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概述
(一)胰島及胰島細(xì)胞的種類
1. 200萬,約占胰腺重量的1%~2%,總重量約1g~2g。
2. 直徑多在75~175urn。
3. 多種不同的細(xì)胞團,其細(xì)胞主要包括A(a)細(xì)胞,B(fi)細(xì)胞、D(iq)細(xì)胞、PP細(xì)胞,此外還有少量的EC細(xì)胞(腸嗜鉻細(xì)胞)和D1細(xì)胞。
4. 胰島細(xì)胞的種類
細(xì)胞種類 |
約占胰島細(xì)胞總數(shù)的% |
分泌物 |
A細(xì)胞(fi) |
20% |
胰高血糖素 |
B細(xì)胞(a) |
75% |
胰島素、C肽及胰島素原 |
D細(xì)胞(g) |
3%~5% |
生長抑素及小量胃泌素 |
P細(xì)胞(PP) |
<2% |
胰多肽 |
(二)胰島素的生物化學(xué)
B細(xì)胞分泌的蛋白激素,由51個a氨基酸組成,分子量約6000,A鏈(21肽)、B鏈(30肽)雙鏈,三個二硫鍵;酸性蛋白,酸、中性條件下穩(wěn)定。不同物種的胰島素,氨基酸的組成不同。
1. 胰島素一級結(jié)構(gòu) 種系非常古老,不同種系結(jié)構(gòu)差異很大,但分子中核心部位的氨基酸殘基以及二硫鍵均得以保留,說明這些部位對胰島素分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定以及胰 島素的生理功能發(fā)揮著重大的作用。胰島素以及結(jié)構(gòu)的差異并不影響其在異種動物體內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)作用,但卻足以使這種胰島素成為抗原,產(chǎn)生抗體。
2. 胰島素的二級結(jié)構(gòu) A鏈中含有兩個螺旋區(qū),位于Al-A8及A13-A19之間,這兩個螺旋區(qū)的軸是反向平行的。B鏈中最主要的二級結(jié)構(gòu)則為B9- B19之間的a螺旋,從B19后,肽鏈突然朝B23轉(zhuǎn)向。此外,在晶體形式中,B1-B8區(qū)域也有一級螺旋結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)與胰島素六聚體的形成有關(guān)。
3. 胰島素的三級結(jié)構(gòu) A鏈B鏈相互折疊,形成致密的胰島素原粒結(jié)構(gòu)。原粒結(jié)構(gòu)的內(nèi)核由疏水氨基酸殘基組成,對維持胰島素的整體結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。在B細(xì)胞中, 胰島素以鋅胰島素六聚體的形式貯存于分泌顆粒中。這種胰島素六聚體有三個結(jié)構(gòu)相同的二聚體組成,三個二聚體以三折對稱的方式相互交連。
?。ㄈ┮葝u素基因
編碼前胰島素原的基因位于第11對染色體的短臂上,基因共有1355個堿基對,其編碼區(qū)域包括3個外顯子,分別編碼前胰島素原的前肽、B鏈及部分C肽 以及A鏈和其他部分的C肽。首先合成的是前胰島素原(Preproinsulin),經(jīng)過裂解胰島素原(Splitproinsulin)、胰島素原 (Proinsulin),逐步加工成胰島素。
(四)胰島素受體
是一種蛋白復(fù)合體,由2個a亞單位及2個a亞單位組成的四聚體,前者分子量約為 135000,后者分子量約為95000,4個亞單位由二硫鍵連接。編碼胰島素受體的基因位于第19號染色體短臂之上,位置與低密度脂蛋白受體基因接近。
(五)胰島素的分泌
1. 通過細(xì)胞排粒作用,釋放入血液。
2. 基礎(chǔ)分泌量:24U,進餐**:24U。
3. Ca++增加微管微絲活動,加速p細(xì)胞顆粒的移動。
4. p細(xì)胞的胰島素分泌功能是被葡萄糖傳感器調(diào)控的。
胰島素的分泌時相
第一時相:快速分泌相。p細(xì)胞接受葡萄糖**,在0.5~1.0分鐘的潛伏期后,出現(xiàn)快速分泌峰,持續(xù)5~10分鐘后減弱。
第二時相:延遲分泌相。快速分泌相后出現(xiàn)的緩慢但持久的分泌峰,其峰值位于**后30分鐘左右。
(六)影響胰島素釋放的因素
1.營養(yǎng)物葡萄糖 有效**閾濃度:4mmol/L(72mg/dL),最佳反應(yīng)濃度范圍: 5.5~17mmol/l(100-300mg/dl);氨基酸:能增強葡萄糖對胰島素分泌的**作用。
2.神經(jīng)系統(tǒng) 植物神經(jīng)系統(tǒng):交感神經(jīng)興奮,升糖激素釋放增大,血糖升高;副交感神經(jīng)(迷走神經(jīng))興奮時,如餐后血糖,升高**迷走神經(jīng)可引起胰島素分泌增大,血糖下降;中樞神經(jīng);神經(jīng)肽。
3.內(nèi)分泌激素 胰島激素:胰升血糖素、生長抑素;胃腸激素:胰泌素、膽囊收縮素、胃泌素、抑胃肽;其它升糖激素:生長激素、糖皮質(zhì)激素、兒茶酚胺等
4.藥物:如離子通道活性劑-鉀離子通道激動劑:如多種降壓藥、長壓定、利尿劑;鉀離子通道阻滯劑:如磺脲藥;鈣離子通道激動劑;鈣離子通道阻滯劑:如心痛定、尼莫的平、尼群的平等。
5.其它:饑餓:糖代謝減慢,胰島素分泌減少;運動:使外周組織對胰島素的敏感性增強,胰島素分泌減少;年齡:衰老使胰島B細(xì)胞葡萄糖的反應(yīng)性下降,胰島素快速反應(yīng)遲鈍。
(七)胰島素生理效應(yīng)
胰島素是人體的一種重要的合成激素,其主要作用是抑制分解、促進合成、降低血糖。對碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的營養(yǎng)成分均有重要的促進存儲作用。
1.糖代謝效應(yīng) 促進葡萄糖進入細(xì)胞,增強葡萄糖激酶和己糖激酶的活性而促進葡萄糖磷酸化誘導(dǎo)磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和丙酮酸脫氫酶活性,進而促進葡萄糖的酵解和氧化。 促進肝糖元合成酶的活性,增強己糖合成肝糖原和肌糖原的能力,同時抑制糖異生作用,使脂肪分解以及甘油、乳酸、氨基酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖的能力下降。
2、脂代謝效應(yīng) 對于脂肪代謝來說,胰島素能夠促進脂肪的合成,抑制脂肪分解,從而達(dá)到降低甘油三酯、膽固醇、低密度脂蛋白及游離脂肪酸。抑制脂肪酸及氨基酸向酮體轉(zhuǎn)化,加速酮體利用,降低血酮。
3.蛋白質(zhì)代謝效應(yīng)促進氨基酸通過細(xì)胞膜進入細(xì)胞,并促進合成蛋白質(zhì)的mRNA的生成,從而使蛋白質(zhì)的生成增加,分解減少。
(八)胰島素的代謝與清除
不與血漿蛋白,但能同胰島素抗體結(jié)合而使血漿胰島素的總用時間延長。主要在肝臟及腎臟清除:清除比率肝:腎:周圍組織為6:3:2。流經(jīng)肝臟的胰島素約有 40%~60%被提取并被代謝分解,其余的胰島素經(jīng)過肝臟進入體循環(huán)。周圍動脈中的胰島素的濃度約為門靜脈血中濃度的1/2~1/3。成人胰島素合成量約為48u/d。
胰島素的分類
藥用胰島素種類
1.動物胰島素。豬胰島素;牛胰島素。
2.人胰島素。半生物合成人胰島素;基因重組人胰島素。
3.胰島素類似物。
胰島素制劑分類 |
||||||
類型 |
外觀 |
添加蛋白 |
作用時間(h) |
