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胰島素

鎖定
胰島素是由胰臟內的胰島β細胞受內源性或外源性物質如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質激素。胰島素是機體內唯一降低血糖的激素,同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成。外源性胰島素主要用來治療糖尿病。
中文名
胰島素
外文名
Insulin [6] 
分子量
5807.69
分子式
C256H381N65O76S6
性    狀
白色或類白色的結晶粉末
熔    點
233℃(分解)
比旋度
-64°±8°(C=2,0.003mol/L NaOH)
酸鹼度
兩性,等電點pI5.35-5.45
化學本質
蛋白質

胰島素化合物簡介

胰島素基本信息

中文別名:普通胰島素;胰激素;因蘇林;正規胰島素;短效胰島素
英文別名:Insulin;RI;Insulyl;Crystalline Insulin;Regular Insulin
來源含量:本品系自豬胰中提取製得的具有降血糖作用的多肽類物質。按乾燥品計算,每1mg的效價不得少於27單位。每1單位相當於胰島素0.0345mg。
製法要求:本品應從檢疫合格豬的冰凍胰臟中提取。生產過程應符合現行版《藥品生產質量管理規範》的要求。

胰島素發現

顯微鏡下的胰島 beta 細胞 顯微鏡下的胰島 beta 細胞
胰島素於1921年由加拿大人F.G.班廷和C.H.貝斯特首先發現。1922年開始用於臨牀,使過去不治的糖尿病患者得到挽救。中國科學院腎病檢測研究所主治直至80年代初,用於臨牀的胰島素幾乎都是從豬、牛胰臟中提取的。不同動物的胰島素組成均有所差異,豬的與人的胰島素結構最為相似,只有B鏈羧基端的一個氨基酸不同。80年代初已成功地運用遺傳工程技術由微生物大量生產人的胰島素,並已用於臨牀。
1955年英國F.桑格小組測定了牛胰島素的全部氨基酸序列,開闢了人類認識蛋白質分子化學結構的道路。1965年9月17日,中國科學家人工合成了具有全部生物活力的結晶牛胰島素,它是第一個在實驗室中用人工方法合成的蛋白質,稍後美國和聯邦德國的科學家也完成了類似的工作。
70年代初期,英國和中國的科學家又成功地用X射線衍射方法測定了豬胰島素的立體結構。這些工作為深入研究胰島素分子結構與功能關係奠定了基礎。人們用化學全合成和半合成方法制備類似物,研究其結構改變對生物功能的影響;進行不同種屬胰島素的比較研究;研究異常胰島素分子病,即由於胰島素基因的突變使胰島素分子中個別氨基酸改變而產生的一種分子病。這些研究對於闡明某些糖尿病的病因也具有重要的實際意義。
第一代胰島素-動物胰島素
1921年弗雷德裏克·班丁(Frederick Banting)與約翰·麥克勞德(John Macleod)合作首次成功提取到了胰島素,不同種族哺乳動物(人、牛、羊、豬等)的胰島素分子的氨基酸序列和結構稍有差異,其中豬胰島素與人的最為接近。動物胰島素是最早應用於糖尿病治療的胰島素注射製劑,一般是豬胰島素,豬胰島素與人胰島素存在1至4個氨基酸的不同,因此容易發生免疫反應,注射部位皮下脂肪萎縮或增生,胰島素過敏反應,並且由於其免疫原性高,容易反覆發生高血糖和低血糖,容易出現胰島素抵抗。
第二代胰島素-人胰島素
20世紀80年代,人們通過基因工程(重組DNA)轉基因酵母(啤酒酵母.畢赤酵母或漢遜酵母)或重組中國倉鼠卵巢細胞(CHO)表達出高純度的合成人胰島素,其結構和人體自身分泌的胰島素一樣。
對比動物胰島素,人胰島素較少發生過敏反應或者胰島素抵抗,所以皮下脂肪萎縮的現象也隨之減少;由於人胰島素抗體少,所以注射量比動物胰島素平均減少30%;人胰島素的穩定性高於動物胰島素,常温25℃左右常温可保存人胰島素4周。
在起效時間、峯值時間、作用持續時間上不能模擬生理性人胰島素分泌模式。需在餐前30分鐘注射、有較高的夜間低血糖風險。
第三代胰島素-胰島素類似物
20世紀90年代末,在對人胰島素結構和成分的深入研究中發現,對肽鏈進行修飾:利用基因工程技術,改變胰島素肽鏈上某些部位的氨基酸組合;改變等電點;增加六聚體強度;以鈷離子替代鋅離子;在分子中增加脂肪酸鏈,加大與白蛋白的結合,均有可能改變其理化和生物學特徵,從而可研製出更適合人體生理需要的胰島素類似物(insulinsimilitude)。胰島素類似物可緊臨餐使用,也稱為餐時胰島素或速效胰島素。

胰島素分類

來源:胰島素合成的控制基因在第11對染色體短臂上。基因正常則生成的胰島素結構是正常的;若基因突變則生成的胰島素結構是不正常的,為變異胰島素。在β細胞的細胞核中,第11對染色體短臂上胰島素基因區DNA向mRNA轉錄,mRNA從細胞核移向細胞漿的內質網,轉譯成由105個氨基酸殘基構成的前胰島素原。前胰島素原經過蛋白水解作用除其前肽,生成86個氨基酸組成的長肽鏈——胰島素原(45343345)。胰島素原隨細胞漿中的微泡進入高爾基體,經蛋白水解酶的作用,切去75、55、6075三個精氨酸連接的鏈,斷鏈生成沒有作用的C肽,同時生成胰島素,分泌到β細胞外,進入血液循環中。未經過蛋白酶水解的胰島素原,一小部分隨着胰島素進入血液循環,胰島素原的生物活性僅有胰島素的5%。
滅活。
胰島β細胞中儲備胰島素約200U,每天分泌約40U。空腹時,血漿胰島素濃度是5~15μU/mL。進餐後血漿胰島素水平可增加5~10倍。
1、動物胰島素:從豬和牛的胰腺中提取,兩者藥效相同。
1、超短效:注射後15分鐘起作用,高峯濃度1~2小時(皮下)。(例如門冬胰島素、賴脯胰島素) [4] 
2、短效(速效):注射後30分鐘起作用,高峯濃度2~4小時,持續5~8小時(皮下、肌內、靜注)。(如普通胰 島素、正規胰島素)
3、中效:注射後2~4小時起效,高峯濃度6~12小時,持續24~28小時(皮下)。(如低精蛋白鋅胰島素)
4、長效:注射後4~6小時起效,維持24到36小時(皮下)。(精蛋白鋅胰島素)
5、超長效:注射後3~6個小時起效,維持時間為6~24小時(皮下)。(地特胰島素、甘精胰島素)
6、預混:注射後0.5個小時起效,維持時間為24小時(皮下)。(雙時相胰島素)

胰島素結構

胰島素結構 胰島素結構
不同種族動物(人、牛、羊、豬等)的胰島素功能大體相同,成分稍有差異。圖中為人胰島素化學結構。
胰島素由A、B兩個肽鏈組成。人胰島素(Insulin Human)A鏈有11種21個氨基酸,B鏈有15種30個氨基酸,共51個氨基酸組成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四個半胱氨酸中的巰基形成兩個二硫鍵,使A、B兩鏈連接起來。此外A鏈中A6(Cys)與A11(Cys)之間也存在一個二硫鍵。

胰島素分泌

胰島素的生物合成速度受血漿葡萄糖濃度的影響,當血糖濃度升高時,β細胞中胰島素原含量增加,胰島素合成加速。
胰島素在胰島β細胞中合成。胰島素的分子量5700,由兩條氨基酸肽鏈組成。A鏈有21個氨基酸,B鏈有30個氨基酸。A-B鏈之間有兩處二硫鍵相連。
胰島素是與C肽以相等分子分泌進入血液的。臨牀上使用胰島素治療的病人,血清中存在胰島素抗體,影響放射免疫方法測定血胰島素水平,在這種情況下可通過測定血漿C肽水平,來了解內源性胰島素分泌狀態。
影響因素
體內胰島素的分泌主要受以下因素影響:
刺激胰島素分泌 刺激胰島素分泌
血漿葡萄糖濃度血漿葡萄糖濃度是影響胰島素分泌的最重要因素。口服或靜脈注射葡萄糖後,胰島素釋放呈兩相反應。早期快速相,門靜脈血漿中胰島素在2分鐘內即達到最高值,隨即迅速下降;延遲緩慢相,10分鐘後血漿胰島素水平又逐漸上升,一直延續1小時以上。早期快速相顯示葡萄糖促使儲存的胰島素釋放,延遲緩慢相顯示胰島素的合成和胰島素原轉變的胰島素。
進食含蛋白質較多的食物進食含蛋白質較多的食物後,血液中氨基酸濃度升高,胰島素分泌也增加。精氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有較強的刺激胰島素分泌的作用。
進餐後胃腸道激素增加進餐後胃腸道激素增加可促進胰島素分泌如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、腸血管活性肽都刺激胰島素分泌。
自主神經功能狀態迷走神經興奮時促進胰島素分泌;交感神經興奮時則抑制胰島素分泌。

