إن مسألة ما يصنع منه الأنسولين لا تهم الأطباء والصيادلة فحسب، بل أيضًا مرضى السكري، وكذلك أقاربهم وأصدقائهم. اليوم، يمكن الحصول على هذا الهرمون الفريد والمهم جدًا لصحة الإنسان من مواد خام مختلفة باستخدام تقنيات تم تطويرها خصيصًا واختبارها بعناية. اعتمادًا على طريقة الإنتاج، يتم تمييز الأنواع التالية من الأنسولين:

• الخنازير أو الأبقار، وتسمى أيضًا مستحضرًا من أصل حيواني
• الاصطناعية الحيوية، والمعروفة أيضًا باسم لحم الخنزير المعدل
• المهندسة وراثيا أو المؤتلف
• المعدلة وراثيا
• الاصطناعية

تم استخدام الأنسولين الخنزيري لأطول فترة لعلاج مرض السكري. بدأ استخدامه في العشرينات من القرن الماضي. تجدر الإشارة إلى أن لحم الخنزير أو الحيوان كان الدواء الوحيد حتى الثمانينيات من القرن الماضي. ويستخدم أنسجة البنكرياس الحيوانية للحصول عليها. ومع ذلك، من الصعب تسمية هذه الطريقة بأنها مثالية أو بسيطة: فالعمل مع المواد الخام البيولوجية ليس مناسبًا دائمًا، والمواد الخام نفسها ليست كافية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تكوين الأنسولين لحم الخنزير لا يتطابق تماما مع تكوين الهرمون الذي ينتجه جسم الشخص السليم: يحتوي هيكلها على بقايا مختلفة من الأحماض الأمينية. وتجدر الإشارة إلى أن الهرمونات التي ينتجها بنكرياس الماشية بها عدد أكبر من الاختلافات، وهو ما لا يمكن تسميته بظاهرة إيجابية.

بالإضافة إلى المادة النقية متعددة المكونات، يحتوي هذا المستحضر دائمًا على ما يسمى البرونسولين، وهي مادة يكاد يكون من المستحيل فصلها باستخدام طرق التنقية الحديثة. غالبًا ما تصبح هذه المادة مصدرًا لتفاعلات الحساسية، وهو أمر خطير بشكل خاص على الأطفال وكبار السن.

لهذا السبب، كان العلماء في جميع أنحاء العالم مهتمين منذ فترة طويلة بمسألة جعل تكوين الهرمون الذي تنتجه الحيوانات متوافقًا تمامًا مع هرمونات البنكرياس لدى الشخص السليم. كان الاختراق الحقيقي في علم الصيدلة وعلاج مرض السكري هو إنتاج دواء شبه اصطناعي تم الحصول عليه عن طريق استبدال الحمض الأميني ألانين في دواء من أصل حيواني بالثريونين.

في هذه الحالة، تعتمد الطريقة شبه الاصطناعية للحصول على الهرمون على استخدام المستحضرات ذات الأصل الحيواني. وبعبارة أخرى، فهي ببساطة تخضع للتعديل وتصبح مطابقة للهرمونات التي ينتجها الإنسان. ومن مزاياها التوافق مع جسم الإنسان وغياب الحساسية.

وتشمل عيوب هذه الطريقة نقص المواد الخام وتعقيد العمل مع المواد البيولوجية، فضلا عن التكلفة العالية لكل من التكنولوجيا نفسها والدواء الناتج.

وفي هذا الصدد، فإن أفضل دواء لعلاج مرض السكري هو الأنسولين المؤتلف الذي يتم الحصول عليه من خلال الهندسة الوراثية. وبالمناسبة، فإنه غالباً ما يطلق عليه اسم الأنسولين المعدل وراثياً، مما يدل على طريقة إنتاجه، ويسمى المنتج الناتج الأنسولين البشري، مما يؤكد هويته المطلقة مع الهرمونات التي يفرزها البنكرياس لدى الشخص السليم.

من بين مزايا الأنسولين المعدل وراثيًا، تجدر الإشارة أيضًا إلى درجة نقائه العالية وغياب البرونسولين، فضلاً عن حقيقة أنه لا يسبب أي تفاعلات حساسية وليس له موانع.

السؤال المتكرر مفهوم تمامًا: مما يتكون الأنسولين المؤتلف بالضبط؟ وتبين أن هذا الهرمون يتم إنتاجه عن طريق سلالات الخميرة، وكذلك الإشريكية القولونية، الموضوعة في وسط غذائي خاص. علاوة على ذلك، فإن كمية المادة التي يتم الحصول عليها كبيرة جدًا بحيث يمكن التخلي تمامًا عن استخدام الأدوية التي يتم الحصول عليها من الأعضاء الحيوانية.

بالطبع، نحن لا نتحدث عن الإشريكية القولونية البسيطة، ولكن عن بكتيريا معدلة وراثيًا قادرة على إنتاج أنسولين بشري قابل للذوبان معدل وراثيًا، والذي تكون تركيبته وخصائصه مماثلة تمامًا لتركيبة وخصائص الهرمون الذي تنتجه خلايا الجسم. البنكرياس لشخص سليم.

ولا تقتصر مزايا الأنسولين المعدل وراثيا على التشابه المطلق مع الهرمون البشري فحسب، بل تشمل أيضا سهولة الإنتاج وكميات كافية من المواد الخام والتكلفة المعقولة.

يصف العلماء في جميع أنحاء العالم إنتاج الأنسولين المؤتلف بأنه إنجاز حقيقي في علاج مرض السكري. إن أهمية هذا الاكتشاف عظيمة ومهمّة بحيث يصعب المبالغة في تقديرها. ويكفي أن نلاحظ ببساطة أنه اليوم يتم تلبية ما يقرب من 95٪ من الحاجة إلى هذا الهرمون بمساعدة الأنسولين المعدل وراثيا. وفي الوقت نفسه، حصل آلاف الأشخاص الذين عانوا سابقًا من الحساسية تجاه الأدوية على فرصة ليعيشوا حياة طبيعية.

التعليقات والتعليقات

لدي مرض السكري من النوع 2 - لا يعتمد على الأنسولين. نصحني أحد الأصدقاء بخفض مستويات السكر في الدم باستخدام

الأنسولين (من اللاتينية insula - الجزيرة) هو هرمون الببتيد الذي يتم إنتاجه في خلايا بيتا في جزر لانجرهانس في البنكرياس. له تأثير متعدد الأوجه على عملية التمثيل الغذائي في جميع الأنسجة تقريبًا.

وتتمثل المهمة الرئيسية للأنسولين في ضمان نفاذية أغشية الخلايا لجزيئات الجلوكوز. بشكل مبسط، يمكننا أن نقول أنه ليس فقط الكربوهيدرات، ولكن أيضًا أي مواد مغذية يتم تقسيمها في النهاية إلى جلوكوز، والذي يستخدم لتخليق الجزيئات الأخرى المحتوية على الكربون، وهو النوع الوحيد من الوقود لمحطات الطاقة الخلوية - الميتوكوندريا. . وبدون الأنسولين، تنخفض نفاذية غشاء الخلية للجلوكوز 20 مرة، وتموت الخلايا من الجوع، والسكر الزائد الذائب في الدم يسمم الجسم.

يعد ضعف إفراز الأنسولين بسبب تدمير خلايا بيتا - نقص الأنسولين المطلق - عنصرًا أساسيًا في التسبب في مرض السكري من النوع الأول. يلعب ضعف عمل الأنسولين على الأنسجة - نقص الأنسولين النسبي - دورًا مهمًا في تطور داء السكري من النوع 2.

يرتبط تاريخ اكتشاف الأنسولين باسم الطبيب الروسي إ.م. سوبوليف (النصف الثاني من القرن التاسع عشر)، الذي أثبت أن مستوى السكر في دم الإنسان ينظمه هرمون خاص من البنكرياس.

في عام 1922، تم إعطاء الأنسولين المعزول من بنكرياس الحيوان لأول مرة لصبي يبلغ من العمر عشر سنوات مصاب بمرض السكري. وتجاوزت النتيجة كل التوقعات، وبعد عام أصدرت الشركة الأمريكية إيلي ليلي أول مستحضر للأنسولين الحيواني.

وبعد استلام الدفعة الصناعية الأولى من الأنسولين، تم خلال السنوات القليلة التالية قطع طريق كبير في عزله وتنقيته. ونتيجة لذلك، أصبح الهرمون متاحا للمرضى الذين يعانون من مرض السكري من النوع الأول.

في عام 1935، قام الباحث الدنماركي هاجيدورن بتحسين عمل الأنسولين في الجسم من خلال اقتراح دواء طويل المفعول.

تم الحصول على بلورات الأنسولين الأولى في عام 1952، وفي عام 1954 قام عالم الكيمياء الحيوية الإنجليزي جي سانجر بفك بنية الأنسولين. إن تطوير طرق تنقية الهرمون من المواد الهرمونية الأخرى ومنتجات تحلل الأنسولين قد أتاح الحصول على أنسولين متجانس يسمى الأنسولين أحادي المكون.

في أوائل السبعينيات اقترح العلماء السوفييت A. Yudaev وS.Shvachkin التوليف الكيميائي للأنسولين، لكن تنفيذ هذا التوليف على نطاق صناعي كان مكلفًا وغير مربح.

وبعد ذلك، حدث تحسن تدريجي في نقاء الأنسولين، مما أدى إلى تقليل المشاكل الناجمة عن حساسية الأنسولين، واضطرابات الكلى، وضعف البصر والمقاومة المناعية للأنسولين. كانت هناك حاجة إلى الهرمون الأكثر فعالية للعلاج البديل لمرض السكري - الأنسولين المتماثل، أي الأنسولين البشري.

