Cukorbetegség Hogyan segít az inzulin a cukorbetegség ellen
Lenyűgözés az orvosi technológiával
Cukorbetegség: Hogyan alkalmazható az inzulin a cukorbetegség ellen
A cukorbetegség, más néven diabetes mellitus, ma már jól kezelhető gyógyszerekkel és különböző típusú inzulinokkal. A kutatók az inzulin hatásának felgyorsításán és a hipoglikémia detektálásán dolgoznak a vércukorszint mérése nélkül - nem utolsósorban az autó figyelmeztető rendszerei esetében.
Tim Schröder
Tudományos újságíró Oldenburgban
A cukorbetegség az egyik legrégebbi ismert betegség. Az ókorban ismerték. Akkor magától értetődő volt, hogy a gyógyítók megkóstolják pácienseik vizeletét a betegségek - különösen a diabetes mellitus - azonosítása érdekében. Feltárja magát azzal, hogy a vizelet mézes-édes íze van. És végül ez adta neki a nevét: A Mellitus a latin méz szóból származik, a cukorbetegség az áramlásból. Az egyetlen dolog, amit a görögök és a rómaiak akkor még nem tudtak, az volt, hogy mi ez a zavart cukoranyagcsere.
Az inzulin, mint zárvédő
A cukor létfontosságú az emberek számára. Ez az üzemanyag, amely tartja az anyagcserét a test sejtjeiben. Az élelmiszerekben található szénhidrátokat a belekben cukorra bontják. A vér ezután eloszlatja a cukormolekulákat az egész testben, és szállítja azokat a sejtekbe. Megérkezve a cukormolekulák speciális fehérjék révén jutnak be a sejtekbe, amelyek a sejt burkolatában, a membránban helyezkednek el. A fehérjék egyfajta zsilipként működnek, amelyet szükség esetén kinyitnak, és lehetővé teszi a cukor beáramlását. A kinyitás parancsát az inzulin adja, amely hormon a hasnyálmirigyben termelődik.
Amikor az ember eszik, és az emésztés megindul, a vér cukorkoncentrációja megnő. A hasnyálmirigy elkezd inzulint termelni, hogy a sejtmembránban lévő zárak megnyílhassanak, és a cukormolekulák beáramlhassanak a sejtekbe.
Miután az ételt megemésztették és a sejtek felszívták a cukrot, a vércukorszint lassan ismét csökken. A hasnyálmirigy lelassítja az inzulintermelést. Ez a finomhangolású vezérlő áramkör már nem működik a cukorbetegeknél: az ételből származó cukormolekulák már nem tudnak beáramlani a test sejtjeibe és összegyűlni a vérben. Bár a test elegendő cukrot tartalmaz, az üzemanyag már nem jut oda, ahová szüksége van: a test sejtjeire. És ez kétszeresen problematikus: egyrészt a cukor felhalmozódik a vérben és a test szövetében, ami hosszú távon az erek, az idegrendszer és a szövetek károsodásához vezet. Extrém esetekben a szövet elhal, például a lábujjakban és a lábakban, amelyeket súlyos esetekben amputálni kell. Másodszor, akut hipoglikémia van a test sejtjeiben. A következmények gyengeség, szédülés, koncentrációs problémák és látásromlás. Bizonyos esetekben az alacsony vércukorszint, a hipoglikémia eszméletvesztéshez vezet.
Cukorbetegség célzott kezelése
Szerencsére a diabetes mellitus kezelésének módjai hosszú évek óta léteznek. A gyógyszeripar és az orvostechnikai ipar támogatásával az orvosok beavatkoznak a rendkívül összetett cukorszabályozási mechanizmusba. Mivel a cukorbetegségnek a ritka típusú cukorbetegségek mellett két különböző formája létezik, a kezelés olykor eltérő.
Az orvosok így különböztetik meg az 1-es és a 2-es típusú cukorbetegséget. Az 1. típus a cukorbetegség veleszületett formája. Ebben az esetben a hasnyálmirigyben az úgynevezett Langerhans-sejtek, amelyek felszabadítják az inzulint, hibásak. Ez azt jelenti, hogy a testből hiányzik a kulcs, amely kinyitja a zárakat, hogy a cukor a test sejtjeibe áramolhasson. Az 1-es típusú cukorbetegeknek ezért rendszeresen inzulint kell adniuk maguknak.
2. típusú cukorbetegek túlsúlyos betegeknél
A 2-es típusú cukorbetegség általában később jelentkezik. A Német Diabetes Alapítvány szerint a túlsúlyos emberek körülbelül 80% -a érintett. "És mivel Közép-Európában növekszik a túlsúlyos emberek száma, a cukorbetegek száma a jövőben is növekszik - a cukorbetegség széles körben elterjedt betegség" - mondja dr. Thomas Züger, endokrinológus és a Berni Egyetemi Kórház diabetológiai szakértője.
Körülbelül nyolc millió cukorbeteg ember él ma Németországban. Növekvő trend. De a dohányosok, illetve a lipidanyagcserét vagy a hormonzavarokat szenvedők esetében is nagyobb a megbetegedés kockázata. A 2. típusnál a testsejtek membránjában lévő cukorzárak lassan érzéketlenné válnak az inzulinra. A hasnyálmirigy által termelt normál inzulinmennyiség már nem elegendő a nyílások kinyitásához. Bizonyos esetekben az érintettek gyógyszerekkel küzdhetnek a 2-es típusú cukorbetegség ellen; például szulfonilkarbamiddal, amely fokozza az inzulin kiválasztását a hasnyálmirigyből. A későbbi szakaszokban azonban a 2-es típusú cukorbetegeknek is inzulint kell beadniuk.
Különféle modern inzulinok
Az inzulin beadása a cukorbetegség legfontosabb formája mindkét típus esetében. Manapság az érintettek egy kis tollal adják be az inzulint, amely lehetővé teszi számukra, hogy pontosan beállítsák az inzulin adagját.
Az inzulin tollak már olyan segédeszközök, amelyeket a betegek a hormon adagolásához használnak (Kép: ittipol/stock.adobe.com)
Étkezés előtt először egy csepp véren mérik meg az aktuális cukortartalmat, majd az injekciós toll segítségével állítják be az inzulin mennyiségét, amely szükséges ahhoz, hogy a cukor bejusson a test sejtjeibe. A vércukorszint mérésének egyéb módszerei is készülnek. Az inzulinkezelés elviselhetőbbé tétele érdekében az inzulin különféle formáit idővel kifejlesztették. Ma van gyors hatású inzulin, késleltetett inzulin és lassú hatású inzulin. A gyorsan ható inzulin célja az étkezés utáni éles vércukorszint megállítása. A lassú hatású inzulin fedezi az alapvető inzulinigényt a nap folyamán. A betegeknek ezért csak naponta egyszer vagy kétszer kell beadniuk. A késleltetett inzulin középutat ér a gyors és a lassú inzulin között.
Korábban az emberek csak étkezés előtt adtak inzulint, ami rövid, természetellenesen magas inzulincsúcsokhoz vezetett. Az inzulin beadásának természetesebbé tétele érdekében a cukorbetegek manapság általában több inzulint kombinálnak. Ez magában foglalja a lassan ható vagy késleltetett inzulint, amely a nap folyamán fenntart egy bizonyos inzulinszintet - akárcsak a hasnyálmirigy, amely folyamatosan kis mennyiségű inzulint szabadít fel. Ezután kis mennyiségű gyors hatású inzulint fecskendeznek étkezés közben, hogy felszívja a magas vércukor-koncentrációt. Összességében az inzulincsúcsok csillapodnak. Ezt az úgynevezett intenzívebb inzulinterápiát (ICT) elsősorban az 1-es típusú cukorbetegeknél alkalmazzák. Mivel egész életen át inzulint kell adnia, az inzulinnak ez a viszonylag természetes beadása hosszú távon sokkal elviselhetőbb.
Még mindig nem elég gyors
A kutatók jelenleg az inzulin működését próbálják még gyorsabbá tenni, különösen optimalizált fecskendők segítségével. Korábban inzulint injektáltak a gyomor zsírszövetébe, de ez a szövet szivacsként viselkedik, lassan szabadítja fel a hatóanyagot. Ráadásul rosszul van vérrel ellátva, így az inzulin csak lassan távolul el. Az elmúlt években ezért egyre rövidebb tűkkel ellátott tollakat fejlesztettek ki, amelyek az inzulint közvetlenül a bőr rétegeibe rakják le. Dr. med. Markus Clemenz, a baden-württembergi kutatási, fejlesztési és gyártási szolgáltató, Hahn-Schickard most egy lépéssel tovább akar lépni.
Az orvos spin-off cégként alapította a Verapido Medical GmbH-t, amely jelenleg a bőr szúrására használt Dermaject készüléket fejleszti; kezdetben oltásokra és allergiás tesztekre. Az alapul szolgáló technológiát tovább kell fejleszteni olyan tollgá, amely az inzulint közvetlenül a bőrbe fecskendezi. "Mivel a bőr jól el van látva vérrel, az inzulin elosztható a testben, és sokkal gyorsabban hatékonyabbá válhat" - mondja. Kihívás: Ha azonnal átszúrja a bőrt, akkor egy függőleges szúrási hely marad, ahonnan az injekciós folyadék újra kifolyhat.
A tollnak, amelyet Clemenz és kollégái fejleszteni akarnak, átlósan be kell tolnia a tűt a bőrbe, hogy a bőr felső rétege eltakarja a szúrás helyét, és nyomja be. Ez az inzulin teljes adagját a bőrben hagyná. "Az inzulin sokkal gyorsabban és erősebben működik, ha a bőrbe fecskendezi, és csökkentheti az adagot" - mondja Clemenz. "Az injekciók és az étel közötti idő csökken, a vércukorszint-szabályozás javul, és kevesebb nemkívánatos hatás jelentkezik."
Megoldások a mesterséges hasnyálmirigyre
Az egyre gyorsabban működő inzulin iránti tendencia együtt jár egy viszonylag új technológia - a "mesterséges hasnyálmirigy" - kifejlesztésével. Ez állítólag a vércukorszint mérésének és az inzulinadagolás természetes kontrollkörét utánozza. Az ötlet: a bőr alatti érzékelő tartósan méri a vércukor-koncentrációt, majd egy kis szivattyú segítségével automatikusan szabályozza az inzulinadagolást. Ez megmentheti a cukorbeteget a jövőbeni méréstől és injekciózástól.
"De a bőr alatti és az inzulin mérések még mindig túl lassúak" - mondja Markus Clemenz. „A szivattyút vezérlő algoritmusok nem működhetnek pontosan, ha túl sok idő telik el az inzulin beadása, a vérben kifejtett hatás és a szövetben történő mérés között. Az algoritmusok egy idő után kiszabadulnak a kezükből. ”A megoldás az inzulin még gyorsabb hatása - amint azt például az új Verapido tollal el lehet érni. Ilyen ötletek segítségével az elkövetkező években áttörést érhet el a „mesterséges hasnyálmirigy”, amelyet csak különféle klinikai vizsgálatokban teszteltek.
Alacsony vércukorszint kimutatása szúrás nélkül
Egy új technológia, amelyet a következő négy évben a St. Galleni Egyetem, az ETH Zürich és az Inselspital Bern kutatói fejlesztenek ki a svájci "Headwind" nagyszabású együttműködési projektben, állítólag a vércukorszint mérése nélkül fog működni. A projektet a Svájci Nemzeti Alap támogatja, és az Inselspital igazgatója, Prof. Christoph Stettler vezetésével orvosi szakemberek vezetik.
A szakértők vezetés közben foglalkoznak a hipoglikémia problémájával. Mivel akut hipoglikémia esetén a koncentráció képessége gyorsan csökken. "Az 1990-es évek tanulmányai azt mutatják, hogy hirtelen lassabban vagy gyorsabban halad kontrollálatlanul, vagy alig tud sávban maradni - a legrosszabb esetben az érintettek eszméletlenek lesznek" - mondja Thomas Züger a Berni Egyetemi Kórházból. A probléma: az érintettek közül sokan nem érzik úgy, hogy lassan hipoglikémiába süllyednek.
Hipo figyelmeztetést terveznek az autóra
A Headwind kutatói ezért közösen ki akarnak dolgozni egy „hipoglikémiás figyelmeztetést” az autókra. A manapság egyes autókban már telepített „fáradtság-figyelmeztetéshez” hasonlóan a hipoglikémiás figyelmeztető rendszernek is riasztást kell adnia, ha a vezető szokatlan vezetési manővereket hajt végre. "A kihívás az, hogy megtaláljuk azokat a megfelelő paramétereket, amelyek segítségével a vezetési magatartásból levezethető a hipoglikémia" - mondja Thomas Züger. A kutatók jelenleg azon dolgoznak, hogy a tesztalanyokat kontrollált módon irányítsák hipoglikémiába - ez a későbbi kísérletek előfeltétele.
A vezetési szimulátor kísérletei 2019 tavaszán kezdődnek. A szimulátor eredményeinek elemzése ezután megadja a kezdeti jelzéseket azokról a paraméterekről, amelyeket a leendő szembeszél rendszer használ a hipoglikémia kimutatására. "2020-ban az első kísérleteket az autóban szeretnénk elvégezni" - mondja Züger. De a technológia nemcsak az autóforgalom számára lenne érdekes. A Headwind rendszer megoldást jelentene a nehéz építőipari gépek vezetőinek, valamint az autóbuszok és teherautók vezetőinek is, akik a cukorbetegség miatt már nem képesek elvégezni a munkájukat. És egy igazi újdonság: Mert eddig nincs olyan technológia, amellyel az ujjba szúrás és mérés nélkül levezethető lenne a vércukorszint.