胰島素受體

胰島素在細胞水平的生物作用是通過與靶細胞膜上的特異受體結合而啓動的。胰島素受體為胰島素起作用的靶細胞膜上特定部位,僅可與胰島素或含有胰島素分子的胰島素原結合,具有高度的特異性,且分佈非常廣泛。受體是一種糖蛋白,每個受體由α、β各兩個亞單位組成,並由各兩條亞基組成四聚體型受體。α亞單位穿過細胞膜,一端暴露在細胞膜表面,具有胰島素結合位點。β亞單位由細胞膜向胞漿延伸,是胰島素引發細胞膜與細胞內效應的功能單位。胰島素與亞單位結合後,β亞單位中酪氨酸激酶被激活,使受體磷酸化,產生介體,調節細胞內酶系統活性,控制物質代謝。並由各兩條亞基組成四聚體型受體。每種細胞與胰島素結合的程度取決於受體數目與親和力,此二者又受血漿胰島素濃度調節。當胰島素濃度增高時往往胰島素受體數下降,稱下降調節。如肥胖的非胰島素依賴型糖尿病人由於脂肪細胞膜上受體數下降,臨牀上呈胰島素不敏感性,稱抵抗性。當肥胖的非胰島素依賴型糖尿病患者經飲食控制、體育鍛煉後體重減輕時,脂肪細胞膜上胰島素受體數增多,與胰島素結合力加強而使血糖利用改善。此不僅是肥胖的非胰島素依賴型糖尿病的重要發病機制,也是治療中必須減肥的理論依據。

胰島素信號通路

胰島素信號通路胰島素在發揮作用時需首先與靶細胞膜上的一種異四聚體受體相結合。胰島素受體是膜糖蛋白,由兩個單獨的胰島素結合結構域(α亞單位)與兩個信號轉導結構域(β亞單位)組成。胰島素與受體結合後引起α亞單位構象改變,從而三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)能夠結合於β亞單位的胞內結構域。與ATP結合後,β亞單位內的酪氨酸激酶被激活,進而使胰島素受體發生自磷酸化。磷酸化的胰島素受體從磷酸化胰島素受體底物(insulin receptor substrate, IRS)1和2開始,依次磷酸化其他蛋白底物。胰島素信號通過磷酸化網絡進行進一步級聯傳遞,並涉及許多其他胞內物質。胰島素作用的生物化學過程詳見其他專題。(參見“胰島素受體的結構與功能”)通過激活上述信號通路,胰島素可作為代謝功能的有力調節因子而發揮作用。此外,胰島素還通過胰島素受體介導激活的絲裂原活化的蛋白(mitogen-activated protein, MAP)激酶通路在生長和增殖方面發揮作用。

胰島素代謝

胰島素幾乎直接或間接地影響着機體每個組織的功能,其中胰島素三大主要能量儲存組織的代謝效應,即肝臟、肌肉和脂肪組織。 [2] 
(1)胰島素與葡萄糖代謝 — 葡萄糖的三大來源是:食物的腸道吸收,糖原分解(糖原是葡萄糖的儲存形式),以及糖異生(碳水化合物、蛋白質和脂肪代謝過程中生成的非糖前體成分可經糖異生作用合成葡萄糖)。
一旦轉運進細胞,葡萄糖就可作為糖原儲存起來,或經糖酵解成丙酮酸。丙酮酸可被還原成乳酸,或經氨基轉移作用形成丙氨酸,或轉變為乙酰輔酶A(coenzyme A, CoA)。乙酰CoA可在三羧酸循環中氧化成二氧化碳和水,或轉變成脂肪酸以甘油三酯形式儲存起來,或用來合成酮體或膽固醇。
胰島素在糖代謝中具有多種作用,包括:抑制糖原分解和糖異生、增加葡萄糖轉運入脂肪和肌肉、增強脂肪和肌肉中的糖酵解、刺激糖原合成
●葡萄糖的生成:儘管體內大部分組織都可發生糖原分解,但只有肝臟和腎臟表達葡萄糖-6-磷酸酶,而這種酶對葡萄糖釋放入血是必需的。肝臟和腎臟還含有糖異生所必需的酶。在這兩種器官中,肝臟負責大部分的葡萄糖輸出。示蹤研究發現,空腹過夜後,腎臟僅產生10%-20%的葡萄糖。因此,肝臟是胰島素調節葡萄糖生成的首要靶器官。但2型糖尿病患者中腎臟葡萄糖輸出會增加,以在低血糖的反調節過程中部分代償肝臟葡萄糖的輸出減低。
胰島素通過抑制糖原分解過程中必需的糖原磷酸化酶,直接限制肝葡萄糖輸出。胰島素還通過間接作用減少肝臟糖異生,所涉及的途徑有:減少糖異生前體物質和遊離脂肪酸輸入肝臟;抑制胰高血糖素的分泌,部分機制是直接抑制胰島α細胞中的胰高血糖素基因;改變肝臟的神經信號傳入。研究者將胰島素輸注入狗的門靜脈或外周靜脈後發現,在肝葡萄糖生成過程中,胰島素的直接作用仍占主導地位,不過隨着胰島素分泌增加,其間接作用也更明顯。
●葡萄糖的利用:胰島素能夠刺激骨骼肌和脂肪攝取葡萄糖。在骨骼肌和脂肪組織中,葡萄糖藉助葡萄糖轉運蛋白4(glucose transporter 4, GLUT-4)穿過細胞膜。GLUT-4可能存在於骨骼肌、脂肪細胞的細胞質中;來自胰島素的信號促使GLUT-4從細胞質轉移至細胞膜,進而協助葡萄糖進入這些組織中(例如,餐後時)。一些小鼠研究已證實葡萄糖穩態的控制較複雜,並表明通過不依賴胰島素的GLUT-4增加和一磷酸腺苷活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK)活性增強,骨骼肌也可攝取葡萄糖。
在血糖正常情況下,胰島素介導的葡萄糖攝取大多發生於肌肉組織,且在葡萄糖攝取量增加的情況下,脂肪組織的額外攝取量小於增加總量的10%。然而,脂肪組織也會通過胰島素介導的抑制脂解作用間接地促進葡萄糖的利用。這是底物競爭機制所致,因為作為機體能量來源之一的遊離脂肪酸利用度降低,使得肌肉中葡萄糖的攝取和代謝增加。通過影響糖原合成和糖分解(糖酵解),胰島素還可以促進細胞中的糖代謝。
胰島素可增強脂肪、肌肉和肝臟等組織中的糖原合酶活性,但這種作用不會導致淨糖原合成,除非糖原磷酸化酶受到強烈抑制。實際上,人骨骼肌中糖原磷酸化酶的催化活性是糖原合酶活性的50倍。
胰島素通過增強糖酵解通路中己糖激酶和6-磷酸果糖激酶這兩種關鍵酶的活性,提高骨骼肌和脂肪組織中糖酵解的速率。
(2)胰島素與脂代謝 — 胰島素能夠協調體內不同能源物質(葡萄糖和遊離脂肪酸)的利用,來滿足機體在進食與空腹的循環中以及運動時的能量需求。進餐後有大量葡萄糖可用,此時胰島素分泌增加,這可促進甘油三酯儲存至脂肪細胞。其中涉及多種機制:
●胰島素通過激活脂蛋白脂肪酶來促進富含甘油三酯的乳糜微粒(例如,混合飲食後形成的乳糜微粒)從外周組織中清除。脂蛋白脂肪酶存在於肌肉和脂肪組織的血管內皮中,可水解血循環脂蛋白內的甘油三酯,所產生的脂肪酸隨後被肌肉組織攝取後氧化,或被脂肪組織攝取後儲存。胰島素還可激活脂肪組織中的脂蛋白脂肪酶,但抑制骨骼肌中的此酶。胰島素對脂蛋白脂肪酶的這種組織特異性作用導致甘油三酯從肌肉轉移至脂肪組織中儲存。
●胰島素能夠刺激脂肪細胞中的遊離脂肪酸重新酯化為甘油三酯。在胰島素介導下,更多的葡萄糖被轉運進脂肪細胞,從而間接實現重新酯化。脂肪細胞中的糖酵解活動增加,引起糖酵解代謝產物甘油-3-磷酸的水平升高,而甘油-3-磷酸參與遊離脂肪酸酯化為甘油三酯的過程。
●胰島素通過抑制脂質分解的限速酶—激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase, HSL)抑制儲存中的甘油三酯發生脂分解。研究表明,胰島素可激活一種蛋白磷酸酶,使HSL在去磷酸化後失活。另一種機制是胰島素敏感性磷酸二酯酶使細胞內的環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)水平下降,進而抑制負責磷酸化和激活HSL的cAMP依賴性蛋白激酶。
甘油三酯儲存增多和脂質分解減少的整體效應是減少遊離脂肪酸進入肝臟。儘管這些過程是間接的,但胰島素可能確實對減少肝臟糖異生和葡萄糖輸出起到了強力的調控作用。
胰島素與酮體代謝 — 在空腹時間過長或糖尿病無法控制等低胰島素狀態下,脂肪動員將明顯加速,導致遊離脂肪酸進入肝臟過多。在這種情況下,肝臟利用長鏈脂肪酸不完全β-氧化附帶產生的大量乙酰CoA合成酮體。這些酮酸(乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮)可以被肝外組織利用供能,主要是骨骼肌和心臟。在極端情況下,大腦也利用酮體來供能。
胰島素可通過多種機制有效地降低循環中的酮體濃度。如上所述,胰島素能夠抑制脂類分解,從而減少肝臟用於生酮作用的遊離脂肪酸的供應。此外,胰島素還可直接抑制肝臟的生酮作用,這也可以解釋在肥胖的人羣和2型糖尿病患者中,儘管遊離脂肪酸的血漿濃度較高,但不易發生酮症。最後,高胰島素血癥與外周酮體清除增加有關。
(3)胰島素與蛋白質代謝 — 胰島素增加氮貯留和蛋白質生成。
胰島素可以促進氨基酸轉運進肝細胞、骨骼肌和成纖維細胞,還可以增加核糖體的數量和翻譯效率。總體而言,這些作用使蛋白質合成增多。胰島素也抑制蛋白質分解。在人體研究中,利用高胰島素-正常血糖鉗夾技術發現,血清胰島素濃度的生理性增加可以減少全身蛋白質水解,並且具有劑量依賴性[29]。此現象最多可使蛋白質水解減少40%,這表明還有其他因素調節蛋白質水解。胰島素通過抑制糖異生來維持蛋白質合成底物—氨基酸的可利用度。因此,胰島素可通過直接和間接機制促進蛋白質合成。

胰島素生物學作用

藥理作用
治療糖尿病、消耗性疾病。促進血循環中葡萄糖進入肝細胞、肌細胞、脂肪細胞及其他組織細胞合成糖原使血糖降低,促進脂肪及蛋白質的合成。
生理作用
胰島素的主要生理作用是調節代謝過程。對糖代謝:促進組織細胞對葡萄糖的攝取和利用,促進糖原合成,抑制糖異生,使血糖降低;對脂肪代謝:促進脂肪酸合成和脂肪貯存,減少脂肪分解;對蛋白質:促進氨基酸進入細胞,促進蛋白質合成的各個環節以增加蛋白質合成。總的作用是促進合成代謝。胰島素是機體內唯一降低血糖的激素,也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。作用機理屬於受體酪氨酸激酶機制。
胰島素在細胞中的作用。圖源網絡 胰島素在細胞中的作用。圖源網絡
調節糖代謝
胰島素能促進全身組織細胞對葡萄糖的攝取和利用,並抑制糖原的分解和糖原異生,因此,胰島素有降低血糖的作用。胰島素分泌過多時,血糖下降迅速,腦組織受影響最大,可出現驚厥、昏迷,甚至引起胰島素休克。相反,胰島素分泌不足或胰島素受體缺乏常導致血糖升高;若超過腎糖閾,則糖從尿中排出,引起糖尿;同時由於血液成份中改變(含有過量的葡萄糖),亦導致高血壓、冠心病和視網膜血管病等病變。胰島素降血糖是多方面作用的結果:
(1)促進肌肉、脂肪組織等處的靶細胞細胞膜載體將血液中的葡萄糖轉運入細胞。
(2)通過共價修飾增強磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP濃度,從而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低,加速糖原合成、抑制糖原分解。
(3)通過激活丙酮酸脱氫酶磷酸酶而使丙酮酸脱氫酶激活,加速丙酮酸氧化為乙酰輔酶A,加快糖的有氧氧化。
(4)通過抑制PEP羧激酶的合成以及減少糖異生的原料,抑制糖異生。
(5)抑制脂肪組織內的激素敏感性脂肪酶,減緩脂肪動員,使組織利用葡萄糖增加。
調節脂肪代謝
胰島素能促進脂肪的合成與貯存,使血中游離脂肪酸減少,同時抑制脂肪的分解氧化。胰島素缺乏可造成脂肪代謝紊亂,脂肪貯存減少,分解加強,血脂升高,久之可引起動脈硬化,進而導致心腦血管的嚴重疾患;與此同時,胰島素缺乏會導致機體脂肪分解加強,生成大量酮體,出現酮症酸中毒。
調節蛋白質代謝
胰島素一方面促進細胞對氨基酸的攝取和蛋白質的合成,一方面抑制蛋白質的分解,因而有利於生長。腺垂體生長激素的促蛋白質合成作用,必須有胰島素的存在才能表現出來。因此,對於生長來説,胰島素也是不可缺少的激素之一。
其它功能
胰島素可促進鉀離子和鎂離子穿過細胞膜進入細胞內;可促進脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。

胰島素對抗激素

胰高血糖素 胰高血糖素
體內對抗胰島素的激素主要有胰升糖素、腎上腺素及去甲腎上腺素、腎上腺皮質激素、生長激素等。它們都能使血糖升高。
(1)胰升糖素(胰高血糖素)。由胰島α細胞分泌,在調節血糖濃度中對抗胰島素。胰升糖素的主要作用是迅速使肝臟中的糖元分解,促進肝臟葡萄糖的產生與輸出,
進入血液循環,以提高血糖水平。胰升糖素還能加強肝細胞攝入氨基酸,及因能促進肝外組織中的脂解作用,增加甘油輸入肝臟,提供了大量的糖異生原料而加強糖異生作用。胰升糖素與胰島素共同協調血糖水平的動態平衡。
進食碳水化合物時,產生大量葡萄糖,從而刺激胰島素的分泌,同時胰升糖素的分泌受到抑制,胰島素/胰升糖素比值明顯上升,此時肝臟從生成葡萄糖為主的組織轉變為將葡萄糖轉化為糖元而貯存糖元的器官。
飢餓時,血液中胰升糖素水平顯著上升而胰島素水平下降。糖異生及糖元分解加快,肝臟不斷地將葡萄糖輸送到血液中。同時由於胰島素水平降低,肌肉和脂肪組織利用葡萄糖的能力降低,主要是利用脂肪酸,從而節省了葡萄糖以保證大腦等組織有足夠的葡萄糖供應。
(2)腎上腺素及去甲腎上腺素。腎上腺素是腎上腺髓質分泌的,去甲腎上腺素是交感神經末梢的分泌物。當精神緊張或寒冷刺激使交感神經處在興奮狀態,腎上腺素及去甲腎上腺素分泌增多,使肝糖元分解輸出增多,阻礙葡萄糖進入肌肉及脂肪組織細胞,使血糖升高。
(3)生長激素及生長激素抑制激素。
①生長激素。由腦垂體前葉分泌,它能促進人的生長,且能調節體內的物質代謝。生長激素主要通過抑制肌肉及脂肪組織利用葡萄糖,同時促進肝臟中的糖異生作用及糖元分解,從而使血糖升高。生長激素可促進脂肪分解,使血漿遊離脂肪酸升高。飢餓時胰島素分泌減少,生長激素分泌增高,於是血中葡萄糖利用減少及脂肪利用增高,此時血漿中葡萄糖及遊離脂肪酸含量上升。
②生長激素抑制激素。由胰島D細胞分泌。生長激素釋放抑制激素不僅抑制垂體生長激素的分泌,而且在生理情況下有抑制胰島素及胰升糖素分泌作用。但生長激素釋放抑制激素本身對肝葡萄糖的產生或循環中葡萄糖的利用均無直接作用。
(4)腎上腺糖皮質激素。腎上腺糖皮質激素是由腎上腺皮質分泌的(主要為皮質醇,即氫化可的松),能促進肝外組織蛋白質分解,使氨基酸進入肝臟增多,又能誘導糖異生有關的各種關鍵酶的合成,因此促進糖異生,使血糖升高。
(5)自由神經功能狀態可能影響胰島素的分泌。
迷走神經興奮時促進胰島素分泌,交感神經興奮時則抑制胰島素分泌。由以上知道,基因區DNA向mRNA轉錄,生成86個氨基酸組成的長肽鏈——胰島素原(Proinsulin)。胰島素原隨細胞漿中的微泡進入高爾基體,經蛋白水解酶的作用,切去31、32、60三個精氨酸連接的鏈,得出以上結果。

