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I farmaci antidiabetici (o ipoglicemizzanti) sono un gruppo di farmaci utilizzati nella terapia del diabete mellito (DM). Nel diabete mellito di tipo 1 l’insulina è la primissima arma a disposizione del medico mentre, nel diabete mellito di tipo 2 i farmaci antidiabetici, rappresentano un punto di arrivo dopo il fallimento della terapia dietetica e della correzione dello stile di vita.
Si suddividono in 6 grandi classi:
- Insulino sensibilizzanti
- Inibitori α- glicosidasi
- Insulino secretori
- Incretino-mimetici
- Inibitori del dipeptidil-dipeptidasi IV
- insulina
A seconda della via di somministrazione sono suddivisi in:
- farmaci ipoglicemizzanti orali (Insulino sensibilizzanti, Inibitori α- glicosidasi, Insulino secretori)
- farmaci ipoglicemizzanti per via iniettiva (Insulina, incretino-mimetici)
Inibitori α– glicosidasi
Appartiene a questa classe di farmaci l’Acarbosio.
L’ α– glicosidasi è un enzima della famiglia delle idrolasi, che ha il compito di scindere gli zuccheri complessi (amido, oligosaccaridi e disaccaridi) in monosaccaridi e permettere così il loro assorbimento da parte della mucosa intestinale.
Questo enzima è localizzato sull’orletto a spazzola del tratto prossimale dell’intestino tenue.
Farmacodinamica degli inibitori dell’α– glicosidasi
- riducono l’assorbimento intestinale di glucosio
- riducono i picchi iperglicemici post-prandiali e per questo sono particolarmente indicati nei pazienti con un buon controllo della glicemia a digiuno, ma scarso controllo glicemico post-prandiale
- possono ridurre i valori di HbA1c di 0,5-1%
- sono farmaci ben tollerati, che non provocano ipoglicemia
Farmacocinetica degli inibitori dell’α– glicosidasi
- Assorbimento scarso pari a circa 1% della dose
Indice dei Contenuti
Molecola: acarbosio
- Caratteristiche della molecola: di orgine batterica, possiede una struttura simil-saccaridica in grado di legare ed inattivare le alfa-glicosidasi intestinali
- Dosaggio: 50-100 mg x 3, ai pasti
- Via di somministrazione: orale
- Indicazioni: in associazione con altri farmaci ipoglicemizzanti, è d’ausilio soprattutto nei casi in cui si vuole avere un maggior controllo della glicemia post-prandiale
- Effetti indesiderati: relativi alla stasi dei carboidrati nel tubo digerente e comprendono meteorismo, flatulenza, diarrea e dolori addominali. Questi effetti sono legati alla fermentazione dei zuccheri ad opera della flora batterica intestinale
- Controindicazioni: tutte le malattie dell’intestino o eventuale intolleranza alla molecola (diverticolite, malattia infiammatoria intestinale)
Insulino sensibilizzanti
Biguanidi
Fa parte di questa categoria la metformina.
Farmacodinamica delle biguanidi:
- Agiscono come agenti insulino-sensibilizzanti ed attività anoressizzante, per cui sono i farmaci di prima scelta nel diabetico di tipo 2 con sovrappeso od obesità.
- non producono ipoglicemia
- determinanominor assorbimento di glucosio nel tratto gastroenterico
- diminuiscono sia il glucosio post-prandiale che a digiuno
- stimolano la glicolisi nei tessuti periferici
- riducono la gluconeogenesi epatica
- potenziano l’azione dell’insulina pertanto è richiesta la sua presenza
Farmacocinetica delle biguanidi
- dall’assunzione, sono necessarie 2-3 ore affinchè il farmaco raggiunga la concentrazione di picco (2-3 ug/l)
- il cibo ne ritarda l’assorbimento
- non vengono metabolizzati a livello epatico
- sono escreti per il 90% a livello renale con prevalente secrezione tubulare
Molecola: Metformina
- Indicazioni: nella terapia in prima linea deipazienti con DM2, sindrome metabolica, sovrappeso od obesità
- Via di somministrazione: orale
- Posologia: commercializzata con formulazioni da 500mg, 850mg, 1000mg, si consiglia l’assunzione di 1cp 2-3 volte al giorno in concomitanza dei pasti in monoterapia o in associazione ad altri farmaci antidiabetici
- Effetti indesiderati/avversi: disturbi gastro-intestinali (nausea, vomito, diarrea, dolori addominali)dose-dipendenti, acidosi lattica (nei pazienti con insufficienza renale, insufficienza epatica e in tutte quelle condizioni che favoriscono l’ipossia tessutale)
- Controindicazioni: tutte quelle condizioni che favoriscono l’ipossia tessutale e l’accumulo di lattato
- insufficienza respiratoria
- insufficienza cardiaca
- insufficienza epatica
- insufficienza renale
- storia di alcolismo
Metformin:Effect on Glucose and Insulin
Riduzione glicemia da 170 (±14mg/dl) a 103(±9mg/dl) in paziente non sovrappeso
Tiazolidindioni
riducono l’HbA1c di 0,5-1%
Fa parte di questa classe di farmaci il pioglitazione.
NB: il rosiglitazone è stato ritirato dal mercato europeo nel 2010 a causa di un aumentato rischio di eventi avversi cardiovascolari nei pazienti trattati con questo principio attivo
Farmacodinamica dei Tiazolidindioni
- attivazione a livello cellulare del recettore PPARy (peroxisome proliferator activated receptor, isoforma y) implicato nella trascrizione di geni coinvolti nel metabolismo glucidico e lipidico. In particolare tale recettore, sembra essere coinvolto nei meccanismi di differenziazione degli adipociti, dell’adipogenesi e dei monociti circolanti coinvolti nei meccanismi di formazione della placca aterosclerotica (foam-cells)
- aumentano la captazione di glucosio nel muscolo e nel tessuto adiposo
- inibiscono la gluconeogenesi epatica
- potenziano l’effetto anti-lipolitico dell’insulina
- riducono la produzione delle citochine infiammatorie coinvolte nei meccanismi di insulino resistenza (es. TNF-alfa)
- Riducono l’HbA1c di 0,5-1%
Farmacocinetica dei Tiazolidindioni
- biodisponibilità dopo somministrazione orale pari al 99%
- è trasportato nel sangue dalle proteine plasmatiche
- metabolizzato nel fegato
- escreto per il 63% dal rene, 23% dalle feci
- emivita di 3-4 ore
Molecola: pioglitazone
- Indicazioni: nella terapia del DM2 in monoterapia o in associazione con metformina, sulfaniluree, insulina
- Via di somministrazione: orale
- Posologia: 15-30 mg (fino ad un massimo di 45mg) 1cp al die
- Effetti indesiderati/avversi:
- aumento ponderale da ritenzione idrica (edema) e da lieve aumento del grasso sottocutaneo (promuove l’adipogenesi)
- anemia (probabilemente a causa della trasformazione grassa del midollo osseo)
- riducono le concentrazioni dei contraccettivi otali per induzione del citocromo p450
- Controindicazioni: epatopatie, insufficienza cardiaca
Nota: questi farmaci stanno cadendo in disuso perché hanno dato grossi problemi di complicanze cardiovascolari a causa della ritenzione idrica e di sodio, rischio non da trascurare nei pazienti con scompenso cardiaco. Il pioglitazione sembra essere associato ad aumento di incidenza dei K vescicali.
Insulino secretori
Fanno parte di questa famiglia di farmaci le sulfaniluree e i glinidi.
Caratteristiche:
Riducono la glicoemoglobina di circa l’ 1% nei soggetti che mantengono un certo grado di secrezione insulinica.
