Insuliny

Insulina jest hormonem peptydowym produkowanym przez komórki β wysp trzustkowych.
Spis treści

Insulina jest polipeptydem, wytwarzanym w trzustce (dokładniej przez komórki beta wysp Langerhansa), składającym się z dwóch łańcuchów: łańcucha A złożonego z 21 aminokwasów i łańcucha B złożonego z 30 aminokwasów, które są ze sobą połączone 2 mostkami dwusiarczkowymi. Hormon ten jest podstawą leczenia cukrzycy typu 1 (nazywanej czasem insulinozależną, ang. insulin-dependent diabetes mellitus, IDDM).

Podział insulin

Obecnie nie stosuje się już insulin zwierzęcych. Zastąpiły je otrzymywane za pomocą inżynierii genetycznej (np. z wykorzystaniem pałeczek okrężnicy) insuliny ludzkie. Oprócz nich stosowane są modyfikowane metodami inżynierii genetycznej analogi insuliny, które zostały opracowane w celu otrzymania preparatów mających konkretne właściwości farmakokinetyczne (szczególnie szybki początek działania, oraz krótki lub długi czas działania). Generalnie insuliny można klasyfikować ze względu na budowę oraz czas działania.

Ze względu na budowę insuliny dzielone są na następujące grypy:

  • insuliny ludzkie:
    • insulina izofanowa (Gensulin N, Insulatard),
    • insulina regularna (Actrapid, Gensulin R),
  • analogi insuliny:
    • insulina degludec (Tresiba),
    • insulina detemir (Levemir),
    • insulina glargine (Lantus, Toujeo),
    • insulina lispro (Humalog, Liprolog),
    • insulina aspart (NovoRapid),
    • insulina glulizynowa (Apidra),
  • mieszanki ludzkie (Gensulin M, Mixtard),
  • mieszanki analogowe (Humalog Mix, NovoMix).

Podział insulin ze względu na czas działania przedstawiono w poniższej tabeli.

Insuliny szybko działająceInsuliny krótko działające Insuliny o średnim czasie działaniaInsuliny długo działające
insulina lispro
insulina aspart
insulina glulizynowa
insulina regularnainsulina izofanowainsulina degludek
insulina detemir
insulina glargine
Podział insulin ze względu na czas działania

Mechanizm działania

Podstawowy mechanizm działania insuliny polega na regulowaniu metabolizmu glukozy. Insulina ułatwia wychwyt glukozy w komórkach mięśniowych i adipocytach (komórkach tłuszczowych), jednocześnie hamując uwalnianie glukozy z wątroby. Przyłączenie insuliny do receptora powoduje jego internalizację i uaktywnienie kinazy tyrozynowej, co prowadzi do szeregu reakcji, m.in do fosforylacji białka IRS, aktywacji kinazy, fosfatazy, kinazy-3-fosfatydylo-inozytolu oraz syntetazy glikogenu.

Mechanizm działania insuliny jest wielokierunkowy, a efekty jej działania są następujące:

  • metabolizm węglowodanów:
    • aktywacja transportera glukozy w błonach komórkowych komórek mięśniowych i tłuszczowych, co warunkuje napływ glukozy do ich wnętrza,
    • aktywacja transportera glukozy w błonach komórkowych hepatocytów,
    • pobudzanie glikogenogenezy i glikolizy oraz hamowanie glikogenolizy oraz glukoneogenezy,c warunkuje gromadzenie glukozy w wątrobie w postaci glikogenu,
  • metabolizm białek:
    • pobudzenie transportu niektórych aminokwasów do komórek,
    • pobudzenie syntezy białek w mięśniach, tkance tłuszczowej i wątrobie,
  • metabolizm lipidów:
    • hamowanie tempa lipolizy w tkance tłuszczowej,
    • stymulacja syntezy kwasów tłuszczowych w tkankach,
    • pobudzenie wychwytu triglicerydów z krwi do tkanki tłuszczowej i mięśniowej.
Stosowanie insuliny jest wskazane jako podstawowa terapia w cukrzycy typu I, w cukrzycy II typu, gdy inne leki hipoglikemizujące nie dają odpowiedniej kontroli poziomu glukozy oraz w cukrzycy ciążowej.

Działania niepożądane

W trakcie stosowania insulin mogą pojawić się następujące działania niepożądane:

  • hipoglikemia,
  • lipodystrofia,
  • zatrzymanie wody,
  • insulinooporność,
  • hipertrofia.

Sposoby podania insuliny

Insulina inaktywowana jest przez enzymy żołądkowo-jelitowe, wiec nie może być podawana w formie doustnej. Wyróżniamy poniższe sposoby podania insuliny:

  • wstrzykiwanie podskórne,
  • ciągły wlew podskórny (za pomocą pomp insulinowych),
  • wstrzykiwanie kropli insuliny pod dużym ciśnieniem umożliwiającym ich przenikanie przez skórę (wstrzykiwacze typu jet),
  • drogą wziewną.