胰島素胰島素反應

全身反應
(1)低血糖反應:最常見。多見於Ⅰ型中脆性型或Ⅱ型中重型,特別是消瘦者。一般由於體力活動運動太多,偶或飲食太少、減量、失時或劑量過大。症狀有飢餓感、頭暈、軟弱、出汗、心悸,甚而出現神經症狀,如定向失常、煩躁不安、語無倫次、哭笑無常,有時可更嚴重,甚而昏厥、抽搦、狀似癲癇,昏迷不醒,以致死亡。治程中應教會病人熟知此反應而隨時提高警惕,及早攝食糕餅糖食或糖水以緩解,較重者應立即靜脈注射50%葡萄糖40ml以上,繼以靜脈滴注10%葡萄糖水直至清醒狀態;有時可先注胰高血糖素,每次皮下或肌肉1mg,如低血糖反應歷時較久而嚴重者還可採用氫化可的松,每次100~300mg於5%~10%葡萄糖水中靜滴。當低血糖反應恢復後必須謹慎估計下次劑量,分析病情,以防再發。在多次低血糖症後由於刺激胰島α細胞及腎上腺可發生反應性高血糖(Somogyi效應),由此常導致脆性型,必須儘量避免。
(2)過敏反應:少數病人有過敏反應,如蕁麻疹、血管神經性水腫、紫癜,極個別有過敏性休克。此種反應大致由於製劑中有雜質所致。輕者可治以抗組胺類藥物,重者須調換高純度製劑如單組分人胰島素,由於其氨基酸序列與內源性胰島素相同,且所含雜質極少,引起過敏極罕見,或可改用口服藥。必需時還可採用小劑量多鎰胰島素皮下注射脱敏處理。
(3)胰島素性水腫:糖尿病未控制前常有失水失鈉,細胞中葡萄糖減少,控制後4~6日可發生水鈉滯留而水腫,可能與胰島素促進腎小管回吸收鈉有關,稱為胰島素水腫。
(4)屈光失常:胰島素治程中有時病人感視力模糊,由於治療時血糖迅速下降,影響晶狀體及玻璃體內滲透壓,使晶狀體內水分逸出而屈光率下降,發生遠視。但此屬暫時性變化,一般隨血糖濃度恢復正常而迅速消失,不致發生永久性改變。此種屈光突變多見於血糖波動較大的幼年型病者。
局部反應
(1)注射局部皮膚紅腫、發熱及皮下有小結髮生,多見於NPH或PZI初治期數週內,由於含有蛋白質等雜質所致,改變注意部位後可自行消失,不影響療效。
(2)皮下脂肪萎縮或增生,脂肪萎縮成凹陷性皮脂缺失,多見於女青年及小兒大腿、腹壁等注射部位;皮下組織增生成硬塊,多見於男性臀部等注射部位,有時呈麻木刺痛,可影響吸收,須更換注射部位而保證治療。
抗藥性
很少數病者有胰島素抗藥性,每日胰島素需要量超過200U,歷時48小時以上,同時無酮症酸中毒及其他內分泌病引起的繼發性糖尿病者稱為胰島素抗藥性。此組不包括肥胖、感染、肝病、血色病、白血病、類風濕性關節炎、脂肪萎縮性糖尿病等所致的抗藥性。免疫反應,由於注射胰島素後血液中產生抗胰島素抗體,一般屬IgG類,尤以牛胰島素易於產生。因而,此處的胰島素抗藥性不要與病理生理中的胰島素抵抗相混淆。
處理方案:
①改用單組分人胰島素可明顯減少抗體產生,緩解抗藥性;
②試改用口服抗糖尿病藥物及其相互的聯合;
③在抗體濃度明顯增高的患者,必要時可試服強的松,30mg~40mg/d,分3次服,大多也可於1~2周內使胰島素劑量明顯減少,見效後漸減,停強的松。治程中,須密切觀察病情和血糖,以免在抗藥性消退時發生反覆嚴重的低血糖症。
胰島素治療腎病只能説是降糖的,患者在使用的時候,一定要經常檢測血糖,一旦發現低血糖現象,應該及時調整胰島素用量。

胰島素糖尿病治療與用藥

胰島素用於治療大多數類型的糖尿病。一般而言,是否需要胰島素治療取決於胰島素缺乏程度。所有1型糖尿病患者都需接受胰島素治療;很多2型糖尿病患者會隨着β細胞功能逐漸減退而需要胰島素 [3] 

胰島素適應症

1型糖尿病患者,由於自身胰島β細胞功能受損,胰島素分泌絕對不足,在發病時就需要胰島素治療,而且需終生胰島素替代治療以維持生命和生活。約佔糖尿病總人數5%。2型糖尿病患者在生活方式和口服降糖藥聯合治療的基礎上,如果血糖仍然未達到控制目標,即可開始口服藥物和胰島素的聯合治療。一般經過較大劑量多種口服藥物聯合治療後 HbA1c仍大於 7.0%時,就可以考慮啓動胰島素治療。新發病並與 1 型糖尿病鑑別困難的消瘦糖尿病患者。在糖尿病病程中(包括新診斷的 2 型糖尿病患者),出現無明顯誘因的體重下降時,應該儘早使用胰島素治療。對於血糖較高的初發 2 型糖尿病患者,由於口服藥物很難使血糖得到滿意的控制,而高血糖毒性的迅速緩解可以部分減輕胰島素抵抗和逆轉β細胞功能,故新診斷的2 型糖尿病伴有明顯高血糖時可以使用胰島素強化治療。還有一些特殊情況下也須應用胰島素治療:圍手術期;出現嚴重的急性併發症或應激狀態時需臨時使用胰島素度過危險期,如糖尿病酮症酸中毒、高滲性高血糖狀態、乳酸酸中毒、感染等;出現嚴重慢性併發症,如糖尿病足、重症糖尿病腎病等;合併一些嚴重的疾病,如冠心病、腦血管病、血液病、肝病等;妊娠糖尿病及糖尿病合併妊娠的婦女,妊娠期、分娩前後、哺乳期,如血糖不能單用飲食控制達到要求目標值時,需用胰島素治療,禁用口服降糖藥。繼發性糖尿病和特異性糖尿病人。

