3.9. Биотехнология, клеточная и генная инженерия, клонирование. 

В фармацевтике выделяют препараты инсулина с коротким воздействием. «Сотрудничая» со специфическими рецепторами внешних клеточных мембран, эти лекарства образуют инсулиновый рецепторный комплекс. Они повышают синтез клеток печени. Кроме того, они проникают непосредственно в мышцы. Растворимый инсулин на внутриклеточные процессы оказывает стимулирующее воздействие.

Когда назначается?

Лекарства на основе растворимого инсулина назначаются пациентам в следующих случаях:

• При наличии диабета, относящегося к первому типу.
• При наличии диабета, относящегося ко второму типу на стадии резистентности к гипогликемическим пероральным медикаментам.
• На фоне частичной резистентности к гипогликемическим пероральным медицинским средствам в составе комбинированной терапии.
• В случае развития диабетического кетоацидоза или кетоацидотической и гиперосмолярной комы.
• При диабете, возникшем в период беременности вследствие неэффективности диетотерапии.
• В целях интермиттирующего применения на фоне инфекций, которые сопровождаются высокой температурой.
• Непосредственно перед предстоящими хирургическими операциями или родами.
• В случае нарушения обмена веществ.
• В случае перехода на лечение пролонгированными лекарствами инсулина.

Правила использования

Чаще всего применяется подкожное введение инсулина.

Формирование складки

В неотложных случаях лекарство вводится внутривенно.

При тяжелом состоянии пациента

Даже диабетик со стажем может допустить ошибку при применении препарата.

Для того, чтобы избежать осложнений, необходимо:

1. Перед использованием проверить срок годности лекарства.
2. Соблюдать рекомендации по хранению: запасные флаконы должны храниться в холодильнике. Начатый флакон можно хранить при комнатной температуре в темном месте.
3. Убедитесь, что хорошо запомнили нужную дозировку: еще раз прочитайте рецепт врача.
4. Перед инъекцией обязательно выпустить воздух из шприца.
5. Кожа должна быть чистой, но использовать спирт для обработки нежелательно, так как он снижает эффективность препарата.
6. Выбрать оптимальное место для инъекции. При введении под кожу живота препарат подействует быстрее. Медленнее всасывается инсулин при введении в ягодичную складку или плечо.
7. Использовать всю площадь поверхности (профилактика развития местных осложнений). Расстояние между инъекциями должно быть не меньше 2 см.
8. Захватить кожу в складку, чтобы снизить риск попадания в мышцу.
9. Шприц вводить под кожу под углом, чтобы лекарство не вытекло.
10. При инъекциях в живот инсулин короткого действия вводить за 20 минут до приема пищи. В случае выбора плеча или ягодицы – за тридцать минут до еды.

Дозировка лекарства

Дозу и способ ввода препарата специалист определяет в индивидуальном порядке, отталкиваясь от показателей содержания глюкозы в крови перед едой и через два часа после нее. Прием инсулина также зависит от степени глюкозурии, а кроме того, от особенностей течения диабетического заболевания.

Препарат вводят разными способами. Он может применяться внутривенно или внутримышечно, но это всегда решает исключительно врач. Вводят растворимый инсулин за полчаса до еды. Очень часто вводят это лекарство пациентам посредством капельницы. Но при наличии диабетической комы, кетоацидоза, а также в период оперативного вмешательства используется внутримышечное или внутривенное применение.

При монотерапии, как правило, кратность составляет три раза в сутки (но в случае необходимости процедуру проводят до шести раз в день). Точка инъекций каждый раз меняется во избежание развития атрофии, а кроме того, гипертрофии подкожной жировой клетчатки.

Средней суточной дозой инсулина растворимого [человеческого генно-инженерного] являются 40 ЕД, а для детей требуется 8 ЕД. При суточной дозировке, которая превышает 0,6 ЕД на килограмм веса, инсулин требуется вводить в виде двух и более инъекций в разные районы тела. Растворимый инсулин можно комбинировать с аналогами длительного воздействия. Раствор инсулина набирается из флакона при помощи стерильной иглы. Острым ее концом прокалывается резиновая пробка, которую протирают этанолом после того, как снят алюминиевый колпачок.

Теперь рассмотрим негативные реакции организма, которые могут возникать при приеме растворимого инсулина.

Современные технологии

Рекомбинантный инсулин
Виды препарата в зависимости от способа получения:

Побочное действие

При использовании инсулина растворимого [человеческого генно-инженерного] для лечения вполне вероятны всевозможные аллергические реакции в виде крапивницы, ангионевротического отека, лихорадки, одышки и снижения давления. Помимо этого, у пациентов нередко отмечаются следующие побочные эффекты:

• Развитие гипогликемии, что проявляется в усиленном потоотделении, а также в виде бледности кожных покровов, испарины, сердцебиения, тремора, чувства голода, возбуждения, тревожности и парестезии в полости рта. Помимо этого, не исключаются головные боли наряду с сонливостью, бессонницей, страхом, депрессивным настроением, раздражительностью, необычным поведением, неуверенностью движений, нарушением речи. Также возможно наступление гипогликемической комы.
• Развитие диабетического ацидоза. Обычно такой эффект наблюдается в случае пропуска инъекций, при несоблюдении диеты, а кроме того, на фоне инфекций и лихорадки. Также возможна сонливость наряду с жаждой, снижением аппетита и гиперемией лица.
• Не исключено нарушение сознания, что может перейти в коматозное состояние.
• Появление нарушений зрения, как правило, такая побочная реакция обычно наблюдается в начале терапии.
• Возникновение иммунологических перекрестных реакций с инсулином человека, при этом повышаются титры антиинсулиновых антител, что приводит к дальнейшему росту гликемии.
• Возникновение гиперемии, зуда и липодистрофии. При этом наблюдается атрофия либо гипертрофия жировой подкожной клетчатки в районе введения растворимого инсулина.
• В начале терапии могут наблюдаться отеки с нарушением рефракций, которые, как правило, носят временный характер и могут проходить при условии продолжения лечения.

Выдержка из текста

Использование аффинной хромотографии значительно снизило содержание в препарате загрязняющих белков с более высокой молекулярной массой, чем у инсулина. К таким белкам относятся проинсулин и частично расщепленные проинсулины, способные индуцировать выработку антиинсулиновых антител.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyright

Генетическая инженерия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

В целом генная инженерия является ветвью биотехнологии, обладающей оригинальным методическим аппаратом: методами цитологии, вирусологии, генетики, Таким образом, учитывая значимость указанной проблематики, была определена цель исследования: изучить генную инженерия как прикладную область науки.

В первой главе данной работы говорится о генной инженерии как науке и создании трансгенных растений, о трансформации растительного генома и способах введения генов в клетки растений. Вторая глава посвящена созданию гербицидоустойчивых растений.

Раньше генетическое разнообразие форм растений и животных — исходного материала для селекции — экспериментально создавалось в селекции методами гибридизации, полиплоидии, мутагенеза и др. При этом принципиальное отличие данных методов от традиционно используемых в селекции, например, мутагенеза, состоит в целенаправленном, а не случайном расширении границ изменчивости генотипа, в планируемом разнообразии исходного материала для селекции.

Генная инженерия это новая, революционная технология, при помощи которой ученые могут извлекать гены из одного организма и внедрять их в любой другой. Генная инженерия — это метод биотехнологии, который занимается исследованиями по перестройке генотипов.

Уже сегодня генная инженерия позволяет включать и выключать отдельные гены, контролируя таким образом деятельность организмов, а также — переносить генетические инструкции из одного организма в другой, в том числе — организмы другого вида.

Но генная инженерия сама по себе не является ни плохой, ни хорошей.

