Есть ли инсулин в таблетках
Сахарный диабет второго типа является хронической патологией, при которой происходит процесс нарушения обмена веществ. Уровень глюкозы в крови человека держится выше нормального значения.
Необходимо, как можно раньше начать контролировать заболевание, понизить глюкозу в крови и держать показатель стабильным. После того, как врач разобрался в причинах недуга, можно переходить к лечению.
Ситуацию приходится держать под контролем при помощи инсулина, таблеток и диеты. Также применяется инсулин в таблетках. Необходимо изучить перечень разрешенных и запрещенных продуктов питания, и определиться с лекарствами, которые принесут выраженный эффект.
Сахарный диабет второго типа
Речь идет о патологии, требующей безотлагательного лечения. С помощью низкоуглеводной диеты можно добиться снижения уровня глюкозы в крови, если придерживаться ее постоянно.
Ошибочно полагать, что диетическое питание – невкусное.
С помощью рационального питания можно не только нормализовать сахар в крови, но и снизить артериальное давление и «плохой» холестерин.
При диабете 2 типа наблюдаются такие опасные осложнения:
- сердечно-сосудистые заболевания,
- гангрена нижних конечностей,
- снижение зрения,
- сбои в работе почек.
При диабете 2 типа необходима тщательная диагностика. Больные люди попадают к врачу, часто, на поздних стадиях заболевания. В этой ситуации уже наблюдается выраженная симптоматика.
В медицине используются критерии, определяющие нормальные уровень сахара. При подозрении на заболевание, следует обязательно измерить глюкозу в крови. По итогам исследования может быть поставлен диагноз:
- преддиабет,
- сахарный диабет,
- нарушенная толерантность к глюкозе.
В некоторых случаях может быть трудно отличить заболевание 1 и 2 типа. Данные недуги подлежат принципиально разному лечению, поэтому правильно диагноз очень важен. Все больные сахарным диабетом 2 типа страдают ожирением и имеют лишний вес.
Если человек худощавого или стройного телосложения, то у него точно нет диабета второго типа. Скорее всего, заболевание представляет собой аутоиммунную форму диабета первого типа либо LADA.
У людей с диабетом 2 типа, уровень С-пептида и инсулина в крови повышенный или нормальный, у людей с диабетом 1 типа – пониженный. Недуг 2 типа формируется постепенно, диабет 1 типа всегда начинается остро. Диабетики 1 типа, обычно, имеют в своей крови антитела к бета-клеткам поджелудочной железы и инсулину.
Сахарный диабет 1 типа это не приговор, однако, нужно начать терапию сразу, поскольку последняя стадия заболевания способна приводить к смерти человека. В некоторых случаях диабетик 2 типа с ожирением начинает быстро терять вес.
Препараты перестают помогать и сахар в крови стремительно увеличивается. Это значит, что вследствие длительного некорректного лечения, диабет 2 типа трансформировался в диабет 1 типа тяжелой формы.
Важно срочно начинать инсулиновые инъекции.
Происхождение инсулина в таблетках
Компании, которые занимаются созданием медикаментов, давно раздумывали над новой формой лекарства, которое можно было бы вводить в организм больного без инъекций.
Таким образом, вопрос о том, что лучше, не стоит.
Впервые инсулин в таблетках начали разрабатывать израильские и австралийские ученые. Люди, которые приняли участие в исследованиях, подтвердили, что таблетки намного лучше и удобнее, чем инъекции. Принимать инсулин перорально легче и быстрее, при этом абсолютно не снижается эффективность.
Когда будут проведены опыты на животных, ученые планируют перейти к тестированию на инсулин в капсулах, среди людей. Затем будет начать массовое производство. В настоящее время полностью готовы к выпускам препаратов Россия и Индия.
Таблетки обладают массой преимуществ:
- их удобно носить с собой,
- принять таблетку проще, чем сделать инъекцию,
- при приеме нет болевых ощущений.
Достоинства инсулина в таблетках
Сахарный диабет является заболеванием, которое выражается в высоком уровне сахара в крови вследствие отсутствия (диабет 1 типа) либо нехватки (диабет 2 типа) секреции инсулина. Инсулин представляет собой гормон, который регулирует обмен веществ, в частности, углеводов, а также белков и жиров.
