От собаки до бактерии: история инсулина. История инсулин


инсулин история

Истечение сахара

Сахарный диабет известен человечеству тысячи лет. Его первыми заметными симптомами обычно бывают сильнейшая жажда и соответствующее ей увеличение объема мочи. Выглядит это так, словно вся жидкость, которую человек выпивает, тут же покидает его тело. Поэтому в древние времена считалось, что диабет — это невозможность удерживать жидкость в организме. Больные быстро худели, практически «высыхали», что, казалось бы, подтверждало гипотезу.

Позже было замечено, что моча таких больных привлекает больше насекомых, чем моча здорового человека. Оказалось, что это происходит благодаря содержанию в ней сахара. К термину diabetes («истечение») был добавлен эпитет mellītus («сладкий, медовый»), однако до понимания причин недуга было еще далеко. Единственным средством, которое тогда предлагалось больным, была полуголодная диета. На ней больные кое-как жили 3–4 года, а потом все равно погибали.

Доказательство «от противного»

Первый серьезный поворот в изучении диабета произошел в Германии в 1889 году. И произошел он случайно.

Физиолог Оскар Минковски, убежденный, что значение поджелудочной железы для пищеварения переоценено, решительно удалил ее у подопытной собаки. Он был уверен, что с животным ничего не случится. Однако через некоторое время ученый обнаружил тот самый феномен сладкой мочи, на которую слетались мухи: собака заболела сахарным диабетом. Внезапно стало ясно, что «антидиабетическое вещество» нужно искать именно в поджелудочной железе.

Эта железа нашего организма словно бы состоит из двух частей, функции которых различны. Одна часть — железистые ацинусы — выделяет в кишечник специальный секрет, участвующий в переваривании пищи. Другая сегодня известна миру под названием «островки Лангерганса» — именно там у здорового человека вырабатывается инсулин — гормон, регулирующий содержание сахара в крови.

В 1900 году русский ученый Леонид Соболев сумел выяснить, что если разрушить только железистую часть органа, диабет у подопытных животных не возникает. При этом вскрытия, которые проводились после смерти больных диабетом, почти всегда показывали поражение островков Лангерганса.

Из этих двух фактов Соболев сделал вывод о том, что средство от диабета надо искать именно в островковой части железы. Он же первым предложил использовать для этого поджелудочные железы новорожденных животных и описал методы выделения «антидиабетического вещества».

От теории — к практике

От теории — к практике

Реализовать теоретическую разработку Соболева на практике удалось ученым, работавшим в Университете Торонто. Фредерик Бантинг и Чарльз Бест хирургическим путем разрушили «пищеварительную» часть поджелудочной железы собаки, после чего из оставшейся островковой части получили некое вещество, названное «айлетин». У собак с искусственно вызванным сахарным диабетом айлетин снижал уровень сахара в моче и в крови.

paragraph.pngЧитайте также: Предиабет

Прежде чем переходить к опытам с участием людей, необходимо было научиться очищать айлетин от примесей — первоначально это был фактически экстракт поджелудочной железы животных. Эта задача была решена биохимиком Джеймсом Коллипом, а очищенный белок назвали «инсулин» (от лат. insula — «островок»).

Первая в мире инъекция инсулина человеку, больному сахарным диабетом, была сделана в 1922 году. Однако опыт оказался не совсем удачным — из-за недостаточной очистки инсулина у 14-летнего Леонарда Томпсона развилась сильная аллергическая реакция. Коллип утроил свои усилия по очистке белка, и уже через 12 дней инъекцию повторили. На этот раз успех был полным: уровень сахара в крови Леонарда снизился, и мальчик сам заметил, что чувствует себя гораздо лучше.

Везучее человечество

«Как же так? — скажет любой человек, не прогуливавший в школе биологию. — Ведь белок, полученный из организма другого биологического вида, должен вызвать аллергию у человека, будь он хоть сто раз очищен?».

Это правда — и в этом суть аллергических реакций: иммунная система распознает «чужаков» и реагирует на них быстро и безжалостно. Однако человечеству удивительно, невероятно повезло. Случайный каприз эволюции: инсулины млекопитающих оказались по строению похожи как близнецы.

Эксперименты показали, что ближе всего к человеческому строение свиного инсулина. Именно он, выделяемый из поджелудочных желез новорожденных поросят, и использовался до 80-х годов прошлого века.

Генномодифицированные организмы

Среди везучего человечества попадались отдельные невезучие диабетики, иммунная система которых была особенно бдительна. У таких людей возникала аллергия на жизненно необходимый им свиной инсулин.

Задача синтеза «инсулина, идентичного натуральному» не теряла своей актуальности. В 1978 году генетик Артур Риггс и биохимик Кэйити Итакура, работавшие в исследовательском институте Бекмана в Калифорнии, сумели ее разрешить. В геном обычной кишечной палочки ввели человеческий ген, «заставляющий» бактерию синтезировать инсулин. Получившийся белок оказался и лучше, и в производстве дешевле свиного. Однако и свиной инсулин пока не ушел в прошлое: его молекулу научились изменять таким образом, что она становится идентичной человеческой.

Научились делать человеческий инсулин

Но даже после этого биохимики не успокоились. Научившись делать человеческий инсулин, ничем не отличающийся от природного, они захотели добавить ему уникальных свойств. Итогом стали две группы препаратов, получившие название «аналоги инсулина человека».

Первая группа улучшает и ускоряет усвоение принятой пищи, а вторая — нормализует уровень сахара в крови между приемами пищи. Эти лекарства вместе с синтетическими и полусинтетическими инсулинами различной длительности действия составляют «арсенал» современных диабетологов, позволяющий подбирать индивидуальную коррекцию для каждого больного.

Лидия Куликова

Фото istockphoto.com

apteka.ru

Гордость и благодарность. История открытия инсулина |

Для цитирования: Гордость и благодарность. История открытия инсулина // РМЖ. 2012. №32. С. 1579

Несмотря на то, что о пандемии сахарного диабета (СД) медицинская общественность начала говорить только в последние 10–15 лет, это заболевание известно человечеству с древних времен. Первое описание СД было сделано египтянином Имхотепом в 2980 г. до н.э. Также сохранились древнегреческие папирусы, датируемые 1500 г. до н.э., в которых говорится о СД как о состоянии, сопровождающемся обильным выделением мочи. В 201 г. н.э. греческий врач Аратеус ввел понятие СД, означающее «сифон», «расплавление мышечной ткани и кости и выделение с мочой». Определить наличие заболевания было несложно, но во все времена диагноз «сахарной болезни» оставался приговором для пациента. Долгое время не существовало лекарственных препаратов для лечения СД. Это заболевание лечили голодом, что было мучительно для пациентов и не облегчало их страданий.