Nel soggetto obeso o in sovrappeso, si preferisce considerarli di seconda scelta dopo i sensibilizzanti l’azione insulinica.
SULFANILUREE
Fanno parte di questa categoria di farmaci la glimepiride, la glibenclamide, glipizide, la gliclazide (sulfaniluree di seconda generazione)
Farmacodinamica delle sulfaniluree
- potenti farmaci ipoglicemizzanti (CAUSANO IPOGLICEMIA) soprattutto in concomitanza di esercizio fisico e dieta ipocalorica
- queste molecole attraversano la membrana plasmatica delle beta-cellulee e, interagendo con il recettore SUR1 (proteina canale del K ATP-dipendente della beta-cellula pancreatica), ne bloccano l’attivita facilitando l’ingresso di Calcio ionizzato all’ineterno della cellula. Questo determina depolarizzazione della membrana con conseguente liberazione delle vescicole contenenti l’insulina
- Vengono somministrate in conomitanza dei pasti in modo da mimare il pulse-fisiologico di insulina post-prandiale
Farmacocinetica delle sulfaniluree
- assunte 30 minuti prima dei pasti, vengono completamente riassorbiti a livello gastro-enterico
- vengono trasportate dalle proteine plasmatiche. Alti livelli di albumina glicata riducono l’affinità delle sulfaniluree per queste proteine con conseguente aumento delle SU libere in circolo
Molecola: Glimepiride
- Indicazioni: nella terapia del DM2 in monoterapia o in associazione con metformina, tiazolidindioni o insulina
- Via di somministrazione: orale
- Posologia: è un farmaco ad azione prolungata, quindi è sufficiente una sola somministrazione di 1mg al dì (al mattino) fino ad un massimo di 5mg/die
- Effetti avversi/indesiderati: ipersensibilità alla molecola, allergie, eritema cutaneo, ipoglicemia, disturbi visivi transitori
- Controindicazioni:
- insufficienza renale
- insufficienza epatica
- ipersensibilità alla molecola o alle sulfaniluree in genere
- chetoacidosi
Glinidi
Questa classe di farmaci, derivati dell’acido benzoico, possiede delle propietà in comune con le sulfaniluree.
Fa parte di questa classe di farmaci la repaglinide.
Farmacodinamica dei glinidi
- l’effetto secretagogo avviene mediante la chiusura della proteina canale del K ATP-dipendente grazie al legame della molecola sul sito di legame delle SU e su un sito proprio
- riduzione dell’HbA1c di 0,5-1%
Farmacocinetica delle glinidi
- assorbita rapidamente dal tratto gastrointestinale
- viene trasportata mediante il legame con le proteine plasmatiche
- t 1/2 di 1,0-1,5 ore
- viene metabolizzata dal citocromo p450
Molecola: Repaglinide
- Indicazioni: controllo della glicemia post-prandiale grazie all’azione rapida nei pazienti affetti da DM2. In monoterapia o in associazione con metformina
- Via di somministrazione: orale
- Posologia: grazie all’azione rapida vengono somministrati prima di ogni pasto. La dose singola va da 0,5-1 mg fino ad un massimo di 4mg prima di ogni pasto. Non superare la dose giornaliera complessiva di 16mg.
- Effetti avversi/indesiderati: ipoglicemia, disturbi addominali, nasea, vomito, diarrea, stitichezza, reazioni allergiche
- Controindicazioni:
- ipersensibilità accertata alla molecola
- chetoacidosi
- gravidanza e allattamento
- insufficienza epatica
- assunzione concomitante di gemfibrozil
Incretino-mimetici
INCRETINE
Le incretine sono ormoni prodotti nel tratto gastrointestinale in risposta all’assunzione di alimenti.
Svolgono un ruolo importante nella regolazione dell’omeostasi glicemica .
