Инсулин относится к тем немногочисленным, действительно жизнеспасающим лекарствам, которые произвели настоящий переворот в судьбе больных: до получения инсулина в 1922 г. больных инсулинзависимым ("юношеским") сахарным диабетом ждала неминуемая смерть от диабетической комы в течение одного-двух лет от начала заболевания, несмотря на применение самых фантастических и изнурительных диет. С момента создания первого препарата прошло более 75 лет, однако до сих пор остаются актуальными, хотя и резкими, сказанные тогда слова пионера диабетологии Э.П. Джослина (США): "Инсулин - лекарство для умных, а не для дураков, будь то врачи или пациенты". Ему вторит и Дж. Хэрроп, автор первого в мире пособия по инсулинотерапии (1924 г.): "Как часто бывает при появлении новых терапевтических средств, в случае с инсулином мы имеем дело с палкой о двух концах. Если применять его правильно - это благо, а если неправильно - это опасность для больного!"

Классификация инсулинов

Препараты инсулина отличаются друг от друга

• источнику получения (бычий, свиной, человеческий) [показать]

  Виды препаратов инсулина по источнику получения

  • человеческий
  • свиной - отличается от человеческого одной аминокислотой: в 30-м положении В-цепи вместо аминокислоты Треонин - Аланин (B30-Ala)
  • крупного рогатого скота - отличается тремя аминокислотами
  • китовый - отличается более, чем тремя, аминокислотами

  Видовые инсулины отличаются друг от друга по аминокислотному составу: бычий и китовый - по трем аминокислотам и более, а свиной - по одной. Такие различая, при лечении подобными инсулинами, приводят к развитию побочных реакций, которые выражаются в иммунологической инсулинорезистентности, аллергии к инсулину, липодистрофиях (изменении подкожножировой клетчатки в месте инъекции).

  Несмотря на явные недостатки бычьего инсулина, он все еще широко используется в мире, прежде всего в развивающихся странах, большим количеством больных, поскольку благодаря избытку сырья производство его обходится недорого. И все же недостатки бычьего инсулина в иммунологическом плане столь очевидны, что его ни в коем случае не рекомендуется назначать больным впервые выявленным сахарным диабетом, беременным или для кратковременной инсулинотерапии, например в периоперационном периоде. Отрицательные качества бычьего инсулина сохраняются и при использовании его в смеси со свиным, поэтому смешанные (свиной+бычий) инсулины также не стоит использовать для терапии указанных категорий больных.

  Препараты инсулина человека по химической структуре полностью идентичны человеческому инсулину. В принципе, инсулин человека можно производить четырьмя способами: 1) полным химическим синтезом; 2) экстракцией из поджелудочных желез человека (оба этих способа не подходят из-за неэкономичности: недостаточной разработанности первого способа и недостатка сырья для массового производства вторым способом); 3) полусинтетическим методом с помощью ферментно-химической замены в положении 30 В-цепи аминокислоты аланина в свином инсулине на треонин; 4) биосинтетическим способом по генноинженерной технологии. Два последних метода позволяют получить человеческий инсулин высокой степени очистки.

  Преимущество полусинтетического метода в том, что исходное вещество (свиной инсулин) получают и очищают давно и хорошо известными и усовершенствованными способами. Появлению вторичных примесей после ферментно-химической обработки можно воспрепятствовать соответствующим контролем качества. Недостаток полусинтетического метода заключается в постоянной зависимости производства от исходного сырья - свиного инсулина. При биосинтетическом производстве человеческого инсулина необходимый геномный материал переносят в микроорганизмы, которые начинают синтезировать предшественники инсулина.

  Современные технологии на фирмах "Хехст" (Германия), "Эли Лилли" (США) и "Ново Нордиск" (Дания) - это три крупнейших мировых производителя инсулина - отличаются друг от друга по патентно-правовым аспектам. "Эли Лилли", первая фирма, которая приступила к использованию генноинженерной технологии производства инсулина, с 1987 г. работает на человеческом геноме. С его помощью кишечная палочка (E.coli) синтезирует проинсулин, который после ферментного отщепления С-пептида превращается в инсулин (примеры - препараты Хумулин-Р, Хумулин-цинк, Хумулин-Н). "Ново Нордиск" применяет синтетически полученную ДНК для "мини-про-инсулина", то есть такого проинсулина, в котором С-пептид значительно короче, чем в проинсулине человека. Эту синтетическую ДНК вводят в дрожжевые микроорганизмы, которые начинают синтезировать "мини-проинсулин", из которого потом ферментным способом выделяют инсулин, по аминокислотной последовательности соответствующий человеческому (примеры - Актрапид-НМ, Протафан-НМ и Актрафан-НМ).

