Farmaci Antidiabetici

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Farmaci Antidiabetici"

Flavio Moro
4 anni fa
Visualizzazioni

1 Farmaci Antidiabetici

2 Storia del Diabete e dell Insulina Nel 1869, uno studente tedesco di medicina, Paul Langerhans, notò che il Pancreas conteneva due tipi ben distinti di cellule: uno costituito da cellule acinari e l altro fatto di cellule ragguppate in isole e pensò che ad ognuna di esse fosse associata una diversa funzione.. L evidenza diretta del coinvolgimento della insulina nel controllo del metabolismo dei glucidi venne nel 1889 quando Oskar Minkowski e Joseph von Mering mostrarono che cani pancreotomizzati esibivano una sindrome simile al diabete mellito dell uomo.

3 Storia del Diabete e dell Insulina Il primo paziente a ricevere l estratto di pancreas prodotto dal Prof. Banting, fisiologo di Toronto, fu, nel 1922, un ragazzo di 14 anni che era stato ricoverato in ospedale con un livello di glucosio plasmatico di 500 mg/dl e che produceva dai 3 ai 5 litri di urina al giorno. Prof. Banting Premio Nobel, 1923 L insulina fu purificata e cristallizzata da Abel dopo pochi anni dalla sua scoperta Sanger nel 1960 ne determinò la sequenza amminoacidica

4 Pancreas Ghiandola dell apparato digerente con funzioni esocrine ed endocrine Il pancreas esocrino produce il succo pancreatico (miscela di enzimi digestivi), riversato nel duodeno in risposta all assunzione di cibo Il pancreas endocrino è costituito dalle isole di Langherans, contenenti diverse popolazioni cellulari: Cellule α (15-20%), che producono glucagone Cellule β (65-80%), che producono insulina ed amilina Cellule δ (3-10%), che producono somatostatina Cellule PP (3-5%), che producono il polipeptide pancreatico Cellule ε (1%), che producono grelina

5 Pancreas PANCREAS ESOCRINO PANCREAS ENDOCRINO

6 Glicemia È il valore della concentrazione di glucosio nel sangue (in mg/dl) In condizioni fisiologiche, è compresa tra 65 e 110 mg/dl È regolata principalmente dagli ormoni pancreatici glucagone e insulina Il glucagone promuove l aumento della glicemia stimolando: Glicogenolisi Gluconeogenesi Chetogenesi L insulina esercita un effetto ipoglicemizzante favorendo: L ossidazione del glucosio La sintesi del glicogeno La sintesi lipidica La sintesi proteica

7 Insulina Ormone proteico costituito da 2 catene peptidiche, A (21 aa) e B (30 aa) legate da ponti S-S tra le Cys di catene adiacenti. Nella catena A è presente un ulteriore ponte S-S intercatena Il gene dell insulina umana codifica per una proteina di 110 aa

8 Insulina: Sintesi Traduzione del mrna insulinico in preproinsulina (110 aa) Rimozione del peptide segnale durante l inserzione nel reticolo endoplasmatico Proinsulina (86 aa) Azione di specifiche endopeptidasi sulla proinsulina nel reticolo endoplasmico, con rilascio del peptide C Insulina matura

9 Proinsulina: Struttura

10 Insulina: Secrezione 1. Ingresso del glucosio 2. Aumento rapporto ATP/ADP 5. Rilascio insulina 3. Inattivazione canali K + e depolarizzazione 4. Apertura canali Ca 2+

11 Insulina: Secrezione

12 Insulina: Recettore Recettore ad attività tirosin-chinasica intrinseca Subunità Attivo in forma dimerica Ogni monomero è costituito da 2 subunità: e, tenute insieme da ponti disolfuro Subunità La subunità riconosce l insulina La subunità ha attività tirosinchinasica

13 Insulina: Recettore Attivazione 1. L insulina si lega al recettore 2. Dimerizzazione e Autofosforilazione 3. Trasduzione del segnale

14 Stimola la sintesi del glicogeno Stimola la sintesi dei lipidi per esterificazione degli acidi grassi Rilassa le pareti cellulari delle arterie, aumentando il flusso sanguigno Sopprime la lipolisi Sopprime l autofagia Sopprime la gluconeogenesi Insulina Effetti Cellulari Stimola l assorbimento degli amminoacidi all interno della cellula Sopprime la proteolisi in vari modi, per esempio stimolando la secrezione di acido cloridrico dalle cellule paretali dello stomaco, inibendo l azione gastrina e, quindi, la produzione di pepsina Favorsice l assorbimento del potassio all interno della cellula Sopprime l escrezione del sodio da parte dei reni

15 Insulina Effetti Metabolici Classificati in rapidi, intermedi e tardivi Effetti rapidi: Traslocazione dai siti intracellulari verso la membrana cellulare del trasportatore del glucosio GLUT-4, nel muscolo e tessuto adiposo Aumento captazione amminoacidi e potassio Effetti intermedi: Stimolazione della sintesi proteica, tramite l attivazione della chinasi mtor Attivazione di enzimi coinvolti nella via glicolitica (esochinasi) e della sintesi del glicogeno (glicogeno sintasi chinasi 3 GSK3) Inibizione di enzimi coinvolti nella gluconeogenesi (PEPCK) Effetti tardivi: Aumento espressione enzimi lipogenetici

