إنسولين

استطاع الدكتور فردريك غرانت بانتنغ الذي ولد في عام 1891م عزل الأنسولين في عام 1922 في جامعة تورونتو في كندا ومنح جائزة نوبل في العام 1923 عن هذا الاكتشاف.

يُفرز الإنسولين من خلايا بيتا في جزر لانغرهانس الموجودة في البانكرياس ويمر مباشرة إلى مجرى الدم ليؤثر على خلايا الهدف الكبد والعضلة والخلايا والودكية وخلايا أخرى حيث ينظم عملية بناء المواد الكربوهيدراتية من سكر ونشا.

الأشخاص المصابون بالبول السكري ليس لديهم القدر الكافي من الأنسولين أو يعانون من انعدامه كليا، لذا يجب عليهم أن يتعاطوا جرعات محسوبة من الأنسولين كل يوم.

يكون حقن الإنسولين تحت الجلد ولا يمكن أخذه عن طريق الفم لأن عصارات المعدة تتلفه.

تقوم شركة فايزر Pfizer لإنتاج الأدوية بإنتاج إنسولين جديد يؤخذ عن طريق الاستنشاق بواسطة الأنف عبر بخاخ inhaler بدلا من الزرق عن طريق الحقن (الإبر), واستخدام الإنسولين بهذا الأسلوب لا زال موضوع دراسة للتأكد من خلوه من الآثار الجانبية على الرئتين نتيجه للاستخدام الكثير.

فريديريك بانتينج مع تشارلز بست, 1924

في خريف عام 1920 طوّر الدكتور فريديريك بانتينج فكرة كان من شأنها كشف غموض السكري.[1] تشخيص مرض السكري كان يعني موتا محققا للمريض. وفي صيف عام 1921 تمكن بانتيغ وتلميذه تشارلز بست[2] في مختبر في جامعة التكنكوم من إنتاج خلاصة من البنكرياس لها خصائص مضاده للسكري. وأجروا تجارب ناجحة على الكلاب وبعض التلاميذ.

في خلال أشهر من نجاح تلك التجارب قام البروفيسور جون مكليود،المشرف على عمل كل من بانتيغ وبيست والممول ومالك المختبرات[3]، بتحويل كافة طلابه للعمل ضمن مشروع بانتيغ وذلك بهدف استخلاص وتنقية الإنسولين. انضم لاحقا إلى هذا الفريق جيمز كوليب (بالإنجليزية: JB collip)‏ صاحب الخبرة التقنية.[4] بتضافر جهود الأربعة معا أمكن تطوير تقنية من أجل تنقية وإنتاج الإنسولين لمرضى السكري. أجريت الاختبارات الأولى على ليونارد تومسون في وقت مبكر من عام 1922.[5] التجارب حظيت بنجاحات باهرة انتشرت أخبارها بسرعة في جميع أنحاء العالم، معطية الأمل لمرضى السكري.

يتألف الإنسولين من سلسلتي ببتيد يطلق عليهما اسمي سلسلة ألف ووسلسلة باء. ترتبط السلسلتين ألف وباء معا بواسطة رابطين ثنائيّي السلفيد. كما يوجد مركب ثُنائِيُّ السَّلْفيد آخر متضمن ضمن السلسلة ألف.[6] في معظم الكائنات الحية، تتكون سلسلة ألف من 21 حمض اميني بينما تتكون سلسلة باء من 30 حمض اميني.[7]

للأنسولين وظيفة مهمه جدا ففي حالة ارتفاع نسبة السكر في الدم بعد تناول طعام أو شرب الشاي بالسكر أو الكوكاكولا (غنية بالسكر) يقوم البنكرياس بافراز الإنسولين، وهذا الاخير يرتبط على مستقبلاته النوعية على جدران الخلايا مما يؤدي إلى فتح قنوات دخول الجلكوز إلى خلايا الكبد. فيقوم الكبد بتحويل الجلكوز إلى جليكوجين وتخزينه في خلاياها، ويعود مستوى الجلوكوز في الدم إلى المستوى الطبيعي.

أي أن وظيفة هرمون الإنسولين هو خفض مستوي السكر في الدم بعد الأكل، ويخفضه إلى المستوى الطبيعي الصحي (نحو 80 - 100 مليغرام لكل ديسيلتر من الدم (1 ديسيلتر = 100 سنتيمتر مكعب).

يستخدم الأنسولين طبيا لعلاج بعض أشكال البول السكري. المرضى الذين يعانون من مرض السكر نوع 1 يعتمدون على الأنسولين الخارجي للبقاء على قيد الحياة بسبب عدم إنتاج أجسامهم لهرمون الإنسولين. ومرضى السكري من النوع 2 يحقنون أنفسهم أيضا بالإنسولين لكي ينسحب الجلوكوز من الدم.