  Основной проблемой биосинтетическиго метода получения инсулина человека является полная очистка конечного продукта от малейших примесей использованных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Новые методы контроля качества гарантируют, что биосинтетические инсулины человека вышеперечисленных производителей свободны от каких-либо вредных примесей; таким образом, их степень очистки и сахароснижающая эффективность отвечают самым высоким требованиям и являются практически одинаковыми. Каких-либо нежелательных побочных действий, зависящих от примесей, эти препараты инсулина не имеют.

• по степени очистки [показать]
  • традиционные - (обычная степень очистки) - экстрагирование инсулина из поджелудочных желез крупного рогатого скота или свиней кислотно-спиртовым методом с последующей нейтрализацией и высаливанием; полученный таким образом препарат содержал лишь 89-90% инсулина. В процессе дальнейшей очистки с повторным растворением и рекристаллизацией содержание инсулина увеличивали до 89-90%. Метод не позволял очистить препарат от примесей других гормонов, содержащихся в поджелудочной железе.

    Для улучшения очистки инсулина далее его подвергают хроматографии. После однократной хроматографии препарата, предварительно прошедшего первичную очистку методом кристаллизации, получают так называемые монопиковые инсулины (помимо инсулина они содержат монодезаминоинсулин, моноаргинининсулин и моноэтилинсулин).

  • монопиковые (MP) - после традиционной очистки фильтруются на геле (при проведении гельхроматографии образуют всего один "пик": содержание вышеперечисленных примесей не более 1·10^-3

    После многократной хроматографии удается очистить инсулин до такой степени, при которой никаких примесей практически не остается - эти инсулины называются монокомпонентными (как правило, имеют маркировку на флаконе - МС).

  • монокомпонентные (MC) - подвергаются ещё более глубокой очистке с помощью молекулярного сита и метода ионообменной хроматографии на DEAE-целлюлозе, что позволяет добиться 99% степени их чистоты (1·10^-6)

  Сегодня необходимо стремиться к применению только препаратов инсулина высокой степени очистки: образование циркулирующих антител к инсулину (в конечном итоге снижающих его активность) и местные реакции при их использовании отмечаются значительно реже.

• веществам, добавляемым к раствору инсулина (удлиняющим его действие, бактериостатикам и т.д.) [показать]

  Вещества, добавляемые к инсулину

  Добавки к инсулину вносят для:

  • а) удлинения действия инсулина и кристаллизации (таблица 1).

    Первый ИПД (инсулин продленного действия) был создан в конце 30-х гг., чтобы больные смогли делать инъекции реже, чем это было при использовании только ИКД (инсулин короткого действия), - по возможности один раз в сутки (было ли это действительно хорошо для больных и каковы преимущества и недостатки той или иной схемы инсулинотерапии - тема другой статьи).

    НПХ-инсулин (синонимы - нейтральный протамин Хагедорна, NPH, изофан-инсулин, протамин-инсулин) содержит инсулин и протамин в изофанных, то есть равных, количествах, при которых нет избытка ни инсулина, ни протамина. Протамин - белок со щелочными свойствами, который получают из рыбьих молок. Аллергические реакции на него встречаются крайне редко. Нейтральный рН препарата обеспечивается добавлением фосфатного буфера. Чтобы протамин мог образовывать кристаллы инсулина, добавляют небольшое количество цинка, фенола и/или крезола.

    Инсулин-цинк-суспензия (ИЦС) был разработан после того, как было обнаружено, что добавление небольших количеств цинка при нейтральном рН удлиняет действие инсулина. Первым препаратом этого типа был инсулин Ленте. Буферные свойства раствору придают не с помощью фосфатного (как в случае с протамин-инсулином), а с помощью других буферов, например ацетатного. Степень замедления действия инсулина в препаратах ИЦС зависит от физического состояния инсулина (величины кристаллов): аморфная ИЦС действует быстрее, чем кристаллическая ИЦС. Из аморфной и кристаллической ИЦС можно сделать смесь, которая по длительности действия будет аналогична НПХ-инсулину. Вначале такая комбинация была стабильной только в том случае, если аморфную часть брали из свиного, а кристаллическую - из бычьего инсулина. Такой состав имеет инсулин Ленте, состоящий из 3 частей свиного аморфного и 7 частей бычьего кристаллического инсулина. Позднее удалось создать инсулин продленного действия с соотношением: 3 части свиного аморфного и 7 частей свиного кристаллического инсулина (Монотард).