في الثمانينات، مكّن التقدم في البيولوجيا الجزيئية من تصنيع سلسلتي الأنسولين البشري باستخدام الإشريكية القولونية، والتي تم دمجها بعد ذلك في جزيء من الهرمون النشط بيولوجيًا، وفي معهد الكيمياء العضوية الحيوية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، تم تصنيع جزيء من الهرمون المؤتلف. تم الحصول على الأنسولين باستخدام سلالات الإشريكية القولونية المعدلة وراثيا.

أدى استخدام اللوني المتقارب إلى تقليل محتوى البروتينات الملوثة بشكل كبير في المستحضر بقدرة أعلى من الأنسولين. تشتمل هذه البروتينات على طليعة الأنسولين وطليعة الأنسولين المشقوقة جزئيًا، والتي تكون قادرة على تحفيز إنتاج الأجسام المضادة للأنسولين.

إن استخدام الأنسولين البشري منذ بداية العلاج يقلل من حدوث تفاعلات الحساسية. يتم امتصاص الأنسولين البشري بسرعة أكبر، وبغض النظر عن التركيبة، فإن مدة تأثيره أقصر من الأنسولين الحيواني. الأنسولين البشري أقل قدرة على المناعة من الأنسولين الخنازير، وخاصة الأنسولين البقري والخنازير المختلط.

1. أنواع الأنسولين

تختلف مستحضرات الأنسولين عن بعضها البعض في درجة التنقية؛ مصدر الإنتاج (الأبقار، لحم الخنزير، الإنسان)؛ المواد المضافة إلى محلول الأنسولين (إطالة مفعوله، تثبيط الجراثيم، وما إلى ذلك)؛ تركيزات. قيمه الحامضيه؛ إمكانية خلط ICD مع IPD.

تختلف مستحضرات الأنسولين حسب مصدرها. يختلف أنسولين الخنازير والأنسولين البقري عن الأنسولين البشري في تكوين الأحماض الأمينية: يحتوي الأنسولين البقري على ثلاثة أحماض أمينية، بينما يحتوي أنسولين الخنزير على حمض أميني واحد لكل منهما. ليس من المستغرب أنه عند العلاج بالأنسولين البقري، تتطور التفاعلات الضارة في كثير من الأحيان أكثر من العلاج بالأنسولين الخنزيري أو البشري. يتم التعبير عن هذه التفاعلات في مقاومة الأنسولين المناعية، وحساسية الأنسولين، والحثل الشحمي (التغيرات في الدهون تحت الجلد في موقع الحقن).

على الرغم من العيوب الواضحة للأنسولين البقري، إلا أنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن مساوئ الأنسولين البقري من الناحية المناعية واضحة: لا يُنصح تحت أي ظرف من الظروف باستخدامه للمرضى الذين تم تشخيصهم حديثًا بداء السكري، أو النساء الحوامل، أو للعلاج بالأنسولين قصير المدى، على سبيل المثال، في الفترة المحيطة بالجراحة. تبقى الصفات السلبية للأنسولين البقري عند استخدامه في خليط مع لحم الخنزير، لذلك لا ينبغي أيضًا استخدام الأنسولين المختلط (لحم الخنزير + البقري) لعلاج هذه الفئات من المرضى.

مستحضرات الأنسولين البشري متطابقة تماما في التركيب الكيميائي للأنسولين البشري.

المشكلة الرئيسية في طريقة التخليق الحيوي لإنتاج الأنسولين البشري هي التنقية الكاملة للمنتج النهائي من أدنى شوائب الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة ومنتجاتها الأيضية. تضمن الطرق الجديدة لمراقبة الجودة خلو الأنسولين البشري الاصطناعي من الشركات المصنعة المذكورة أعلاه من أي شوائب ضارة؛ وبالتالي، فإن درجة تنقيتها وفعالية خفض الجلوكوز تلبي أعلى المتطلبات وهي متطابقة تقريبًا. ليس لمستحضرات الأنسولين هذه أي آثار جانبية غير مرغوب فيها اعتمادًا على الشوائب.

حاليًا، يتم استخدام ثلاثة أنواع من الأنسولين في الممارسة الطبية:

قصير المفعول مع بداية سريعة للتأثير؛

مدة متوسطة للعمل؛

طويل المفعول مع بداية تأثير بطيئة.

الجدول 1. خصائص مستحضرات الأنسولين التجارية

الأنسولين قصير المفعول (RAI) - الأنسولين العادي - هو أنسولين زنك بلوري قصير المفعول، قابل للذوبان عند درجة حموضة محايدة، ويتطور تأثيره خلال 15 دقيقة بعد تناوله تحت الجلد ويستمر لمدة 5-7 ساعات.

تم إنشاء أول أنسولين طويل المفعول (LAI) في أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين حتى يتمكن المرضى من الحقن بشكل أقل تكرارًا من استخدام أجهزة ICD وحدها - مرة واحدة يوميًا إن أمكن. من أجل زيادة مدة التأثير، يتم تعديل جميع مستحضرات الأنسولين الأخرى وتشكل معلقًا عند إذابتها في وسط محايد. أنها تحتوي على بروتامين في محلول فوسفات - بروتامين - أنسولين زنك و NPH (بروتامين محايد هاجيدورن) - أنسولين NPH أو تركيزات مختلفة من الزنك في محلول أسيتات - أنسولين فائق النحافة، خفيف، شبه أنسولين.

تحتوي مستحضرات الأنسولين متوسطة المفعول على البروتامين، وهو بروتين ذو وزن جزيئي متوسط. 4400، غني بالأرجينين ويتم الحصول عليه من حليب تراوت قوس قزح. لتكوين المركب، يلزم أن تكون نسبة البروتامين إلى الأنسولين 1:10. بعد تناوله تحت الجلد، تقوم الإنزيمات المحللة للبروتين بتدمير البروتامين، مما يسمح بامتصاص الأنسولين.

لا يغير الأنسولين NPH المظهر الحرائك الدوائية للأنسولين التنظيمي الممزوج به. يُفضل الأنسولين NPH على الأنسولين العدسي كعنصر متوسط ​​المفعول في الخلطات العلاجية التي تحتوي على الأنسولين العادي.

في محلول الفوسفات، تشكل جميع الأنسولين بلورات مع الزنك بسهولة، لكن بلورات الأنسولين البقري فقط هي كارهة للماء بدرجة كافية لتوفير الإطلاق البطيء والمستدام للأنسولين المميز للـ Ultralente. تذوب بلورات الزنك من أنسولين لحم الخنزير بشكل أسرع، ويحدث التأثير مبكرًا، وتكون مدة التأثير أقصر. لذلك، لا يوجد مستحضر Ultralente يحتوي فقط على أنسولين لحم الخنزير. يتم إنتاج أنسولين لحم الخنزير أحادي المكون تحت أسماء الأنسولين المعلق، والأنسولين المحايد، والأنسولين الأيزوفان، والأنسولين الأمينوكينيوريد.

2. الحصول على الأنسولين

يمكن إنتاج الأنسولين البشري بأربع طرق:

1) التركيب الكيميائي الكامل.

2) الاستخراج من البنكرياس البشري (كلا الطريقتين غير مناسبتين بسبب عدم الكفاءة: عدم كفاية تطوير الطريقة الأولى ونقص المواد الخام للإنتاج الضخم بالطريقة الثانية)؛

3) بطريقة شبه اصطناعية باستخدام الاستبدال الكيميائي الإنزيمي في الموضع 30 من السلسلة B للحمض الأميني ألانين في أنسولين لحم الخنزير مع الثريونين؛

4) التخليق الحيوي باستخدام تكنولوجيا الهندسة الوراثية. تتيح الطريقتان الأخيرتان الحصول على أنسولين بشري عالي النقاء.

حاليًا، يتم إنتاج الأنسولين البشري بشكل رئيسي بطريقتين: عن طريق تعديل الأنسولين الخنازير باستخدام طريقة إنزيمية اصطناعية وعن طريق الهندسة الوراثية.

كان الأنسولين أول بروتين يتم إنتاجه تجاريًا باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. هناك طريقتان رئيسيتان للحصول على الأنسولين البشري المعدل وراثيًا.

في الحالة الأولى، يتم تنفيذ إنتاج منفصل (سلالات منتجة مختلفة) لكلا السلسلتين، يليه طي الجزيء (تكوين جسور ثاني كبريتيد) وفصل الأشكال الإسوية.

أما في الحالة الثانية، فيتم الحصول عليه على شكل طليعة (proinsulin) متبوعًا بالانقسام الأنزيمي بواسطة التربسين والكربوكسيببتيداز B إلى الشكل النشط للهرمون. الطريقة الأكثر تفضيلاً في الوقت الحاضر هي الحصول على الأنسولين في شكل مادة أولية، مما يضمن الإغلاق الصحيح لجسور ثاني كبريتيد (في حالة الإنتاج المنفصل للسلاسل، يتم تنفيذ دورات متعاقبة من تمسخ الطبيعة، والفصل الإسوي الشكل وإعادة الطبيعة).

مع كلا النهجين، من الممكن الحصول على المكونات الأولية (السلاسل A وB أو البرونسولين) بشكل فردي أو كجزء من البروتينات الهجينة. بالإضافة إلى السلسلة A وB أو طليعة الأنسولين، قد تحتوي البروتينات الهجينة على:

بروتين حامل يضمن نقل البروتين الهجين إلى الحيز المحيط بالخلية أو وسط الاستنبات؛

مكون تقارب يسهل بشكل كبير عزل البروتين الهجين.

علاوة على ذلك، يمكن أن يتواجد كلا هذين المكونين في نفس الوقت في البروتين الهجين. بالإضافة إلى ذلك، عند إنشاء بروتينات هجينة، يمكن استخدام مبدأ التعددية (أي أن عدة نسخ من متعدد الببتيد المستهدف موجودة في البروتين الهجين)، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من إنتاجية المنتج المستهدف.