Они и есть основатели генетики. Вторым крупнейшим этапом в истории генетики явилось обоснование Г. Морганом хромосомной теории наследственности, согласно которой основную роль в передаче наследственной информации играют хромосомы клеточного ядра.

Собственно говоря, в «чистом виде» на практике ни одна из форм движения не наблюдается. Так, механическое перемещение тела, обычно, сопровождается неким изменением его температуры и электрических параметров, все виды физического движения связаны с механическим перемещением молекул, атомов, субатомных частиц и квантов.

Химическое движение также всегда сопровождается процессами механического перемещения частиц и различными видами физического движения. В свою очередь, биологическое движение немыслимо без химического, физического и механического, а социальное движение без биологического.

Кроме того, понятие движения тесно связано с принципом относительности: однозначно сказать, находится ли объект в движении или нет возможно, только сопоставляя его с некоей системой отсчета, связанной с другим объектом или, в ряде случаев, с неким начальным состоянием самого исследуемого объекта.

Передозировка лекарством

В случае передозировки может возникать симптоматика гипогликемии, что будет проявляться в виде слабости, холодного пота, бледности кожных покровов, сердцебиения, дрожи, нервозности и чувства голода. А кроме того, возможна парестезия в кистях, ногах, языке и губах. Не исключены головные боли наряду с гипогликемической комой и судорогами.

В рамках лечения легкую гипогликемию пациенты могут устранять самостоятельно, если примут внутрь сахар. Также прекрасно подойдут продукты питания, богатые легкоусвояемыми углеводами.

Типовая клинико-фармакологическая статья 1

Фармдействие.
Препарат инсулина короткого действия. Взаимодействуя со специфическим рецептором внешней мембраны клеток, образует инсулинрецепторный комплекс. Повышая синтез цАМФ (в жировых клетках и клетках печени) или непосредственно проникая в клетку (мышцы), инсулинрецепторный комплекс стимулирует внутриклеточные процессы, в т.ч. синтез ряда ключевых ферментов (гексокиназа, пируваткиназа, гликогенсинтетаза и др.). Снижение концентрации глюкозы в крови обусловлено повышением ее внутриклеточного транспорта, усилением поглощения и усвоения тканями, стимуляцией липогенеза, гликогеногенеза, синтеза белка, снижением скорости продукции глюкозы печенью (снижение распада гликогена) и др. После п/к инъекции действие наступает в течение 20–30 мин, достигает максимума через 1–3 ч и продолжается, в зависимости от дозы, 5–8 ч. Длительность действия препарата зависит от дозы, способа, места введения и имеет значительные индивидуальные особенности.

Фармакокинетика.

Полнота всасывания зависит от способа введения (п/к, в/м), места введения (живот, бедро, ягодицы), дозы, концентрации инсулина в препарате и др. Распределяется в тканях неравномерно. Не проникает через плацентарный барьер и в грудное молоко. Разрушается инсулиназой, в основном в печени и почках. T1/2 — от нескольких до 10 мин. Выводится почками (30–80%).

Показания.

Сахарный диабет типа 1, сахарный диабет типа 2: стадия резистентности к пероральным гипогликемическим ЛС , частичная резистентность к пероральным гипогликемическим ЛС (комбинированная терапия); диабетический кетоацидоз, кетоацидотическая и гиперосмолярная кома; сахарный диабет, возникший во время беременности (при неэффективности диетотерапии); для интермиттирующего применения у больных сахарным диабетом на фоне инфекций, сопровождающихся высокой температурой; при предстоящих хирургических операциях, травмах, родах, при нарушениях обмена веществ, перед переходом на лечение пролонгированными препаратами инсулина.

Противопоказания.

Гиперчувствительность, гипогликемия.

Дозирование.

