Insulina, ontem e hoje

por PGAPereira e BSPolin, PhD

Nós todos sabemos que sem insulina, aqueles de nós com diabetes tipo 1 aos poucos morrem de fome. Nossos corpos não produzem insulina, por isso não podemos processar o alimento que nós comemos corretamente e obter energia e nutrientes a partir dele. Neste artigo, vou falar sobre o desenvolvimento da insulina, bem como uso agora no tratamento do diabetes. No final, eu vou falar um pouco sobre o futuro da insulina e do diabetes tipo 1.

História da Insulina e Diabetes

Antes de a insulina tornar-se disponível, as crianças rotineiramente foram alimentadas com uma xícara de óleo de cozinha por dia, porque isso foi pensado para ajudá-los a processar alimentos. Os resultados foram os que você imagina. Os arquivos do Joslin Diabetes Center, onde Elliott P. Joslin, MD, foi um dos primeiros americanos a usar insulina, estão repletas de fotos antes e depois das crianças que viram no mês da morte uma porta, e meses mais tarde, pareciam serem crianças saudáveis e normais. A insulina foi saudada como uma cura para diabetes, no entanto, hoje sabemos que ela só pode controlar a doença, e com vida prolongada vem uma longa lista de complicações em longo prazo. O diabetes foi descrito pela primeira vez e nomeado por Aratacus da Capadócia, na Ásia Menor, no século I. O nome veio a partir da analogia que a urina dos diabéticos era como a água que vem através de um sifão. O cheiro doce da urina de diabéticos foi observado pela primeira vez no século XVII pelo médico de Oxford, Thomas Willis, mas antigos índios no século IV se diz ter notado formigas reunindo-se na urina de diabéticos. As tentativas de tratamento começaram quando nada mais se sabia sobre diabetes do que a poliúria. John Rollo foi cirurgião-geral para a Artilharia Real e tratava um paciente com restrição alimentar em 1706.

A grande figura na história da diabetes na primeira metade do século XIX foi Claude Bernard. Este homem, que foi treinado como um farmacêutico tornou-se uma figura dominante na fisiologia e medicina na França e toda a Europa. Na verdade, quando ele morreu em 1878, foi-lhe dado um funeral de estado. Bernard descoberto que o fígado armazenava glicogênio e secretava uma substância açucarada para o sangue. Ele assumiu que era essa substância que causava o diabetes. Naquela época, pensava-se que o sistema nervoso controlava órgãos especiais. Isso o levou a uma segunda descoberta, que picar o tronco cerebral de um animal consciente causava-lhe diabetes temporário. Em 1879, Von Mering, um médico alemão, refutou a teoria de fígado de Bernard quando ele descobriu que a remoção do pâncreas causada diabetes. Ele e seu parceiro, Minkowski, trabalharam na extração de uma substância antidiabética do pâncreas, mas não conseguiu encontrar uma maneira de fazê-la funcionar. A idéia de que a substância anti-diabética pode vir das ilhotas de Langerhans foi amplamente difundida na época. Isto foi fundamentada porque o resto da glândula era muito diferente e, portanto, teria uma função diferente.

A história da descoberta triunfante da insulina ocorreu em 1921 no Canadá por Fredrick Banting, um cirurgião ortopédico sem sucesso, que depois de ler sobre a associação entre o pâncreas e o diabetes se convenceu de que ele poderia encontrar a substância anti-diabética. Ele convenceu JJR Macloud, professor de fisiologia em Toronto, para deixá-lo tentar. Macloud chamou um jovem estudante de medicina, Charles Best, para trabalhar com ele e depois quando as coisas ficaram difíceis, ele colocou um professor visitante de bioquímica, JB Collip, com o qual obteve resultados positivos. Depois de muitos fracassos, o grupo preparou um extrato do pâncreas atrofiado de um cão. Eles então isolaram outros dois cães com diabetes, o extrato era administrado a um, e nada era dado ao outro. Quatro dias depois, o cachorro controle morreu, mas o cão que recebeu o extrato viveu durante três semanas, só depois de morrer não havia mais extrato. Em 11 de janeiro de 1922, um menino de 14 anos tornou-se o primeiro paciente humano para receber insulina produzida por Banting e Best. Esta falhou, no entanto injeções purificadas desenvolvidos por Collip foram dadas a partir 23 de janeiro de 1922. Desta vez, os níveis de glicose no sangue do paciente haviam caído. A notícia se espalhou por todo o mundo e dentro de algumas semanas os líderes chegaram a Toronto para verem por si mesmos se os rumores eram verdadeiros e para aprender a fazer a insulina, tanto do Connaught em Toronto como de Eli Lilly de Indianapolis, IN, com o qual as pesquisas colaboraram para a produção de insulina nos Estados Unidos e América Latina.