При сахарном диабете обмен веществ нарушен, поэтому увеличивается концентрация сахара в крови, он выводится с мочой. В крови быстро появляются кетоновые тела – продукты нарушенного сгорания жиров.
В крови человека появляется глюкоза после приема пищи. В ответ на увеличение содержания глюкозы, поджелудочная железа продуцирует инсулин, попадающий в печень через кровеносные сосуды вместе с продуктами пищеварения.
В свою очередь, печенью контролируется количество инсулина, который достигает других органов и тканей. Когда же человек с сахарным диабетом делает инсулиновую инъекцию, то инсулин сразу попадает в кровь.
При отсутствии контроля печени, ситуация выражается в различных осложнениях, например:
- сердечно-сосудистые недуги,
- расстройство функций мозга и другие.
Многие люди интересуются, можно ли употреблять таблетки с инсулином. Врачи считают, что самым безопасным является прием инсулина в таблетках. Делая выбор: инъекции или таблетки, стоит отметить, что необходимость ежедневных уколов причиняет физические и моральные страдания человеку, особенно детям.
Когда больной человек принимает инсулиновые таблетки, то лекарство сразу попадает в печень. Дальше процессы аналогичны процессам в здоровом организме человека.
Побочные эффекты, которые наносятся здоровью при принятии инсулина, становятся намного меньше.
Создание таблетированного инсулина
Инсулин это определенный вид белка, который синтезирует поджелудочная железа. Если есть нехватка организма в инсулине, то глюкоза не доходит до клеток тканей. Практически все системы и органы человека, то формируется сахарный диабет.
Российские исследователи начали разрабатывать таблетки инсулин в 90-х годах. В настоящее время к производству готово лекарственное средство «Рансулин».
Доступны различные виды жидкого инсулина для инъекций при диабете. Использование, не является удобным для пациента, несмотря на инсулиновые шприцы и съемные иглы.
Также сложность заключается в особенностях переработки этого вещества в таблетированной форме внутри организма человека. У гормона белковая основа и желудок воспринимает его как обычную еду, благодаря чему раскладывает его до аминокислот, выделяя для этого определенные ферменты.
Ученые должны были, в первую очередь, защитить инсулин от ферментов, чтобы он поступал в кровь цельным, но не разложенным до мелких частиц. Инсулин не должен взаимодействовать со средой желудка и должен попадать в тонкий кишечник в первоначальном виде. Поэтому вещество нужно было покрыть оболочкой – защитой от ферментов. При этом оболочка также должна быстро растворяться в кишечнике.
Ученые из России создали определенную взаимосвязь между полимерным гидрогелем и молекулами ингибитора. Также в гидрогель добавили полисахариды, чтобы вещество лучше всасывалось в тонком кишечнике.
По тонкой кишке расположены пектины, они стимулируют всасывание веществ при контактах с полисахаридами. Помимо них, в гидрогель также ввели инсулин. Оба вещества не имели контакта между собой. Сверху соединение покрывалось оболочкой, которая должна была предупреждать растворение в кислой среде желудка.
Оказавшись в желудке человека, освобождался гидрогель, который содержит инсулин. Полисахариды начинали взаимодействие с пектинами, а гидрогель закреплялся на стенках кишечника.
Не происходило растворения ингибитора в кишке. Он полностью защищал инсулин от воздействий кислоты и раннего распада. Поэтому достигался нужный результат, то есть, инсулин полностью попадал в кровь человека в первоначальном состоянии. Полимер с функцией предохранения выводился из организма вместе с продуктами распада.
Российские ученые проводили свои опыты на людях с сахарным диабетом второго типа. По сравнению с инъекциями, пациенты получали двойную дозу вещества в таблетках. Концентрация глюкозы при таком эксперименте снижалась, но меньше, чем при инсулиновых инъекциях.
Стало понятно, что концентрацию нужно увеличить, поэтому таблетка теперь имела в четыре раза больше инсулина. Вследствие приема такого лекарства, сахар понизился больше, чем при инсулиновых уколах. Также отпала проблема снижения качества пищеварения и употребления инсулина в большом объеме.
Таким образом, организм стал получать именно то количество инсулина, которое было нужно. Излишки выводились естественным путем вместе с другими веществами.