胰島素胰島素製劑

(一)人胰島素
(1)普通胰島素 — 普通胰島素(短效)是一種可溶性胰島素-鋅複合物,與內源性人胰島素有相同的氨基酸序列。其可用於控制餐後的血糖升高。皮下注射普通胰島素後,已形成的六聚體將分解成二聚體和單體從而被吸收。此過程會使血流中胰島素濃度的升高延遲,因此需要在餐前至少30分鐘注射胰島素,以實現對餐後血糖上升的最佳控制效果。
很多糖尿病患者難以把握這種餐時注射的時機。此外,觀察顯示普通胰島素作用持續時間超過了大多數進餐的餐後血糖升高持續時間,尤其是碳水化合物和脂肪含量不高的餐食後。這可導致進餐後數小時出現低血糖,可以通過補充一些零食來預防。
住院患者也可靜脈使用普通胰島素,如治療糖尿病酮症酸中毒
(2)NPH胰島素 — NPH(中效胰島素)是由人胰島素、魚精蛋白和鋅在中性緩衝液中的結晶混懸液,可延緩胰島素釋放入血。為實現24小時基礎覆蓋,NPH需要每日至少給藥2次。早晨用藥時,如果在作用高峯期間沒有進食,發生低血糖的風險就會增加。如果是晚上或睡前用藥,可能需要在睡前補充點零食,以免發生夜間低血糖。隨後,空腹血糖濃度可能會高於目標。
混懸液NPH應在室温下給藥,注射前即刻混勻。方法是在手中滾動胰島素筆或胰島素瓶至少10次,然後再顛倒至少10次。
雖然NPH可與普通胰島素或速效胰島素混合在同一個注射器內,這樣可能方便有利,但兩種胰島素應在注射前即刻混合。應先吸入普通(“澄清”)胰島素,再吸入NPH(“渾濁”)胰島素。應避免將魚精蛋白(NPH)加入普通胰島素瓶中,因為這會改變普通胰島素的藥代動力學。配製完成後應立即注射使用。如果NPH與速效胰島素類似物混合使用,應在餐前幾分鐘內注射給藥。
(3)U-500普通胰島素 — U-500普通胰島素的規格為500U/mL。可用於治療重度胰島素抵抗患者(如,每日所需胰島素總劑量>200U)。由於高濃度胰島素會延緩吸收,所以U-500普通胰島素的藥理學特點與NPH最相似。不過,藥代動力學可能有很大差異,仍可能有低血糖的風險。更大劑量能顯著延長胰島素作用時間。
幾份報道表明,U-500胰島素對肥胖患者、免疫介導的胰島素抵抗患者和遺傳性胰島素受體異常患者有效。一項觀察性研究納入了11例重度胰島素抵抗、糖尿病未控制的肥胖患者(胰島素需求量>200U/d),以U-500普通胰島素替代U-100 NPH胰島素後,糖尿病控制情況改善[平均糖化血紅蛋白(A1C)]從9.9%降至7.1%。
(二)胰島素類似物
當前可用的單一胰島素產品的藥代動力學概況 當前可用的單一胰島素產品的藥代動力學概況
胰島素類似物是利用重組DNA技術製造的胰島素類似物旨在產生更接近生理的胰島素模式,尤其是針對1型糖尿病,且可降低發生低血糖的風險。速效胰島素類似物(賴脯胰島素、賴脯胰島素-aabc、門冬胰島素、超速效門冬胰島素和谷賴胰島素)用作餐前胰島素時比普通胰島素起效更快,藥效更短;長效胰島素類似物用作基礎胰島素時比NPH的藥效更持久、平穩且更可預測。
(1)速效胰島素類似物
●門冬胰島素與普通人胰島素基本相同,只是B28位的脯氨酸被門冬氨酸替換。這種替換減少了六聚體形成,因此吸收更快,起效更迅速,藥效更短暫。
●賴脯胰島素與普通人胰島素基本相同,只是B28位和B29位分別是賴氨酸和脯氨酸。另一種賴脯胰島素製劑(賴脯胰島素-aabc)加入了曲前列尼爾(一種前列環素類似物)和枸櫞酸,因此初始吸收比賴脯胰島素略快,餐時給藥的餐後血糖控制也稍微更好。
●谷賴胰島素的B3位和B29位分別是賴氨酸和穀氨酸。
就短期結局而言,如A1C和低血糖風險,速效胰島素相比短效(普通)胰島素可能對1型糖尿病患者的血糖控制略有優勢,但對2型糖尿病患者則不一定。雖然速效胰島素比普通胰島素更貴,但餐前給藥時機更方便患者掌握且有部分研究報道低血糖減少,這對患者而言優勢明顯。應用混合人工胰腺系統的個體應該使用速效胰島素類似物,因為驅動胰島素自動輸送的算法是基於它們的藥代動力學。
濃縮的速效胰島素類似物U-200賴脯胰島素和U-200賴脯胰島素-aabc,規格為200U/mL而不是U-100製劑中的100U/mL。這類製劑適用於需要大劑量餐時胰島素的患者。
(2)基礎胰島素類似物
●甘精胰島素–甘精胰島素與人胰島素基本相同,只是胰島素分子A21位的門冬氨酸被甘氨酸替換,同時B鏈的氨基末端增加了2個精氨酸分子。皮下注射後甘精胰島素在組織內沉澱形成六聚體,從而延緩吸收,延長藥效。甘精胰島素是用酸性溶液配製,不能與速效胰島素混合,這會改變兩者的藥代動力學。U-100甘精胰島素沒有明顯的峯值效應,但在最初12小時的降糖作用確實比隨後12小時的更大一些。
更濃縮的甘精胰島素製劑(甘精胰島素U-300)的規格為300U/mL,而不是100U/mL。甘精胰島素U-300比甘精胰島素U-100的藥效更持久、平穩,持續>24小時。可用於1型糖尿病和2型糖尿病,以及有和無胰島素抵抗的患者。
●地特胰島素–地特胰島素是一種酰化胰島素,其脂肪酸側鏈可與白蛋白可逆性結合,也可以呈濃度依賴性的自我結合(即形成二聚體),從而延長藥效。劑量越大,藥效越長。其效價比人胰島素弱很多,因此按4:1摩爾比配製(即1單位地特胰島素含有的分子數是1單位其他胰島素分子數的4倍)。與甘精胰島素相比,地特胰島素的確有明顯峯值,但藥效很少持續24小時。
●德谷胰島素–德谷胰島素幾乎與人胰島素完全相同,只是去掉了B30位上的蘇氨酸,通過1個穀氨酸連接子將1個16碳脂肪二酸連接在B29位賴氨酸上,這樣有利於自我結合及與白蛋白結合。德谷胰島素在注射部位形成可溶性多六聚體,然後緩慢分解成單體後被吸收。該特徵使其作用時間延長(>40小時),採用一日1次給藥方案的血漿藥物濃度波動也減少。3-5日可達到穩態胰島素濃度。與甘精胰島素和地特胰島素不同,德谷胰島素與速效胰島素混合不會明顯改變兩者的藥代動力學。
(三)基礎胰島素和餐時胰島素
基礎胰島素可以抑制肝臟生成葡萄糖,採用合適劑量刻使空腹血糖維持在接近正常的水平,而餐前胰島素能夠滿足食物吸收後的額外需求,從而降低餐後血糖的升高。確診1型糖尿病後應儘早開始基礎-餐時胰島素治療以提供生理模式的胰島素補充。需要胰島素的2型糖尿病患者通常先從基礎胰島素治療開始(除了使用口服藥物),但隨着胰島素分泌減少,可能需要餐時胰島素。
●基礎胰島素–基礎胰島素一般選擇中效或長效胰島素製劑,包括NPH、NPL、地特胰島素、甘精胰島素或德谷胰島素,一日注射1-2次。中效胰島素(NPH)的峯效應也能部分覆蓋早餐和午餐,但不像在餐時補充速效胰島素那樣符合生理模式。
●餐時胰島素–短效(普通)或速效胰島素(賴脯胰島素、賴脯胰島素-aabc、門冬胰島素、超速效門冬胰島素或谷賴胰島素)通常用作餐前胰島素,控制食物吸收後的血糖升高。常用胰島素的大致起效時間、達峯時間及作用持續時間見附表。
(四)預混胰島素
我們幾乎從不推薦使用市售的固定比例預混胰島素治療1型糖尿病。強化方案需要經常調整餐前的短效或速效胰島素。不願意或無法依從強化方案的1型糖尿病患者,可能適合採用預混賴脯胰島素/NPH。
部分2型糖尿病患者可以使用效果適當的預混製劑,且預混人胰島素一般比胰島素類似物更便宜。然而,如果真正想要調整餐前速效胰島素的劑量,患者最好是單獨調整餐前胰島素劑量,而不是使用固定比例。不過,某些除基礎胰島素外還需餐前胰島素的2型糖尿病患者,會因使用方便和成本更低而優選預混胰島素。使用預混NPH和普通胰島素時,峯效應也與預混製劑中普通胰島素的比例直接相關。
(五)吸入型胰島素
2014年,美國FDA批准了另一種經口吸入型普通胰島素乾粉製劑。有研究顯示經口吸入型胰島素引起血清胰島素濃度快速升高,比皮下注射普通胰島素更快。但其吸收效率低,必須給予更大劑量才能達到治療效果。吸入型胰島素的劑量只能以4U的幅度調整,禁用於慢性肺疾病患者。
(六)基礎胰島素GLP-1RA注射液
2021年10月,基礎胰島素胰高糖素樣肽-1受體激動劑(GLP-1RA)注射液德谷胰島素利拉魯肽注射液獲得國家藥品監督管理局(NMPA)上市批准,用於血糖控制不佳的成人2型糖尿病患者,在飲食和運動基礎上聯合其他口服降糖藥物,改善血糖控制 [7] 
德谷胰島素利拉魯肽注射液在胰島素使用劑量相同或更低的情況下,降糖效果優於基礎胰島素,並且能減少低血糖風險,避免胰島素治療帶來的體重增加等不良反應 [8] 

胰島素胰島素給藥

皮下胰島素通過胰島素泵輸注或注射給藥。
注射用胰島素有預裝式一次性胰島素筆、包含一次性胰島素墨盒的可重複使用胰島素筆或瓶裝製劑。胰島素筆比帶注射器的胰島素瓶更方便使用。注射小劑量普通胰島素(<5U)時,使用筆式注射器定0量的誤差幾乎比傳統胰島素注射器少50%。帶注射器的胰島素瓶比胰島素筆更便宜。目前有3種規格的胰島素注射器:0.3mL、0.5mL(“低劑量”)和1mL。如果胰島素劑量不超過30U,可以選擇0.3mL注射器;1mL注射器可用於最高達100U的胰島素給藥。
使用胰島素筆或帶注射器的胰島素瓶時,推薦使用最短針頭(如注射筆選用4mm或5mm針頭),以避免注射到肌內,並儘可能減少不適感和組織損傷。
高壓射流無針注射器依靠壓縮彈簧或壓縮氣體筒產生壓力,無需針頭就能將胰島素注入皮下。雖然該裝置減少了皮下存儲量,使血糖濃度更快下降,胰島素作用時間更短,但不能改善胰島素吸收的波動性。