16 Insulina: Effetti Metabolici L insulina stimola il trasportatore di glucosio GLUT-4 nelle cellule muscolari, adipose ed epatiche

17 Diabete Mellito (DM) Patologia caratterizzata da iperglicemia (conc. glucosio ematico > 126 mg/dl) Sintomi: polifagia, polidipsia, poliuria Complicazioni: Patologie micro e macro-vascolari Retinopatia da diabete Nefropatia diabetica Aterosclerosi ed altre complicazioni vascolari Danno cellulare osmotico Aumento dei livelli di NADH Stress ossidativo Nature, 2001, 414,

18 Diabete Mellito Incidenza Mondiale Hossain et al. NEJM 2007, 356,

19 Diabete Mellito: Classificazione Diabete Mellito di tipo 1 (insulino-dipendente) Incidenza: 10% Dovuto ad una mancanza di insulina per perdita delle cellule del pancreas (di origine autoimmune od ideopatica)

20 Diabete Mellito: Classificazione Diabete Mellito di tipo 2 (non insulino-dipendente) Incidenza: 90% Causato dalla resistenza (insensibilità) all azione dell insulina Origine multifattoriale

21 Trattamento del Diabete Mellito Modifiche dello stile di vita Trattamento farmacologico Correzione deficienza di insulina Stimolazione della secrezione di insulina Diminuzione produzione glucosio epatico Aumento utilizzo glucosio Riduzione assorbimento carboidrati Insulina ed analoghi Solfoniluree e glinidi Farmaci attivi sul sistema incretinico Biguanidi Tiazolidindioni Inibitori -glucosidasi 22

22 Trattamento del DM Modifiche dello stile di vita Trattamento farmacologico Correzione deficienza di insulina Stimolazione della secrezione di insulina Diminuzione produzione glucosio epatico Aumento utilizzo glucosio Riduzione assorbimento carboidrati Insulina ed analoghi Solfoniluree e glinidi Farmaci attivi sul sistema incretinico Biguanidi Tiazolidindioni Inibitori -glucosidasi 23

23 Trattamento del Diabete Mellito Fonti naturali Terapia Insulinica Consiste nella somministrazione quotidiana di insulina Utilizzata nel trattamento del DM di tipo 1 e, in fase tardiva, anche in quello di tipo 2 Pancreas porcini o bovini, ora con elevato grado di purezza (es. Iletin, Lilly) Fonti biosintetiche: tecnologia del DNA ricombinante Produzione di insulina umana Produzione di analoghi delle insuline

24 Insuline di Origine Animale Ala Val Thr Ile Thr Insulina bovina Ala Ala Insulina porcina

25 Insuline di origine biotecnologica Produzione Promotore lac LacZ GeneA GeneB pbr322 pbr322

26 Insuline di origine biotecnologica Produzione Promotore lac LacZ GeneA GeneB pbr322 pbr322 E. coli coltivazione isolamento del prodotto E. coli coltivazione isolamento del prodotto β-gal Met A Bromuro di cianogeno β-gal Met B A Purificazione B A insulina B

Insuline di origine biotecnologica Produzione Nelle cellule batteriche per dirigere la sintesi si usa il promotore lac (che si attiva solo se nel mezzo di coltura è presente

27 Insuline di origine biotecnologica Produzione Nelle cellule batteriche per dirigere la sintesi si usa il promotore lac (che si attiva solo se nel mezzo di coltura è presente galattosio o IPTG) VANTAGGI 1. Espressione del gene efficace e controllata 2. β-galattosidasi: protezione del peptide dalle proteasi IPTG = Isopropil-β-D-1-tiogalattopiranoside

28 Insulina: Classificazione Clinica A seconda dell inizio e della durata d azione si individuano: 1. Insulina ultrarapida 2. Insulina regolare o rapida 3. Insulina ad azione intermedia 4. Insulina ultralenta Alcune insuline in commercio sono delle miscele di diverse insuline per fornire sia effetti rapidi che ritardati

spontaneamente a formare dimeri (attaverso legami a H tra le porzioni

29 Insulina: Caratteristiche Chimiche Carica netta negativa a ph neutro (P i = 5.3) Struttura globulare compatta, con core idrofobico e superfice polare Tende spontaneamente a formare dimeri (attaverso legami a H tra le porzioni C-terminali delle catene B) I dimeri aggregano in esameri in presenza di ioni Zn 2+

Documenti analoghi

Il pancreas endocrino

Il pancreas endocrino 1 Indice degli argomenti Che cos è il pancreas endocrino??? Funzioni principali degli ormoni pancreatici Anatomia del pancreas endocrino Innervazione nervosa Cellule β : INSULINA