História inzulínu

Analýzy

História inzulínu

Snáď najdôležitejší a najčastejšie používaný hormonálny liek v lekárskej praxi je inzulín. Ľudský inzulín - hormón syntetizovaný beta bunkami pankreasu - hrá obrovskú úlohu v procesoch normálneho fungovania ľudského tela.

Jeho najdôležitejšou funkciou je poskytnúť bunkám tela hlavný energetický materiál, glukózu.

Ak inzulín nestačí, bunky nie sú schopné absorbovať glukózu, akumulujú sa v krvi a tkanivá a orgány majú hladovú energiu. Pri nedostatku inzulínu sa vyvíja závažné ochorenie, ako je diabetes mellitus.

Až do začiatku XX. Storočia. pacienti s diabetom zomreli v detskom alebo mladom veku z rôznych komplikácií ich choroby, takmer nikto nedokázal žiť viac ako 5-7 rokov po nástupe choroby.

Úloha pankreasu vo vývoji cukrovky sa stala známa až koncom XIX storočia. V roku 1869 v Berlíne 22-ročný študent medicíny Paul Langergans študoval štruktúru pankreasu mikroskopom a upozornil na predtým neznáme bunky, ktoré tvoria skupiny, ktoré boli rovnomerne rozmiestnené v celej žľaze, ale funkcia týchto buniek, neskôr nazývaná ostrovčeky Langerhans, zostal neznámy.

Neskôr Ernst Lako predpokladal, že pankreas sa podieľa na procese trávenia. V roku 1889 sa nemecký fyziológ Oscar Minkowski pokúsil preukázať, že hodnota pankreasu v trávení je vytvorená. Za týmto účelom založil experiment, v ktorom odstránil žľazu zo zdravého psa. Niekoľko dní po začatí pokusu asistent Minkowski, ktorý monitoroval stav laboratórnych zvierat, upozornil na veľké množstvo múch, ktoré lietali do moču experimentálneho psa.

Po vyšetrení moču zistil, že pes bez pankreasu vylučuje cukor močom. Toto bolo prvé pozorovanie, ktoré spája prácu pankreasu a vývoja cukrovky. V roku 1901 Eugene Opie dokázal, že diabetes mellitus je spôsobený poruchami štruktúry pankreasu, a to úplným alebo čiastočným zničením ostrovčekov Langerhans.

Prvým, kto bol schopný izolovať inzulín a úspešne ho aplikovať na liečbu pacientov, bol kanadský fyziológ Frederick Banting. Pokus o vytvorenie lieku pre cukrovku mladý vedec tlačil tragické udalosti - dvaja jeho priatelia zomreli na cukrovku. Dokonca aj predtým, ako sa Banting dozvedel o úlohe pankreasu pri rozvoji diabetes mellitus, snažil sa izolovať látku, ktorá by priamo ovplyvnila hladinu cukru v krvi, ale všetky pokusy skončili neúspechom.

Tieto poruchy boli tiež spôsobené skutočnosťou, že pankreatické enzýmy (hlavne trypsín) dokázali aspoň čiastočne rozložiť molekuly inzulínového proteínu predtým, ako sa mohli izolovať z extraktu tkanivovej žľazy. V roku 1906 dokázal Georg Ludwig Zeltser s pomocou pankreatického extraktu dosiahnuť určitý úspech pri znižovaní hladiny glukózy v krvi experimentálnych psov, ale nebol schopný pokračovať vo svojej práci. Scott v roku 1911 na univerzite v Chicagu používal vodný extrakt pankreasu a zaznamenal mierny pokles glykozúrie u experimentálnych zvierat, ale nemohol presvedčiť svojho nadriadeného o význame svojho výskumu a čoskoro tieto experimenty boli prerušené.

Rovnaký účinok preukázal aj Izrael Kleiner v roku 1919, ale nedokončil prácu kvôli začiatku prvej svetovej vojny.

Podobnú prácu v roku 1921 vydal profesor fyziológie rumunskej lekárskej školy Nicola Paulesco a mnohí vrátane Rumunska ho považujú za priekopomor inzulínu. Avšak zásluhou izolácie inzulínu a jeho úspešného použitia patrí práve Frederick Banting.

Banting pracoval ako mladší lektor na katedre anatómie a fyziológie na kanadskej univerzite pod vedením profesora Johna MacLeoda, ktorý bol potom považovaný za veľkého špecialistu na cukrovku. Banting sa snažil dosiahnuť atrofiu pankreasu pomocou bandáže svojich vylučovacích kanálov (kanálikov) počas 6-8 týždňov, zatiaľ čo Langerhansove ostrovčeky zostali nezmenené od účinkov pankreatických enzýmov a získali čistý extrakt buniek týchto ostrovčekov.

Na vykonanie tohto experimentu bolo potrebné laboratórium, asistentov a experimentálnych psov, ktoré Banting nemal.

Pre pomoc sa obrátil na profesora Johna MacLeoda, ktorý si bol dobre vedomý minulých zlyhaní pri získavaní hormónov pankreasu. Preto najprv Bantingovi neumožnil jeho laboratóriu. Banting však nevystúpil a na jar 1921 opäť požiadal MacLeod o povolenie pracovať v laboratóriu najmenej dva mesiace. Keďže MacLeod v tom čase chodil do Európy a laboratórium bolo voľné, súhlasil. Ako asistent Bantingu bol 5. ročník študenta Charlesovi Bestovi, ktorý dobre študoval metódy na stanovenie hladiny cukru v krvi a moču.

Ak chcete uskutočniť experiment, ktorý si vyžiadal veľké výdavky, Banting musel predať takmer celý svoj majetok.

Niekoľko psov bolo zviazaných s kanálmi pankreasu, po čom začali čakať na svoju atrofiu. Dňa 27. júla 1921 bol atrofovaný extrakt pankreasu podaný psovi so vzdialenou pankreasou umiestnenou v predkom. Po niekoľkých hodinách mal pes pokles hladiny cukru v krvi a moču a acetón zmizol.

Potom bol druhýkrát podaný extrakt pankreasu a žila ďalších 7 dní. Pes by mohol žiť dlhšie, ale vedci mali extrémy, pretože inzulín z pankreasu psov bol mimoriadne náročný na prácu a trvalý.

Následne Banting a Best začali získavať extrakt z pankreasu nenarodených teliat, v ktorých ešte neboli vytvorené tráviace enzýmy, ale už bolo syntetizované dostatočné množstvo inzulínu. Množstvo inzulínu je dostatočné na udržanie experimentálneho psa až na 70 dní. MacLeod, ktorý sa odvtedy vrátil z Európy, sa postupne začal zaujímať o prácu Bantinga a najlepšieho a pripojil k nemu všetky laboratórne pracovníčky. Banting, ktorý pôvodne nazval získaný extrakt z pankreasu Isletin, na návrh MacLeod, premenoval inzulín (z latinského Insula - "ostrov").

Inzulínová produkcia pokračovala úspešne. 14. novembra 1921 Banting a Best informovali o výsledkoch svojho výskumu na stretnutí klubu Physiological Journal v Torontskej univerzite. O mesiac neskôr sa v Spojených štátoch uskutočnila správa v Americkej fyziologickej spoločnosti v New Haven.

Množstvo extraktu získaného z pankreasu hovädzieho dobytka zabitého na bitúnku začalo rýchlo rásť a na zabezpečenie jemného čistenia inzulínu sa vyžaduje odborník. Za týmto účelom na konci roka 1921 MacLeod priniesol do práce slávny biochemik James Collip, ktorý veľmi rýchlo dosiahol dobré výsledky pri čistení inzulínu. Do januára 1922 spustili spoločnosti Banting a Best prvé klinické štúdie s inzulínom u ľudí.