胰島素胰島素效果的決定因素

胰島素的注射部位 胰島素的注射部位
(1)注射部位:胰島素注射部位包括腹壁、大腿、手臂或臀部。人胰島素的吸收速度在腹壁最快,大腿和臀部最慢,手臂居中。這些差異有臨牀價值
●餐前給藥的普通胰島素應迅速吸收,因此可能優選腹壁注射。
●速效胰島素如果被注射到進行鍛鍊的肢體,則其吸收會因活動肢體的血流增加而增加。
●晚餐前給藥的中效胰島素應緩慢吸收以確保藥效持續整晚,所以適合選擇大腿或臀部注射。
對於長效基礎胰島素類似物甘精胰島素和德谷胰島素的吸收,注射部位似乎沒有顯著影響。
(2)注射方法:注射部位應清潔,無感染、炎症、皮膚破潰、纖維化或脂肪增生。注射深度會影響胰島素吸收速度。進針太淺可能導致皮內注射,不僅疼痛而且吸收不佳。而在脂肪少的部位垂直注射可能造成肌內注射,加快吸收。對於非常消瘦的成人、幼兒,或者所用針頭長度已等於或超過到達肌肉的距離的任何人,應將針垂直插入捏起的皮褶。對於很多使用短針(4mm)的患者,發生肌內注射的風險很低,可以垂直進針,不需要兩指捏起皮下脂肪。如果使用6mm針頭,可以採用45°角進針,而無需捏皮。無論是使用胰島素筆還是注射器,都應輪換注射部位以避免脂肪增生。
胰島素筆需要按照生產商的説明預裝,並且只有在完全進針後才能注射(下壓活塞)。注射後應停留10秒再拔出針頭,以確保注射完全,防止外漏。使用注射器時,應先向注射器內吸入空氣。空氣量應等於或略高於目標劑量。應先將空氣注入胰島素瓶,然後再抽取胰島素。在注射前要小心排除注射器內的任何氣泡。
注射前通常沒有必要用酒精棉籤清潔皮膚。如果用了酒精擦拭,則應確保皮膚完全乾燥後再注射。
(3)皮下儲存量:皮下注射的胰島素會儲存在皮下。隨着皮下儲存量增加,吸收的波動增加,淨吸收量減少。這對因胰島素抵抗而每日需要多次大劑量注射的患者可能有重要影響。持續皮下輸注胰島素可以平穩控制血糖的一個原因是,它只使用普通或速效胰島素(後者更佳),皮下儲存量很小,因為藥物儲存在體外的注射器或其他容器內此外,注射器注射存在固有的變異性,包括每次注射的部位、角度、深度以及下方血流都不相同,而持續皮下輸注時每根導管都固定在同一部位,可以減少這種變異性。
(4)皮下血流量的變化: 胰島素吸收的程度還取決於皮下血流的速度。因此,吸煙可減少胰島素吸收,而運動、桑拿或熱水浴及局部按摩等引起皮膚温度升高的活動可增加胰島素吸收。普通和速效胰島素的上述波動比長效胰島素更明顯。

胰島素存放方法

胰島素須保存在10℃以下的冷藏器內,在2℃~8℃温度的冰箱中可保持活性不變2~3年,即使已部分抽吸使用的胰島素也是如此。使用時,温度不超過30℃和小於2℃的地方均可,但必須避開陽光,以防失效。
正在使用中的胰島素,只要放在室內陰涼處就可以了。開瓶使用中的瓶裝胰島素可以放在冰箱的冷藏室中,保存約3個月。使用中的胰島素筆芯不要和胰島素筆一起放回冷藏室中,可隨身攜帶保存4周。
混濁型胰島素若是被震搖幾個小時或是沒有適當保存時便可能會形成團塊,這時胰島素就應該丟棄。
1、 胰島素因避免高温和日光直曬。
2、胰島素應保存在2--8℃的冰箱中,未開啓的胰島素應在保質期前使用。
3、開啓的胰島素放在冰箱內的保質期一般為1月,註明開啓時間。
4、切記不要把胰島素放在冰箱的冷凍層,結冰的胰島素不能使用,只能放在冷藏室內。
5、注射前從冰箱中取出胰島素後在室温放置20分鐘後注射。
6、安裝了胰島素筆芯的注射筆,請不要在冰箱內保存,放在陰涼處即可。
7、乘飛機旅行時應將胰島素隨身攜帶,不要放在寄託的行李。

胰島素醫學檢查

胰島素檢查名稱

胰島素

胰島素分類

激素類測定→胰腺內分泌功能檢查

胰島素測定原理

RIA法:採用非平衡分析法。先將胰島素抗抗體與未標記胰島素(即被測樣品或標準品)充分反應,形成胰島素和胰島素抗抗體複合物。剩餘未結合的胰島素抗抗體再與I-胰島素反應,形成I-胰島素和胰島素抗抗體複合物。用第二抗體將遊離和結合部分分開,測定沉澱部分(B)放射性。依據胰島素標準曲線,可查得血清樣品中胰島素濃度。

胰島素試劑

(1)I-胰島素:用時每瓶加10ml蒸餾水。
(2)胰島素標準品:共7瓶凍乾粉,每瓶加1ml蒸餾水充分溶解,其濃度分別為0、5、10、20、40、80和160mIU/L。
(3)抗胰島素抗抗抗體:用10ml蒸餾水溶解,充分混勻使用。

胰島素操作方法

按表1操作。
充分混勻,4℃中靜置20min,離心2000g,20min,棄去上清,測沉澱放射性。

胰島素正常值

5~20μU/ml。

胰島素化驗結果臨牀意義

(1)1型糖尿病患者多在5μU/ml以下,2型患者血漿胰島胰島素水平可正常、偏低或高於正常。增高明顯者呈高胰島素血癥,提示有胰島素抵抗。在進行OGTT的同時測定血漿胰島胰島素濃度,瞭解胰島β細胞功能,以鑑別1型糖尿病和2型糖尿病。1型糖尿病患者空腹和糖刺激後胰島素水平均較低,呈低平曲線;2型糖尿病患者可表現為胰島素分泌高峯延遲或增高,胰島素分泌的第一時相降低或缺如,和同時相的血糖值相比,胰島素分泌偏低。亦可同時測定血清C肽以加以鑑別。
(2)血漿胰島胰島素降低尚可見於嗜鉻細胞瘤、生長抑素瘤、醛固酮增多症、原發性甲狀旁腺功能減退症等所引起的繼發性糖尿病和胰島B細胞瘤、胰外腫瘤、腎上腺功能減退及垂體功能低下等所致的低血糖症。
(3)X綜合徵患者多同時具有肥胖、高脂血症、高血壓和高胰島素血癥。

胰島素附註

從胰島β細胞分泌的胰島素大部分在肝腎滅活,其中約40%~50%經門靜脈入肝滅活,因此肝腎功能狀態,尤其是肝功能情況是影響循環血中胰島素含量的重要因素;糖尿病患者在使用胰島素,尤其是動物胰島素後,體內常產生胰島素抗抗體,由於胰島素與胰島素抗抗體可產生高度免疫反應,故可影響血漿胰島胰島素的測定。另外,血液中胰島素原、前胰島素原含量以及垂體前葉、腎上腺皮質、甲狀腺亢進等內分泌系統疾病,噻嗪類利尿劑、糖皮質激素等多種藥物以及感染、發熱、手術等應激狀態都是影響胰島素測定的常見因素。

胰島素相關疾病

1型糖尿病、糖尿病、2型糖尿病、嗜鉻細胞瘤、甲狀旁腺功能減退症、低血糖、X綜合徵、高脂血症 [1] 

胰島素藥典信息

胰島素來源含量

本品系自豬胰中提取製得的由51個氨基酸殘基組成的蛋白質。按乾燥品計算,含胰島素(包括脱氨胰島素)應為 95.5%~105.0%。
每1單位相當於胰島素0.0345mg。