في المملكة المتحدة، باستخدام الإشريكية القولونية، تم تصنيع سلسلتي الأنسولين البشري، ثم تم دمجهما بعد ذلك في جزيء هرمون نشط بيولوجيًا. لكي يتمكن كائن وحيد الخلية من تصنيع جزيئات الأنسولين على ريبوسوماته، من الضروري تزويده بالبرنامج اللازم، أي إدخال جين هرموني إليه.

يتم الحصول كيميائيًا على الجين الذي يبرمج التخليق الحيوي لسلائف الأنسولين أو الجينين اللذين يبرمجان بشكل منفصل التخليق الحيوي لسلاسل الأنسولين A وB.

والخطوة التالية هي إدراج جين الأنسولين (أو جينات السلسلة الفردية) في جينوم الإشريكية القولونية، وهي سلالة خاصة من الإشريكية القولونية المزروعة في المختبر. يتم تنفيذ هذه المهمة عن طريق الهندسة الوراثية.

يتم عزل البلازميد من الإشريكية القولونية باستخدام إنزيم التقييد المناسب. يتم إدخال الجين الاصطناعي في البلازميد (عن طريق الاستنساخ مع الجزء C النشط وظيفيًا من E. coli β-galactosidase). ونتيجة لذلك، تكتسب الإشريكية القولونية القدرة على تصنيع سلسلة بروتينية تتكون من الجالاكتوزيداز والأنسولين. يتم فصل البوليبيبتيدات المُصنّعة من الإنزيم كيميائيًا، ثم تنقيتها. في البكتيريا، يتم تصنيع حوالي 100.000 جزيء أنسولين في كل خلية بكتيرية.

يتم تحديد طبيعة المادة الهرمونية التي تنتجها الإشريكية القولونية من خلال أي جين يتم إدخاله في جينوم كائن حي وحيد الخلية. إذا تم استنساخ جين سلائف الأنسولين، تقوم البكتيريا بتصنيع سلائف الأنسولين، والتي تتم معالجتها بعد ذلك بإنزيمات تقييد لفصل الببتيد لعزل الببتيد C، مما يؤدي إلى الأنسولين النشط بيولوجيًا.

للحصول على الأنسولين البشري المنقى، يخضع البروتين الهجين المعزول من الكتلة الحيوية للتحول الكيميائي الأنزيمي والتنقية الكروماتوغرافية المناسبة (البرينتال، تخلل الهلام، تبادل الأنيونات).

وفي معهد الأكاديمية الروسية للعلوم، تم الحصول على الأنسولين المؤتلف باستخدام سلالات الإشريكية القولونية المعدلة وراثيًا. من الكتلة الحيوية المزروعة، يتم إطلاق المادة الأولية، وهو بروتين هجين يتم التعبير عنه بنسبة 40٪ من إجمالي البروتين الخلوي، ويحتوي على البريبرونسولين. يتم تحويله إلى أنسولين في المختبر بنفس التسلسل كما في الجسم الحي - حيث يتم فصل البولي ببتيد الرئيسي، ويتم تحويل البروبرونسولين إلى أنسولين من خلال مراحل تحلل الكبريتات التأكسدي، يليه الإغلاق الاختزالي لثلاث روابط ثاني كبريتيد والعزل الأنزيمي للبروتين. ربط الببتيد C. بعد سلسلة من عمليات التنقية الكروماتوغرافية، بما في ذلك التبادل الأيوني والهلام وHPLC، يتم الحصول على الأنسولين البشري عالي النقاء والفعالية الطبيعية.

يمكنك استخدام سلالة ذات تسلسل نيوكليوتيد مدمج في البلازميد الذي يعبر عن بروتين هجين يتكون من طليعة الأنسولين الخطي وجزء من بروتين المكورات العنقودية الذهبية A متصل بنهاية N من خلال بقايا الميثيونين.

إن زراعة الكتلة الحيوية المشبعة من خلايا السلالة المؤتلفة يضمن بداية إنتاج البروتين الهجين، الذي يؤدي عزله وتحويله المتسلسل في الأنبوب إلى الأنسولين.

هناك طريقة أخرى ممكنة أيضًا: يتم الحصول على بروتين الاندماج المؤتلف في نظام التعبير البكتيري، الذي يتكون من البرونسولين البشري و"ذيل" متعدد الهيستيدين المرتبط به من خلال بقايا الميثيونين. يتم عزله باستخدام كروماتوجرافيا المخلبيات على أعمدة Ni-agarose من الأجسام المتضمنة ويتم هضمها باستخدام بروميد السيانوجين.

البروتين المعزول هو S-sulfonated. يُظهر رسم الخرائط والتحليل الطيفي الشامل للبرونسولين الناتج، المنقى بواسطة كروماتوجرافيا التبادل الأنيوني وRP (المرحلة العكسية) HPLC (تحليل كروماتوجرافي سائل عالي الأداء)، وجود جسور ثاني كبريتيد تتوافق مع جسور ثنائي كبريتيد البرولينسولين البشري الأصلي.

في الآونة الأخيرة، تم إيلاء اهتمام وثيق لتبسيط إجراءات الحصول على الأنسولين المؤتلف باستخدام أساليب الهندسة الوراثية. على سبيل المثال، من الممكن الحصول على بروتين اندماجي يتكون من ببتيد إنترلوكين 2 القائد المرتبط بالطرف N للبرونسولين عبر بقايا اللايسين. يتم التعبير عن البروتين بكفاءة وتوضع في الهيئات المشمولة. بمجرد عزل البروتين، يتم هضمه بواسطة التربسين لإنتاج الأنسولين والببتيد C.

تمت تنقية الأنسولين والببتيد C الناتج بواسطة RP HPLC. عند إنشاء بنيات الاندماج، تكون نسبة كتلة البروتين الحامل والبولي ببتيد المستهدف مهمة جدًا. ترتبط الببتيدات C بطريقة من الرأس إلى الذيل باستخدام فواصل الأحماض الأمينية التي تحمل موقع تقييد Sfi I واثنين من بقايا الأرجينين في بداية ونهاية المباعد لانقسام البروتين اللاحق بواسطة التربسين. يُظهر HPLC لمنتجات الانقسام أن انقسام الببتيد C هو كمي، وهذا يسمح باستخدام طريقة الجينات الاصطناعية المتعددة القسيمات لإنتاج البولي ببتيدات المستهدفة على نطاق صناعي.

1. التكنولوجيا الحيوية: كتاب مدرسي للجامعات / إد. ن.س. إيجوروفا ، ف.د. سامويلوفا.- م.: المدرسة العليا، 1987، ص 15-25.

2. الأنسولين البشري المعدل وراثيا. زيادة كفاءة الفصل الكروماتوجرافي باستخدام مبدأ الوظيفة الثنائية. / Romanchikov A.B.، Yakimov S.A.، Klyushnichenko V.E.، Arutunyan A.M.، Vulfson A.N. // كيمياء الحدود الحيوية، 1997 - 23، العدد 2

3. غليك ب.، باسترناك ج. التكنولوجيا الحيوية الجزيئية. المبادئ والتطبيق. م: مير، 2002.

4. Egorov N. S.، Samuilov V. D. الطرق الحديثة لإنشاء سلالات صناعية من الكائنات الحية الدقيقة // التكنولوجيا الحيوية. كتاب 2. م: المدرسة العليا، 1988. 208 ص.

5. تثبيت التربسين والكربوكسيببتيداز B على السيليكا المعدلة واستخدامها في تحويل البرونسولين البشري المؤتلف إلى أنسولين. / Kudryavtseva N.E.، Zhigis L.S.، Zubov V.P.، Vulfson A.I.، Maltsev K.V.، Rumsh L.D. // Chem.-pharmac. ج.، 1995 - 29، العدد 1 ص 61 - 64.

6. البيولوجيا الجزيئية. هيكل ووظائف البروتينات./ ستيبانوف ف.م.// موسكو، المدرسة العليا، 1996.

7. أساسيات التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية: كتاب مدرسي / T.P. بريششيب ، ف.س. تشوتشالين، ك.ل. زايكوف ، إل.ك. ميخاليفا. – روستوف على نهر الدون: فينيكس؛ تومسك: دار النشر NTL، 2006.

8. تحضير قطع الأنسولين ودراسة خواصها الفيزيائية والكيميائية والمناعية. / بانين إل إي، توزيكوف إف في، بوترياييفا أو إن، ماكسيوتوف إيه زد، توزيكوفا إن إيه، سابيروف إيه إن. // الكيمياء العضوية الحيوية، 1997 - 23، العدد 12 ص 953 - 960.

الأنسولين هو دواء منقذ للحياة وقد أحدث ثورة في حياة العديد من مرضى السكري.

في تاريخ الطب والصيدلة بأكمله في القرن العشرين، من الممكن تخصيص مجموعة واحدة فقط من الأدوية التي لها نفس الأهمية - المضادات الحيوية. إنهم، مثل الأنسولين، دخلوا الطب بسرعة كبيرة وساعدوا في إنقاذ العديد من الأرواح البشرية.

يتم الاحتفال بيوم مرض السكري بمبادرة من منظمة الصحة العالمية كل عام منذ عام 1991 في ذكرى ميلاد عالم وظائف الأعضاء الكندي إف بانتنج، الذي اكتشف هرمون الأنسولين مع جي جي ماكليود. دعونا ننظر في كيفية الحصول على هذا الهرمون وصنعه.

كيف تختلف مستحضرات الأنسولين عن بعضها البعض؟

1. درجة التطهير.
2. مصدر الإنتاج هو لحم الخنزير أو البقر أو الأنسولين البشري.
3. المكونات الإضافية المدرجة في المحلول الدوائي هي المواد الحافظة ومطيلات المفعول وغيرها.
4. تركيز.
5. الرقم الهيدروجيني للمحلول.
6. إمكانية الخلط بين الأدوية قصيرة المفعول وطويلة المفعول.

الأنسولين هو هرمون تنتجه خلايا خاصة في البنكرياس. وهو بروتين مزدوج السلسلة يحتوي على 51 حمض أميني.