Sono rappresentati principalmente da due ormoni:
- Gastric inhibitory polypeptide (GIP) sintetizzato dalle cellule K del duodeno
- Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) sintetizzato dalle cellule L dell’ileo e del colon
Le incretine:
- svolgono un ruolo importante nell’elaborazione dei nutrienti che entrano nell’intestino; entrambi sono prodotti in risposta all’ingestione degli alimenti
- una delle principali azioni è l’aumento della produzione di insulina postprandiale
- svolgono un importante funzione nel regolare la glicemia plasmatica, soprattutto quella post-prandiale
- rallentano lo svotamento gastrico con conseguente riduzione del picco glicemico post-prandiale
GIP
E’ secreto dalle cellule K del tratto prossimale dell’intestino.
I pazienti con diabete tipo 2, sono resistenti alla sua azione pertanto.
Al contrario del GLP-1 non esistono terapie con analoghi del GIP.
Glucagon-like peptide-1 (GLP-1)
E’ un peptide che viene secreto in risposta all’assunzione di un pasto dalle cellule L dell’ileo e del colon.
Recettori per il GLP-1 sono presenti nelle isole pancreatiche, nel tessuto nervoso o in altre sedi.
Il GLP-1 è metabolizzato ed inattivato dall’enzima dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV).
Azioni del GLP-1
- stimola la secrezione insulinica indotta da glucosio
- riduce la secrezione di glucagone
- riduce la produzione epatica di glucosio
- riduce lo svuotamento gastrico
- aumenta la massa complessiva di beta-cellule
- promuove la crescita delle isole pancreatiche
- riduce l’appetito legandosi ai recettori presenti a livello del centro della fame a livello ipotalamico
Lo svantaggio è che si tratta di un farmaco somministrato per via iniettiva, ma è vantaggioso per l’azione fisiologica di stimolo sulla liberazione di insulina, sulla riduzione dell’appetito e sulla riduzione del peso corporeo.
Fanno parte degli incretino-mimetici l’exenatide e la liraglutide (analoghi del GLP-1).
Molecola: Exenatide
- Indicazioni: trattamento dei pazienti con diabete mellito tipo 2 in monoterapia, in doppia o tripla associazione con ipoglicemizzanti orali (metformina, sulfaniluree o tiazolidindioni)
- Via di somministrazione: iniettiva sottocutanea, a livello della coscia, dell’addome o del deltoide
- Posologia: 5 mcg 2 volte al giorno fino fino ad un massimo di 10 mcg due volte al giorno, 1 ora prima dei pasti intervallati di almeno 6 ore
- Controindicazioni: reazioni di ipersensibilità al farmaco
- Effetti avversi/indesiderati: nausea, vomito e rari epidosi di ipoglicemia quando associati alle sulfaniluree
Farmacodinamica dell’exenatide
- sono agonisiti del recettore del glucagon-like peptide, recettore espresso sulle cellule beta-pancreatiche e a livello del sistema nervoso centrale dove regola l’appetito
- stimolano la secrezione insulinica da parte della beta-cellula con meccanismo glucosio-dipendente
- riducono la secrezione di glucagone (solitamente elevata nei pazienti con DM 2) contrastando quindi l’immissione in circolo di glucosio da parte del fegato
- rallentano lo svuotamento gastrico
- riducono l’appetito
Farmacocinetica dell’exenatide
- dopo l’iniezione sottocutanea raggiunge il picco plasmatico dopo 2 ore
- viene eliminato per filtrazione glomerulare
Inbitori del dipeptidil peptidasi IV
Sono rappresentati dai seguenti farmaci:
- Sitagliptin
- Vildagliptin
- Saxagliptin
La dipeptidil peptidasi IV è un enzima responsabile della degradazione e dell’inattivazione del GLP-1 e del GIP endogeno.
Gli inibitori della dipeptil peptidasi IV agiscono aumentando i livelli circolanti delle incretine (di circa 2-3 volte i livelli normali) e pertanto, ne aumentano gli effetti a livello metabolico.
