История открытия инсулина

Инсулин – белковый гормон животных и человека, который понижает содержание сахара в крови, задерживая распад гликогена в печени и увеличивая использование глюкозы мышечными и другими клетками. Он представляет собой продукт внутренней секреции поджелудочной железы.

Вследствие нарушения выработки достаточного количества инсулина поджелудочной железой или в случае невозможности организмом использовать выработанный им инсулин развивается хроническое заболевание – сахарный диабет. Оно характеризуется повышением уровня глюкозы (или сахара в крови), что со временем приводит к серьезным повреждениям сердца, кровеносных сосудов, глаз, почек и нервов.

В настоящее время известно два основных типа (первый и второй) сахарного диабета. Существуют также промежуточные формы этого заболевания, а диабет, появившийся во время беременности у женщин, называется гестационным.

Сахарный диабет первого типа – инсулинозависимый, чаще всего возникает в детском и подростковом возрасте, но не исключается появления заболевания и в любом другом возрасте. Данный вид диабета развивается вследствие разрушения иммунной системой организма клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. По этой причине поджелудочная железа не способна вырабатывать инсулин или вырабатывает его мало и после приема пищи, богатой углеводами, уровень сахара в крови повышается.

Больным таким диабетом инсулина не хватает в организме, его нужно вводить извне ежедневно, так как нормальная жизнедеятельность организма без достаточного количества этого гормона невозможна.

Диабет второго типа – инсулинонезависимый, как правило, развивается у людей старше 40 лет, но в последнее время стал встречаться у детей. В этом случае инсулин в организме вырабатывается, даже в повышенных количествах, но не оказывает должного воздействия в связи с нарушением чувствительности к нему клеток в тканях организма. Больные таким диабетом, соблюдая диету и ведя активный образ жизни, могут добиться того, что довольно продолжительное время уровень сахара будет соответствовать норме, а осложнений благополучно удастся избежать.

О диабете было известно с древних времен. В 1776 году английский врач Мэтью Добсон обнаружил при этом заболевании в моче сахар, в связи с чем оно получило современное название.

Первоначально неспособность организма перерабатывать углеводы и другие питательные вещества, о которой наиболее явно свидетельствовало присутствие сахара в моче, считалась заболеванием печени или желудка.

Роль поджелудочной железы в зарождении и развитии диабета установили в 1889 году немецкие врачи Оскар Минковский и Джозеф фон Меринг. В 1900 году российский патологоанатом Леонид Соболев экспериментально доказал, что в небольших скоплениях клеток в поджелудочной железе (островках Лангерганса) происходит выработка противодиабетического вещества. В 1916 году английский физиолог Эдвард Шарпей-Шафер назвал это гипотетическое вещество "инсулином".

Многочисленные попытки получения из поджелудочной железы инсулин долгое время оставались без результатов.

В 1920 году преподававший в университете Западного Онтарио (Канада) врач-хирург Фредерик Бантинг (Frederick Banting), готовясь к лекции о поджелудочной железе, тщательно проанализировал всю известную информацию об этом органе. Его друг умер от диабета, которым страдал с детства, и у Бантинга была идея-фикс – спасти человечество от этой болезни. Изученные им работы показали, что диабет был вызван нехваткой инсулина, секретируемого островками Лангерганса в поджелудочной железе. Бантинг предположил, что пищеварительные соки поджелудочной железы могут быть губительны для островковых клеток. Таким образом, проблема заключалась в том, как извлечь инсулин из поджелудочной железы до того, как он разрушится.

Обдумывая эту проблему, Бантинг пришел к мысли, что перевязка протока поджелудочной железы позволит избежать разрушения инсулина за счет гибели внешнесекреторных клеток и даст возможность через некоторое время извлечь его из нетронутых островков Лангерганса.

Со своей теорией он обратился к профессору Джону Маклауду (John Macleod), эксперту по углеводному обмену, руководившему большой лабораторией в Университете Торонто (Канада). Профессор сначала скептически отнесся к идее Бантинга, но позволил ему использовать лабораторию и дал помощника студента Чарльза Беста (Charles Best). В мае 1921 года Бантинг и Бест начали свои эксперименты под руководством Маклауда в Университете Торонто. Несмотря на сложности, они смогли приготовить экстракт из поджелудочной железы собаки с перевязанными протоками, а затем ввели его другим собакам с диабетом. Эти инъекции часто снижали уровень сахара в крови больных собак. Однако этот успех был недолгим, так как падение сахара в крови было временным.

Осенью 1921 года, продолжая эксперименты, Бантинг и Бест обнаружили, что они могут отказаться от громоздкой процедуры перевязки протоков, получая на бойнях экстракт железы недоразвившихся плодов рогатого скота того периода развития, когда железа уже функционирует как внутрисекреторный орган, но еще не вырабатывает внешнесекреторные клетки.

Следующей важной задачей, вставшей перед экспериментаторами, стали поиски методов очистки полученного ими экстракта, так как он не был пригоден для клинического применения.

По просьбе Фредерика Бантинга в декабре 1921 года Джеймс Маклауд пригласил в команду опытного биохимика Джеймса Коллипа (James Collip), который немедленно приступил к очищению препарата. В январе 1922 года группа из Торонто решила, что они могут безопасно начать тестирование экстрактов поджелудочной железы на людях. 11 января 1922 года препарат, изготовленный Бантингом и Бестом, был введен 13-летнему Леонарду Томпсону, находившемуся на грани смерти от диабета, но положительного результата это не принесло. 19 января Коллип приготовил новый экстракт, разработав улучшенный процесс удаления токсичных примесей из него. 23 января его ввели Томпсону и добились успеха. Уровень сахара в крови и моче нормализовался, а другие симптомы диабета уменьшились. После нескольких инъекций инсулина больному стало заметно легче. А спустя полгода он вернулся к нормальной жизни. Получив четкий положительный эффект, Бантинг и Бест провели аналогичные испытания еще на нескольких пациентах.

После опубликования открытия Бантинга инсулин стал широко применяться для лечения диабета. Благодаря этому миллионы диабетиков во всем мире могут жить полноценной жизнью.

В 1923 году Нобелевская премия в области физиологии и медицины была присуждена Фредерику Бантингу и Джону Маклауду за открытие инсулина.

Критически отнесясь к тому, что Нобелевский комитет не включил в список лауреатов Чарльза Беста, Бантинг отдал половину своей денежной премии ему. Маклауд разделил свою часть премии с Джеймсом Коллипом.

В 1926 году американский биохимик Джон Абель (John Abel) открыл кристаллическую форму инсулина. В 1953 году английскому биохимику Фредерику Сенгеру (Frederick Sanger) впервые удалось установить первичную структуру инсулина. Он стал первым белком, для которого была установлена полная аминокислотная последовательность.

В настоящее время для медицинских целей инсулин получают либо полусинтетическим способом (например, превращением свиного инсулина в инсулин человека заменой одного из С-концевых аминокислотных остатков), либо используя методы генетической инженерии.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников