История изучения диабета и открытия инсулина. Открытие инсулина кратко


Скандальная история открытия инсулина

Скандальная история открытия инсулина
Скандальная история открытия инсулина

Что такое сахарный диабет и как протекает заболевание, в начале ХХ века уже хорошо понимали. Знали и о роли инсулина в обменных процессах организма, и о том, что синтезируется он клетками островков Лангерганса в поджелудочной железе (свое название панкреатический гормон получил от латинского insulla — островок). Однако выделить инсулин никому не удавалось, поскольку гормон разрушался трипсином — ферментом ацинозных клеток. Ситуация изменилась, когда, похоронив друга детства, умершего от диабета, канадский ученый Фредерик Бантинг решил всерьез заняться поиском лекарства от этой болезни.

 

Октябрьским вечером 1920 года Бантинг прочел статью Мозеса Баррона о блокаде панкреатического протока желчными камнями и развивающейся вследствие этого атрофии ацинозных клеток. Значение прочитанного молодой ученый осознал во сне и среди ночи, вскочив с постели, сделал запись: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать». Бантинг надеялся, что, перевязав протоки и выждав некоторое время, необходимое для разрушения ацинозных клеток, сумеет найти способ получения экстракта островковых клеток, не подверженного разрушающему воздействию трипсина и других панкреатических ферментов.

 

Своей идеей Бантинг поделился с Джоном Маклеодом — маститым профессором Торонтского университета, который по своему положению мог предоставить необходимое для исследований оборудование. Вначале Маклеод высмеял проект, но после нескольких повторных визитов Фредерика сдался и предоставил для исследований лабораторию, десять собак, а также выделил в помощь ученому студента-медика Чарлза Беста, умеющего хорошо определять содержание глюкозы в крови и моче.

 

Бантинг и Бест приступили к серии экспериментов в мае 1921 года, когда Маклеод отправился на отдых в Шотландию. К его возвращению в августе Бантингу и Бесту удалось экстрагировать инсулин из островковой ткани поджелудочной железы собак. Они также удалили поджелудочную железу у одной собаки, а затем ввели умиравшему от кетоацидоза животному экстракт островковой ткани. Собака выздоровела: уровень глюкозы в крови снизился донормального, а в моче она вообще исчезла.

 

Бантинг и Бест продолжали опыты, и, в конце концов, из бычьей поджелудочной железы молодым исследователям удалось-таки получить экстракт инсулина.

В том же году Бантинг, Бест и Маклеод доложили Американскому физиологическому обществу о получении инсулина. Маклеод, используя все возможности своей кафедры, начал добиваться получения и очистки большого количества инсулина. Для этого профессору понадобилась помощь биохимика Дж. Б. Коллипа, и Маклеод подключил его к проекту. Их совместный труд увенчался успехом, и в 1922 году была сделана первая в истории человечества инъекция очищенного инсулина. «Подопытным» пациентом стал подросток Леонард Томсон. Благодаря вовремя начатой инсулинотерапии, мальчику не только спасли жизнь, но и остановили прогрессирование диабета. Итак, способ борьбы с неизлечимым в то время недугом был найден.

 

Вместо того, чтобы получить патент на инсулин, Бантинг передал все свои права на него Торонтскому университету. В конце 1922-го лаборатории этого вуза совместно с американской фармацевтической фирмой наладили коммерческое производство инсулина. Патентные права на производство препарата были переданы канадскому Совету по медицинским исследованиям. Соответствующее разрешение получили американская компания Лилли и датская фирма Ново Нордиск, которые и по сей день являются мировыми лидерами по выпуску инсулина.

 

Казалось бы, «сооткрывателям» нового лекарства было от чего возликовать, но радость по поводу открытия для них омрачилась завистью и борьбой за право считаться «отцом» инсулина. На заседании Ассоциации американских врачей Маклеод сделал для прессы заявление, прозвучавшее так, словно открытие инсулина было лично его заслугой, а коллеги лишь помогли ему. Бантинга, присутствовавшего при этом, подобная наглость настолько вывела из себя, что позднее, работая с Коллипом, которого считал союзником Маклеода, он «не удержался и внезапно ударил [его]».

