Обзор препаратов инсулина

Для лечения диабета у собак и кошек дома обычно применяются препараты инсулина с промежуточной длительностью действия (нейтральный протамин Хагедорна [НПХ], ленте) и длительно действующие препараты инсулина (протамин-цинк-инсулин [ПЦИ], инсулин гларгин, инсулин детемир; табл. 6-6). НПХ (Хумулин N, Новолин N) – это рекомбинантный человеческий инсулин, ленте (Ветсулин, Канинсулин) – очищенный инсулин свиного происхождения, ПЦИ (протамин-цинк) – рекомбинантный человеческий инсулин, а инсулин гларгин (Лантус) и детемир (Левемир) – аналоги инсулина. Препараты НПХ и ПЦИ содержат рыбий белок протамин и цинк для замедления всасывания инсулина и продления его эффекта (Davidson et al 1991). Скорость всасывания инсулина из препарата ленте в подкожном депо зависит от содержания цинка и размера кристаллов цинка-инсулина. Чем крупнее кристаллы, тем медленнее всасывание и длительнее действие. Ленте-инсулин не содержит посторонних белков (например, протамина). Ленте-инсулин представляет собой смесь трех частей короткодействующего аморфного цинк-инсулина и семи частей длительно действующего кристаллического цинк-инсулина. Ленте-инсулин считается инсулином промежуточного действия, хотя у некоторых собак концентрация в плазме может оставаться повышенной более 14 ч после подкожного введения (Graham et al, 1997). В настоящее время производитель свиного ленте-инсулина рекомендует интенсивно встряхивать флакон до получения однородной молочной суспензии перед тем, как набирать его в шприц.

Инсулин НХП, гларгин и детемир – препараты, содержащие 100 единиц инсулина (т. е.100 Ед. на мл раствора). Ленте-инсулин свиного происхождения и протамин-цинк-инсулин одобрены Управлением по контролю продуктов питания и лекарств США (FDA) для лечения диабета у собак и кошек, соответственно, как и препараты инсулина U40 (т. е. содержащие 40 единиц инсулина на мл раствора). Для введения препаратов инсулина следует использовать подходящие инсулиновые шприцы (например, инсулиновый шприц на 40 или 100 единиц). Выпускаются шприцы-ручки с инсулином НПХ, свиным ленте-инсулином, инсулином гларгин и детемир.

Свиной ленте-инсулин и рекомбинантный человеческий инсулин НПХ эффективны для лечения диабета у собак (Lorenzen, 1992; Monroe et al 2005). Проблемы слишком длительного действия возможны с обоими препаратами, однако они не очень часты (Hess and Ward, 2000; Fleeman et al, 2009a). Проблемы, связанные со слишком коротким действием инсулина несмотря на введение дважды в сутки, встречаются чаще, чем проблемы длительного действия, особенно с инсулином НПХ (см. «Осложнения инсулиновой терапии»; Palm et al, 2009). По этой причине свиной ленте-инсулин считается начальным препаратом выбора для лечения диабета у собак дома. На протяжении некоторого времени ленте-инсулин свиного происхождения был недоступен в США и ветеринарным врачам приходилось использовать альтернативные препараты, чаще всего НПХ или детемир. К счастью, свиной ленте-инсулин теперь снова доступен в США.

Рекомбинантный человеческий ПЦИ-инсулин часто применяется для лечения диабета у кошек, однако опубликованный опыт его применения для собак ограничен. В недавнем исследовании ПЦИ, вводившийся дважды в сутки, позволял эффективно улучшить или поддерживать контроль гликемии у большинства собак с диабетом, зачисленных в это исследование, при этом более 80% владельцев были удовлетворены результатами лечения (Della-Maggiore et al, 2012). Однако часто возникали проблемы слишком длительного действия ПЦИ, когда минимум концентрации глюкозы наблюдался в начале и конце графика концентрации, непостоянства концентрации у отдельных собак и сложности достижения идеального контроля гипергликемии за период исследования (60 дней) у некоторых собак (рис. 6-5). Введение препаратов инсулина с действием более 12 ч раз в 12 ч может вызвать гипогликемию и эффект Сомоджи. Проблемы, связанные с длительным действием ПЦИ, препятствуют его плановому назначению собакам с недавно диагностированным диабетом, однако он может подойти животным, у которых действие НПХ или ленте-инсулина слишком короткое для хорошего контроля диабета.