السكري
الأمم المتحدة الدائرة الزرقاء رمز السكري.[9] الأمم المتحدة الدائرة الزرقاء رمز السكري.[10]

Insulin vial

• توجد مجموعتان من الأنسولين لعلاج مرض السكر:

- الأنسولين البشري (Human insulin).

- الأنسولين غير البشرى (انسولين مصنع أو مُنَاظِر) (Insulin analogue).

وتركيز معظم أنواع الأنسولين المتاحة هي 100 وحدة/ مليلتر، ويساوي المليلتر سنتيمتر مكعب. ويراعي في كل حقن الأنسولين أن تقسم بشكل يماثل هذا التركيز.

• تقسم أنواع الأنسولين إلى خمسة، ويعتمد هذا التقسيم على مدى سرعة فاعليته في الجسم بعد الحقن:

1. أنسولين سريع جداً في المفعول (فوري).
2. أنسولين سريع المفعول (منتظم).
3. أنسولين متوسط المفعول.
4. أنسولين بطيء المفعول (على المدى الطويل).
5. أنسولين مُخَتلَط وهو نوع آخر يتكون من تركيب الأنواع السابقة من الأنسولين بنسب مختلفة لإعطاء مفعول سريع وطويل المفعول في نفس الوقت.

الجدول التالي يمثل أنواع الانسولين

جدول مقارنة لبعض أنواع الأنسولين المستخدم

يمكن أن يحقن الإنسولين تحت جلد البطن أو الفخذ أو المقعدة أو الذراعين.

لو أخذت جرعة زائدة من الإنسولين سوف يقوم بتخفيض مستوى الجلوكوز في الدم بشكل كبير ويشعر الشخص بتعب، أو خفقان، وعرق، وجوع، رعشات أو إغماء، وفي بعض الأحيان يصل إلى غيبوبة تامة. على مريض السكري الذي يتعرض لمثل هذه الأعراض أن يحمل معه دائماً وجبة خفيفة أو قطعة من الحلوى أو السكر. وأيضا يؤدي إلى

• انخفاض البوتاسيوم في الدم: ويمكن لانخفاض البوتاسيوم في الدم (نقص بوتاسيوم الدم) أن يسبب الإرهاق، والإمساك وعدم انتظام ضربات القلب. كما أنه يؤثر على العضلات.
• ومشاكل في الجهاز التنفسي: متلازمة الضائقة التنفسية الحادة هو تأثير خطير من جرعة زائدة من الانسولين، حيث يقل ما تتلقاه الرئتين من الأكسجين وبالتالي يقل الأكسجين في خلايا الجسم.
• ومشاكل في الجهاز العصبي: الجهاز العصبي المركزي وتظهر في أعراض نعاس، أو مشية غير طبيعية، وتعثر في الكلام، وضعف التركيز. إذا ما استمر لبعض الوقت، ويمكن أن يتسبب في غيبوبة.

إذا تناولت جرعة زائدة من الأنسولين عن الحد الموصوف لك من قبل الطبيب وشعرت بأعراض انخفاض السكر في الدم، فعليك بالخطوات التالية كمعالجة سريعة وهي:

1. تناول قرص الجلوكوز أو شراب محلى بالسكر يتم امتصاصه بسرعة
2. تناول الطعام أو الشراب المحتوي على الجلوكوز كأقراص (الجلوكوز) والأطعمة الغنية به كالعنب أو المشروبات، مثل عصير الفاكهة والحليب والعسل والمشروبات الغازية، والحلوى الصلبة، وما إلى ذلك. لكي يتم استيعابها بسرعة في مجرى الدم.
3. الحفاظ على عدة حقن من الجلوكاجون لتفاعلات الأنسولين إذا ما انخفض نتيجة للجرعة الزائدة من الانسولين
4. خذ راحة وراقب مستويات السكر الخاص بك
5. إذا كان لديك أعراض بعد ساعتين أو مستوى السكر ما زال منخفضا، أطلب المساعدة الطبية

العبوات غير المفتوحة تحفظ في الثلاجة بدون تجميد، أما المفتوحة فتحفظ في درجة حرارة الغرفة العادية بعيداً عن الضوء والحرارة العالية والأفضل حفظها في الثلاجة. لاستخدم الإنسولين الذي تم تجميده ثم ذاب، أيضا لا تحاول تسخين العبوة لتغلي. يجب ألا يحقن الانسولين وهو بارد بل يخرج من الثلاجة قبل استعماله، ويترك حتى تصل درجة حرارته إلى درجة حرارة الغرفة.

لا تستخدم الانسولين إذا كان لونه متغيراً أو يحتوي على كتل.

يجب أن يتنبه المريض إلى أن هناك أنواع من الإنسولين تكون في الأصل عكرة.

انخفاض سكر الدم حالة يتناقص فيها مستوى السكر تحت المستويات الطبيعية. قد يسبب هذا أعراضًا متنوعةً تشمل الخرق وصعوبة الكلام والتشوش الذهني وفقدان الوعي والنوب العصبية أو الوفاة احيانًا. قد يشكو المريض أيضًا من الشعور بالجوع والتعرق والارتعاش والضعف، وتظهر الأعراض بسرعة عادةً.[12]

تمثل الأدوية المستخدمة في علاج السكري مثل الإنسولين والسلفونيليوريا أشيع أسباب انخفاض سكر الدم. يزداد الخطر عند مرضى السكري الذين يتناولون كميات من الطعام أقل من المعتاد ويبذلون جهدًا أكبر في التمارين أو يشربون الكحول. تشمل الأسباب الأخرى القصور الكلوي وبعض الأورام مثل الورم الإنسوليني (الجزيري) والأمراض الكبدية وقصور الدرق والنقص الشديد في المواد الغذائية والأخطاء الأيضية الخلقية والعدوى الشديدة ونقص سكر الدم الارتكاسي إضافةً إلى عدد من الأدوية واستهلاك الكحول. قد يحدث انخفاض السكر لدى الرضع الأصحاء الذين لم يتناولوا طعامهم لعدة ساعات.[13][14]

هناك عدة حالات يكون فيها اضطراب الإنسولين مرضيًا:

• السكري: يشير هذا المصطلح العام إلى حالة تمتاز بفرط سكر الدم، وقد تظهر بأحد الأنماط التالية:
  • النمط 1: تخرب متواسط بالمناعة الذاتية لخلايا بيتا المنتجة للإنسولين في البنكرياس، ما يسبب عوزًا مطلقًا في الإنسولين.
  • النمط 2: إما إنتاج غير كاف للإنسولين بواسطة خلايا بيتا أو مقاومة الإنسولين أو كلاهما نتيجة أسباب لم تُفهم تمامًا بعد.
    • يرتبط هذا النمط مع الحمية الغذائية ونمط الحياة الخامل والبدانة والعمر والمتلازمة الأيضية. أمكن تحديد العلاقة السببية في نماذج متعددة من العضويات منها الفئران والقرود، ويجدر بالذكر أن البشر غير البدينين قابلون للإصابة بالنمط الثاني أيضًا بسبب الحمية التي يتبعونها ونمط الحياة الخامل وعوامل خطر أخرى مجهولة. من المهم أن ننتبه إلى احتمال عدم وجود علاقة سببية بينها.
    • من المحتمل وجود جينات مسؤولة عن تطوير النمط 2 من السكري في شروط بيئية محددة.
  • أنماط أخرى من تحمل السكر المعيب.
• الورم الإنسوليني: ورم على حساب خلايا بيتا ينتج كميةً مفرطةً من الإنسولين أو يسبب نقص سكر الدم الارتكاسي.[15]
• المتلازمة الأيضية: حالة مبهمة أطلق عليها جيرالد ريفن بدايةً المتلازمة إكس أو المتلازمة المجهولة. لم يتضح بعد وجود سبب وحيد قابل للعلاج خلف هذه الحالة أو أنها تنجم عن تبدلات جسدية تقود إلى النمط الثاني من السكري. تتصف المتلازمة بارتفاع التوتر الشرياني واضطراب شحميات الدم (اضطراب مستويات أشكال الكولسترول وشحوم الدم الأخرى) وزيادة محيط الخصر (على الأقل في سكان أغلب بلدان العالم المتقدم). قد تكون مقاومة الإنسولين السبب الأساسي الكامن وراء النمط الثاني من السكري، وهو نقص القدرة على الاستجابة للإنسولين في بعض النسج (مثل العضلات والنسج الشحمية). يشيع تطور بعض المراضات المرافقة مثل ارتفاع ضغط الدم الأساسي والبدانة والنمط الثاني من السكري والمرض القلبي الوعائي.[16]
• متلازمة المبيض متعدد الكيسات: متلازمة معقدة لدى النساء في سنين الخصوبة، إذ تصبن بحالة من انقطاع الإباضة وفرط الأندروجين المترافقين مع الشعرانية. تظهر مقاومة الإنسولين في العديد من حالات هذه المتلازمة.