 

Скандал быстро разрастался и вскоре принял международные масштабы… Когда в 1923-м открывателей инсулина удостоили звания нобелевских лауреатов, ни один из них на торжественную церемонию не явился, и премия была вручена английскому послу. Бантинга до глубины души возмутило, что в число удостоенных награды не попал его непосредственный помощник — Бест. Сгоряча он даже решил отказаться от премии, но, вняв советам друзей, не сделал этого. Правда, половину полученных денег незамедлительно отдал Бесту, во всеуслышание заявив о вкладе последнего в открытие инсулина (позже члены Нобелевского комитета пришли к выводу, что Беста действительно следовало включить в список награжденных). Маклеоду ничего не оставалось, как последовать примеру Бантинга и разделить деньги с Коллипом.

 

На этом печально окончилась история некогда дружеских отношений открывателей инсулина, но не история самого препарата.

 

В 1926 г. Абель синтезировал инсулин в кристаллическом виде, что позволило улучшить степень очистки препарата.

 

В 1936 г. в Дании Хагедорн вместе с сотрудниками Ново Нордиска получил инсулин пролонгированного действия, а в 1946 г. — инсулин NPH (нейтральный протамин Хагедорна). Последний до настоящего времени остается одним из наиболее популярных инсулинов.

 

Длительное время применяли говяжий и свиной инсулин. В 1955 г. ученые Кембриджского университета во главе с Сангером расшифровали структуру этого гормона. Начались долгие разработки по синтезу человеческого инсулина. И только в 1981 г. Вальтер Жильбер и Петер Ломедико (Гарвардский университет) «заставили» бактерии синтезировать инсулин. А пять лет спустя стали выпускать препарат второго поколения, полученный методом генной инженерии из пекарских дрожжей. В настоящее время человеческим инсулином пользуется половина больных сахарным диабетом.

 

Главным недостатком производимых инсулинов многие годы оставалась недостаточная очистка от примесей и, как результат, частые аллергические реакции у пациентов. Усилиями советских и английских медиков в 1973 г. была разработана новая методика очистки препарата, благодаря которой получили монокомпонентный инсулин.

 

Совершенствование лекарства продолжается и в настоящее время (сейчас, например, разрабатывается новая, ингаляционная форма препарата), хотя победить сахарный диабет окончательно пока, увы, не удается.

 

19.12.2007 6748 Показ

Источник. РА - Журнал “Фармацевт практик” 11-12-2007 (8-9)

Информация. med-practic.com

Авторские права на статью (при отметке другого источника - электронной версии) принадлежат сайту www.med-practic.com

www.med-practic.com

История изучения диабета и открытия инсулина

ДиабетЗагадка диабета — из древнейших. Разрешить же ее можно только с помощью современной науки, поняв, как происходят сбои на межклеточном, молекулярном уровнях. Предлагаемая статья рассказывает о гипотезах и достижениях в этой области.

Известный греческий врач древности Аретей Каппадокийский писал о том, что у некоторых больных выпитая жидкость не задерживается в теле, проходя как бы сквозь него. Состояние это он назвал «диа-байно» — проходить сквозь.

Английский врач Томас Уиллис (середина XVII века) попробовал «биологическую жидкость» (то есть мочу) на вкус. И определил, что она сладкая. Так диабет был назван «сахарным». Однако через двадцать лет коллега Уиллиса Листер стал утверждать, что у его пациентов, страдающих мочеизнурением, моча «инсипида», то есть, безвкусная (от латинского «сапидус» — вкусный, приятный; «инсипидус» — пресный, несладкий).

