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位的丙氨酸用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1~2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 |
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。
【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。