يتم استهلاك حوالي 6 مليارات وحدة من الأنسولين سنويًا في العالم (وحدة واحدة تعادل 42 ميكروغرام من المادة). يعد إنتاج الأنسولين عالي التقنية ولا يتم إلا بالطرق الصناعية.

مصادر الأنسولين

حاليا، اعتمادا على مصدر الإنتاج، يتم عزل الأنسولين لحم الخنزير ومستحضرات الأنسولين البشري.

يتمتع أنسولين الخنازير الآن بدرجة عالية جدًا من التنقية، وله تأثير جيد على سكر الدم، ولا توجد أي ردود فعل تحسسية تجاهه عمليًا.

تتوافق مستحضرات الأنسولين البشري تمامًا في التركيب الكيميائي مع الهرمون البشري. وعادة ما يتم إنتاجها عن طريق التخليق الحيوي باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية.

تستخدم شركات التصنيع الكبرى أساليب الإنتاج التي تضمن تلبية منتجاتها لجميع معايير الجودة. لم يتم تحديد أي اختلافات كبيرة في عمل الأنسولين البشري والخنازير أحادي المكون (أي عالي النقاء)، فيما يتعلق بالجهاز المناعي، وفقًا للعديد من الدراسات، فإن الفرق ضئيل للغاية.

المكونات المساعدة المستخدمة في إنتاج الأنسولين

تحتوي الزجاجة التي تحتوي على الدواء على محلول لا يحتوي فقط على هرمون الأنسولين نفسه، ولكن أيضًا على مركبات أخرى. كل واحد منهم يلعب دوره المحدد:

• إطالة تأثير الدواء.
• تطهير الحل
• وجود خصائص عازلة للمحلول والحفاظ على درجة الحموضة المحايدة (التوازن الحمضي القاعدي).

إطالة عمل الأنسولين

لإنتاج أنسولين طويل المفعول، تتم إضافة أحد المركبين إلى محلول الأنسولين العادي: الزنك أو البروتامين. بناءً على ذلك، يمكن تقسيم جميع أنواع الأنسولين إلى مجموعتين:

• أنسولين البروتامين – بروتافان، أنسولين قاعدي، NPH، هومولين N؛
• أنسولين الزنك – معلق أنسولين-زنك أحادي الطرف، لينتي، هومولين-زنك.

البروتامين هو بروتين، لكن ردود الفعل السلبية مثل الحساسية تجاهه نادرة جدًا.

ولإنشاء بيئة محلول محايدة، تتم إضافة محلول فوسفاتي إليها. يجب أن نتذكر أن الأنسولين المحتوي على الفوسفات ممنوع منعا باتا أن يتم دمجه مع تعليق الأنسولين والزنك (IZS)، حيث يترسب فوسفات الزنك ويتم تقصير تأثير أنسولين الزنك بطريقة لا يمكن التنبؤ بها.

مكونات المطهر

بعض المركبات التي، وفقًا لمعايير التكنولوجيا الدوائية، يجب أن تكون مدرجة بالفعل في الدواء، لها تأثير مطهر. وتشمل هذه المواد الكريسول والفينول (كلاهما لهما رائحة محددة)، وكذلك ميثيل بارابينزوات (ميثيل بارابين)، الذي ليس له رائحة.

يؤدي إدخال أي من هذه المواد الحافظة إلى ظهور رائحة معينة لبعض مستحضرات الأنسولين. جميع المواد الحافظة بالكميات التي توجد بها في مستحضرات الأنسولين ليس لها أي تأثير سلبي.

يحتوي أنسولين البروتامين عادة على كريسول أو فينول. لا يمكن إضافة الفينول إلى محاليل ICS، لأنه يغير الخصائص الفيزيائية لجزيئات الهرمون. وتشمل هذه الأدوية ميثيل بارابين. أيونات الزنك في المحلول لها أيضًا تأثير مضاد للميكروبات.

بفضل هذه الحماية المضادة للبكتيريا متعددة المراحل بمساعدة المواد الحافظة، يتم منع تطور المضاعفات المحتملة التي قد تنتج عن التلوث البكتيري عند إدخال إبرة بشكل متكرر في زجاجة بها محلول.

ونظرًا لوجود آلية الحماية هذه، يمكن للمريض استخدام نفس المحقنة لحقن الدواء تحت الجلد لمدة 5 إلى 7 أيام (بشرط أن يكون هو الوحيد الذي يستخدم المحقنة). علاوة على ذلك، فإن المواد الحافظة تجعل من الممكن عدم استخدام الكحول لعلاج الجلد قبل الحقن، ولكن مرة أخرى فقط إذا قام المريض بحقن نفسه بحقنة بإبرة رفيعة (الأنسولين).

معايرة محاقن الأنسولين

في مستحضرات الأنسولين الأولى، كان مل واحد من المحلول يحتوي على وحدة واحدة فقط من الهرمون. وفي وقت لاحق تم زيادة التركيز. تحتوي معظم مستحضرات الأنسولين الموجودة في القارورات المستخدمة في روسيا على 40 وحدة لكل 1 مل من المحلول. عادةً ما يتم تمييز الزجاجات بالرمز U-40 أو 40 وحدة/مل.

وهي مخصصة للاستخدام على نطاق واسع على وجه التحديد لمثل هذا الأنسولين ويتم معايرتها وفقًا للمبدأ التالي: عندما يسحب شخص ما 0.5 مل من المحلول باستخدام حقنة، فإنه يكسب 20 وحدة، و0.35 مل يتوافق مع 10 وحدات، وهكذا.

كل علامة على المحقنة تساوي حجمًا معينًا، والمريض يعرف بالفعل عدد الوحدات التي يحتوي عليها هذا الحجم. وبالتالي، فإن معايرة المحاقن هي معايرة لحجم الدواء المصمم لاستخدام الأنسولين U-40. يوجد 4 وحدات من الأنسولين في 0.1 مل، و6 وحدات في 0.15 مل من الدواء، وهكذا حتى 40 وحدة، والتي تتوافق مع 1 مل من المحلول.

وفي بعض البلدان يستخدم الأنسولين، حيث يحتوي 1 مل منه على 100 وحدة (U-100). لمثل هذه الأدوية، يتم إنتاج محاقن الأنسولين الخاصة، والتي تشبه تلك التي تمت مناقشتها أعلاه، ولكن لديهم معايرة مختلفة.

يأخذ في الاعتبار هذا التركيز بالضبط (وهو أعلى بمقدار 2.5 مرة من المعيار). وفي هذه الحالة تبقى جرعة الأنسولين للمريض بشكل طبيعي كما هي، لأنها تلبي حاجة الجسم لكمية محددة من الأنسولين.

أي إذا كان المريض قد استخدم سابقًا عقار U-40 وحقن 40 وحدة من الهرمون يوميًا، فيجب أن يحصل على نفس 40 وحدة عند حقن الأنسولين U-100، ولكن يجب إعطاؤه بكمية أقل بمقدار 2.5 مرة. أي أنه سيتم احتواء نفس الوحدات الأربعين في 0.4 مل من المحلول.

ولسوء الحظ، ليس كل الأطباء، وخاصة مرضى السكري، يعرفون ذلك. بدأت الصعوبات الأولى عندما تحول بعض المرضى إلى استخدام حقن الأنسولين (حقنة القلم)، والتي تستخدم أقلام الرصاص (خراطيش خاصة) تحتوي على الأنسولين U-40.

إذا قمت بملء مثل هذه المحقنة بمحلول يسمى U-100، على سبيل المثال، إلى مستوى 20 وحدة (أي 0.5 مل)، فإن هذا الحجم سوف يحتوي على ما يصل إلى 50 وحدة من الدواء.

في كل مرة، عند ملء المحاقن العادية بالأنسولين U-100 والنظر إلى قطع الوحدة، سيأخذ الشخص جرعة أكبر بمقدار 2.5 مرة من تلك الموضحة عند هذه العلامة. إذا لم يلاحظ الطبيب ولا المريض هذا الخطأ في الوقت المناسب، فهناك احتمال كبير للإصابة بنقص السكر في الدم الشديد بسبب جرعة زائدة ثابتة من الدواء، وهو ما يحدث غالبًا في الممارسة العملية.

ومن ناحية أخرى، توجد في بعض الأحيان محاقن أنسولين معايرة خصيصًا لعقار U-100. إذا تم ملء هذه المحقنة عن طريق الخطأ بمحلول U-40 المعتاد، فإن جرعة الأنسولين في المحقنة ستكون أقل بمقدار 2.5 مرة من الجرعة المكتوبة بالقرب من العلامة المقابلة على المحقنة.

ونتيجة لذلك، قد تحدث زيادة لا يمكن تفسيرها على ما يبدو في نسبة الجلوكوز في الدم. في الواقع، بالطبع، كل شيء منطقي تمامًا - لكل تركيز للدواء تحتاج إلى استخدام حقنة مناسبة.

في بعض البلدان، مثل سويسرا، كانت هناك خطة مدروسة بعناية تم بموجبها تنفيذ التحول الكفء إلى مستحضرات الأنسولين التي تحمل علامة U-100. ولكن هذا يتطلب اتصالاً وثيقًا بجميع الأطراف المعنية: الأطباء من العديد من التخصصات، والمرضى، والممرضات من جميع الأقسام، والصيادلة، والمصنعين، والسلطات.

في بلدنا، من الصعب جدًا تحويل جميع المرضى إلى استخدام الأنسولين U-100 فقط، لأن هذا سيؤدي على الأرجح إلى زيادة عدد الأخطاء في تحديد الجرعة.

الاستخدام المشترك للأنسولين قصير المفعول وطويل المفعول

في الطب الحديث، يتم علاج مرض السكري، وخاصة النوع الأول، عادة باستخدام مزيج من نوعين من الأنسولين - قصير المفعول وطويل المفعول.

سيكون الأمر أكثر ملاءمة للمرضى إذا كان من الممكن دمج الأدوية ذات فترات عمل مختلفة في حقنة واحدة وإدارتها في وقت واحد لتجنب ثقب الجلد المزدوج.

كثير من الأطباء لا يعرفون ما الذي يحدد إمكانية خلط الأنسولين المختلف. ويعتمد هذا على التوافق الكيميائي والجالينوني (الذي يحدده التركيب) للأنسولين طويل المفعول وقصير المفعول.

من المهم جدًا عند خلط نوعين من الأدوية، ألا يطول تأثير الأنسولين قصير المفعول أو يختفي.

لقد ثبت أنه يمكن دمج الدواء قصير المفعول في حقنة واحدة مع الأنسولين البروتامين، ولا يتأخر ظهور الأنسولين قصير المفعول لأن الأنسولين القابل للذوبان لا يرتبط بالبروتامين.

في هذه الحالة، لا يهم الشركة المصنعة للدواء. على سبيل المثال، يمكن دمجه مع هومولين N أو بروتافان. علاوة على ذلك، يمكن تخزين خليط من هذه الأدوية.

فيما يتعلق بمستحضرات الأنسولين الزنك، فقد ثبت منذ فترة طويلة أنه لا يمكن الجمع بين الأنسولين والزنك المعلق (البلوري) مع الأنسولين قصير المفعول، لأنه يرتبط بأيونات الزنك الزائدة ويتحول إلى أنسولين طويل المفعول، وأحيانًا جزئيًا.

يقوم بعض المرضى أولاً بحقن دواء قصير المفعول، ثم، دون إزالة الإبرة من تحت الجلد، يغيرون اتجاهها قليلاً ويحقنون أنسولين الزنك من خلالها.

تم إجراء عدد لا بأس به من الدراسات العلمية حول طريقة الإعطاء هذه، لذلك لا يمكننا استبعاد حقيقة أنه في بعض الحالات، باستخدام طريقة الحقن هذه، قد يتشكل مركب من أنسولين الزنك ودواء قصير المفعول تحت الجلد، مما يؤدي إلى ضعف امتصاص هذا الأخير.

ولذلك فمن الأفضل إعطاء الأنسولين قصير المفعول بشكل منفصل تمامًا عن أنسولين الزنك، وإجراء حقنتين منفصلتين في مناطق من الجلد تقع على مسافة لا تقل عن 1 سم من بعضها البعض، وهذا ليس مناسبًا، ولا يمكن أن يقال عنه الجرعة القياسية.

الأنسولين المركب

الآن تنتج صناعة المستحضرات الصيدلانية أدوية مركبة تحتوي على أنسولين قصير المفعول مع أنسولين بروتامين بنسبة محددة بدقة. تشمل هذه الأدوية ما يلي:

• ميكستارد,
• أكترافان,
• com.insuman.

التركيبات الأكثر فعالية هي تلك التي تكون فيها نسبة الأنسولين قصير وطويل المفعول 30:70 أو 25:75. يشار دائمًا إلى هذه النسبة في تعليمات استخدام كل دواء محدد.

تعتبر هذه الأدوية مناسبة بشكل أفضل للأشخاص الذين يحافظون على نظام غذائي ثابت ويمارسون نشاطًا بدنيًا منتظمًا. على سبيل المثال، غالبا ما يتم استخدامها من قبل المرضى المسنين المصابين بداء السكري من النوع 2.

الأنسولين المركب غير مناسب لما يسمى بالعلاج بالأنسولين "المرن"، عندما تكون هناك حاجة إلى تغيير جرعة الأنسولين قصير المفعول باستمرار.

على سبيل المثال، يجب أن يتم ذلك عند تغيير كمية الكربوهيدرات في الطعام، أو تقليل أو زيادة النشاط البدني، وما إلى ذلك. في هذه الحالة، تظل جرعة الأنسولين القاعدي (طويل المفعول) دون تغيير تقريبًا.

حاليا، وفقا لمنظمة الصحة العالمية (منظمة الصحة العالمية)، هناك حوالي 110 مليون شخص في العالم يعانون من مرض السكري. وقد يتضاعف هذا الرقم خلال الـ 25 سنة القادمة. مرض السكري هو مرض فظيع ناجم عن خلل في البنكرياس الذي ينتج هرمون الأنسولين الضروري للاستخدام الطبيعي للكربوهيدرات الموجودة في الطعام. في المراحل الأولى من المرض، يكفي استخدام التدابير الوقائية، ومراقبة مستويات السكر في الدم بانتظام، وتناول كميات أقل من الحلويات. ومع ذلك، يُوصف العلاج بالأنسولين لـ 10 ملايين مريض؛ حيث يقومون بحقن أدوية هذا الهرمون في الدم. منذ عشرينيات القرن الماضي، تم استخدام الأنسولين المعزول من بنكرياس الخنازير والعجول لهذه الأغراض. يشبه الأنسولين الحيواني الأنسولين البشري، والفرق هو أنه في جزيء الأنسولين الخنزير، على عكس الأنسولين البشري، في إحدى السلاسل يتم استبدال الحمض الأميني ثريونين بالألانين. ويعتقد أن هذه الاختلافات الطفيفة يمكن أن تسبب مشاكل خطيرة في عمل الكلى واضطرابات بصرية وحساسية لدى المرضى). بالإضافة إلى ذلك، وعلى الرغم من درجة التطهير العالية، إلا أنه لا يمكن استبعاد إمكانية انتقال الفيروسات من الحيوانات إلى الإنسان. وأخيرًا، يتزايد عدد مرضى السكري بسرعة كبيرة لدرجة أنه لم يعد من الممكن تزويد جميع المحتاجين بالأنسولين الحيواني. وهذا دواء مكلف للغاية.

تم عزل الأنسولين لأول مرة من البنكرياس البقري في عام 1921 بواسطة F. Banting وC.Best. وهو يتألف من سلسلتين من البولي ببتيد متصلتين برابطتين من ثاني كبريتيد. تحتوي سلسلة البولي ببتيد A على 21 بقايا حمض أميني، وتحتوي السلسلة B على 30 بقايا حمض أميني، ويبلغ الوزن الجزيئي للأنسولين 5.7 كيلو دالتون. فيما يلي تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين البشري:

Gli-Ile-Val-Glu-Gli-Cis-Tre-Ser-Ile-Cis-S-Lei-Tir-Gli-Lei-Gli-Lei-Glu-Asn-

الفين-فال-أسن-جلي-جيس-لي-سيس-غلو-سير-جيس-لي-فال-غلو-علاء-لي-تير-لي-فال-سيس-غلو-غلو-

الفين-فال-أسن-جلي-جيس-جيس-لي-سيس-غلو-سير-جيس-لي-فال-غلو-علاء-لي-تير-لي-فال-سيس-غلو-غلو

ترب-ليز-برو-ترب-تاير-فين-فين-غلو-آرك

هيكل الأنسولين محافظ للغاية. يختلف تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين البشري والعديد من الحيوانات بمقدار 1-2 حمض أميني فقط. في الأسماك، مقارنة بالحيوانات، تكون السلسلة B أكبر وتحتوي على 32 بقايا حمض أميني.

وكانت تكلفتها عالية جدا. للحصول على 100 جرام من الأنسولين البلوري، يلزم وجود 800-1000 كجم من البنكرياس، وتزن غدة البقرة الواحدة 200-250 جرام. وهذا جعل الأنسولين باهظ الثمن ويصعب الوصول إليه لمجموعة واسعة من مرضى السكر.

الهندسة الوراثية، التي ولدت في أوائل السبعينيات، قطعت خطوات كبيرة اليوم. تعمل تقنيات الهندسة الوراثية على تحويل خلايا البكتيريا والخميرة والثدييات إلى "مصانع" لإنتاج أي بروتين على نطاق واسع. وهذا يجعل من الممكن تحليل بنية ووظائف البروتينات بالتفصيل واستخدامها كأدوية. حاليًا، أصبحت الإشريكية القولونية (E. coli) موردًا لهرمونات مهمة مثل الأنسولين والسوماتوتربين.

في عام 1978، أنتج باحثون من شركة Genentech لأول مرة الأنسولين في سلالة مصممة خصيصًا من الإشريكية القولونية. يتكون الأنسولين من سلسلتين متعدد الببتيد A وB، بطول 20 و30 حمضًا أمينيًا. عندما يتم ربطها بواسطة روابط ثاني كبريتيد، يتم تشكيل الأنسولين الأصلي مزدوج السلسلة. وقد ثبت أنه لا يحتوي على بروتينات الإشريكية القولونية والسموم الداخلية والشوائب الأخرى، ولا ينتج عنه آثار جانبية مثل الأنسولين الحيواني، ولا يختلف عنه في النشاط البيولوجي. بعد ذلك، تم تصنيع البرونسولين في خلايا الإشريكية القولونية، والتي تم تصنيع نسخة الحمض النووي لها على قالب الحمض النووي الريبي (RNA) باستخدام إنزيم النسخ العكسي. وبعد تنقية طليعة الأنسولين الناتج، يتم تقسيمه إلى أنسولين أصلي، مع تقليل مراحل استخلاص الهرمون وعزله. من 1000 لتر من سائل الاستزراع يمكن الحصول على ما يصل إلى 200 جرام من الهرمون، وهو ما يعادل كمية الأنسولين المفرزة من 1600 كجم من بنكرياس الخنزير أو البقرة.

في الحيوانات والبشر، يتم تصنيع الأنسولين في خلايا بيتا في جزر لارجانس. يتم تحديد الجينات التي تشفر هذا البروتين لدى البشر في الذراع القصير للكروموسوم 11. يتكون الأنسولين mRNA الناضج من 330 نيوكليوتيدات، وهو ما يتوافق مع 110 بقايا من الأحماض الأمينية. هذه هي الكمية التي تحتوي على سلائف الأنسولين - بريبرونسولين. وهو يتألف من سلسلة بولي ببتيد واحدة، في الطرف N منها يوجد ببتيد إشارة (24 حمضًا أمينيًا)، وبين السلاسل A وB يوجد الببتيد C الذي يحتوي على 35 بقايا حمض أميني.