Spočiatku vedci injekčne podávali 10 jednotiek inzulínu a potom dobrovoľník, ktorý bol 14-ročný chlapec Leonard Thompson, ktorý trpí cukrovkou. Prvá injekcia mu bola podaná 11. januára 1922, ale nebolo to úplne úspešné, pretože extrakt nebol dostatočne vyčistený, čo viedlo k vývoju alergií. V nasledujúcich 11 dňoch Collip tvrdo pracoval v laboratóriu na zlepšenie výťažku a 23. januára druhá injekcia inzulínu bola podaná chlapcovi.

Po zavedení inzulínu sa chlapec začal rýchlo zotavovať - bol to prvý človek, ktorý bol zachránený inzulínom. Čoskoro Banting zachránil svojho prítele, doktora Joe Gilchrista, od nadchádzajúcej smrti.

Správy o prvom úspešnom používaní inzulínu 23. januára 1922 sa stali medzinárodnou senzáciou. Banting a jeho kolegovia doslova vzkriesili stovky ľudí s cukrovkou, najmä tých s ťažkými formami. Bol napísaný veľa listov požadujúcich záchranu choroby, prišli k nemu v laboratóriu. V tom čase však stále existovali mnohé nedostatky - inzulínový prípravok nebol dostatočne štandardizovaný, neexistovali prostriedky na sebakontrolu a dávka inzulínu sa mala merať približne oko. Preto sa hypoglykemické reakcie organizmu často vyskytovali, keď hladina glukózy klesla pod normu.

Zlepšenie inzulínu a jeho zavedenie do dennej lekárskej praxe však pokračovalo.

Univerzita v Toronte začala predávať licencie na výrobu inzulínu rôznym farmaceutickým spoločnostiam a do roku 1923 sa tento hormón stal dostupným pre všetkých diabetikov.

Lily (USA) a Novo Nordisk (Dánsko), ktoré sú stále lídrami v tejto oblasti, dostali povolenie na výrobu liekov. Bantingu v roku 1923. Univerzita v Toronte udelila titul doktora vedy, bol zvolený za profesora. Na Banting a Best boli tiež otvorené špeciálne oddelenia lekárskeho výskumu, ktorým boli pridelené vysoké osobné mzdy.

V roku 1923 získali Banting a McLeod Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu, ktorú dobrovoľne zdieľali s firmami Best a Collip.

V roku 1926 bol lekár Abel schopný syntetizovať inzulín v kryštalickej forme. Po 10 rokoch dostal dánsky výskumník Hagedorn predĺžený (predĺžený) inzulín a 10 rokov neskôr sa vytvoril neutrálny protamín Hagerdon, ktorý zostáva jedným z najpopulárnejších typov inzulínu.

Chemické zloženie inzulínu vytvoril britský molekulárny biológ Frederick Sanger, ktorý v roku 1958 získal Nobelovu cenu. Inzulín sa stal prvým proteínom, ktorého aminokyselinová sekvencia bola úplne dekódovaná.

Prostorová štruktúra molekuly inzulínu bola stanovená použitím rôntgenovej difrakčnej metódy v deväťdesiatych rokoch minulého storočia. Dorothy Crouft Hodgkin, ktorá získala aj Nobelovu cenu.

Po podaní Bantingu hovädzieho inzulínu boli vykonané pokusy s inzulínom získaným z pankreasových žliaz prasiat a kráv, ako aj s inými zvieratami (napríklad veľryby a ryby).

Molekula ľudského inzulínu pozostáva z 51 aminokyselín. Bravčový inzulín sa od neho líši len v jednej aminokyseline, kravskej kyseliny v troch, čo im nebráni normalizovať hladiny cukru pomerne dobre. Avšak inzulín živočíšneho pôvodu má významnú nevýhodu - u významnej časti pacientov spôsobuje alergickú reakciu. Preto bola potrebná ďalšia práca na zlepšenie inzulínu. V roku 1955 bola dešifrovaná štruktúra ľudského inzulínu a začala intenzívna práca na jej izolácii.

Po prvýkrát to bolo možné v roku 1981 americkými vedcami Gilbert a Lomedico. O niečo neskôr sa získal inzulín získaný z pekárskych kvasníc genetickým inžinierstvom. Inzulín bol prvým z ľudských proteínov syntetizovaných v roku 1978 geneticky modifikovanou baktériou E. coli. Bolo to od neho v biotechnológii začala nová éra. Od roku 1982 americká spoločnosť Genentech začala predávať ľudský inzulín syntetizovaný v bioreaktore. Tento inzulín nemá žiadny alergénny účinok na ľudské telo.

História inzulínu je jedným z najpozoruhodnejších príbehov mimoriadnych objavov farmakológie. Celý význam objavu a syntézy inzulínu dokazuje skutočnosť, že pre prácu s touto molekulou boli udelené tri Nobelove ceny. Diabetes mellitus je naďalej nevyliečiteľnou chorobou do súčasnosti, iba konštantné injekcie magickej medicíny môžu zachrániť životy pacientov.

Avšak dokonalosť pri výrobe inzulínu sa ešte nedosiahla, má vedľajšie účinky (napríklad lipodystrofia sa vyskytuje v miestach podania injekcie atď.), Preto úsilie o zlepšenie alebo zmenu kvality syntetizovaných inzulínov stále prebieha.

História tvorby inzulínu;

Snáď najdôležitejší a najčastejšie používaný hormonálny liek v lekárskej praxi je inzulín. Ľudský inzulín, hormón syntetizovaný beta bunkami pankreasu, zohráva obrovskú úlohu v procesoch normálneho fungovania ľudského tela.

Jeho najdôležitejšou funkciou je poskytnúť bunkám tela hlavný energetický materiál, glukózu.

Až do začiatku XX. Storočia. pacienti s diabetom zomreli v detskom alebo mladom veku z rôznych komplikácií ich choroby, takmer nikto nedokázal žiť viac ako 5-7 rokov po nástupe choroby.

Úloha pankreasu vo vývoji cukrovky sa stala známa až koncom XIX storočia. V roku 1869 v Berlíne 22-ročný študent medicíny Paul Langergans študoval štruktúru pankreasu mikroskopom a upozornil na predtým neznáme bunky, ktoré tvorili skupiny, ktoré boli rovnomerne rozmiestnené po celej žľaze, ale funkcia týchto buniek neskôr nazývaná Langerhansove ostrovy, zostal neznámy.

Rovnaký účinok preukázal aj Izrael Kleiner v roku 1919, ale nedokončil prácu kvôli začiatku prvej svetovej vojny.

Na vykonanie tohto experimentu bolo potrebné laboratórium, asistentov a experimentálnych psov, ktoré Banting nemal.

Pre pomoc sa obrátil na profesora Johna MacLeoda, ktorý si bol dobre vedomý minulých zlyhaní pri získavaní hormónov pankreasu. Preto najprv Bantingovi neumožnil jeho laboratóriu. Banting však nevystúpil a na jar 1921 opäť požiadal MacLeod o povolenie pracovať v laboratóriu najmenej dva mesiace. Keďže MacLeod v tom čase chodil do Európy a laboratórium bolo voľné, súhlasil. Ako asistent Banting dostal 5. ročník vysokoškolského štúdia Charles Best, ktorý študoval metódy na určenie hladiny cukru v krvi a moču.

Ak chcete uskutočniť experiment, ktorý si vyžiadal veľké výdavky, Banting musel predať takmer celý svoj majetok.

Zlepšenie inzulínu a jeho zavedenie do dennej lekárskej praxe však pokračovalo.

Univerzita v Toronte začala predávať licencie na výrobu inzulínu rôznym farmaceutickým spoločnostiam a do roku 1923 sa tento hormón stal dostupným pre všetkých diabetikov.

V roku 1923 získali Banting a McLeod Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu, ktorú dobrovoľne zdieľali s firmami Best a Collip.

Po podaní Bantingu hovädzieho inzulínu boli vykonané pokusy s inzulínom získaným z pankreasových žliaz prasiat a kráv, ako aj s inými zvieratami (napríklad veľryby a ryby).

Zaujímavé fakty o objave inzulínu

Prvý inzulínový liek, ktorý dokázal zachrániť ľudský život, bol v roku 1922 predstavený chorému teenagerovi. Bol vyrobený z pankreasu kráv a pred prijatím liek, trvalo stáročia tvrdej práce, objavov a intríg, a o tom, kto objavil inzulín, mnohí stále argumentujú, a to napriek skutočnosti, že autori dostali Nobelovu cenu.

študovať

O Diabetes ľudstvo vie viac z doby antického Grécka: všimol, že voda v tele pacienta nie je oneskorený, ľudia neustále smäd, Aretha Cappadocia pomenovaný choroba "dia-Bains" - "prejsť". Na začiatku dvadsiateho storočia bolo veľa známe o diabetes mellitus a v tomto zohrali dôležitú úlohu aj psy. Experimenty boli vykonávané surovo: zviera pankreas bol odstránený, načo sa vedci pozorovať rast cukru v tele (určené množstvo glukózy v moči a sledovať príznaky ochorenia). Takže sa ukázalo, že diabetes je priamo spojený s pankreasou.

Vedec v Rusku, Leonid Sobolev, bol prvý, kto objavil, že pre vývoj diabetu sa nehlási všetky pankreasu, ale len niektoré z buniek (Langerhansove ostrovčeky). Urobil to v roku 1900, zviazaný psie vylučovací kanál slinivky brušnej, čo vedie k jeho atrofiou, ale ako Langerhansove ostrovčeky zostali nedotknuté, zviera nevyvíjal diabetu. Hoci sa vedec z Ruska pohyboval správnym smerom, zomrel bez ukončenia výskumu.

Následne vedci určili, že rozvoj ochorenia má vplyv na nedostatok biologicky aktívnych látok, ktoré sú vyrábané v týchto bunkách a podporujú vstrebávanie glukózy v tele a pre jeho výrobu (v roku 1916, nemecký Charpy-Schafer dal názov týchto látok: latinské slovo «insula» rozumie ostrov),

Myšlienka, že cukrovka môže byť liečená inzulínom z vonkajšieho hľadiska, sa objavila takmer hneď, ako sa objavilo, ale všetky experimenty boli neúspešné. Získajte hormón v jeho čistej forme nefungoval, a keď prehltnutie drogy bol zničený pôsobením tráviacich štiav.

Prvá syntéza inzulínu môže urobiť francúzsky výskumník GLay. Injekčil do kanálikov pankreasu psieho oleja, ktorý viedol k atrofii orgánu, zatiaľ čo ostrovčeky Langerhans zostali neporušené. Z atrofovanej žľazy Gley roztiahol a vstrekol psa, ktorý vyvinul diabetes v dôsledku odstráneného pankreasu. Zviera nezomrelo, kým sa do jej tela vstreklo lieky.

Gley nepriniesol žiadny význam na jeho objav, urobil podrobný opis výskumu av roku 1905 uložil Parížsku biologickú spoločnosť na uskladnenie, kde už niekoľko rokov zhromažďoval prach v bezpečí.

syntéza

Oficiálne prvá osoba odhadnúť, ako vytvoriť syntézu inzulínu, kanadský Frederick Banting bol zdieľaný s jeho nápadu s profesorom Johnom Macleod: vykonávať experimenty potrebné laboratórium s dobrým vybavením a McLeod jej mohol dať. Najprv profesor odmietol prideliť priestor na pokusy a súhlasil len s tým, že má cestovať do Európy a laboratórium nepotrebuje.

Preto účasť na vývoji potvrdeným minimum, a povedal, že všetky práce, aby jeho čas sa vracať z dovolenky, musí byť dokončený, to znamená dva mesiace neskôr (v určenú MacLeod vedci života prišli, sa vrátil profesor chcel dať z laboratória, ale podarilo sa mu presvedčiť), Pomáhajúci Banting vzal jedného z najsľubnejších študentov medicíny Charlesa Besta, ktorý sa veľmi zaujímal o myšlienku syntézy inzulínu.

Prvé pokusy vykonali Banting a Best na psoch. Oni dostali výpis z atrophied pankreas psa (to trvalo asi dva mesiace), po ktorej oni podali injekciu na kóma zviera, ktoré sa jeho žľaza odstránené. Skutočnosť, že sa nachádzajú na správnej ceste, sa ukázalo, že zviera žilo ďalších sedem dní po injekcii, pričom zanechal kómu, keď bol liek injikovaný a spadol do nej, ak nebola podaná žiadna injekcia. Počas tejto doby vedci neustále merali hladiny glukózy. Bolo to prvýkrát, kedy niekto vyšiel z diabetickej kómy (vtedy nebolo známe o výskume Francúzov).

Intríg začal neskôr: vedci nevydali patent a preniesli právo na otvorenie univerzity. MacLeod, keď pochopil dôležitosť objavu, začal aktívnu aktivitu, priťahoval všetkých sľubných zamestnancov a začal vyrábať lieky na inzulín. Zvláštnu úlohu zohral biologik John Collip: dokázal to urobiť tak, aby nebolo potrebné ligovanie potrubí a čakacia doba do atrofie pankreasu.

Vedci prešli svoju pozornosť od psov k kravám a po chvíli sa zistilo, že embryá majú oveľa viac Langerhansov ostrovčekov ako dospelé zvieratá. Výsledky s každou skúsenosťou boli čoraz úspešnejšie a vedci dokázali predĺžiť život psa na sedemdesiat dní. V roku 1922 bola droga najprv podaná umierajúcemu chlapcovi a priniesla ho späť do života.

poistné

Potom MacLeod urobil správu na stretnutí Združenia amerických lekárov a obrátil ho, ako keby objavil. Zároveň začal aktívne propagovať drogu, pretože na to bol spojený. Stále nemohol mlčať o úlohe Bantingu, ale úloha ostatných vedcov bola minimalizovaná. Z tohto dôvodu bola Nobelovu cenu za objavenie inzulínu udelená iba mu a Bantingu.

S tým McLeod získal ocenenie ako najlepší bolo bez práce, Basting bola silne nesúhlasí a verejne začal hovoriť o tom, ako to bolo vykonané pokusy o úlohe McLeod, nezabudnite spomenúť, že niektoré piesok v kolesách vložiť význačné vedca. Obrovský škandál viedol k tomu, že udelenie nešiel dostať jeden, a potom bola rozdelená medzi štyri učencami: Basting zdieľané s Best, Macleod - s Collip.

Po tom, ako sa o tomto ocenení dozvedel, sa francúzsky vedec Gray rozhodol preukázať, že bol autorom vynálezu, ktorého poznámky boli vyzdvihnuté za prítomnosti svedkov. Upokojil bol až po Hermann Minkowski, ktorý sa narodil v Litve, ktoré v tej dobe bola súčasťou Ruska, ale žije a pracuje v Nemecku, povedal, že možnosť podať Francúza pred súd za to, že odoprieť informácie, ktoré by mohli zachrániť životy nepatrí tisíc ľudí.

