Sejarah insulin

Analisis

Sejarah insulin

Mungkin ubat hormon yang paling penting dan paling biasa digunakan dalam amalan perubatan adalah insulin. Insulin manusia - hormon yang disintesis oleh sel beta pankreas - memainkan peranan besar dalam proses fungsi normal badan manusia.

Fungsi yang paling penting adalah untuk menyediakan sel badan dengan bahan energetik utama, glukosa.

Sekiranya insulin tidak mencukupi, sel-sel tidak dapat menyerap glukosa, ia terkumpul dalam darah, dan tisu dan organ mengalami kelaparan tenaga. Dengan kekurangan insulin, penyakit serius seperti diabetes mellitus berkembang.

Sehingga permulaan abad XX. Pesakit kencing manis meninggal dunia pada usia kanak-kanak atau muda dari pelbagai komplikasi penyakit mereka, hampir tidak ada yang berjaya hidup lebih dari 5-7 tahun selepas bermulanya penyakit ini.

Peranan pankreas dalam perkembangan kencing manis hanya diketahui pada penghujung abad XIX. Pada tahun 1869, di Berlin, seorang pelajar perubatan berusia 22 tahun, Paul Langergans, mengkaji struktur pankreas dengan mikroskop dan menarik perhatian kepada sel-sel yang tidak diketahui sebelum ini yang membentuk kumpulan yang sama-sama diedarkan ke seluruh kelenjar, tetapi fungsi sel-sel ini, kemudian disebut pulau-pulau Langerhans, tidak diketahui.

Kemudian, Ernst Lako membuat hipotesis bahawa pankreas terlibat dalam proses penghadaman. Pada tahun 1889, ahli fisiologi Jerman Oscar Minkowski cuba membuktikan bahawa nilai pankreas dalam pencernaan dibuat. Untuk ini, dia membuat eksperimen di mana dia mengeluarkan kelenjar dalam anjing yang sihat. Beberapa hari selepas percubaan bermula, pembantu Minkowski, yang memantau keadaan haiwan makmal, menarik perhatian sejumlah besar lalat yang terbang ke air kencing anjing eksperimen.

Setelah memeriksa air kencing, dia mendapati bahawa seekor anjing tanpa pankreas menyembuhkan gula dengan air kencing. Ini adalah pemerhatian pertama yang menghubungkan kerja pankreas dan perkembangan diabetes. Pada tahun 1901, Eugene Opie membuktikan bahawa diabetes mellitus disebabkan oleh gangguan dalam struktur pankreas, iaitu pemusnahan lengkap atau sebahagian daripada pulau-pulau kecil Langerhans.

Yang pertama yang dapat mengasingkan insulin dan berjaya menerimanya untuk merawat pesakit adalah ahli fisiologi Kanada, Frederick Banting. Percubaan untuk mencipta ubat untuk saintis muda saintis mendorong kejadian yang tragis - dua kawannya meninggal dunia akibat penyakit kencing manis. Walaupun sebelum Banting, banyak penyelidik, memahami peranan pankreas dalam perkembangan diabetes mellitus, cuba mengasingkan bahan yang secara langsung akan menjejaskan tahap gula dalam darah, tetapi semua percubaan berakhir dengan kegagalan.

Kegagalan ini juga disebabkan oleh fakta bahawa enzim pankreas (terutamanya trypsin) berjaya sekurang-kurangnya memecahkan molekul protein insulin sebelum mereka dapat diasingkan dari ekstrak tisu kelenjar. Pada tahun 1906, Georg Ludwig Zeltser dapat mencapai kejayaan dalam mengurangkan tahap glukosa darah anjing eksperimen dengan bantuan ekstrak pankreas, tetapi dia tidak dapat meneruskan kerja. Scott pada tahun 1911 di University of Chicago menggunakan ekstrak air pankreas dan menyaksikan sedikit penurunan glycosuria dalam haiwan eksperimen, tetapi dia tidak dapat meyakinkan penyelia tentang kepentingan penyelidikannya, dan tidak lama lagi eksperimen ini dihentikan.

Kesan yang sama ditunjukkan oleh Israel Kleiner pada tahun 1919, tetapi tidak menyelesaikan kerja itu disebabkan oleh permulaan Perang Dunia Pertama.

Kerja sama pada tahun 1921 diterbitkan oleh Profesor Physiology dari Sekolah Perubatan Romania, Nicola Paulesco, dan ramai, termasuk di Romania, menganggapnya sebagai perintis insulin. Walau bagaimanapun, kelebihan pemisahan insulin dan penggunaannya yang berjaya adalah tepat kepada Frederick Banting.

Banting bekerja sebagai pensyarah junior di Jabatan Anatomi dan Fisiologi di sebuah universiti di Kanada di bawah pengawasan Profesor John MacLeod, yang kemudiannya dianggap pakar hebat dalam diabetes. Banting cuba mencapai atrofi pankreas dengan membalut saluran pernafasannya (saluran) selama 6-8 minggu, sambil mengekalkan pulau kecil Langerhans tidak berubah dari kesan enzim pankreas, dan mendapatkan ekstrak tulen dari sel-sel pulau kecil ini.

Untuk menjalankan eksperimen ini, makmal, pembantu dan anjing eksperimen, yang tidak mempunyai Banting, diperlukan.

Untuk bantuan, dia berpaling kepada Profesor John MacLeod, yang menyedari kegagalan masa lalu dalam mendapatkan hormon pankreas. Oleh itu, beliau pertama kali tidak membenarkan Banting ke makmalnya. Walau bagaimanapun, Banting tidak berundur dan pada musim bunga tahun 1921, beliau meminta MacLeod untuk dibenarkan bekerja di makmal selama sekurang-kurangnya dua bulan. Sejak pada masa ini MacLeod akan pergi ke Eropah dan makmal itu percuma, dia bersetuju. Sebagai pembantu Banting, seorang pelajar tahun ke-5 diberikan kepada Charles Best, yang telah mempelajari dengan baik kaedah untuk menentukan gula darah dan air kencing.

Untuk menjalankan eksperimen yang memerlukan perbelanjaan besar, Banting terpaksa menjual hampir semua harta miliknya.

Beberapa anjing diikat dengan saluran pankreas, selepas itu mereka mula menunggu atrofinya. Pada 27 Julai 1921, ekstrak pankreas atrophied ditadbir kepada seekor anjing dengan pankreas jauh yang terletak di dalam precoma. Selepas beberapa jam, anjing itu mengalami penurunan dalam gula darah dan air kencing, dan aseton hilang.

Kemudian ekstrak pankreas diperkenalkan untuk kedua kalinya, dan dia tinggal 7 hari lagi. Mungkin anjing itu akan hidup lebih lama, tetapi para penyelidik telah kehabisan ekstrak, kerana insulin dari pankreas anjing sangat intensif dan bertahan lama.

Selepas itu, Banting dan Best mula mendapat ekstrak dari pankreas betis yang tidak dilahirkan, di mana enzim pencernaan belum dihasilkan, tetapi jumlah insulin yang mencukupi telah disintesis. Jumlah insulin kini cukup untuk mengekalkan anjing eksperimen hidup hingga 70 hari. MacLeod, yang telah kembali dari Eropah pada masa itu, secara beransur-ansur menjadi berminat dengan kerja Banting dan Best dan menghubungkan semua kakitangan makmal itu. Banting, yang pada asalnya dikenali sebagai Isletin ekstrak pankreas, atas cadangan MacLeod, menamakan semula insulin (dari Latin. Insula - "pulau").

Pengeluaran insulin terus berjaya. Pada 14 November 1921, Banting dan Best melaporkan mengenai hasil penyelidikan mereka pada pertemuan Kelab Jurnal Fisiologi Universiti Toronto. Sebulan kemudian, laporan diikuti di Amerika Syarikat, di Persatuan Fisiologi Amerika di New Haven.

Jumlah ekstrak yang diperoleh dari pankreas lembu yang disembelih di rumah sembelih mula berkembang pesat, dan seorang pakar diperlukan untuk memastikan pemurnian halus insulin. Untuk tujuan ini, pada akhir tahun 1921, MacLeod membawa kerja biokimia terkenal, James Collip, yang dengan cepat mencapai hasil yang baik dalam pembersihan insulin. Menjelang Januari 1922, Banting dan Best memulakan ujian klinikal pertama insulin pada manusia.

Pada mulanya, saintis menyuntik 10 unit insulin setiap satu, dan kemudian seorang sukarelawan, yang berusia 14 tahun, Leonard Thompson, yang menderita diabetes. Suntikan pertama dibuat kepadanya pada 11 Januari 1922, tetapi ia tidak berjaya sepenuhnya, kerana ekstrak itu tidak cukup disucikan, yang menyebabkan alergi. Untuk 11 hari akan datang, Collip bekerja keras di makmal untuk meningkatkan ekstrak, dan pada 23 Januari suntikan kedua insulin diberikan kepada budak lelaki itu.

Selepas pengenalan insulin, budak itu mula sembuh dengan cepat - ia adalah orang pertama yang diselamatkan oleh insulin. Tidak lama kemudian, Banting menyelamatkan rakannya, doktor Joe Gilchrist, dari kematian yang akan datang.

Berita tentang penggunaan insulin pertama pada 23 Januari 1922 menjadi sensasi antarabangsa. Banting dan rakan-rakannya benar-benar membangkitkan beratus-ratus orang dengan diabetes, terutama mereka yang mempunyai bentuk yang teruk. Beliau telah menulis banyak surat yang meminta penyelamatan dari penyakit itu, datang kepadanya di makmal. Walau bagaimanapun, pada masa itu terdapat banyak kekurangan - penyediaan insulin tidak cukup standard, tidak ada cara untuk mengawal diri, dan dos insulin harus diukur secara kasar oleh mata. Oleh itu, tindak balas hipoglikemik organisma sering berlaku apabila tahap glukosa jatuh di bawah norma.

Walau bagaimanapun, peningkatan insulin dan pengenalannya ke amalan perubatan harian diteruskan.

University of Toronto mula menjual lesen pengeluaran insulin kepada pelbagai syarikat farmaseutikal, dan menjelang tahun 1923 hormon ini tersedia untuk semua pesakit kencing manis.

Lily (AS) dan Novo Nordisk (Denmark), yang masih menjadi pemimpin dalam bidang ini, telah mendapat kebenaran untuk mengeluarkan ubat-ubatan. Bantingu pada tahun 1923. University of Toronto menganugerahkan ijazah doktor sains, beliau dipilih sebagai profesor. Jabatan penyelidikan perubatan khas juga dibuka untuk Banting dan Best, yang diberikan gaji peribadi tinggi.

Pada tahun 1923, Banting dan McLeod dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Perubatan, yang mereka secara sukarela berkongsi dengan Best dan Collip.

Pada tahun 1926, saintis perubatan Abel dapat mensintesis insulin dalam bentuk kristal. Selepas 10 tahun, penyelidik Denmark, Hagedorn menerima insulin yang berpanjangan (dilanjutkan), dan 10 tahun kemudian, protagin neutral Hagerdon dicipta, yang masih menjadi salah satu jenis insulin yang paling popular.

Komposisi kimia insulin telah ditubuhkan oleh ahli biologi molekular British Frederick Sanger, yang memenangi Hadiah Nobel untuk ini pada tahun 1958. Insulin menjadi protein pertama, urutan asid amino yang telah diuraikan sepenuhnya.

Struktur spasial molekul insulin didirikan menggunakan kaedah difraksi sinar-X pada 1990-an. Dorothy Crouft Hodgkin, yang juga dianugerahkan Hadiah Nobel.

Setelah Banting menerima insulin lembu, eksperimen dilakukan dengan insulin yang diperoleh dari kelenjar pankreas babi dan lembu, serta binatang lain (contohnya ikan paus dan ikan).

Molekul insulin manusia terdiri daripada 51 asid amino. Insulin babi berbeza dari hanya satu asid amino, asid lembu dalam tiga, yang tidak menghalang mereka daripada menormalkan kadar gula dengan baik. Walau bagaimanapun, insulin asal haiwan mempunyai kelemahan yang ketara - dalam banyak pesakit yang menyebabkan ia menyebabkan reaksi alergi. Oleh itu, kerja lebih lanjut diperlukan untuk meningkatkan insulin. Pada tahun 1955, struktur insulin manusia telah diuraikan, dan kerja intensif bermula pada pengasingannya.

Buat pertama kalinya, mungkin pada tahun 1981 oleh saintis Amerika, Gilbert dan Lomedico. Agak kemudian, insulin diperoleh, diperoleh daripada yis roti oleh kejuruteraan genetik. Insulin adalah protein manusia pertama yang disintesis pada tahun 1978 oleh bakteria yang diubah suai secara genetik E. coli. Dari dia dalam bioteknologi bermula era baru. Sejak 1982, syarikat Amerika Genentech mula menjual insulin manusia yang disintesis dalam bioreaktor. Insulin ini tidak mempunyai kesan alergen pada tubuh manusia.

Sejarah insulin adalah salah satu kisah paling luar biasa dalam penemuan luar biasa dalam farmakologi. Kepentingan penemuan dan sintesis insulin telah ditunjukkan oleh fakta bahawa tiga hadiah Nobel dianugerahkan untuk kerja dengan molekul ini. Diabetes mellitus terus menjadi penyakit yang tidak dapat diubati hingga sekarang, hanya suntikan berterusan ubat ajaib yang dapat menyelamatkan nyawa pesakit.

Walau bagaimanapun, kesempurnaan dalam pengeluaran insulin masih belum tercapai, ia mempunyai kesan sampingannya (contohnya, lipodystrophy berlaku di tempat suntikan, dan lain-lain), oleh itu, usaha untuk memperbaiki atau mengubah insulins disintesis kualiti masih berjalan.

Sejarah penciptaan insulin;

Mungkin ubat hormon yang paling penting dan paling biasa digunakan dalam amalan perubatan adalah insulin. Insulin manusia, hormon yang disintesis oleh sel beta pankreas, memainkan peranan besar dalam proses fungsi normal badan manusia.

Fungsi yang paling penting adalah untuk menyediakan sel badan dengan bahan energetik utama, glukosa.

Peranan pankreas dalam perkembangan kencing manis hanya diketahui pada penghujung abad XIX. Pada tahun 1869, seorang pelajar perubatan berusia 22 tahun, Paul Langergans, mengkaji struktur pankreas dengan mikroskop dan menarik perhatian kepada sel-sel yang tidak diketahui sebelum ini yang membentuk kumpulan yang sama rata di seluruh kelenjar, tetapi fungsi sel-sel ini, kemudian dipanggil pulau Langerhans, tidak diketahui.

Kesan yang sama ditunjukkan oleh Israel Kleiner pada tahun 1919, tetapi tidak menyelesaikan kerja itu disebabkan oleh permulaan Perang Dunia Pertama.

Untuk menjalankan eksperimen ini, makmal, pembantu dan anjing eksperimen, yang tidak mempunyai Banting, diperlukan.

Untuk bantuan, dia berpaling kepada Profesor John MacLeod, yang menyedari kegagalan masa lalu dalam mendapatkan hormon pankreas. Oleh itu, beliau pertama kali tidak membenarkan Banting ke makmalnya. Walau bagaimanapun, Banting tidak berundur dan pada musim bunga tahun 1921, beliau meminta MacLeod untuk dibenarkan bekerja di makmal selama sekurang-kurangnya dua bulan. Sejak pada masa ini MacLeod akan pergi ke Eropah dan makmal itu percuma, dia bersetuju. Sebagai pembantu, Banting telah diberi gelar 5 tahun kebangsaan Charles Best, yang telah mengkaji kaedah untuk menentukan darah dan gula air kencing dengan baik.

Untuk menjalankan eksperimen yang memerlukan perbelanjaan besar, Banting terpaksa menjual hampir semua harta miliknya.