Un grosso vantaggio di questi farmaci è la somministrazione orale
Molecola: Sitagliptin
- Indicazioni: trattamento dei pazienti con diabete mellito tipo 2 in mono doppia o tripla terapia con ipoglicemizzanti orali (metformina, sulfaniluree, tiazolidindioni) e insulina
- Via di somministrazione: orale
- Posologia: 100mg in singola somministrazione giornaliera. Quando associato a insulina o sulfaniluree, si consiglia un dosaggio più basso per evitare ipoglicemia. Si consiglia un dosaggio di 50mg nei pazienti con insufficienza renale
- Effetti avversi/indesiderati: ipoglicemia quando associato a s
- Controindicazioni: reazioni da ipersensibilità al farmacoulfaniluree o insulina, cefalea
- inattiva la dipeptidil dipeptidasi IV
Farmacocinetica del sitagliptin
- eliminazione per via renale
- t/2 di 12-14 ore
Insulina
L’insulina è un ormone polipeptidico, prodotto dalle beta-cellule del pancreas, formato da 2 catene polipeptiche. Questa molecola viene sintetizzata come pre-proinsulina e successivamente proteolizzata a pre-insulina. Mediante una reazione di idrolisi la pre-insulina viene convertita a insulina e peptide C, che vengono successivamente secreti nel plasma.
Ogni anno, il 5% dei pazienti affetti da diabete mellito di tipo 2, trattati con ipoglicemizzanti orali, devono iniziare la terapia insulinica perché il controllo glicemico va progressivamente deteriorandosi.
La terapia insulinica prevede 2 fasi:
- Fase1, della terapia combinata (insulina + ipoglicemizzanti orali)
- Fase2, della terapia insulinica quadriniettiva (senza ipoglicemizzanti orali o con sola biguanide, se presente sovrappeso od obesità)
La fase 1 solitamente può durare anni.
Nella fase 1 il controllo glicemico del diabetico trattato con dosi piene di ipoglicemizzanti orali è peggiore nelle prime ore del mattino (effetto alba da secrezione notturna di GH).
L’aggiunta di una dose di insulina ad azione intermedia (iniziando da 0,1 U/Kg) tra le 23 e le 24 permette di partire al mattino con glicemie accettabili (< 150 mg/dl).
La fase 1 dura finché si riesce a mantenere l’HbA1c < 7%.
Quando ciò non è più possibile si passa alla fase 2 che prevede solo la terapia insulinica.
Nel paziente con diabete mellito di tipo 1 si instaura la terapia insulinica quadriniettiva fin da subito, con lo scopo di riprstinare la fisiologica secrezione d’insulina.
Terapia insulinica quando?
- anche all’esordio quando il paziente presenta un grave profilo glicemico e magari anche con chetosi, quindi si usa per evitare la glicotossicità (300-400 mg/dl di glicemia)
- in caso di fallimento secondario con ipoglicemizzanti orali;
- in corso di grave insufficienza epatica, renale, cardiaca che impediscono utilizzo di ipoglicemizzanti orali (ad esempio la metformina)
- nella fase delle complicanze maggiori;
- in corso di grave scompenso metabolico (infezioni, trattamento con glucocorticoidi);
- prima e dopo intervento chirurgico per ottenere un profilo glicemico ottimale eventualmente non raggiunto.
- in pazienti in terapia intensiva o nelle urgenze cardiovascolari;
- nel diabete mellito gestazionale se non controllato con sola dieta
Farmacodinamica dell’insulina
- è un ormone ad attività anabolica; ha effetti metabolici e di crescita cellulare
- si lega a recettori specifici presenti su tutte le cellule chiamati Insulin Receptor ad attività tirosin chinasica
- prodotta come preproinsulina clivata in proinsulina: essa si attiva in insulina col distaccamento del C peptide (utilizzato come marker indiretto della quantità di insulina endogena)
- Aumenta l’espressione del GLUT-4 nei tessuti target (cuore, vasi sanguigni, tessuto muscolare, tessuto adiposo, fegato)
- attiva enzimi coinvolti nelle vie anaboliche
- inibisce enzimi coinvolti nelle vie cataboliche
Focus on: il GLUT-4
I glucose transporter (GLUT) sono una famiglia di trasportatori transmembrana che consentono la diffusione facilitata del glucosio.