Дополнительная информация
Использование уколов инсулина на таблетки можно заменить, и некоторое время, таблетированная форма будет оправдана. Однако, в определенный момент таблетки могут перестать понижать уровень сахара в крови. Поэтому важно использовать измеритель глюкозы в крови в домашних условиях.
Запас бета-клеток поджелудочной железы со временем истощается, это сразу отражается на показателях сахара в крови. Об этом, в частности, говорит гликированный гемоглобин, который отражает средний уровень сахара в крови за три месяца. Все диабетики должны регулярно проходить такой анализ и исследования на инсулин.
Если показатель больше допустимой величины, то следует задуматься о том, чтобы получить рецепт на инсулин. Медицинская практика говорит о том, что в России около 23% диабетиков 2 типа получают инсулин. Это те люди, которые имеют высокий уровень сахара в крови, их гликированный гемоглобин от 10% и более.
Инсулинотерапия является пожизненной привязкой к уколам на инсулин, это распространенный миф. От инсулина можно отказаться, но это чревато возвращению к стабильно высоким показателям сахара в крови, что приведет к различным осложнениям.
Если есть правильно подобранная инсулинотерапия, диабетик может быть активным и выносливым.
Современные дозирующие аппараты на инсулин с тонкими иглами дают возможность минимизировать неудобства, которые вызваны необходимостью регулярных инъекций.
Инсулинотерапия назначается не всем людям, у которых собственные запасы гормона практически исчерпаны. Поводом для такого лечения может быть:
- воспаления легких, грипп,
- противопоказания для приема таблетированных средств,
- желание человека вести более свободную жизнь либо невозможность диеты.
Наиболее положительные отзывы имеются от диабетиков, которые одновременно принимали инсулин и следовали диетическому питанию.
Диетическое питание приводит к хорошему состоянию здоровья диабетика. Следует соблюдать принципы диетотерапии при сахарном диабете потому, что с инсулином некоторые больные люди начинают набирать вес.
Качество жизни диабетиков, которые принимают грамотное лечение, при условии отсутствия осложнений, по статистике, выше, чем у здоровых людей.
В видео в этой статье продолжена тема инсулина в таблетках.
Иерусалимская фармацевтическая фирма Oramed Farmaceuticals ещё на один шаг приблизилась к выведению на фармакологический рынок таблетированной формы инсулина, появление которого стало бы настоящим событием для больных сахарным диабетом II типа. Если эффективность нового препарата будет доказана в ходе клинических испытаний, он станет настоящей революцией в лечении сахарного диабета, которым страдают более 371 миллиона людей по всему миру. На ближайшее время запланировано начало второй фазы клинических испытаний нового препарата, участие в которой примут 147 пациентов из более чем 12 медицинских центров США.
Существующий в настоящее время способ лечения сахарного диабета путём ежедневных инъекций инсулина малоприятен и, к тому же, связан с определённым риском инфицирования по причине своей инвазивности. При этом, выполнять инъекции необходимо до нескольких раз в день. Отсутствие должного контроля за уровнем глюкозы в крови приводит к серьёзным осложнениям, включая потенциально смертельные. Гораздо более удобным способом было бы введение в организм инсулина в форме капсул или таблеток. К сожалению, из-за своей белковой структуры гормон инсулин разрушается ферментами желудочно-кишечного тракта и способа решить эту проблему до недавнего времени найдено не было.
Бóльшая часть случаев заболевания сахарным диабетом приходятся на его II тип, развитие которого обусловлено снижением чувствительности тканей организма к действию инсулина (инсулинорезистентностью). В течении сахарного диабета II типа выделяют три классические фазы. При первой фазе заболевания уровень сахара в крови пациента может быть нормализован путём коррекции образа жизни (диета и физическая активность). При второй фазе для этого уже необходим приём медикаментов, стимулирующих выработку инсулина, а при третьей фазе, развивающейся после истощения функциональных ресурсов поджелудочной железы, пациент становится зависимым от инъекций инсулина. Новый препарат, разработанный Oramed Farmaceuticals предназначен для применения во второй фазе заболевания, что гораздо более благоприятно для организма и замедляет переход сахарного диабета в третью фазу.
Израиль является одним из ведущих мировых центров по изучению сахарного диабета. Технология, применяемая Oramed Farmaceuticals основана на трёх десятилетиях научной работы специалистов иерусалимского медицинского центра Hadassa, в которой принимала участие и доктор Мирьям Кидрон, мать исполнительного директора компании Oramed Farmaceuticals Надава Кидрона.
«Тридцать лет назад, когда работа над этим проектом только начиналась, сама идея перорального применения инсулина казалась практически невозможной, — говорит он. – Сегодня же, выведение нового препарата на рынок – это всего лишь дело времени».
Инсулин «в таблетках» прошел проверку на крысах
Попытки заменить инъекции инсулина таблетками начались еще несколько десятилетий назад. Однако до сих пор ни один препарат не вышел на массовое производство. Ученые из Гарвардского университета (США) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали капсулы с инсулином в виде ионной жидкости, которые снижают уровень глюкозы в крови на длительный период. Теперь исследователи хотят получить одобрение на клинические испытания с участием людей.
В живых организмах постоянно происходит огромное количество химических реакций, которые направлены на поддержание жизни. Совокупность этих реакций принято называть обменом веществ, или метаболизмом. Все химические превращения можно поделить на два типа: реакции, в ходе которых сложные органические вещества расщепляются на более простые, и реакции, в результате которых образуются сложные молекулы из простых.
Один из регуляторов обмена веществ – белковый гормон инсулин (рис. 1), основная функция которого – снижение уровня глюкозы в крови.
Рис. 1. Модель молекулы инсулина человека, полученная с помощью рентгеноструктурного анализа. Красная спираль на переднем плане – это B-цепь, за ней, тоже красная, A-цепь. Зеленые – N- и C-концы полипептидных цепей (N-конец – это часть молекулы, где торчит аминогруппа первой аминокислоты, C-конец – это окончание молекулы, где торчит карбоксильная группа). Изображение из статьи: V. I. Timofeev et al., 2010. X-ray investigation of gene-engineered human insulin crystallized from a solution containing polysialic acid.
Инсулин запускает механизм поглощения глюкозы клетками, связываясь с рецепторами на их поверхности. Позже, эта глюкоза будет использоваться клетками по назначению. Например, в процессе гликолиза из одной молекулы глюкозы получится две молекулы пировиноградной кислоты. Также инсулин способен запустить процесс образования жиров из глюкозы в специальных жировых клетках – адипоцитах (G. Dimitriadis et al., 2011. Insulin effects in muscle and adipose tissue).
Инсулин синтезируется бета-клетками – особыми клетками, расположенными в поджелудочной железе. Строение инсулина очень простое: 51 аминокислота образует две полипептидные цепи – A и B. A-цепь содержит 21 аминокислотный остаток, а в B-цепи таких остатков 30.
Про этот гормон можно смело сказать «мал, да удал», поскольку инсулин, один из самых маленьких среди белковых гормонов по размеру и количеству аминокислот, участвует в большом количестве процессов в организме (для сравнения: гормон роста – соматотропин – имеет в своем составе 191 аминокислоту, а гормон передней доли гипофиза пролактин – 199 аминокислот). Один из этих процессов всем очень хорошо известен: инсулин способен снижать количество глюкозы в крови. Дело в том, что большое количество сахара в крови чревато последствиями: излишний сахар может гликозилировать белки крови, например гемоглобин, из-за чего гемоглобин начинает хуже выполнять свои функции, то есть хуже транспортировать кислород и углекислый газ. При повышенном сахаре также изменяется вязкость крови.
Ну и чтобы читатель окончательно убедился, что повышенный сахар в крови – это плохо, предлагаю поискать в интернете выражение «диабетическая стопа». Мы постоянно получаем микроповреждения на стопе. При неконтролируемом сахарном диабете нарушается целостность сосудов конечностей, а чувствительность в этих зонах уменьшается. Что мы имеем на выходе? В микроповреждениях скапливается небольшое количество крови. И если обычную кровь бактерии не очень любят, так как там полно клеток, которые их убивают, то в ситуации со сладкой кровью ситуация меняется. В итоге мы получаем раны на ступнях, которые кишат бактериями, а так как чувствительность уменьшилась – человек даже не чувствует болевых ощущений.