ТАБЛИЦА 6-6. РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ ИНСУЛИНА ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ДИАБЕТА У СОБАК И КОШЕК

Источник: Nelson RW, Couto CG: Small animal internal medicine ed 5, St Louis, 2014, Mosby Elsevier, p. 784.

ДКА, диабетический кетоацидоз; в/м, внутримышечно; в/в, внутривенно; НПХ, нейтральный протамин Хагедорна; ПЦИ, протамин-цинк-инсулин; п/к, подкожно.

Аналоги инсулина. Недавно для производства аналогов инсулина, лучше соответствующих компонентам экзогенной секреции, базальному и выделяющемуся во время еды, начали применять технологию рекомбинантной ДНК. К быстродействующим аналогам инсулина относятся инсулин лизпро (Хумалог), инсулин аспарт (Новолог) и инсулин глулизин (Апидра). Относительно медленное всасывание обычного инсулина приписывают формированию гексамера из молекул инсулина при добавлении цинка к раствору для разведения обычного инсулина (Hirsch, 2005). Гексамеры молекул инсулина медленно диссоциируют прежде, чем всосаться в кровь. Путем замены определенных аминокислот в молекуле инсулина можно снизить тенденцию к ассоциации без влияния на кинетику взаимодействия инсулина с рецептором. Инсулин лизпро производят путем замены природной аминокислотной последовательности В-цепи в положениях В28 (пролин) и В29 (лизин) на обратную, инсулин аспарт производят путем замены пролина на аспарагиновую кислоту в положении В28, а инсулин глулизин - путем замены аспарагина лизином в положении В3 и лизина глутаминовой кислотой в положении В29 (Lindholm et al, 2002; Home, 2012; рис. 6-6). Вследствие этих изменений инсулин лизпро, инсулин аспарт и инсулин глулизин ведут себя в растворе как мономеры и быстро всасываются, таким образом, их фармакодинамика ускоряется, а действие сокращается по сравнению с короткодействующим обычным кристаллическим инсулином (Howey et al 1994; Home et al, 1999; Lindholm et al, 1999). Инсулин лизпро и инсулин аспарт в настоящее время применяются перед едой и часто используются для контроля гликемии в крови у людей-диабетиков после приема пищи; обычно они вводятся трижды в сутки перед каждым основным приемом пищи (завтраком, обедом и ужином). Роль этих инсулинов в лечении собак с диабетом дома, если такая есть, все еще предстоит установить. Из-за крайне короткого действия инсулин лизпро и инсулин аспарт необходимо применять в сочетании с препаратами инсулина длительного действия, чтобы контролировать гликемию. В проведенном недавно исследовании показана сходная эффективность инсулина лизпро и обычного кристаллического инсулина для лечения ДКА у собак (Sears et al 2012).