Insulina aspart

W insulinie aspart, modyfikacje w strukturze, polegają na zamianie proliny w pozycji 28 jest zamieniona na kwas asparaginowy. Zmiany w strukturze powodują osłabienie jej tendencji do tworzenia dimerów czy heksamerów, co skutkuje szybszym wchłanianiem z tkanki podskórnej i szybszym działaniem.

Schemat budowy insuliny aspart.

Insulina lispro

Modyfikacja struktury insuliny lispro względem naturalnej insuliny polega na zamianie miejscami lizyny i proliny w pozycjach 28 i 29 na C-końcu łańcucha B. Wprowadzona modyfikacja zwiększyła jej wchłanianie i przyśpieszyła działanie.

Schemat budowy insuliny lispro.

Insulina glulizynowa

W insulinie glulizynowej, zmiany w strukturze, w porównaniu do insuliny ludzkiej, polegają na zamianie kwasu asparaginowego w pozycji 3 łańcucha B na lizynę oraz zastąpieniu lizyny w pozycji 29 łańcucha B przez kwas glutaminowy.

Zmiany w sekwencji insuliny glulizynowej uniemożliwiają powstanie heksamerów i innych agregacji wyższego rzędu, co skutkuje jej lepszym wchłanianiem z tkanki podskórnej i szybszym działaniem.

Schemat powstawania heksamerów insuliny.

Insulina izofanowa

Insulina izofanowa NPH (ang. neutral protamin Hagedorn – NPH), posiada identyczną sekwencja aminokwasów z insuliną ludzką, ale jest związana w postaci kryształów tetragonalnych z protaminą i cynkiem. Zapamiętaj, że związanie insuliny w takiej postaci sprawia, że jest ona wolniej uwalniana.

Insulina degludek

W insulinie degludek modyfikacje struktury polegają na delecji treoniny w pozycji 30 łańcucha B oraz dołączeniu do lizyny w pozycji 29, poprzez łącznik w postaci kwasu glutaminowego, 16-węglowego dikarboksylowego kwasu tłuszczowego.

Zmiany w sekwencji i dodatek kwasu tłuszczowego w insulinie degludec powodują tworzenie T6-multiheksamerów oraz tendencję do łączenia się cząsteczki insuliny degludec z albuminami osocza. Oba te czynniki wpływają na przedłużony efekt działania insuliny degludec.

Insulina glargin

W insulinie glargin zmiany struktury polegają na zamianie asparaginy na glicynę w pozycji 21 łańcucha A oraz wydłużeniu łańcucha B od C-końca poprzez dodanie dwóch 2 arginin. Opisane zmiany spowodowały przesunięcie punktu izoelektrycznego z 5.5 do 6.9, co powoduje powstanie powoli dysocjujących precypitatów.

Insulina detemir

W insulinie detemir modyfikacją jest przyłączenie kwasu mirystynowego do lizyny w pozycji 29 łańcucha B oraz usunięcie treoniny w pozycji B30. Dodatek kwasu tłuszczowego i zmiana sekwencji sprawia, że cząsteczki insuliny detemir łączą się z albuminami osocza oraz tworzą T6-diheksamery. Oba te czynniki wpływają na przedłużenie efektu jej działania.

Piśmiennictwo:

  1. Ciegła, U., Folwarczna, J., Janas, A., Janiec, R., Janiec, W., Kaczmarczyk – Sedlak, I., Londzin, P., Nowińska, B., Podwińska, E., Pytlik, E., Śliwiński, L., Ireneusz- Trzeciak, H., (2021). Kompendium Farmakologii. PZWL Wydawnictwo Lekarskie.
  2. Jawień, J., Korbut, R., Olszanecki, R, Wołkow, P. (2017). Farmakologia. PZWL Wydawnictwo Lekarskie.
  3. Bujak-Gliżycka, B., Gębska A., Jakubowski, A., Jawień, J., Korbut, R., Lorkowski, B., Marcinkiewicz, E., Olszanecki, R, Wołkow, P., Woroń, J. (2009). Farmakologia po prostu. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego.
  4. Rajtar-Cynke G., (2015). Farmakologia. PZWL Wydawnictwo Lekarskie.
  5. Brunton, L., Hilal-Dandan, R., Knollman, B. (2017). Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics. Thirteenth edition. McGraw-Hill Education.
  6. Mutschler, E., Geisslinger, G., Kroemer, H. K., Ruth, P., Schaefer-Korting. (2013). Mutschler Farmakologia i Toksykologia. Wydanie trzecie. MedPharm.
  7. Katzung, B.G., Masters, S.B., Trevor, A.J. (2012). Farmakologia ogólna i kliniczna. Wydanie pierwsze. MedPharm

 

Data ostatniej aktualizacji: 6 miesięcy temu
Opracowanie: Dorota Szmit, dr n. farm. Karolina Matyjaszczyk-Gwarda
Spis treści
Powered By MemberPress WooCommerce Plus Integration

Zaloguj się

Nie masz konta? Wykup dostęp

Zgłoś problem/uwagę/błąd

Wypowiedz się na temat wpisu "Insuliny"

Tylko zalogowani użytkownicy mogą zgłaszać uwagi.