Доза и путь введения препарата определяется индивидуально в каждом конкретном случае на основании содержания глюкозы в крови до еды и через 1–2 ч после еды, а также в зависимости от степени глюкозурии и особенностей течения заболевания.

Препарат вводят п/к , в/м , в/в , за 15–30 мин до приема пищи. Наиболее частый способ введения — п/к . При диабетическом кетоацидозе, диабетической коме, в период хирургического вмешательства — в/в и в/м .

При монотерапии кратность введения обычно составляет 3 раза в сутки (при необходимости — до 5–6 раз в сутки), место инъекций каждый раз меняют во избежание развития липодистрофии (атрофии или гипертрофии подкожно-жировой клетчатки).

Средняя суточная доза составляет 30–40 ЕД , у детей — 8 ЕД , затем в средней суточной дозе — 0,5–1 ЕД/кг или 30–40 ЕД 1–3 раза в сутки, при необходимости — 5–6 раз в сутки. При суточной дозе, превышающей 0,6 ЕД/кг, инсулин необходимо вводить в виде 2 и более инъекций в различные области тела. Возможно комбинировать с инсулинами длительного действия.

Раствор инсулина набирают из флакона, прокалывая стерильной иглой шприца резиновую пробку, протертую после снятия алюминиевого колпачка этанолом.

Побочное действие.

Аллергические реакции (крапивница, ангионевротический отек — лихорадка, одышка, снижение АД);

гипогликемия (бледность кожных покровов, усиление потоотделения, испарина, сердцебиение, тремор, чувство голода, возбуждение, тревожность, парестезии в области рта, головная боль, сонливость, бессонница, страх, депрессивное настроение, раздражительность, необычное поведение, неуверенность движений, нарушения речи и зрения), гипогликемическая кома;

гипергликемия и диабетический ацидоз (при низких дозах, пропуске инъекции, несоблюдении диеты, на фоне лихорадки и инфекций): сонливость, жажда, снижение аппетита, гиперемия лица);

нарушение сознания (вплоть до развития прекоматозного и коматозного состояния);

преходящие нарушения зрения (обычно в начале терапии);

иммунологические перекрестные реакции с инсулином человека; повышение титра антиинсулиновых антител с последующим ростом гликемии;

гиперемия, зуд и липодистрофия (атрофия или гипертрофия подкожной жировой клетчатки) в месте введения.

В начале лечения — отеки и нарушение рефракции (носят временный характер и проходят при продолжении лечения).

Передозировка.

Симптомы: гипогликемия (слабость, «холодный» пот, бледность кожных покровов, сердцебиение, дрожь, нервозность, чувство голода, парестезии в кистях рук, ногах, губах, языке, головная боль), гипогликемическая кома, судороги.

Лечение: легкую гипогликемию больной может устранить самостоятельно, приняв внутрь сахар или богатые легкоусвояемыми углеводами продукты питания.

П/к, в/м или в/в вводят глюкагон или в/в гипертонический раствор декстрозы. При развитии гипогликемической комы в/в струйно вводят 20–40 мл (до 100 мл) 40% раствора декстрозы до тех пор, пока больной не выйдет из коматозного состояния.

Взаимодействие.

Фармацевтически несовместим с растворами др. ЛС .

Гипогликемическое действие усиливают сульфонамиды ( в т.ч. пероральные гипогликемические ЛС , сульфаниламиды), ингибиторы МАО ( в т.ч. фуразолидон, прокарбазин, селегилин), ингибиторы карбоангидразы, ингибиторы АПФ , НПВП ( в т.ч. салицилаты), анаболические стероиды ( в т.ч. станозолол, оксандролон, метандростенолон), андрогены, бромокриптин, тетрациклины, клофибрат, кетоконазол, мебендазол, теофиллин, циклофосфамид, фенфлурамин, препараты Li + , пиридоксин, хинидин, хинин, хлорохинин, этанол.