Инсулин гларгин (Лантус) и инсулин детемир (Левемир) – аналоги длительно действующего (базального) инсулина, характеризующиеся медленным длительным всасыванием из места подкожного введения и разработанные для подавления выработки глюкозы в печени; обычно они вводятся раз в сутки перед сном и в медицине применяются в сочетании с короткодействующими аналогами инсулина, которые вводятся перед едой. В молекуле инсулина гларгин аминокислотный остаток аспарагина в положении А21 цепи А заменен на глицин, а к С-концу В-цепи инсулина добавлено два остатка аргинина; эти модификации сдвигают изоэлектрическую точку с рН 5,4 к нейтральному рН (Pieber et al, 2000). Такой сдвиг делает повышает растворимость инсулина гларгин при слабокислом рН и снижает его растворимость при физиологическом рН по сравнению с природным человеческим инсулином. Раствор во флаконе с гларгином кислый, что поддерживает гларгин в растворимом и суспендированном состоянии (т. е. раствор прозрачный и флакон не нужно встряхивать перед тем, как набирать в шприц). В связи с зависимостью от рН не следует разводить гларгин или смешивать какими-либо компонентами, способными изменить рН раствора. Гларгин образует микропреципитаты в подкожных тканях в месте инъекции, из которых медленно высвобождается и всасывается в кровь. У людей медленное непрерывное высвобождение инсулина гларгин из этих микропреципитатов приводит к относительно постоянному графику зависимости концентрации от времени за 24 ч без выраженного пика концентрации инсулина в сыворотке.

концентрация глюкозы в крови (мкг/мл)

день 1 день 14 день 30 день 60

РИС. 6-5.Коробчатые диаграммы средней концентрации глюкозы на протяжении 10 часов у 17 собак с сахарным диабетом, получавших разные дозы рекомбинантного человеческого протамин-цинк-инсулина (ПТЦ) дважды в сутки на протяжении 60 дней. Средняя концентрация глюкозы за 10 ч представляет собой среднее от шести измерений за 10-часовой период. Медиана времени от введения инсулина до минимальной концентрации в сыворотке составила 8-10 ч, и на 54% из 68 кривых концентрации глюкозы минимум находился в начале или конце 10-часового интервала отбора проб. Горизонтальная линия обозначает медиану, «коробки» соответствуют межквартильному диапазону (т. е. от 25 до 75 процентиля), Т-образные линии соответствуют основному массиву данных, а кружки – данным, выходящим за диапазон. (Источник: Della-Maggiore A, et al.: Efficacy of protamine zinc recombinant human insulin for controlling hyperglycemia in dogs with diabetes mellitus J Vet Intern Med 26:109, 2012.) a, P = 0,0003, по сравнению с результатами в 1 день.

РИС. 6-6. Аминокислотное строение человеческого проинсулина, соединительного пептида (С-пептида) и инсулина. Молекула инсулина состоит из А и В-цепей, соединенных двумя дисульфидными мостиками. (Источник: Masharani U, Karam JH: Pancre­atic hormones and diabetes mellitus In Gardner DA, Shoback D, editors: Greenspan's basic & clinical endocrinol­ogy ed 9, New York, 2011, McGraw-Hill, с разрешения.)

У людей медленное постоянное высвобождение инсулина гларгин из этих микропреципитатов создает относительно постоянные графики зависимости концентрации от времени за 24 часа без выраженных пиков инсулина в сыворотке. Глюкозопонижающий эффект инсулина гларгин сходен с таковым у человеческого инсулина, действие после подкожного введения наступает медленнее, чем у инсулина НПХ, а его длительность выше (Owens et al 2000). В настоящее время инсулин гларгин рекомендуется в качестве базального инсулина (т. е. длительно действующего инсулина, применяющегося для подавления образования глюкозы в печени) и применяется раз в сутки перед сном в сочетании с другими быстродействующими аналогами инсулина или другими гипогликемическими препаратами при диабете у людей (Rosenstock et al 2000; 2001). Инсулин гларгин часто применяется для лечения диабета у кошек, однако опубликованные данные об опыте его применения для собак ограничены. Графики время-действие, построенные по результатам исследования трех здоровых собак, говорят о длительном действии инсулина гларгин, что способно привести к проблемам при введении дважды в сутки (Mori et al, 2008; рис. 6-7). В недавнем исследовании введение инсулина гларгин дважды в сутки позволяло эффективно контролировать гликемию у большинства собак с диабетом, зачисленных в исследование (Fracassi et al, 2012; рис. 6-8). У 58 (33%) собак к 24 неделе исследования удалось добиться хорошего или умеренного контроля гликемии. Дозы инсулина, необходимые для контроля гликемии, были сходны с описанными дозами инсулина НПХ ленте и ПЦИ (табл. 6-7). Время минимума концентрации глюкозы варьировало, таким образом, возможно, что действие инсулина гларгин у собак с диабетом может быть как коротким, так и длительным (рис. 6-9). Авторы предположили, что частота опубликованных успешных случаев лечения другими типами инсулинов (например, НПХ и Ленте) несколько выше, чем с инсулином гларгин. Наш опыт применения инсулина гларгин для собак различный и несколько разочаровывающий. В большинстве случаев нам не удавалось добиться хорошего контроля гликемии. Мы не считаем инсулин гларгин препаратом первого выбора для лечения диабета у собак, однако рассматриваем его для собак со слишком коротким действием инсулинов НПХ и ленте или слишком длительным действием инсулина детемир (см. «Осложнения инсулиновой терапии»).