Как же инсулин снижает количество глюкозы в крови? Вместе с кровью инсулин и глюкоза приходят к различным клеткам наших органов. Далее, гормон связывается с рецепторами на поверхности мембраны клеток. Это связывание запускает работу глюкозных транспортеров – большой группы мембранных белков, задача которых – перенести глюкозу через мембрану из внешнего пространства внутрь клетки. Также инсулин активирует превращение сладкой мономерной глюкозы в гликоген. Гликоген – это полимерная молекула, которая состоит из связанных между собой остатков глюкозы. Новое строение – новые свойства. Полимерная молекула несладкая и нерастворима в воде, а значит, не влияет на химические реакции, которые происходят вокруг. Полисахарид может спокойно лежать в сторонке до лучших времен. Именно в форме гликогена глюкоза долгое время хранится в организме, создавая запас на будущее. По аналогии с крахмалом у растений, гликоген может образовывать гранулы в цитоплазме. Как только клетке понадобится энергия, а свободной глюкозы не окажется «под рукой», связи в полисахариде разрежут ферменты и появится мономер.
При нарушениях в работе инсулиновой системы развивается сахарный диабет – хроническое заболевание эндокринной системы. Есть два типа сахарного диабета:
1-й тип: поджелудочная железа вырабатывает недостаточное количество инсулина;
2-й тип: взаимодействие клеток организма с инсулином нарушено.
Патологии в углеводном обмене представляют серьезную проблему современности. Количество больных сахарным диабетом растет каждый год. По данным ВОЗ, число людей с диабетом возросло со 108 миллионов в 1980 году до 422 миллионов в 2014-м. Только за 2015 год диабет унес жизни около 1,6 миллионов человек; для сравнения, в том же году в ДТП погибло примерно 1,3 миллионов человек.
Примерно 10–15% случаев сахарного диабета – то есть примерно 40 миллионов человек по всему миру – приходятся на диабет 1-го типа. Как уже говорилось, диабет 1-го типа возникает тогда, когда поджелудочная железа вырабатывает недостаточно инсулина. Это происходит из-за гибели бета-клеток поджелудочной железы. Причиной могут быть стресс, вирусные инфекции и аутоиммунные нарушения (которые возникают в том случае, когда иммунная система начинает воспринимать свои собственные клетки как врага и просто уничтожает их). Единственный выход для больных диабетом 1-го типа –пожизненные инъекции инсулина и соблюдение специальной диеты (при диабете 2-го типа достаточно просто соблюдать диету, потому что инсулин есть, но его требуется больше, чтобы клетки на него отреагировали).
Если снижать количество углеводов в рационе, остается больше инсулина для воздействия на клетки. Для диабетиков разработаны специальные таблицы (рис. 2), благодаря которым они подсчитывают необходимое количество инсулина для инъекций. Диетологами была предложена единица измерения – хлебная единица, или ХЕ. Одна ХЕ – это примерно 10-12 грамм усвояемых углеводов; например, один кусок белого хлеба весом 20 г – это одна хлебная единица. Сейчас уже существуют мобильные приложения, которые облегчают подсчет.
Рис. 2. Таблица хлебных единиц
Количество инсулина рассчитывается врачом индивидуально, однако больному важно соблюдать диету: если он употребил углеводов больше или меньше нормы, то сам может скорректировать количество инсулина. Когда доза инсулина подсчитана, необходимо сделать инъекцию. Укол делается в кожную складку, так чтобы инсулин оказался в жировой клетчатке (рис. 3), откуда он постепенно переместится в кровь.
Рис. 3. Схема подкожного введения инсулина
Места для инъекций могут быть различными: живот, бедро, плечо и т. д. Однако, надо учитывать, что скорость всасывания инсулина в разных местах разная (рис. 4).
Рис. 4. Области для инсулиновых инъекций с указанием скорости всасывания
Но где взять инсулин для инъекций? В начале XX века для этого использовался коровий инсулин, который отличается от человеческого на несколько аминокислот, но тем не менее способен снижать уровень глюкозы в крови. С развитием генной инженерии коровий инсулин был заменен человеческим, который синтезируется кишечной палочкой или дрожжами. Если коротко, то ген человеческого инсулина вставляют в ДНК E.coli или дрожжей. Методом селекции отбираются те клетки, в которые ген удачно встроился. Затем их выращивают на питательной среде, они размножаются, спокойно и неприхотливо помимо своих белков синтезируют человеческий инсулин. В конечном итоге клетки разрушают, а полученную смесь очищают. Человеческий инсулин готов! Такой способ получения используется и в наши дни.
