學習重點 人類胰島素含51 個胺基酸:A 鏈 21 個、B 鏈 30 個;雙硫鍵為鏈間 2 個、鏈內 1 個。每個六聚體通常配位2 個鋅離子。 熟記 lispro、aspart、glulisine 與 glargine 的結構修飾,區分餐時速效製劑與基礎長效製劑。 魚精蛋白延緩吸收;NPH 屬中效,protamine zinc insulin(PZI)作用更久。Lente 為30% semilente+70% ultralente。 NPH 適合用於與 regular insulin 預混;glargine 不可混合,也不可靜脈注射。 糖尿病酮酸中毒的典型考點為靜脈投與 regular insulin;須辨認其與 crystalline zinc insulin 的名稱關係。 核心觀念 一、胰島素的結構與作用 人類胰島素由 A、B 兩條胜肽鏈組成,A 鏈含 21 個胺基酸,B 鏈含 30 個,合計 51 個。三個雙硫鍵中,兩個連接 A、B 鏈,另一個位於 A 鏈內;位置分別為 A7–B7、A20–B19 與 A6–A11。 胰島素受體具有酪胺酸激酶活性。胰島素作用於肝臟、肌肉及脂肪等標的組織,促進肝醣、蛋白質與脂質合成,並抑制糖質新生及脂肪分解。不可將其機轉寫成「活化胰臟 β 細胞的 adenylyl cyclase」。 二、六聚體、鋅與吸收速度 胰島素可由單體聚集為二聚體,再形成六聚體。在胰臟儲存型態中,每個六聚體通常與 2 個 Zn²⁺ 配位,主要涉及 B10 的 His 殘基。「六聚體」指六個胰島素分子,不代表六個鋅離子。 皮下注射後,胰島素聚集體須解離,主要以單體形式被吸收。速效類似物藉由改變胺基酸,減弱自我聚集或加快解離,使吸收加速。速效不等於製劑中完全不能形成六聚體,重點是注射後能迅速解離。 三、類似物的結構辨認 類似物相對於人類胰島素的改變作用特色 LisproB28 Pro→Lys;B29 Lys→Pro,A 鏈不變速效;B28、B29 對調,減弱聚集 AspartB28 Pro→Asp,A 鏈不變速效;不利於形成穩定二聚體 GlulisineB3 Asn→Lys;B29 Lys→Glu速效餐時胰島素,題幹也可能稱短效型 GlargineA21 Asn→Gly;B 鏈末端增加 B31 Arg、B32 Arg長效基礎胰島素,以皮下沉澱延緩釋出 Detemir移除 B30 Thr;B29 Lys 接上 14 碳脂肪酸長效;脂肪酸修飾促進白蛋白結合 Aspart 的關鍵是 B28 Asp。將它描述為「呈安定之二聚體結構」,與其加速吸收的設計方向不符。Glulisine 則要同時記住B3 Lys 與 B29 Glu,不可與 glargine 的修飾混淆。 Detemir 的脂肪酸修飾稱為醯化,不可把接上 14 碳脂肪酸寫成乙醯化。 四、Glargine 的長效機轉與限制 Glargine 是治療糖尿病的基礎胰島素。加入兩個 Arg 後,等電點提高至接近 7;製劑在酸性環境中為澄清溶液,皮下注射至接近中性的組織後形成微沉澱,再緩慢釋出。 傳統試題也可能以「超長效」描述 glargine;判斷核心是提供持續的基礎胰島素作用,而非快速處理餐後血糖。其製劑雖澄清,仍不可靜脈注射,不可與其他胰島素混合或稀釋,以免改變原有的溶解與釋出特性。 五、魚精蛋白與鋅製劑 Protamine(魚精蛋白)可與胰島素形成較難溶的複合物,延緩皮下吸收,因此能延長作用時間。考到延長胰島素作用的添加物,應辨認 protamine;不可誤認為它會加速吸收。 製劑組成或特性傳統分類 Regular insulin可溶性胰島素;傳統名稱包含 crystalline zinc insulin短效 NPH/isophane insulin胰島素與魚精蛋白按適當比例形成結晶懸浮液中效 Semilente無定形鋅胰島素,吸收較快Lente 系列中較短效的成分 Ultralente結晶較大的鋅胰島素,吸收較慢長效 Lente30% semilente+70% ultralente中效 Protamine zinc insulin(PZI)含魚精蛋白與鋅,作用延長長效 在 regular human insulin、NPH、zinc insulin 與 PZI 的傳統比較中,PZI 作用最長。但「zinc insulin」單獨使用時名稱較籠統,不能推論所有含鋅製劑都是短效;仍須分辨 regular、Lente 與 Ultralente 等製劑。 辨認 Humulin 系列時,Regular Humulin 為短效;NPH Humulin 與 Lente 為中效,Ultralente 為長效。 六、混合製劑與給藥時機 NPH 常用於預混製劑,原因是其魚精蛋白與胰島素比例適當,沒有多餘的游離魚精蛋白再去結合混入的 regular insulin。這裡的比例適當,不代表兩者重量相等。 若魚精蛋白過量,會結合加入的可溶性胰島素,使原本快速作用的部分吸收變慢。因此,「增加 protamine 可防止混合時活性降低」是錯誤說法;更精確地說,受影響的是早期作用與吸收曲線,不是胰島素分子必然遭到破壞。 胰島素通常以皮下注射給藥。餐時製劑須配合進餐,regular insulin 一般需較早於餐前注射,速效類似物較接近用餐時使用;基礎胰島素則不以餐前給藥為共同原則。 七、酮酸中毒與靜脈投與 糖尿病酮酸中毒需要迅速且可調控地補充胰島素,以降低血糖並抑制酮體生成。典型用藥為靜脈輸注 regular insulin(crystalline zinc insulin);完整處置也包含補液、電解質監測與處理誘發原因。 Glucagon 會升高血糖;tolbutamide 與 repaglinide 是促進胰島素分泌的口服藥,不能取代此急症的胰島素治療。NPH、PZI 等懸浮液及 glargine 也不是用於此目的的靜脈製劑。 常考陷阱 「鏈間 1 個、鏈內 2 個雙硫鍵」:數目顛倒;正確為鏈間 2、鏈內 1。 「六聚體結合 6 個鋅」:混淆分子數與配位離子數;通常為 2 個鋅。 「Glulisine 是長效型」:錯;它是速效餐時製劑。 「Aspart 形成安定二聚體」:錯;修飾目的在降低穩定聚集、加快吸收。 「Glargine 澄清,所以能靜脈注射」:錯;澄清外觀不能單獨決定給藥途徑。 「Protamine 加速吸收」:方向相反;它會延緩吸收。 「NPH 增加 protamine 更適合混合」:錯;過量魚精蛋白反而會改變混入胰島素的早期作用。 「Lente 是 NPH 的另一名稱」:錯;Lente 是三成 semilente 加七成 ultralente,NPH 則含魚精蛋白。 「所有胰島素都必須餐前給藥」:過度概括;須區分餐時與基礎製劑。 記憶口訣 「五一分兩鏈,間二內一;六聚配兩鋅。」 「Lispro 二八二九換,Aspart 二八換成 Asp;Glulisine 三 Lys、二九 Glu。」 「Glargine 二一 Gly,尾接兩個 Arg;酸中清、皮下沉,不混不靜脈。」 「Lente 三七配;魚精蛋白讓吸收慢。」 「酮酸中毒,regular 靜脈。」