Kas atrado insuliną?
Insulinas yra pagrindinis cukrinio diabeto gydymas, nes visų tipų diabetas atsiranda dėl to, kad organizmas nesugeba efektyviai naudoti cukraus kiekio kraujyje dėl nepakankamo, neveiksmingo ar neegzistuojančio insulino kiekio.
Inovatyvūs mokslininkai, atradę insuliną, laimėjo Nobelio premiją, tačiau šis atradimas taip pat sukėlė diskusijų.
Insulinas buvo atrastas 1921 m., Vadovaujantis Kanados ortopedo chirurgo Fredericko G. Bantingo idėjomis, jo padėjėjo Charleso Besto ir Johno MacLeodo iš Toronto universiteto Kanadoje chemijos įgūdžiais.
Per daugelį metų buvo išplatintos kelios prieštaringos istorijos apie insulino atradimą, o po metų ji buvo suabejota net Nobelio premija, paskirta už jo atradimą 1923 m.
Šiame straipsnyje apžvelgiame žmones, atsakingus už šį novatorišką diabeto gydymą.
Insulino istorija
Supratimas apie diabetą vystėsi tūkstančius metų; net senovės graikai apie tai žinojo ir ragaudami šlapimą diagnozuos diabetą.
Žinojimas, kad tam tikros šlapimo būsenos ir troškulys, susiję su cukraus kiekiu kraujyje, per amžius išaugo.
Nors XIX a. Fiziologai suprato, kad kasa turi pagrindinį vaidmenį perdirbant energiją visame kūne, jie nesuprato tiesioginio kasos vaidmens diabetu, kol du fiziologai 1890 m. Nepašalino šuns kasos.
Šie du mokslininkai per 3 savaites stebėjo sunkaus diabeto išsivystymą, įskaitant simptomus, kurie šiandien bus žinomi žmonėms, sergantiems šia liga, įskaitant:
- didelis cukraus kiekis kraujyje
- labai praskiestas šlapimas, kaip matyti iš diabeto insipidus
- diabetinė koma
- mirtis nuo ketozės
Pirmasis fiziologas, kuris teigė, kad kasos salelės arba Langerhanso salelės gali lemti kasos poveikį cukraus kiekio kraujyje kontrolei, buvo seras Edwardas Albertas Sharpey-Schäferis, kuris šiuos teiginius pirmą kartą pareiškė apie 1894 m.
Nors jis neišskyrė medžiagos, kurią dabar suprantame kaip insuliną, jis apibūdino dar neatrastą medžiagą terminu „insulinas“ ir nurodė jos egzistavimą ir svarbą 1913 m.
1901 m. Mokslininkai nustatė, kad šunų, kačių ir triušių kasos latako perrišimas arba susiejimas sunaikino daugelį ląstelių, gaminančių hormonus kasoje.
Tačiau Langerhanso salelės, apie kurias šiuolaikiniai mokslininkai žino, kad gamina insuliną, vis dar buvo nepažeistos. Svarbu tai, kad šlapime nebuvo cukraus kiekio kraujyje požymių, o tai yra dažnas diabeto simptomas. Tai buvo pirmas aiškus požymis, kad salelių ląstelės vaidino svarbų vaidmenį vystantis diabetui.
Atradimas
1921 m. Daktaras Frederickas G. Bantingas tapo pirmuoju asmeniu, išskyrusiu salelių ląstelių išskyras ir reklamuojančiomis jas kaip galimą diabeto gydymą.
Jis pastebėjo, kad kitiems mokslininkams galėjo nepavykti rasti insulino, nes virškinimo fermentai sunaikino insuliną, kol dar niekas negalėjo jo išgauti.
Bantingo planas buvo surišti laboratorinių šunų kasos latakus, kol ląstelės, gaminančios fermentus, išsigims, palikdamos tvirtas salelių ląsteles gyvas. Tada jis išgaus likučius.
Bantingas nebuvo pakankamai gerai informuotas apie naujus pokyčius tiriant cukraus kiekį kraujyje, kad būtų galima tiksliai patikrinti, ar nėra diabeto, todėl jis patikrino šlapimą, kuris buvo mažiau patikimas.
Tačiau idėja nebuvo nauja - kiti mokslininkai taip pat bandė gaminti kasos ekstraktus, kurie sumažino cukraus kiekį kraujyje, taip pat nebuvo ypač naudinga, nes Bantingas galėjo išskirti tik nedidelį hormono kiekį.
Be to, ekstraktas turėjo toksinių savybių ir sukėlė gyvūnams sunkų šalutinį poveikį, įskaitant skausmą ir karščiavimą.
Plėtra
Bantingas nebuvo ekspertas angliavandenių apykaitos srityje, todėl paprašęs Toronto universiteto fiziologijos skyriaus vedėjo profesoriaus Johno Jameso Rickardo Macleodo laboratorijos erdvės ir įrenginių, gerbiamas fiziologas iš pradžių nenorėjo.
Tačiau Bantingo atkaklumas ir patikimesnių rezultatų galimybė įtikino „MacLeod“ paaukoti laboratorijos erdvę. Nors kasos susiejimas, kad ji suskaidytų, nebuvo nauja tyrimo priemonė, tačiau idėja izoliuoti saleles dėl lėtesnio jų išsigimimo labai domino Macleodą.
Niekas nebandė išgauti salelių iš visiškai išsigimusios kasos.
Bantingas pasiėmė padėjėją Charlesą Herbertą Bestą, kuris padėjo izoliuoti insuliną. Macleod padėjo atlikti bendrą tyrimo struktūrą ir geriausiai specializavosi cheminiuose kraujo tyrimuose, kad patikrintų gliukozės kiekį.
Tyrimai pradėti 1921 m. Gegužės 17 d.
Tikslas buvo perrišti šuns kasą, kol ji sugedo ir pradėjo gaminti salelių ekstraktą. Tada šis ekstraktas bus skiriamas kitiems šunims be kasos, kad būtų galima įvertinti jo poveikį diabetui.
Iš pradžių pažanga buvo lėta. Bantingas kovojo su gyvūnų operacijomis, ir 7 iš 10 kanalų surištų šunų mirė. Bantingui ir Bestui teko griebtis gatvėje už kelis Kanados dolerius nusipirkti potencialiai juodosios rinkos šunų.
Liepos 27 d. Jie pagaliau paruošė šunį su sėkmingai pašalinta kasa ir šunį su surištais kasos latakais. Po trijų dienų tyrėjai sušaldė išsigimusią kasą, sumalė ją į pastą ir filtravo, prieš pašildydami iki kambario temperatūros ir įšvirkšdami 5 mililitrus (ml) šuniui be kasos.
Mokslininkai kas 30 minučių paėmė iš šuns kraujo mėginius ir pastebėjo laikiną cukraus kiekio kraujyje sumažėjimą nuo 0,2 iki 0,12 proc. Šuo mirė kitą rytą dėl infekcijos, tačiau mokslininkai pastebėjo pirmuosius priešdiabetinio poveikio požymius iš ekstrakto, kurį jie pavadino izletinu.
Nors daugelis jų eksperimentų žlugo, todėl laboratoriniai šunys žuvo, Bantingas ir komanda pastebėjo, kad dėl jų ekstrakto cukraus kiekis kraujyje sumažėjo pakankamai reguliariai, kad buvo įsitikinę izletino, kuris vėliau taps insulinu, priešdiabetinėmis savybėmis. .
Tada Bantingas ir Bestas nusprendė, kad užuot palaipsniui skaldę kasą, jie naudos sekretą vadinamą hormoną kasai pervargti ir išsekinti, tikėdamiesi, kad tai sumažins toksinį poveikį ir vis tiek tieks insuliną.
Sekretino gavimo procedūra buvo sunki ir nepraktiška, tačiau ji parodė saugesnį insulino išskyrimo iš kasos būdą.
Jie taip pat susidūrė su bandymu surinkti kasos tirpalo ekstraktą, nesunaikindami veikliosios medžiagos - medžiagos, kuria gydomąjį poveikį medicinoje - šiuo atveju insulino.
Tolesni žingsniai
Kitas iššūkis buvo rasti salelių ląstelių, taigi ir insulino, gamybos būdą, kad jis būtų naudojamas kaip plataus masto vaistas nuo diabeto.
Suprasdami, kad šunų tiekimas kasos rišimui apribos tyrimo eigą, Bantingas ir Bestas perėjo prie karvių kasos naudojimo kaip žaliavos.
Pritaikydami tirpalo ekstrahavimo ir koncentravimo procesus, mokslininkams pavyko pagaminti medžiagą, kurioje būtų didesnis veikliosios medžiagos (insulino) kiekis. Tada jie sušvirkštė šį ekstraktą vienam iš laboratorinės kilmės šunų, neturėjusių kasos.
Šuns cukraus kiekis kraujyje sumažėjo nuo 0,46 iki 0,18 procento - tai didžiulis pagerėjimas. Ekonomiškai ir plačiai prieinama, jie tikėjo, kad karvės kasa yra jų kelias į priekį.
