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sábado, 18 novembro 2006 18:14

Insulinas: Tipos e Administração

Escrito por  Ana Paula Dinis

A insulina age através de receptores específicos da membrana celular, tendo o fígado, o músculo e o tecido adiposo como os seus principais tecidos-alvo

 

Ana Paula Dinis
Farmacêutica Hospitalar

 

Introdução

A insulina, proteína pequena com um peso molecular de aproximadamente 5.800 daltons, é sintetizada pelas células beta dos ilhéus de Langerhans do pâncreas. Estruturalmente, é composta por duas Cadeias - A (com 21 aminoácidos) e B (com 30 aminoácidos) - ligadas entre si por pontes dissulfureto.


O precursor da insulina no pâncreas é a proinsulina, polipeptídeo simples que incorpora as Cadeias A e B da insulina e o peptídeo C. Este peptídeo possui 33 aminoácidos estando intercalado entre as Cadeias A e B, ligando-se à Cadeia A na posição 1 e à Cadeia B na posição 30 (ver Figura 1).


A insulina resulta então, da ruptura enzimática da proinsulina no interior dos grânulos de secreção e, aquando desta hidrólise, são removidos 4 aminoácidos do peptídeo C, representados a picotado na Figura 1.


 

Figura 1 – Estrutura da proinsulina humana. A comparação entre o peptídeo C das 3 espécies de insulinas - humana, bovina e porcina - apresenta diferenças consideráveis. As diferenças nas Cadeias A e B relativas às espécies estão representadas no esquema.

 

 

A insulina age através de receptores específicos da membrana celular, tendo o fígado, o músculo e o tecido adiposo como os seus principais tecidos-alvo. Exerce numerosas acções imediatas e a longo prazo, sendo o mais potente agente anabólico fisiológico de que há conhecimento.

No fígado promove o armazenamento da glicose em glicogénio, diminuindo a produção de ureia, o catabolismo proteico e o AMPc, e impulsiona a síntese de triglicéridos.

No músculo fomenta a síntese proteíca, através do aumento do transporte de aminoácidos e da estimulação da actividade ribossómica e ainda a síntese de glicogénio.

No tecido adiposo promove o armazenamento dos triglicéridos nos adipócitos, através de três mecanismos: indução da lipoproteína lipase (hidrolisando os triglicéridos a partir das lipoproteínas circulantes); transporte de glicose para as células formando glicerofosfato (permitindo a esterificação dos ácidos gordos fornecidos pela hidrólise da lipoproteina) e inibição da lipase intracelular.

A ausência total ou parcial e/ou a resistência à insulina conduz pois, a uma alteração endócrina denominada de Diabetes Mellitus (DM). Esta doença, pode ser classificada em vários tipos dependendo da sua etiologia:

  • DM Tipo 1 - Caracterizada por uma insulinopenia absoluta, devido à destruição das células ß, que pode ser mediada por processos autoimunes ou idiopáticos.

  • DM Tipo 2 - Caracterizada por insulino-resistência ou por defeitos na secreção da insulina.

  • DM Gestacional - Caracterizada por qualquer grau de intolerância à glicose, com começo ou que é reconhecida pela primeira vez, durante a gravidez.

  • Outros tipos específicos de DM - Provocada por outras etiologias identificáveis, incluindo alterações genéticos funcionais das células ß, alteração na acção da insulina, doenças do pâncreas exócrino, endocrinopatias, induzida por medicamentos ou agentes químicos, infecções, formas pouco comuns de diabetes imuno-relacionada, ou outros síndromes genéticos.

  • Outras anomalias da homeostase da glicose - Estados metabólicos entre homeostase normal da glicose e diabetes, compreendendo duas situações: anomalia da glicemia do jejum e anomalia da tolerância à glicose.

 

A DM caracteriza-se não só por hiperglicemia, mas também pela ocorrência de complicações tardias como a angiopatia, a retinopatia, a nefropatia e a neuropatia.

O controlo da DM requer na maioria dos casos, a administração de insulina exógena. Assim, este Trabalho tem como objectivo a revisão dos principais tipos de insulina comercializados em Portugal, bem como os dispositivos utilizados na sua administração.

 

Fontes de obtenção da insulina

A descoberta da insulina é atribuída a Frederick Banting e Charles Best, pois demonstraram em 1921/22 que um princípio activo extraído do pâncreas, tinha efeito terapêutico sobre cães e pessoas diabéticas. O primeiro doente diabético tratado com insulina foi uma criança de 14 anos, num hospital de Toronto em 1922.

As primeiras insulinas utilizadas na prática clínica eram então, obtidas a partir de extractos pancreáticos de origem bovina e porcina purificados por recristalização. Tais preparações, apresentavam no entanto um número significativo de peptídeos pancreáticos (glucagon, somatostatina e peptídeos intestinais vasoactivos) e de proinsulina, que funcionavam como contaminantes da insulina. A posterior introdução da técnica de filtração por gele, veio permitir a redução da quantidade de proinsulina mas não o conteúdo dos outros derivados insulínicos ou dos peptídeos pancreáticos. Só mais tarde, a cromatografia de troca iónica veio permitir a redução de ambos os tipos de contaminantes, levando então à obtenção de insulina mais pura e menos imunogénica. Por esse facto, são denominadas “insulinas altamente purificadas” ou “insulinas monocomponentes”.

A insulina humana e a insulina porcina são estruturalmente semelhantes, diferindo apenas num aminoácido (posição 30 da Cadeia B), que no primeiro caso é a treonina e no segundo, a alanina. Tal facto, conduziu durante a década de 70, à obtenção da insulina humana semi-sintética, produzida por modificação enzimática através da substituição do resíduo B-30 da insulina porcina (alanina) por um resíduo de treonina.

Mais tarde, e isto já nos anos 80, o aparecimento da engenharia genética e consequente desenvolvimento da biotecnologia, permitiu a síntese de insulina humana através da recombinação de DNA. Este método recorre a células de bactérias (Escherichia coli) e de leveduras (Saccharomyces cerevisiae), nas quais se incluem plasmídeos contendo a sequência da molécula que se pretende obter.

Os métodos de recombinação genética, permitem a obtenção das Cadeias A e B em separado, da molécula de proinsulina ou de proinsulina modificada, sendo que no primeiro caso as Cadeias são posteriormente ligadas e nos dois últimos casos a insulina humana é obtida por posterior biossíntese.

A insulina humana recombinante assim obtida é química, física e imunologicamente equivalente à insulina humana pancreática e biologicamente equivalente à insulina porcina purificada. No entanto, é menos imunogénica do que as insulinas de origem bovina e porcina.

 

Tipos de Insulina

A principal característica que distingue os diferentes tipos de insulinas disponíveis no mercado é a sua farmacocinética. Ou seja, variam consoante o seu início de acção, a sua duração de acção e o tempo necessário para atingir a sua concentração máxima. Assim, e de um modo geral as insulinas dividem-se em 4 tipos, de acordo com a sua duração de acção:

  • Insulinas de acção ultra-curta;

  • Insulinas de curta duração de acção;

  • Insulinas de acção intermédia;

  • Insulinas de longa duração de acção.

 

 

Insulinas de acção ultra-curta

Estas insulinas são análogos da insulina humana, obtidas por tecnologia DNA recombinante.

Existem, actualmente 2 insulinas deste tipo comercializadas em Portugal - a insulina lispro e a insulina aspart.

A primeira é obtida pela transposição dos aminoácidos prolina e lisina na posição 28 e 29 na Cadeia B. Já a insulina aspart é obtida através da substituição do aminoácido prolina situado na posição 28 da Cadeia B por ácido aspártico. Tais alterações, conduzem a uma menor tendência para formar hexâmeros em solução, traduzindo-se por isso, numa absorção mais rápida do que as insulinas de curta duração de acção, a partir do local da administração subcutânea. Têm um início de acção mais rápido e uma duração de acção menor possibilitando a sua administração imediatamente antes da refeição.

Apresentam-se como soluções claras e com um pH neutro, podendo ser administradas por via subcutânea directa, ou em perfusão contínua com recurso a bombas perfusoras.

 

Insulinas de curta duração de acção

Estas insulinas também designadas por insulinas solúveis, regulares ou cristalinas, contêm a molécula de insulina não modificada em solução.

Apresentam um aspecto cristalino, pois existem sob a forma de solução, caracterizando-se por possuírem uma absorção rápida e uma duração de acção curta.

Apresentam a particularidade de poderem ser administradas por via intravenosa em perfusão contínua no tratamento de descompensações diabéticas, nomeadamente na cetoacidose diabética, sendo que a sua administração intravenosa directa não demonstra interesse terapêutico em virtude do seu curto tempo de semi-vida.

As insulinas rápidas podem misturar-se com as insulinas de acção retardada, de forma a obter-se uma duração de acção diferente.

