Инсулин: захватывающая история великого изобретения. Открытие инсулина


Кто открыл инсулин: история, версии ученых 

Первый инсулиновый препарат, благодаря которому удалось спасти человеческую жизнь, был введен больному подростку в 1922 году. Изготовлен он был из поджелудочной железы коровы, а прежде, чем получить лекарство, понадобились столетия кропотливой работы, открытий и интриг, а о том, кто открыл инсулин, многие спорят до сих пор, даже несмотря на то, что авторы получили Нобелевскую премию.

Изучение

О диабете человечество знало ещё со времен древней Греции: заметив, что вода в организме больного не задерживается, человек постоянно испытывает жажду, Аретей Каппадокийский назвал недуг «диа-байно» – «проходить сквозь». К началу двадцатого века о сахарном диабете было известно немало и немаловажную роль в этом отыграли собаки. Эксперименты проводили жестоко: у животных удаляли поджелудочную железу, после чего ученые наблюдали за ростом сахара в организме (определяли количество глюкозы в моче и следили за симптомами недуга). Так было доказано, что диабет напрямую связан с поджелудочной железой.

Ученый из России, Леонид Соболев, оказался первым, кто обнаружил, что за развитие диабета отвечает не вся поджелудочная железа, а лишь часть клеток (островки Лангерганса). Сделал он это в 1900 году, перевязав собаке выводной проток поджелудочной железы, что привело к её атрофированию, но поскольку островки Лангерганса остались неповрежденными, у животного диабет не развился. Хотя ученый из России двигался в правильном направлении, он умер, не закончив исследований.

Врач Древней Греции

Врач Древней Греции

Впоследствии ученые определили, что на развитие недуга влияет недостаток биологически активных веществ, которые вырабатываются в этих клетках и способствуют усваиванию в организме глюкозы и за ее выработку (в 1916 году немец Шарпи-Шафер дал название этим веществам: латинское слово «insula» означает островок).

Идея о том, что диабет можно лечить с помощью ввода инсулина извне, возникла почти сразу, как только это было обнаружено, но все опыты были неудачны. Получить гормон в чистом виде не получалось, а при глотании лекарство разрушалось под действием пищеварительных соков.

Открытие инсулина

Открытие инсулинаПервым синтез инсулина смог сделать французский исследователь Глэй. Он ввел в протоки поджелудочной железы собаки масло, что привело к атрофированию органа, при этом островки Лангерганса остались целыми. Из атрофированной железы Глэй делал вытяжку и ввёл собаке, у которой из-за удаленной поджелудочной железы развивался диабет. Животное не умирало, пока в её тело вводили лекарство.

Значимости своему открытию Глей не придал, сделал подробные описания исследований и в 1905 году передал на хранение Парижскому биологическому обществу, где они долгие годы пылились в сейфе.

Синтез

Официально считается, что первым человеком, который догадался, как сделать синтез инсулина, был канадец Фредерик Бантинг, поделившийся со своей идеей с профессором Джоном Маклеодом: для проведения опытов нужна была лаборатория с хорошим оборудованием, и Маклеод мог её предоставить. Сначала профессор отказался выделить место для опытов, и согласился лишь по той причине, что ему предстояла поездка в Европу и в лаборатории он особо не нуждался.

Поэтому участие в разработках принял минимальное, и сказал, что все работы к его моменту возвращения из отпуска должны быть закончены, то есть через два месяца (в назначенный Маклеодом срок ученые не уложились, вернувшийся профессор хотел выставить их из лаборатории, но его удалось уговорить). Помогать Бантингу взялся один из самых перспективных студентов медицинского факультета Чарльза Беста, который очень заинтересовался идеей синтеза инсулина.

Ученые Бантинг и Бест

Ученые Бантинг и БестПервые опыты Бантинг и Бест проводили на собаках. Они получили вытяжку из атрофированной поджелудочной железы собаки (на это ушло около двух месяцев), после чего сделали укол впавшему в кому животному, у которого была удалена железа. О том, что они на правильном пути, стало понятно после того, как животное прожило ещё семь дней после инъекции, выходя из комы, когда вводили лекарство и впадая в неё, если инъекции не делали. В течение этого времени ученые постоянно замеряли уровень глюкозы. Это был первый случай, когда кто-либо вышел из диабетической комы (об исследовании француза было на тот момент не известно).

Интрига началась позже: ученые патент не оформили и передали права на открытие университету. Маклеод, после того как понял всю важность открытия, развернул активную деятельность, привлек всех перспективных сотрудников и приступил к производству инсулиновых лекарственных препаратов. Особую роль в этом сыграл биохимик Джон Коллип: он смог сделать так, чтобы отпала необходимость в перевязке протоков и времени на ожидание, пока поджелудочная железа атрофируется.

Своё внимание ученые переключили с собак на коров, и через некоторое время было обнаружено, что у эмбрионов намного больше островков Лангерганса, чем у взрослых животных. Результаты с каждым опытом были все более успешны, и ученые смогли продлить жизнь собаке до семидесяти дней. В 1922 году препарат впервые ввели умирающему мальчику и вернули его к жизни.

Премия

После этого Маклеод сделал доклад на заседании Ассоциации американских врачей, повернув дело так, будто открытие совершил он. При этом начал активно рекламировать препарат, благо связи для этого у него были. О роли Бантинга он умолчать все же не смог, но роль остальных ученых была сведена к минимуму. По этой причине Нобелевская премия за открытие инсулина была присуждена лишь ему и Бантингу.

С тем, что Маклеод получил премию, а Бест остался не у дел, Бастинг был категорически не согласен и прилюдно начал рассказывать о том, как именно проводились опыты, о роли Маклеода, не забыв упомянуть о том, какие палки в колеса вставлял именитый ученый. Огромный скандал привел к тому, что премию получать не поехал никто, а впоследствии она была разделена между четырьмя учеными: Бастинг поделился с Бестом, Маклеод – с Коллипом.

Ученые Бастинг и Маклеод

Ученые Бастинг и Маклеод

Узнав о премии, французский ученый Грэй решил доказать, что он автор изобретения, для чего в присутствии свидетелей были вытащены его записки. Угомонился он лишь после того, как Герман Минковский, родившийся в Литве, что в том момент входила в состав России, но жил и работал в Германии, сказал о возможности привлечения француза к суду за то, что утаил сведения, которые могли спасти жизнь не одной тысяче людей.

Производство препарата

Производство инсулина начиная с 1926 года, поставлено на широкую ногу, его изготавливали ведущие фармацевтические компании, а в последнее время производить стали и в России. Сначала гормон изготавливали из поджелудочной железы крупного рогатого скота, но он часто вызывал аллергию, поскольку не совпадал с человеческим тремя аминокислотами.

Затем стали делать свиной инсулин (разница в одной аминокислоте), который человеческий организм усваивает лучше, но также возможна аллергия. Поэтому было принято решение изготавливать синтетический инсулин, который был бы полным аналогом человеческому. Здесь на помощь пришла генная инженерия, прежде всего биохимия.

Перед этим надо заметить, что все белки являют собой полимеры, собранные из фрагментов аминокислот. При этом в образовании полимеров, необходимых для получения инсулина, участвуют лишь аминокислоты, которые имеют между карбоксильной группой и аминогруппой лишь один углеродный атом.

Производство инсулина

Производство инсулинаХотя аминокислот существует очень много, в формировании инсулина принимают участие лишь 51 остаток аминокислот, в результате чего гормон является одной из самых коротких цепочек белков.

Чтобы получить инсулин, аминокислоты должны соединиться в строго определённом порядке (в противном случае можно получить молекулу, которая не имеет ничего общего с тем, что производит живой организм), что и было сделано в ходе экспериментов.

Через некоторое время с помощью генной инженерии и биохимии, ученые смогли организовать получение инсулина, поместив в специальную питательную среду штаммы дрожжей и генномодифицированные кишечные палочки, способные вырабатывать человеческий генноинженерный инсулин. Количество вырабатываемого вещества оказалось настолько велико, что ученые склоняются к мысли, что такое разведение гормона в скором времени полностью заменит инсулин животного происхождения.

Хранение

Согласно официальным данным, в России количество диабетиков превышает три миллиона человек, поэтому производству инсулина уделяется немало внимания. В настоящее время в России разработана технология производства генно-инженерного инсулина. Но количества препаратов, выпускаемых Россией на такое количество больных не хватает. Поэтому помимо инсулина, выпущенного в России, страна закупает огромное число препаратов за рубежом, обеспечивая на складах необходимые условия для хранения инсулина.

