Diabet Cum ajută insulina împotriva diabetului
Fascinația cu tehnologia medicală
Diabet: Cum se poate utiliza insulina împotriva diabetului
Diabetul, cunoscut și sub numele de diabet zaharat, poate fi tratat acum bine cu medicamente și diferite tipuri de insuline. Cercetătorii lucrează pentru a accelera acțiunea insulinei și pentru a detecta hipoglicemia fără a măsura nivelul zahărului din sânge - nu în ultimul rând pentru sistemele de avertizare din mașină.
Tim Schröder
Jurnalist științific în Oldenburg
Diabetul zaharat este una dintre cele mai vechi boli cunoscute. El era cunoscut în timpurile străvechi. Pe vremea aceea, vindecătorii aveau nevoie să guste urina pacienților lor pentru a identifica bolile - în special diabetul zaharat. Se dezvăluie prin faptul că urina are un gust dulce de miere. Și în cele din urmă i-a dat numele: Mellitus derivă din cuvântul latin pentru miere, diabet din flux. Singurul lucru pe care grecii și romanii nu l-au știut la acea vreme a fost motivul perturbării metabolismului zahărului.
Insulina ca agent de blocare
Zaharul este vital pentru oameni. Este combustibilul care menține metabolismul în celulele corpului. Glucidele din alimente sunt descompuse în zahăr în intestin. Sângele distribuie apoi moleculele de zahăr pe tot corpul și le transportă către celule. Odată ajunsi acolo, moleculele de zahăr ajung în interiorul celulelor prin intermediul proteinelor speciale care se află în învelișul celulei, membrana. Proteinele funcționează ca un fel de ecluză care se deschide atunci când este necesar și permite curgerea zahărului. Comanda de deschidere este dată de insulină, un hormon care este produs în pancreas.
Când o persoană mănâncă și digestia începe, concentrația de zahăr din sânge crește. Pancreasul începe să producă insulină, astfel încât blocajele din membranele celulare se pot deschide și moleculele de zahăr pot curge în celule.
Odată ce alimentele au fost digerate și celulele au absorbit zahărul, nivelul zahărului din sânge scade încet din nou. Pancreasul încetinește producția de insulină. Acest circuit de control reglat fin nu mai funcționează cu diabetici: moleculele de zahăr din alimente nu mai pot curge în celulele corpului și se pot colecta în sânge. Chiar dacă corpul conține suficient zahăr, combustibilul nu mai ajunge acolo unde este necesar: celulele corpului. Și acest lucru este dublu problematic: pe de o parte, zahărul se acumulează în sânge și în țesutul corpului, ceea ce duce pe termen lung la deteriorarea vaselor de sânge, a sistemului nervos și a țesuturilor. În cazuri extreme, țesutul moare, de exemplu la degetele de la picioare și picioare, care trebuie amputate în cazuri severe. În al doilea rând, există o hipoglicemie acută în celulele corpului. Consecințele sunt slăbiciune, amețeli și concentrare și vedere afectate. În unele cazuri, glicemia scăzută, hipoglicemia, duce la inconștiență.
Tratamentul țintit al diabetului
Din fericire, modalitățile de tratare a diabetului zaharat există de mulți ani. Cu sprijinul industriei farmaceutice și tehnologice medicale, medicii intervin în mecanismul extrem de complex de control al zahărului. Deoarece există două forme diferite de diabet, pe lângă tipurile rare de diabet, tratamentul este uneori diferit.
Acesta este modul în care medicii diferențiază între diabetul de tip 1 și diabetul de tip 2. Tipul 1 este forma congenitală a diabetului. În acest caz, așa-numitele celule Langerhans din pancreas care eliberează insulina sunt defecte. Deci, corpului îi lipsește cheia care deschide încuietorile pentru a permite zahărului să curgă în celulele corpului. Prin urmare, diabeticii de tip 1 trebuie să se injecteze regulat cu insulină.
Diabetele de tip 2 la pacienții supraponderali
Diabetul de tip 2 apare de obicei mai târziu. Potrivit Fundației Germane pentru Diabet, aproximativ 80% dintre persoanele supraponderale sunt afectate. „Și din moment ce numărul persoanelor care sunt supraponderale crește în Europa Centrală, numărul diabeticilor va continua să crească în viitor - diabetul este o boală larg răspândită”, spune Dr. Thomas Züger, endocrinolog și expert în diabetologie la Spitalul Universitar din Berna.