تُستخدم تقنية الدنا المأشوب للاصطناع الحيوي للإنسولين البشري (الإنسولين البشري مأشوب الدنا، آي إن إن). زاد الاصطناع الحيوي للإنسولين البشري من نقاوته بالمقارنة مع الإنسولين المستخرج من الحيوانات، وهذا قلل من إنتاج الأجسام المضادة. نجح العلماء في إدخال الجين الخاص بالإنسولين البشري إلى النباتات لإيجاد طريقة جديدة لإنتاج الإنسولين (التزاوج الحيوي) في نبات العصفر، ومن المتوقع أن تخفف هذه الطريقة من تكاليف الإنتاج.[17]

تتوافر حاليًا نظائر عدة للإنسولين البشري، وهي ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببنيته، وطُورت لتدبير حالات محددة لضبط سكر الدم إما بتأثير سريع (الإنسولين الطعامي) أو البطيء (الإنسولين القاعدي). طُور أول نظير إنسوليني مصطنع للاستخدام السريري قبل الوجبات (إنسولين الطعام) وأطلق عليه هومالوغ (إنسولين ليسبرو)، وهو أسرع امتصاصًا بعد الحقن تحت الجلد من الإنسولين النظامي، ويبدأ تأثيره بعد 15 دقيقة من الحقن.[18]

تشمل نظائر الإنسولين السريعة الأخرى نوفورابيد وأبيدارا، ولها خصائص مشابهة. تُمتص جميع هذه النظائر بسرعة بسبب تسلسلات الحموض الأمينية التي تنقص من تكون ثنائي الوحدات وسداسي الوحدات (الإنسولين أحادي الوحدات أسرع امتصاصًا). لا يحتاج الإنسولين سريع التأثير فواصل زمنية بين الحقن وتناول الوجبات، وهي فواصل أوصي بمراعاتها سابقًا عند استخدام الإنسولين البشري والحيواني.[19]

النمط الآخر هو الإنسولين طويل التأثير، وأول مركباته إنسولين لانتوس (جلارجين) الذي يملك تأثيرًا ثابتًا على مدًى طويل يبلغ 18-24 ساعة. يعتمد التأثير الممتد لأحد النظائر الأخرى (ليفيمير) على أسيلة الشحوم الثلاثية. يرتبط جزيء حمض الميريستيك بهذا النظير، ويربط جزيء الإنسولين بألبومين المصل الذي يطيل بدوره زمن التأثير وينقص خطورة نقص سكر الدم. يجب إعطاء كلا النظيرين مديدي التأثير مرةً واحدةً يوميًا، ويُستخدمان في علاج النمط الأول من السكري كما هو الحال مع الإنسولين القاعدي. يمكن المشاركة بين الإنسولين سريع التأثير والمديد، وهذا يسمح للمريض بالحصول على مستويات إنسولين تشابه ما يفرزه الجسم في الحالة الطبيعية. يُستخدم الإنسولين أيضًا في العديد من السلالات الخلوية مثل CHO-s أو HEK 293 أو Sf9 لتصنيع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة وإنتاج اللقاحات الفيروسية ومنتجات العلاج الجيني.[20]

يُؤخذ الإنسولين عادةً عبر الحقن تحت الجلد باستخدام محقنة مع إبرة صالحة للاستخدام مرة واحدة، أو عبر مضخة الإنسولين أو أقلام الإنسولين القابلة لإعادة لاستخدام مع إبر قابلة للإزالة. يتوافر أيضًا الإنسولين الإنشاقي في سوق الأدوية في الولايات المتحدة.[21]

على عكس العديد من الأدوية، لا يمكن أخذ الإنسولين عبر الفم، لأن جميع البروتينات الأخرى المعطاة عبر السبيل الهضمي تقريبًا تنقسم إلى شدف متعددة وتخسر بالتالي تأثيرها الحيوي. أُجريت بعض الأبحاث حول الطرق تساعد على حماية الإنسولين من مفرزات السبيل الهضمي ليمكن إعطاؤه فمويًا أو تحت اللسان.[22][23]

في عام 2021، أضافت منظمة الصحة العالمية الإنسولين إلى قائمة الأدوية الأساسية النموذجية.[24]

• أنواع الإنسولين على يوتيوب

إخلاء مسؤولية طبية

تتضمَّن هذه المقالة معلوماتٍ طبَّيةٍ عامَّة، وهي ليست بالضرورة مكتوبةً بواسطة متخصِّصٍ وقد تحتاج إلى مراجعة. لا تقدِّم المقالة أي استشاراتٍ أو وصفات طبَّية، ولا تغني عن الاستعانة بطبيبٍ أو مختص. لا تتحمل ويكيبيديا و/أو المساهمون فيها مسؤولية أيّ تصرُّفٍ من القارئ أو عواقب استخدام المعلومات الواردة هنا. للمزيد طالع هذه الصفحة.

• بوابة علم الأحياء الخلوي والجزيئي
• بوابة طب
• بوابة الكيمياء
• بوابة صيدلة
• بوابة الكيمياء الحيوية