Šiuo metu „MacLeod“ nukreipė visus kitus išteklius šiam tyrimui paremti. Tačiau įtampa tarp Bantingo ir „MacLeod“ vis didėjo, nes Bantingas manė, kad „MacLeod“ ima savo darbo nuopelnus.
Kita vertus, „MacLeod“ buvo nusivylęs Bantingo požiūriu ir nuolatiniu įtarumu.
Jamesas Bertramas Collipas, įsitvirtinęs Kanados biochemikas, pradėjo dirbti valydamas insuliną. Kai jis pasiekė tinkamą grynumo lygį, jie pirmiausia jį išbandė su triušiais, tada su žmonėmis.
Tačiau insulinas neišlaikė pirmųjų klinikinių tyrimų.
Pirmajame tyrime dalyvavo 14 metų berniukas, sergantis sunkiu diabetu. Nors dėl ekstrakto cukraus kiekis kraujyje sumažėjo nuo 0,44 iki 0,32 procentų ir šiek tiek sumažėjo išsiskiriančios gliukozės kiekis, injekcijos vietoje išsivystė abscesas ir dar vienas diabeto rodiklis - ketono kiekis.
Collipas dar labiau grynino ekstraktą, o antrasis klinikinis tyrimas, įvykęs 1922 m. Sausio 23 d., Sulaukė tiesioginės ir gilios sėkmės. To paties 14 metų berniuko cukraus kiekis kraujyje per 24 valandas sumažėjo nuo 0,52 iki 0,12 procento, o ketonai išnyko iš šlapimo. Išskirtos gliukozės kiekis sumažėjo nuo 71,1 gramo (g) iki 8,7 g.
Tyrimo vadovai pakartojo šiuos reikšmingus patobulinimus dar šešiems pacientams per kitą mėnesį.
Kol vyko visi šie eksperimentai, Bantingas daugiausia ruošė šunis eksperimentams ir ieškojo naujų būdų gaminti insuliną masinei gamybai, ir mažai dalyvavo bandymuose ar gautuose dokumentuose.
Bantingas labai norėjo sulaukti pripažinimo, o 1922 m. Pabaigoje jo pyktis ir nusivylimas pradėjo sukelti konfliktus. Vienu metu Collipas grasino palikti grupę neperdavęs savo apsivalymo proceso. Pranešama, kad Bantingas turėjo smūgių su juo universiteto salėse.
Nors vis dar platinama daugybė skirtingų pranešimų apie tai, kam turėtų būti suteiktas kreditas atrasti insuliną, būtent Bantingas pradėjo ratus judėti, nepaisant ribotos patirties šioje srityje, ir subūrė komandą, kuri sukūrė reikšmingiausią diabeto valdymo pažangą.
Ginčas dėl Nobelio premijos
1923 m. Danų fiziologas, paskambinęs Augustu Krochu, pateikė bendrą Nobelio premijos nominaciją už Bantingą ir „MacLeod“, remdamasis Bantingo idėja ir „MacLeod“ rekomendacijomis.
Bantingas buvo pirmasis Nobelio kandidatas iš Kanados, todėl dabar insulino butelis didžiuojasi Kanados 100 dolerių kupiūroje.
Tačiau Nobelio komitetas galėjo skirti trokštamą premiją tik nuo vieno iki trijų žmonių. Bantingas buvo įsiutęs, išgirdęs apie „MacLeod“ bendrą nominaciją, manydamas, kad geriausia turėjo būti suteikta nominacija, ir vos neatmetė apdovanojimo.
Tačiau jis apsigalvojo ir vietoj to pasidalijo savo kreditu ir piniginiais prizais su „Best“. Sužinojęs „MacLeod“, jis padarė tą patį su „Collip“.
Po daugelio metų, ilgai po Bantingo mirties 1941 m. Lėktuvo katastrofoje, oficialioje Nobelio premijos istorijoje viešai pripažintas Besto indėlis kuriant insuliną.
Santrauka
Žmonių komanda atrado insuliną.
Frederickas G. Bantingas sugalvojo išgauti kasos ekstraktą 1921 m. Johnas MacLeodas, Toronto universiteto fiziologijos vadovas, prižiūrėjo šį procesą; Charlesas Bestas, Bantingo padėjėjas, padėjo tobulinti procesą, o biochemikas Jamesas Collipas dar labiau išvalė insuliną, kad jis taptų kliniškai naudingas.