 

Insulinas de acção intermédia

Este tipo de insulinas podem ser obtidas pela mistura da insulina regular com protamina (formando-se um complexo insulina-protamina pouco solúvel) ou com zinco.
Após a administração subcutânea, as enzimas proteolíticas degradam a protamina permitindo a absorção da insulina.

Exemplos deste tipo de formulações, são as insulinas isofano ou NPH (Neutral Protamine Hagedorn) e as insulinas zinco.

Apresentam-se sob a forma de suspensão e têm um aspecto turvo, podendo formar um depósito, pelo que se recomenda a sua agitação prévia à administração. Devem ser administradas por via subcutânea.

 

Insulinas de longa duração de acção

Estas insulinas são obtidas através da adição de um excesso de zinco à insulina solúvel na presença de um tampão acetato, obtendo-se então um complexo insulina-zinco sob a forma de suspensão relativamente insolúvel.

É uma insulina utilizada para mimetizar a insulinemia basal e deve ser administrada por via subcutânea.

 

Insulinas pré-misturadas ou bifásicas

Estas insulinas resultam da mistura em proporções variáveis, da insulina de curta duração de acção (regular) com insulinas de acção intermédia (NPH ou isofano). Apresentam-se como suspensões, destinadas à administração subcutânea.

A opção por determinado tipo de insulina, requer que sejam ponderados diversos factores, essencialmente no que diz respeito à origem (bovina, porcina ou humana), farmacocinética, capacidade concomitante de administração com outras formulações e finalmente à dose, frequência ou via de administração. Representam-se no Quadro 1, os diferentes tipos de insulinas comercializadas em Portugal (2004).

 

 

Quadro 1 - Insulinas comercializadas em Portugal (2004).

 

Insulinas: Tipo e Marca Comercial

Perfil de Acção

Acção ultra-curta

(Insulina lispro)

Humalog®

(Insulina asparte)

NOVORAPID®

Início de acção: 15 min

Concentração máxima: 40-60 min

Duração de acção: 2-4 h

Curta duração de acção

(Insulina solúvel ou regular)

 

Actrapid®

Isuhuman rapid®

HuMulin regular®

Velosulin®*

Início de acção: 30 min

Concentração máxima: 2 h

Duração de acção: 4-8 h

Acção intermédia

(Insulina isófano ou insulina protamina-zinco)

 

Monotard®

Início de acção: 1,5 h

Concentração máxima: 6-8 h

Duração de acção: 22 h

Acção intermédia

(Insulina com protamina)

 

Insulatard®

Isuhuman basal®

Humulin NPH®

Início de acção: 1,5 h

Concentração máxima: 4-8 h

Duração de acção: 18 h

Longa duração de acção

(Insulina zinco)

 

Ultratard®

Ultralenta®

Início de acção: 5 h

Concentração máxima: 20 h

Duração de acção: 30 h

Bifásicas ou Pré-Misturas

(Insulina solúvel + Insulina isofano)

 

Mixtard® 10, 20,30,40,50

Humulin® M1, M2, M3, M4

Isuhuman Comb® 25

Início de acção: 30 min

Concentração máxima: 1-12 h

Duração de acção: até 24 h

 

* insulinas de importação

 


Vias de administração da insulina /Dispositivos de administração

Ao longo dos últimos 75 anos, a comunidade científica tem tentado encontrar meios alternativos à tradicional via parentérica para administração de insulina, sem contudo comprometer a eficácia ou tolerabilidade e mantendo ou mesmo melhorando a variabilidade inter e intra-doentes.

Várias têm sido as alternativas estudadas – oral, nasal, pulmonar – e isto, sem grandes resultados práticos.

Esse facto faz com que ainda hoje, a grande maioria das preparações de insulina sejam administradas por via subcutânea (SC), por se apresentarem sob a forma de suspensões. Apenas as insulinas de curta duração de acção (insulina solúvel ou regular) podem ser administrada por via intravenosa directa ou em perfusão.

A via intramuscular, por sua vez, não é recomendada por conduzir a uma absorção mais lenta e ser dolorosa.

Assim, e na tentativa de colmatar as desvantagens da administração parentérica, foram desenvolvidos vários dispositivos para administração subcutânea da insulina.

 

Seringa Convencional

Utilizadas essencialmente no meio hospitalar, as seringas de insulina são de plástico, descartáveis, com agulhas fixas e estão graduadas em Unidades Internacionais tendo capacidade no máximo para 100 unidades (correspondente a 1 ml), apresentando como vantagens o baixo custo e a facilidade de manuseio (ver Figura 2).