Attualmente si conoscono 6 isoforme a diversa distribuzione nell’organismo. In particolare la isoforma 1 è responsabile del trasporto basale di glucosio insulina-indipendente mentre, la isoforma 2 è responsabile del trasporto di glucosio nelle cellule pancreatiche.
La GLUT-4 è l’isoforma più sensibile al trasporto di insulina. Si trova a livello del cuore, dei vasi sanguigni, del tessuto muscolare, del tessuto adiposo e del fegato.
Quando l’insulina lega il recettore di membrana, ad attività tirosin-chinasica, si da origine alla cascata fosforilativa che attiva le SRI-1 (insulin receptor substrate). Queste proteine intracellulari consentono:
- la traslocazione dei GLUT-4 a livello della membrana plasmatica
- l’induzione della proteina Ras che è responsabile dell’attivazione della sintesi proteica e del DNA, responsabili dell’effetto anabolico che l’insulina ha su molti tessuti (in particolare sul tessuto adiposo e muscolare)
Farmacocinetica dell’insulina
- emivita plasmatica di 5-6 minuti (insulina endogena)
- metabolizzazione epatica
In commercio esistono 4 tipi di insulina, suddivisi in base alla durata d’azione in:
- insulina ultrarapida (insulina lispro): agisce dopo 15 minuti dalla somministrazione con una durata di 1-5 ore
- insulina raegolare (insulina isofano a dna ricombinante): durata 6-7 ore
- insulina ad azione intermedia (insulina zinco cristallina, insulina isofano NPH, insulina aspart protamina): durata da 16 a 20 ore
- insulina ad azione lenta (insulina zinco sospensione ad azione protratta): durata da 18 a 24 ore
- insulina ultralenta (insulina glargine, insulina levemir): durata da 24 a 36 ore
Indicazioni: nella terapia del diabete mellito di tipo 1 o nel diabete mellito di tipo 2 in monoterapia o in associazione ad ipoglicemizzanti orali
Via di somministrazione: iniettiva sottocutanea (variare spesso la sede dell’iniezione per evitare l’instaurarsi della lipodistrofia) a livello di addome, coscie, parte alta delle braccia e glutei
Posologia: è personalizzata per ciascun paziente; la dose va da un minimo di 0,2 U/Kg fino a 0,8 U/Kg al giorno fino ad ottenere un livello di glicemia a digiuno e post-prandiale all’interno del range di normalità e una HbA1C <7%.
Modalità di somministrazione:
- monosomministrazione di insulina ad azione lenta in associazione a ipoglicemizzanti orali (metformina, sulaniluree)
- quadriniettiva (3 somministrazioni di insulina rapida o ultrarapida prima dei tre pasti principali + 1 somministrazione serale di insulina lenta o ultralenta)
Effetti avversi/indesiderati: reazioni da ipersensibilità, ipoglicemia (che può condurre fino alla morte del paziente), lipodistrofia nel sito di iniezione
Fonti e approfondimenti
- Baptist Gallwitz. “The evolving place of incretin-based therapies in type 2 diabetes”. Nephrol (2010) 25:1207–1217.
- Francis S. Willard, Kyle W. Sloop. “Physiology and Emerging Biochemistry of the Glucagon-Like Peptide-1 Receptor”. Exp Diabetes Res. 2012; 2012: 470851.
- Katzung, Masters e Trevor’s “Farmacologia generale e clinica”. Piccin