И хотя проблема с получением инсулина для инъекций была решена, такая терапия не всегда бывает удачной: больные могут пропускать уколы из-за боязни игл или болевых ощущений во время введение шприца, особенно если речь идет о детях. Кроме того, если неправильно рассчитать необходимое количество инсулина и ввести значительно больше, может наблюдаться гипогликемия – состояние, когда количество глюкозы в крови снижается до критического (ниже 2,2–2,8 ммоль/л). В этом состоянии у человека начинается тремор, повышается давление, наблюдается общая слабость и нарушение сознания. Самый плохой исход – кома и даже смерть. Именно поэтому поиск альтернативного пути доставки инсулина является актуальной проблемой.
Выходом из положения было бы употребление инсулина перорально (через рот). Однако желудочно-кишечный тракт является барьером для такой доставки: соляная кислота в желудке денатурирует белковые молекулы, ферменты в кишечнике расщепляют белки до аминокислот, а эпителиальные клетки, из которых состоят ворсинки тонкой кишки, всасывают только небольшие молекулы. Помимо этого, ворсинки покрыты слоем слизи, затрудняющий всасывание.
Исследователи из Гарвардского университета (США) и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали на основе ионной жидкости препарат для доставки инсулина через желудочно-кишечный тракт, который сможет помочь больным диабетом 1-го типа.
Что такое ионная жидкость и для чего она нужна?
Белковые молекулы не особенно стабильны: им нужны определенные условия, чтобы они не сворачивались в неправильные формы. При нарушении условий хранения белок может стать неактивным. И тут на помощь приходит ионная жидкость, которую последнее время часто используют в качестве растворителя. Как можно догадаться из названия, ионные жидкости состоят из ионов: катионов и анионов. По сути, это соли в жидком состоянии. Комплекс лекарства с ионной жидкостью делает его хорошо растворимым в воде и позволяет ему оставаться в одной и той же активной форме. Так как инсулин является белком, в своей работе ученые смешивали инсулин в ионной жидкости, состоящей из холина и гераниевой кислоты (рис. 5) – эти ингредиенты, по мнению Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration), безопасны для людей.
Этот состав уже успел хорошо себя зарекомендовать: в предыдущих исследованиях этой же научной группы было показано, что именно комплекс холин – гераниевая кислота улучшает проникновение лекарства в кожу почти в 5 раз (M. Zakrewsky et al., 2014. Ionic liquids as a class of materials for transdermal delivery and pathogen neutralization). Ворсинки кишечника, так же как и кожа, состоят из эпителиальной ткани, поэтому было принято решение разработать препарат для перорального приема на основе ионной жидкости.
Для преодоления первого препятствия – кислой среды желудка – препарат из инсулина в ионной жидкости был помещен в капсулу с кислостойким покрытием (рис. 6), которое уже давно используется в фармакологии. Такое покрытие растворяется, когда капсула попадает в щелочную среду кишечника, в результате чего ионная жидкость и инсулин высвобождаются.
Рис. 6. Капсулы с инсулином в ионной жидкости для перорального приема (для крыс). Вместимость капсулы – 0,025 мл, внешняя длина – 8,4 мм. Фото из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в PNAS.
Как уже говорилось ранее, следующее препятствие – ферменты в кишечнике, которые расщепляют белковые молекулы. Оказалось, что ионная жидкость защищает инсулин от действия ферментов, что позволяет молекуле инсулина оставаться в неизменном виде. Помимо этого, комплекс холин – гераниевая кислота способен разжижать слизь кишечника, тем самым облегчая всасывание препарата.
Последним барьером являются сами эпителиальные клетки кишечника. Дело в том, что эти клетки выполняют транспортную и барьерную функцию, поэтому они способны пропускать одни вещества и задерживать другие. Выборочную проницаемость обеспечивают мембраны клеток, в которые встроены белки, пропускающие определенные молекулы. Например, аминокислоты переносятся через белки-транспортеры. В присутствие ионов натрия аминокислота связывается с белком, тот изменяет свою форму и пропускает молекулу внутрь. Для каждого вида молекул существуют свои транспортные белки. Нет белка – нет транспорта. Для инсулина в тонком кишечнике нет таких белков, потому что в норме он попадает из поджелудочной железы сразу в кровоток. Однако между клетками есть небольшие промежутки, через которые осуществляется так называемый парацеллюлярный транспорт. Как правило, такой проход открыт для ионов и гидрофильных молекул, но не для таких крупных молекул, как инсулин. Однако ионная жидкость делает весь комплекс гидрофильным, поэтому молекула легко проходит и через этот барьер. Пройдя через слой клеток, инсулин попадает в кровь.