СИГ (мг/кг/мин.)	Время, мин. длительность эффекта НПХ длительность эффекта гларгина	Конц. глюкозы в крови (моль/л)	Неделя исследования
РИС. 6-7.График зависимости действия от времени для нейтрального протамина Хагедорна (НПХ) и инсулина гларгин за 24 ч. Результаты представлены как среднее ± стандартная ошибка среднего скорости инфузии глюкозы (СИГ), необходимой для поддержания нормальной концентрации глюкозы у трех здоровых собак, не страдающих диабетом, после подкожного (п/к) введения 0,5 Ед./кг НПХ или 0,5 Ед./кг гларгина в 0 момент времени. Более высокие значения СИГ указывают на более сильное действие инсулина. (Источник: Mori A, et al. Comparison of time-action profiles of insulin glargine and NPH insulin in normal and diabetic dogs et Rec 170:52, 2012, с изменениями).		РИС. 6-8.Коробчатые диаграммы, показывающие изменение средней концентрации глюкозы за 24 ч у 12 собак с сахарным диабетом, получавших разные дозы инсулина гларгин дважды в сутки в течение 24 недель. Средняя концентрация глюкозы за 12 ч представляет собой среднее от семи измерений на протяжении 12-часового периода. Обозначения для интерпретации коробчатых диаграмм как на рис. 6-5. (Источник: Fracassi F, et ah Use of insulin glargine in dogs with diabetes mellitus Vet Rec 170:52, 2012.) * = P < 0,05.

Инсулин детемир – также длительнодействующий аналог базального инсулина, из молекулы которого удален аминокислотный остаток треонина в положении В30, а к лизину в положении В29 В-цепи присоединена 14-углеродная жирная кислота (миристиновая кислота). Повышенная длительность действия обусловлена сильным связыванием молекул инсулина друг с другом, а также связыванием с альбумином в подкожных тканях и крови через цепь жирной кислоты, присоединенной к лизину в положении В29. Связывание с альбумином приводит к снижению концентраций свободного инсулина детемир в крови и замедляет распределение инсулина в периферические ткани-мишени (Hamilton-Wessler et al 1999). Инсулин детемир представляет собой прозрачный, бесцветный нейтральный водный раствор, который не нужно встряхивать перед набором в шприц. Производитель не рекомендует разводить или смешивать инсулин детемир с другими препаратами инсулина. Его можно разводить средой для разведения инсулина НовоРапид (аспарт) и Левемир (детемир) производства Novo Nordisk.