Walau bagaimanapun, peningkatan insulin dan pengenalannya ke amalan perubatan harian diteruskan.

University of Toronto mula menjual lesen pengeluaran insulin kepada pelbagai syarikat farmaseutikal, dan menjelang tahun 1923 hormon ini tersedia untuk semua pesakit kencing manis.

Pada tahun 1923, Banting dan McLeod dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Perubatan, yang mereka secara sukarela berkongsi dengan Best dan Collip.

Struktur spasial molekul insulin didirikan menggunakan kaedah difraksi sinar-X pada 1990-an. Dorothy Crouft Hodgkin, yang juga dianugerahkan Hadiah Nobel.

Setelah Banting menerima insulin lembu, eksperimen dilakukan dengan insulin yang diperoleh dari kelenjar pankreas babi dan lembu, serta binatang lain (contohnya ikan paus dan ikan).

Fakta menarik mengenai penemuan insulin

Dadah insulin pertama, yang berjaya menyelamatkan nyawa manusia, diperkenalkan kepada seorang remaja yang sakit pada tahun 1922. Beliau telah dilantik dari pankreas lembu dan sebelum menerima ubat, ia mengambil masa berabad-abad kerja keras, penemuan dan tipu daya, dan kira-kira yang menemui insulin, masih ramai yang berhujah, walaupun pada hakikatnya bahawa penulis telah menerima Hadiah Nobel.

Kajian

Mengenai Diabetes manusia tahu lebih dari masa Greece purba: perasan bahawa air di dalam badan pesakit tidak ditangguhkan, orang sentiasa dahaga, Aretha Cappadocia dinamakan penyakit "dia-Bains" itu - "lalu." Menjelang awal abad kedua puluh, banyak yang diketahui mengenai diabetes mellitus dan anjing memainkan peranan penting dalam hal ini. Eksperimen dilakukan dengan kejam: haiwan mengeluarkan pankreas, dan setelah itu ahli sains memerhatikan pertumbuhan gula dalam tubuh (jumlah glukosa dalam air kencing ditentukan dan gejala-gejala penyakit dipantau). Oleh itu, terbukti bahawa kencing manis secara langsung berkaitan dengan pankreas.

Seorang saintis dari Rusia, Leonid Sobolev, adalah orang pertama yang mendapati bahawa tidak semua pankreas bertanggungjawab untuk perkembangan diabetes, tetapi hanya sebahagian daripada sel (pulau-pulau Langerhans). Dia melakukannya pada tahun 1900, diikat anjing salur perkumuhan pankreas, yang membawa kepada atrofi, tetapi sebagai Langerhans tetap utuh, haiwan itu tidak mengalami penyakit kencing manis. Walaupun saintis dari Rusia bergerak ke arah yang betul, dia mati tanpa menyelesaikan penyelidikan.

Selepas itu, saintis telah menentukan bahawa perkembangan penyakit itu terjejas oleh kekurangan bahan aktif biologi yang dihasilkan dalam sel-sel ini dan menyumbang kepada penyerapan glukosa dalam badan dan untuk pengeluarannya (pada tahun 1916, German Charpy-Schafer memberi nama kepada bahan-bahan ini: perkataan Latin "insula".

Idea bahawa kencing manis boleh dirawat dengan mentadbirkan insulin secara luaran muncul hampir sebaik sahaja ia ditemui, namun semua eksperimen tidak berjaya. Dapatkan hormon dalam bentuk tulen tidak berfungsi, dan apabila menelan ubat itu dimusnahkan oleh tindakan jus pencernaan.

Sintesis insulin pertama dapat menjadikan penyelidik Perancis GLay. Dia menyuntik ke kanal pankreas minyak anjing, yang menyebabkan atrofi organ, sementara pulau kecil Langerhans kekal utuh. Dari kelenjar atrophi, Gley melakukan peregangan dan menyuntik anjing itu, yang menghidap kencing manis akibat pankreas yang dikeluarkan. Haiwan itu tidak mati semasa ubat disuntik ke dalam tubuhnya.

Gley tidak mempunyai apa-apa kepentingan untuk penemuannya, membuat penerangan terperinci penyelidikan, dan pada tahun 1905 beliau mendepositkan Persatuan Biologi Paris untuk penyimpanan, di mana mereka telah mengumpulkan habuk selama bertahun-tahun dalam keadaan selamat.

Sintesis

Secara rasmi percaya bahawa orang pertama yang mengetahui cara membuat sintesis insulin ialah seorang Kanada, Frédéric Banting, yang berkongsi ideanya dengan Profesor John MacLeod: untuk melakukan eksperimen, sebuah laboratorium dengan peralatan yang baik diperlukan, dan MacLeod dapat memberikannya. Pada mulanya, profesor itu enggan memperuntukkan ruang untuk eksperimen, dan hanya dipersetujui atas sebab dia pergi ke Eropah dan dia tidak memerlukan laboratorium.

Oleh itu, penyertaan dalam pembangunan minimum diterima, dan berkata bahawa semua kerja ke semasa beliau kembali dari bercuti mesti diselesaikan, iaitu, dua bulan kemudian (pada dilantik MacLeod saintis kehidupan telah terlepas, kembali profesor mahu meletakkan mereka keluar dari makmal, tetapi dia berjaya memujuk). Membantu Banting mengambil salah satu pelajar perubatan yang paling menjanjikan Charles Best, yang sangat berminat dengan idea sintesis insulin.

Eksperimen pertama dijalankan oleh Banting dan Best on dogs. Mereka menerima ekstrak dari pankreas atrophied anjing (ia mengambil masa kira-kira dua bulan), selepas itu mereka memberi suntikan kepada haiwan koma yang telah dibuang kelenjarnya. Hakikat bahawa mereka berada di jalan yang betul, ia menjadi jelas selepas haiwan itu hidup selama tujuh hari selepas suntikan, meninggalkan koma, apabila ubat itu disuntik dan jatuh ke dalamnya, jika tidak ada suntikan yang diberikan. Pada masa ini, ahli sains sentiasa mengukur kadar glukosa. Ia adalah kali pertama sesiapa yang keluar dari koma diabetik (pada masa itu ia tidak diketahui mengenai kajian Perancis itu).

Intrik ini bermula kemudian: saintis tidak mengeluarkan paten dan memindahkan hak untuk membuka universiti. MacLeod, selepas dia memahami pentingnya penemuan, mula bekerja secara aktif, menarik semua pekerja yang menjanjikan dan mula mengeluarkan ubat insulin. Peranan khas dalam ini dimainkan oleh ahli biokimia John Collip: dia dapat membuatnya sehingga tidak ada keperluan untuk ligation of ducts dan waktu tunggu sehingga pankreas atrophies.

Para saintis beralih perhatian mereka dari anjing kepada lembu, dan setelah beberapa ketika ditemui bahawa embrio mempunyai lebih banyak pulau kecil Langerhans daripada haiwan dewasa. Hasilnya dengan setiap pengalaman semakin berjaya, dan saintis dapat melanjutkan kehidupan anjing itu untuk tujuh puluh hari. Pada tahun 1922, ubat pertama ditadbir kepada budak lelaki yang mati dan membawanya kembali ke kehidupan.

Hadiah

Selepas itu, MacLeod membuat laporan di mesyuarat Persatuan Doktor Amerika, mengubahnya seolah-olah dia telah membuat penemuan itu. Pada masa yang sama dia mula aktif mempromosikan dadah, kerana dia mempunyai sambungan untuk ini. Dia masih tidak dapat diam tentang peranan Banting, tetapi peranan saintis lain diminimumkan. Atas sebab ini, Hadiah Nobel untuk penemuan insulin hanya diberikan kepadanya dan Banting.

Dengan itu McLeod memenangi anugerah sebagai Best ketinggalan kerja, basting adalah sangat tidak bersetuju dan mula secara terbuka bercakap tentang bagaimana ia dilaksanakan uji kaji ke atas peranan McLeod, jangan lupa untuk menyebut bahawa pasir ke dalam roda memasukkan ahli sains terkenal. Skandal yang besar membawa kepada hakikat bahawa tiada siapa yang menerima penganugerahan itu, dan kemudiannya dibahagikan antara empat saintis: Basting bersama dengan Best, Mcleod dengan Collip.