|||
起效 |
高峰 |
持續(xù)時間 |
||||
速效 |
|
無 |
10-20min |
40min |
3-5 |
|
短效 |
清亮 |
無 |
0.3-0.7 |
2-4 |
5-8 |
|
Regular Insulin |
清亮 |
|
|
|
|
|
中效 |
|
魚精蛋白 |
1-2 |
6-12 |
18-24 |
|
NPH |
濁 |
無 |
1-2 |
6-12 |
18-24 |
|
Lante |
濁 |
|
|
|
|
|
長效 |
|
|
4-6 |
14-20 |
24-36 |
|
Protamine Zinc |
濁 |
魚精蛋白 |
4-6 |
16-18 |
24-36 |
|
Ultralante |
濁 |
無 |
|
|
|
我國臨床常用的胰島素制劑
分類 |
品名 |
生產(chǎn)廠家 |
分子結(jié)構(gòu) |
純度 |
超短效 |
諾和銳 |
丹麥諾和諾德 |
|
單組分 |
|
Lyspro |
美國禮來 |
|
單組分 |
|
普通 |
國產(chǎn) |
豬 |
普通 |
|
徐州中性 |
國產(chǎn) |
豬 |
單峰 |
|
諾和靈R |
丹麥諾和諾德 |
人 |
單組分 |
|
優(yōu)泌林R |
美國禮來 |
人 |
單組分 |
|
涂州中性 |
國產(chǎn) |
單峰 |
單峰 |
|
諾和靈N |
丹麥諾和諾德 |
人 |
單組分 |
|
優(yōu)泌林N |
美國禮來 |
人 |
單組分 |
|
諾和靈30(50)R |
丹麥諾和諾德 |
人 |
單組分 |
|
優(yōu)泌林30(50)R |
美國禮來 |
人 |
單組分 |
|
PZI |
國產(chǎn) |
豬 |
|
|
來得時 |
美國 |
|
單組分 |
(五)胰島素類似物的特點
1.共同特點 作為藥用的確胰島素均為含鋅的六聚體,吸收和代謝比單體胰島素慢;胰島素B鏈第28位是容易聚合的關(guān)鍵部位田28是脯氨酸),采用基 因技術(shù)將其替換成其他氨基酸(如天門冬氨酸或賴氨酸),使其表現(xiàn)出單體胰島素的特性——與鋅離子的親和力較低,吸收快,代謝快,作用時間短。
2.胰島素類似物諾和銳的特性 獨特的人胰島素類似物,使用基因技術(shù)重組而成,B28位的脯氨酸(Pro)被天門冬氨酸(Asp)所替代,減少六聚體聚合反應(yīng),比常規(guī)胰島素吸收更為迅速,可以安全有效地應(yīng)用于CSII。
3.胰島素類似物憂必樂的特性 結(jié)構(gòu):B鏈的28和29的Prolys調(diào)換位置,結(jié)果:起效快。由6聚體變?yōu)閱误w的速度加快,吸收加快。
4.速效胰島素類似物的優(yōu)點 較低的餐后1小時和2小時血糖.如果可能代替胰島素,可獲得更好的降低HbAlc的效果,較少發(fā)生低血糖,更靈活的生活方式,在胰島素泵中使用,較普通胰島素對血糖的控制更有效。
5.慢作用長效胰島素類似物 Detemir,Gtargin可與血液循環(huán)中的白蛋白結(jié)合,循環(huán)于血液中,并可于細(xì)胞胰島素受體結(jié)合,同時脫離白蛋 白。Detemir,也可于靶組織中的白蛋白結(jié)合。上述Detemir-白蛋白復(fù)合物延長了其半衰期(約14小時),與NPH相似。臨床多用于睡前注射, 控制基礎(chǔ)血糖,而不易引起低血糖。
糖尿病胰島素治療
(一)胰島素治療的目的
①預(yù)防嚴(yán)重代謝紊亂 ②預(yù)防長期的大血管和微血管并發(fā)癥 ③緩解高血糖引起的癥狀 ④避免頻繁的低血糖發(fā)生 ⑤提高生活質(zhì)量,延長壽命。
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