Výroba liekov

Od roku 1926 sa výroba inzulínu realizovala vo veľkom meradle, vyrábala ho vedúca farmaceutická spoločnosť a nedávno vyrába oceľ v Rusku. Najskôr bol hormón vyrobený z pankreasu hovädzieho dobytka, ale často spôsoboval alergie, pretože sa nezhodoval s ľudskými tromi aminokyselinami.

Potom začali vyrábať bravčový inzulín (rozdiel v jednej aminokyseline), ktorý ľudské telo lepšie absorbuje, ale alergie sú tiež možné. Preto bolo rozhodnuté vyrábať syntetický inzulín, ktorý by bol kompletným analógom človeka. Tu sa genetické inžinierstvo dostalo na záchranu, predovšetkým biochémii.

Predtým je potrebné poznamenať, že všetky proteíny sú polyméry zostavené z aminokyselinových fragmentov. Súčasne sa do tvorby polymérov potrebných na výrobu inzulínu, ktoré majú len jeden uhlíkový atóm medzi karboxylovou skupinou a aminoskupinou, podieľajú iba aminokyseliny.

Aj keď existuje veľa aminokyselín, iba 51 aminokyselinových zvyškov sa podieľa na tvorbe inzulínu, čo má za následok, že hormón je jeden z najkratších proteínových reťazcov.

Aby ste dostali inzulín, aminokyseliny musia byť spojené v striktne definovanom poradí (inak môžete získať molekulu, ktorá nemá nič spoločné s tým, čo produkuje živý organizmus), čo bolo vykonané počas experimentov.

Po určitom čase vedci s pomocou genetického inžinierstva a biochémie dokázali usporiadať výrobu inzulínu a umiestniť do špeciálneho živného média kmene kvasiniek a geneticky modifikovaných E. coli schopných produkovať ľudský geneticky upravený inzulín. Množstvo vyprodukovanej látky bolo také veľké, že vedci majú tendenciu veriť, že takéto riedenie hormónov čoskoro nahradí inzulín živočíšneho pôvodu.

skladovanie

Podľa oficiálnych údajov počet diabetikov v Rusku prekročí tri milióny ľudí, tak veľkú pozornosť venuje produkcia inzulínu. V súčasnosti bola v Rusku vyvinutá technológia na výrobu inzulínu s geneticky upraveným inzulínom. Ale počet liekov vyrobených v Rusku pre taký počet pacientov nestačí. Preto, okrem inzulínu, ktorý sa uvoľňuje v Rusku, krajina kupuje veľké množstvo drog v zahraničí a poskytuje potrebné podmienky pre skladovanie inzulínu v skladoch.

Pokiaľ ide o skladovanie inzulínu v Rusku, treba poznamenať, že neotvorená liekovka sa zvyčajne môže skladovať asi dva až tri roky. Aby nedošlo k zhoršeniu inzulínu, je veľmi dôležité dodržiavať podmienky uchovávania inzulínu. Pred uložením inzulínu treba brať do úvahy, že ideálna teplota skladovania je od 6 do 8 ° C.

Skladovanie inzulínu je žiaduce na bočných dverách, mimo mrazničky (mrazenie je neprijateľné, pretože jeho štruktúra sa mení). Niekoľko hodín pred injekciami a riedením je potrebné vytiahnuť z chladničky a držať pri izbovej teplote.

Otvorená injekčná liekovka sa uchováva pri izbovej teplote (do 25 ° C), mimo dosahu slnečného žiarenia a vykurovacích zariadení. Nepoužívajte dlhšie ako štyri týždne. Ak sa roztok rozrástol, objavila sa zrazenina, nie je dobrá a musí sa zlikvidovať.

História inzulínu, ktorý vynašiel inzulín

Pokiaľ ide o mňa, každý diabetik by mal vedieť o histórii svojej choroby. Tieto vedomosti poskytujú úplný pocit kontroly nad touto chorobou, ako aj jej vážnejšie zaobchádzanie. Preto dnes budeme hovoriť o inzulíne - hlavnom hormóne, ktorý reguluje hladinu cukru. V tomto článku preskúmame celú chronológiu štúdie inzulínu z jeho detekcie (objavenie inzulínu) na priemyselnú výrobu.

Začiatok výskumu...

Prvý výskum týkajúci sa inzulínu sa objavil v roku 1869. Mladý vedec vyšetril pankreas pomocou mikroskopu, ktorý sa v ňom nedávno objavil. Upozornil na zvláštne nahromadenie buniek. Neskôr sa budú nazývať ostrovy Langerhans. Potom nevedel, prečo existujú, len naznačil, že sú nevyhnutné pre reguláciu trávenia. Paul Langergans venoval svoju doktorskú prácu týmto bunkám.

O dvadsať rokov neskôr, v roku 1889, sa určitý fyziológ Oskar Minkowski rozhodol vyvrátiť celý výskum pankreasu a dokázal, že nemá nič spoločné s trápením. Odobral žľaz od psa, ale po niekoľkých dňoch si všimol, že cukor a cukor boli uvoľnené spolu s močom. Vtedy prvýkrát vedci spájali pankreas s cukrovkou. Mimochodom, Minkowski sa nikdy nestal známym vo vedeckých kruhoch a neurobil žiadne dôležitejšie objavy. Možno nikdy neprijal skutočnosť, že ochromil zlé zviera...

Inzulínový objav

V roku 1900 L.V. Sobolev vedecky potvrdil, že ostrovčeky Langerhans vylučujú určitý hormón, ktorý reguluje uhľohydrátové procesy v tele. Navrhol aj spôsob získania tohto hormónu od novorodencov, pretože ich ostrovčeky sú veľmi dobre vyvinuté. Pre tých najzaujímavejších by bolo zaujímavé, že Sobolev pracoval v tom istom laboratóriu s Pavlovom. Príliš tesný vedecký svet, ktorý nehovorí...

Počas nasledujúcich desaťročí sa mnohí vedci pokúsili získať liek na liečbu diabetu z pankreatického hormónu (potom sa nezobrazil názov inzulínu). Vedeckí lídri, ktorí neverili v serióznosť výskumu, zabránili tomu, aby jeden vedec, Kleiner bol zabránený prvej svetovej vojne, rumunský vedec Paulesco publikoval svoj výskum, ale nepodnikol ďalšie metódy izolácie.

A až v roku 1922 sa skupina vedcov z University of Toronto podarilo urobiť prvú injekciu inzulínu 14-ročnému chlapcovi s cukrovkou. Toto predchádzali roky pokusov na psoch, ktoré boli založené na výskume Soboleva. Vedci, ktorí urobili tento vedecký prelom, boli nazývané Banting, Mcleod, Best a Collip.

História inzulínu. Pozrite sa na minulosť

Podľa Medzinárodnej diabetologickej federácie s cukrovkou je v súčasnosti 542 000 detí vo veku do 14 rokov, 415 miliónov dospelých a do roku 2040 sa počet ľudí s diabetom odhaduje na 642 miliónov 1.

Zvýšenie počtu ľudí s cukrovkou je určite spojené so zmenami v životnom štýle (zníženie telesnej aktivity), stravovacích návykov (konzumácia potravín bohatých na ľahko stráviteľné sacharidy, živočíšne tuky), ale zároveň dokazuje, že vďaka objaveniu moderného cukru drogy, vytváranie metód kontroly choroby, vývoj algoritmov na diagnostikovanie a liečbu komplikácií diabetes mellitus, sa tiež zvýšila priemerná dĺžka života ľudí s diabetom, nehovoriac o zlepšenie jeho kvality EU ETS.