 

 


Figura 2

 

A insulina administrada com essas seringas deve permanecer acondicionada nos frascos-ampola de vidro originais até ao momento da administração.

 

Canetas Injectoras

Durante os anos 80 foram introduzidos no mercado, dispositivos denominados vulgarmente por canetas (vulgo pen), compostas por um local destinado à inserção da recarga (ou cartucho) contendo a insulina, um botão doseador, que permite dosear o n.º de unidades a administrar e por um visor que possibilita a visualização desse mesmo n.º de unidades.
Simultaneamente, foram também desenvolvidas agulhas microfinas adaptáveis às canetas e que tornam a administração praticamente indolor (ver Figura 3).

 

 

 

 

Figura 3

 

 

Esses dispositivos, facilitam a administração da insulina permitindo o seu uso em qualquer circunstância ou local (ex.: de acordo com o horário das refeições).
As insulinas para as canetas apresentam-se em cartuchos de 1.5 ml ou 3 ml.

 

Seringas Pré-cheias

Sistemas descartáveis fisicamente semelhantes às canetas mas que incluem já a insulina (ver Figura 4), existindo apenas comercializado para 2 tipos de insulina.

 

 

Figura 4

 

 

Bombas para Administração Subcutânea Continua

A terapêutica com infusão contínua subcutânea, é uma alternativa à terapêutica intensiva convencional na Diabetes Mellitus tipo 1, quando existe uma motivação forte para a obtenção de um óptimo controlo glicémico.

Consiste numa bomba e num sistema de perfusão (ver Figura 5).

 

 

Figura 5

  

A bomba contém uma pequena seringa / reservatório de insulina de acção rápida, um sistema electromecânico que impulsiona o êmbolo da seringa e um microprocessador. As bombas actuais são pequenas e algumas à prova de água, tornando o seu uso muito mais prático do que as primeiras bombas usadas há anos atrás. De salientar que essas bombas não acertam automaticamente o ritmo da perfusão da insulina de acordo com as glicemias do momento.

Os diabéticos que as usam tem que autovigiar frequentemente através das glicemias capilares e ajustarem o ritmo da perfusão da insulina de acordo com o perfil glicémico desejado.

Encontram-se neste momento disponíveis em Portugal, duas insulinas que podem ser administradas por perfusão subcutânea contínua com bomba perfusora – a insulina lispro - Lantus® e a insulina solúvel -Velosulin®, sendo esta última de importação.

 

Locais de Administração

A insulina para via subcutânea deve ser, preferencialmente, administrada no abdómen, braços, coxas ou nádegas, locais em que a absorção é mais rápida (ver Figura 6).

 

 

 

 

Figura 6

 


Ainda assim, a taxa de absorção é maior no abdómen, seguida dos braços, coxas e finalmente nas nádegas.

Particular chamada de atenção, merece a necessidade de alteração assídua do local de administração, devido à possibilidade de ocorrência de lipohipertrofia (aumento de gordura do tecido subcutâneo com o consequente desenvolvimento de adiposidades localizadas), podendo conduzir à absorção errática, uma vez que a insulina actua localmente como factor lipogénicio.

 

Bibliografia Consultada:

  • Bode, B.W.; Strange, P. - Efficacy, Safety, and Pump Compatibility of Insulin Aspart Used in Continuous Subcutaneous Insulin Infusion Therapy in Patients With type 1 Diabetes. Diabetes Care. 24:1 (2001) 69-72.

  • Diabetes Mellitus. In Pharmacotherapy, A Pathophysiologic Approach: 4.ª edição. 1999. ISBN 0-8385-7691-5.

  • Drugdex Drug Evaluations. Insulin Aspart. Micromedex Healthcare Series: MICROMEDEX, Greenwood Village, Colorado (Edition expires [06/2002]).

  • Goodman and Gilman’s. Insulin, Oral Hipoglycemic Agents, and the Pharmacology of the Endocrin Pancreas. In The Pharmacological Basis of Therapeutics. 20.ª edição. 2001. ISBN 0-07-135469-7.

  • Insulina. In Diabetologia Clínica. 2.ª edição. 1997. ISBN 972-757-023-2.

  • Katzung, B.G.. Pancreatic Hormones and Antidiabetic Drugs. In Basic and Clinical Pharmacology. 7.ª edição. 1998. 0-8385-0565-1.

  • Renner, R., et all.. Use of Insulin Lispro in Continuous Subcutaneous Insulin Infusion Treatment. Diabetes Care. 22:5 (1999) 784-788.

  • Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. The Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care. 21: Supplement 1 (1998) S5-S19.


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