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Was macht Insulin?

Insulin ist das Hauptarzneimittel zur Behandlung von Patienten mit Typ-1-Diabetes. Manchmal wird es auch verwendet, um den Zustand des Patienten zu stabilisieren und sein Wohlbefinden bei der zweiten Art von Krankheit zu verbessern. Diese Substanz ist von Natur aus ein Hormon, das in geringen Dosen den Stoffwechsel von Kohlenhydraten beeinflussen kann. Normalerweise produziert die Bauchspeicheldrüse eine ausreichende Menge Insulin, wodurch der physiologische Blutzuckerspiegel aufrechterhalten wird. Bei schwerwiegenden endokrinen Störungen sind Insulininjektionen oft die einzige Chance, dem Patienten zu helfen. Leider kann es nicht oral (in Pillenform) eingenommen werden, da es im Verdauungstrakt vollständig zerstört wird und seinen biologischen Wert verliert.

Optionen für Insulin zur Verwendung in der medizinischen Praxis

Viele Diabetiker haben sich wohl einmal gefragt, was Insulin ausmacht, das für medizinische Zwecke verwendet wird? Derzeit wird dieses Arzneimittel am häufigsten gentechnisch und biotechnologisch gewonnen, manchmal jedoch auch aus Rohstoffen tierischen Ursprungs gewonnen.

Drogen aus Rohstoffen tierischen Ursprungs

Die Gewinnung dieses Hormons aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen und Rindern ist eine alte Technologie, die heute nur noch selten eingesetzt wird. Dies liegt an der geringen Qualität des Medikaments, seiner Neigung zu allergischen Reaktionen und einem unzureichenden Reinigungsgrad. Tatsache ist, dass ein Hormon, da es sich um eine Proteinsubstanz handelt, aus einem bestimmten Satz von Aminosäuren besteht.

Das im Körper eines Schweins produzierte Insulin unterscheidet sich in der Aminosäurezusammensetzung vom Humaninsulin um 1 Aminosäure und vom Rinderinsulin um 3.

Zu Beginn und in der Mitte des 20. Jahrhunderts, als es keine ähnlichen Medikamente gab, wurde selbst dieses Insulin zu einem Durchbruch in der Medizin und ermöglichte die Behandlung von Diabetikern auf einem neuen Niveau. Durch diese Methode gewonnene Hormone senken jedoch den Blutzucker, während sie häufig Nebenwirkungen und Allergien hervorrufen. Unterschiede in der Zusammensetzung der Aminosäuren und Verunreinigungen des Arzneimittels wirkten sich auf den Zustand der Patienten aus, was insbesondere bei den anfälligeren Patientengruppen (Kinder und ältere Menschen) deutlich wurde. Ein weiterer Grund für die schlechte Verträglichkeit eines solchen Insulins ist das Vorhandensein seines inaktiven Vorläufers im Arzneimittel (Proinsulin), das bei dieser Variation des Arzneimittels nicht beseitigt werden konnte.

Heutzutage gibt es verbesserte Schweineinsuline, die diese Nachteile nicht aufweisen. Sie werden aus der Bauchspeicheldrüse des Schweins gewonnen, danach aber einer zusätzlichen Verarbeitung und Reinigung unterzogen. Sie sind mehrkomponentig und enthalten in ihrer Zusammensetzung Hilfsstoffe.


Modifiziertes Schweineinsulin unterscheidet sich praktisch nicht vom menschlichen Hormon und wird daher in der Praxis immer noch verwendet.

Solche Medikamente werden von Patienten wesentlich besser vertragen und verursachen praktisch keine Nebenwirkungen, sie hemmen das Immunsystem nicht und senken den Blutzucker wirksam. Rinderinsulin wird heute in der Medizin nicht mehr verwendet, da es aufgrund seiner Fremdstruktur das Immunsystem und andere Systeme des menschlichen Körpers beeinträchtigt.

Gentechnisch hergestelltes Insulin

Humaninsulin, das für Diabetiker verwendet wird, wird im industriellen Maßstab auf zwei Arten hergestellt:

Lagerbedingungen für Insulin
  • unter Verwendung einer enzymatischen Behandlung von Schweineinsulin;
  • mit gentechnisch veränderten Escherichia coli oder Hefestämmen.