Ľudstvo vie o cukrovke už 3,5 tisíc rokov (ako je známe, prvý pojednaní o chorobe, egyptský papyrus Herbes, pochádza z roku 1500 BC), ale iba 90 sa vyskytlo v liečbe tejto vážnej choroby. pred rokom, keď diabet, vrátane prvého typu, prestal byť rozsudkom smrti.

Predpoklady pre tvorbu inzulínu

Už v 19. storočí pri pitve pacientov, ktorí zomreli na diabetes, bolo zaznamenané, že vo všetkých prípadoch bol pankreas ťažko poškodený. V Nemecku v roku 1869 objavil Paul Langergans, že v pankreatických tkanivách sú určité skupiny buniek, ktoré sa nepodieľajú na produkcii tráviacich enzýmov.

V roku 1889 v Nemecku fyziológ Oscar Minkowski a doktor Joseph von Mehring experimentálne dokázali, že odstránenie pankreasu u psov vedie k rozvoju cukrovky. To im umožnilo predpokladať, že pankreas vylučuje určitú látku, ktorá je zodpovedná za metabolické riadenie organizmu 2. Minkowskiho a Mehringova hypotéza našli nové a nové potvrdenia a prvou dekádou 20. storočia, skúmajúc vzťah medzi cukrovkou a ostrovčekom pankreasu ostrovček Langerhans, objavenie endokrinnej sekrécie preukázalo, že určitá látka vylučovaná Langerhansovými bunkami ostrovčekov zohráva vedúcu úlohu v regulácii metabolizmu uhľohydrátov 3. Ide o to, že ak je táto látka izolovaná, môže sa použiť na liečbu cukrovky, avšak výsledky pokračovania pokusov Minkowského a Merkinga, keď bol extrakt podaný psom po odstránení pankreasu, čo v niektorých prípadoch viedlo k zníženiu glykozúrie, neboli reprodukovateľné, a zavedenie samotného extraktu spôsobilo zvýšenie teploty a ďalšie vedľajšie účinky.

Európski a americkí vedci, ako napríklad Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Israel Kleiner, praktizovali zavedenie pankreatického extraktu pre diabetických pacientov, ale kvôli veľkému počtu vedľajších účinkov a problémom spojeným s financovaním neboli schopní dokončiť experimenty.

Myšlienka Frederika Bantinga

V roku 1920 sa Frederick Banting, 22-ročný chirurg, pokúsil otvoriť svoju prax v malom kanadskom meste, pričom vyučoval na univerzite v západnom Ontáriu. V pondelok 31. októbra mal Banting hovoriť študentom o metabolizme uhľohydrátov - témy, v ktorej on sám nebol silný a aby sa lepšie pripravil, Banting prečítal nedávny článok M. Barrona, ktorý bol popísaný v neskorom nedeľu večer, v ktorom opísal blokádu pankreasu duktálnych žlčových kameňov a výslednej atrofie acinárnych buniek (bunky zodpovedné za exokrinnú funkciu) 2. V ten istý večer si Banting napísal svoju myšlienku: "Bandáž pankreatických kanálikov u psov. Počkajte na atrofiu acini, izolujte tajomstvo od buniek ostrovčekov, aby ste uľahčili glukozúriu. "5 Keď sa Banting nepodarilo dosiahnuť prax, odišiel na univerzitu v Toronte, jeho alma mater, kde sa obrátil na profesora Johna MacLeoda, jedného z vedúcich odborníkov na metabolizmus uhľohydrátov. Hoci profesor prijal myšlienku Banting bez nadšenia, vyzdvihol laboratórium s minimálnou výbavou a 10 psov pre chirurga. Asistent Banting sa stal študentom Charlesom Best. V lete roku 1921 experiment začal.

Banting a Best začali svoj výskum odstránením pankreasu u psov. V niektorých zvieratách výskumníci odstránili pankreasu, v iných sa ligovali do pankreatického kanálika a po určitom čase odstránili žľazu. Potom bola atrofovaná pankreas umiestnená v hypertonickom roztoku a zmrazená. Látka získaná ako výsledok po rozmrazení bola podaná psom s odstránenou pankreasou a klinikou pre diabetes. Výskumníci zaznamenali pokles hladín glukózy, čím zlepšili pohodu zvieraťa. Profesor MacLeod bol ohromený výsledkami a rozhodol sa pokračovať v práci, aby dokázal, že Banting a Best "pankreatický extrakt" naozaj fungujú.

Nové výsledky pokusov s použitím pankreasu hovädzieho dobytka umožnili pochopiť, že je možné urobiť bez komplikovaného postupu ligácie pankreatického kanálika.

Koncom roka 1921 sa k výskumnému tímu pripojil aj biocentnik Bertin Collip. Pomocou frakčného zrážania s rôznymi koncentráciami alkoholu a inými metódami čistenia boli získané extrakty pankreatických ostrovčekov, ktoré by mohli byť bezpečne zavedené do ľudského tela. Je účinnou a netoxickou látkou a používa sa v prvých klinických štúdiách 6.

Klinické skúšky

Spočiatku Banting a Best zažili inzulín, ktorý dostali. V dôsledku zavedenia lieku sa obaja cítili slabé, závraty, ale neboli zaznamenané žiadne toxické účinky lieku.

Prvý pacient s cukrovkou, ktorý dostal inzulín 11. januára 1922. sa stal 14-ročný chlapec Leonard Thompson. Po prvej injekcii 15 ml inzulínu nedošlo k žiadnym významným zmenám v stave pacienta, hladina glukózy v krvi a v moči mierne klesla, navyše pacient vyvinul sterilný absces. Opakovaná injekcia sa uskutočnila 23. januára a v reakcii na hladinu glukózy v krvi pacienta sa normalizovala, obsah glukózy a ketónov v moči sa znížil, samotný chlapík zaznamenal zlepšenie svojho zdravotného stavu 7.

Jedným z prvých pacientov, ktorí dostali inzulín, bola dcéra vedúceho Najvyššieho súdu USA Elizabeth Heges Goshet. Prekvapujúco predtým, ako začala liečba inzulínom, mala diabetes mellitus 4 roky a liečba, ktorá jej umožnila žiť dodnes, bola silná strava (asi 400 kcal denne). Elizabeth žila na inzulínovej terapii až do veku 73 rokov a mala tri deti.

Nobelovu cenu

V roku 1923 udelil Nobelovu komisiu cenu v oblasti fyziológie a medicíny Bantingovi a MacLeodovi, to sa stalo len 18 mesiacov po prvej správe o lieku na stretnutí Združenia amerických lekárov. Toto rozhodnutie zhoršilo už ťažké vzťahy medzi vedcami, pretože Banting veril, že prínos McLeodu k vynaliezaniu inzulínu bol veľmi prehnaný, podľa Bantingovej, cena mala byť rozdelená medzi ním a jeho asistentom Best. Na obnovenie spravodlivosti Banting zdieľa svoju časť ceny s najlepším a MacLeodom s biochemikom Collipom 8.

Patent na výrobu inzulínu, ktorý vlastní Banting, Best a Collip, vedci predali za 3 doláre na University of Toronto. V auguste 1922 bola uzavretá dohoda o spolupráci s farmaceutickou spoločnosťou Eli Lilly a C o, ktorá pomohla pri výrobe liekov v priemyselnom meradle.