Setelah mengetahui mengenai anugerah itu, saintis Perancis Grey memutuskan untuk membuktikan bahawa dia adalah penulis ciptaan itu, yang mana nota-notanya ditarik di hadapan saksi. Tenang dia hanya selepas Hermann Minkowski, yang dilahirkan di Lithuania, yang pada ketika itu merupakan sebahagian daripada Rusia, tetapi telah tinggal dan bekerja di Jerman, kata kemungkinan membawa dari Perancis itu dalam perbicaraan setelah maklumat yang boleh menyelamatkan nyawa tidak satu ditahan seribu orang.

Pembuatan dadah

Sejak tahun 1926, pengeluaran insulin telah dibuat secara besar-besaran, ia telah dihasilkan oleh syarikat-syarikat farmaseutikal yang terkemuka, dan baru-baru ini telah menghasilkan keluli di Rusia. Pada mulanya, hormon itu dibuat dari pankreas lembu, tetapi ia sering menyebabkan alahan, kerana ia tidak bertepatan dengan tiga asid amino manusia.

Kemudian mereka mula membuat insulin daging babi (perbezaan dalam satu asid amino), yang badannya menyerap lebih baik, tetapi alahan juga mungkin. Oleh itu, ia diputuskan untuk menghasilkan insulin sintetik, yang akan menjadi analog manusia yang lengkap. Di sini kejuruteraan genetik datang untuk menyelamatkan, di atas semua biokimia.

Sebelum ini, perlu diperhatikan bahawa semua protein adalah polimer yang dipasang dari serpihan asid amino. Pada masa yang sama, hanya asid amino yang terlibat dalam pembentukan polimer yang diperlukan untuk pengeluaran insulin, yang hanya mempunyai satu atom karbon di antara kumpulan karboksil dan kumpulan amino.

Walaupun terdapat banyak asid amino, hanya 51 residu asid amino mengambil bahagian dalam pembentukan insulin, dengan hasilnya hormon adalah salah satu rantai protein terpendek.

Untuk mendapatkan insulin, asid amino perlu dihubungkan dengan urutan yang ketat (jika tidak, anda boleh mendapatkan molekul yang tidak ada kaitan dengan apa yang dihasilkan oleh organisma hidup), yang telah dilakukan semasa eksperimen.

Selepas beberapa waktu, dengan bantuan kejuruteraan genetik dan biokimia, para saintis dapat mengatur pengeluaran insulin, meletakkan dalam strain sederhana ragi yis dan genetik yang diubahsuai secara genetik E. coli mampu menghasilkan insulin insinyur genetik manusia. Jumlah bahan yang dihasilkan begitu besar sehingga saintis cenderung untuk mempercayai bahawa pencairan hormon sedemikian akan menggantikan insulin asal haiwan.

Penyimpanan

Menurut data rasmi, jumlah pesakit kencing manis di Rusia melebihi tiga juta orang, begitu banyak perhatian diberikan kepada pengeluaran insulin. Pada masa ini, teknologi untuk menghasilkan insulin kejuruteraan genetik telah dibangunkan di Rusia. Tetapi bilangan ubat yang dihasilkan oleh Rusia untuk sebilangan besar pesakit tidak mencukupi. Oleh itu, sebagai tambahan kepada insulin yang dikeluarkan di Rusia, negara ini membeli sejumlah besar ubat di luar negara, menyediakan syarat-syarat yang diperlukan untuk penyimpanan insulin di gudang.

Bercakap mengenai penyimpanan insulin di Rusia, perlu diperhatikan bahawa botol tidak dibuka biasanya boleh disimpan selama kira-kira dua hingga tiga tahun. Untuk memastikan insulin tidak merosot, sangat penting untuk mematuhi syarat penyimpanan untuk insulin. Sebelum menyimpan insulin, perlu mengambil kira bahawa suhu penyimpanan yang ideal adalah 6-8 ° C.

Penyimpanan insulin adalah wajar di pintu sampingan, jauh dari penyejuk beku (pembekuan tidak dapat diterima, kerana perubahan strukturnya). Beberapa jam sebelum suntikan dan pencairan, anda perlu mengeluarkannya dari peti sejuk dan tahan pada suhu bilik.

Botol yang dibuka disimpan pada suhu bilik (sehingga 25 ° C), jauh dari cahaya matahari dan peranti pemanasan. Gunakan tidak lebih daripada empat minggu. Sekiranya larutan itu telah bertambah keruh, mendakan telah muncul, ia tidak baik dan mesti dibuang.

Sejarah insulin yang mencipta insulin

Bagi saya, mana-mana pesakit kencing manis harus tahu sejarah penyakitnya. Pengetahuan ini memberikan rasa penuh kawalan terhadap penyakit ini, serta menjadikannya lebih serius mengenai rawatannya. Oleh itu, hari ini kita akan bercakap tentang insulin - hormon utama yang mengawal paras gula kita. Dalam artikel ini, kita akan mengkaji keseluruhan kronologi kajian insulin daripada pengesanannya (penemuan insulin) kepada pengeluaran perindustrian.

Permulaan penyelidikan...

Penyelidikan pertama yang berkaitan dengan insulin, muncul pada tahun 1869. Seorang saintis muda menyiasat pankreas dengan bantuan mikroskop yang baru-baru ini muncul di dalamnya. Dia menarik perhatian kepada pengumpulan sel yang pelik. Kemudian mereka akan dipanggil pulau-pulau Langerhans. Kemudian dia tidak tahu mengapa mereka wujud, hanya mencadangkan bahawa mereka perlu untuk peraturan pencernaan. Paul Langergans menumpukan tesis doktornya ke sel-sel ini.

Dua puluh tahun kemudian, pada tahun 1889, ahli fisiologi tertentu, Oskar Minkowski memutuskan untuk menyangkal semua penyelidikan mengenai pankreas, dan membuktikan bahawa ia tidak ada kaitan dengan pencernaan. Dia mengeluarkan kelenjar dari anjing itu, tetapi setelah beberapa hari dia melihat bahawa gula dan gula dibebaskan bersama dengan air kencingnya. Pada masa itu, buat kali pertama saintis mengaitkan pankreas dengan diabetes. Dengan cara ini, Minkowski tidak pernah menjadi terkenal dalam kalangan saintifik, dan tidak membuat penemuan yang lebih penting. Mungkin dia tidak pernah menerima hakikat bahawa dia telah melumpuhkan haiwan miskin...

Penemuan insulin

Pada tahun 1900, L.V. Sobolev secara saintifik mengesahkan bahawa pulau-pulau Langerhans merembeskan hormon tertentu yang mengawal proses karbohidrat dalam badan. Beliau juga mencadangkan satu kaedah untuk mendapatkan hormon ini daripada haiwan yang baru lahir, kerana pulau-pulau mereka berkembang dengan baik. Bagi yang paling ingin tahu, hakikat bahawa Sobolev bekerja di makmal yang sama dengan Pavlov sendiri akan menjadi menarik. Terlalu ketat dunia saintifik yang tidak mengatakan...

Sepanjang dekad yang akan datang, ramai saintis cuba mendapatkan ubat untuk menghidap diabetes dari hormon pankreas (maka nama insulin tidak muncul). Pemimpin saintis yang tidak percaya pada keseriusan penyelidikan menghalang seorang saintis, Kleiner dihalang oleh Perang Dunia Pertama, saintis Romania Paulesco menerbitkan penyelidikannya, tetapi tidak memajukan lagi dalam kaedah untuk mengasingkannya.

Dan hanya pada tahun 1922, sekumpulan saintis dari University of Toronto berjaya membuat suntikan pertama insulin kepada budak lelaki berusia 14 tahun dengan diabetes. Ini didahului oleh tahun percubaan pada anjing, yang berdasarkan penyelidikan Sobolev. Para saintis yang membuat kejayaan saintifik ini dipanggil Banting, Mcleod, Best, dan Collip.