Enquanto Lilly foi bem sucedida na produção de insulina, a equipe de Toronto continuou a lutar e até meados de julho de 1922 havia uma falta ga comercialmente e utilizadas para tratar a diabetes, na maioria dos países ocidentais. August Krogh da Dinamarca, um ganhador do Prêmio Nobel por suas pesquisas sobre os capilares, estava nos EUA para falar sobre seu trabalho, mas descobriu que todo mundo estava falando sobre a insulina. Quando voltou para casa, ele lançou as bases para a indústria dinamarquesa de insulina Nordisk. Esta era uma empresa sem fins lucrativos e foi responsável por fazer na Dinamarca insulina fora dos EUA. A primeira insulina era de uma rápida e curta ação, "solúvel" ou "regular". Que teve de ser injetada duas vezes ao dia. Estas insulinas eram grosseiras e impuras e os primeiros pacientes tiveram que suportar as injeções intramusculares de 5 a 18 ml. Dores e abscessos eram comuns. Havia uma necessidade óbvia de uma insulina mais eficiente, e em 1936, a insulina-zinco-protamina foi introduzida. A insulina de Lente fora introduzida em 1954. As impurezas na insulina inicial eram principalmente devido aos peptídeos pancreáticos que estavam presentes em pequenas concentrações. Os dinamarqueses produziram um tipo mais puro de insulina. "Insulinas altamente purificadas de insulina monocomponente" e outras foram feitas. Quando os dinamarqueses começaram a capitalizar estes produtos melhorados, os americanos reagiram através da produção de insulina "humana", uma insulina geneticamente modificada que hoje domina o mercado. Anteriormente, a insulina tinha vindo de fontes animais, principalmente bovinos nos EUA e porcos da Dinamarca. Estas diferem umas das outras em um a três aminoácidos e são eficazes.

A insulina foi cristalizada em 1926 por JJ Abel. A sua composição, duas cadeias de 51 aminoácidos ligados por pontes de dissulfureto, foi descoberto por Fredrick Sanger de Cambridge. Por seu trabalho, ele recebeu o Prêmio Nobel em 1955. A estrutura tridimensional da molécula de insulina foi descoberta 14 anos mais tarde em Oxford por Dorothy Hodgin. Ela ganhou o Prêmio Nobel por seu trabalho com insulina e vitamina B12. A investigação científica do diabetes foi melhorada pela técnica de imuno-ensaio por Salomão Berson e Rosalyn Rosalind em 1957. Minutos de concentrações de insulina podem ser medidas de forma consistentes, consubstanciando em uma enorme melhoria sobre os métodos anteriores de bioensaio. Rosalyn, que sobreviveu Berson, recebeu o Prêmio Nobel, sabendo que o seu trabalho transformou a endocrinologia.

Tipos de Insulina

Hoje nos Estados Unidos, a insulina humana bio-sinética é feito por tecnologia de DNA recombinante, um processo científico que permite a produção de quantidades quase ilimitadas de insulina humana. Como as necessidades de insulina variam de pessoa para pessoa, diferentes tipos de insulina humana estão disponíveis. Estes incluem: (a)-Regular ou R: A insulina de curta ação que começa a funcionar dentro de uma hora, mas pára de funcionar mais cedo do que insulinas de ação intermédia ou longa duração. Picos de 2 a 4 horas. Duração de 6 a 8 horas. (b)-NPH ou N: Uma insulina de ação intermediária dos picos de 6 a 12 horas e dura de 18 a 26 horas. (c)-Lente ou L: Outra insulina de ação intermédia. (d)-Ultralente: insulina de longa ação que começa a atuar em 6 a 8 horas, com picos de 14 a 24 horas e dura entre 28 a 36 horas. (e)-Humalog, lispro: insulina de ação rápida é um análogo da tecnologia do DNA recombinante em que dois aminoácidos da molécula de insulina humana - prolina e lisina - foram invertidos. Inicia-se a trabalhar em 15 a 30 minutos, picos de 1,5 a 2 horas, e dura 4 horas.

Os Sistemas de Distribuição de correntes de insulina são: (a)- As injeções são o sistema de entrega mais comum. (b)-As canetas de insulina parecidas a uma caneta com um cartucho que contém de 100 a 200 unidades de insulina. (c)-Injetores a jato de insulina  parecem-se a uma caneta grande. Eles enviam uma fina pulverização de insulina através da pele em uma pressão elevada. Estes tendem a ser caros. (d)-Bombas de insulina externas são aproximadamente do tamanho de poucos centímetros. Estas são ligadas ao corpo através de um tubo estreito e flexível com uma agulha sob a pele. Um cartucho de enchimento mantém insulina por cerca de 2 dias. A agulha e tubos precisam ser mudados todos os dias e exige-se a monitorização freqüente da glicemia, mas geralmente não mais do que se você tomasse multi-injeções por dia para manter um controle rígido. (e)-Bombas de insulina internas são implantadas cirurgicamente, geralmente no abdome. Os utilizadores fornecem doses de insulina acima e para além da dose basal pela bomba durante o dia. A insulina vai diretamente para o fígado como ocorreria normalmente em uma pessoa sem diabetes. (f)-O sistema transdérmico de insulina é colocado sobre a pele e dá uma dose baixa contínua de insulina durante o dia. Para receber mais insulina o usuário retira uma guia sobre o dispositivo.