Insulinhistorien

  • Analyser

Insulinhistorien

Kanske är det viktigaste och mest använda hormonläkemedlet i medicinsk behandling insulin. Mänskligt insulin - ett hormon som syntetiseras av pancreas beta celler - spelar en stor roll i processerna för den normala funktionen hos människokroppen.

Dess viktigaste funktion är att ge kroppens celler med det viktigaste energiska materialet, glukos.

Om insulin inte räcker kan cellerna inte absorbera glukos, det ackumuleras i blodet och vävnaderna och organen upplever energihushållning. Med brist på insulin utvecklas en allvarlig sjukdom som diabetes mellitus.

Fram till början av XX-talet. sockersjuka patienter dog vid barns eller ungdomars ålder av olika komplikationer av sin sjukdom, lyckades nästan ingen leva mer än 5-7 år efter sjukdomsuppkomsten.

Pankreas roll i utvecklingen av diabetes blev känd endast vid slutet av XIX-talet. År 1869 studerade en 22-årig medicinsk student, Paul Langergans, i bukspottkörtelns struktur med ett mikroskop och uppmärksammade tidigare okända celler som bildade grupper som fördelades jämnt i körteln, men funktionen hos dessa celler, senare kallade Langerhansöarna, förblev okänd.

Senare antydde Ernst Lako att bukspottkörteln är involverad i processerna för matsmältning. År 1889 försökte den tyska fysiologen Oscar Minkowski bevisa att värdet av bukspottkörteln i matsmältningen är konstruerad. Därför satte han upp ett experiment där han tog bort en körtel i en frisk hund. Några dagar efter det att försöket startade uppmärksammade assistent Minkowski, som övervakade tillståndet för laboratoriedjur, det stora antalet flugor som flög över en experimentell hunds urin.

Efter att ha undersökt urinen upptäckte han att en hund som saknar bukspottkörteln utsöndrar socker med urinen. Detta var den första observation som kopplade till bukspottkörteln och utvecklingen av diabetes. År 1901 visade Eugene Opie att diabetes mellitus orsakas av störningar i bukspottkörteln, nämligen fullständig eller partiell förstörelse av Langerhansöarna.

Den första som kunde isolera insulin och framgångsrikt tillämpa den för att behandla patienter var den kanadensiska fysiologen Frederick Banting. Försöket att skapa en bot för diabetes ung forskare drev de tragiska händelserna - två av hans vänner dog av diabetes. Redan före Banting försökte många forskare, som förstod pankreas roll i utvecklingen av diabetes mellitus, isolera ett ämne som direkt skulle kunna påverka blodsockernivån, men alla försök slutade misslyckas.

Dessa fel berodde också på det faktum att pankreas enzymer (huvudsakligen trypsin) lyckades åtminstone delvis sönderdela insulinproteinmolekylerna innan de kunde isoleras från körtelvävnadsextraktet. 1906 lyckades Georg Ludwig Zeltser lyckas med att minska blodsockernivån hos försökshundar med hjälp av ett pankreatisk extrakt, men han kunde inte fortsätta sitt arbete. Scott i 1911 vid University of Chicago använde ett vattenhaltigt extrakt av bukspottkörteln och märkte en liten minskning av glykosuri hos försöksdjur, men han kunde inte övertyga sin handledare om betydelsen av sin forskning, och snart avbröts dessa experiment.

Samma effekt demonstrerades av Israel Kleiner 1919, men slutförde inte arbetet på grund av början av första världskriget.

Ett liknande arbete 1921 publicerades av professor i fysiologi i den rumänska medicinska skolan Nicola Paulesco, och många, inklusive i Rumänien, anser att han är insatsens banbrytare. Menigheten till isolering av insulin och dess framgångsrika användning hör till just Frederick Banting.

Banting arbetade som junior lektor vid Institutionen för anatomi och fysiologi vid ett kanadensiskt universitet under överinseende av professor John MacLeod, som då anses vara en stor specialist på diabetes. Banting försökte uppnå atrofi i bukspottkörteln genom att banda sina excretionskanaler (kanaler) i 6-8 veckor, samtidigt som öarna av Langerhans upprätthålls oförändrade från effekterna av bukspottskörtelnzymer och för att erhålla ett rent extrakt av cellerna i dessa öar.

För att genomföra detta experiment krävdes ett laboratorium, assistenter och experimenthundar, som Banting inte hade.

För hjälp vände han sig till professor John MacLeod, som var väl medveten om tidigare misslyckanden för att få pankreas hormoner. Därför tillät han först inte Banting till sitt laboratorium. Banting åkte dock inte tillbaka och på våren 1921 bad han igen MacLeod att få arbeta i laboratoriet i minst två månader. Eftersom MacLeod vid denna tid skulle gå till Europa och laboratoriet var ledigt, kom han överens. Som assistent till Banting fick en 5-årig student till Charles Best, som hade studerat väl metoderna för att bestämma blodsocker och urin.

För att genomföra ett experiment som krävde stora utgifter måste Banting sälja nästan hela sin egendom.

Flera hundar var bundna med kanalen i bukspottkörteln, varefter de började vänta på sin atrofi. Den 27 juli 1921 administrerades en atrofierad bukspottkörtel extrakt till en hund med en avlägsen bukspottkörtel i prekoman. Efter några timmar hade hunden minskad blodsocker och urin och aceton försvann.

Sedan introducerades extraktet av bukspottkörteln en andra gång, och hon bodde ytterligare 7 dagar. Kanske skulle hunden ha levt längre, men forskarna hade gått ur extrakt, eftersom insulin från hundens bukspottkörtel var extremt arbetsintensiv och långvarig.

Därefter började Banting och Best att få ett extrakt från bukspottkörteln hos ofödda kalvar, där matsmältningsenzymer ännu inte hade producerats, men en tillräcklig mängd insulin hade redan syntetiserats. Insulinmängden är nu tillräcklig för att hålla den experimentella hunden levande i upp till 70 dagar. MacLeod, som då återvände från Europa, blev gradvis intresserad av Banting och Bests arbete och kopplade all laboratoriepersonal till den. Banting, som ursprungligen kallade det erhållna pankreatiska extraktet Isletin, på MacLeods förslag, omdämde det insulin (från latinska Insula - "island").

Insulinproduktionen fortsatte framgångsrikt. Den 14 november 1921 rapporterade Banting och Best om resultaten av sin forskning vid ett möte i University of Torontos Physiological Journal Club. En månad senare följde en rapport i USA, vid American Physiological Society i New Haven.

Mängden extrakt som erhållits från bukspottkörteln hos slaktbakterier som slaktats på slakteriet började växa snabbt och en specialist var skyldig att säkerställa en fin rening av insulin. För detta ändamål tog MacLeod i slutet av 1921 den berömda biokemisten James Collip, som mycket snabbt uppnådde goda resultat i insulinrening. I januari 1922 började Banting och Best de första kliniska försöken av insulin hos människor.

I början injicerade forskare 10 insulinenheter, och sedan en volontär, som var en 14-årig pojke, Leonard Thompson, som led av diabetes. Den första injektionen gjordes till honom den 11 januari 1922, men det var inte helt framgångsrikt, eftersom extraktet inte var tillräckligt renat vilket ledde till utvecklingen av allergier. Under de närmaste 11 dagarna arbetade Collip hårt i laboratoriet för att förbättra extraktet och den 23 januari gavs den andra insprutningen av insulin till pojken.

Efter introduktionen av insulin började pojken återhämta sig snabbt - det var den första personen som räddades av insulin. Snart räddade Banting sin vän, doktorn Joe Gilchrist, från den kommande döden.