Sejarah insulin. Lihatlah kepada masa lalu

Menurut Persekutuan Diabetes Antarabangsa dengan diabetes, terdapat 542,000 kanak-kanak di bawah 14 tahun, 415 juta orang dewasa, dan menjelang tahun 2040, bilangan orang yang menghidap diabetes dijangka mencapai 642 juta 1.

Peningkatan jumlah orang yang menghidap penyakit diabetes pasti dikaitkan dengan perubahan gaya hidup (penurunan aktiviti fizikal), tabiat makan (makan makanan yang kaya dengan karbohidrat mudah dicerna, lemak haiwan), tetapi pada masa yang sama, ia menunjukkan bahawa terima kasih kepada penemuan pengurangan gula moden ubat-ubatan, mewujudkan kaedah mengawal penyakit, membangun algoritma untuk mendiagnosis dan merawat komplikasi diabetes mellitus, jangka hayat orang dengan diabetes juga meningkat, apatah lagi meningkatkan kualiti _________

Umat manusia telah mengetahui mengenai diabetes selama 3.5 ribu tahun (seperti yang diketahui, risalah pertama yang menerangkan penyakit ini, Herba Papyrus Mesir, bermula pada tahun 1500. SM), tetapi hanya sekitar 90 berlaku dalam rawatan penyakit serius ini. bertahun-tahun yang lalu, ketika diabetes, termasuk jenis pertama, berhenti menjadi hukuman mati.

Prasyarat untuk mencipta insulin

Seawal abad ke-19, semasa autopsi pesakit yang meninggal dunia akibat diabetes, ia mendapati bahawa dalam semua kes pankreas rosak teruk. Di Jerman pada tahun 1869, Paul Langergans mendapati bahawa dalam tisu pankreas, terdapat kumpulan sel tertentu yang tidak terlibat dalam pengeluaran enzim pencernaan.

Pada tahun 1889 di Jerman, ahli fisiologi Oscar Minkowski dan doktor Joseph von Mehring, secara eksperimen membuktikan bahawa menghilangkan pankreas pada anjing membawa kepada perkembangan diabetes. Ini membenarkan mereka untuk menganggap bahawa pankreas menyembuhkan bahan tertentu yang bertanggungjawab terhadap kawalan metabolik tubuh 2. Hipotesis Minkowski dan Mehring mendapati pengesahan baru dan baru, dan pada dekad pertama abad ke-20, mengkaji hubungan antara diabetes dan pankreas pulau kecil Langerhans, penemuan rembesan endokrin, membuktikan bahawa bahan tertentu yang disemburkan oleh sel-sel isteris Langerhans memainkan peranan utama dalam peraturan metabolisme karbohidrat 3. Idea ini timbul bahawa sekiranya bahan ini terpencil, ia boleh digunakan untuk merawat kencing manis, bagaimanapun, hasil eksperimen eksperimen Minkowski dan Merking, apabila ekstrak diberikan kepada anjing selepas penghapusan pankreas, yang dalam beberapa kes menyebabkan penurunan glikosuria tidak dapat direproduksi, dan pengenalan ekstrak itu sendiri menyebabkan kenaikan suhu dan kesan sampingan yang lain.

Para saintis Eropah dan Amerika, seperti Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, mempraktikkan pengenalan pankreas kepada pesakit diabetes, tetapi kerana sejumlah besar kesan sampingan dan masalah yang berkaitan dengan pembiayaan, mereka tidak dapat menyelesaikan eksperimen tersebut.

Idea Frederick Banting

Pada tahun 1920, Frederick Banting, seorang pakar bedah berusia 22 tahun, cuba membuka amalannya di sebuah bandar kecil di Kanada, dan dalam perjalanan mengajar di University of Western Ontario. Pada hari Isnin, 31 Oktober, Banting sepatutnya memberitahu para pelajar mengenai metabolisme karbohidrat - topik di mana dia sendiri tidak kuat, dan untuk mendapatkan yang lebih baik, Banting membaca artikel baru-baru ini oleh M. Barron, yang diterangkan pada petang Ahad malam, di mana beliau menyifatkan sekatan pankreas batu empedu duktus dan atrofi sel acinar yang terhasil (sel-sel yang bertanggungjawab untuk fungsi exocrine) 2. Pada malam yang sama, Banting menulis ideanya: "Pembalut saluran pankreas pada anjing. Tunggu atrofi acini, mengasingkan rahsia dari sel-sel islet untuk memudahkan glukosuria. "5 Jadi, setelah gagal untuk berlatih, Banting pergi ke University of Toronto, alma mater, di mana dia berpaling kepada Profesor John MacLeod, salah seorang pakar terkemuka mengenai metabolisme karbohidrat. Walaupun profesor itu menerima gagasan Banting tanpa semangat, beliau memilih makmal dengan peralatan minimum dan 10 ekor anjing untuk pakar bedah. Penolong Banting menjadi pelajar terbaik Charles Best. Pada musim panas tahun 1921, percubaan bermula.

Banting dan Best memulakan penyelidikan mereka dengan mengeluarkan pankreas pada anjing. Dalam sesetengah haiwan, penyelidik mengeluarkan pankreas, yang lain mengikat saluran pankreas dan mengeluarkan kelenjar selepas beberapa waktu. Kemudian pankreas atrophied diletakkan dalam larutan hipertonik dan dibekukan. Bahan yang diperolehi akibat pencairan ini diberikan kepada anjing dengan pankreas yang dikeluarkan dan klinik diabetes. Penyelidik telah mencatatkan penurunan kadar glukosa, meningkatkan kesejahteraan haiwan. Profesor MacLeod kagum dengan keputusannya dan memutuskan untuk terus bekerja untuk membuktikan bahawa "pancreatic extract" Banting dan Best benar-benar berfungsi.

Hasil eksperimen baru dengan penggunaan pankreas lembu, telah memungkinkan untuk memahami bahawa ia mungkin dilakukan tanpa prosedur rumit ligation saluran pankreas.

Pada akhir 1921, Bertin Collip, ahli biokimia, menyertai pasukan penyelidikan. Dengan itu, menggunakan pemendakan fraksional dengan kepekatan alkohol yang berbeza dan kaedah pemurnian lain, ekstrak pankreas diperolehi, yang boleh dengan selamat diperkenalkan ke dalam tubuh manusia. Ia adalah bahan yang berkesan dan tidak toksik dan digunakan dalam ujian klinikal pertama 6.

Ujian klinikal

Pada mulanya, Banting dan Best mengalami insulin yang mereka terima. Akibat pengenalan dadah, kedua-duanya berasa lemah, pening, tetapi tidak ada kesan toksik daripada ubat itu.

Pesakit pertama dengan diabetes yang menerima insulin pada 11 Januari 1922. menjadi budak lelaki berusia 14 tahun Leonard Thompson. Selepas suntikan pertama sebanyak 15 ml insulin, tidak ada perubahan ketara dalam keadaan pesakit, tahap glukosa dalam darah dan dalam air kencing menurun sedikit, di samping itu, pesakit mengembangkan abses steril. Suntikan berulang dilakukan pada 23 Januari dan sebagai tindak balas kepada paras glukosa darah pesakit telah dinormalisasi, kandungan glukosa dan keton dalam air kencing berkurangan, budak itu sendiri menyatakan peningkatan dalam keadaan kesihatannya sendiri 7.

Salah satu pesakit pertama yang menerima insulin adalah anak perempuan ketua Mahkamah Agung AS, Elizabeth Heges Goshet. Yang menghairankan, sebelum memulakan terapi insulin, dia mengalami diabetes mellitus selama 4 tahun, dan rawatan yang membolehkannya hidup hingga ke hari ini adalah diet sengit (kira-kira 400 kcal sehari). Elizabeth menjalani terapi insulin sehingga berusia 73 tahun dan mempunyai tiga orang anak.