Препараты инсулина

«Ринсулин Р» — человеческий инсулин, отличающийся средней продолжительностью воздействия, его получают с применением технологий рекомбинантных ДНК. Взаимодействует он со специфическими рецепторами внешних цитоплазматических мембран клеток, образуя инсулиновые рецепторные комплексы. Благодаря «Ринсулину Р» происходит стимуляция внутриклеточных процессов, в особенности синтез целого ряда ключевых ферментов (гексокиназа, гликогенсинтетаза, пируваткиназа).

Понижение содержания глюкозы объясняется увеличением ее внутриклеточного транспорта, а кроме того, снижением скорости продуцирования глюкозы печенью. Продолжительность воздействия инсулиновых препаратов в основном объясняется скоростью их всасывания, что зависит от ряда факторов, к примеру, от дозировки, а кроме того, от способа и места введения. В связи с этим профиль воздействия инсулина у одного и того же пациента подвергается значительным колебаниям.

История

До изобретения генно-инженерного (рекомбинантного) препарата инсулин выделяли из поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней.

Отличие свиного инсулина от человеческого – только одна аминокислота

Недостатки этого способа получения препарата:

• сложность хранения и транспортировки биологического сырья;
• недостаток поголовья скота;
• трудности, связанные с выделением и очисткой гормона поджелудочной железы;
• высокий риск развития аллергических реакций.

С синтезирования в биореакторе натурального человеческого инсулина в 1982 году началась новая биотехнологическая эпоха. Если на заре инсулинотерапии целью ученых было только выживание пациента, в наше время разработка новых препаратов направлена на достижение стойкой компенсации заболевания. Основная цель научных разработок – улучшить качество жизни больного сахарным диабетом.

Препарат «Актрапид НМ»

Показаниями к применению этого лекарства выступают следующие диагнозы:

• Наличие диабета первого типа.
• На фоне резистентности к гипогликемическим пероральным лекарствам также назначается «Актрапид НМ».
• При частичной резистентности к гипогликемическим медикаментам в составе комбинированной терапии.
• При диабетическом кетоацидозе, кетоацидотической и гиперосмолярной коме.
• При диабете, возникшем в период вынашивания плода.

Сочетание с другими лекарственными средствами

Зачастую при сахарном диабете больной принимает несколько медицинских препаратов. Сочетание с другими лекарственными средствами может оказать влияние на лечебное действие генно-инженерного инсулина.

Для профилактики осложнений необходимо знать:

Препарат «Биосулин Р»

Это лекарство взаимодействует со специфическими рецепторами внешних цитоплазматических мембран клеток, образуя инсулиновый рецепторный комплекс, который стимулирует внутриклеточные процессы. Помимо этого, при помощи «Биосулина Р» стимулируется синтез ключевых ферментов, коими выступают гексокиназа наряду с пируваткиназой и гликогенсинтетазой. Этот препарат запрещено использовать при наличии индивидуальной чувствительности к инсулину, а кроме того, к прочим компонентам средства.

Содержание

Введение 3

1. Строение и функции инсулина 5

1.1. Строение молекулы инсулина 5

1.2. Биологическое значение инсулина 7

1.3. Биосинтез инсулина 8

2. Синтез инсулина методами генной инженерии 10

2.1. Применение методов генной инженерии для синтеза лекарственных препаратов 10

2.2. Методы генной инженерии 11

2.3. Получение инсулина методами генной инженерии 14

Заключение 18

Литература 20

Приложение 22

Содержание

Взаимодействие

Некоторые медикаменты влияют на потребность в инсулине. Гипогликемический эффект ослабляется под влиянием:

• контрацептивов для внутреннего приема;
• глюкокортикостероиды;
• тиреоидные гормоны с йодом;
• блокаторы каналов кальция;
• диуретики тиазидной группы;
• гепарин;
• соматотропин;
• симпатомиметики;
• морфин;
• антидепрессанты;
• никотин.