Durch die physikalisch-chemische Veränderung des Schweineinsulinmoleküls unter Einwirkung spezieller Enzyme wird Humaninsulin identisch. Die Aminosäurezusammensetzung des resultierenden Präparats unterscheidet sich nicht von der Zusammensetzung des natürlichen Hormons, das beim Menschen produziert wird. Während des Produktionsprozesses unterliegt das Medikament einer hohen Clearance und verursacht daher keine allergischen Reaktionen und andere unerwünschte Manifestationen.

Am häufigsten wird Insulin jedoch mit modifizierten (gentechnisch veränderten) Mikroorganismen gewonnen. Bakterien oder Hefen, die biotechnologische Methoden anwenden, werden so modifiziert, dass sie selbst Insulin produzieren können.

Neben dem Insulin selbst spielt die Reinigung eine wichtige Rolle. Um sicherzustellen, dass das Medikament keine allergischen und entzündlichen Reaktionen hervorruft, müssen in jedem Stadium die Reinheit der Stämme von Mikroorganismen und aller Lösungen sowie die verwendeten Inhaltsstoffe überwacht werden.

Es gibt 2 Methoden, um dieses Insulin zu erhalten. Die erste basiert auf der Verwendung von zwei verschiedenen Stämmen (Arten) eines einzelnen Mikroorganismus. Jeder von ihnen synthetisiert nur einen Strang des Hormon-DNA-Moleküls (es gibt zwei von ihnen, und sie sind spiralförmig miteinander verdreht). Dann werden diese Ketten verbunden, und in der resultierenden Lösung ist es bereits möglich, die aktiven Insulinformen von denjenigen zu trennen, die keine biologische Bedeutung haben.

Die zweite Methode zur Gewinnung von Arzneimitteln unter Verwendung von Escherichia coli oder Hefe basiert auf der Tatsache, dass die Mikrobe zuerst inaktives Insulin produziert (das heißt, ihr Vorgänger ist Proinsulin). Anschließend wird diese Form durch eine enzymatische Behandlung aktiviert und in der Medizin verwendet.


Personen, die Zugang zu bestimmten Produktionsbereichen haben, sollten immer einen sterilen Schutzanzug tragen, der den Kontakt mit den menschlichen Körperflüssigkeiten verhindert

Alle diese Prozesse sind in der Regel automatisiert, die Luft und alle Kontaktflächen mit Ampullen und Fläschchen sind steril, und die Leitungen mit den Geräten sind versiegelt.

Methoden der Biotechnologie ermöglichen es Wissenschaftlern, über alternative Lösungen für das Diabetes-Problem nachzudenken. Beispielsweise werden präklinische Studien zur Produktion künstlicher Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse durchgeführt, die mit gentechnischen Methoden gewonnen werden können. Vielleicht werden sie in Zukunft verwendet, um die Funktion dieses Organs bei einer kranken Person zu verbessern.


Die Herstellung moderner Insulinpräparate ist ein komplexer technologischer Prozess, der Automatisierung und minimale Eingriffe des Menschen umfasst.

Zusätzliche Komponenten

Die Herstellung von Insulin ohne Hilfsstoffe ist in der modernen Welt kaum vorstellbar, da sie die chemischen Eigenschaften verbessern, die Einwirkungszeit verlängern und einen hohen Reinheitsgrad erreichen können.

Alle weiteren Inhaltsstoffe lassen sich nach ihren Eigenschaften in folgende Klassen einteilen:

  • Prolongatoren (Substanzen, die verwendet werden, um eine länger wirkende Droge sicherzustellen);
  • desinfizierende Inhaltsstoffe;
  • Stabilisatoren, dank denen die optimale Säure in der Lösung des Arzneimittels aufrechterhalten wird.

Längerfristige Ergänzungen

Es gibt verlängerte Insuline, deren biologische Aktivität 8 bis 42 Stunden dauert (abhängig von der Gruppe des Arzneimittels). Dieser Effekt wird durch die Zugabe von speziellen Substanzen - Prolongatoren - zur Injektionslösung erreicht. Meistens wird eine dieser Verbindungen für diesen Zweck verwendet:

  • Eichhörnchen;
  • Zinkchloridsalze.