Опубликованных данных об опыте применения инсулина детемир для собак с диабетом недостаточно. Результаты недавнего исследования дают основания полагать, что инсулин детемир в настоящее время является самым длительнодействующим препаратом инсулина для собак с диабетом. Графики зависимости действия от времени у трех здоровых собак показали длительное действие инсулина детемир более 16 ч с пиком действия через 8-12 ч после подкожного введения (Sako et al, 2011, рис. 6-10). В этом же исследовании инсулин детемир эффективнее контролировал гликемию у пяти собак с диабетом через 5 дней лечения, чем инсулин НПХ или гларгин. Дозы инсулина НПХ, гларгина и детемира варьировали от 0,41 до 0,63 Ед./кг, от 0,34 до 0,54 Ед./кг и от 0,07 до 0,23 Ед./кг, соответственно. Меньшая потребность в инсулине детемир предположительно связана с его длительным действием в сочетании с введением дважды в сутки. Sako, et al (2011) предположили, что инсулин детемир несет более высокий риск гипогликемии по сравнению с инсулинами НПХ и гларгин. В неопубликованном исследовании инсулин детемир эффективно улучшал контроль гликемии у 13 собак с диабетом, которым определяли концентрацию глюкозы дома на протяжении 4-24 месяцев (медиана 10 месяцев) (Ford et al, 2010). 10 из 13 собак ранее получали инсулин НПХ или ленте с плохими результатами. Среднее и медиана дозы инсулина за последнюю неделю оценки составили 0,45 и 0,22 Ед./кг на инъекцию. Примерно при 2% измерений глюкозы была обнаружена биохимическая гипогликемия (концентрация менее 60 мг/дл или 3,4 ммоль/л), которая возникала у каждой собаки в среднем 7-5 раз на протяжении всего исследования. Наш опыт применения инсулина детемир для собак различен, однако лучше опыта применения инсулина гларгин. Всасывание инсулина детемир из места подкожного введения различно. У некоторых собак с диабетом всасывание медленное и длительное, что создает относительно плоские графики концентрации (рис. 6-11). У других собак всасывание сходно с наблюдаемым при применении препаратов инсулина промежуточного действия, таких как ленте, что приводит к U-образным кривым концентрации глюкозы (см. рис. 6-24). Самой распространенной проблемой с инсулином детемир была гипогликемия и индукция контррегуляции глюкозы (т. е. эффекта Сомоджи) при введении дважды в сутки (см. «Передозировка инсулина и контррегуляция глюкозы [эффект Сомоджи]»). Мы не считаем инсулин детемир препаратом первого выбора для лечения диабета у собак, однако рассматриваем его в случаях, когда действие инсулина НПХ или ленте слишком короткое. Наша начальная доза инсулина детемир – 0,1 Ед./кг дважды в сутки.

ТАБЛИЦА 6-7. СРАВНЕНИЕ ДОЗ ПРЕПАРАТОВ ИНСУЛИНА, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЛИКЕМИИ У СОБАК С ДИАБЕТОМ

НПХ, нейтральный протамин Хагедорна; Н/С, не сообщается; ПЦИ, протамин-цинк-инсулин.

*Собаки массой < 15 кг.

†Собаки массой ≥ 15 кг.

‡UCD, 2013: доза инсулина, необходимая для контроля гликемии у 15 из 24 собак с диабетом, получавших инсулин детемир в ветеринарной клинике Университета Калифорнии, Дэвис; у 9 из 24 собак не удалось добиться контроля гликемии при помощи инсулина детемир.

Число ГКГ (%)

время достижения минимума, ч

РИС. 6-9.Диаграммы, показывающие число графиков концентрации глюкозы (ГКГ) в крови 12 собак с сахарным диабетом, получавших разные дозы инсулина гларгин дважды в сутки в течение 24 недель, когда минимум концентрации глюкозы наблюдался до (0) или через 2, 4, 6, 8, 10 или 12 ч после инъекции инсулина, соответственно. (Источник: Fracassi F, et al: Use of insulin glargine in dogs with diabetes mellitus, VetRec 170:52, 2012.)

А В

СИГ (мг/кг/мин.)

Время, ч. собака 1 собака 2 собака 3

СИГ (мг/кг/мин.)

Время, ч.