Прошло еще много лет, прежде чем диабет был окончательно разделен на сахарный и несахарный. В 1929 году «Большая медицинская энциклопедия» определяла диабет как состояние, при котором «почки к себе привлекают воду и пропускают ее в мочу». И добавляла: «Диабет несахарный ничего общего с настоящим сахарным не имеет». Правда, не уточнялось, что конкретно имеется в виду — в ту пору это сделать было просто невозможно.

Сегодня термин «диабет» входит в название целого ряда заболеваний. Общим у них остается: «прохожу сквозь» — вода или другие химические вещества.выделяются у больного с мочой в больших количествах. Рассмотрим два наиболее частых заболевания — несахарный и сахарный диабеты.

Пью — все мне мало

При описании симптомов этой болезни обязательно присутствуют два слова — «мучительная» и «изнурительное». Первое касается жажды — настолько сильной, что больной, если не найдет чистой воды, может пить воду после мытья посуды или из ванны. Второе касается мочеиспускания (диурез): количество суточной мочи колеблется от 4 до 12 литров, у некоторых больных достигает 40 литров. Ограничение приема жидкости быстро приводит к тяжелым осложнениям: потере веса, общей слабости, головной боли. Длительное ограничение питья может вызывать психические нарушения и коллапс (резкое угнетение жизненных функций организма).

Причина болезни — в патологиях, связанных с особым антидиуретическим гормоном — вазопрессином. Название гормона состоит из двух слов: «ваза» — сосуд, и «пресс» — давление, тем самым подчеркивается одна из его физиологических функций в организме: вазопрессин поддерживает нормальное артериальное давление за счет своевременного удаления избытка жидкости из крови. Это осуществляется в почках, где поначалу образуется так называемая первичная моча, а затем вода вновь всасывается обратно в кровь (из 100—150 литров первичной мочи выделяется в сто раз меньше).

Обратное всасывание воды происходит в дистальных извитых канальцах почечного нефрона под действием вазопрессина.Не стоит забывать, что клетка — элементарная частица организма, ей в минимальном объеме присуще то, что характеризует целый организм. И многие патологические процессы связаны с нарушением элементарных клеточных функций, — таких, скажем, как движение, узнавание, создание специфических контактов. В основе таких нарушений лежат определенные дефекты биологических молекул. При несахарном диабете может быть нарушен синтез вазопрессина в гипоталамусе и как следствие недостаток его поступления в гипофиз, а оттуда — в кровь. Возможно нарушение в системе «транспорта» вазопрессина — продукт есть, а доставить его некому. У некоторых больных клетки дистальных канальцев нефрона, то есть почечной единицы, участвующей в формировании мочи, оказываются нечувствительными к действию вазопрессина. При этом почки не могут концентрировать первичную мочу, и поэтому выводят огромные количества воды из организма. Недаром такой вид диабета еще называют нефрогенным.

Ген рецептора вазопрессина располагается в длинном плече X хромосомы. Этим объясняется то, что данный вид диабета связан с мужским полом (поскольку у мужчин нет второй Х’ хромосомы). У одного из канадских больных мутация в участке хромосомы привела к преждевременному окончанию синтеза белка — рецептора. В результате этого рецептор состоит не из 371 аминокислоты, как это должно быть в норме, а из 348. Такой белок оказывается неспособным нормально реагировать на присоединение молекулы вазопрессина. Определены еще восемь мутаций, которые в той или иной мере приводят к синтезу белка, неспособного функционировать должным образом.

Ученые проследили генеалогию заболевшего диабетом канадца. Выяснилось, что у его бабушки была сестра, которая тоже передала своему сыну мутантный ген. Он умер от диабета, не оставив после себя потомства. Мать больного была здорова, но ее брат, дядя больного, также умер от несахарного диабета. Удивительно то, что брат больного не страдает диабетом. Вполне возможно, что произошло генетическое «чудо» — обратная мутация, в результате чего и родился мальчик с нормальными генами.

Это пример врожденного наследственного заболевания. Но несахарный диабет может развиться и в результате опухолей мозга, острых респираторных заболеваний, при туберкулезе, сыпном, брюшном и возвратном тифе, коклюше, скарлатине, малярии и даже пневмонии.