Proteine, die die Wirkung des Medikaments verlängern, werden einer detaillierten Reinigung unterzogen und sind allergiearm (z. B. Protamin). Zinksalze beeinträchtigen weder die Insulinaktivität noch das menschliche Wohlbefinden.

Antimikrobielle Bestandteile

Desinfektionsmittel in der Zusammensetzung des Insulins sind notwendig, damit es während der Lagerung und Anwendung die mikrobielle Flora nicht vermehrt. Diese Substanzen sind Konservierungsstoffe und gewährleisten die Sicherheit der biologischen Aktivität des Arzneimittels. Wenn ein Patient ein Hormon nur aus einer Flasche in sich selbst injiziert, kann die Medikation mehrere Tage dauern. Aufgrund der hochwertigen antibakteriellen Komponenten muss er nicht verwendetes Medikament aufgrund der theoretischen Möglichkeit der Reproduktion von Mikroben in Lösung wegwerfen.

Als desinfizierende Bestandteile bei der Herstellung von Insulin können solche Substanzen eingesetzt werden:

  • Metacresol;
  • Phenol;
  • Parabene.

Wenn Zinkionen in der Lösung enthalten sind, wirken sie aufgrund ihrer antimikrobiellen Eigenschaften auch als zusätzliches Konservierungsmittel.

Bestimmte desinfizierende Inhaltsstoffe eignen sich zur Herstellung jeder Art von Insulin. Ihre Wechselwirkung mit dem Hormon muss im Stadium der präklinischen Untersuchung untersucht werden, da das Konservierungsmittel die biologische Aktivität von Insulin nicht stören oder auf andere Weise seine Eigenschaften beeinträchtigen darf.

Die Verwendung von Konservierungsmitteln ermöglicht es Ihnen in den meisten Fällen, das Hormon ohne Vorbehandlung mit Alkohol oder anderen Antiseptika unter die Haut zu bringen (dies wird vom Hersteller normalerweise in der Gebrauchsanweisung erwähnt). Dies vereinfacht die Verabreichung des Arzneimittels und reduziert die Anzahl der vorbereitenden Eingriffe vor der Injektion. Diese Empfehlung funktioniert jedoch nur, wenn eine Lösung unter Verwendung einer einzelnen Insulinspritze mit einer dünnen Nadel injiziert wird.

Stabilisatoren

Stabilisatoren werden benötigt, um den pH-Wert der Lösung auf einem vorgegebenen Niveau zu halten. Der Säuregrad hängt von der Sicherheit des Arzneimittels, seiner Aktivität und der Stabilität seiner chemischen Eigenschaften ab. Bei der Herstellung von Injektionshormonen für Diabetiker werden üblicherweise Phosphate zu diesem Zweck verwendet.

Für Insulin mit Zink werden Lösungsstabilisatoren nicht immer benötigt, da Metallionen dazu beitragen, das notwendige Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Wenn sie noch verwendet werden, verwenden Sie anstelle von Phosphaten andere chemische Verbindungen, da die Kombination dieser Substanzen zur Ausfällung und Ungeeignetheit des Arzneimittels führt. Eine wichtige Eigenschaft, die allen Stabilisatoren auferlegt wird, ist die Sicherheit und die Unfähigkeit, irgendwelche Reaktionen mit Insulin einzugehen.

Die Auswahl injizierbarer Medikamente gegen Diabetes für jeden einzelnen Patienten sollte von einem kompetenten Endokrinologen vorgenommen werden. Insulin hat nicht nur die Aufgabe, den normalen Blutzuckerspiegel aufrechtzuerhalten, sondern auch andere Organe und Systeme nicht zu schädigen. Das Medikament muss chemisch neutral, allergenarm und möglichst erschwinglich sein. Es ist auch sehr praktisch, wenn das ausgewählte Insulin über die Dauer der Wirkung mit seinen anderen Versionen gemischt werden kann.

Sehen Sie sich das Video an: Welche Aufgaben hat Insulin? (Dezember 2019).

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