background image

Anti-Diabetic Drugs 

Bassim I Mohammad 

Specialist Physician-Assistant Professor 

College of Pharmacy/ Al Qadisiyah  University 

Iraq 


background image

 

 DM is an elevated blood glucose level associated with absent , 

or  inadequate  pancreatic  insulin  secretion,  with  or  without 

concurrent impairment insulin action 

 

Diabetes Mellitus (Definition) 


background image

 TYPE  1

:  characterized  by 

beta  cell  destruction 

and  severe  or 

absolute insulin deficiency  (immune form) 

 TYPE 2

: characterized by 

tissue resistance to the action of insulin 

combined with a relative deficiency in insulin secretion 

  

TYPE  3

:  refers  to  multiple  other  specific  causes  of  an  elevated 

blood glucose: pancreatectomy, pancreatitis, drug therapy…etc) 

 TYPE  4

:Gestational  diabetes  is  defined  as  any  abnormality  in 

glucose levels noted for the first time 

during pregnancy 

 

Diabetes Mellitus (Classification) 


background image

 

 

 

Diabetes Mellitus (Clinical Features)  

 Polyuria 

 Polydipsia 

 Polyphagia 

 Weight loss 


background image

Criteria for the Diagnosis of Diabetes 

A1C ≥6.5% 

OR 

Fasting plasma glucose (FPG) 

≥126 mg/dL (7.0 mmol/L) 

OR 

2-h plasma glucose ≥200 mg/dL 

(11.1 mmol/L) during an OGTT 

OR 

A random plasma glucose ≥200 mg/dL 

(11.1 mmol/L) 

ADA. 2. Classification and Diagnosis. Diabetes Care 2015;38(suppl 1):S9; Table 2.1 


background image

FPG 100–125 mg/dL (5.6–6.9 mmol/L): IFG 

OR 

2-h plasma glucose in the 75-g OGTT 

140–199 mg/dL (7.8–11.0 mmol/L): IGT 

OR 

A1C 5.7–6.4% 

*For all three tests, risk is continuous, extending below the lower limit of a range and becoming 

disproportionately greater at higher ends of the range. 

ADA. 2. Classification and Diagnosis. Diabetes Care 2015;38(suppl 1):S10; Table 2.3 

Categories of Increased Risk for Diabetes 

(Prediabetes)* 


background image

 DM (Complications) 

1) 

Acute Complications: 

Diabetic ketoacidosis  

Nonketotic hyperosmolar coma 

2) 

Chronic Complications: 

(micro/macrovascular) 


background image

 Type 1: Insulin is a must, education  and nutrition control 

  Type 2: education, Food control, exercise, OAD 

   (1) Increase 

insulin secretion

  (2) Increase the 

sensitivity

 of target organs to insulin; 

  (3) Decrease 

glucose  absorption 

  (4) Insulin needed serious complications  or an emergency 

 Gestational Diabetes (Insulin) 

Diabetes Mellitus (Treatment Strategies) 


background image

 

Insulin  

Oral Anti-Diabetic Agents 

 

Diabetes Mellitus (Treatment) 


background image

 Chemistry , Physiology 

 Pharmacological Effect 

 Mechanism of action 

 Clinical Uses 

 Types and Preparations and mixtures 

 Delivery systems 

 Complications 

Insulin 


background image

  Insulin is a small protein contains 51 amino acids arranged in 

two chains (A and B) linked by disulfide bridges. 

  Proinsulin  in  the  Golgi  apparatus  of  beta  cells,  packaged  into 

granules, and hydrolyzed into 

insulin and C-peptide 

by removal 

of four amino acids 

  Insulin and C-peptide (has no physiological action) are secreted 

in equimolar amounts in response to all insulin secretagogues. 

Insulin (Chemistry and Physiology) 


background image

  Insulin  is  released  from  pancreatic  beta  cells  at  a 

low  basal 

rate  and  at  a 

much  higher  stimulated

  rate  in  response  to  a 

variety of stimuli, especially glucose.  

 Oral  glucose 

elicits  more  insulin  secretion  than  dose  IV 

glucose;  because 

oral  administration  of  glucose  elicits  gut 

hormones which augment the insulin response 

Insulin (Chemistry and Physiology) 


background image

Insulin release Stimulators/ Inhibitors 

Stimulators 

Inhibitors 

Glucose (most important) 

α-Adrenergic stimulation inhibits release 

(most important) 

β-Adrenergic stimulation 

Glucagon 

Amino acid 

Somatostation 

Cholecystokinin 

Leptin 

Elevated intracellular Ca2+  

Hypoxia 

Drugs (eg  sulfonylureas) 

Drugs ( eg e diazoxide, colchicine) 

 


background image

  The  liver  and  kidney  are  the  two  main  organs  that  remove 

insulin from the circulation 

 Endogenous insulin: 60% liver, 40% kidney 

 Exogenous insulin: 60% kidney,40% liver  

 The  half-life  of  circulating  insulin  (endogenous)  is  3–5 

minutes 

 Is not teratogenic 

 

Insulin (Degradation)  


background image

 Carbohydrate  metabolism

:  reducing  blood  glucose  levels  by 

glycogenolysis  ↓,  glycogen  synthesis  ↑,  gluconeogenesis  ↓ 

(ketone badies ) 

 Lipid metabolism

: fat synthesis ↑, lipolysis↓ , plasma  FFA ↓ 

 Protein  metabolism

:  active  transport  of  aa  ↑,  incorporation  of  

amino acids into protein ↑,  protein catabolism  ↓ 

 HR↑ , myocardial contractility, renal blood flow ↓ 

 Potassium

: k+ uptake into cells ↑ 

 

Insulin (Pharmacological effects) 


background image

Action of Insulin on Various Tissues 

Liver 

Muscle 

Adipose 

↓ glucose production  ↑ Glucose transport 

↑ glucose transport 

↑ glycolysis 

↑ glycolysis 

↑ lipogenesis& 
lipoprotein lipase 
activity 

↑ TG synthesis  

↑ glycogen deposition  ↓ intracellular 

lipolysis 

↑ Protein synthesis 

↑ protein synthesis 


background image

  Insulin    binds  to  specialized  receptors  (found  on  the 

membranes of most tissues particularly target tissues, ie, liver, 

muscle, and adipose tissue) with 

high specificity and affinity

 Insulin receptor consists of two subnits. An 

α subunit

,  which 

constitutes the 

recognition site 

and 

β subunits

, which contains 

a tyrosine kinase

 

Insulin (Mechanism of action) 


background image

  The binding of an insulin molecule to the α subunits activates 

the  receptor  and  through  a  conformational  change,  facilitates 

mutual 

phosphorylation

 of tyrosine residues on the β subunits 

and tyrosine kinase activity. 

  These process results in multiple effects, including increase in 

glucose uptake (

translocation of GLUT 4

), increased glycogen 

synthase  activity  and  increased  glycogen  formation;  multiple 

effects on protein synthesis, lipolysis, and lipogenesis ..etc 

Insulin (Mechanism of action) 


background image

19 

Effect of insulin on glucose uptake and metabolism. Insulin binds to its 
receptor (1) which in turn starts many protein activation cascades (2). These 
include: translocation of Glut-4 transporter to the 

plasma membrane

 and influx 

of glucose (3), 

glycogen

 synthesis (4), 

glycolysis

 (5) and 

fatty acid

 synthesis (6).

  


background image

 Insulin-dependent patients with diabetes mellitus (type 1 diabetes mellitus) 

 Insulin-independent patients: failure to other drugs 

 Diabetic complications: diabetic, hyperosmotic nonketotic coma 

 Critical  (stress)  situations  of  diabetic  patients:  fever,  severe  infection, 

pregnancy, trauma, operation 

 Others: promotion of K+ uptake into the cells, pshychiatric disorders  

 Insulin (Clinical uses) 

 


background image

  Commercial insulin preparations differ in a number of ways, 

recombinant  DNA  production  techniques,  amino  acid 

sequence,  concentration,  solubility,  and  the  time  of  onset  and 

duration of their biologic action 

Insulin (Available Preparations) 


background image

Insulin (4 Injectable Available Preparations) 

1. Rapid (Ultra-short) acting (very fast onset and short duration) 

2. Short-acting (Regular) (rapid onset of action) 

3.  Intermediate-acting 

4.  Long-acting (slow onset of action) 

                


background image

  

Rapid acting and short-acting 

insulins are dispensed as 

clear solutions 

at 

neutral  pH  and  contain  small  amounts  of  zinc  to  improve  their  stability 

and shelf life 

  Intermediate-acting  NPH  insulin  have  been  modified  to  provide 

prolonged  action  and  are  dispensed  as  a 

turbid  suspension 

at  neutral  pH 

with  protamine  in  phosphate  buffer  (neutral  protamine  Hagedorn  [NPH] 

insulin) 

  Insulin glargine and insulin detemir 

are clear, soluble 

long-acting insulins 

Insulin (Available Preparations) 


background image

 Three  rapid-acting  Insulin  analogs  Are  Commercially  Available  (

Insulin 

lispro, Insulin aspart, Insulin glulisine) 

  Permit more physiologic prandial insulin replacement because their 

rapid 

onset and early peak action more 

  Their  duration    of  action  is  4–5  hours,  which  decreases  the  risk  of  late 

postmeal hypoglycemia 

 Have  the 

lowest  variability  of  absorption 

(approximately  5%)  of  all 

available commercial insulins  

 

Rapid-acting Insulin 


background image

 Its  effect  appears  within  30  minutes,  peaks  between  2-3  hours  after 

subcutaneous injection, and generally lasts 5–8 hours 

 The  hexameric  nature  of  regular  insulin  causes  a 

delayed  onset  and 

prolongs the time to peak action 

  After  S/C  injection,  the  insulin  hexamersare  too  large  and  bulky  to  be 

transported across the vascular endothelium into the bloodstream. As the 

hexamers  break  down  into  dimers  and  finally  monomers.  This  results  in 

three rates of absorption of the injected insulin

, with the final monomeric 

phase having the fastest uptake out of the injection  

Short-acting (Regular) Insulin 


background image

  Clinically,  when  regular  insulin  is  administered  at  mealtime,  the  blood 

glucose  rises  faster  than  the  insulin  with  resultant  early  postprandial 

hyperglycemia and an increased risk of late postprandial hypoglycemia

.  

 Therefore,  regular  insulin  should  be  injected  30–45  or  more  minutes 

before the meal to minimize the mismatching 

 

Short-acting (Regular) Insulin 


background image

 The delayed absorption, dose-dependent duration of action, and variability 

of  absorption  (

∼  25%) 

of  regular  human  insulin  frequently  results  in  a 

mismatching of insulin availability with need, and its use is declining   

 It  is  particularly  useful  for  IV  therapy  in  the  management  of  DKA  and 

when the insulin requirement is changing rapidly, such as after surgery or 

during acute infections. 

 Limitations  of  regular  insulin,  namely,  highly  dose  dependent  PKs  and 

PDs profiles, and variability in absorption   

Short-acting (Regular) Insulin 


background image

   NPH  insulin  is  an  intermediate-acting  insulin  is  a  suspension  of 

crystalline zinc insulin combined with protamine (a polypeptide).  

  The conjugation with protamine 

delays its onset of action and prolongs it 

effectiveness.  

 Has an onset of approximately 2–5 hours and duration of 4–12 hours and 

is usually mixed with regular, lispro, aspart, or glulisine insulin 

 The  action  of  NPH  is  highly  unpredictable,  and  its  variability  of 

absorption is over 50% 

Intermediate-acting  NPH (neutral protamine Hagedorn, or 

isophane)  Insulin 


background image

 Insulin  glargine  is  a  soluble,  “peakless”  (ie,  having  a  broad  plasma 

concentration plateau), long-acting insulin analog 

 Achieves  a  maximum  effect  after  4–6  hours.  This  maximum  activity  is 

maintained for 11–24 hours or longer. Glargine is usually given once daily 

  

Should not be mixed with other insulins 

(separate syringes must be used) 

Long-acting Insulin (Glargine)  


background image

30 

Profile of Insulin Glargine vs NPH 

Glargine  

NPH  


background image

  This insulin is the most recently developed long-acting insulin analog 

  Has  the  most  reproducible  effect  of  the  intermediate-  and  long-acting 

insulins,  and  its  use  is  associated  with 

less  hypoglycemia 

than  NPH 

insulin 

  Has a dose-dependent onset of action of 1–2 hours and duration of action 

of more than 12 hours.  

 It is given twice daily to obtain a smooth background insulin level.  

Long-acting Insulin (Insulin detemir)  


background image

 Because  NPH  insulins  require  several  hours  to  reach  adequate  therapeutic 

levels, their use in diabetic patients usually requires supplements of rapid- or 

short-acting insulin before meals.  

 These are often mixed together in the same syringe before injection. Insulin 

lispro,  aspart,  and  glulisine  can  be 

acutely  mixed 

(ie,  just  before  injection) 

with NPH insulin without affecting their rapid absorption.  

  Premixed formulations of 70%/30% NPH/regular continue to be available. 

These preparations have all the limitations of regular insulin, namely, highly 

dose dependent PKs and PDs profiles, and variability in absorption  

Mixtures  (combinations) Of Insulins 


background image

 Standard Delivery (conventional disposable syringes) 

  Portable Pen Injectors  

 Continuous Subcutaneous Insulin Infusion Devices ( Insulin Pumps) 

 Inhaled Insulin (dry powder formulation) used in adult, peak level reached 

15 minutes and last for 3 hours (faster onset and shorter duratio than SC )  

 Insulin Delivery Systems 


background image

 Insulin Delivery Systems 


background image

1) Hypoglycemia:  

 is the most common complication of insulin therapy. They usually result from 

(Overdose of insulin, Excessive (unusual) physical exercise,   meal is missed) 

 Mild  Hypoglycemia  and  conscious  patient  treated  by  dextrose  tab,  glucose 

gel or any sugar containing food or beverages  

 Severe hypoglycemia and disoriented or unconscious patient best treated by 

IV 20-50 ml of 50% glucose over 2-3 minutes. Alternatively SC or IM 1mg 

of glucagon. If patient still stuporus or glucagon not available, small amount 

of honey or syrup can be inserted into buccal pouch. 

 

 Complications of Insulin Therapy 


background image

2) 

Immunopathology of Insulin Therapy

:  

 Local or systemic allergic reactions 

  Immune  insulin  resistance,  A  low  titer  of  circulating  IgG  anti-insulin 

antibodies that neutralize the action of insulin to a  negligible extent develops 

in most insulin-treated patients. 

3) 

Lipodystrophy  at  Injection  Sites

  (with  new  prparation,  atrophy  less, 

hypertrophy more) 

4) 

Weight gain 

 Complications of Insulin Therapy 


background image

Promising 


background image

Thank You 




رفعت المحاضرة من قبل: Mohammad Alkhalidy
المشاهدات: لقد قام 20 عضواً و 181 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل