja broja pogrešaka u određivanju doze.
Kombinirana uporaba inzulina kratkog i produženog djelovanja
U suvremenoj medicini liječenje šećerne bolesti, osobito prve vrste, obično se javlja kombinacijom dviju vrsta inzulina-kratkotrajnog i produljenog djelovanja.
Pacijentima bi bilo puno prikladnije kada bi se lijekovi različitog trajanja djelovanja mogli kombinirati u jednu štrcaljku i istodobno ubrizgati kako bi se izbjeglo dvostruko probijanje kože.
Mnogi liječnici ne znaju što određuje mogućnost miješanja različitih inzulina. To se temelji na kemijskoj i galenskoj (određenoj sastavom) kompatibilnosti inzulina dugog djelovanja i kratkotrajnog djelovanja.
Vrlo je važno da se pri miješanju dviju vrsta lijekova brzi početak kratkog djelovanja inzulina ne rastegne niti nestane.
Dokazano je da se lijek kratkog djelovanja može kombinirati u jednoj injekciji s protamin-inzulinom, dok se početak kratkotrajnog inzulina ne odgađa, jer se topljivi inzulin ne veže za protamin.
U ovom slučaju proizvođač lijeka nije bitan. Na primjer, može se kombinirati s humulinom H ili protafanom. Štoviše, mješavine ovih lijekova mogu se pohraniti.
Što se tiče pripravaka inzulin-cink, odavno je utvrđeno da se suspenzija inzulin-cink (kristalna) ne može kombinirati s kratkim inzulinom, jer se veže na višak cinkovih iona i pretvara se u produženi inzulin, ponekad djelomično.
Neki pacijenti prvo ubrizgavaju lijek kratkog djelovanja, a zatim, ne vadeći iglu ispod kože, malo promijene smjer i kroz nju ubrizgavaju cink-inzulin.
O ovom načinu primjene provedeno je dosta znanstvenih studija, pa se ne može isključiti da se u nekim slučajevima ovom metodom ubrizgavanja ispod kože može stvoriti kompleks cink-inzulina i lijeka kratkog djelovanja, što dovodi do oslabljene apsorpcije potonjeg.
Stoga je bolje ubrizgati kratki inzulin potpuno odvojeno od inzulina cinka, kako bi se izvršile dvije odvojene injekcije u područja kože na udaljenosti od najmanje 1 cm. To nije prikladno, što se ne može reći o standardnoj metodi.
Kombinirani inzulini
Sada farmaceutska industrija proizvodi kombinirane pripravke koji sadrže inzulin kratkog djelovanja zajedno s protamin-inzulinom u strogo određenom postotku. Ovi lijekovi uključuju:
- mješavina,
- Aktrafan,
- insuman češalj.
Najučinkovitije su kombinacije u kojima je omjer kratkog i produženog inzulina 30:70 ili 25:75. Taj je omjer uvijek naveden u uputama za uporabu svakog određenog lijeka.
Takvi lijekovi najprikladniji su za osobe koje se pridržavaju stalne prehrane i imaju redovitu tjelesnu aktivnost. Na primjer, često ih koriste stariji dijabetičari tipa 2.
Kombinirani inzulini nisu prikladni za provedbu takozvane "fleksibilne" inzulinske terapije, kada je potrebno stalno mijenjati dozu inzulina kratkog djelovanja.
Na primjer, to treba učiniti pri promjeni količine ugljikohidrata u hrani, smanjenju ili povećanju tjelesne aktivnosti itd. Istodobno, doza bazalnog inzulina (produljena) praktički se ne mijenja.