Hadiah Nobel

Pada tahun 1923, Jawatankuasa Nobel dianugerahkan hadiah dalam bidang fisiologi dan perubatan kepada Banting dan MacLeod, ia berlaku hanya 18 bulan selepas laporan pertama mengenai ubat di mesyuarat Persatuan Pakar Perubatan Amerika. Keputusan ini telah memburukkan hubungan yang sudah sukar antara saintis, kerana Banting percaya bahawa sumbangan McLeod terhadap penciptaan insulin sangat dibesar-besarkan, menurut Banting, hadiah itu sepatutnya dibahagikan antara dia dan pembantunya Terbaik. Untuk memulihkan keadilan, Banting berkongsi bahagiannya dengan Best, dan MacLeod dengan biokimia Collip 8.

Paten untuk penciptaan insulin, yang dimiliki oleh Banting, Best and Collip, para saintis dijual dengan harga $ 3 kepada Universiti Toronto. Pada bulan Ogos 1922, perjanjian kerjasama diselesaikan dengan syarikat farmaseutikal Eli Lilly dan C o, yang membantu menubuhkan pengeluaran ubat-ubatan pada skala perindustrian.

Lebih dari 90 tahun telah berlalu sejak penciptaan insulin. Dadah hormon ini bertambah baik, sejak tahun 1982, pesakit telah menerima insulin manusia, dan pada 90-an terdapat analogi insulin - dadah dengan jangka masa yang berlainan, tetapi kita mesti ingat orang yang berdiri di asal-usul ubat ini yang menjimatkan berjuta-juta orang setiap hari. orang

Sejarah penemuan insulin

Insulin sebagai hormon peptida yang dihasilkan dalam sel-sel beta di pankreas pulau Langerhans. Memastikan kebolehtelapan membran sel untuk molekul glukosa sebagai fungsi utamanya. Klasifikasi persediaan insulin dan penerimaannya.

Hantar kerja yang baik dalam asas pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah.

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan asas pengetahuan dalam kajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Dihantar pada http://www.allbest.ru/

Pengenalan

Insulimn (dari Lat Insula - pulau) - hormon sifat peptida, terbentuk di sel beta di pulau kecil Langerhans pankreas. Ia mempunyai kesan multifaceted pada metabolisme di hampir semua tisu.

Fungsi utama insulin adalah untuk memastikan kebolehtelapan membran sel untuk molekul glukosa. Dalam bentuk ringkas, kita boleh mengatakan bahawa bukan sahaja karbohidrat, tetapi juga nutrien yang akhirnya dipecah menjadi glukosa, yang digunakan untuk mensintesis molekul yang mengandungi karbon yang lain, dan merupakan satu-satunya bahan api untuk stesen janakuasa selular - mitokondria. Tanpa insulin, kebolehtelapan sel membran ke glukosa jatuh 20 kali ganda, dan sel-sel mati akibat kebuluran, dan gula berlebihan dibubarkan dalam racun darah badan.

Kemerosotan sekresi insulin disebabkan oleh pemusnahan sel beta - kekurangan insulin mutlak - adalah elemen utama dalam patogenesis diabetes mellitus jenis 1. Pelanggaran terhadap insulin pada tisu - kekurangan insulin relatif - mempunyai tempat penting dalam perkembangan diabetes jenis 2.

Sejarah penemuan insulin

Sejarah penemuan insulin dikaitkan dengan nama doktor Rusia I.M. Sobolev (separuh kedua abad ke-19), yang membuktikan bahawa tahap gula dalam darah manusia dikawal oleh hormon khusus pankreas.

Pada tahun 1922, insulin yang diasingkan dari pankreas haiwan mula diperkenalkan kepada budak lelaki berusia 30 tahun. hasilnya melebihi semua jangkaan, dan setahun kemudian firma Amerika Eli Lilly mengeluarkan persediaan insulin haiwan pertama.

Selepas menerima insulin kumpulan pertama industri dalam beberapa tahun akan datang, cara pemisahan dan pembersihan yang besar telah diliputi. Akibatnya, hormon ini boleh didapati untuk pesakit diabetes jenis 1. hormon insulin membran pankreas

Pada tahun 1935, penyelidik Denmark Hagedorn mengoptimumkan tindakan insulin dalam badan dengan mencadangkan ubat yang berpanjangan.

Kristal insulin pertama diperoleh pada tahun 1952, dan pada tahun 1954, ahli biokimia Inggeris G.Senger menguraikan struktur insulin. Pengembangan kaedah untuk pemurnian hormon dari bahan dan produk hormon lain yang menyebabkan kemerosotan insulin memungkinkan untuk mendapatkan insulin homogen, yang dipanggil insulin komponen tunggal.

Pada awal 70-an. Saintis Soviet A. Yudaev dan S. Shvachkin mencadangkan sintesis kimia insulin, bagaimanapun, pelaksanaan sintesis ini pada skala industri adalah mahal dan tidak menguntungkan.

Pada masa akan datang, terdapat peningkatan progresif dalam tahap pemurnian insulin, yang mengurangkan masalah yang disebabkan oleh alahan insulin, fungsi buah pinggang terjejas, gangguan visual dan rintangan insulin imun. Hormon yang paling berkesan diperlukan untuk terapi penggantian dalam diabetes mellitus - insulin homolog, iaitu insulin manusia.

Pada tahun 80-an, kemajuan dalam biologi molekul memungkinkan untuk mensintesis rantai insulin manusia menggunakan E.coli, yang kemudian digabungkan menjadi molekul hormon aktif biologi, dan insulin rekombinan diperolehi di Institut Kimia Bioorganik dari Akademi Sains Rusia menggunakan strain genetik E.coli.

Penggunaan kromatografi afinasi dapat mengurangkan kandungan protein yang mencemari dengan berat molekul yang lebih tinggi daripada insulin dalam penyediaan. Protein seperti itu termasuk proinsulin dan proinsulin yang dipecah sebahagian, yang dapat mendorong pengeluaran antibodi antinsulin.

Penggunaan insulin manusia dari awal terapi meminimumkan berlakunya reaksi alahan. Insulin manusia diserap dengan lebih cepat dan, tanpa mengira bentuk dadah, mempunyai tempoh tindakan yang lebih pendek daripada insulin haiwan. Insulin manusia kurang immunogens daripada daging babi, terutama bovine campuran dan insulin babi.

Jenis insulin

Persediaan insulin berbeza dalam tahap penyucian; sumber penerimaan (lembu, babi, manusia); bahan yang ditambah kepada penyelesaian insulin (memanjangkan tindakannya, bacteriostats, dan lain-lain); kepekatan; nilai pH; kemungkinan pencampuran ICD dengan SDI.

Persediaan insulin berbeza mengikut sumbernya. Babi dan insulin lembu berbeza daripada manusia dalam komposisi asid amino: biji dalam tiga asid amino, dan porcine dalam satu. Tidak menghairankan bahawa dalam rawatan dengan insulin lembu, reaksi buruk berkembang lebih kerap daripada dalam rawatan dengan porcine atau insulin manusia. Reaksi ini dinyatakan dalam rintangan insulin imunologi, alahan insulin, lipodystrophy (perubahan lemak subkutan pada tapak suntikan).

Walaupun terdapat kelemahan insulin lembu, ia masih banyak digunakan di dunia. Namun begitu, imunologi, kekurangan insulin lembu adalah jelas: tidak dianjurkan untuk menetapkannya untuk pesakit yang baru didiagnosis dengan diabetes mellitus, wanita hamil atau untuk terapi insulin jangka pendek, contohnya, dalam tempoh perioperatif. Kualiti negatif insulin biji juga dipelihara apabila digunakan dalam campuran dengan porcine, insulin campuran jadi (porcine + bovine) juga tidak boleh digunakan untuk rawatan golongan kategori ini.

Persediaan insulin manusia untuk struktur kimia sama sekali sama dengan insulin manusia.

Masalah utama kaedah biosintetik untuk mendapatkan insulin manusia adalah pembersihan lengkap produk akhir dari kekotoran terkecil mikroorganisma yang digunakan dan produk metabolik mereka. Kaedah kawalan kualiti baru memastikan insulin biosintetik manusia bebas daripada sebarang kekotoran berbahaya; dengan itu, tahap penyucian dan kecekapan menurunkan glukosa memenuhi keperluan tertinggi dan hampir sama. Sebarang kesan sampingan yang tidak diingini, bergantung kepada kekotoran, ubat ini tidak mempunyai insulin.

Pada masa ini, tiga jenis insulin digunakan dalam amalan perubatan:

- jangka pendek dengan kesan awal yang cepat;

- tempoh tindakan purata;

- lama bertindak dengan kesan perlahan.

Jadual 1. Ciri-ciri persediaan insulin komersil

Contoh (nama dagang)

Methylparaben m-Cresol Phenol

NaCl Glycerin Na (H) PO4 Na Acetate

Manusia Bull Pork

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS Insulin untuk suntikan (USSR, tidak lagi dihasilkan)

Manusia Bull Pork

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamine-insulin (USSR, tidak lagi dihasilkan)

Manusia Bull Pork

Monotard-NM, Humulin-zinc Monotard-MS, Lente-MS Lente

Insulin bertindak pendek (ICD) - insulin tetap - adalah insulin zink-insulin bertindak pendek yang larut pada pH neutral, kesan yang berlaku dalam masa 15 minit selepas pentadbiran subkutaneus dan berlangsung 5-7 jam.

Insulin berpanjangan pertama (SDI) dicipta pada lewat 30-an, supaya pesakit boleh membuat suntikan kurang kerap daripada yang mereka lakukan semasa menggunakan ICD sahaja, jika mungkin sekali sehari. Untuk meningkatkan tempoh tindakan, semua persediaan insulin lain diubah suai dan, apabila dibubarkan dalam medium neutral, membentuk penggantungan. Ia mengandungi protamin dalam penampan fosfat - protamin zink-insulin dan NPH (neutral protamine Hagedorn) - NPH-insulin atau kepekatan zink yang berbeza dalam penyangga asetat - insulin ultralente, pita, tujuh puluhan.

Persediaan insulin jangka sederhana mengandungi protin, yang merupakan protein purata m. 4400, kaya dengan arginine dan berasal dari pelangi trout milt. Untuk pembentukan kompleks memerlukan nisbah protamin dan insulin 1:10. selepas pentadbiran subkutan, enzim proteolitik memusnahkan protin, yang membolehkan insulin diserap.

Insulin NPH tidak mengubah profil farmakokinetik insulin peraturan yang bercampur dengannya. Insulin NPH adalah lebih baik untuk pita insulin sebagai komponen purata tempoh tindakan dalam campuran terapeutik yang mengandungi insulin biasa.

Dalam penampan fosfat, semua insulin mudah membentuk kristal dengan zink, tetapi hanya kristal insulin biji cukup hidrofobik untuk menyediakan pelepasan ciri-ciri insulin yang lambat dan stabil ultralente. Kristal zink daripada insulin porcine membubarkan lebih cepat, kesannya lebih awal, tempoh tindakan adalah lebih pendek. Oleh itu, tidak ada ubat ultralente yang mengandungi hanya insulin porcine. Insulin monokomponen insulin dihasilkan di bawah nama penggantungan insulin, insulin neutral, insulin isophane, insulin aminoquinuride.

Pita insulin adalah campuran 30% insulin yang semilen (precipitate insulin amorf dengan ion zink dalam penimbal asetat, kesan yang melenyapkan dengan cepat) dengan 70% insulin ultralente (insulin zink kristal yang tidak larut dalam larutan yang berpanjangan dan berpanjangan). Kedua-dua komponen ini menyediakan gabungan dengan penyerapan yang agak cepat dan tindakan jangka panjang yang stabil, menjadikan pita insulin menjadi agen terapeutik yang mudah.

Pengeluaran insulin

Insulin manusia boleh dihasilkan dalam empat cara:

1) sintesis kimia lengkap;

2) pengekstrakan dari pankreas seseorang (kedua-dua kaedah ini tidak sesuai kerana ketidakcekapan: pembangunan tidak mencukupi kaedah pertama dan kekurangan bahan mentah untuk pengeluaran besar-besaran oleh kaedah kedua);

3) dengan kaedah semisynthetic menggunakan penggantian enzim-kimia pada posisi 30 rantai B alanin asid amino dalam insulin babi dengan threonine;

4) kaedah biosintetik untuk teknologi kejuruteraan genetik. Dua kaedah terakhir membolehkan untuk mendapatkan insulin insulin yang tinggi.

Pada masa ini, insulin manusia didapati dalam dua cara: dengan mengubah insulin daging babi dengan kaedah sintetik-enzimatik dan kaedah kejuruteraan genetik.

Insulin adalah protein pertama yang diperolehi untuk tujuan komersil menggunakan teknologi DNA rekombinan. Terdapat dua pendekatan utama untuk mendapatkan insulin manusia yang direka bentuk secara genetik.

Dalam kes pertama, berasingan (strain pengeluar berbeza) menghasilkan kedua-dua rantai diikuti oleh lipatan molekul (pembentukan jambatan disulfida) dan pemisahan isoform.

Pada kedua, persiapan dalam bentuk prekursor (proinsulin) diikuti dengan pembelahan enzimatik dengan trypsin dan carboxypeptidase B ke bentuk aktif hormon. Yang paling disukai pada masa ini adalah untuk mendapatkan insulin sebagai pendahulu, memastikan penutupan jambatan disulfide yang betul (dalam hal pengeluaran rantai berasingan, kitaran denaturasi berturut-turut, pemisahan isoform dan renaturasi dijalankan).

Dalam kedua-dua pendekatan, adalah mungkin kedua-dua individu untuk mendapatkan komponen permulaan (Rantai A dan B atau proinsulin), dan sebagai sebahagian daripada protein hibrid. Sebagai tambahan kepada A- dan B-rantai atau proinsulin, mungkin terdapat dalam komposisi protein hibrid:

- protein pengangkut yang mengangkut protein fusi ke ruang periplasmik sel atau kultur sederhana;

- komponen pertalian, sangat memudahkan pemilihan protein hibrid.

Pada masa yang sama, kedua-dua komponen ini boleh secara serentak hadir dalam komposisi protein hibrid. Di samping itu, apabila mencipta protein hibrid, prinsip multidimensiiti boleh digunakan (iaitu, beberapa salinan polipeptida sasaran hadir dalam protein hibrid), yang memungkinkan untuk meningkatkan hasil produk sasaran dengan ketara.

Di UK, kedua rantai insulin manusia disintesis menggunakan E.coli, yang kemudiannya disambungkan ke molekul hormon aktif biologi. Untuk organisma uniselular untuk mensintesis molekul insulin pada ribosomnya, perlu untuk membekalkannya dengan program yang diperlukan, iaitu, memperkenalkan gen hormon kepadanya.

Kimia mendapatkan pengaturcaraan gen biosintesis prekursor insulin atau dua gen, pengaturcaraan secara berasingan biosintesis rantai insulin A dan B.

Tahap seterusnya adalah kemasukan gen untuk prekursor insulin (atau gen rantaian secara berasingan) dalam genom E. coli, ketegangan khas E. coli yang ditanam di bawah keadaan makmal. Tugas ini dilakukan oleh kejuruteraan genetik.

Plasmid dengan enzim sekatan yang sesuai diasingkan daripada E.coli. Gen sintetik dimasukkan ke dalam plasmid (kloning dengan bahagian aktif C-terminal aktif E. coli β-galactosidase). Hasilnya, E.coli memperoleh keupayaan untuk mensintesis rantaian protein yang terdiri daripada galactosidase dan insulin. Polipeptida disintesis secara kimia berpecah dari enzim, dan kemudian disucikan. Dalam bakteria, kira-kira 100,000 molekul insulin disintesis bagi setiap sel bakteria.

Sifat bahan hormon yang dihasilkan oleh E. coli ditentukan oleh mana gen dimasukkan ke dalam genom organisma uniselular. Sekiranya gen pendahuluan insulin diklon, bakterium mensintesiskan prekursor insulin, yang kemudiannya tertakluk kepada rawatan enzim sekatan untuk membuang kesediaan dengan pengasingan C-peptida, mengakibatkan insulin aktif secara biologi.

Untuk mendapatkan insulin manusia yang disucikan, protein hibrid yang diasingkan dari biomassa tertakluk kepada transformasi enzim kimia dan pembersihan kromatografi yang sesuai (frontal, permeation gel, pertukaran anion). Insulin rekombinan diperolehi di Institut RAS menggunakan strain E.coli yang direka secara genetik. Seorang prekursor, protein hibrid yang dinyatakan dalam jumlah 40% daripada jumlah protein sel, yang mengandungi preproinsulin dikeluarkan dari biomas yang ditanam. Transformasi ke dalam insulin in vitro dijalankan dalam urutan yang sama seperti dalam vivo - polipeptida utama dipisahkan, preproinsulin ditukar kepada insulin melalui tahap sulfidolysis oksidatif diikuti oleh penutupan reduktif tiga ikatan disulfida dan pengasingan enzim pengikatan C-peptida. Selepas satu siri pembersihan kromatografi, termasuk pertukaran ion, gel dan HPLC (kromatografi cecair prestasi tinggi), insulin manusia untuk kesucian tinggi dan aktiviti semulajadi diperolehi.

Satu ketegangan dengan urutan nukleotida tertanam plasmid yang menyatakan protein fusion boleh digunakan, yang terdiri daripada proinsulin linier dan fragmen protein Staphylococcus aureus A yang melekat pada terminal Nnya.

Penanaman biomas tepu sel strain rekombinan memastikan permulaan pengeluaran protein hibrid, pengasingan dan transformasi sekuriti yang di dalam tiub membawa kepada insulin.

Cara lain juga boleh dilakukan: ternyata dalam sistem ekspresi bakteria suatu protein rekombinan gabungan yang terdiri daripada proinsulin manusia dan ekor polyhistidine yang melekat padanya melalui residu metionin. Ia diasingkan menggunakan kromatografi chelate pada lajur Ni-agarose dari badan kemasukan dan dicerna dengan sianogen bromida.

Protein yang terpencil adalah S-sulfonasi. Analisis spektrometrik pemetaan dan massa proinulin yang diperolehi, dibersihkan oleh kromatografi pertukaran ion pada penukar anion dan RP (fasa terbalik) HPLC (kromatografi cair prestasi tinggi), menunjukkan kehadiran jambatan disulfida sepadan dengan jambatan disulfida proinsulin manusia asli.

Baru-baru ini perhatian telah diberikan untuk memudahkan prosedur untuk menghasilkan insulin rekombinan oleh kaedah kejuruteraan genetik. Sebagai contoh, adalah mungkin untuk mendapatkan protein gabungan yang terdiri daripada pemimpin peptida interleukin 2 yang melekat pada terminal N proinsulin melalui residu lisin. Protein secara berkesan dinyatakan dan dilokalkan dalam badan inklusi. Selepas pengasingan, protein dipotong dengan trypsin untuk menghasilkan insulin dan C-peptida.

Insulin dan C-peptida yang dihasilkan telah dibersihkan oleh RP HPLC. Apabila mencipta struktur gabungan, nisbah massa protein pembawa kepada polipeptida sasaran sangat penting. C-peptida disambungkan dengan prinsip kepala ekor menggunakan spacer asid amino yang membawa tapak pembatas Sfi I dan dua residu arginine pada permulaan dan pada akhir spacer untuk pembelahan protein seterusnya dengan trypsin. Produk belahan HPLC menunjukkan bahawa pembelahan C-peptida adalah kuantitatif, dan ini memungkinkan untuk menggunakan kaedah gen sintetik multimerik untuk mendapatkan polipeptida sasaran pada skala perindustrian.

Kesimpulannya

Diabetes mellitus adalah penyakit kronik yang disebabkan oleh kekurangan insulin mutlak atau relatif. Ia dicirikan oleh gangguan metabolik dalam karbohidrat dengan hiperglikemia dan glukosuria, serta gangguan metabolik yang lain akibat beberapa faktor genetik dan luaran.

Insulin setakat ini berfungsi sebagai radikal, dan dalam kebanyakan kes adalah satu-satunya cara untuk mengekalkan kehidupan dan kecacatan penderita diabetes. Sebelum menerima dan memperkenalkan insulin ke klinik pada tahun 1922-1923. Pesakit dengan jenis diabetes mellitus saya menunggu hasil yang mematikan untuk satu hingga dua tahun dari permulaan penyakit, walaupun penggunaan diet yang paling melemahkan. Pesakit dengan jenis diabetes mellitus saya memerlukan terapi penggantian sepanjang hayat dengan insulin. Penamatan disebabkan oleh pelbagai sebab bagi pengenalan insulin yang teratur membawa kepada perkembangan pesat komplikasi dan kematian pesakit yang akan berlaku.

Pada masa ini, diabetes dari segi kelaziman berada di tempat ke-3 selepas penyakit kardiovaskular dan onkologi. Menurut Pertubuhan Kesihatan Sedunia, prevalensi diabetes di kalangan penduduk dewasa di kebanyakan kawasan di dunia adalah 2-5% dan terdapat kecenderungan untuk meningkatkan jumlah pesakit hampir dua kali setiap 15 tahun. Walaupun terdapat perkembangan yang jelas dalam bidang penjagaan kesihatan, jumlah pesakit yang bergantung kepada insulin semakin meningkat setiap tahun dan pada masa kini di Rusia sahaja kira-kira 2 juta orang.

Penciptaan ubat insulin genetik manusia domestik membuka kemungkinan baru untuk menyelesaikan banyak masalah diabetes di Rusia untuk menyelamatkan nyawa berjuta-juta orang dengan diabetes.

1. Bioteknologi: buku teks untuk universiti / ed. A.S. Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Sekolah Tinggi, 1987, ms 15-25.

2. Insulin manusia kejuruteraan genetik. Meningkatkan kecekapan pemisahan kromatografi menggunakan prinsip bifunctionality. / Romanchikov, A.B., Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. // Kimia Bioorganik, 1997 - 23, No. 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Cara moden mencipta strain mikroorganisma industri // Bioteknologi. Putera 2. M: Sekolah Menengah, 1988. 208 ms.

4. Immobilization trypsin dan carboxypeptidase B pada silika yang diubah suai dan penggunaannya dalam menukar prokulinin rekombinan manusia kepada insulin. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // Farmaseutikal Kimia. J., 1995 - 29, No. 1, ms 61 - 64.

5. Asas bioteknologi farmaseutikal: panduan kajian / ETC. Prishchep, A.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-on-Don.: Phoenix; Tomsk: Penerbitan NTL, 2006.

6. Sintesis serpihan insulin dan kajian sifat fiziko-kimia dan imunologi mereka. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Kimia Bioorganik, 1997-23, No. 12, ms 953-960

Sejarah insulin

Sejarah penciptaan insulin;

Fakta menarik mengenai penemuan insulin

Kajian

Sintesis

Hadiah

Pembuatan dadah

Penyimpanan

Sejarah insulin yang mencipta insulin

Permulaan penyelidikan...

Penemuan insulin

Sejarah insulin. Lihatlah kepada masa lalu

Prasyarat untuk mencipta insulin

Idea Frederick Banting

Ujian klinikal

Hadiah Nobel

Sejarah penemuan insulin

Insulin sebagai hormon peptida yang dihasilkan dalam sel-sel beta di pankreas pulau Langerhans. Memastikan kebolehtelapan membran sel untuk molekul glukosa sebagai fungsi utamanya. Klasifikasi persediaan insulin dan penerimaannya.

Hantar kerja yang baik dalam asas pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah.

Pengenalan

Sejarah penemuan insulin

Jenis insulin

Pengeluaran insulin

Kesimpulannya

Baca Lebih Lanjut Mengenai Diabetes

Gejala Diabetes

Indeks Glisemik