    Синтетическое вещество сурфен (аминометилхинолил-мочевина) применяется для удлинения действия инсулина в ранее выпускавшемся В-инсулине (Берлин-Хеми). Сурфен вместе с инсулином находится в растворе, поэтому это единственные прозрачные препараты ИПД. Раствор имеет кислый рН. После введения в подкожножировую клетчатку, рН которой нейтрален, происходит выпадение исулин-сурфеновых комплексов в виде аморфных частиц. Продолжительность действия сурфен-инсулина короче, чем НПХ-инсулина и различных ИЦС, а его действие начинается значительно раньше. Часто развивается аллергия к сурфену. Кислый рН этих препаратов может вызвать и местные кожные реакции.

    Важнейший факт, который у нас пока не очень широко известен: более короткая продолжительность действия практически всех препаратов инсулина по сравнению с той, которая традиционно указывалась в инструкциях и справочниках, - это особенно относится к инсулинам человека (таблица 2). Ранние исследования с использованием радиоактивной метки показали, что, например, препараты типа ИЦС-кристаллического циркулируют в крови более 36-48 часов. Однако в таких исследованиях констатировалось лишь наличие препарата в крови, включая и его следовые количества. Но это отнюдь не означает, что и его сахароснижающее действие, а именно оно интересует нас как мера клинической активности инсулина, столь же продолжительно. Истинная продолжительность сахароснижающего эффекта была определена более точным методом (метод одновременной инфузии глюкозы и инсулина, или "клэмп") около 10 лет назад.

    Оказалось, что длительность сахароснижающего действия препаратов группы ИЦС (Ленте, Лонга, Инсулонга, Монотарда, Хумулина-цинка), а также группы НПХ (Протафана, Хомофана, Хумулина-N) не превышает 12-18 часов (в зависимости от дозы), а препаратов типа ИЦС-кристаллической (в том числе Ультраленте и Ультратарда) - 20-22 часов, в очень редких случаях - 24. Поэтому все препараты группы ИЦС и НПХ-инсулина рекомендуется вводить дважды в сутки. По современной классификации они относятся к пролонгированным препаратам промежуточного действия. К препаратам длительного действия относят Ультраленте и Ультратард (ИЦС кристаллическая), хотя для более стабильной базальной концентрации инсулина в крови рекомендуется вводить их не один, а два раза в сутки. Это позволяет уменьшить их дозу и, соответственно, риск гипогликемии. По этой же причине отошли от использования препаратов типа ИЦС-аморфной (Семиленте, Семилонга), которые действуют не половину суток, как считали ранее, а 8-10 часов и не удовлетворяют требованиям к фоновым инсулинам.

    В инструкциях к препаратам группы ИЦС более позднего выпуска, например Инсулонгу и Монотарду, уже указываются новые данные о продолжительности их действия (до 18 часов). Иногда эндокринологи назначают больным одновременно препарат типа Ленте (полагая, что он действует 24 часа) плюс Инсулонг (считая его близким к аморфному). Это ошибочно, так как профиль действия перечисленных препаратов одинаков, и назначать их в смеси нецелесообразно.

    Таблица 1. Характеристики коммерческих препаратов инсулина (адаптировано по International Textbook on Diabetes, 1997)
    Тип инсулина	Синонимы	Удлинитель	Консервант	Буфер/соли	Bиды	Примеры (торговые названия)
    Короткого действия	"Простой", растворимый	Нет	Метилпарабен m-Крезол Фенол	NaCl Глицерин Na(H)PO4 Ацетат Na	Человеч. Свиной Бычий	Актрапид-НМ, Хумулин-Р Актрапид, Актрапид-МС Инсулин для инъекций (СССР, более не производится)
    НПХ (NPH)	Изофан	Протамин	m-Крезол Фенол	Глицерин Na(H)PO4	Человеч. Свиной Бычий	Протафан-НМ, Хумулин-Н Протафан-МС Протамин-инсулин (СССР, более не производится)
    Ленте	Инсулин-цинк-суспензия (смешанн.)	Цинк	Метилпарабен	NaCl Ацетат Na	Человеч. Свиной Бычий	Монотард-НМ, Хумулин-цинк Монотард-МС, Ленте-МС Ленте
    Ультра-ленте	Инсулин-цинк-суспензия (кристалл.)	Цинк	Метилпарабен	NaCl Ацетат Na	Человеч. Бычий	Ультраленте Ультратард

    Таблица 2. Длительность действия наиболее употребительных препаратов свиного и человеческого инсулина* (упрощенные рекомендации)
    Тип препарата	Начало	Максимум	Продолжительность
    			малые дозы (разовые)	большие дозы (разовые)
    1. Инсулины короткого действия	15-40 мин	1,5-4 часа	4-6 ед: 4 часа	16-20 ед: 6 часов
    2. Инсулины промежуточного действия**	2 часа	6-8 часов	8-10 ед: 12-14 часов	более 20 ед: 16-18 часов
    3. Инсулины длительного действия***	4 часа	8-10 часов	8-10 ед: 14 часов	более 20 ед: 20-22 часа
    * Продолжительность действия препаратов бычьего инсулина несколько больше, чем свиного и человеческого, из-за буферного действия антител к бычьему инсулину ** Препараты инсулина цинк-суспензии (Лонг, Ленте, Монотард, Хумулин-цинк) и протамин-инсулина (Протафан, Хомофан, НПХ, Хумулин-Н) *** Препараты инсулин-цинк-суспензии кристаллической (Ультраленте, Ультратард)

  • б) дезинфекции.

    Дезинфицирующие вещества и консерванты. Дезинфицирующим действием обладают некоторые из субстанций, которые и без того необходимо вносить в препарат по фармако-технологическим соображениям. Так, например, в НПХ уже содержатся фенол и крезол (оба вещества обладают неприятным запахом). Метил парабензоат (метилпарабен), напротив, не имеет запаха. Все дезинфицирующие вещества в тех концентрациях, в которых они присутствуют в препаратах инсулина, не оказывают какого-либо отрицательного влияния. В препараты ИЦС нельзя добавлять фенол, изменяющий физические свойства частиц инсулина, поэтому данные препараты содержат метилпарабен. Ионы цинка, содержащиеся в этих препаратах, также оказывают антимикробное действие. Несмотря на многократное введение иглы во флакон с инсулином, такая многоступенчатая антибактериальная защита предотвращает осложнения, которые могли бы возникнуть из-за их бактериального обсеменения.

  • в) придания препарату буферных свойств.

    Вещества, необходимые для кристаллизации и придания буферных свойств. Для перевода инсулина в кристаллическое состояние в ИЦС необходимо добавлять NaCl. Некоторые препараты в качестве буфера содержат фосфаты. Фосфатсодержащий инсулин ни в коем случае нельзя смешивать с ИЦС (инсулин-цинк-суспензия) иначе может выпасть осадок фосфата цинка, который непредсказуемым образом укоротит продолжительность действия цинк-инсулина.

• концентрации [показать]

  Концентрация инсулина

  В первых препаратах инсулина его концентрация была 1 ЕД в 1 мл. Позже концентрация была увеличена до 40 ЕД/мл. В настоящее время концентрация инсулина в препаратах увеличена до 100 ЕД/мл и даже до 500 ЕД/мл.

  Для введения инсулинов указанной концентрации существуют свои шприцы и шприцы-ручки, позволяющие ввести даже 0,5 ЕД инсулина. Шприцы-ручки - устройства, в которые заправляются специальные флаконы (пенфиллы), содержащие 3 мл инсулина в концентрации 100 ЕД/мл. Дозатор ручки позволяет ввести точно необходимую дозу.

  Для введения инсулинов концентрации 40 ЕД/мл и 100 ЕД/мл имеются шприцы с соответствующими шкалами (U-40, U-100). Инсулины указанной концентрации расфасованы также во флаконы, из которых забор производится при помощи шприца. Важно! Использовать шприц со шкалой, градуированной на концентрацию инсулина во флаконе (на 40 ЕД/мл шприц U-40, на 100 ЕД/мл - U-100). Игнорирование данного правила приведет к передозировке инсулина и развитию гипогликемии или к недостатку инсулина с развитием гипергликемии в силу разной градуировки.

  Так, 0,1 мл инсулина концентрации 40 ЕД в мл содержит 4 ЕД инсулина, а 1 мл - соответственно 40 ЕД, - если ориентироваться по единицам при наборе такого инсулина в шприц U-40. Но если в такой шприц набрать инсулин концентрации 100 ЕД/мл, то в 0,1 мл по шкале шприца будет содержаться не 4 ЕД, а 10 ЕД инсулина в том же объеме. Таким образом, набирая в шприц U-40 инсулин в концентрации 100 ЕД/мл и ориентируясь при этом на метки "единиц", мы будем набирать дозу, превышающую указанную возле данного деления. Если подобная ошибка не будет своевременно замечена и устранена, то возможны случаи тяжелых гипогликемий в результате передозировки инсулина.

  В настоящее время инсулин с концентрацией 40 ЕД/мл используется в развивающихся странах и практически не встречается в РФ, поэтому вероятность введения меньшей дозы инсулина шприцом U-100 маловероятно, но не исключена.

  Таким образом, правило "для каждой концентрации инсулина - соответствующий шприц" остается актуальным по настоящее время.

• величине рН [показать]

  рН инсулинового раствора

  Некоторые препараты инсулина выпускаются в растворах с кислым рН (например, таким был отечественный препарат "инсулин для инъекций", или "простой инсулин"; Депот-инсулин S, Депот-инсулин CR, Комб-инсулин и Комб-инсулин S, Германия). Кислые инсулины дают гораздо более выраженные иммунологические реакции на экзогенный инсулин и повышенную частоту реакций местной непереносимости. В настоящее время от применения препаратов инсулина с кислым рН практически отказались.

• возможности смешивания ИКД с ИПД [показать]

  Смешивание инсулинов короткого и продленного действия

  Современная инсулинотерапия, особенно при сахарном диабете I типа, обычно предусматривает применение как ИКД, так и ИПД. Больным было бы удобнее, если бы препараты ИКД и ИПД можно было смешивать в одном шприце и вводить одновременно, делая не два прокола кожи, а один. Предпосылкой терапии такого рода служит наличие химической и галеновой (т.е. зависящей от состава) сочетаемости ИКД и ИПД.

  Особенно важно то, чтобы при смешивании ИКД и ИПД не растягивалось и не пропадало быстрое начало действия ИКД. Доказано, что ИКД можно смешивать в одном шприце с изофанным НПХ-инсулином, при этом быстрое начало действия ИКД не тормозится. Смеси этих инсулинов можно хранить.

  Что касается препаратов ИЦС, то уже давно было известно, что кристаллическую ИЦС нельзя смешивать с ИКД, поскольку избыток цинка превращает ИКД в ИПД - по крайней мере, частично. Это доказано для Ультратарда. Если набрать в один шприц смесь Актрапида-НМ (ИКД) с Монотардом-НМ (ИПД) и сразу ввести ее под кожу, биодоступность ИКД уменьшается, поэтому начало его действия наступает позже, чем при раздельном введении этих препаратов. Поэтому смешивать Актрапид-НМ с Монотардом-НМ тоже нельзя.

  Некоторые больные вначале вводят ИКД, а затем, оставив иглу под кожей и слегка изменив ее направление, через нее же вводят цинк-инсулин. Хотя научных исследований по этому способу проводилось мало, нельзя исключить, что в части случаев и при таком введении под кожей образуется смесь ИКД с цинк-инсулином, что нарушит всасывание первого компонента. Поэтому рекомендуется совершенно раздельное введение ИКД и цинк-инсулина (в виде двух отдельных инъекций в участки кожи, отстоящие друг от друга не менее чем на 1 см; понятно, что это менее удобно, чем применение протамин-инсулина в одном шприце с ИКД).

  При смешивании с сурфен-инсулинами или неизофанными НПХ-инсулинами ИКД частично или полностью превращается в ИПД, поэтому приготовление подобных смесей нецелесообразно. В нашей стране отношение к смешиванию препаратов инсулина прошло два этапа. Вначале многие смешивали в одном шприце любые препараты инсулина, не зная об их особенностях. Затем перешли к другой крайности, вообще отказавшись от смешивания ИКД с ИПД и вводя их только раздельно, тем самым количество инъекций (проколов кожи) удваивалось. По-видимому, необходимо активнее доводить информацию о возможности смешивания ИКД и изофанного НПХ-инсулина до тех больных, которые ими пользуются.

  Выпускаются и так называемые комбинированные инсулины - комбинации ИКД с НПХ-инсулинами в фиксированном процентном соотношении. Наиболее оправдывают себя смеси, содержащие 30% простого и 70% НПХ-инсулина, например инсулин Микстард и Актрафан-НМ (Ново Нордиск), Профиль III (Эли Лилли) или 25% простого и 75% НПХ-исулина, например Депот-Н-инсулин (Хехст). Однако такие комбинированные препараты больше подходят для больных, которым свойственны постоянный образ жизни, режим питания и двигательной активности (например, для пожилых больных сахарным диабетом II типа), так как они неудобны для проведения современной "гибкой" инсулинотерапии с частым изменением дозы ИКД при относительно мало меняющейся дозе ИПД.

Продолжение: Какие препараты инсулина лучше применять?

Компилировано на основании: Старостина Е.Г. Инсулин и инсулинотерапия: "темный лес" или стройная система? В мире лекарств №2 1998