胰島素製法要求

本品應從檢疫合格豬的冰凍胰臟中提取。生產過程應符合現行版《藥品生產質量管理規範》的要求。本品為動物來源,工藝中應進行病毒的安全性控制。

胰島素性狀

本品為白色或類白色的結晶性粉末。
本品在水、乙醇中幾乎不溶,在無機酸或氫氧化鈉溶液中易溶。

胰島素鑑別

1、在含量測定項下記錄的色譜圖中,供試品溶液主峯的保留時間應與對照品溶液主峯的保留時間一致。
2、照高效液相色譜法(通則0512)試驗。
供試品溶液:取本品適量,加0.1%三氟醋酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中含10mg的溶液,取20µL,加0.2mol/L 三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝液(pH7.3)20µL、0.1%V8酶溶液20µL與水140µL,混勻,置37℃水浴中2小時後,加磷酸3µL。
對照品溶液:取胰島素對照品適量,加0.1%三氟醋酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中含10mg的溶液,取20μL,加0.2mol/L三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩衝液(pH7.3)20µL、0.1%V8酶溶液20µL與水140µL,混勻,置37℃水浴中2小時後,加磷酸3μL。
色譜條件:用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑(5~10µm),以0.2mol/L硫酸鹽緩衝液(取無水硫酸鈉28.4g,加水溶解後,加磷酸2.7mL,乙醇胺調節pH值至2.3,加水至1000mL)-乙腈(90:10)為流動相A,以乙腈-水(50:50)為流動相B,按下表進行梯度洗脱,柱温為40℃,檢測波長為214nm,進樣體積25µL。
時間(分鐘)
流動相A(%)
流動相B(%)
0
90
10
60
55
45
70
55
45
測定法:精密量取供試品溶液與對照品溶液,分別注入液相色譜儀,記錄色譜圖。
結果判定:供試品溶液的肽圖譜應與對照品溶液的肽圖譜一致。

胰島素檢查

相關蛋白質
照高效液相色譜法(通則0512)測定,臨用新制,置10℃以下保存。
供試品溶液:取本品適量,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中約含3.5mg的溶液。
系統適用性溶液:見含量測定項下。
色譜條件:用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑(5~10µm),以0.2mol/L硫酸鹽緩衝液(取無水硫酸鈉28.4g,加水溶解後,加磷酸2.7mL,乙醇胺調節pH值至2.3,加水至1000mL)-乙腈(82:18)為流動相A,以乙腈-水(50:50)為流動相B,按下表進行梯度洗脱,柱温為40℃,檢測波長為214nm,進樣體積20μL。
時間(分)
流動相A(%)
流動相B(%)
0
78
22
36
78
22
61
33
67
67
33
67
系統適用性要求:調節流動相比例使胰島素峯的保留時間約為25分鐘,其他要求見含量測定項下。
測定法:精密量取供試品溶液,注入液相色譜儀,記錄色譜圖。
限度:按峯面積歸一化法計算,A21脱氨胰島素不得大於5.0%,其他相關蛋白質總和不得大於5.0%。
高分子蛋白質
照分子排阻色譜法(通則0514)測定。
供試品溶液:取本品適量,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中約含4mg的溶液。
系統適用性溶液:取胰島素單體-二聚體對照品(或取胰島素適量,置60℃放置過夜),加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中約含4mg的溶液。
色譜條件:以親水改性硅膠為填充劑(3~10µm),以冰醋酸-乙腈-0.1%精氨酸溶液(15:20:65)為流動相,流速為每分鐘0.5mL,檢測波長為276nm,進樣體積100µL。
系統適用性要求:系統適用性溶液色譜圖中,胰島素單體峯與二聚體峯的分離度應符合要求。
測定法:精密量取供試品溶液,注入液相色譜儀,記錄色譜圖。
限度:除去保留時間大於胰島素峯的其他峯面積,按峯面積歸一化法計算,保留時間小於胰島素峯的所有峯面積之和不得大於1.0%。
乾燥失重
取本品約0.20g,精密稱定,在105℃乾燥至恆重,減失重量不得過10.0%(通則0831)。
照原子吸收分光光度法 (通則0406第一法)測定。
供試品溶液:取本品適量,精密稱定,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並定量稀釋製成每1mL中約含0.1mg的溶液。
對照品溶液:精密量取鋅單元素標準溶液(每1mL中含1000µg)適量,用0.01mol/L鹽酸溶液分別定量稀釋製成每1mL中含鋅0.20µg、0.40µg、0.60µg、0.80µg、1.0µg與1.2µg的溶液。
測定法:精密量取對照品溶液和供試品溶液,在213.9nm的波長處測定吸光度,按標準曲線法計算。
限度:按乾燥品計算,含鋅量不得過1.0%。
細菌內毒素
取本品,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中含5mg的溶液,依法檢查(通則1143),每1mg胰島素中含內毒素的量應小於10EU。
微生物限度
取本品0.3g,照非無菌產品微生物限度檢查微生物計數法(通則1105)檢查,1g供試品中需氧菌總數不得過300cfu。
生物活性
取本品適量,照胰島素生物測定法(通則1211)試驗,實驗時每組的實驗動物數可減半,實驗採用隨機設計,照生物檢定統計法(通則1431)中量反應平行線測定隨機設計法計算效價,每1mg的效價不得少於15單位。

胰島素含量測定

照高效液相色譜法(通則0512)測定,臨用新制,或2~4℃保存,48小時內使用。
供試品溶液
取本品適量,精密稱定,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並定量稀釋製成每1mL中約含40單位的溶液。
對照品溶液
取胰島素對照品適量,精密稱定,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並定量稀釋製成每1mL中約含40單位的溶液。
系統適用性溶液
取胰島素對照品,加0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋製成每1mL中約含40單位的溶液,室温放置至少24小時。
色譜條件
用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑(5~10µm),以0.2mol/L硫酸鹽緩衝液(取無水硫酸鈉28.4g,加水溶解後,加磷酸2.7mL,乙醇胺調節pH值至2.3,加水至1000mL)-乙腈(74:26)為流動相,柱温為40℃,檢測波長為214nm,進樣體積20µL。
系統適用性要求
系統適用性溶液色譜圖中,胰島素峯與A21脱氨胰島素峯(與胰島素峯的相對保留時間約為1.2)之間的分離度應不小於1.8,拖尾因子應不大於1.8。
測定法
精密量取供試品溶液與對照品溶液,分別注入液相色譜儀,記錄色譜圖。按外標法以胰島素峯面積與A21脱氨胰島素峯面積之和計算。

胰島素類別

降血糖藥。

胰島素貯藏

遮光,密閉,在-15℃以下保存。

胰島素製劑

1、胰島素注射液。
2、精蛋白鋅胰島素注射液。
3、精蛋白鋅胰島素注射液(30R)。 [5] 

胰島素藥物説明

胰島素藥理作用

促進血循環中葡萄糖進入肝細胞、肌細胞、脂肪細胞及其他組織細胞合成糖原使血糖降低,促進脂肪及蛋白質的合成。

胰島素適應症

主要用於糖尿病,特別是胰島素依賴型糖尿病:
1、重型、消瘦、營養不良者;
2、輕、中型經飲食和口服降血糖藥治療無效者;
3、合併嚴重代謝紊亂(如酮症酸中毒、高滲性昏迷或乳酸酸中毒)、重度感染、消耗性疾病(如肺結核、肝硬變)和進行性視網膜、腎、神經等病變以及急性心肌梗塞、腦血管意外者;
4、合併妊娠、分娩及大手術者。也可用於糾正細胞內缺鉀。

胰島素不良反應

1、過敏反應:多數為使用牛胰島素所致,它作為異體蛋白進入人體後可產生相應抗體如IgE並引起過敏反應。一般反應輕微而短暫,偶可引起過敏休克。可用豬胰島素代替,因其與人胰島素較為接近。
2、低血糖症:為胰島素過量所致,正規胰島素能迅速降低血糖,出現飢餓感、出汗、心跳加快、焦慮、震顫等症狀,嚴重者引起昏迷、驚厥及休克,甚至腦損傷及死亡。長效胰島素降血糖作用較慢,不出現上述症狀,而以頭痛和精神情緒、運動障礙為主要表現。為防止低血糖症的嚴重後果,應教會病人熟知反應,以便及早發現和攝食,或飲用糖水等。嚴重者應立即靜脈注射50%葡萄糖。必須在糖尿病中鑑別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、胰島素耐受性:產生急性耐受常由於併發感染、創傷、手術、情緒激動等應激狀態所致。此時血中抗胰島素物質增多,或因酮症酸中毒時,血中大量遊離脂肪酸和酮體的存在妨礙了葡萄糖的攝取和利用。出現急性耐受時,需短時間內增加胰島素劑量達數千單位。產生慢性耐受的原因較為複雜(係指每日需用200U以上的胰島素並且無併發症者)。可能是體內產生了抗胰島素受體抗體(AIRA),對此可用免疫抑制劑控制症狀,能使患者對胰島素的敏感性恢復正常;也可能是胰島素受體數量的變化,如高胰島素血癥時,靶細胞膜上胰島素受體數目減少;還可能是靶細胞膜上葡萄糖轉運系統失常。此時換用其他動物胰島素或改用高純度胰島素,並適當調整劑量常可有效。