În Germania există astăzi aproximativ opt milioane de persoane cu diabet zaharat. Tendință ascendentă. Însă fumătorii sau persoanele cu metabolism lipidic sau tulburări hormonale au, de asemenea, un risc mai mare de îmbolnăvire. În tipul 2, zahărul se blochează în membranele celulelor corpului încet devin insensibile la insulină. Cantitatea normală de insulină produsă de pancreas nu mai este suficientă pentru a deschide porțile. În unele cazuri, cei afectați pot combate diabetul de tip 2 cu medicamente; de exemplu cu sulfoniluree, care crește secreția de insulină din pancreas. Cu toate acestea, în etapele ulterioare, diabeticii de tip 2 trebuie să injecteze insulină.
O varietate de insuline moderne
Injectarea insulinei este cea mai importantă formă de tratament al diabetului pentru ambele tipuri. Cei afectați injectează acum insulină cu un stilou mic care le permite să stabilească doza exactă de insulină.
Pixurile cu insulină sunt deja un ajutor pe care îl folosesc pacienții pentru dozarea hormonului (Imagine: ittipol/stock.adobe.com)
Înainte de masă, ei măsoară mai întâi conținutul actual de zahăr pe o picătură de sânge și apoi folosesc stiloul pentru a seta cantitatea de insulină necesară pentru a livra zahărul în celulele corpului. Alte modalități de măsurare a nivelului de zahăr din sânge sunt, de asemenea, în lucru. Și pentru a face terapia cu insulină mai tolerabilă, s-au dezvoltat de-a lungul timpului diferite forme de insulină. Astăzi există insulină cu acțiune rapidă, insulină întârziată și insulină cu acțiune lentă. Insulina cu acțiune rapidă este destinată să intercepteze creșterea bruscă a glicemiei după mese. Insulina cu acțiune lentă acoperă nevoia de bază a insulinei în timpul zilei. Prin urmare, pacienții trebuie să-l injecteze doar o dată sau de două ori pe zi. Întârzierea insulinei atinge un echilibru între insulina rapidă și lentă.
În trecut, oamenii injectau insulină doar înainte de mese, ceea ce ducea la vârfuri de insulină scurte, nefiresc de mari. Pentru a face administrarea insulinei mai naturală, diabeticii astăzi combină de obicei mai multe insuline. Aceasta include insulina cu acțiune lentă sau întârziată, care menține un anumit nivel de insulină pe tot parcursul zilei - la fel cum face pancreasul, care eliberează constant cantități mici de insulină. O cantitate mică de insulină cu acțiune rapidă este apoi injectată la mese pentru a absorbi concentrația ridicată de zahăr din sânge. În general, vârfurile de insulină sunt amortizate. Această așa-numită terapie cu insulină convențională intensificată (TIC) este utilizată în principal la diabetici de tip 1. Deoarece trebuie să injectați insulină o viață întreagă, această administrare relativ naturală de insulină este mult mai bine tolerată pe termen lung.
Încă nu este suficient de rapid
Cercetătorii încearcă în prezent să facă acțiunea insulinei și mai rapidă, mai ales prin seringi optimizate. În trecut, insulina a fost injectată în țesutul gras de pe stomac, dar acest țesut acționează ca un burete, eliberând ingredientul activ încet. În plus, este slab alimentat cu sânge, astfel încât insulina este îndepărtată doar încet. Prin urmare, în ultimii ani au fost dezvoltate stilouri cu ace din ce în ce mai scurte care depun insulina direct sub straturile pielii. Dr. med. Markus Clemenz de la furnizorul de servicii de cercetare, dezvoltare și fabricație din Baden-Württemberg, Hahn-Schickard, vrea acum să facă un pas mai departe.
Medicul a fondat Verapido Medical GmbH ca o companie spin-off, care dezvoltă în prezent dispozitivul Dermaject, care este folosit pentru a străpunge pielea; inițial pentru vaccinări și teste alergice. Tehnologia de bază urmează să fie dezvoltată în continuare într-un stilou care injectează insulină direct în piele. „Deoarece pielea este bine alimentată cu sânge, insulina poate fi distribuită în organism și poate deveni eficientă mult mai repede”, spune el. Provocarea: Dacă străpungeți pielea imediat, rămâne un punct de puncție vertical, din care lichidul de injecție poate curge din nou.