تبدأ عملية نضج الأنسولين في أحواض الشبكة الإندوبلازمية، حيث ينفصل الببتيد الإشارة عن الطرف N تحت تأثير إنزيم سيجنالاز. بعد ذلك، في جهاز جولجي، وتحت تأثير الإندوببتيداز، يتم استئصال الببتيد C وتكوين الأنسولين الناضج. على الجانب العابر من جهاز جولجي، يتحد الهرمون المُصنع حديثًا مع الزنك، مكونًا هياكل فوق الجزيئية (ثلاثية ورباعية وخماسية وسداسية)، والتي تنتقل بعد ذلك إلى حبيبات إفرازية.

ويتم فصل الأخير عن جهاز جولجي، وينتقل إلى الغشاء السيتوبلازمي، ويرتبط به، ويتم إفراز الأنسولين في مجرى الدم. يتم تحديد معدل إفراز الهرمون من خلال تركيز الجلوكوز وأيونات الكالسيوم 2+ في الدم. يمنع الأدرينالين إطلاق الأنسولين، والهرمونات مثل TSH و ACTH، على العكس من ذلك، تعزز إفرازه. يوجد الأنسولين في الدم في شكلين: حر ومرتبط بالبروتينات، بشكل رئيسي مع الترانسفيرين والجلوبيولين α2. يبلغ عمر النصف للأنسولين حوالي خمس دقائق، ويبدأ الاضمحلال في الدم، لأن تحتوي خلايا الدم الحمراء على مستقبلات الأنسولين ونظام نشط إلى حد ما لتفكيك الأنسولين. أنسوليناز كريات الدم الحمراء هو بروتيناز ثيول يعتمد على الكالسيوم ويعمل جنبًا إلى جنب مع هيدروجيناز الجلوتاثيون-الأنسولين-إيران، الذي يشق روابط ثاني كبريتيد بين سلسلتي البوليببتيد للأنسولين.

يحدث تجزئة الأنسولين وانهياره بشكل أساسي في الكبد والكلى والمشيمة.

أجزاء الأنسولين لها نشاط بيولوجي وتشارك في عدد من العمليات الأيضية. إحدى الوظائف الرئيسية للأنسولين هي تنظيم نقل الجلوكوز والأحماض الأمينية والأيونات والأيضات الأخرى إلى خلايا الكبد والكلى والأنسجة الدهنية للأعضاء الأخرى. تختلف آلية عمل هذا الهرمون عن آلية عمل الهرمونات الببتيدية الأخرى وهي فريدة من نوعها في تنظيم العمليات الأيضية. مستقبل الأنسولين عبارة عن رباعي يتكون من وحدتين فرعيتين α ووحدتين فرعيتين، واحدة منها لها نشاط هرمون الغدة الدرقية. عندما يتفاعل الأنسولين مع وحدات ألفا الموجودة على سطح الغشاء السيتوبلازمي، يشكل مجمعًا لمستقبلات الهرمونات. تؤدي التغييرات المطابقة في الرباعي إلى تنشيط الوحدة الفرعية β عبر الغشاء للمستقبل، والتي لها نشاط التيروزين كيناز. التيروزين كيناز النشط قادر على فسفرة بروتينات الغشاء، وتتكون القنوات الغشائية التي من خلالها يخترق الجلوكوز والمستقلبات الأخرى إلى الخلايا. ينقسم الأنسولين الحر تحت تأثير الأنسولين الأنسجة إلى سبعة أجزاء، خمسة منها لها نشاط بيولوجي.

بالإضافة إلى ذلك، يحفز الأنسولين عددًا من عمليات التخليق الحيوي: تخليق النيوكليوتيدات والأحماض النووية وإنزيمات تحلل السكر ودورة فوسفات البنتوز والجليكوجين. في الأنسجة الدهنية، ينشط الأنسولين تكوين أسيتيل Co A والأحماض الدهنية. وهو أحد محفزات تخليق الكوليسترول والجلسرين وجليسيرات كيناز.

تؤدي الطفرات في بنية جين الأنسولين، وتعطيل آليات معالجة ما بعد النسخ وما بعد الترجمة إلى تكوين جزيئات الأنسولين المعيبة، ونتيجة لذلك، تعطيل عمليات التمثيل الغذائي التي ينظمها هذا الهرمون. ونتيجة لذلك، يتطور مرض خطير - مرض السكري.

إن تطوير تكنولوجيا إنتاج الأنسولين الاصطناعي هو حقا انتصار لعلماء الوراثة. أولاً، باستخدام طرق خاصة، تم تحديد بنية جزيء هذا الهرمون وتركيب وتسلسل الأحماض الأمينية فيه. وفي عام 1963، تم تصنيع جزيء الأنسولين باستخدام طرق كيميائية حيوية. ومع ذلك، اتضح أنه من الصعب إجراء مثل هذا التوليف باهظ الثمن والمعقد، بما في ذلك 170 تفاعلًا كيميائيًا، على نطاق صناعي.

لذلك، في مزيد من البحث، تم التركيز على تطوير التكنولوجيا للتوليف البيولوجي للهرمون في الخلايا الميكروبية، والتي تم استخدام ترسانة كاملة من أساليب الهندسة الوراثية. من خلال معرفة تسلسل الأحماض الأمينية في جزيء الأنسولين، قام العلماء بحساب تسلسل النيوكليوتيدات في الجين الذي يشفر هذا البروتين للحصول على التسلسل المطلوب من الأحماض الأمينية. لقد "جمعوا" جزيء الحمض النووي من النيوكليوتيدات الفردية وفقًا لتسلسل معين، "وأضافوا" إليه العناصر التنظيمية اللازمة للتعبير الجيني في الكائن الحي بدائيات النواة E. coli، ودمجوا هذا البناء في المادة الوراثية للميكروب. ونتيجة لذلك، تمكنت البكتيريا من إنتاج سلسلتين من جزيء الأنسولين، والتي يمكن دمجها لاحقًا باستخدام تفاعل كيميائي لإنتاج جزيء أنسولين كامل.

أخيرًا، تمكن العلماء من إجراء عملية التخليق الحيوي لجزيء البرولينسولين، وليس فقط سلاسله الفردية، في خلايا الإشريكية القولونية. بعد التخليق الحيوي، يكون جزيء طليعة الأنسولين قادرًا على التحول وفقًا لذلك (تتشكل روابط ثاني كبريتيد بين السلسلتين A وB)، ليتحول إلى جزيء أنسولين. تتمتع هذه التقنية بمزايا كبيرة، حيث يتم تقليل المراحل المختلفة لاستخراج الهرمون وإطلاقه إلى الحد الأدنى. أثناء تطوير هذه التكنولوجيا، تم عزل الحمض النووي الريبي المرسال للأنسولين. باستخدامه كقالب، تم تصنيع جزيء الحمض النووي المكمل له باستخدام إنزيم النسخ العكسي، والذي كان نسخة طبق الأصل تقريبًا من جين الأنسولين الطبيعي. بعد خياطة العناصر التنظيمية اللازمة للجين ونقل التركيب إلى المادة الوراثية لبكتيريا الإشريكية القولونية

أصبح من الممكن إنتاج الأنسولين في مصنع ميكروبيولوجي بكميات غير محدودة. أظهرت اختباراتها تطابقًا شبه كامل مع الأنسولين البشري الطبيعي. وهو أرخص بكثير من الأنسولين الحيواني ولا يسبب مضاعفات.

السوماتوتروبين هو هرمون النمو البشري الذي تفرزه الغدة النخامية. ويؤدي نقص هذا الهرمون إلى قزم الغدة النخامية. إذا تم إعطاء السوماتوتروبين بجرعات 10 ملغ لكل كيلوغرام من وزن الجسم ثلاث مرات في الأسبوع، فيمكن للطفل الذي يعاني من نقصه أن ينمو 6 سم في السنة، وكان يتم الحصول عليه سابقًا من مادة الجثث، من جثة واحدة: 4 - 6 ملغ من السوماتوتروبين من حيث المنتج الصيدلاني النهائي. وبالتالي، كانت الكميات المتاحة من الهرمون محدودة، بالإضافة إلى أن الهرمون الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة كان غير متجانس ويمكن أن يحتوي على فيروسات بطيئة النمو. وفي عام 1980، قامت شركة "Genentec" بتطوير تقنية لإنتاج السوماتوتروبين باستخدام البكتيريا، والتي كانت خالية من هذه العيوب. وفي عام 1982، تم الحصول على هرمون النمو البشري من خلال زراعة بكتيريا الإشريكية القولونية والخلايا الحيوانية في معهد باستور في فرنسا، وفي عام 1984، بدأ الإنتاج الصناعي للأنسولين في الاتحاد السوفييتي. في إنتاج الإنترفيرون، يتم استخدام كل من E. coli وS. cerevisae (الخميرة) ومزرعة الخلايا الليفية أو الكريات البيض المحولة. ويتم أيضًا الحصول على لقاحات آمنة ورخيصة باستخدام طرق مماثلة.

تعتمد تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف على إنتاج مجسات الحمض النووي المحددة للغاية، والتي تستخدم لدراسة التعبير عن الجينات في الأنسجة، وتوطين الجينات على الكروموسومات، وتحديد الجينات ذات الوظائف ذات الصلة (على سبيل المثال، في البشر والدجاج). تُستخدم مجسات الحمض النووي أيضًا في تشخيص الأمراض المختلفة.

أتاحت تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف اتباع نهج غير تقليدي للبروتين الجيني يسمى علم الوراثة العكسي. في هذا النهج، يتم عزل البروتين من الخلية، ويتم استنساخ جين هذا البروتين، ويتم تعديله، مما يؤدي إلى إنشاء جينة متحولة تشفر شكلاً معدلاً من البروتين. يتم إدخال الجين الناتج إلى الخلية. إذا تم التعبير عنه، فإن الخلية التي تحمله وأحفاده ستقوم بتركيب البروتين المتغير. وبهذه الطريقة يمكن تصحيح الجينات المعيبة وعلاج الأمراض الوراثية.

إذا تم إدخال الحمض النووي الهجين في بويضة مخصبة، يمكن إنتاج كائنات معدلة وراثيا تعبر عن الجين الطافر وتمرره إلى نسلها. يتيح التحول الجيني للحيوانات تحديد دور الجينات الفردية ومنتجاتها البروتينية في تنظيم نشاط الجينات الأخرى وفي العمليات المرضية المختلفة. وبمساعدة الهندسة الوراثية، تم إنشاء سلالات من الحيوانات المقاومة للأمراض الفيروسية، وكذلك سلالات من الحيوانات ذات الصفات المفيدة للإنسان. على سبيل المثال، أدى الحقن المجهري للحمض النووي المؤتلف الذي يحتوي على جينة السوماتوتروبين البقري في زيجوت أرنب إلى جعل من الممكن الحصول على حيوان معدل وراثيًا مع فرط إنتاج هذا الهرمون. وقد أعلنت الحيوانات الناتجة ضخامة النهايات.

والآن أصبح من الصعب التنبؤ بكل الاحتمالات التي سيتم تحقيقها في العقود القليلة المقبلة.

المحاضرة 5. المعالجة المتكاملة للمواد الخام البيولوجية

تُفهم المعالجة المتكاملة للمواد الخام البيولوجية على أنها مجموعة من العمليات التكنولوجية (التقنيات) التي تهدف إلى الحصول على منتجات ذات طبيعة مختلفة من مصدر واحد. يمكن أن يكون هذا المصدر هو الكتلة الحيوية للكائنات الحية الدقيقة الصناعية والطحالب والخلايا النباتية والحيوانية والنفايات الزراعية.

وفي الوقت نفسه، من المهم أن تكون تكلفة جميع منتجات المعالجة المعقدة للمواد الخام أقل من مجموع تكاليف كل نوع من المنتجات التجارية التي يتم الحصول عليها في الإنتاج، مع مراعاة تكاليف التدابير البيئية. وهذا له أهمية خاصة عند معالجة المواد الخام البيولوجية، والتي تشمل البوليمرات الحيوية الطبيعية من البروتين والكربوهيدرات والدهون والنيوكليوتيدات. تعتبر الخلايا التي تحتوي عليها بكميات كبيرة ذات أهمية للمعالجة المعقدة، لأنها تجعل من الممكن عزل المنتجات القيمة منها، في المقام الأول للأغراض الغذائية والطبية.

تحدد الاختلافات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للبوليمرات الحيوية الطبيعية اختيار الأساليب التكنولوجية لعزلها وتنقيتها. على سبيل المثال، قد يكون عمق المعالجة المعقدة للمواد الخام الميكروبيولوجية مختلفا. ويجب أن تكون التقنيات المستخدمة فيه مرنة، ويجب أن يتناسب حجم المنتجات مع احتياجات السوق. عند معالجة الكتلة الميكروبية للحصول على منتجات الدهون، يتم استخدام البكتيريا والخميرة والفطريات المجهرية والطحالب. يتم الحصول على منتجات البولينوكليوتيدات والبروتينات من الكتلة الحيوية للبكتيريا والخميرة.

في إنتاج المنتجات التكنولوجي الحيوي، الأساس هو المعدات، وخاصة المعدات المرتبطة بمرحلة التخمير، لأنها تحدد تكوين وخصائص المنتجات الحيوية وسائل الثقافة. بالإضافة إلى ذلك، في معظم الحالات، في مرحلة التخمير يتم وضع المؤشرات الاقتصادية الرئيسية لإنتاج التكنولوجيا الحيوية والقدرة التنافسية للمنتجات الحيوية الناتجة.

هناك طرق تكنولوجية حيوية مختلفة لتكثيف التخمير: استخدام سلالة منتجة أكثر نشاطًا، وتحسين الأجهزة، وتحسين تكوين الوسط المغذي وظروف الزراعة، واستخدام المنشطات الحيوية، والمستحلبات، وما إلى ذلك. كلهم قادرون على ضمان أقصى إنتاجية لعملية التكنولوجيا الحيوية وزيادة إنتاجية المنتج النهائي.

وفي الوقت نفسه، فإن المعدات لها التأثير الأكبر على طبيعة عملية التخمير ومؤشراتها التكنولوجية النهائية. بالنظر إلى مجموعة متنوعة من أجهزة التخمير المستخدمة حاليًا في إنتاج الكيمياء الحيوية، يمكننا أن نستنتج أنه في جميع المفاعلات تحدث عمليات فيزيائية معينة (النقل الهيدروديناميكي والحراري والكتلي)، والتي يتم من خلالها تهيئة الظروف المثلى للتحول الكيميائي الحيوي الفعلي للمادة ( تفاعل كيميائي حيوي).

لتنفيذ هذه العمليات الفيزيائية، تم تجهيز المفاعل الكيميائي الحيوي بعناصر هيكلية قياسية، والتي تستخدم أيضًا على نطاق واسع في الأجهزة الكيميائية لتنفيذ العمليات الفيزيائية نفسها (أجهزة التحريك، وأجهزة الاتصال، والمبادلات الحرارية، والمشتتات، وما إلى ذلك). يجب أن يفي جهاز التخمير من أي تصميم بالمتطلبات الأساسية لعملية زراعة الخلايا: ضمان توفير العناصر الغذائية لكل خلية، وإزالة المنتجات الأيضية، وضمان الحفاظ على معلمات التشغيل المثلى، ومستوى التهوية المطلوب، والخلط، والمستوى العالي. من الأتمتة، الخ.

أهمية الكيمياء الحيوية في التكنولوجيا الحيوية

الكيمياء الحيوية الأساسية هي الأساس للعديد من العلوم البيولوجية، مثل علم الوراثة، وعلم وظائف الأعضاء، وعلم المناعة، وعلم الأحياء الدقيقة. أدى التقدم في الهندسة الخلوية والوراثية في السنوات الأخيرة إلى تقريب الكيمياء الحيوية بشكل كبير من علم الحيوان وعلم النبات. الكيمياء الحيوية لها أهمية كبيرة لعلوم مثل الصيدلة والصيدلة. تدرس الكيمياء البيولوجية الهياكل المختلفة على المستويين الخلوي والعضوي. أساس الحياة هو مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تضمن عملية التمثيل الغذائي. وهكذا يمكن اعتبار الكيمياء الحيوية اللغة الأساسية لجميع العلوم البيولوجية. حاليًا، تمت دراسة كل من الهياكل البيولوجية وعمليات التمثيل الغذائي بشكل جيد، وذلك بفضل استخدام الأساليب الفعالة. تطورت العديد من فروع الكيمياء الحيوية بشكل مكثف في السنوات الأخيرة حتى أنها تطورت إلى اتجاهات وتخصصات علمية مستقلة. بادئ ذي بدء، يمكننا أن نشير إلى التكنولوجيا الحيوية، والهندسة الوراثية، وعلم الوراثة الكيميائية الحيوية، والكيمياء الحيوية البيئية، والكيمياء الحيوية الكمية والفضائية، وما إلى ذلك. دور الكيمياء الحيوية عظيم في فهم جوهر العمليات المرضية والآليات الجزيئية لعمل المواد الطبية.

تتكون جميع الكائنات الحية من الخلايا ومنتجاتها الأيضية. وقد تم إثبات ذلك في عام 1838 من قبل M. Schleiden وT. Schwann، اللذين افترضا أن الكائنات النباتية والحيوانية مبنية من خلايا مرتبة بترتيب معين. وبعد 20 عامًا، صاغ ر. فيرشو أسس نظرية الخلية، مشيرًا إلى أن جميع الخلايا الحية تنشأ من خلايا حية سابقة. وفي وقت لاحق، تطورت نظرية الخلية واستكملت مع تحسن طرق الإدراك. كل خلية عبارة عن وحدة وظيفية منفصلة لها عدد من الميزات المحددة حسب طبيعتها. وتتمثل الكائنات الحية الدقيقة بالخلايا الفردية أو مستعمراتها، وتتكون الكائنات متعددة الخلايا، مثل الحيوانات أو النباتات العليا، من مليارات الخلايا المتصلة ببعضها البعض. والخلية هي نوع من المصانع التي تتم فيها عمليات كيميائية متنوعة ومنسقة، كما هو الحال في المصنع الحقيقي، حيث تحتوي الخلية على مركز تحكم، ومناطق لمراقبة تفاعلات معينة، وآليات تنظيمية. وتستقبل الخلية أيضًا المواد الخام، التي تتم معالجتها لتحويلها إلى منتجات تامة الصنع، والنفايات التي يتم التخلص منها خارج الخلية.

تقوم الخلايا باستمرار بتصنيع المواد الضرورية لوظائفها الحيوية. وتستخدم هذه المواد بشكل متزايد في الصناعة والطب. بعضها فريد ولا يمكن الحصول عليه عن طريق التخليق الكيميائي.

الأنسولين هو هرمون البنكرياس الذي يلعب دورا حيويا في الجسم. هذه المادة هي التي تعزز الامتصاص الكافي للجلوكوز، والذي بدوره هو المصدر الرئيسي للطاقة ويغذي أيضًا أنسجة المخ.

مرضى السكر الذين يضطرون إلى تناول الهرمون عن طريق الحقن يفكرون عاجلاً أم آجلاً في المادة التي يتكون منها الأنسولين، وكيف يختلف دواء عن آخر، وكيف تؤثر نظائرها الاصطناعية للهرمون على صحة الشخص والإمكانات الوظيفية للأعضاء والأنظمة.

الاختلافات بين أنواع الأنسولين المختلفة

الأنسولين دواء حيوي. لا يمكن للأشخاص الذين يعانون من مرض السكري الاستغناء عن هذا العلاج. النطاق الدوائي للأدوية لمرضى السكر واسع نسبيًا.