Nyheten om den första framgångsrika användningen av insulin den 23 januari 1922 blev en internationell känsla. Banting och hans kollegor uppstod bokstavligen hundratals människor med diabetes, särskilt de med svåra former. Han skrevs flera brev som begärde räddning från sjukdomen, kom till honom i laboratoriet. Men vid den tidpunkten fanns det fortfarande många brister - insulinpreparatet var inte tillräckligt standardiserat, det fanns inget sätt att självkontrollera, och insulindosen måste mätas ungefär i ögat. Därför inträffade ofta hypoglykemiska reaktioner hos organismen när glukosnivån föll under normen.

Förbättringen av insulin och dess introduktion till daglig medicinsk praxis fortsatte emellertid.

University of Toronto började sälja insulintillverkningslicenser till olika läkemedelsföretag, och vid 1923 blev detta hormon tillgängligt för alla diabetiker.

Lily (USA) och Novo Nordisk (Danmark), som fortfarande är ledande inom detta område, har fått tillstånd att tillverka läkemedel. Bantingu 1923. Universitetet i Toronto beviljade doktorsexamen, han valdes till professor. En särskild medicinsk forskningsavdelning öppnades också för Banting och Best, som fick höga personliga löner.

År 1923 tilldelades Banting och McLeod Nobelpriset i fysiologi och medicin, som de frivilligt delade med Best and Collip.

I 1926 kunde den medicinska forskaren Abel syntetisera insulin i kristallin form. Efter 10 år fick den danska forskaren Hagedorn förlängt insulin (förlängd) och 10 år senare skapades neutral protamin Hagerdon, som fortfarande är en av de mest populära typerna av insulin.

Insulinets kemiska sammansättning fastställdes av den brittiska molekylärbiologen Frederick Sanger, som vann Nobelpriset för detta år 1958. Insulin blev det första proteinet, vars aminosyrasekvens helt avkodades.

Insulinmolekylens rumsliga struktur fastställdes med hjälp av röntgendiffraktionsmetoden på 1990-talet. Dorothy Crouft Hodgkin, som också tilldelades Nobelpriset.

Efter att Banting fått bovint insulin genomfördes försök med insulin som erhölls från bukspottkörteln hos grisar och kor, liksom andra djur (till exempel valar och fiskar).

En human insulinmolekyl består av 51 aminosyror. Porkinsulin skiljer sig endast från det i en aminosyra, ko syran i tre, vilket inte hindrar dem från att normalisera sockernivåerna ganska bra. Insulin av animaliskt ursprung har emellertid en signifikant nackdel. I en betydande del av patienterna orsakar det en allergisk reaktion. Därför behövdes ytterligare arbete för att förbättra insulin. År 1955 avkroppades strukturen av humant insulin, och intensivt arbete började på isoleringen.

För första gången var det möjligt 1981 av amerikanska forskare Gilbert och Lomedico. Något senare erhölls insulin, erhållet från bakersjäst genom genteknik. Insulin var den första av humana proteiner syntetiserade 1978 av genetiskt modifierad bakterie E. coli. Det var från honom i bioteknik började en ny era. Sedan 1982 började det amerikanska företaget Genentech sälja humant insulin syntetiserat i en bioreaktor. Detta insulin har ingen allergiframkallande effekt på människokroppen.

Insulinhistorien är en av de mest anmärkningsvärda berättelserna om extraordinära upptäckter inom farmakologi. Hela vikten av insynens upptäckt och syntes framgår av det faktum att tre Nobelpris utdelades för arbete med denna molekyl. Diabetes mellitus fortsätter att vara en obotlig sjukdom för närvarande, bara konstanta injektioner av magisk medicin kan rädda patienternas liv.

Perfektitet vid framställning av insulin har emellertid ännu inte uppnåtts, det har biverkningar (t ex lipodystrofi förekommer på injektionsställen etc.), därför fortsätter insatser för att förbättra eller förändra kvaliteten hos syntetiserade insuliner pågår.

Historien om insulinkreatur;

Kanske är det viktigaste och mest använda hormonläkemedlet i medicinsk behandling insulin. Mänskligt insulin, ett hormon som syntetiseras av beta-celler i bukspottkörteln spelar en stor roll i processerna för den normala funktionen hos människokroppen.

Dess viktigaste funktion är att ge kroppens celler med det viktigaste energiska materialet, glukos.

Om insulin inte räcker kan cellerna inte absorbera glukos, det ackumuleras i blodet och vävnaderna och organen upplever energihushållning. Med brist på insulin utvecklas en allvarlig sjukdom som diabetes mellitus.

Fram till början av XX-talet. sockersjuka patienter dog vid barns eller ungdomars ålder av olika komplikationer av sin sjukdom, lyckades nästan ingen leva mer än 5-7 år efter sjukdomsuppkomsten.

Pankreas roll i utvecklingen av diabetes blev känd endast vid slutet av XIX-talet. År 1869 studerade en 22-årig medicinsk student, Paul Langergans, Berlin bukspottkörtelns struktur med ett mikroskop och uppmärksammade tidigare okända celler som bildade grupper som fördelades jämnt i körteln, men funktionen hos dessa celler, senare kallade Langerhansöarna, förblev okänd.

Senare antydde Ernst Lako att bukspottkörteln är involverad i processerna för matsmältning. År 1889 försökte den tyska fysiologen Oscar Minkowski bevisa att värdet av bukspottkörteln i matsmältningen är konstruerad. Därför satte han upp ett experiment där han tog bort en körtel i en frisk hund. Några dagar efter det att försöket startade uppmärksammade assistent Minkowski, som övervakade tillståndet för laboratoriedjur, det stora antalet flugor som flög över en experimentell hunds urin.

Efter att ha undersökt urinen upptäckte han att en hund som saknar bukspottkörteln utsöndrar socker med urinen. Detta var den första observation som kopplade till bukspottkörteln och utvecklingen av diabetes. År 1901 visade Eugene Opie att diabetes mellitus orsakas av störningar i bukspottkörteln, nämligen fullständig eller partiell förstörelse av Langerhansöarna.

Den första som kunde isolera insulin och framgångsrikt tillämpa den för att behandla patienter var den kanadensiska fysiologen Frederick Banting. Försöket att skapa en bot för diabetes ung forskare drev de tragiska händelserna - två av hans vänner dog av diabetes. Redan före Banting försökte många forskare, som förstod pankreas roll i utvecklingen av diabetes mellitus, isolera ett ämne som direkt skulle kunna påverka blodsockernivån, men alla försök slutade misslyckas.

Dessa fel berodde också på det faktum att pankreas enzymer (huvudsakligen trypsin) lyckades åtminstone delvis sönderdela insulinproteinmolekylerna innan de kunde isoleras från körtelvävnadsextraktet. 1906 lyckades Georg Ludwig Zeltser lyckas med att minska blodsockernivån hos försökshundar med hjälp av ett pankreatisk extrakt, men han kunde inte fortsätta sitt arbete. Scott i 1911 vid University of Chicago använde ett vattenhaltigt extrakt av bukspottkörteln och märkte en liten minskning av glykosuri hos försöksdjur, men han kunde inte övertyga sin handledare om betydelsen av sin forskning, och snart avbröts dessa experiment.

Samma effekt demonstrerades av Israel Kleiner 1919, men slutförde inte arbetet på grund av början av första världskriget.

Ett liknande arbete 1921 publicerades av professor i fysiologi i den rumänska medicinska skolan Nicola Paulesco, och många, inklusive i Rumänien, anser att han är insatsens banbrytare. Menigheten till isolering av insulin och dess framgångsrika användning hör till just Frederick Banting.

Banting arbetade som junior lektor vid Institutionen för anatomi och fysiologi vid ett kanadensiskt universitet under överinseende av professor John MacLeod, som då anses vara en stor specialist på diabetes. Banting försökte uppnå atrofi i bukspottkörteln genom att banda sina excretionskanaler (kanaler) i 6-8 veckor, samtidigt som öarna av Langerhans upprätthålls oförändrade från effekterna av bukspottskörtelnzymer och för att erhålla ett rent extrakt av cellerna i dessa öar.

