Хумулин

Хумулин – противодиабетический препарат на основе рекомбинантного человеческого инсулина. Как создаются препараты такого класса, и каково их действие на организм?

Хумулин: справка

Хумулин – препарат на основе человеческого рекомбинатного инсулина, который применяется для поддержания гомеостаза глюкозы в крови. Основное действие инсулина – регуляция метаболизма глюкозы. Кроме того, инсулин также оказывает воздействие на ряд анаболических и катаболических процессов в разных тканях. В частности, в мышечных тканях это усиление продукции гликогена, жирных кислот, глицерина и белков. Инсулин способствует увеличению поглощения аминокислот с одновременным угнетением гликогенолиза (распада гликогена до глюкозы), глюконеогенеза, липолиза, кетогенеза, катаболизма белков и высвобождения аминокислот.

Как действует инсулин

Как действует инсулин

Инсулин – гормон поджелудочной железы, который необходим организму для регуляции уровня сахара в крови. Это единственный гормон в организме, действие которого направлено на снижение концентрации глюкозы в крови. Как он действует?

Клетки организма на своей поверхности имеют инсулиновые рецепторы, с которыми специфическим образом связывается инсулин. Когда гормон связался с рецептором, то клетка способна поглотить циркулирующую в крови глюкозу, которая необходима в качестве топлива для клеток. При этом переносят глюкозу внутрь клетки специальные белки GLUT. На сегодняшний день идентифицировано 6 разновидностей таких транспортных белков, однако ученые не исключают того, что их гораздо больше.

При повышении концентрации сахара в крови в бета-клетки поджелудочной железы подается сигнал на стимуляцию выработки инсулина. Инсулин выходит в кровь, связывается с клетками, который «открываются» для поступления внутрь глюкозы, благодаря чему уровень сахара в крови снижается. Если инсулина недостаточно по тем или иным соображениям, то это значит, что меньше клеток в организме будут готовы поглотить глюкозу. При таком развитии событий уровень сахара в крови повышается, развивается сахарный диабет, приводящий к развитию характерных для данной патологии симптомов.

Получение инсулина

Первые эксперименты по инсулину на собаках 

Что такое рекомбинантный человеческий инсулин

В 1921 году талантливому биохимику Джеймсу Коллипу удалось очистить инсулин, выделенный из панкреатического сока животных. И уже в 1922 году 11 января была произведена первая в мире инъекция инсулина 14-летнему подростку Леонарду Томпсону, который страдал сахарным диабетом. Однако эта попытка оказалась неудачной, поскольку инсулин был недостаточно очищен и вызвал аллергию. Ученый дальше работал над очисткой, и спустя 12 дней Леонарду ввели вторую дозу инсулина. На сей раз лечение оказалось успешным. У подростка не отметили появления побочных эффектов, а сахарный диабет перестал прогрессировать.

С этих времен началась новая эра в лечении сахарного диабета первого типа, ведь до этого болезнь считалась смертельной. Всего несколько месяцев жили люди с прогрессирующим сахарным диабетом первого типа, а с появлением инсулина они сумели жить полноценно до старости.

Инсулин для инъекций выделяют из организма коров или свиней. Такой инсулин действует эффективно, однако от человеческого он несколько отличается (на несколько аминокислот), и у некоторых пациентов на такой инсулин может развиться аллергия. С появлением методов генетической инженерии удалось получить человеческий рекомбинантный инсулин, который полностью идентичен гормону, вырабатываемому в поджелудочной железе у человека.

Рекомбинантный инсулин

Схема получения 

Как получают рекомбинантный инсулин

Как же производят препарат Хумулин и его аналоги, содержащие рекомбинантный человеческий инсулин? Как известно, инсулин – это пептид (белок), а значит, что он кодируется определенными генами. С генов считывается информация, образуется копия гена (матричная РНК), которая из ядра клетки выходит в цитоплазму. Затем в цитоплазме на матричную РНК садятся молекулярные машины рибосомы, которые считывают информацию с РНК, и на основании считанного кода синтезируют инсулин.

В 70-х годах прошлого столетия активно стала развиваться генная инженерия. Ученым открылся мир плазмид – кольцевых ДНК бактерий, которые оказались великолепным инструментом для генетических технологий. Оказалось, что в эту самую кольцевую ДНК можно вставить любой ген из любого другого организма, после чего бактерия начнет производить белок, который кодируется этим геном. Как это осуществляется?

Для начала специальными ферментами – рестриктазами вырезается нужный нам ген или гены (например, гены, кодирующие пептидные цепи инсулина). Этими же рестриктазами в определенном месте разрезается плазмида (кольцевая ДНК). Затем эти два ингредиента смешиваются с другими реактивами при определенных условиях. Так происходит склеивание вырезанного нами гена с кольцевой ДНК бактерии. Кольцевая ДНК вновь замыкается в кольцо, но уже с новой генетической информацией – дополнительными генами, кодирующими человеческий инсулин. Затем полученную ДНК вставляют в бактерию (при определенных условиях плазмиды проникают внутрь клетки). После этой процедуры полученные бактерии с новыми плазмидами выращивают в больших количествах для получения человеческого инсулина. В настоящее время таким образом производят инсулин в кишечной палочке или дрожжах.

Препарат Хумулин изготовлен по вышеописанной технологии. Это рекомбинантный человеческий инсулин, идентичный по составу с инсулином, вырабатываемом в поджелудочной железе человека. Выпускается препарат в виде суспензий для подкожного введения. Применять его можно только по назначению врача. При этом следует быть внимательными, поскольку выпускается препарат под разными марками и типами, что может потребовать изменения в дозировке. В аптечных сетях Украины препарат присутствует, и его цена составляет 800-1200 гривен в зависимости от производителя и типа инсулина.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: