药理学/胰岛素

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胰岛素(insulin)是一个分子量为56kD的酸性蛋白质,由两条多肽链组成(A、B链),其间通过两个二硫链以共价相联。药用胰岛素一般多由猪、牛胰腺提得。目前可通过重组DNA技术利用大肠杆菌合成胰岛素,还可将猪胰岛素β链第30位的丙氨酸苏氨酸代替而获得人胰岛素

体内过程】口服无效,因易被消化酶破坏,因此所有胰岛素制剂都必须注射,皮下注射吸收快。代谢快,t1/2为9~10分钟,但作用可维持数小时。因其分布于组织后,与组织结合而在其中发挥作用。主要在肝、肾灭活,经谷胱甘肽转氨酶还原二硫键,再由蛋白水解酶水解成短肽或氨基酸,也可被肾胰岛素酶直接水解。严重肝肾功能不良者能影响其灭活。为延长胰岛素的作用时间,可制成中效及长效制剂。用碱性蛋白质与之结合,使等电点提高到7.3,接近体液pH值,再加入微量锌使之稳定,这类制剂经皮下及肌内注射后,在注射部位发生沉淀,再缓慢释放、吸收。所有中、长效制剂均为混悬剂,不可静注。见表36-1。

表36-1 胰岛素制剂及其作用时间

分类 药 物 注射途径 作用时间(小时) 给药时间
开始 高峰 维持
短效 正规胰岛素(Regular Iusulin) 静脉 立即 0.5 2 急救
皮下 0.5~1 2~3 6~8 餐前0.5小时,3~4次/日。
中效 低精蛋白锌胰岛素(Isophane Insulin) 皮下 2~4 8~12 18~24 早餐或晚餐前1小时,一日~2次
珠蛋白锌胰岛素(Globin Zinc Insulin) 皮下 2~4 6~10 12~18
长效 精蛋白锌胰岛素(Protamine Zinc Insulin) 皮下 3~6 16~18 24~36 早餐或晚餐前1小时,一日1次

【药理作用】胰岛素对代谢过程具有广泛的影响。

1.糖代谢 胰岛素可增加葡萄糖的转运,加速葡萄糖的氧化和酵解,促进糖原的合成和贮存,抑制糖原分解和异生而降低血糖

2.脂肪代谢 胰岛素能增加脂肪酸的转运,促进脂肪合成并抑制其分解,减少游离脂肪酸和酮体的生成。

3.蛋白质代谢 胰岛素可增加氨基酸的转运和蛋白质的合成(包括mRNA的转录及翻译),同时又抑制蛋白质的分解。

【作用机制】已知胰岛素受体为一糖蛋白,是由两个13kD的α-亚单位及两个90kD的β-亚单位组成的大分子蛋白复合物。α-亚单位在胞外,含胰岛素结合部位,β-亚单位为跨膜蛋白,其胞内部分含酪氨酸蛋白激酶,胰岛素需与靶细胞膜受体结合后,才能产生一系列的生物效应,对产生效应的机制有以下假说,一认为胰岛素可诱导第二信使的形成,它们模拟或具有胰岛素样的活性。二认为胰岛素与α-亚单位结合,移入胞内后可激活酪氨酸蛋白激酶,继而催化受体蛋白自身及胞内其他蛋白的酪氨酸残基磷酸化,因而启动了磷酸化的连锁反应(phosphorylation cascade)。三认为胰岛素可使葡萄糖载体蛋白(glucose transporter)和其他蛋白质从胞内重新分布到胞膜,从而加速葡萄糖的转运。

胰岛素受体的基本结构


图36-1 胰岛素受体的基本结构

图注:α、β=亚单位 -S-S-=双硫键 =糖基化部位

胰岛素与α-亚单位相结合;β-亚单位胞内部分含酪氨酸蛋白激酶

【临床应用】胰岛素仍是治疗胰岛素依赖型糖尿病(insulin-dependent diabetis mellitus,IDDM)的唯一药物,对胰岛素缺乏的各型糖尿病均有效。主要用于下列情况:①重症糖尿病(IDDM,I型);②非胰岛素依赖型糖尿病(noninsulin dependent diabetis mellitus,NIDDM)经饮食控制或用口服降血糖药未能控制者;③糖尿病发生各种急性或严重并发症者,如酮症酸中毒及非酮症高血糖高渗性昏迷(要建立和维持电解质的平衡)。④合并重度感染、消耗性疾病高热妊娠创伤以及手术的各型糖尿病。

不良反应

1.过敏反应 多数为使用牛胰岛素所致,它作为异体蛋白进入人体后可产生相应抗体如IgE并引起过敏反应。一般反应轻微而短暂,偶可引起过敏休克。可用猪胰岛素代替,因其与人胰岛素较为接近。

2.低血糖症 为胰岛素过量所致,正规胰岛素能迅速降低血糖,出现饥饿感、出汗、心跳加快、焦虑、震颤等症状,严重者引起昏迷、惊厥及休克,甚至脑损伤及死亡。长效胰岛素降血糖作用较慢,不出现上述症状,而以头痛和精神情绪、运动障碍为主要表现。

为防止低血糖症的严重后果,应教会病人熟知反应,以便及早发现和摄食,或饮用糖水等。严重者应立即静脉注射50%葡萄糖。必须在糖尿病患者中鉴别低血糖昏迷和酮症酸中毒性昏迷及非酮症性糖尿病昏迷。

3.胰岛素耐受性 产生急性耐受常由于并发感染、创伤、手术、情绪激动等应激状态所致。此时血中抗胰岛素物质增多,或因酮症酸中毒时,血中大量游离脂肪酸和酮体的存在妨碍了葡萄糖的摄取和利用。出现急性耐受时,需短时间内增加胰岛素剂量达数千单位。产生慢性耐受的原因较为复杂(系指每日需用200U以上的胰岛素并且无并发症者)。可能是体内产生了抗胰岛素受体抗体(AIRA),对此可用免疫抑制剂控制症状,能使患者对胰岛素的敏感性恢复正常;也可能是胰岛素受体数量的变化,如高胰岛素血症时,靶细胞膜上胰岛素受体数目减少;还可能是靶细胞膜上葡萄糖转运系统失常。此时换用其他动物胰岛素或改用高纯度胰岛素,并适当调整剂量常可有效。

参看

32 胰岛素及口服降血糖药 | 口服降血糖药 32
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