För att genomföra detta experiment krävdes ett laboratorium, assistenter och experimenthundar, som Banting inte hade.

För hjälp vände han sig till professor John MacLeod, som var väl medveten om tidigare misslyckanden för att få pankreas hormoner. Därför tillät han först inte Banting till sitt laboratorium. Banting åkte dock inte tillbaka och på våren 1921 bad han igen MacLeod att få arbeta i laboratoriet i minst två månader. Eftersom MacLeod vid denna tid skulle gå till Europa och laboratoriet var ledigt, kom han överens. Som assistent fick Banting en femteårig grundutbildning Charles Best, som studerat metoderna för att bestämma blodsocker och urinbrunn.

För att genomföra ett experiment som krävde stora utgifter måste Banting sälja nästan hela sin egendom.

Flera hundar var bundna med kanalen i bukspottkörteln, varefter de började vänta på sin atrofi. Den 27 juli 1921 administrerades en atrofierad bukspottkörtel extrakt till en hund med en avlägsen bukspottkörtel i prekoman. Efter några timmar hade hunden minskad blodsocker och urin och aceton försvann.

Sedan introducerades extraktet av bukspottkörteln en andra gång, och hon bodde ytterligare 7 dagar. Kanske skulle hunden ha levt längre, men forskarna hade gått ur extrakt, eftersom insulin från hundens bukspottkörtel var extremt arbetsintensiv och långvarig.

Därefter började Banting och Best att få ett extrakt från bukspottkörteln hos ofödda kalvar, där matsmältningsenzymer ännu inte hade producerats, men en tillräcklig mängd insulin hade redan syntetiserats. Insulinmängden är nu tillräcklig för att hålla den experimentella hunden levande i upp till 70 dagar. MacLeod, som då återvände från Europa, blev gradvis intresserad av Banting och Bests arbete och kopplade all laboratoriepersonal till den. Banting, som ursprungligen kallade det erhållna pankreatiska extraktet Isletin, på MacLeods förslag, omdämde det insulin (från latinska Insula - "island").

Insulinproduktionen fortsatte framgångsrikt. Den 14 november 1921 rapporterade Banting och Best om resultaten av sin forskning vid ett möte i University of Torontos Physiological Journal Club. En månad senare följde en rapport i USA, vid American Physiological Society i New Haven.

Mängden extrakt som erhållits från bukspottkörteln hos slaktbakterier som slaktats på slakteriet började växa snabbt och en specialist var skyldig att säkerställa en fin rening av insulin. För detta ändamål tog MacLeod i slutet av 1921 den berömda biokemisten James Collip, som mycket snabbt uppnådde goda resultat i insulinrening. I januari 1922 började Banting och Best de första kliniska försöken av insulin hos människor.

I början injicerade forskare 10 insulinenheter, och sedan en volontär, som var en 14-årig pojke, Leonard Thompson, som led av diabetes. Den första injektionen gjordes till honom den 11 januari 1922, men det var inte helt framgångsrikt, eftersom extraktet inte var tillräckligt renat vilket ledde till utvecklingen av allergier. Under de närmaste 11 dagarna arbetade Collip hårt i laboratoriet för att förbättra extraktet och den 23 januari gavs den andra insprutningen av insulin till pojken.

Efter introduktionen av insulin började pojken återhämta sig snabbt - det var den första personen som räddades av insulin. Snart räddade Banting sin vän, doktorn Joe Gilchrist, från den kommande döden.

Nyheten om den första framgångsrika användningen av insulin den 23 januari 1922 blev en internationell känsla. Banting och hans kollegor uppstod bokstavligen hundratals människor med diabetes, särskilt de med svåra former. Han skrevs flera brev som begärde räddning från sjukdomen, kom till honom i laboratoriet. Men vid den tidpunkten fanns det fortfarande många brister - insulinpreparatet var inte tillräckligt standardiserat, det fanns inget sätt att självkontrollera, och insulindosen måste mätas ungefär i ögat. Därför inträffade ofta hypoglykemiska reaktioner hos organismen när glukosnivån föll under normen.

Förbättringen av insulin och dess introduktion till daglig medicinsk praxis fortsatte emellertid.

University of Toronto började sälja insulintillverkningslicenser till olika läkemedelsföretag, och vid 1923 blev detta hormon tillgängligt för alla diabetiker.

Lily (USA) och Novo Nordisk (Danmark), som fortfarande är ledande inom detta område, har fått tillstånd att tillverka läkemedel. Bantingu 1923. Universitetet i Toronto beviljade doktorsexamen, han valdes till professor. En särskild medicinsk forskningsavdelning öppnades också för Banting och Best, som fick höga personliga löner.

År 1923 tilldelades Banting och McLeod Nobelpriset i fysiologi och medicin, som de frivilligt delade med Best and Collip.

I 1926 kunde den medicinska forskaren Abel syntetisera insulin i kristallin form. Efter 10 år fick den danska forskaren Hagedorn förlängt insulin (förlängd) och 10 år senare skapades neutral protamin Hagerdon, som fortfarande är en av de mest populära typerna av insulin.

Insulinets kemiska sammansättning fastställdes av den brittiska molekylärbiologen Frederick Sanger, som vann Nobelpriset för detta år 1958. Insulin blev det första proteinet, vars aminosyrasekvens helt avkodades.

Insulinmolekylens rumsliga struktur fastställdes med hjälp av röntgendiffraktionsmetoden på 1990-talet. Dorothy Crouft Hodgkin, som också tilldelades Nobelpriset.

Efter att Banting fått bovint insulin genomfördes försök med insulin som erhölls från bukspottkörteln hos grisar och kor, liksom andra djur (till exempel valar och fiskar).

En human insulinmolekyl består av 51 aminosyror. Porkinsulin skiljer sig endast från det i en aminosyra, ko syran i tre, vilket inte hindrar dem från att normalisera sockernivåerna ganska bra. Insulin av animaliskt ursprung har emellertid en signifikant nackdel. I en betydande del av patienterna orsakar det en allergisk reaktion. Därför behövdes ytterligare arbete för att förbättra insulin. År 1955 avkroppades strukturen av humant insulin, och intensivt arbete började på isoleringen.

För första gången var det möjligt 1981 av amerikanska forskare Gilbert och Lomedico. Något senare erhölls insulin, erhållet från bakersjäst genom genteknik. Insulin var den första av humana proteiner syntetiserade 1978 av genetiskt modifierad bakterie E. coli. Det var från honom i bioteknik började en ny era. Sedan 1982 började det amerikanska företaget Genentech sälja humant insulin syntetiserat i en bioreaktor. Detta insulin har ingen allergiframkallande effekt på människokroppen.

Insulinhistorien är en av de mest anmärkningsvärda berättelserna om extraordinära upptäckter inom farmakologi. Hela vikten av insynens upptäckt och syntes framgår av det faktum att tre Nobelpris utdelades för arbete med denna molekyl. Diabetes mellitus fortsätter att vara en obotlig sjukdom för närvarande, bara konstanta injektioner av magisk medicin kan rädda patienternas liv.

Perfektitet vid framställning av insulin har emellertid ännu inte uppnåtts, det har biverkningar (t ex lipodystrofi förekommer på injektionsställen etc.), därför fortsätter insatser för att förbättra eller förändra kvaliteten hos syntetiserade insuliner pågår.

Intressanta fakta om upptäckten av insulin

Det första insulindrogen, som lyckades rädda människolivet, introducerades för en sjuk tonåring 1922. Det gjordes från bukspottkörteln och innan det tog medicin, tog det århundraden av noggrannt arbete, upptäckter och intriger, och många argumenterar fortfarande om vem som öppnade insulin, även om författarna vann Nobelpriset.

studie

Mänskligheten har känt om diabetes sedan tiden i antikens Grekland: märker att vattnet i patientens kropp inte dröjer, personen är ständigt törstig, Areteus of Cappadocia kallas sjukdomen "diabayno" - "att gå igenom". I början av det tjugonde århundradet var mycket känt om diabetes mellitus och hundar spelade en viktig roll i detta. Experimenten utfördes grymt: djuren tog bort bukspottkörteln, varefter forskarna observerade tillväxten av socker i kroppen (mängden glukos i urinen bestämdes och symtom på sjukdomen övervakades). Så det visades att diabetes är direkt relaterad till bukspottkörteln.

En forskare från Ryssland, Leonid Sobolev, var den första som upptäckte att inte alla bukspottkörteln är ansvariga för utvecklingen av diabetes, utan bara en del av cellerna (Langerhansöarna). Han gjorde detta år 1900 genom att ha bundit bukspottkörtelns utsöndringskanal till hunden, vilket ledde till sin atrofi, men eftersom öarna av Langerhans förblev intakta utvecklades inte djuren diabetes. Trots att forskaren från Ryssland gick i rätt riktning dog han utan att slutföra forskningen.

Därefter har forskare bestämt att sjukdomsutvecklingen påverkas av bristen på biologiskt aktiva substanser som produceras i dessa celler och bidrar till absorptionen av glukos i kroppen och för dess produktion (1916 gav den tyska Charpy-Schafer namnet på dessa ämnen: latinska ordet "insula" betyder ö).

Tanken att diabetes kan behandlas genom att administrera insulin externt såg nästan så snart som det upptäcktes, men alla experiment misslyckades. Få hormonet i sin rena form fungerade inte, och när man svälja drogen förstördes av matsmältningssjuka.

Den första insinsyntesen kunde göra den franska forskaren GLay. Han injicerade i kanalen i bukspottkörteln hos hundoljan, vilket ledde till orgelens atrofi, medan öarna av Langerhans förblev intakta. Från den atrofiska körteln sträckte Gley sträckningen och injicerade hunden, som utvecklade diabetes på grund av den borttagna bukspottkörteln. Djuret dog inte medan medicin injicerades i kroppen.

Gley fästade ingen betydelse för hans upptäckt, gjorde detaljerade beskrivningar av forskning, och 1905 deponerade han Paris Biological Society för lagring, där de hade samlat damm i många år i ett kassaskåp.

syntes

Det är officiellt trodde att den första personen att räkna ut hur man gör insulinsyntes var en kanadensare, Frédéric Banting, som delade sin idé med professor John MacLeod. För att utföra experiment behövdes ett laboratorium med bra utrustning och MacLeod kunde tillhandahålla det. Först och främst vägrade professorn att ge utrymme för experimenten och enades bara om anledningen att han skulle resa till Europa och han behövde inte särskilt laboratoriet.

Därför tog deltagandet i utvecklingen minimalt och sa att när arbetet skulle återvända från semester skulle hela arbetet vara klart, det vill säga två månader senare (forskarna mötte inte tidsfristen som fastställdes av MacLeod, den återstående professorn ville utvisa dem från laboratoriet men lyckades övertala honom). Att hjälpa Banting tog en av de mest lovande medicinska studenterna i Charles Best, som var mycket intresserad av tanken på insulinsyntes.

De första experimenten genomfördes av Banting och Best on dogs. De fick ett extrakt från hundens atrofierade bukspottkörteln (det tog ungefär två månader), varefter de gav en injektion till ett komadjur som hade borttaget sin körtel. Att de är på rätt väg blev tydlig efter att djuret hade bott i sju dagar efter injektionen och lämnade coma när läkemedlet injicerades och faller in i det, om ingen injektion gavs. Under denna tid mätte forskare ständigt glukosnivåer. Det var första gången som någon kom ut ur en diabetisk koma (då var det inte känt om fransmannens forskning).

Intrigen började senare: forskarna utfärdade inte patent och överförde rätten att öppna universitetet. MacLeod, efter att han förstod betydelsen av upptäckten, lanserade en aktiv verksamhet, lockade alla lovande anställda och började producera insulinmedicin. En särskild roll i detta spelades av biokemist John Collip: han kunde göra det så att det inte fanns något behov av ligering av kanaler och väntetid tills bukspottkörteln atrofierar.

Forskarna bytte uppmärksamhet från hundar till kor, och efter ett tag upptäcktes att embryonerna har mycket fler öar Langerhans än vuxna djur. Resultaten med varje erfarenhet blev allt mer framgångsrika, och forskarna kunde förlänga hundens liv till sjuttio dagar. 1922 administrerades drogen först till en döende pojke och förde honom tillbaka till livet.

premie

Efter det gjorde MacLeod en rapport på ett möte i Association of American Doctors, som gjorde det som om han hade gjort upptäckten. Samtidigt började han aktivt främja drogen, eftersom han hade kopplingar till detta. Han kunde fortfarande inte hålla tyst om Bantings roll, men andra vetenskapers roll minimerades. Av detta skäl tilldelades Nobelpriset för upptäckten av insulin endast honom och Banting.

Med det faktum att MacLeod vann priset och Best var ute av arbetet, var Basting starkt oenig och började offentligt berätta om hur experimenten utfördes, om MacLeods roll, och inte glömma att nämna vilka pinnar som satte sig i den framstående forskarens hjul. En stor skandal ledde till att ingen gick för att få priset, och senare var det uppdelat mellan fyra forskare: Basting delat med Best, Mcleod med Collip.

Efter att ha lärt sig priset, bestämde den franska forskaren Grey för att bevisa att han var uppfinnaren, för vilken hans anteckningar drogs ut i närvaro av vittnen. Han lugnade sig först efter att Hermann Minkowski, som var född i Litauen, vid den tiden var en del av Ryssland men bodde och arbetade i Tyskland, sade om möjligheten att föra en fransman till domstol för att dölja information som kunde rädda mer än ett liv tusen människor.

Drogtillverkning

Sedan 1926 har insulinproduktionen varit i stor skala, den har tillverkats av ledande läkemedelsföretag och har nyligen tillverkat stål i Ryssland. Först gjordes hormonet från bukspottkörteln, men orsakade ofta allergier, eftersom det inte sammanföll med de humana tre aminosyrorna.

Sedan började de göra fläskinsulin (skillnaden i en aminosyra), vilken människokroppen absorberar bättre, men allergier är också möjliga. Därför bestämdes det att producera syntetiskt insulin, vilket skulle vara en fullständig analog av människa. Här kom genteknik till räddning, framför allt biokemi.

Före detta bör det noteras att alla proteiner är polymerer sammansatta från aminosyrafragment. Samtidigt är endast aminosyror inblandade i bildningen av polymerer som erfordras för insulinproduktion, som endast har en kolatom mellan karboxylgruppen och aminogruppen.

Även om det finns många aminosyror, deltar endast 51 aminosyrarester i bildningen av insulin, vilket innebär att hormonet är en av de kortaste proteinkedjorna.

För att få insulin måste aminosyror kopplas i strängt definierad ordning (annars kan man få en molekyl som inte har något att göra med vad en levande organism producerar), vilket gjordes under experimenten.

Efter ett tag med hjälp av genteknik och biokemi, har forskare kunnat organisera produktionen av insulin genom att sätta i en särskild näringsmedium och jäststammar genetiskt modifierad Escherichia coli, som kan producera genetiskt humaninsulin. Mängden producerad substans var så stor att forskare är benägna att tro att en sådan hormonutspädning snart kommer att ersätta insulin av animaliskt ursprung.

lagring

Enligt officiella uppgifter överstiger antalet diabetiker i Ryssland tre miljoner människor, så mycket insikt läggs på insulinproduktionen. För närvarande har en teknik för att producera genetiskt konstruerat insulin utvecklats i Ryssland. Men antalet droger som Ryssland producerar för ett så många patienter räcker inte. Därför köper landet, förutom insulin som släpps ut i Ryssland, ett stort antal droger utomlands, vilket ger de nödvändiga förutsättningarna för lagring av insulin i lager.

När man talar om insamling av insulin i Ryssland bör det noteras att en oöppnad flaska normalt kan förvaras i ungefär två till tre år. För att försäkra att insulin inte försämras är det mycket viktigt att iaktta lagringsförhållandena för insulin. Innan lagring av insulin är det nödvändigt att ta hänsyn till att den ideala lagringstemperaturen är från 6 till 8 ° C.

Förvaring av insulin är önskvärt på sidodörren, bort från frysen (frysning är oacceptabelt, eftersom dess struktur förändras). Några timmar före injektioner och utspädning måste du dra ut det ur kylskåpet och hålla vid rumstemperatur.

Den öppnade flaskan förvaras vid rumstemperatur (upp till 25 ° C), bort från solljus och värmeanordningar. Använd inte längre än fyra veckor. Om lösningen har blivit grumlig har en fällning uppträtt, det är inte bra och måste kasseras.

Insulinhistoria som uppfann insulin

Som för mig borde någon diabetiker känna till sin sjukdoms historia. Denna kunskap ger en fullständig känsla av kontroll över sjukdomen, liksom gör det allvarligare om behandlingen. Därför talar vi idag om insulin - det huvudsakliga hormon som styr vår sockernivå. I denna artikel kommer vi att se över hela kronologin för studien av insulin från dess upptäckt (upptäckt av insulin) till industriell produktion.

Början på forskningen...

Den första forskningen relaterade till insulin, dök upp i 1869. En ung forskare undersökte bukspottkörteln med hjälp av ett mikroskop som nyligen uppträdde i honom. Han uppmärksammade cellernas konstiga ackumuleringar. Senare kommer de att kallas öar Langerhans. Då visste han inte varför de existerade, bara föreslog att de är nödvändiga för reglering av matsmältningen. Paul Langergans ägnade sin doktorsavhandling till dessa celler.

Tjugo år senare, år 1889, bestämde en viss fysiolog Oskar Minkowski sig för att motbevisa all forskning om bukspottkörteln och bevisa att den inte har något att göra med matsmältningen. Han tog bort körteln från hunden, men efter några dagar märkte han att socker och socker släpptes tillsammans med hennes urin. Det var då som för första gången länkade bukspottkörteln med diabetes. Förresten blev Minkowski aldrig känd i vetenskapliga kretsar, och gjorde inte några mer viktiga upptäckter. Kanske accepterade han aldrig det faktum att han hade förankrat det stackars djuret...

Insulin upptäckt

1900 bekräftade L.V. Sobolev vetenskapligt att langerhansöarna utsöndrar ett visst hormon som reglerar kolhydratprocesser i kroppen. Han föreslog också en metod för att erhålla detta hormon från nyfödda djur, eftersom deras öar är mycket välutvecklade. För det mest nyfikna skulle det faktum att Sobolev arbetade i samma laboratorium med Pavlov själv vara intressant. För tätt den vetenskapliga världen som inte säger...

Under de närmaste årtiondena försökte många forskare få botemedel mot diabetes från pankreas hormon (då namnet insulin inte visade sig). Vetenskapliga ledare som inte trodde på allvaret av forskning hindrade en vetenskapsman, Kleiner förebyggdes av första världskriget, den rumänska forskaren Paulesco publicerade sin forskning, men gick inte längre fram i metoderna för att isolera den.

Och först 1922 lyckades en grupp forskare från University of Toronto göra den första insprutningen av insulin till en 14-årig pojke med diabetes. Detta föregicks av år av experiment på hundar, som var baserade på Sobolevs forskning. Forskarna som gjorde detta vetenskapliga genombrott kallades Banting, Mcleod, Best, och Collip.

Insulinhistorien. Titta på det förflutna

Enligt Internationella Diabetesförbundet med diabetes är det för närvarande 542 000 barn under 14 år, 415 miljoner vuxna, och år 2040 beräknas antalet personer med diabetes uppgå till 642 miljoner 1.

En ökning av antalet personer med diabetes är verkligen på grund av förändringen i livsstil (minskad fysisk aktivitet), matvanor (konsumtion av livsmedel rika på kolhydrater, fetter av animaliskt ursprung), men samtidigt visar att på grund av upptäckten av modern antidiabetika droger, skapa metoder för att kontrollera sjukdomen, utveckla algoritmer för att diagnostisera och behandla komplikationer av diabetes mellitus har livslängden hos personer med diabetes också ökat, förutom att förbättra kvaliteten EU ETS.

Människan har känt om diabetes för 3,5 tusen år (som det är känt, den första avhandlingen som beskriver sjukdomen, den egyptiska Papyrus Herbes, går tillbaka till 1500. f.Kr.), men endast cirka 90 förekom i behandlingen av denna allvarliga sjukdom. år sedan, när diabetes, inklusive den första typen, upphörde att vara en dödsdom.

Förutsättningar för att skapa insulin

Så tidigt som 19th century, under obduktion av patienter som dog av diabetes, sågs det att i alla fall var bukspottkörteln allvarligt skadad. I Tyskland 1869 upptäckte Paul Langergans att det finns vissa grupper av celler som inte är involverade i produktion av matsmältningsenzymer i bukspottskörtelvävnader.

I 1889 i Tyskland visade fysiologen Oscar Minkowski och doktor Joseph von Mehring experimentellt att avlägsnande av bukspottkörteln hos hundar leder till utvecklingen av diabetes. Detta gjorde det möjligt för dem att anta att bukspottkörteln utsöndrar en viss substans som är ansvarig för kroppens metaboliska kontroll 2. Minkowski och Meringa-hypotesen hittade nya och nya bekräftelser, och genom det första decenniet av 1900-talet, som studerade sambandet mellan diabetes och bukspottkörtelöarna Langerhans islet, upptäckten av endokrinsekretion visades det att ett visst ämne utsöndrat av Langerhans isletceller spelar en ledande roll i regleringen av kolhydratmetabolism 3. Tanken uppstod att om detta ämne isolerats kan det användas för att behandla diabetes, men resultaten av fortsättningen av experimenten med Minkowski och Merking, när ett extrakt administrerades till hundarna efter avlägsnandet av bukspottkörteln, vilket i vissa fall lett till en minskning av glykosuri, inte var reproducerbar, och införandet av själva extraktet orsakade en ökning av temperaturen och andra biverkningar.

Europeiska och amerikanska forskare, som Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, praktiserade införandet av pankreatisk extrakt till diabetespatienter, men på grund av det stora antalet biverkningar och problem som är förknippade med finansiering kunde de inte slutföra experimenten.

Idén om Frederick Banting

1920, Frederick Banting, en 22 årig kirurg, försökte öppna sin övning i en liten kanadensisk stad, och fördjupade vid universitetet i västra Ontario. På måndagen den 31 oktober skulle Banting berätta för studenterna om kolhydratmetabolism - ett ämne där han själv inte var stark, och för att bli bättre förberedd, läste Banting en nyartikel av M. Barron, som beskrivs i sena söndagskvällen, där han beskrev blockaden av bukspottskörteln duktala gallstenar och den resulterande atrofien av acinarceller (celler som är ansvariga för exokrinfunktion) 2. Samma natt skrev Banting sin idé: "Bandera bukspottkörtelkanalerna i hundar. Vänta på aciniens atrofi, isolera hemligheten från holmcellerna för att underlätta glukosuri. "5 Så, efter att ha misslyckats med att uppnå praxis, gick Banting till University of Toronto, hans alma mater, där han vände sig till professor John MacLeod, en av de ledande experterna på kolhydratmetabolism. Trots att professorn accepterade tanken om Banting utan entusiasm, utpekade han ett labb med ett minimum av utrustning och 10 hundar för kirurgen. Assistent Banting blev mycket student Charles Best. Sommaren 1921 började experimentet.