胰島素用量用法

一般為皮下注射,1日3~4次。早餐前的1次用量最多。午餐前次之,晚餐前又次之,夜宵前用量最少。有時肌注。靜注只有在急症時(如糖尿病性昏迷)才用。因病人的胰島素需要量受飲食熱量和成分、病情輕重和穩定性、體型胖瘦、體力活動強度、胰島素抗體和受體的數目和親和力等因素影響,使用劑量應個體化。可按病人尿糖多少確定劑量,一般24小時尿中每2~4g糖需注射1個單位。中型糖尿病人,每日需要量約為5~40單位,於每次餐前30分鐘注射(以免給藥後發生血糖過低症)。較重病人用量在40單位以上。對糖尿病性昏迷,用量在100單位左右,與葡萄糖(50~100g)一同靜脈注射。此外,小量(5~10單位)尚可用於營養不良、消瘦、頑固性妊娠嘔吐、肝硬變初期(同時注射葡萄糖)。

胰島素注意事項

1、胰島素過量可使血糖過低。其症狀視血糖降低的程度和速度而定,可出現飢餓感、精神不安、脈搏加快、瞳孔散大、焦慮、頭暈、共濟失調、震顫、昏迷,甚至驚厥。必須及時給予食用糖類。出現低血糖休克時,靜注50%葡萄糖溶液50mL。必要時,再靜滴5%葡萄糖液。注意必須將低血糖性昏迷與嚴重酮體血癥相鑑別。有時在低血糖後可出現反跳性高血糖,即Somogyi反應。若睡前尿糖陰性,而次晨尿糖強陽性,參考使用胰島素劑量,應想到夜間可能有低血糖症,此時應試行減少胰島素劑量,切勿再加大胰島素劑量。
2、為了防止血糖突然下降,來不及呼救而失去知覺,應給每一病人隨身記有病情及用胰島素情況的卡片,以便不失時機及時搶救處理。
3、注射部位可有皮膚髮紅、皮下結節和皮下脂肪萎縮等局部反應。故需經常更換注射部位。
4、少數可發生蕁麻疹等,偶有過敏性休克(可用腎上腺素搶救)。
5、極少數病人可產生胰島素耐受性:即在沒有酮症酸中毒的情況下,每日胰島素需用量高於200單位。其主要原因可能為感染、使用皮質激素或體內存在有胰島素抗體,能和胰島素結合。此時可更換用不同動物種屬的製劑或加服口服降血糖藥。
6、低血糖、肝硬變、溶血性黃疸、胰腺炎、腎炎等病人忌用。
7、注射液中多含有防腐劑,一般不宜用於靜注。靜注宜用針劑安瓿胰島素製劑。

胰島素藥物相互作用

1、增強其作用的藥物:口服抗凝血藥、水楊酸鹽、磺胺類藥物、甲氨蝶呤等可與胰島素竟爭血漿蛋白,使血中游離胰島素升高;口服降血糖藥與胰島素有協同作用;同用蛋白同化激素能減低葡萄糖甜量,增強胰島素的作用;乙醇、氯黴素等據稱可加強胰島素的作用。
2、拮抗其作用的藥物:腎上腺皮質激素、甲狀腺素、生長激素等均能升高血糖,合用時能對抗胰島素的降血糖作用,噻嗪類利尿藥、口服避孕藥及煙酸衍生物,據稱亦可減低胰島素的降血糖作用,β受體阻滯劑,可阻斷腎上腺素的升高血糖反應,干擾機體調節血糖功能,與胰島素合用時,要注意調整劑量,否則易引起低血糖。

胰島素中毒

胰島素是由家畜的胰腺內提取的一種多肽激素,按其生產來源可分為動物胰島素、半合成人胰島素及DNA重組生物合成人胰島素、胰島素類似物四類,按作用時間特點分為超短效、短效、中效、長效、超長效五類。此外,還有超短效和中效的預混胰島素。主要用於治療糖尿病,特別是胰島素依賴型糖尿病,亦在合併嚴重代謝紊亂、合併妊娠、分娩和大手術者等情況下使用。
胰島素為胰島β細胞分泌的激素,能加速葡萄糖的無氧酵解和有氧氧化,促進糖原合成,抑制糖原分解和糖異生,使葡萄糖的利用增加和生成減少,從而降低血糖。臨牀上在以下情況,注射劑量過大或飲食失調;應用低純度胰島素改為高純度胰島素後未適當減量;合併嚴重肝、腎疾病,垂體、甲狀腺功能低下等;合用抗凝血藥、水楊酸鹽、磺胺類、甲氨蝶呤等藥物。人體多次接受胰島素注射約1個月後,其循環中可出現胰島素抗體,可引起局部或全身的變態反應。長期同一部位反覆注射胰島素,局部脂肪組織可出現萎縮或肥厚。胰島素還可引起鈉的再吸收增加和水鈉瀦留,導致水腫。在糖尿病治療過程中,當血糖迅速下降,影響了晶狀體和玻璃體內的滲透壓,使晶狀體內水分溢出而使屈光率下降,發生遠視。

胰島素臨牀表現

1、低血糖反應
可出現交感神經系統過度興奮症狀,如強烈飢餓感、大量出汗、顫抖、心悸、焦慮、無力、顏面蒼白等;嚴重者出現神經低血糖症狀,累及大腦皮質時,表現為精神不集中、頭暈、睏倦、遲鈍、視力障礙、步態不穩,也可有幻覺、躁動、行為怪異等精神失常表現,累及皮質下中樞、中腦、延髓等部位時,可出現神志不清、舞蹈樣動作,甚至張力性、陣攣性痙攣,錐體束徵陽性,乃至昏迷、血壓下降;若病情嚴重且歷時較久,則腦細胞不可逆損害,呈現去大腦皮質的某些特徵,可遺留性格改變、痴呆等症狀。老年人,尤其是有較長糖尿病病程或胰島素注射史者,往往缺乏典型的低血糖症狀,一旦發生低血糖即表現為昏迷。新生兒及嬰幼兒時期低血糖的表現以驚厥為主。
2、過敏反應
少見,局部可出現發紅、腫脹、燒灼感、發癢等,全身反應可出現蕁麻疹、噁心、嘔吐、腹瀉、血管神經性水腫、哮喘,偶有過敏性休克。
3、水腫
治療初期可發生輕度水腫,少數可為全身性水腫。
4、皮膚
注射部位皮膚髮紅,出現皮下結節和皮下脂肪萎縮或肥厚等。
5、視力障礙
部分患者屈光失常,可致視力模糊。

胰島素實驗室檢查

血液檢查,可證明毒物。低血糖發作時血糖低於2.8mmol/L。

胰島素診斷

胰島素中毒的診斷要點為:
1、病史 有胰島素注射史。
2、臨牀表現
(1)低血糖反應:可出現交感神經過度興奮症狀,嚴重者出現神經低血糖症狀。發作時血糖低於2.8mmol/L。
(2)過敏反應:出現發紅、腫脹等局部反應和(或)蕁麻疹、血管神經性水腫、哮喘等全身反應,偶有過敏性休克。
(3)水腫:輕度水腫和(或)全身性水腫。
(4)注射部位皮膚出現皮下結節和皮下脂肪萎縮或肥厚等。
(5)部分患者出現視力模糊。
3、藥物分析 血液中查及毒物。

胰島素治療

胰島素中毒的治療要點為:
1、低血糖的治療
輕者吃些糖果、糖水等食物,即可緩解。重症則須靜脈注射50%葡萄糖注射液60~100mL後,再給5%~10%葡萄糖注射液持續滴注。血糖不能達標或神志不清者可皮下注射胰高血糖素0.5~1mg。神志不清者,多半是存在腦水腫,可靜脈注射甘露醇、糖皮質激素。對注射長效胰島素者,須密切觀察數日,防止低血糖反覆。
2、過敏反應的治療
對於局部反應者,絕大多數不需要採取特殊處理,可自然消退。若持續存在,可更換胰島素製劑種類,使用抗組胺藥或糖皮質激素,以及脱敏療法等。嚴重過敏反應者須停止或暫時中斷胰島素治療。
3、胰島素水腫的治療
輕者可自然消退,重症或合併淤血性心力衰竭者,須利尿等對症處理。
4、局部脂肪萎縮或肥厚
由於長時間在同一部位注射胰島素引起,停止在注射部位注射後可緩慢自然恢復,為防止其發生,應經常更換注射部位。屈光失常多屬暫時性改變,常於數週內自然恢復。
參考資料