تختلف الأدوية عن بعضها البعض في عدة جوانب:

تنتج شركات الأدوية الرائدة في العالم كل عام كميات هائلة من الهرمون "الاصطناعي". كما ساهم مصنعو الأنسولين في روسيا في تطوير هذه الصناعة.

في كل عام، يستهلك مرضى السكري في جميع أنحاء العالم أكثر من 6 مليارات وحدة من الأنسولين. ونظراً للاتجاهات السلبية والزيادة السريعة في عدد مرضى السكري، فإن الحاجة إلى الأنسولين ستزداد.

مصادر الحصول على الهرمون

لا يعرف كل شخص ما هو الأنسولين لمرضى السكر، ولكن أصل هذا الدواء الأكثر قيمة مثير للاهتمام حقًا.

تستخدم تكنولوجيا إنتاج الأنسولين الحديثة مصدرين:

• الحيوانات. يتم الحصول على الدواء عن طريق علاج البنكرياس في الماشية (أقل شيوعا)، وكذلك الخنازير. يحتوي الأنسولين البقري على ما يصل إلى ثلاثة أحماض أمينية "إضافية"، وهي غريبة في بنيتها البيولوجية وأصلها عن البشر. هذا يمكن أن يسبب تطور الحساسية المستمرة. ويمكن تمييز الأنسولين الخنزيري عن الهرمون البشري بحمض أميني واحد فقط، مما يجعله أكثر أمانًا. اعتمادًا على كيفية إنتاج الأنسولين ومدى دقة تنقية المنتج البيولوجي، تعتمد درجة قبول الجسم البشري للدواء؛
• نظائرها البشرية. يتم إنتاج المنتجات في هذه الفئة باستخدام أحدث التقنيات. أنشأت شركات الأدوية الرائدة إنتاج الأنسولين البشري في البكتيريا للأغراض الطبية. تستخدم تقنيات التحول الأنزيمي على نطاق واسع للحصول على منتجات هرمونية شبه صناعية. تتضمن تقنية أخرى استخدام تقنيات الهندسة الوراثية المبتكرة للحصول على تركيبات فريدة من الأنسولين المؤتلف للحمض النووي.

كيف تم الحصول على الأنسولين: المحاولات الأولى للصيادلة

تعتبر الأدوية التي يتم الحصول عليها من مصادر حيوانية أدوية منتجة باستخدام التكنولوجيا القديمة. تعتبر الأدوية ذات جودة منخفضة نسبيًا بسبب عدم تنقية المنتج النهائي بشكل كافٍ. في أوائل العشرينات من القرن الماضي، أصبح الأنسولين، على الرغم من أنه يسبب حساسية شديدة، "معجزة دوائية" حقيقية أنقذت حياة الأشخاص الذين يعتمدون على الأنسولين.

كان من الصعب أيضًا تحمل الإطلاقات الأولى للأدوية بسبب وجود البرونسولين في التركيبة. كانت الحقن الهرمونية سيئة التحمل بشكل خاص من قبل الأطفال وكبار السن. بمرور الوقت، تمت إزالة هذه النجاسة (proinsulin) عن طريق تنقية التركيبة بشكل أكثر شمولاً. لقد تخلوا عن الأنسولين البقري تمامًا، لأنه يسبب دائمًا آثارًا جانبية.

مما يتكون الأنسولين: فروق دقيقة مهمة

في الأنظمة العلاجية الحديثة للمرضى، يتم استخدام كلا النوعين من الأنسولين: الحيواني والبشري. أحدث التطورات تجعل من الممكن إنتاج منتجات على أعلى درجة من التنقية.

في السابق، كان من الممكن أن يحتوي الأنسولين على عدد من الشوائب غير المرغوب فيها:

وفي السابق، كانت مثل هذه "المكملات" يمكن أن تسبب مضاعفات خطيرة، خاصة لدى المرضى الذين يضطرون إلى تناول جرعات كبيرة من الدواء.

الأدوية المحسنة خالية من الشوائب غير المرغوب فيها. إذا اعتبرنا الأنسولين من أصل حيواني، فإن أفضل منتج هو منتج أحادي الذروة، والذي يتم إنتاجه مع إنتاج "ذروة" المادة الهرمونية.

مدة التأثير الدوائي

تم إنشاء إنتاج الأدوية الهرمونية في عدة اتجاهات في وقت واحد. اعتمادًا على كيفية صنع الأنسولين، سيتم تحديد مدة استمراره.

تتميز الأنواع التالية من الأدوية:

أدوية قصيرة المفعول للغاية

يعمل الأنسولين قصير المفعول حرفيًا في الثواني الأولى بعد تناول الدواء. ذروة التأثير تحدث بعد 30 - 45 دقيقة. إجمالي وقت التعرض لجسم المريض لا يتجاوز 3 ساعات.

الممثلون النموذجيون للمجموعة: Lizpro وAspart. في النسخة الأولى، يتم إنتاج الأنسولين عن طريق إعادة ترتيب بقايا الأحماض الأمينية في الهرمون (نحن نتحدث عن اللايسين والبرولين). بهذه الطريقة، يتم تقليل خطر حدوث السداسيات أثناء الإنتاج. نظرًا لحقيقة أن هذا الأنسولين يتحلل بسرعة إلى مونومرات، فإن عملية امتصاص الدواء لا تترافق مع مضاعفات وآثار جانبية.

يتم إنتاج الأسبارت بطريقة مماثلة. والفرق الوحيد هو أنه يتم استبدال البرولين من الأحماض الأمينية بحمض الأسبارتيك. يتحلل الدواء بسرعة في جسم الإنسان إلى عدد من الجزيئات البسيطة ويتم امتصاصه على الفور في الدم.

الأدوية قصيرة المفعول

يتم تقديم الأنسولين قصير المفعول في المحاليل العازلة. وهي مخصصة خصيصًا للحقن تحت الجلد. في بعض الحالات، يُسمح بتنسيق مختلف للإدارة، ولكن لا يمكن اتخاذ مثل هذه القرارات إلا من قبل الطبيب.

يبدأ الدواء "بالعمل" بعد 15-25 دقيقة. يتم ملاحظة الحد الأقصى لتركيز المادة في الجسم بعد 2 - 2.5 ساعة من الحقن.

وبشكل عام، يؤثر الدواء على جسم المريض لمدة 6 ساعات تقريبًا. يتم تصنيع الأنسولين من هذه الفئة لعلاج مرضى السكر في المستشفى. إنها تسمح لك بإزالة الشخص بسرعة من حالة ارتفاع السكر في الدم الحاد أو غيبوبة السكري أو الغيبوبة.

الأنسولين متوسط ​​المفعول

تدخل الأدوية ببطء إلى مجرى الدم. يتم إنتاج الأنسولين وفقًا لإجراءات قياسية، ولكن يتم تحسين التركيبة في المراحل النهائية من الإنتاج. لزيادة تأثير سكر الدم، تتم إضافة مواد إطالة خاصة إلى التركيبة - الزنك أو البروتامين. في أغلب الأحيان، يتم تقديم الأنسولين في شكل تعليق.

الأنسولين طويل المفعول

الأنسولين طويل المفعول هو أحدث المنتجات الدوائية اليوم. الدواء الأكثر شعبية هو جلارجين. لم تخف الشركة المصنعة أبدًا المادة التي يصنع منها الأنسولين البشري لمرضى السكر. باستخدام تقنية إعادة اتحاد الحمض النووي، من الممكن إنشاء نظير دقيق للهرمون الذي يتم تصنيعه بواسطة البنكرياس لدى الشخص السليم.

للحصول على المنتج النهائي، يتم إجراء تعديل معقد للغاية لجزيء الهرمون. استبدل الأسباراجين بالجليسين، مع إضافة بقايا الأرجينين. لا يستخدم هذا الدواء لعلاج حالات الغيبوبة أو ما قبل الغيبوبة. يوصف فقط تحت الجلد.

دور السواغات

من المستحيل تخيل إنتاج أي منتج دوائي، وخاصة الأنسولين، دون استخدام إضافات خاصة.

تساعد المكونات المساعدة على تحسين الصفات الكيميائية للدواء، وكذلك تحقيق أقصى درجة من نقاء التركيبة.

وفقا لفئاتها، يمكن تقسيم جميع الإضافات للأدوية التي تحتوي على الأنسولين إلى الفئات التالية:

1. المواد التي تحدد سلفًا مدة تعاطي المخدرات؛
2. تطهير المكونات.
3. مثبتات الحموضة.

المطولون

ومن أجل إطالة مدة تعرض المريض، يتم إضافة أدوية الإطالة إلى محلول الأنسولين.

الأكثر استخدامًا:

مكونات مضادة للميكروبات

تعمل المكونات المضادة للميكروبات على إطالة العمر الافتراضي للأدوية. يساعد وجود مكونات مطهرة على منع تكاثر الميكروبات. وهذه المواد بطبيعتها البيوكيميائية هي مواد حافظة لا تؤثر على نشاط الدواء نفسه.

أشهر الإضافات المضادة للميكروبات المستخدمة في إنتاج الأنسولين هي:

يستخدم كل دواء محدد إضافات خاصة به. يتم بالضرورة دراسة تفاعلهم مع بعضهم البعض بالتفصيل في المرحلة قبل السريرية. الشرط الرئيسي هو أن المادة الحافظة لا ينبغي أن تتداخل مع النشاط البيولوجي للدواء.

يسمح لك المطهر عالي الجودة والمختار بمهارة ليس فقط بالحفاظ على عقم التركيبة على مدى فترة طويلة، ولكن حتى إجراء الحقن داخل الأدمة أو تحت الجلد دون تطهير أنسجة الجلد أولاً. وهذا مهم للغاية في الحالات القصوى عندما لا يكون هناك وقت لعلاج موقع الحقن.