Как отмечают сами исследователи, их подход подобен швейцарскому ножу, где у одного лекарства есть все инструменты для устранения каждого из препятствий.
Еще одним явным плюсом этого препарат является то, что его изготовление не требует много вложений, а лекарство достаточно стабильно и может храниться при комнатной температуре в течение двух месяцев – это значительно больше сроков хранения инсулина для инъекций. Чтобы проверить, меняется ли форма белка при длительном нахождении в ионной жидкости, ученые хранили образцы препарата при комнатной температуре и при температуре 4°C. На протяжение четырех месяцев с помощью метода спектроскопии кругового дихроизма сравнивались свежеприготовленные образцы и те, которые хранились. Всё это время структура инсулина оставалась неизменной (рис. 7).
Рис. 7. График, построенный на основе результатов метода спектроскопии кругового дихроизма. Хорошо видно, что инсулин оставался в одной и той же альфа-спиральной конформации в течение всего периода хранения. По оси у – mdeg (милиградус поворота поляризованного света), по оси х – длина волны в нм. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS.
Биологическую активность препарата проверяли на самцах крыс: им делали инъекции с образцами с разным сроком хранения, а затем проверяли уровень глюкозы в крови – он снижался одинаково. Также исследователи проверили эффективность перорального приема. Крысам давали готовые капсулы размера 9 (вместимостью 0,025 мл и длиной 8,4 мм), а затем измеряли уровень глюкозы в их крови. Через два часа после приема капсулы уровень глюкозы снизился на 38%, а спустя 10 часов – на 45%.
Чтобы удостовериться, что капсулы с ионной жидкостью биосовместимы с тканями тонкого кишечника, были приготовлены гистологические препараты. Крыс, которые получали капсулы, вскрыли, изъяли тонкий кишечник и приготовили серию срезов. Срезы были окрашены гематоксилином и эозином – классическими красителями для гистологических препаратов. Изменений в морфологии кишечника не было, а ворсинки были обнаружены на всех срезах.
На этом плюсы не заканчиваются. Исследователи отмечают, что именно пероральная доставка, в отличие от инъекций, имитирует физиологический путь инсулина. В организме инсулин из поджелудочной железы переносится через воротную вену в печень, где примерно 80% гормона удерживается и только оставшаяся часть попадает в кровь. Инсулин, введенный подкожно, попадает в кровь неравномерно и с разной скоростью в зависимости от места укола.
Попытки изобрести препарат для доставки инсулина через желудочно-кишечный тракт начались много десятилетий назад. Было разработано несколько стратегий для преодоления препятствий, однако до сегодняшнего дня еще ни один из подходов не позволил создать дешевое и нетоксичное лекарство, справляющееся со всеми препятствиями. Например, австрийские ученые предложили комплекс, в состав которого входят белки, останавливающие действие ферментов в кишечнике. (A. H. Krauland et al., 2004. Oral insulin delivery: the potential of thiolated chitosan-insulin tablets on non-diabetic rats). Однако ингибиторы ферментов могут вызывать побочные эффекты, такие как интоксикация и гипертрофия поджелудочной железы.
Японские ученые предложили таблетку, покрытую тремя оболочками, которая растворяется только в толстом кишечнике, где ферменты, разрушающие белки до аминокислот, уже не так активны. (M. Katsuma et al., 2006. Effects of absorption promoters on insulin absorption through colon-targeted delivery). Однако площадь толстого кишечника меньше, чем тонкого, и в нем меньше воды, поэтому он не так хорошо подходит для всасывания лекарственных препаратов.
Многие предложенные лекарства требуют больших затрат на производство или имеют сложную рецептуру. Таким образом, рассмотренный в данной статье препарат является наиболее предпочтительным для массового производства: он эффективен, долго хранится, легок в приготовлении, безопасен и достаточно дешев. Исследователи планируют продолжать работу и надеются получить одобрение на клинические испытания с участием людей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
