胰島素是由胰島β細胞在葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等內源性或外源性物質刺激下分泌的壹種蛋白質激素。胰島素是體內唯壹降低血糖，促進糖原、脂肪和蛋白質合成的激素。外源性胰島素主要用於治療糖尿病。早期使用胰島素和超級抗氧化劑(註射用硫辛酸、口服用蝦青素等。)在糖尿病患者中預計會有壹個很長的蜜月期，並且註射胰島素不會上癮和產生依賴性。
發現過程
胰島素是由加拿大人F.G .萬津和C.H .貝斯特於1921年首先發現的。1922開始用於臨床，挽救了過去死去的糖尿病患者。中國科學院腎臟病檢測研究所，壹直參加到80年代初。幾乎所有臨床使用的胰島素都是從豬和牛的胰腺中提取的。不同動物的胰島素組成不同，豬和人的胰島素結構最相似，只有B鏈羧基端的壹個氨基酸不同。20世紀80年代初，利用基因工程技術成功地從微生物中大量生產人胰島素，並已應用於臨床。
從65438到0955，英國F. Sanger團隊測定了牛胰島素的全氨基酸序列，開啟了人類了解蛋白質分子化學結構的途徑。1965 9月17日，中國科學家合成了具有完全生物活性的結晶牛胰島素，這是第壹個在實驗室人工合成的蛋白質。後來，美國和聯邦德國的科學家也完成了類似的工作。
20世紀70年代初，英國和中國的科學家通過X射線衍射成功確定了豬胰島素的三維結構。這些工作為進壹步研究胰島素的分子結構與功能的關系奠定了基礎。人們通過化學全合成和半合成制備類似物，研究其結構變化對生物功能的影響；比較不同種類的胰島素；研究異常胰島素分子病，即胰島素基因突變導致胰島素分子中個別氨基酸發生改變的分子病。這些研究對於闡明某些糖尿病的病因也具有重要的現實意義。
品種分類1。根據不同的消息來源。
1.動物胰島素:從豬和牛的胰腺中提取，兩者功效相同。但與人胰島素相比，豬胰島素有1個氨基酸，牛胰島素有3個氨基酸，容易產生抗體。
2.半合成人胰島素:用與人胰島素相同的蘇氨酸代替豬胰島素的第30位丙氨酸，就是半合成人胰島素。
3.生物合成人胰島素(目前臨床最常用的胰島素):通過生物工程技術獲得的高純度生物合成人胰島素，與人體自身胰島素具有相同的氨基酸序列和生物活性。
2.根據藥效持續時間分類
1，超短效:註射後15分鐘，峰值濃度1~2小時。
2.短效(速效):註射後30分鐘起效，峰值濃度2-4小時，持續5-8小時。
3.中度效應(低魚精蛋白鋅胰島素):註射後2-4小時起效，峰濃度6-12小時，持續24-28小時。
4.長效(魚精蛋白鋅胰島素):註射後4-6小時起效，峰濃度4-20小時，持續24-36小時。
5.預混:短效和中效預混，壹次註射即可，起效快(30分鐘)，持續時間長達16~20小時。
市場上有30%短效和70%中效預混料，50%短效和中效預混料。
結構組成
胰島素結構
不同種族動物(人、牛、羊、豬等)的胰島素功能。)基本相同，只是成分略有不同。圖為人體胰島素的化學結構。
胰島素由A和B兩條肽鏈組成，人胰島素的A鏈由11種21種氨基酸組成，B鏈由15種30種氨基酸和***16種51種氨基酸組成。其中，四個半胱氨酸A7(Cys)-B7(Cys)和A20(Cys)-B19(Cys)中的巰基形成兩個二硫鍵，連接A和b兩條鏈，此外，A鏈中A6(Cys)和A11(Cys)之間還有壹個二硫鍵。
分泌
由胰腺分泌。胰島素合成的控制基因在染色體11的短臂上。如果基因正常，產生的胰島素結構正常；如果基因突變，產生的胰島素結構異常，就是變異胰島素。在β細胞的細胞核中，染色體11短臂上胰島素基因區的DNA被轉錄成mRNA，mRNA從細胞核移動到細胞質的內質網中，被翻譯成由105個氨基酸殘基組成的胰島素原。胰島素原是由86個氨基酸組成的長肽鏈，通過蛋白水解去除其前肽而產生。胰島素原隨細胞質中的微泡進入高爾基體。在蛋白水解酶的作用下，三個精氨酸連接的鏈(31，32和60)被切斷，導致無用C肽的形成。同時產生胰島素，由B細胞分泌出來，進入血液循環。壹小部分未被蛋白酶水解的胰島素原隨胰島素進入血液循環，其生物活性僅為胰島素的5%。
胰島素的半衰期為5-15分鐘。在肝臟中，胰島素分子中的二硫鍵首先被還原生成遊離的AB鏈，然後在胰島素酶的作用下水解成氨基酸而失活。
胰島β細胞儲存的胰島素約200U，每天分泌約40U。空腹時，血漿胰島素濃度為5 ~ 15μ u/ml。餐後可使血漿胰島素水平升高5 ~ 10倍。胰島素生物合成的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，胰島素合成加快。
胰島素在胰島β細胞中合成。胰島素的分子量為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鏈之間有兩個二硫鍵。
胰島素分泌到血液中的分子與C肽相同。用胰島素治療的患者血清中有胰島素抗體，影響放射免疫法測定血胰島素水平。在這種情況下，可以通過測量血漿C-肽水平來了解內源性胰島素分泌狀態。
影響分泌的因素
體內的胰島素分泌主要受以下因素影響:
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。口服或靜脈註射葡萄糖後，胰島素釋放呈兩相反應。快速早期，門靜脈血漿中胰島素在2分鐘內達到最高值，隨後迅速下降；在慢相，血漿胰島素水平在10分鐘後逐漸升高，並持續超過1小時。早期快速期顯示葡萄糖促進儲存胰島素的釋放，延遲緩慢期顯示胰島素合成和胰島素原轉化。
吃了含蛋白質和蛋白質多的食物後，血液中氨基酸濃度增加，胰島素分泌也增加。精氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸都具有強烈的刺激胰島素分泌的作用。
飯後胃腸激素的增加可促進胰島素分泌，如胃泌素、胰酶、胃抑制肽、腸血管活性肽等。
自主神經功能在迷走神經興奮時促進胰島素分泌；交感神經興奮時，抑制胰島素分泌。
胰島素分泌到血液中的分子與C肽相同。用胰島素治療的患者血清中有胰島素抗體，影響放射免疫法測定血胰島素水平。在這種情況下，可以通過測量血漿C-肽水平來了解內源性胰島素分泌狀態。
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定受體結合而啟動的。胰島素受體是胰島素作用的靶細胞膜的特定部分，它只能與胰島素或含胰島素分子的胰島素原結合，具有高度特異性，分布廣泛。受體是壹種糖蛋白，每個受體由α和β兩個亞單位組成，每個亞單位構成壹個四聚體受體。α亞基穿過細胞膜，壹端暴露在細胞膜表面，具有胰島素結合位點。β亞單位從細胞膜延伸到細胞質，是胰島素誘導細胞膜和細胞內效應的功能單位。胰島素與亞基結合後，β亞基中的酪氨酸激酶被激活，使受體磷酸化，產生介質，調節細胞內酶系統的活性，控制物質代謝。四聚體受體由兩個亞單位組成。每個細胞與胰島素的結合程度取決於受體的數量和親和力，受體的數量和親和力由血漿胰島素濃度調節。當胰島素濃度增加時，胰島素受體的數量往往會減少，這稱為下調。例如，肥胖的非胰島素依賴型糖尿病患者在臨床上對胰島素不敏感，這是由於脂肪細胞膜上的受體數量減少，這被稱為抗性。非胰島素依賴型糖尿病肥胖患者在經過飲食控制和體育鍛煉減肥後，脂肪細胞膜上的胰島素受體數量增加，與胰島素的結合力加強，提高了血糖的利用率。這不僅是肥胖型非胰島素依賴型糖尿病的重要發病機制，也是治療減肥的理論依據。
功能作用藥理作用
治療糖尿病和消耗性疾病。
生理作用
胰島素是唯壹壹種降低血糖，同時促進糖原、脂肪和蛋白質合成的激素。作用機制屬於受體酪氨酸激酶機制。
調節葡萄糖代謝
胰島素能促進全身組織和細胞對葡萄糖的攝取和利用，抑制糖原的分解和發育異常。因此，胰島素具有降低血糖的功能。當胰島素分泌過多時，血糖迅速下降，腦組織受影響最大，可導致驚厥、昏迷，甚至胰島素休克。相反，胰島素分泌不足或胰島素受體缺乏往往導致血糖升高；如果超過腎糖閾值，糖就會從尿中排出，引起糖尿；同時，由於血液成分的變化(含有過量的葡萄糖)，還會導致高血壓、冠心病和視網膜血管疾病。胰島素的降血糖作用是多種作用的結果:
(1)促進肌肉和脂肪組織中的靶細胞膜載體將血液中的葡萄糖轉運到細胞中。
(2)通過* * *化合價修飾，使磷酸二酯酶活性增強，cAMP水平降低，cGMP濃度升高，從而使糖原合酶活性增強，磷酸化酶活性降低，加速糖原合成，抑制糖原分解。
(3)通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶激活丙酮酸脫氫酶，加速丙酮酸氧化為乙酰輔酶a，加速糖的有氧氧化。
(4)通過抑制PEP羧激酶的合成，減少糖異生的原料來抑制糖異生。
(5)抑制脂肪組織中的激素敏感脂肪酶，減緩脂肪動員，增加組織對葡萄糖的利用。
調節脂肪代謝
胰島素可以促進脂肪的合成和儲存，減少血液中的遊離脂肪酸，抑制脂肪的分解和氧化。胰島素缺乏可引起脂肪代謝紊亂，脂肪儲存減少，分解加強，血脂升高，長期可引起動脈硬化，進而導致嚴重的心腦血管疾病；同時，胰島素缺乏會導致體內脂肪分解的加強和大量酮體的生成，產生酮癥酸中毒。
調節蛋白質代謝
胰島素壹方面促進氨基酸的攝取和蛋白質的合成，另壹方面抑制蛋白質的分解，有利於生長。垂體生長激素促進蛋白質合成的作用只有在胰島素存在的情況下才能顯示出來。所以胰島素也是生長不可或缺的激素之壹。
其他功能
胰島素能促進鉀、鎂離子穿過細胞膜進入細胞；能促進脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、三磷酸腺苷(ATP)的合成。
對抗體內胰島素的激素
胰高血糖素
體內主要的抗胰島素激素有胰高血糖素、腎上腺素和去甲腎上腺素、腎上腺皮質激素、生長激素等。兩者都可以升血糖。
(1)胰高血糖素(高血糖素)。由胰島α細胞分泌，拮抗胰島素調節血糖濃度。胰高血糖素的主要作用是迅速分解肝臟中的糖原，促進肝臟中葡萄糖的產生和輸出。
進入血液循環提高血糖水平。胰高血糖素還能增強肝細胞對氨基酸的攝入，通過促進肝外組織的脂解作用，增加甘油向肝臟的輸入，提供大量的糖異生原料，從而增強糖異生作用。胰高血糖素和胰島素協調血糖水平的動態平衡。
吃碳水化合物時，產生大量葡萄糖，刺激胰島素分泌，而胰高血糖素分泌受到抑制，胰島素與胰高血糖素的比值明顯升高。此時，肝臟從壹個主要產生葡萄糖的組織轉變為壹個將葡萄糖轉化為糖原並儲存糖原的器官。
饑餓時，血液中的胰高血糖素水平顯著升高，胰島素水平下降。糖異生和糖原分解加快，肝臟不斷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，主要利用脂肪酸，從而節省葡萄糖，保證大腦和其他組織有充足的葡萄糖供應。
(2)腎上腺素和去甲腎上腺素。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分泌的。當精神緊張或寒冷刺激使交感神經興奮時，腎上腺素和去甲腎上腺素分泌增加，使肝糖原分解和輸出增加，阻止葡萄糖進入肌肉和脂肪組織細胞，使血糖升高。
(3)生長激素和生長激素抑制激素。
①生長激素。由腦垂體前葉分泌，能促進人體生長，調節體內物質代謝。生長激素主要抑制肌肉和脂肪組織對葡萄糖的利用，促進肝臟糖異生和糖原分解，從而使血糖升高。生長激素能促進脂解，增加血漿遊離脂肪酸。饑餓時，胰島素分泌減少，生長激素分泌增加，所以血液中葡萄糖的利用減少，脂肪的利用增加。此時，血漿中葡萄糖和遊離脂肪酸的含量增加。
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，而且在生理條件下抑制胰島素和胰高血糖素的分泌。然而，生長激素釋放抑制激素本身對肝臟葡萄糖的產生或循環中葡萄糖的利用沒有直接影響。
(4)腎上腺糖皮質激素。腎上腺糖皮質激素由腎上腺皮質分泌(主要是皮質醇，即氫化可的松)，能促進肝外組織的蛋白質分解，增加進入肝臟的氨基酸數量，誘導與糖異生有關的多種關鍵酶的合成，從而促進糖異生，使血糖升高。
胰島素治療的適應癥
胰島素類似物
1型糖尿病患者由於其胰島β細胞功能受損，胰島素分泌絕對不足，需要在發病時進行胰島素治療和終身胰島素替代治療來維持生命。約占糖尿病患者總數的5%。在生活方式和口服降糖藥的基礎上，如果血糖仍不能達到控制目標，二型糖尿病患者可以開始口服藥物和胰島素的聯合治療。壹般在大劑量多次口服藥物後HbA1c仍大於7.0%時，可考慮胰島素治療。難以與1型糖尿病區分的新發消耗性糖尿病患者。在糖尿病病程中(包括新診斷的二型糖尿病患者)，當沒有明顯的體重減輕原因時，應盡早使用胰島素。對於新診斷的高血糖二型糖尿病患者，口服藥物難以滿意地控制血糖，快速緩解高血糖毒性可部分緩解胰島素抵抗，逆轉β細胞功能。因此，新診斷的明顯高血糖的二型糖尿病可以用強化胰島素治療。還有壹些特殊情況需要胰島素治療:圍手術期；出現嚴重急性並發癥或應激時，需要臨時使用胰島素度過危險期，如糖尿病酮癥酸中毒、高滲性高血糖、乳酸性酸中毒、感染等。有嚴重的慢性並發癥，如糖尿病足、嚴重的糖尿病腎病；合並壹些嚴重疾病，如冠心病、腦血管病、血液病、肝病等。妊娠期糖尿病和糖尿病合並妊娠的婦女，如果單純通過飲食不能使血糖達到要求的目標值，應在妊娠期、分娩前後和哺乳期使用胰島素治療，並禁止口服降糖藥。繼發性糖尿病和特異性糖尿病。
胰島素制劑
胰島素按來源和化學結構可分為動物胰島素、人胰島素和胰島素。
類似物。人胰島素如Novolin系列，胰島素類似物如Novorosharp，Novorosharp 30，Novoropeace。根據作用時間的特點，可分為:速效胰島素類似物、短效胰島素、中效胰島素、長效胰島素(包括長效胰島素類似物)和預混胰島素(預混胰島素類似物)。常見的速效胰島素類似物如諾和銳和長效胰島素類似物如諾和銳。臨床試驗證明，胰島素類似物在模擬生理性胰島素分泌和降低低血糖風險方面優於人胰島素。
註意使用
來自牛胰腺的胰島素
開始胰島素治療後，應繼續堅持飲食控制和運動，加強對患者的教育，鼓勵和指導患者監測自身血糖，以調整胰島素用量，預防低血糖。應對所有開始胰島素治療的患者進行關於低血糖的危險因素、癥狀和自救措施的教育。
胰島素的治療方案應模擬生理胰島素分泌模式，包括基礎胰島素和餐時胰島素的補充。方案的選擇要高度個體化，按照血糖達標驅動的分步治療方案，盡快控制血糖。
用藥過量的不良反應
如果在治療過程中過量註射胰島素，會導致低血糖。中毒較輕時，主要會影響植物神經系統，表現為饑餓、頭暈、面色蒼白、乏力、多汗，還有震顫、心前區不適、面部和四肢麻木、頭痛等。當血糖進壹步降低時，會影響中樞神經系統，出現發音困難、復視、肌肉震顫、共濟失調，繼而出現不同程度的昏迷和驚厥。這種狀態叫做胰島素休克，如果不及時搶救，會有生命危險。[1]
註射部位說明
註射胰島素是糖尿病人應該掌握的“技術”。除了註射，部位的選擇也很重要，因為合適的註射部位不僅可以降低註射的風險，還有助於胰島素的吸收。
腹部:是首選，因為腹部皮下脂肪較厚，可以降低註射到肌肉層的風險，而且最容易捏到腹部皮膚，也是吸收胰島素最快的部位。應在肚臍兩側相距3 ~ 4指處註射。身體兩側的皮下層越薄，越容易粘在肌肉層上。這部分最適合註射短效胰島素或混有中效胰島素的胰島素。
此外，大腿外側、上臂外側四分之壹和臀部也適合註射胰島素。
大腿外側:大腿註射只能從正面或側面進行，內側血管、神經較多，不適合註射。註射大腿時，必須捏住皮膚或使用超細超短(5 mm)筆式針頭。
上臂外側四分之壹:這是最不適合自我註射的部位，因為上臂皮下組織較薄，容易註射到肌肉層:自我註射時無法自行夾住皮膚。需要註射上臂時，建議使用超細超短筆式針頭(5 mm)或由醫護人員和家屬協助。
臀部:臀部適合註射中、長效胰島素(比如睡前註射中、長效胰島素)，因為臀部的皮下層較厚，胰島素吸收速度較慢，可以更好地控制空腹血糖，而且不用捏皮膚，也沒有肌肉註射的風險。
存儲方法
胰島素必須保存在10℃以下的冰箱中，在2℃~8℃的冰箱中，即使已經部分泵出，其活性也能保持2~3年不變。使用時，溫度不超過30℃或低於2℃，但必須避免陽光照射，以防失效。
正在使用的胰島素可以保存在室內陰涼的地方。使用中的瓶裝胰島素可以在冰箱中保存3個月左右。使用中的胰島素筆芯不要和胰島素筆壹起放回冰箱，可以隨身攜帶4周。
混濁的胰島素如果搖晃幾個小時或保存不當可能會形成硬塊，此時應丟棄胰島素。
1，胰島素由於避免高溫和陽光直射。
2.胰島素應保存在2-8℃的冰箱中，未開封的胰島素應在保質期前使用。
3.冰箱中開封的胰島素保質期壹般為1個月，註明開封時間。
4.記得不要把胰島素放在冰箱的冷凍層裏。冷凍胰島素不能使用，只能放在冷藏室。
5.註射前將胰島素從冰箱中取出，然後在室溫下放置20分鐘後再註射。
6.請不要將裝有胰島素筆芯的註射筆存放在冰箱中，放在陰涼處即可。
7.坐飛機旅行時，要隨身攜帶胰島素，不要放在行李中。
胰島素反應，全身反應