Stiloul pe care Clemenz și colegii săi îl vor dezvolta ar trebui, prin urmare, să împingă acul în diagonală în piele, astfel încât straturile superioare ale pielii să acopere locul puncției și să o apese închisă. Aceasta ar lăsa întreaga doză de insulină în piele. „Insulina funcționează mult mai rapid și mai puternic atunci când o injectați în piele și puteți reduce doza”, spune Clemenz. „Timpul dintre injecții și alimente este redus, controlul glicemiei se îmbunătățește și există mai puține efecte nedorite.”
Soluții pentru pancreasul artificial
Tendința către insulină, care funcționează din ce în ce mai repede, merge mână în mână cu dezvoltarea unei tehnologii relativ noi - „pancreasul artificial”. Acest lucru ar trebui să imite bucla naturală de control a măsurării zahărului din sânge și a administrării insulinei. Ideea: un senzor sub piele măsoară permanent concentrația zahărului din sânge și apoi reglează automat administrarea insulinei printr-o pompă mică. Acest lucru ar trebui să salveze diabetul de la măsurare și injectare în viitor.
„Dar măsurătorile sub piele și insuline sunt încă prea lente”, spune Markus Clemenz. „Algoritmii care controlează pompa nu pot funcționa precis dacă există prea mult timp între administrarea insulinei, efectul în sânge și măsurarea în țesut. Algoritmii scapă de sub control după un timp. ”Soluția este o acțiune și mai rapidă a insulinei - așa cum se poate realiza, de exemplu, cu noul stilou Verapido. Cu ajutorul unor astfel de idei, „pancreasul artificial”, care a fost testat doar în diferite studii clinice, ar putea realiza o descoperire în anii următori.
Detectarea glicemiei scăzute fără înțepături
O nouă tehnologie care va fi dezvoltată în următorii patru ani de cercetătorii de la Universitatea St. Gallen, ETH Zurich și Inselspital Bern din marele proiect elvețian de cooperare „Headwind” ar trebui să funcționeze fără a măsura nivelul zahărului din sânge. Proiectul este susținut de Fondul Național Elvețian și condus de medici conduși de directorul Inselspital, prof. Christoph Stettler.
Experții se ocupă de problema hipoglicemiei la conducere. Deoarece cu hipoglicemia acută, capacitatea de concentrare scade rapid. „Studiile din anii 1990 arată că conduci brusc mai încet sau mai repede într-o manieră necontrolată sau abia poți rămâne pe bandă - în cel mai rău caz, cei afectați devin inconștienți”, spune Thomas Züger de la Spitalul Universitar din Berna. Problema: mulți dintre cei afectați nu simt că alunecă încet în hipoglicemie.
Avertisment hipoplanificat pentru mașină
Cercetătorii Headwind doresc, așadar, să dezvolte împreună un „avertisment de hipoglicemie” pentru mașini. Similar cu „avertizarea de somnolență” care este deja instalată în unele mașini astăzi, sistemul de avertizare a hipoglicemiei ar trebui să dea o alarmă dacă șoferul efectuează manevre neobișnuite de conducere. „Provocarea este de a găsi parametrii corecți cu care se poate deduce hipoglicemia din comportamentul de conducere”, spune Thomas Züger. Cercetătorii lucrează în prezent la ghidarea subiecților testați în hipoglicemie într-un mod controlat - condiție prealabilă pentru experimentele ulterioare.
În primăvara anului 2019, vor exista inițial experimente pe simulatorul de conducere. O analiză a rezultatelor simulatorului va furniza apoi indicații inițiale ale parametrilor pe care viitorul sistem Headwind îl folosește pentru a detecta hipoglicemia. „În 2020 vrem să realizăm primele experimente în mașină”, spune Züger. Dar tehnologia nu ar fi interesantă doar pentru traficul auto. Sistemul Headwind ar fi, de asemenea, o soluție pentru șoferii de mașini de construcții grele și pentru șoferii de autobuze sau camioane care nu mai pot să își desfășoare activitatea din cauza diabetului. Și o adevărată noutate: pentru că până acum nu există nicio tehnologie cu care să se poată deduce nivelul zahărului din sânge fără o înțepătură în deget și o măsurare.