Прогноз при несахарном диабете, как правило, зависит от причин, вызвавших его. Бывает, что к выздоровлению приводит избавление от основного заболевания, но нередко болезнь тянется всю жизнь. Однако при специальной гормональной терапии она уже не становится ни мучительной, ни изнурительной.

Глюкоза и инсулин в энергетических машинах

Примерно половина энергетических потребностей организма должны быть удовлетворены за счет углеводов. Точнее, — за счет глюкозы, в которую превращаются принимаемые с пищей углеводы. Многие ткани организма способны воспользоваться и альтернативными источниками энергии, прежде всего свободными жирными кислотами. Но мозг человека, эритроциты крови и кора почек требуют достаточного количества глюкозы. Недостаток глюкозы приводит к гипогликемической коме, а ее избыток — к гипергликемической, когда мозг отравляется недоокисленными продуктами. Нейрон погибает без получения энергии в виде глюкозы (или без кислорода, который окисляет ее) уже через пять минут. Глюкоза необходима клеткам для получения — при ее окислении, — молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), этой энергетической «валюты» клеток. Окисление глюкозы осуществляется в митохондриях — особых органеллах клетки, имеющих причудливые внутренние перегородки, на которых сидят молекулы белковых ферментов, вырабатывающих АТФ за счет энергии окисления глюкозы.

Но для того, чтобы ткани организма начали поглощать глюкозу, обязательно нужен специальный гормон — инсулин. Можно представить себе это несколько упрощенно: как мотор не начнет усваивать энергию бензина без искры, так клетки не станут усваивать глюкозу из крови без инсулина.

Инсулин соединяется со своим рецептором, состоящим из четырех белковых цепей, пронизывающих мембрану клетки. В ней открывается канал, через который глюкоза поступает в клетку. Устремляются молекулы глюкозы в клетку не сами, а переносятся небольшими белковыми переносчиками, состоящими примерно из полутысячи аминокислот. При добавлении инсулина к культуре клеток перенос глюкозы внутрь клетки увеличивается в 15 раз. В мембране красной кровяной клетки – эритроцита – переход молекулы-переносчика из одного состояния в другое при добавлении глюкозы осуществляется чуть ли не 1000 раз в секунду.

В истории открытия и использования инсулина немало замечательных страниц. При исследованиях инсулина был выявлен механизм формирования пространственной структуры белков. Инсулин оказался также первым белком, синтезировать который удалось химическим путем, и первым гормоном, промышленное производство которого осуществили методами генной инженерии. Инсулин спас и спасает жизнь миллионам людей, больных сахарным диабетом. Достаточно сказать, что в доинсулиновый период дети, заболев сахарным диабетом, жили в среднем один-два года.

В конце прошлого века два немецких физиолога, занимаясь изучением процессов пищеварения, удаляли у подопытных собак поджелудочную железу. Служитель, убиравший клетки обратил внимание что на мочу прооперированных животных слетается очень много мух. Оказалось, что в моче собак содержится чрезвычайно большое количество сахара. В результате возникла идея о том, что поджелудочная железа выделяет особое вещество, которое ограничивает накопление сахара в крови. В 1901—1902 годах русский исследователь Л. В. Соболев доказал, что данное вещество вырабатывается особыми образованиями в ткани поджелудочной железы — островками Лангерганса.

Инсулин

Выделить инсулин из поджелудочной железы удалось не сразу. Так как эта железа имеет еще одну важнейшую функцию: она вырабатывает специальные ферменты и для пищеварения. В вытяжках из поджелудочной железы, которыми ученые пытались вылечить подопытных животных от диабета, эти ферменты немедленно расщепляли инсулин.