(1)低血糖反應:最常見。多見於ⅰ型、脆性或ⅱ型，尤以消瘦為甚。壹般由於體力活動過多，偶爾會吃得太少，體重下降，時間減少或者劑量過大。癥狀包括饑餓、頭暈、虛弱、出汗、心悸，甚至神經系統癥狀，如迷失方向、易怒、語無倫次和笑聲無常。有時會更嚴重，甚至昏厥、打鼾、癲癇、昏迷，甚至死亡。在治療過程中，應教導患者熟悉這種反應並隨時提高警惕，盡早吃蛋糕和糖果或糖漿來緩解。嚴重者應立即註射50%葡萄糖40ml以上，隨後靜脈滴註10%葡萄糖水，直至清醒。有時可皮下或肌內註射胰高血糖素，每次劑量為65，438+0 mg，如果低血糖反應持續時間長且嚴重，可使用氫化可的松，每次65，438+000 ~ 300 mg在5% ~ 65，438+00%葡萄糖水中靜脈滴註。當低血糖反應恢復後，壹定要仔細估計下壹次劑量，分析病情，防止復發。反復低血糖後，由於胰島α細胞和腎上腺受到刺激，可發生反應性高血糖(索莫吉效應)，常導致脆性型，必須盡量避免。
⑵過敏反應:少數患者出現過敏反應，如蕁麻疹、血管神經性水腫、紫癜，極少數患者出現過敏性休克。這種反應壹般是由制劑中的雜質引起的。輕者可用抗組胺藥治療，重者需用高純度制劑如單組分人胰島素替代。由於其氨基酸序列與內源性胰島素相同，且雜質少，所以引起過敏的情況極其罕見，或者可以用口服藥物代替。必要時，皮下註射小劑量聚維酮胰島素也可用於脫敏。
⑶胰島素引起的水腫:糖尿病未得到控制前，常出現失水失鈉，細胞內葡萄糖減少。控制4 ~ 6天後可出現水鈉瀦留和水腫，可能與胰島素促進腎小管鈉重吸收有關，稱為胰島素水腫。
⑷屈光不正:在胰島素治療過程中，有時患者會感到視力模糊，治療過程中血糖迅速下降，影響晶狀體和玻璃體的滲透壓，使晶狀體內的水分逸出，折射率降低，導致遠視。但這是暫時的變化，壹般會隨著血糖濃度恢復正常而迅速消失，不會永久改變。這種屈光突變多見於血糖波動較大的青少年患者。
局部反應
(1)註射後出現局部皮膚發紅、發熱和皮下結節，多見於NPH或PZI治療初期的幾周內。由於蛋白質等雜質，更換註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丟失，多見於青年婦女和兒童的大腿、腹壁等註射部位；皮下組織增生成腫塊，多見於男性臀部等註射部位，有時會出現麻木刺痛，可影響吸收。需要更換註射部位才能保證治療。
抗藥性
少數患者存在胰島素抵抗，每日胰島素需要量超過200U達48小時以上，且無酮癥酸中毒等內分泌疾病引起的繼發性糖尿病，稱為胰島素抵抗。本組不包括肥胖、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引起的耐藥性。根據近年來的許多研究，大多數人認為這種耐藥性屬於胰島素免疫反應。因為胰島素註射後血液中會產生抗胰島素抗體，壹般屬於IgG，尤其是牛胰島素。因此，這裏的胰島素抵抗不應與病理生理學中的胰島素抵抗相混淆。
治療計劃:
①改用單組分人胰島素可明顯減少抗體產生，緩解耐藥性；
②盡量改用口服降糖藥及其聯合用藥；
③抗體濃度明顯升高的患者，必要時可嘗試服用潑尼松，30 mg ~ 40 mg/d，分三次服用，多數還可在1 ~ 2周內明顯減少胰島素劑量，起效後再逐漸減少，停用潑尼松。在治療過程中，需要密切觀察病情和血糖，避免耐藥性消退時反復出現嚴重低血糖。
腎病的胰島素治療只能說是降血糖。患者使用時，壹定要經常檢查血糖。壹旦發現低血糖，應及時調整胰島素的劑量。