Инсулин представляет собой гормон белковой природы, без которого человеку не выжить. Он вырабатывается каждый день поджелудочной железой. И если происходит сбой — начинаются серьёзные проблемы в организме человека. Клетки не могут усваивать глюкозу, она начинает накапливаться в крови, а органам и тканям приходится страдать от кислородного голодания. Медики же научились синтезировать жизненно важный гормон чуть меньше 100 лет назад, но с тех пор он уже спас немало жизней. Как создавался инсулин — в материале АиФ.ru.
Волшебные островки
Ещё 100 лет назад люди, больные сахарным диабетом, умирали быстро от различных осложнений, по статистике того времени, никому не удавалось жить дольше 5–7 лет от начала заболевания. При этом у врачей не было даже малейших предположений, как именно можно бороться с патологией.
Роль поджелудочной железы в выработке инсулина и его коррекции стала известна только в конце XIX века. Первым в её изучении смог продвинуться… студент 22 лет от роду Поль Лангерганс. Он изучал под микроскопом строение железы — и его внимание привлекли ранее не известные клетки, образующие группы, равномерно распределённые по всему органу. Их даже назвали в честь их первооткрывателя — островками Лангерганса. Но при этом разгадать загадку этих клеток и определить их функционал студент так и не смог.
Позже известный учёный Эрнст Лако выдвинул теорию, что поджелудочная железа активно участвует в процессах пищеварения. В 1889 году немецкий физиолог Оскар Минковски пытался доказать, что такое предположение не имеет под собой научных фактов. Для этого он даже не пожалел времени на эксперимент — для подтверждения своей теории он удалил поджелудочную железу у собаки. Через некоторое время — буквально прошла пара дней — помощник физиолога обнаружил, что на мочу животного… роем слетаются мухи. Тут-то и выяснилось, что лишённый поджелудки подопытный вместе с мочой выделяет и сахар. И этот эксперимент стал первым наблюдением, связывающим работу поджелудочной железы и развитие диабета. В 1901 году было доказано, что сахарный диабет развивается вследствие нарушений в структуре поджелудочной железы, когда возникает полное или частичное разрушение островков Лангерганса.
Рискованный эксперимент
Длительное время попытки изменить ситуацию были бесплодными. Неудачи в столь важном процессе обуславливались тем, что ферменты поджелудки успевали частично разложить молекулы инсулина белкового характера раньше, чем их можно было выделить из тканей органа. В 1906 году была предпринята относительно успешная попытка, которая помогла немного продвинуться вперёд, — Георг Людвиг Зельцер смог немного снизить уровень глюкозы в крови подопытных собак за счёт применения панкреатического экстракта. В 1911 году в Чикагском университете был опробован водный экстракт поджелудки, который позволил также несколько снизить гликозурию у животных, но опыт не нашёл поддержки у старшего научного поколения, и эксперименты остановились.
Новая партия экспериментов прервалась из-за начала Первой мировой войны. Но окончательно добиться успеха удалось только в 1921 году.
Первооткрывателем стал младший преподаватель кафедры анатомии и физиологии в канадском университете Фредерик Бантинг. Его научным руководителем был известный профессор, который много времени посвятил изучению диабета, Джон Маклеод. В ходе своих научных исследований Бантинг пытался добиться атрофии поджелудочной железы, используя для этого перевязку её выходных протоков на 6–8 недель. При этом островки Лангерганса оставались неизменёнными — и в результате получилось выделить их чистый экстракт.
Изначально у Бантинга были проблемы с его научной работой, т. к. для проведения такого рода исследования требовались лаборатория, подопытные животные — тогда выбирали собак — и команда помощников. Научный руководитель, не веря в успех затеи, поначалу не хотел пускать юношу к себе в лабораторию. Но весной 1921 года Бантинг всё-таки его уговорил и попросил разрешения провести свой эксперимент хотя бы в течение 2-х месяцев. Из-за того что Маклеод собирался в длительный вояж в Европу, он разрешил студенту воспользоваться ситуацией. А помощником выступил студент 5-го курса Чарльз Бест, отличавшийся тем, что хорошо изучил существующие методы определения сахара в анализах. Бантинг же, чтобы провести заветный эксперимент, вынужден был продать всё имеющееся у него имущество.
Ещё неделя жизни
Для начала молодой учёный перевязал собакам протоки поджелудочной железы и стал дожидаться атрофии. 27 июля 1921 года одному из подопытных, находившемуся в прекоме, ввели экстракт атрофированной поджелудки. Всего через несколько часов у собаки начало отмечаться снижение уровня сахара в крови.
После того как ей был введён экстракт повторно, она прожила ещё 7 дней. Есть предположение, что собака могла бы жить и дольше, но у экспериментаторов закончился экстракт. Ведь получение инсулина из поджелудочных желёз собак отличалось особой трудоёмкостью и длительностью.
Далее молодые учёные попробовали забирать экстракт из поджелудки нерождённых телят, т. к. у них ещё не вырабатывались пищеварительные ферменты, но при этом у них получилось синтезировать достаточное количество инсулина — теперь его хватало, чтобы поддерживать жизнь подопытного животного до 70 дней.
Вернувшийся из Европы научный руководитель Бантинга заинтересовался полученными результатами и подключил к работе всю свою лабораторию.
Мировое признание
Работы продолжились. И 14 ноября 1921 года Фредерик Бантинг и его помощник Бест сообщили о проведённых ими изысканиях и результатах на заседании клуба «Физиологического журнала» университета в Торонто.
Количество получаемого экстракта стало увеличиваться, и тут молодому учёному понадобился помощник для очистки инсулина — работа эта была очень тонкой. К молодому исследователю с этой целью присоединился известный биохимик Джеймс Коллип, который смог достаточно быстро показать хорошие результаты в очистке инсулина. И в январе 1922 года уже начались первые испытания препарата на людях.
Для начала они экспериментировали на себе, а затем ввели 10 условных единиц препарата добровольцу. Им выступил 14-летний мальчик Леонард Томпсон, который страдал от сахарного диабета. Первая инъекция была введена ему 11 января 1922 года. Но случилась неприятность — инсулин был не очень хорошо очищен, из-за чего у пациента развилась аллергия. Через 11 дней мальчику была проведена повторная инъекция — все эти дни Бантинг скрупулёзно работал над очищением препарата. И ребёнок стал поправляться. Томпсон вошёл в историю медицины, как первый человек, которого спас инсулин.
Известие об успешном использовании препарата стало международной сенсацией. Такое открытие позволило начать терапию сотен больных, буквально воскрешая их с того света. Но на тот момент, конечно же, препарат инсулина был ещё недостаточно доработан, дозы приходилось отмерять на глазок. И усовершенствование открытия продолжилось и дальше.