В 1921 году, применив методы, рекомендованные Л. В. Соболевым, канадцы Ч. Бест и Ф. Бантинг, получили гормон в чистом виде и назвали его инсулин — от латинского «инсула» — островок. Они применили такой прием: перевязали проток, который выводит сок поджелудочной железы в двенадцатиперстную кишку, и несколько недель спустя ткани, образующие фермент, распались. Экстракт, полученный из такой железы, содержал неразрушенный инсулин. Этот метод, разумеется, не годился для промышленного производства инсулина, но исследования Ф. Бантинга, получившего Нобелевскую премию, открыли дорогу для практического применения «гормона жизни» для диабетиков.

 

Хорошего дня желает Вам «Книга Здоровья»!

knigazdorovya.com

Скандальная история открытия инсулина

Скандальная история открытия инсулина
Скандальная история открытия инсулина

Что такое сахарный диабет и как протекает заболевание, в начале ХХ века уже хорошо понимали. Знали и о роли инсулина в обменных процессах организма, и о том, что синтезируется он клетками островков Лангерганса в поджелудочной железе (свое название панкреатический гормон получил от латинского insulla — островок). Однако выделить инсулин никому не удавалось, поскольку гормон разрушался трипсином — ферментом ацинозных клеток. Ситуация изменилась, когда, похоронив друга детства, умершего от диабета, канадский ученый Фредерик Бантинг решил всерьез заняться поиском лекарства от этой болезни.

 

Октябрьским вечером 1920 года Бантинг прочел статью Мозеса Баррона о блокаде панкреатического протока желчными камнями и развивающейся вследствие этого атрофии ацинозных клеток. Значение прочитанного молодой ученый осознал во сне и среди ночи, вскочив с постели, сделал запись: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать». Бантинг надеялся, что, перевязав протоки и выждав некоторое время, необходимое для разрушения ацинозных клеток, сумеет найти способ получения экстракта островковых клеток, не подверженного разрушающему воздействию трипсина и других панкреатических ферментов.

 

Своей идеей Бантинг поделился с Джоном Маклеодом — маститым профессором Торонтского университета, который по своему положению мог предоставить необходимое для исследований оборудование. Вначале Маклеод высмеял проект, но после нескольких повторных визитов Фредерика сдался и предоставил для исследований лабораторию, десять собак, а также выделил в помощь ученому студента-медика Чарлза Беста, умеющего хорошо определять содержание глюкозы в крови и моче.

 

Бантинг и Бест приступили к серии экспериментов в мае 1921 года, когда Маклеод отправился на отдых в Шотландию. К его возвращению в августе Бантингу и Бесту удалось экстрагировать инсулин из островковой ткани поджелудочной железы собак. Они также удалили поджелудочную железу у одной собаки, а затем ввели умиравшему от кетоацидоза животному экстракт островковой ткани. Собака выздоровела: уровень глюкозы в крови снизился донормального, а в моче она вообще исчезла.

 

Бантинг и Бест продолжали опыты, и, в конце концов, из бычьей поджелудочной железы молодым исследователям удалось-таки получить экстракт инсулина.

В том же году Бантинг, Бест и Маклеод доложили Американскому физиологическому обществу о получении инсулина. Маклеод, используя все возможности своей кафедры, начал добиваться получения и очистки большого количества инсулина. Для этого профессору понадобилась помощь биохимика Дж. Б. Коллипа, и Маклеод подключил его к проекту. Их совместный труд увенчался успехом, и в 1922 году была сделана первая в истории человечества инъекция очищенного инсулина. «Подопытным» пациентом стал подросток Леонард Томсон. Благодаря вовремя начатой инсулинотерапии, мальчику не только спасли жизнь, но и остановили прогрессирование диабета. Итак, способ борьбы с неизлечимым в то время недугом был найден.

 

Вместо того, чтобы получить патент на инсулин, Бантинг передал все свои права на него Торонтскому университету. В конце 1922-го лаборатории этого вуза совместно с американской фармацевтической фирмой наладили коммерческое производство инсулина. Патентные права на производство препарата были переданы канадскому Совету по медицинским исследованиям. Соответствующее разрешение получили американская компания Лилли и датская фирма Ново Нордиск, которые и по сей день являются мировыми лидерами по выпуску инсулина.