Гипогликемическое влияние инъекций «Детемир» усиливается при взаимодействии с:

• гипогликемическими средствами для перорального приема;
• ферментами;
• неселективными бета-адреноблокаторами;
• анаболическими стероидами;
• тетрациклинами;
• пиридоксином;
• препаратами лития;
• препаратами с этанолом в составе.

Алкогольные напитки потенцируют, увеличивают потребность в инсулине. Лекарства из тиоловой, сульфитной групп разрушают инсулин. Препарат не подходит для проведения инфузий.

Применение при беременности и кормлении грудью

П/к, 1-2 раза в сутки, за 30-45 мин до завтрака (место инъекций каждый раз менять). В особых случаях врач может назначить в/м инъекции препарата. В/в введение инсулина средней продолжительности действия запрещено! Дозы подбираются индивидуально и зависят от содержания глюкозы в крови и моче, особенностей течения заболевания. Обычно дозы составляют 8-24 МЕ 1 раз в сутки.

У взрослых и детей с высокой чувствительностью к инсулину достаточной может оказаться доза менее 8 МЕ/сут, у пациентов с пониженной чувствительностью — превышающая 24 МЕ/сут. При дневной дозе, превышающей 0.6 МЕ/кг, — в виде 2 инъекций в разные места. Больных, получающих в сутки 100 МЕ и более, при замене инсулина целесообразно госпитализировать. Перевод с одного препарата на др. следует проводить под контролем содержания глюкозы в крови.

Подкожно 1 раз в сутки, желательно в одно и то же время. Доза рассчитывается индивидуально в соответствии с содержанием глюкозы в плазме крови. Больным сахарным диабетом I типа необходимы дополнительные инъекции препаратов инсулина быстрого действия с целью обеспечить потребность в прандиальном (перед приемом пищи) инсулине.

Устанавливают индивидуально. Инсулин лизпро вводят п/к, в/м и в/в за 5-15 мин до еды. Разовая доза составляет 40 ЕД, превышение допускается лишь в исключительных случаях. При монотерапии инсулин лизпро вводят 4-6 раз/, в комбинации с пролонгированными препаратами инсулина — 3

Инсулин глулизин вводят непосредственно до (0–15 мин) или сразу после еды. Доза подбирается и корректируется индивидуально. Вводят п/к в область передней брюшной стенки, бедра или дельтовидной мышцы или путем непрерывной инфузии через брюшную стенку. Места для инъекций или инфузий в зоне инъекции (брюшная полость, бедро или дельтовидная мышца) следует поочередно менять. Необходимо избегать повреждения кровеносных сосудов. После инъекции не следует делать массаж места инъекции.

ПОДРОБНЕЕ ПРО: Куриные лапки для суставов рецепт

П/к, в исключительных случаях — в/м, за 15 мин до еды. Начальная доза у взрослых составляет от 8 до 24 МЕ; у детей — менее 8 МЕ. При пониженной чувствительности к инсулину — большие дозы. Разовая доза — не более 40 МЕ. При замене препарата на человеческий инсулин требуется уменьшение дозы. При диабетической коме и ацидозе препарат вводят, как правило, в/в.

Сахарный диабет типа 1; сахарный диабет типа 2 в случае резистентности к пероральным гипогликемическим средствам, при беременности, интеркуррентные заболевания; предстоящие обширные хирургические операции и послеоперационный период.

Сахарный диабет, требующий лечения инсулином, у взрослых, подростков и детей старше 6 лет.

Детский возраст до 6 лет (безопасность и эффективность применения не определены).

Сахарный диабет типа 1. Сахарный диабет типа 2 , в т.ч. при резистентности к пероральным гипогликемическим средствам (комбинированная терапия), предстоящих оперативных вмешательствах (моно- или комбинированная терапия), интеркуррентных заболеваниях, сахарный диабет при беременности (при неэффективности диетотерапии).

Сахарный диабет.