Od inzulínu vypršalo viac ako 90 rokov. Lieky tohto hormónu sa zlepšujú, od roku 1982 pacientov už dostával ľudský inzulín a v 90. rokoch sa objavili analógy ľudského inzulínu - lieky s rôznym trvaním účinku, ale musíme si spomenúť na ľudí, ktorí stoja pri vzniku tohto lieku, ktorý každodenne šetrí milióny ľudí. ľudí.

História objavenia inzulínu

Inzulín ako peptidový hormón produkovaný v beta bunkách pankreatických ostrovčekov Langerhans. Zabezpečenie priepustnosti bunkových membrán pre molekuly glukózy ako hlavnú funkciu. Klasifikácia inzulínových prípravkov a ich prijatie.

Pošlite svoju dobrú prácu do vedomostnej základne je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár.

Študenti, študenti absolventov, mladí vedci, ktorí používajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Publikované dňa http://www.allbest.ru/

úvod

Insulín (z ostrovnej latinky Insula - ostrov) - peptidový hormón, sa vytvára v beta bunkách ostrovčekov Langerhans pankreasu. Má mnohostranný účinok na metabolizmus takmer vo všetkých tkanivách.

Hlavnou funkciou inzulínu je zabezpečenie priepustnosti bunkových membrán pre molekuly glukózy. V zjednodušenej forme môžeme povedať, že nielen sacharidy, ale aj akékoľvek živiny sú nakoniec rozdelené na glukózu, ktorá sa používa na syntézu iných molekúl obsahujúcich uhlík a je jediným typom paliva pre bunkové elektrárne - mitochondriá. Bez inzulínu permeabilita bunkovej membrány na glukózu klesá 20-násobne a bunky umierajú z hladovania a prebytočný cukor rozpustený v krvi jedmi telo.

Zhoršenie sekrécie inzulínu spôsobené deštrukciou beta buniek - absolútny nedostatok inzulínu - je kľúčovým prvkom v patogenéze diabetes mellitus 1. typu. Porušenie účinku inzulínu na tkanivo - relatívny nedostatok inzulínu - má dôležité miesto vo vývoji diabetu 2. typu.

História objavenia inzulínu

História objavenia inzulínu je spojená s menom ruského lekára I.M. Sobolev (druhá polovica 19. storočia), ktorý dokázal, že hladina cukru v ľudskej krvi je regulovaná špeciálnym hormónom pankreasu.

V roku 1922 bol inzulín izolovaný z pankreasu zvieraťa prvýkrát predstavený desaťročnému diabetickému chlapcovi. výsledok prevýšil všetky očakávania a o rok neskôr americká firma Eli Lilly uvoľnila prvý zvierací inzulínový prípravok.

Po obdržaní prvej priemyselnej šarže inzulínu v najbližších niekoľkých rokoch bol pokrytý obrovský spôsob izolácie a čistenia. V dôsledku toho bol hormón dostupný pre pacientov s diabetom 1. typu. membrána inzulínového hormónu pankreasu

V roku 1935 optimalizoval dánsky výskumník Hagedorn pôsobenie inzulínu v tele navrhnutím predĺženého lieku.

Prvé kryštály inzulínu boli získané v roku 1952 a v roku 1954 anglický biochemik G.Senger dešifroval štruktúru inzulínu. Vývoj spôsobov čistenia hormónu od iných hormonálnych látok a produktov degradácie inzulínu umožnil získať homogénny inzulín nazývaný jednozložkový inzulín.

Na začiatku 70. rokov. Sovietskí vedci A. Yudaev a S. Shvachkin navrhli chemickú syntézu inzulínu, avšak realizácia tejto syntézy v priemyselnom meradle bola drahá a nerentabilná.

V budúcnosti dochádza k postupnému zlepšeniu stupňa čistenia inzulínov, čo znižuje problémy spôsobené alergiami na inzulín, zhoršenou funkciou obličiek, poškodením zraku a odolnosťou voči inzulínu. Na substitučnú terapiu bol potrebný najúčinnejší hormón u diabetes mellitus - homológny inzulín, to znamená ľudský inzulín.

V 80-tych rokoch umožnili pokroky v molekulárnej biológii syntetizovať oba ľudské inzulínové reťazce s použitím E. coli, ktoré sa potom spojili do biologicky aktívnej molekuly hormónu a rekombinantný inzulín sa získal na Ústave bioorganickej chémie Ruskej akadémie vied s použitím genetických kmeňov E. coli.

Použitie afinitnej chromatografie významne znížilo obsah kontaminujúcich proteínov s vyššou molekulovou hmotnosťou ako inzulín v prípravku. Takéto proteíny zahŕňajú proinzulín a čiastočne štiepené proinzulíny, ktoré sú schopné indukovať produkciu antiinzulínových protilátok.

Použitie ľudského inzulínu od samého začiatku liečby minimalizuje výskyt alergických reakcií. Ľudský inzulín sa absorbuje rýchlejšie a bez ohľadu na formu liečiva má kratšie trvanie účinku ako zvierací inzulín. Ľudské inzulíny sú menej imunogénne ako bravčové, najmä zmiešané hovädzie a prasacie inzulíny.

Typy inzulínu

Inzulínové prípravky sa líšia v stupni čistenia; zdroj príjmu (hovädzí dobytok, ošípané, človek); látky pridané k roztoku inzulínu (predĺženie jeho účinku, bakteriostatiká atď.); koncentrácie; hodnota pH; možnosť zmiešania ICD s SDI.

Inzulínové prípravky sa líšia podľa zdrojov. Prasa a hovädzí inzulín sa odlišuje od ľudského zloženia aminokyselín: hovädzieho dobytka v troch aminokyselinách a prasa v jednom. Nie je prekvapujúce, že pri liečbe hovädzím inzulínom sa nežiaduce reakcie vyskytujú oveľa častejšie ako pri liečbe ošípanými alebo ľudským inzulínom. Tieto reakcie sú vyjadrené v imunologickej rezistencii na inzulín, alergii na inzulín, lipodystrofii (zmena podkožného tuku v mieste vpichu injekcie).

Napriek zjavným nevýhodám hovädzieho inzulínu sa stále používa vo svete. A napriek tomu imunologické nedostatky hovädzieho inzulínu sú zrejmé: v žiadnom prípade sa neodporúča predpisovať pacientom s novo diagnostikovaným diabetes mellitus, tehotnými ženami alebo krátkodobou inzulínovou liečbou, napríklad v perioperačnom období. Negatívne vlastnosti hovädzieho inzulínu sa tiež zachovávajú pri použití v zmesi s ošípanými, preto by sa na liečbu týchto kategórií pacientov nemali použiť aj zmiešané inzulíny (ošípané + hovädzí dobytok).

Prípravky ľudského inzulínu na chemickú štruktúru sú úplne identické s ľudským inzulínom.

Hlavným problémom biosyntetickej metódy na získanie ľudského inzulínu je úplné čistenie konečného produktu od najmenších nečistôt použitých mikroorganizmov a ich metabolických produktov. Nové metódy kontroly kvality zaručujú, že ľudský biosyntetický inzulín neobsahuje žiadne škodlivé nečistoty; takže stupeň ich čistenia a účinnosť znižovania glukózy spĺňajú najvyššie požiadavky a sú takmer rovnaké. Akékoľvek nežiaduce vedľajšie účinky, v závislosti od nečistôt, tieto lieky nemajú inzulín.

V súčasnosti sa v lekárskej praxi používajú tri typy inzulínov:

- krátky dosah s rýchlym nástupom účinku;

- priemerná dĺžka trvania akcie;

- dlhé pôsobenie s pomalým účinkom.