Первые шаги Только в конце ХIХ века стали появляться данные научных исследований, которые приближали к открытию инсулина – основного вещества, ответственного за обмен глюкозы (сахара) в организме. В 1869 г. ученый Пауль Лангерганс открыл группы клеток в поджелудочной железе, которые впоследствии были названы в его честь «островками Лангерганса». Из клеток этих островков в последующем был выделен инсулин. В 1889 г. исследования ученых Оскара Минковски и Вон Меркинга, проведенные на собаках, показали, что при удалении поджелудочной железы у животных развивается СД. Но при введении этим же собакам экстракта из поджелудочной железы симптомы СД исчезали и уровень сахара в крови снижался. Стало понятно, что именно данный орган каким–то образом отвечает за поддержание нормального уровня сахара в крови. Но какое вещество и каким образом действует на организм подобным образом, еще только предстояло выяснить. В 1900 г. Л.В. Соболев обнаружил, что после перевязки протоков поджелудочной железы железистая ткань атрофируется, а островки Лангерганса сохраняются. СД при этом не возникает. Эти результаты наряду с известным фактом изменения островков у больных СД позволили Л.В. Соболеву сделать заключение, что островки Лангерганса необходимы для регуляции углеводного обмена. Многие ученые из разных стран мира и ведущих университетов брались за работу, чтобы выделить секрет островков Лангерганса и найти средство для лечения СД, но удалось это ученым из Университета в Торонто (Канада). За дело взялся хирург Фредерик Бантинг, который убедил профессора университета Торонто Дж. Маклеода выделить лабораторию. Ему в помощь был назначен молодой ассистент – аспирант Чарльз Бест. Они последовательно изучали экстракт поджелудочной железы в поисках вещества, которое отвечает за усвоение сахара в организме. И летом 1921 г. их изыскания увенчались успехом. Вещество, первоначально названное «айлетином», впоследствии получило другое имя – инсулин. Оно оказалось тем волшебным средством от СД, которое ученые искали много веков. Триумфальное открытие Первым, получившим инъекцию инсулина, стал 14–летний пациент клиники в Торонто Леонард Томпсон. Оказалось, что препарат недостаточно очищен, и, несмотря на снижение сахара, инъекции прекратили из–за аллергии. 23 января 1922 г., через 12 дней, в течение которых биохимик Колин упорно работал над улучшением экстракта, инсулин вновь был введен тому же пациенту. На этот раз успех был ошеломительным! Не было побочных эффектов, болезнь перестала прогрессировать, умирающий мальчик пошел на поправку! Следующим пациентом стал близкий друг Бантинга – врач Джо Джиль–Криста. Его спасение стало окончательным подтверждением факта, что человечество наконец–то получило ключ к спасению сотен тысяч жизней! За это открытие Фредерик Бантинг и профессор Маклеод в том же году получили Нобелевскую премию. Свою часть премии Бантинг поделил с Бестом, а Маклеод – с Колином, разработавшим эффективный метод выделения инсулина. Этот поступок принес ученым огромное уважение со стороны коллег. К тому времени известие о чудесном лекарстве распространилось по всему миру, и к ученым начали приходить тысячи писем с просьбами спасти детей, больных СД. Чудесные спасения Невозможно рассказать историю открытия инсулина, не рассказывая истории тех, кто в числе первых получил «эликсир жизни» из рук первооткрывателя. Вот как Бантинг спас десятилетнюю девочку по имени Женева Штикельбергер. Девочка заболела осенью 1921 г. Болезнь быстро прогрессировала, но мать девочки не сдавалась и упорно искала информацию о лечении СД. Летом 1922 г. ей стало известно об экспериментах Бантинга, и в отчаянии она позвонила ученому. Тот пригласил их на лечение, но по дороге девочка впала в гипергликемическую кому. Машинист поезда вызвал карету скорой помощи на вокзал к приходу поезда, Бантинга также проинформировали о возникшей ситуации. Молодой ученый встретил пациентку на вокзале и там же сделал ей первую инъекцию препарата. Вскоре Женева пришла в сознание и пошла на поправку. Женева активно прожила жизнь, работая бухгалтером в нефтяной компании «Фармерз Юнион Ойл», и скончалась в 1983 г. в возрасте 72 лет, получая лечение инсулином в течение 61 года! Массовое производство Однако недостаточно было только открыть инсулин. Необходимо было сделать его доступным для огромного числа пациентов. Для этого нужна была технология его массового производства. Таким образом, в 1923 г. стало ясно, что необходимо срочно налаживать производство инсулина. В том же году Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, который основал фармацевтическую компанию Lilly («Лилли»). Компания сразу же взялась за разработку технологии массового производства инсулина, что позволило обеспечить им многих пациентов, страдающих СД, и спасти их жизнь. Налаживание производства происходило на удивление быстро – уже весной 1923 г. было введено в эксплуатацию оборудование для массового выпуска препарата. 15 октября 1923 г. был выпущен препарат Илетин® (инсулин животного происхождения). К концу 1923 г. компания «Лилли» выпустила почти 60 млн единиц препарата. Сотни тысяч жизней были спасены благодаря этому препарату. Крупномасштабное производство инсулина создало компании «Лилли» репутацию производителя мирового класса. На сегодняшний день она остается лидером в производстве инсулина и проведении научных исследований с целью создания лекарственных препаратов для лечения пациентов, страдающих СД, спасая жизни миллионов пациентов. В 1941 г. Дж. К. Лилли–старший (J.K. Lilly Jr.) писал: «Размышление над данной историей, а также над тем, что она значила для компании, заставляет сердце сиять от гордости и благодарности».

Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья

Следующая статья

www.rmj.ru

История появления проводника глюкозы

Как появился инсулин?. 7770.jpeg

Инсулин — пептидный гормон, который секретируется в ответ на повышение уровня глюкозы и аминокислот в крови после приема пищи. Основное действие инсулина — стимулировать проникновение глюкозы из крови в клетку, что обеспечивает ее энергией для жизнедеятельности. Тем самым, инсулин помогает контролировать уровень глюкозы в крови.

Одна из основных задач лечения диабета- поддержание уровня глюкозы крови как можно ближе к нормальным значениям. При данном заболевании организм утрачивает способность нормально регулировать секрецию инсулина в ответ на быстрые изменения уровня глюкозы. Поэтому поддерживать уровень глюкозы в норме за счет внешнего воздействия представляет собой трудную задачу.

Читайте также: Мужская контрацепция: достижения и проблемы

Для лечения диабета используют таблетированные препараты и проводят заместительную терапию инсулином.

Когда и каким образом появился инсулин? В чем его отличие от современного?

Историческая справка

Октябрь 1920 года — Фредерик Бантинг прочитал работы Оскара Минковски о связи островков Лангерганса и сахарного диабета.

Лето 1921 года — Исследователи компании Эли Лилли сотрудничают с Фредериком Бантингом и Чарльзом Бестом из Университета Торонто с целью выделения и очищения инсулина.

1921 год — Фредерик Бантинг и Чарльз Бест в лаборатории Джона Маклеода (Торонто) получают инсулин из поджелудочной железы собаки. Через 3 месяца его вводят собаке с искусственно индуцированным диабетом.

Январь 1922 года — с помощью полученного инсулина был спасен первый пациент с сахарным диабетом, 14-летний Леонард Томпсон.

Для получения инсулина в больших количествах ресурсов Университета Торонто было недостаточно. В ответ компания Эли Лилли разработала технологию промышленного производства инсулина, для чего привлекла большое количество специалистов. Результатом этих усилий стал инсулин "Илетин" — первый доступный для пациентов с диабетом инсулин.

1923 год — разработка инсулина привлекла всемирное внимание. Фередрик Бантинг и Джей Джей Р. Маклеод получили нобелевскую премию за открытие инсулина.

Подробнее изучив механизм действия регулярного инсулина, исследователи открыли возможность модифицировать молекулы инсулина для более быстрого начала действия по сравнению с простым человеческим инсулином.

Уже вскоре после введения инсулина в терапевтическую практику пробовали увеличить длительность его действия, чтобы "облегчить больным жизнь", делая меньше инъекций в течение суток. Инсулин продленного действия должен был помочь больным реже — в идеале, один раз в сутки — делать инъекции. Попытки внесения различных добавок — гуммиарабика, лецитина, холестерина и др. — не увенчались успехом. Лишь в 1936 году Гансу Хагедорну удалось создать протамин-инсулин как вещество с щелочными свойствами. Протамин уменьшает растворимость инсулина при нейтральном рН. После продолжительного периода нефизиологичного использования смысл применения НПХ-инсулина был пересмотрен. Он стал составляющей базис-болюсной терапии и до сих пор применяется у большого числа больных сахарным диабетом 1 и 2 типов во всем мире.

Аналоги инсулина представляют собой молекулы инсулина, структура которых изменена, с целью улучшить фармакокинетические и фармакодинамические свойства по сравнению с человеческим инсулином, сохранив его биологическое действие и профиль безопасности.

На рынке имеются несколько готовых смесей, в которых сочетаются ультракороткий аналог и инсулин средней продолжительности действия.

Устройства для введения инсулина

Даже самые передовые инсулины требуют точного и надежного средства введения. У врача и пациента в России имеются в распоряжении шприцы, шприц-ручки предзаполненные (одноразовые) и многоразовые.

Типы инсулинов

Открытие более 80 лет назад и массовое производство инсулина в больших количествах произвело революцию в лечении сахарного диабета. Первоначально для лечения диабета использовали свиной, бычий инсулины, после чего с помощью технологий рекомбинантных ДНК был произведен человеческий инсулин.

Человеческий инсулин производится в лабораторных условиях с помощью технологий рекомбинантных ДНК (рДНК) и идентичен инсулину, выделяющемуся поджелудочной железой здорового человека. Человеческий инсулин, произведенный с помощью технологии рекомбинантных ДНК, реже вызывает иммунологические реакции у пациентов по сравнению с более старым и реже используемым животным инсулином (первый тип инсулина, который применяли для лечения сахарного диабета).

Человеческий инсулин короткого действия — это название для препаратов человеческого инсулина, применяемых "на еду". Его можно применять у пациентов с диабетом 1-го и 2-го типа вместе с инсулином более длительного действия как часть терапии сахарного диабета, включающей диету, режим физических нагрузок и другие изменения образа жизни. Он начинает действовать приблизительно через 30 минут после подкожной инъекции, действие достигает максимума через 1-3 часа. Длительность действия составляет приблизительно 5-7 часов, но зависит от многих факторов, наиболее значимым из которых является общая введенная доза.

Существует еще и т.н. простой человеческий инсулин с добавлением протамина для увеличения продолжительности его действия. Этот инсулин средней продолжительности действия начинает действовать медленнее и действует дольше по сравнению с ультракороткими аналогами и человеческими инсулинами короткого действия. Он обладает преимуществами инсулинов средней продолжительности действия с более поздним началом действия и более длительным действием, чем человеческие инсулины короткого действия. Он лучше всего подходит для обеспечения базальной потребности в инсулине при применении в комбинации с ультракороткими аналогами и человеческими инсулинами короткого действия в составе базального/ болюсого режима.

Сегодня у пациентов есть возможность использовать человеческие инсулины компании в одноразовой шприц-ручке.

Смеси инсулина в соотношении 30/70 представляют собой готовую смесь нейтрального протамина и инсулина регуляр в заявленной пропорции. На российском рынке имеются: препарат с человеческим инсулином, который подходит многим пациентам с сахарным диабетом, которым для предотвращения повышения концентрации глюкозы крови после еды для улучшения контроля гликемии требуется инсулин короткого действия. Готовые смеси инсулинов улучшают точность дозирования, снижают риск ошибки пациента в расчете дозы и обеспечивают постоянство доз. Готовые смеси позволяют пациентам использовать одну инсулиновую шприц-ручку.

Марина Слета

www.medpulse.ru


Смотрите также