Banting och Best började sin forskning genom att ta bort bukspottkörteln hos hundar. I vissa djur avlägsnade forskare bukspottkörteln, i andra ligerade de bukspottkörteln och avlägsnade körteln efter en tid. Sedan placerades den atrofierade bukspottkörteln i en hypertonisk lösning och frystes. Ämnet som erhållits som ett resultat av detta efter upptining administrerades till hundar med avlägsnat bukspottkörtel och en diabetesklinik. Forskare har registrerat en minskning av glukosnivåer, vilket förbättrar djurets välbefinnande. Professor MacLeod var imponerad av resultaten och bestämde sig för att fortsätta arbeta för att bevisa att Banting och Bests "pankreatisk extrakt" verkligen fungerar.

Nya resultat av experiment med användning av bukspottkörteln har gjort det möjligt att förstå att det är möjligt att göra utan det komplicerade förfarandet för ligering av bukspottskörteln.

I slutet av 1921 gick Bertin Collip, en biokemist, till forskargruppen. Med det, med användning av fraktionerad fällning med olika koncentrationer av alkohol och andra reningsmetoder, erhölls extrakt av pankreatiska öar, som säkert infördes i människokroppen. Det är ett effektivt och giftfritt ämne och användes i de första kliniska prövningarna 6.

Kliniska prövningar

Först upplevde Banting och Best det insulin de fick. Som ett resultat av introduktionen av läkemedlet noterades både svag svimma, svimma men inga toxiska effekter av läkemedlet.

Den första patienten med diabetes som fick insulin den 11 januari 1922. blev en 14-årig pojke Leonard Thompson. Efter den första injektionen av 15 ml insulin var det inga signifikanta förändringar i patientens tillstånd, nivån av glukos i blodet och i urinen minskade något, dessutom utvecklade patienten en steril abscess. En upprepad injektion utfördes den 23 januari och som svar på patientens blodglukosnivå normaliserades, innehållet av glukos och ketoner i urinen minskade, pojken själv noterade en förbättring av sin egen hälsotillstånd 7.

En av de första patienterna som fick insulin var dotter till chefen för USA: s högsta domstol, Elizabeth Heges Goshet. Förvånansvärt, innan hon började insulinbehandling, hade hon diabetes mellitus i 4 år och den behandling som fick henne att leva till denna dag var en hård diet (cirka 400 kcal per dag). Elizabeth bodde på insulinbehandling tills hon var 73 år och hade tre barn.

Nobelpriset

Nobelutskottet fick 1923 pris på fysiologi och medicin till Banting och MacLeod. Det hände bara 18 månader efter den första rapporten om drogen vid mötet i Association of American Physicians. Detta beslut har förvärrat det redan svåra förhållandet mellan forskare, för Banting trodde att McLeods bidrag till insulininsatsen var mycket överdriven, enligt Banting, skulle priset ha delats mellan honom och hans assistent Best. För att återställa rättvisa delade Banting sin del av priset med Best, och MacLeod med biokemist Collip 8.

Patentet för att skapa insulin, som ägs av Banting, Best and Collip, sålde forskare för $ 3 till University of Toronto. I augusti 1922 ingicks ett samarbetsavtal med läkemedelsföretaget Eli Lilly och C o, vilket bidrog till att etablera framställning av läkemedel i industriell skala.

Mer än 90 år har gått sedan insulinsuppfinningen. Droger av detta hormon förbättras, sedan 1982 har patienter redan fått humant insulin och på 90-talet såg man analoger av humaninsulin - läkemedel med olika verkningsaktivitet, men vi måste komma ihåg de personer som stod vid ursprunget till detta läkemedel som sparar miljontals människor varje dag. människor.

Insulins upptäcktshistoria

Insulin som ett peptidhormon producerat i beta-cellerna i bukspottkärlöarna av Langerhans. Att säkerställa permeabiliteten hos cellmembran för glukosmolekyler som huvudfunktion. Klassificering av insulinpreparat och dess kvitto.

Skicka ditt bra arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan.

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbeten kommer att vara mycket tacksamma för dig.

Publicerad den http://www.allbest.ru/

introduktion

Insulimn (från Lat Insula - island) - ett peptidhormon, bildas i betacellerna i lankhansarna i bukspottkörteln. Det har en mångfacetterad effekt på metabolism i nästan alla vävnader.

Insulinens huvudsakliga funktion är att säkerställa permeabiliteten hos cellemembran för glukosmolekyler. I en förenklad form kan vi säga att det inte bara är kolhydrater, men också näringsämnen delas upp i glukos, som används för att syntetisera andra kolhaltiga molekyler, och är den enda typen av bränsle för cellulära kraftverk - mitokondrier. Utan insulin sjunker permeabiliteten hos cellmembranet till glukos 20 gånger, och cellerna dör av svält och det överskott av socker som upplöses i blodet förgiftar kroppen.

Insulinsekretionsnedbrytning på grund av beta-cellförstöring - absolut insulinbrist - är ett nyckelelement i patogenesen av typ 1 diabetes mellitus. Brott mot effekten av insulin på vävnad - relativ insulinbrist - har en viktig plats vid utvecklingen av typ 2-diabetes.

Insulins upptäcktshistoria

Insulins upptäckts historia är associerad med namnet på den ryska läkaren I.M. Sobolev (andra hälften av 1800-talet), som visade att nivån på socker i humant blod regleras av ett speciellt hormon i bukspottkörteln.

År 1922 introducerades insulin isolerat från bukspottkörteln hos ett djur först till en tioårig diabetikerpojke. Resultatet översteg alla förväntningar, och ett år senare släppte det amerikanska företaget Eli Lilly den första animaliska insulinberedningen.

Efter att ha fått den första industriella satsen av insulin de närmaste åren har ett enormt sätt att isolera och rensa blivit täckt. Som ett resultat blev hormonet tillgängligt för patienter med typ 1-diabetes. insulinhormon i bukspottkörteln

År 1935 optimerade danska forskaren Hagedorn insulininsatsen i kroppen genom att föreslå en långvarig medicinering.

De första insulinkristallerna erhölls 1952, och 1954 avkodade den engelska biokemisten G.Senger deformationen av insulin. Utvecklingen av metoder för rening av hormonet från andra hormonella substanser och produkter med insulinnedbrytning gjorde det möjligt att erhålla homogent insulin, kallat single-component insulin.

I början av 70-talet. Sovjetforskare A. Yudaev och S. Shvachkin föreslog kemisk syntes av insulin, men genomförandet av denna syntes i industriell skala var dyr och olönsam.

I framtiden var det en gradvis förbättring av renhetsgraden av insuliner, vilket minskade problemen som orsakades av insulinallergier, nedsatt njurfunktion, synnedgång och immuninsulinresistens. Det mest effektiva hormonet behövdes för substitutionsbehandling i diabetes mellitus - homologt insulin, det vill säga humant insulin.

På 80-talet gjorde framsteg inom molekylärbiologi det möjligt att syntetisera båda humana insulinkedjor med användning av E. coli, vilka sedan kopplades till en biologiskt aktiv hormonmolekyl, och rekombinant insulin erhölls vid Institutet för bioorganisk kemi hos den ryska vetenskapsakademin med användning av genetiskt modifierade E.coli-stammar.

Användningen av affinitetskromatografi reducerade signifikant innehållet av förorenande proteiner med en högre molekylvikt än insulin i beredningen. Sådana proteiner innefattar proinsulin och partiellt klyvda proinsuliner, vilka kan inducera framställning av antiinsulinantikroppar.

Användningen av humaninsulin från början av behandlingen minimerar förekomsten av allergiska reaktioner. Humant insulin absorberas snabbare och, oavsett form av läkemedlet, har en kortare verkningsaktivitet än animaliskt insulin. Mänskliga insuliner är mindre immunogener än fläsk, särskilt blandade bovina och svampinsuliner.

Insulintyper

Insulinpreparaten skiljer sig åt i reningsgraden; mottagningskälla (nötkreatur, svin, människa) ämnen som tillsätts till insulinlösningen (förlängning av dess verkan, bakteriestat etc.); koncentration; pH-värde; möjligheten att blanda ICD med SDI.

Insulinpreparaten varierar per källa. Svin och bovint insulin skiljer sig från människa i aminosyrasammansättning: bovin i tre aminosyror och svin i en. Det är inte överraskande att biverkningar vid behandling med bovint insulin utvecklas mycket oftare än vid behandling med svin eller humant insulin. Dessa reaktioner uttrycks i immunologisk insulinresistens, insulinallergi, lipodystrofi (förändring av subkutant fett på injektionsstället).

Trots de uppenbara nackdelarna med bovint insulin, används det fortfarande allmänt i världen. Men immunologiskt är bristerna av nötkreatinsinsufficiens uppenbara: det är under inga omständigheter rekommenderat att förskriva det till patienter med nyligen diagnostiserad diabetes mellitus, gravida kvinnor eller kortvarig insulinbehandling, till exempel under perioperativperioden. Negativa kvaliteter av bovint insulin är också bevarade när de används i en blandning med fläsk, så blandade insuliner (fläsk + bovin) bör inte användas för behandling av dessa kategorier av patienter.

Humana insulinpreparat för kemisk struktur är helt identiska med humant insulin.

Huvudproblemet med den biosyntetiska metoden för att erhålla humaninsulin är den fullständiga reningen av slutprodukten från de minsta föroreningarna hos de använda mikroorganismerna och deras metaboliska produkter. Nya metoder för kvalitetskontroll säkerställer att humant biosyntetisk insulin är fri från skadliga föroreningar. Således uppfyller deras reningsgrad och glukosänkningseffektivitet de högsta kraven och är nästan lika. Eventuella oönskade biverkningar, beroende på föroreningarna, har dessa läkemedel inte insulin.

För närvarande används tre typer av insuliner i medicinsk praxis:

- kortdistans med snabb inverkan av effekten;

- genomsnittlig verkningsaktivitet

- långverkande med långsam effekt.

Tabell 1. Karakteristik av kommersiella insulinpreparat

Exempel (handelsnamn)

Metylparaben m-kresolfenol

NaCl Glycerin Na (H) PO4 Na Acetat

Människa. Pork Bull

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS Insulin för injektioner (Sovjetunionen, produceras inte längre)

Människa. Pork Bull

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamin-insulin (Sovjetunionen, produceras inte längre)

Människa. Pork Bull

Monotard-NM, Humulin-zink Monotard-MS, Lente-MS Lente

Kortverkande insulin (ICD) - vanligt insulin - är ett kortverkande kristallint zinkinsulin som är lösligt vid neutralt pH, vars effekt utvecklas inom 15 minuter efter subkutan administrering och varar 5-7 timmar.

Det första långvariga insulinet (SDI) skapades i slutet av 30-talet, så att patienter kunde göra injektioner mindre ofta än de gjorde när man använde ICD ensam, om möjligt en gång om dagen. För att öka varaktigheten av åtgärden modifieras alla andra insulinpreparat och, när de löses i ett neutralt medium, bildar en suspension. De innehåller protamin i fosfatbuffert - protaminzinkinsulin och NPH (neutral protamin Hagedorn) - NPH-insulin eller olika zinkkoncentrationer i acetatbuffert - insulin ultralent, tejp, seventil.

Medellånga insulinpreparat innehåller protamin, vilket är ett protein av medelvärdet m. 4400, rik på arginin och härledd från regnbågsöringsmjöl. För bildandet av komplexet krävs ett förhållande mellan protamin och insulin 1:10. Efter subkutan administrering förstör proteolytiska enzymer protamin, vilket möjliggör absorption av insulin.

NPH-insulin förändrar inte den farmakokinetiska profilen för regulatorisk insulin blandat med den. NPH-insulin är att föredra för insulinband som en komponent av den genomsnittliga verkningsaktiviteten i terapeutiska blandningar innehållande regelbundet insulin.

I fosfatbufferten bildar alla insuliner lätt kristaller med zink, men endast bovin insulinkristaller är tillräckligt hydrofoba för att ge en långsam och stabil frisättning av insulinkaraktäristiska för ultralenta. Zinkkristaller av svinsinsulin löser sig snabbare, effekten kommer tidigare, varaktigheten av åtgärden är kortare. Därför finns det ingen ultralent läkemedel som endast innehåller svinsulin. Monokomponent-svampinsulin framställs under namnet insulin-suspension, insulinneutral, insulinisofan, insulinaminokinurid.

Insulintape är en blandning av 30% insulin av semilenten (amorf insulinfällning med zinkjoner i acetatbuffert, vars effekt dissipieras relativt snabbt) med 70% insulin-ultralent (dåligt lösligt kristallint zinkinsulin, som har fördröjd start och förlängd verkan). Dessa två komponenter ger en kombination med relativt snabb absorption och stabil långsiktig verkan, vilket gör insulinbandet ett lämpligt terapeutiskt medel.

Insulinproduktion

Humant insulin kan produceras på fyra sätt:

1) fullständig kemisk syntes

2) extraktion från en persons pankreas (båda dessa metoder är inte lämpliga på grund av ineffektivitet: otillräcklig utveckling av den första metoden och brist på råmaterial för massproduktion med den andra metoden);

3) genom en semisyntetisk metod med användning av en enzym-kemisk substitution vid position 30 i B-kedjan av aminosyraalaninen i grisinsulin med treonin;

4) biosyntetisk metod för gentekniksteknik. De två sista metoderna tillåter att erhålla humaninsulin med hög renhet

För närvarande erhålls humant insulin huvudsakligen på två sätt: genom att modifiera fläskinsulin genom en syntetisk-enzymatisk metod och genom en genteknikmetod.

Insulin var det första proteinet som erhölls för kommersiella ändamål med användning av rekombinant DNA-teknik. Det finns två huvudsakliga metoder för att erhålla genetiskt manipulerat humant insulin.

I det första fallet producerar separata (olika producentstammar) båda kedjorna följt av vikningen av molekylen (bildandet av disulfidbroar) och separation av isoformer.

I det andra preparatet i form av en prekursulin (proinsulin) följt av enzymatisk uppdelning med trypsin och karboxipeptidas B till hormonets aktiva form. Det mest föredragna för närvarande är att erhålla insulin som en föregångare, vilket säkerställer korrekt tillslutning av disulfidbroar (vid separat produktion av kedjor, successiva cykler av denaturering, separation av isoformer och renaturering utförs).

I båda tillvägagångssätt är det möjligt både individuellt att erhålla startkomponenterna (A- och B-kedjor eller proinsulin) och som en del av hybridproteiner. Förutom A- och B-kedjor eller proinsulin kan det finnas närvarande i kompositionen av hybridproteiner:

- ett bärarprotein som transporterar fusionsproteinet i det periplasmatiska utrymmet hos cellen eller odlingsmediet;

- affinitetskomponent, vilket underlättar valet av ett hybridprotein väsentligt.

Samtidigt kan båda dessa komponenter vara närvarande samtidigt i hybridproteinets sammansättning. Dessutom kan principen om multidimensionalitet användas vid hybridisering av proteiner (det vill säga flera kopior av målpolypeptiden är närvarande i hybridproteinet) vilket gör det möjligt att avsevärt öka utbytet av målprodukten.

I Storbritannien syntetiserades båda humana insulinkedjor med användning av E. coli, vilka sedan kopplades till en biologiskt aktiv hormonmolekyl. För att en encellell organism ska kunna syntetisera insulinmolekyler på dess ribosomer är det nödvändigt att tillhandahålla det med det nödvändiga programmet, det vill säga att introducera hormongenen för den.

Kemiskt få genframkallande biosyntesprekursor av insulin eller två gener, och programmera separat biosyntesen av insulinkedjorna A och B.

Nästa steg är införandet av genen för insulinprekursor (eller kedjegener separat) i genomet av E. coli, en speciell stam av E. coli odlad under laboratoriebetingelser. Denna uppgift utförs av genteknik.

En plasmid med ett lämpligt restriktionsenzym isoleras från E. coli. Den syntetiska genen införs i plasmiden (kloning med den funktionellt aktiva C-terminala delen av E. coli P-galaktosidas). Som ett resultat förvärvar E.coli förmågan att syntetisera en proteinkedja bestående av galaktosidas och insulin. Syntetiserade polypeptider klyvs kemiskt från enzymet och renas därefter. I bakterier syntetiseras cirka 100 000 insulinmolekyler per bakteriecell.

Naturen hos hormonämnet som produceras av E. coli bestäms av vilken gen som införs i genomet hos den encelliga organismen. Om insulinprekursorgenen klonas, syntetiserar bakterien insulinprekursorn, vilken sedan utsätts för restriktionsenzymbehandling för att avlägsna fördjupningen med isoleringen av C-peptiden, vilket resulterar i biologiskt aktivt insulin.

För erhållande av renat humant insulin utsätts hybridproteinet isolerat från biomassa för kemisk enzymatisk transformation och lämplig kromatografisk rening (frontal, gelpermeation, anjonbyte). Rekombinant insulin erhölls vid Institute of RAS med användning av genetiskt konstruerade E. coli-stammar. En prekursor, ett hybridprotein uttryckt i mängden 40% av det totala cellulära proteinet, innehållande preproinsulin, frigörs från den odlade biomassan. Dess omvandling till insulin in vitro utförs i samma sekvens som in vivo - den ledande polypeptiden delas upp, preproinsulin omvandlas till insulin genom stadierna av oxidativ sulfitolys följt av reduktiv slutning av tre disulfidbindningar och enzymatisk isolering av C-peptidbindningen. Efter en serie av kromatografiska renningar, inklusive jonbyte, gel och HPLC (högprestanda vätskekromatografi) erhålles humant insulin med hög renhet och naturlig aktivitet.

En stam med en plasmid-inbäddad nukleotidsekvens som uttrycker ett fusionsprotein kan användas, vilket består av linjärt proinsulin och Staphylococcus aureus protein fragment A fäst vid dess N-terminus.

Odling av den mättade biomassen av celler i den rekombinanta stammen säkerställer starten av produktion av hybridproteinet, varvid isoleringen och sekventiell omvandling av dessa i rör leder till insulin.

Ett annat sätt är också möjligt: ​​det visar sig i ett bakteriellt expressionssystem ett fusionsrekombinant protein bestående av humant proinsulin och en polyhistidin-svans som är fäst vid den via en metioninrest. Det isoleras med användning av kelatkromatografi på Ni-agaroskolonner från inklusionskroppar och digereras med cyanogenbromid.

Det isolerade proteinet är S-sulfonerat. Kartläggningen och masspektrometrisk analys av det erhållna proinsulinet, renat genom jonbyteskromatografi på anjonbytare och RP (omvänd fas) HPLC (högprestanda vätskekromatografi) visar närvaron av disulfidbroar motsvarande disulfidbroarna från nativt humant proinsulin.

Nyligen har noggrannhet gjorts för att förenkla förfarandet för att producera rekombinant insulin genom gentekniska metoder. Exempelvis är det möjligt att erhålla ett fusionsprotein bestående av ledpeptiden av interleukin 2 fäst vid proinsulinens N-ände via en lysinrest. Proteinet uttrycks effektivt och lokaliseras i inklusionskroppar. Efter isolering klyvs proteinet med trypsin för framställning av insulin och C-peptid.

Det resulterande insulinet och C-peptiden renades genom RP HPLC. När man skapar fusionsstrukturer är massförhållandet mellan bärarproteinet och målpolypeptiden väldigt signifikant. C-peptiderna är kopplade med huvudstegsprincipen med användning av aminosyraravstånd som bär Sfi I-restriktionsstället och två argininrester i början och i slutet av distansorganet för efterföljande klyvning av proteinet med trypsin. HPLC-klyvningsprodukter visar att klyvningen av C-peptiden är kvantitativ och detta gör det möjligt att använda metoden för multimera syntetiska gener för att erhålla målpolypeptider i industriell skala.

slutsats

Diabetes mellitus är en kronisk sjukdom som orsakas av absolut eller relativ insulinbrist. Det kännetecknas av en djup metabolisk störning av kolhydrater med hyperglykemi och glukosuri, liksom andra metaboliska störningar som ett resultat av ett antal genetiska och yttre faktorer.

Insulin hittills tjänar som en radikal och i de flesta fall det enda sättet att upprätthålla liv och funktionshinder hos personer med diabetes. Innan mottagning och introduktion av insulin till kliniken 1922-1923. Patienter med diabetes mellitus typ I väntade på ett dödligt utfall i ett till två år från sjukdomsuppkomsten, trots att de mest uttömda dieterna användes. Patienter med diabetes mellitus typ I behöver livslång ersättningsbehandling med insulin. Uppsägning på grund av olika orsaker till den regelbundna introduktionen av insulin leder till den snabba utvecklingen av komplikationer och patientens omedelbara död.

För närvarande är diabetes vad gäller prevalens på 3: e plats efter hjärt-kärlsjukdomar och onkologiska sjukdomar. Enligt Världshälsoorganisationen är förekomsten av diabetes bland den vuxna befolkningen i de flesta regioner i världen 2-5% och det finns en tendens att öka antalet patienter nästan två gånger vart 15 år. Trots de uppenbara framstegen inom hälsovården ökar antalet insulinberoende patienter varje år och i själva verket är det bara omkring 2 miljoner människor i Ryssland.

Skapandet av droger av inhemskt humant genetiskt insulin öppnar nya möjligheter att lösa många problem med diabetologi i Ryssland för att rädda livet för miljontals människor med diabetes.

1. Bioteknik: lärobok för universitet / red. NS Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Higher School, 1987, s. 15-25.

2. Genetiskt konstruerat humant insulin. Förbättrad effektivitet för kromatografisk separation med användning av principen om bifunktionalitet. / Romanchikov, A.B., Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997-23, nr 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Moderna metoder för att skapa industriella stammar av mikroorganismer // Bioteknik. Vol. 2. M.: Higher School, 1988. 208 s.

4. Immobilisering av trypsin och karboxipeptidas B på modifierade silika och deras användning vid omvandling av rekombinant humant proinsulin till insulin. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // Kemiska läkemedel. J., 1995 - 29, nr 1, sid. 61-64.

5. Grundläggande för läkemedelsbioteknik: studiehandledning / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-mot-Don.: Phoenix; Tomsk: Publishing House NTL, 2006.

6. Syntes av insulinfragment och studier av deras fysikalisk-kemiska och immunologiska egenskaper. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997-23, nr 12, sid. 953-960