РИС. 6-10.График зависимости действия инсулина детемир от времени за 24 ч у трех здоровых собак без диабета (А) и средние ± стандартное отклонение (СО) результаты у трех собак (B). Результаты представлены как скорость инфузии глюкозы (СИГ), необходимая для поддержания нормальной концентрации глюкозы после подкожного (п/к) введения 0,5 Ед./кг инсулина детемир в 0 момент времени. Более высокие значения СИГ указывают на более сильное действие инсулина. (Источник: Sako T, et al. Time-action profiles of insulin detemir in normal and diabetic dogs Res Vet Sc/90:396, 2011.)

Смеси инсулина. Для имитации повышения концентрации инсулина в воротной вене во время и сразу после приема пищи и, следовательно, сведения к минимуму гипергликемии после еды, были разработаны смеси коротко- и длительно действующего инсулина. Инсулин НПХ можно смешивать с обычным кристаллическим инсулином, при этом, если делать инъекцию сразу, обычный инсулин остается быстродействующим. В продаже имеются готовые смеси 75% НПХ/25% обычного инсулина, 70% НПХ/30% обычного инсулина и 50% НПХ/50% обычного инсулина (напр., Хумулин 70/30 и Микстард 70/30). Сходным образом, имеются смеси лизпро и лизпро-протамина (например Хумалог Смесь 75/25 и Хумалог Смесь 50/50), а также суспензия инсулина аспарт и аспарт-протамина (например, Смесь Новолог 70/30). По нашему опыту, эти готовые смешанные препараты довольно сильнодействующие и быстро снижают концентрацию глюкозы в течение 60-90 минут после подкожного введения (рис. 6-12). Кроме того, эффект обычно короткий (менее 8 ч). Обычно мы используем эти смеси инсулина только в качестве последнего средства, когда более традиционные препараты инсулина не позволяют эффективно контролировать гликемию. В то время как обычные препараты инсулина остаются быстродействующими при добавлении к НПХ, при смешивании с инсулином ленте обычный инсулин связывается с избытком цинка в составе ленте-инсулина, что замедляет его действие (Galloway 1988).

Глюкоза (мг/дл)

Инсулин детемир Время, ч. собака 1 собака 2 собака 3 собака 4 собака 5

◄ РИС. 6-11 Графики концентрации глюкозы в течение 24 ч после подкожного (п/к) введения различных доз инсулина детемир дважды в сутки на протяжении 5 дней пяти собакам-диабетикам, зависимым от инсулина. Дозы инсулина детемир, вводившиеся в 0 момент времени на 5 день, были следующими: собака 1: 0,23 Ед./кг; собака 2: 0,19 Ед./кг; собака 3: 0,09 Ед./кг; собака 4: 0,18 Ед./кг; и собака 5: 0,07 Ед./кг. (Источник: SakoT, et al.: Time-action profiles of insulin detemr in normal and diabetic dogs Res Vet Sci 90:396, 2011.)

А В

Конц. глюкозы в крови (мг/дл)

8:00 полдень 16:00 20:00 ↑

Конц. глюкозы в крови (мг/дл)

8:00 полдень 16:00 20:00 ↑

РИС. 6-12 A,Кривая концентрации глюкозы в крови у малого пуделя, получающего рекомбинантный человеческий инсулин ленте в дозе 6 Ед./кг массы тела (сплошная линия, треугольники) и рекомбинантный человеческий нейтральный протамин Хагедорна (НПХ)/обычный инсулин 70/30 в дозе 3 Ед./кг массы тела (сплошная линия, кружки) подкожно (п/к). В, кривая концентрации глюкозы в крови у кошки массой 8 кг, получающей 4 Ед. рекомбинантного человеческого инсулина ультраленте (сплошная линия, кружки) и 4 Ед. рекомбинантного человеческого НПХ/обычного инсулина 70/30 (пунктирная линия, треугольники) п/к. (Источник: Frelson RW: Diabetes mellitus. In Ettinger SJ, Feldman EC, editors: Textbook of veterinary internal medicine, ed 4, Philadelphia, 1995, Saunders, p. 1528.) ↑ = инъекция инсулина и кормление.