 

Казалось бы, «сооткрывателям» нового лекарства было от чего возликовать, но радость по поводу открытия для них омрачилась завистью и борьбой за право считаться «отцом» инсулина. На заседании Ассоциации американских врачей Маклеод сделал для прессы заявление, прозвучавшее так, словно открытие инсулина было лично его заслугой, а коллеги лишь помогли ему. Бантинга, присутствовавшего при этом, подобная наглость настолько вывела из себя, что позднее, работая с Коллипом, которого считал союзником Маклеода, он «не удержался и внезапно ударил [его]».

 

Скандал быстро разрастался и вскоре принял международные масштабы… Когда в 1923-м открывателей инсулина удостоили звания нобелевских лауреатов, ни один из них на торжественную церемонию не явился, и премия была вручена английскому послу. Бантинга до глубины души возмутило, что в число удостоенных награды не попал его непосредственный помощник — Бест. Сгоряча он даже решил отказаться от премии, но, вняв советам друзей, не сделал этого. Правда, половину полученных денег незамедлительно отдал Бесту, во всеуслышание заявив о вкладе последнего в открытие инсулина (позже члены Нобелевского комитета пришли к выводу, что Беста действительно следовало включить в список награжденных). Маклеоду ничего не оставалось, как последовать примеру Бантинга и разделить деньги с Коллипом.

 

На этом печально окончилась история некогда дружеских отношений открывателей инсулина, но не история самого препарата.

 

В 1926 г. Абель синтезировал инсулин в кристаллическом виде, что позволило улучшить степень очистки препарата.

 

В 1936 г. в Дании Хагедорн вместе с сотрудниками Ново Нордиска получил инсулин пролонгированного действия, а в 1946 г. — инсулин NPH (нейтральный протамин Хагедорна). Последний до настоящего времени остается одним из наиболее популярных инсулинов.

 

Длительное время применяли говяжий и свиной инсулин. В 1955 г. ученые Кембриджского университета во главе с Сангером расшифровали структуру этого гормона. Начались долгие разработки по синтезу человеческого инсулина. И только в 1981 г. Вальтер Жильбер и Петер Ломедико (Гарвардский университет) «заставили» бактерии синтезировать инсулин. А пять лет спустя стали выпускать препарат второго поколения, полученный методом генной инженерии из пекарских дрожжей. В настоящее время человеческим инсулином пользуется половина больных сахарным диабетом.

 

Главным недостатком производимых инсулинов многие годы оставалась недостаточная очистка от примесей и, как результат, частые аллергические реакции у пациентов. Усилиями советских и английских медиков в 1973 г. была разработана новая методика очистки препарата, благодаря которой получили монокомпонентный инсулин.

 

Совершенствование лекарства продолжается и в настоящее время (сейчас, например, разрабатывается новая, ингаляционная форма препарата), хотя победить сахарный диабет окончательно пока, увы, не удается.

 

19.12.2007 6748 Показ

Источник. РА - Журнал “Фармацевт практик” 11-12-2007 (8-9)

Информация. med-practic.com

Авторские права на статью (при отметке другого источника - электронной версии) принадлежат сайту www.med-practic.com

www.med-practic.com

Гордость и благодарность. История открытия инсулина

 

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».

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://рмж.рф

Дата добавления: 15.01.2013

www.km.ru

История открытия инсулина

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».

< Предыдущая Следующая >
 

referat.hhos.ru

Получение инсулина.

 

Инсулин - гормон поджелудочной железы, регулирующий углеводный обмен и поддерживающий нормальный уровень саха­ра в крови. Недостаток этого гормона в организме приводит к одному из тяжелейших заболеваний - сахарному диабету, кото­рый как причина смерти стоит на третьем месте после сердечно­сосудистых заболеваний и рака. Инсулин - небольшой глобуляр­ный белок, содержащий 51 аминокислотный остаток и состоя­щий из двух полипептидных цепей, связанных между собой двумя дисульфидными мостиками. Синтезируется он в виде одноцепочечного предшественника - препроинсулина, содержащего кон­цевой сигнальный пептид (23 аминокислотных остатка) и 35-звенный соединительный пептид (С-пептид). При удалении сигналь­ного пептида в клетке образуется проинсулин из 86 аминокислот­ных остатков, в котором А и В-цепи инсулина соединены С-пептидом, обеспечивающим им необходимую пространственную ориентацию при за­мыкании дисульфидных связей. После протеолитического отщеп­ления С-пептида образуется инсулин.

Со времени открытия инсулина в 1921 году Бантингом и Бестом, которые выделили гормон из поджелудочной железы новорожденного теленка и показали снижение уровня глюкозы в сыворотке крови экспериментального животного после введения препарата, прошло больше 80 лет. За это время была создана индустрия производства инсулина.

Обычно поджелудочная железа крупного рогатого скота и свиней не используется в мясной и консервной промышленности и постав­ляется в вагонах-рефрижераторах на фармацевтические предприя­тия, где проводят экстракцию гормона. Для получения 100 г крис­таллического инсулина необходимо 800 -1000 кг исходного сырья. Однако такой инсулин отличается по строению (аминокислотной последовательности) от инсулина человека и его использование напрямую малоэффективно. Например свиной инсулин отличается от человеческого на одну аминокислоту у С-конца В-цепи (аланин вместо треонина- на) Поэтому предварительно проводят химическую модификацию животного инсулина с целью придания ему структуры человеческого инсулина. Замену аланина на треонин осуществляют путем катализируемого ферментом отщепления аланина и присоединение вместо него защищенного по карбоксильной группе остатка треонина, присутствуещего в реакционной смеси в большом избытке. После отщепления защитной О-трет-бутильной группы получают инсулин человека.

Развитие с середины 1970-х годов технологии получения рекомбинантных ДНК значительно изменило характер исследований, проводимых в области генетики, молекулярной биологии и биотехнологии. Разработка методов изменения генетического аппарата клеток, позволяющих вводить в них чужеродные гены, клонировать их, экспрессировать и получать биосинтетические белки в необходимом количестве обеспечила возможность создания новой отрасли фармацевтической промышленности и обеспечения здравоохранения различными белковыми препаратами (инсулином, эритропоэтином, интерферонами и др.)

Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 20 лет назад. В 1978 г. появилось сообщение о получении штамма кишечной палочки, продуцирующего крысиный проинсулин (США). В этом же году были синтезированы отдельные цепи человеческого инсулина посредством экспрессии их синтетических генов в клет­ках Е. coli. Каждый из полученных синтетических генов последовательно подстраивался к 3 '-концу гена фермента (β-галактозидазы и вводил­ся в векторную плазмиду (pBR322). Клетки Е. coli, трансформиро­ванные такими рекомбинантными плазмидами, производили гиб­ридные (химерные, рекомбинантные) белки, состоящие из фрагмента β-галактозидазы, соединенной через остаток метионина с А и В цепями инсулина. При обработке in vitro химерного белка бромцианом пептид А-В высвобождался и далее ферментативно расщеплялся на фрагменты А и В. Однако замыкание дисульфидных мостиков между несвязанными С-пептидом А и В-звеньями инсулина происходило с трудом и данный метод получения инсулина не получил своего развития .

Поэтому в дальнейшем был разработан метод получения проинсулина человека целиком, с последующей его трансформацией в инсулин in vitro. Для этого искусственно была синтезирована нуклеотидная последовательность кодирующая структуру проинсулина, которая затем была встроена в плазмиду к 3 '-концу гена β-галактозидазы. Трансформированные такими плазмидами клетки Е. coli синтезировали химерный белок, состоящий из фрагментов проинсулина и β-галактозидазы, который далее in vitro последовательно превращали в инсулин человека (рис.1.).

 

 

 

Похожие статьи:

www.poznayka.org


Смотрите также