Inzulin je glavni lijek za liječenje dijabetesa tipa 1. Ponekad se koristi i za stabilizaciju pacijentovog stanja i poboljšanje njegove dobrobiti kod druge vrste bolesti. Ova supstanca po svojoj prirodi je hormon koji je u stanju da u malim dozama utiče na metabolizam ugljenih hidrata. Pankreas normalno proizvodi dovoljno inzulina koji pomaže u održavanju fiziološke razine šećera u krvi. Ali s ozbiljnim endokrinim poremećajima, jedina šansa za pomoć pacijentu su često injekcije inzulina. Nažalost, nemoguće ga je uzimati oralno (u obliku tableta), jer je ono potpuno uništeno u probavnom traktu i gubi svoju biološku vrijednost.
Mogućnosti za dobijanje inzulina za upotrebu u medicinskoj praksi
Mnogi dijabetičari su se barem jednom zapitali od čega se proizvodi inzulin, koji se koristi u medicinske svrhe. Trenutno se najčešće ovaj lijek dobija upotrebom metoda genetskog inženjerstva i biotehnologije, ali ponekad se izvlači iz sirovina životinjskog porijekla.
Pripravci dobiveni od sirovina životinjskog porijekla
Dobijanje ovog hormona iz gušterače svinja i goveda stara je tehnologija koja se danas rijetko koristi. To je zbog niske kvalitete lijeka, njegove tendencije da izaziva alergijske reakcije i nedovoljno pročišćavanje. Činjenica je da se, pošto je hormon proteinska supstanca, sastoji od određenog niza aminokiselina.
Početkom i sredinom 20. stoljeća, kada slični lijekovi nisu postojali, čak je i takav inzulin bio proboj u medicini i omogućio je liječenje dijabetičara na novi nivo. Hormoni dobiveni ovom metodom smanjili su šećer u krvi, međutim oni su često izazivali nuspojave i alergije. Razlike u sastavu aminokiselina i nečistoća u lijeku utjecale su na stanje pacijenata, posebno kod ranjivijih kategorija bolesnika (djece i starijih osoba). Drugi razlog loše tolerancije takvog inzulina je prisustvo njegovog neaktivnog prekursora u lijeku (proinsulin), kojeg se nije bilo moguće riješiti u ovoj varijaciji lijeka.
Danas postoje napredni svinjski inzulini koji su lišeni tih nedostataka. Dobivaju se iz gušterače svinje, ali nakon toga podvrgavaju se dodatnoj obradi i pročišćavanju. Višekomponentne su i sadrže pomoćne tvari.
Modificirani svinjski inzulin praktički se ne razlikuje od ljudskog hormona, tako da se još uvijek koristi u praksi
Takve lijekove pacijenti tolerišu puno bolje i praktički ne uzrokuju neželjene reakcije, ne inhibiraju imunološki sustav i efikasno smanjuju šećer u krvi. Goveđi inzulin danas se ne koristi u medicini, jer zbog svoje strane strukture negativno utječe na imuni i ostale sisteme ljudskog tijela.
Genetski inzulin inzulin
Ljudski inzulin, koji se koristi za dijabetičare, u industrijskoj se mjeri dobiva na dva načina:
Uslovi skladištenja inzulina- primjenom enzimskog liječenja svinjskim inzulinom;
- koristeći genetski modificirane sojeve E. coli ili kvasca.
S fizikalno-hemijskom promjenom, molekuli svinjskog inzulina pod djelovanjem posebnih enzima postaju identični ljudskom inzulinu. Aminokiselinski sastav dobivenog preparata ne razlikuje se od sastava prirodnog hormona koji se proizvodi u ljudskom tijelu. U toku procesa proizvodnje lijek se podvrgava visokom pročišćavanju, stoga ne izaziva alergijske reakcije ili druge nepoželjne manifestacije.
Ali najčešće se inzulin dobija pomoću modificiranih (genetski modificiranih) mikroorganizama. Korištenjem biotehnoloških metoda, bakterije ili kvasci modificiraju se na takav način da sami mogu proizvesti inzulin.
Postoje dvije metode za takvu proizvodnju inzulina. Prvi od njih temelji se na korištenju dva različita soja (vrste) jednog mikroorganizma. Svaki od njih sintetizira samo jedan lanac molekule hormona DNA (postoje ih samo dva, a spiralno su upleteni zajedno). Tada se ti lanci povezuju, a u rezultirajućem rješenju je već moguće odvojiti aktivne oblike inzulina od onih koji nemaju biološki značaj.
Drugi način dobivanja lijeka pomoću Escherichia coli ili kvasca temelji se na činjenici da mikrob prvo proizvodi neaktivni inzulin (to jest njegov prethodnik, proinsulin). Tada se pomoću enzimskog liječenja ovaj oblik aktivira i koristi u medicini.
Osoblje koje ima pristup određenim proizvodnim pogonima uvijek treba biti obučeno u sterilno zaštitno odijelo kojim se eliminira kontakt lijeka s ljudskim biološkim tekućinama.
Svi su ti procesi obično automatizirani, zrak i sve površine u kontaktu s ampulama i bočicama su sterilne, a linije s opremom hermetički su zatvorene.
Biotehnološke metode omogućavaju naučnicima da razmišljaju o alternativnim rješenjima za dijabetes. Na primjer, do danas se provode predklinička ispitivanja proizvodnje umjetnih beta ćelija gušterače, koja se mogu dobiti metodama genetskog inženjeringa. Možda će se u budućnosti one koristiti da poboljšaju rad ovog organa kod bolesne osobe.
Proizvodnja savremenih inzulinskih preparata složen je tehnološki proces koji uključuje automatizaciju i minimalnu ljudsku intervenciju
Dodatne komponente
Proizvodnja inzulina bez pomoćnih sastojaka u modernom svijetu gotovo je nemoguće zamisliti, jer oni mogu poboljšati njegova kemijska svojstva, produžiti vrijeme djelovanja i postići visoki stupanj čistoće.
Svi dodatni sastojci se prema svojim svojstvima mogu podijeliti u sljedeće klase:
- produžitelji (tvari koje se koriste da osiguraju duže trajanje djelovanja lijeka);
- komponente za dezinfekciju;
- stabilizatori, zbog kojih se u otopini lijeka održava optimalna kiselost.
Dodaci za produženje
Postoje inzulini dugog djelovanja čija biološka aktivnost traje 8 do 42 sata (ovisno o skupini lijeka). Taj se učinak postiže dodatkom posebnih tvari - produživača otopini za ubrizgavanje. U ovu svrhu se najčešće koristi jedno od sledećih jedinjenja:
- proteini;
- hloridne soli cinka.
Proteini koji produžuju djelovanje lijeka podvrgavaju se detaljnom pročišćavanju i nisko su alergeni (npr. Protamin). Cink soli takođe ne utiču negativno na aktivnost inzulina niti na dobrobit ljudi.
Antimikrobni sastojci
Dezinficijensi u sastavu inzulina su neophodni da se mikrobna flora ne razmnožava tokom skladištenja i upotrebe u njoj. Ove tvari su konzervansi i osiguravaju očuvanje biološke aktivnosti lijeka. Uz to, ako pacijent primjenjuje hormon iz jedne bočice samo u sebe, lijek može trajati nekoliko dana. Zbog visokokvalitetnih antibakterijskih komponenti neće imati potrebu bacati neiskorišteni lijek zbog teorijske mogućnosti reprodukcije u otopini mikroba.
Slijedeće tvari mogu se koristiti kao dezinficijensi u proizvodnji inzulina:
- metakrezol;
- fenol;
- parabene.
Ako otopina sadrži cinkove ione, oni djeluju i kao dodatni konzervans zbog svojih antimikrobnih svojstava
Određene dezinfekcijske komponente pogodne su za proizvodnju svake vrste inzulina. Njihova interakcija s hormonom mora se istražiti u fazi predkliničkih ispitivanja, jer konzervans ne smije narušiti biološku aktivnost inzulina ili na drugi način negativno utjecati na njegova svojstva.
Upotreba konzervansa u većini slučajeva omogućava davanje hormona ispod kože bez prethodnog tretmana alkoholom ili drugim antisepticima (proizvođač to obično navodi u uputama). To pojednostavljuje primjenu lijeka i smanjuje broj pripremnih manipulacija prije same injekcije. Ali ova preporuka djeluje samo ako se otopina ubrizgava s pojedinačnom inzulinskom špricom tankom iglom.
Stabilizatori
Stabilizatori su potrebni tako da se pH rastvora održava na zadanom nivou. Očuvanje lijeka, njegovo djelovanje i stabilnost hemijskih svojstava ovise o razini kiselosti. U proizvodnji hormona koji se ubrizgava za pacijente sa dijabetesom u ovu svrhu se obično koriste fosfati.
Za inzulin s cinkom stabilizatori rastvora nisu uvijek potrebni, jer ioni metala pomažu u održavanju potrebne ravnoteže. Ako se ipak koriste, tada se umjesto fosfata koriste drugi kemijski spojevi, jer kombinacija tih tvari dovodi do taloženja i nepodobnosti lijeka. Važno svojstvo koje je pokazano svim stabilizatorima je sigurnost i nemogućnost ulaska u bilo kakve reakcije na inzulin.
Nadležni endokrinolog treba se baviti odabirom lijekova za ubrizgavanje dijabetesa za svakog pojedinog pacijenta. Zadatak inzulina nije samo da održava normalnu razinu šećera u krvi, već i da ne nanosi štetu drugim organima i sistemima. Lijek treba biti hemijski neutralan, nisko alergen i po mogućnosti dostupan. Također je prikladno ako se odabrani inzulin može miješati sa ostalim njegovim verzijama prema trajanju djelovanja.