Tabuľka 1. Charakteristika komerčných inzulínových prípravkov

Príklady (obchodné názvy)

Methylparaben m-Kresol Fenol

NaCl Glycerín Na (H) P04A Acetát

Human. Bravčový býk

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS inzulín na injekciu (USSR, už nevytváraný)

Human. Bravčový býk

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamín-inzulín (USSR, už nevytváraný)

Human. Bravčový býk

Monotard-NM, Humulin-zinok Monotard-MS, Lente-MS Lente

Krátkodobo pôsobiaci inzulín (ICD) - bežný inzulín - je krátkodobo pôsobiaci kryštalický zinok-inzulín, ktorý je rozpustný v neutrálnom pH, ktorého účinok sa vyvinie do 15 minút po subkutánnom podaní a trvá 5 až 7 hodín.

Prvý dlhší inzulín (SDI) bol vytvorený na konci 30-tych rokov, takže pacienti mohli podávať injekcie menej často, ako pri použití samotnej ICD, ak je to možné raz denne. Na zvýšenie trvania účinku sa všetky inzulínové prípravky modifikujú a pri rozpustení v neutrálnom médiu tvoria suspenzie. Obsahujú protamín vo fosfátovom tlmivom roztoku - protamínový zinok-inzulín a NPH (neutrálny protamín Hagedorn) - NPH-inzulín alebo rôzne koncentrácie zinku v acetátovom pufri - inzulín ultralente, páska, sedmička.

Inzulínové prípravky s stredným trvaním obsahujú protamín, čo je proteín s priemernou molekulovou hmotnosťou m. 4400, bohatý na arginín a odvodený od pstruha dúhového. Na tvorbu komplexu sa vyžaduje pomer protamínu a inzulínu 1:10. po subkutánnom podaní proteolytické enzýmy zničia protamín, čo umožňuje vstrebávanie inzulínu.

NPH-inzulín nemení farmakokinetický profil regulačného inzulínu zmiešaného s ním. NPH-inzulín je výhodnejší ako inzulínová páska ako zložka priemerného trvania účinku v terapeutických zmesiach obsahujúcich bežný inzulín.

Vo fosfátovom tlmivom roztoku všetky inzulíny ľahko tvoria kryštály so zinkom, ale iba kryštály hovädzieho inzulínu sú dostatočne hydrofóbne na poskytnutie pomalého a trvalého uvoľňovania inzulínu charakteristického pre ultra-lent. Kryštály zinku prasačeného inzulínu sa rozpúšťajú rýchlejšie, účinok je skorší, trvanie účinku je kratšie. Preto nie je žiadna liečivá ultrazvuk obsahujúca iba prasačí inzulín. Jedenkrát zložený inzulín z ošípaných sa vyrába pod názvom inzulínová suspenzia, inzulínová neutrálna látka, inzulín izofán, inzulín-aminochinurid.

páska Inzulín - zmes 30% semilente inzulínu (amorfný zrazeninu zinok inzulínu iónov v acetátový pufri účinok, ktorý rozptyľuje pomerne rýchlo) s 70% inzulínu Ultralente (zle rozpustné, kryštalický zinku inzulín má pomalý nástup a predĺžené pôsobenie). Tieto dve zložky poskytujú kombináciu s pomerne rýchlou absorpciou a stabilným dlhodobým účinkom, čím sa inzulínová páska stáva vhodným terapeutickým činidlom.

Produkcia inzulínu

Ľudský inzulín sa môže vyrábať štyrmi spôsobmi:

1) úplnú chemickú syntézu;

2) extrakcia z pankreasu osoby (obidve tieto metódy nie sú vhodné z dôvodu neefektívnosti: nedostatočný vývoj prvej metódy a nedostatok surovín pre hromadnú výrobu druhou metódou);

3) semisyntetickou metódou s použitím enzýmovo-chemickej substitúcie na pozícii 30 B-reťazca alanínu aminokyseliny v prasačnom inzulíne s treonínom;

4) biosyntetickú metódu pre technológiu génového inžinierstva. Posledné dve metódy umožňujú získať vysoko čistý ľudský inzulín.

V súčasnosti sa ľudský inzulín získava hlavne dvoma spôsobmi: modifikáciou bravčového inzulínu metódou syntézy a enzymu a metódou genetického inžinierstva.

Inzulín bol prvý proteín získaný na komerčné účely s použitím technológie rekombinantnej DNA. Existujú dva hlavné prístupy k získaniu geneticky upraveného ľudského inzulínu.

V prvom prípade produkujú obidva reťazce oddelené (rôzne produkujúce kmene), po ktorých nasleduje zloženie molekuly (tvorba disulfidových mostíkov) a oddelenie izoforiem.

V druhom prípade prípravok vo forme prekurzora (proinzulín), po ktorom nasleduje enzymatické štiepenie trypsínom a karboxypeptidázou B na aktívnu formu hormónu. Najvýhodnejšie je v súčasnej dobe poskytnúť inzulín ako prekurzor poskytuje správne uzavretie disulfidových mostíkov (v prípade oddelených prijímacích reťazcov vykonaného po sebe nasledujúce cykly denaturácia, renaturace a oddelenie izoformy).

V obidvoch prístupoch je možné získať ako východiskové zložky (A a B reťazce, alebo proinzulín) ako súčasť hybridných proteínov. Okrem A- a B-reťazca alebo proinzulínu môže byť prítomné aj v zložení hybridných proteínov:

- nosičový proteín, ktorý transportuje fúzny proteín do periplazmatického priestoru bunky alebo kultivačného média;

- afinitnú zložku, čo značne uľahčuje výber hybridného proteínu.

Súčasne môžu byť obidva tieto zložky súčasne prítomné v zložení hybridného proteínu. Navyše pri vytváraní hybridných proteínov sa môže použiť princíp multidimenzality (to znamená, že niekoľko kópií cieľového polypeptidu je prítomných v hybridnom proteíne), čo umožňuje výrazne zvýšiť výťažok cieľového produktu.

V Spojenom kráľovstve boli ľudské inzulínové reťazce syntetizované použitím E.coli, ktoré boli potom spojené s biologicky aktívnou molekulou hormónu. Aby jednobunkový organizmus syntetizoval molekuly inzulínu na jeho ribozómiách, je potrebné dodať mu potrebný program, to znamená zaviesť hormónový gén.

Chemicky získať prekurzor biosyntézy programovania génov inzulínu alebo dvoch génov, programovať oddelene biosyntézu inzulínových reťazcov A a B.

Ďalším štádiom je zaradenie génu pre prekurzor inzulínu (alebo génov reťazca oddelene) do genómu E. coli, špeciálneho kmeňa E. coli pestovaného v laboratórnych podmienkach. Táto úloha sa vykonáva prostredníctvom genetického inžinierstva.

Plazmid s príslušným reštrikčným enzýmom sa izoluje z E. coli. Syntetický gén sa vloží do plazmidu (klonovanie s funkčne aktívnou C-koncovou časťou E. coli β-galaktozidázy). Výsledkom je, že E. coli získa schopnosť syntetizovať proteínový reťazec pozostávajúci z galaktozidázy a inzulínu. Syntetizované polypeptidy sa chemicky štiepia z enzýmu a potom sa purifikujú. V baktériách sa na jednu bakteriálnu bunku syntetizuje približne 100 000 molekúl inzulínu.

Povaha hormonálnej látky produkovanej E. coli sa určuje tým, ktorý gén sa vloží do genómu jednobunkového organizmu. Ak klonovaného génu prekurzora inzulínu, baktérie syntetizuje inzulínový prekurzor, ktorý sa potom podrobí spracovaniu reštrikčnými enzýmami pre štiepenie prepitida s izoláciu C-peptidu, čím sa získa biologicky aktívne inzulín.

Na získanie purifikovaného ľudského inzulínu sa hybridný proteín izolovaný z biomasy podrobí chemickej enzymatickej transformácii a vhodnému chromatografickému čisteniu (frontálna, gélová permeácia, výmena aniónov). Rekombinantný inzulín bol získaný v Ústave RAS pomocou geneticky upravených kmeňov E. coli. Prekurzor, hybridný proteín exprimovaný v množstve 40% celkového bunkového proteínu, obsahujúci preproinzulín, sa uvoľňuje z pestovanej biomasy. Jeho premena na inzulín in vitro sa vykonáva v rovnakom poradí ako v in vivo - vedúci rozštiepeného polypeptidu, preproinzulin sa prevedie na inzulín v dôsledku oxidačného sulfitoliza následnou reduktívnou uzáverom tri disulfidické väzby spájajúcej izolačné a enzymatickou C-peptid. Po sérii chromatografických purifikácií vrátane ionexovej, gélovej a HPLC (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia) sa získa ľudský inzulín s vysokou čistotou a prirodzenou aktivitou.

Je možné použiť kmeňa plazmidmi integrovaným v nukleotidovej sekvencii exprimujúce fúzny proteín, ktorý sa skladá z lineárneho proinzulínu a pripojený k methioninový zvyšok na N-konci až do konca proteínu fragmentu Staphylococcus aureus.

Kultivácia nasýtenej biomasy buniek rekombinantného kmeňa zabezpečuje začiatok produkcie hybridného proteínu, ktorého izolácia a následná transformácia v trubici vedie k inzulínu.

Ďalšia možnosť je tiež možná: v bakteriálnom expresnom systéme sa uvádza fúzny rekombinantný proteín pozostávajúci z ľudského proinzulínu a polyhistidínového chvosta pripojeného k nemu cez metionínový zvyšok. Izoluje sa pomocou chelátovej chromatografie na Ni-agarózových kolónach z inklúznych teliesok a štiepi sa bromidom kyanogénu.

Izolovaný proteín je S-sulfonovaný. Mapovanie a hmotnostné spektrometrická analýza výsledného proinzulínu sa čistí iónovo-výmennou chromatografiou na anexu a RP (reverzná fáza) HPLC (HPLC) ukázala prítomnosť disulfidových mostíkov, čo zodpovedá disulfidických mostíkov prirodzeného ľudského proinzulínu.

Nedávno sa pozornosť venovala zjednodušeniu postupu výroby rekombinantného inzulínu metódami genetického inžinierstva. Napríklad je možné získať fúzny proteín pozostávajúci z vedúceho peptidu interleukínu 2 viazaného na N-koniec proinzulínu cez lyzínový zvyšok. Proteín je účinne exprimovaný a lokalizovaný v inklúznych telách. Po izolácii sa proteín štiepi trypsínom za vzniku inzulínu a C-peptidu.

Výsledný inzulín a C-peptid boli purifikované pomocou RP HPLC. Pri vytváraní fúznych štruktúr je hmotnostný pomer nosičového proteínu k cieľovému polypeptidu veľmi významný. C-peptidy sú spojené princípom hlavovej koncovej oblasti s použitím aminokyselinových dištantov nesúcich reštrikčné miesto Sfil a dvoch arginínových zvyškov na začiatku a na konci distančného média na následné štiepenie proteínu trypsínom. HPLC štiepiace produkty ukazujú, že štiepenie C-peptidu je kvantitatívne a umožňuje sa použiť spôsob multimérnych syntetických génov na získanie cieľových polypeptidov v priemyselnom meradle.

záver

Diabetes mellitus je chronické ochorenie spôsobené absolútnym alebo relatívnym nedostatkom inzulínu. Je charakterizovaná hlbokou metabolickou poruchou sacharidov s hyperglykémiou a glukozúriou, ako aj s inými metabolickými poruchami v dôsledku mnohých genetických a vonkajších faktorov.

Doterajší inzulín slúži ako radikál a vo väčšine prípadov je jediným spôsobom, ako zachovať život a postihnutie ľudí s cukrovkou. Pred prijatím a uvedením inzulínu na kliniku v rokoch 1922-1923. Pacienti s diabetes mellitus typu I čakali na smrteľný výsledok počas jedného až dvoch rokov od nástupu ochorenia, a to napriek používaniu najsilnejších diét. Pacienti s diabetes mellitus typu I potrebujú celoživotnú substitučnú liečbu inzulínom. Ukončenie z dôvodu rôznych dôvodov pravidelného zavádzania inzulínu vedie k rýchlemu rozvoju komplikácií a bezprostrednej smrti pacienta.

V súčasnosti sa diabetes z hľadiska prevalencie nachádza na 3. mieste po kardiovaskulárnych a onkologických ochoreniach. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie je prevalencia cukrovky medzi dospelými obyvateľmi vo väčšine regiónov sveta 2 až 5% a existuje tendencia zvyšovať počet pacientov takmer dvakrát za 15 rokov. Napriek očividnému pokroku v oblasti zdravotnej starostlivosti ročne počet pacientov závislých od inzulínu narastá a v súčasnosti len v Rusku je asi 2 milióny ľudí.

Vytvorenie liekov domáceho ľudského genetického inzulínu otvára nové možnosti riešenia mnohých problémov diabetológie v Rusku, aby zachránili životy miliónov ľudí s cukrovkou.

1. Biotechnológia: učebnica pre univerzity / ed. NS Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Vysoká škola, 1987, s. 15-25.

2. Geneticky upravený ľudský inzulín. Zlepšenie účinnosti chromatografickej separácie pomocou princípu bifunkcie. / Romanchikov, AB, Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, AM, Vulfson, A.N. Bioorganická chémia, 1997 - 23, č. 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Moderné spôsoby vytvárania priemyselných kmeňov mikroorganizmov // Biotechnológia. Vol. 2. M.: Vysoká škola, 1988. 208 s.

4. Imobilizácia trypsínu a karboxypeptidázy B na modifikovaných silikách a ich použitie pri konvertovaní rekombinantného ľudského proinzulínu na inzulín. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. Chemické liečivá. J., 1995, 29, č. 1, str. 61-64.

5. Základy farmaceutickej biotechnológie: študijná príručka / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-na-Don: Phoenix; Tomsk: Vydavateľstvo NTL, 2006.

6. Syntéza fragmentov inzulínu a štúdium ich fyzikálno-chemických a imunologických vlastností. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. Bioorganic Chemistry, 1997-23, č. 12, str. 953-960

História inzulínu

História tvorby inzulínu;

Zaujímavé fakty o objave inzulínu

študovať

syntéza

poistné

Výroba liekov

skladovanie

História inzulínu, ktorý vynašiel inzulín

Začiatok výskumu...

Inzulínový objav

História inzulínu. Pozrite sa na minulosť

Predpoklady pre tvorbu inzulínu

Myšlienka Frederika Bantinga

Klinické skúšky

Nobelovu cenu

História objavenia inzulínu

Inzulín ako peptidový hormón produkovaný v beta bunkách pankreatických ostrovčekov Langerhans. Zabezpečenie priepustnosti bunkových membrán pre molekuly glukózy ako hlavnú funkciu. Klasifikácia inzulínových prípravkov a ich prijatie.

Pošlite svoju dobrú prácu do vedomostnej základne je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár.

úvod

História objavenia inzulínu

Typy inzulínu

Produkcia inzulínu

záver

Prečítajte Si Viac O Cukrovke

Príznaky Cukrovky

Glykemický Index