Говоря про хранение инсулина в России, надо заметить, что невскрытый флакон можно хранить обычно около двух-трех лет. Чтобы инсулин при этом не испортился, очень важно соблюдать условия хранения инсулина. Перед тем как хранить инсулин, необходимо учитывать, что идеальная температура хранения – от 6 до 8°С.

Хранение инсулина желательно на боковой дверце, подальше от морозильника (замораживание недопустимо, поскольку меняется его структура). За несколько часов до уколов и разведения, нужно вытянуть его из холодильника и подержать при комнатной температуре.

Вскрытый флакон хранят при комнатной температуре (до 25°С), подальше от солнечных лучей и отопительных приборов. Использовать не дольше четырех недель. Если раствор помутнел, появился осадок, он не годится и его нужно выкинуть.

ogormonah.ru

История открытия инсулина | DIABETIS.INFO

История открытия инсулина

«Чтобы больной мог доверить самому себе свою собственную жизнь, ему нужно отлично овладеть определением дозы и введением инсулина», — говорил Дж. Маклеод, за открытие инсулина в 1923 году удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине.

ИнсулинотерапияИнсулинотерапия

Инсулинотерапия — один из важнейших методов лечения сахарного диабета (при диабете 1-го типа — ведущий). Именно благодаря ей диабет перестал быть смертельной болезнью, за считанные месяцы приводящей к гибели человека. Как мы уже знаем, впервые инсулин применили для лечения в 1922 году, и путь к этому был непростым.

Началось все с того, что в 1889 году Оскар Минковски и Джозеф фон Меринг вызвали у собаки экспериментальный сахарный диабет, удалив ей поджелудочную железу. В 1901 году русский патологоанатом Леонид Соболев доказал, что диабет связан с нарушением в работе не всей поджелудочной железы, а только той ее части, которая называется островками Лангерганса Он же предположил, что именно эти островки содержат некое вещество, которое регулирует углеводный обмен. Выделить данное вещество в чистом виде Соболеву не удалось.

Первые попытки сделать это предпринял в 1908 году Георг Людвиг Цюльцер. Немецкий специалист смог выделить из поджелудочной железы экстракт, которым он небезуспешно попытался лечить умирающего от диабета больного — состояние пациента временно улучшилось. Однако экстракт закончился, и человек умер. В 1911 году Цюльцер попробовал запатентовать свое открытие, но сразу сделать это не смог, а во время Первой мировой войны его лаборатория была закрыта Примерно в это же время, в 1911 — 1912 годах, Е. Скотт, работая в Чикагском университете, использовал водный экстракт поджелудочной железы для лечения собак с экспериментально вызванным сахарным диабетом и отметил, что уровень сахара в крови лабораторных животных несколько снижался. Впрочем, и Скотту не суждено было довести дело до логического завершения — его руководитель оказался человеком недальновидным и прекратил работу лаборатории в этом направлении. Не повезло и Израэлю Кляйнеру, который работал над данной проблемой в 1919 году в Рокфеллеровском университете: экономический кризис, последовавший за Первой мировой войной, прервал его исследования.

БантингБантингФ. Г. Бантинг (1891-1941)

У Фредерика Гранта Бантинга были свои счеты с сахарным диабетом — от этой болезни умер его друг. Окончив медицинскую школу в Торонто и отслужив военным хирургом на полях Первой мировой, он стал ассистентом профессора в медицинской школе университета Западного Онтарио. В октябре 1920 года, читая медицинскую статью о перевязке выводных протоков поджелудочной железы, Бантинг решил попробовать использовать этот способ для получения вещества железы, обладающего сахаропонижающими свойствами. С просьбой предоставить ему лабораторию для проведения опытов он обратился к профессору Торонтского университета Джону Маклеоду. Старший коллега был лучше знаком с исследованиями в данной области и считал их неперспективными, но молодой ученый оказался так настойчив, что отказать ему Маклеод не смог.

Профессор предоставил Бантингу не только лабораторию, но и десять собак, а самое главное — выделил помощника. Им стал студент старшего курса Чарлза Бест, в совершенстве владевший методами определения сахара в крови и моче (тогда это было совсем не так просто, как сегодня). Для прочего обеспечения исследований Бантинг продал все свое имущество (история умалчивает, каковы были его размеры, но на опыты хватило). Пока Маклеод отдыхал в Шотландии, Бантинг и Бест перевязывали протоки поджелудочных желез собак и напряженно ждали результатов. В августе 1921 года им удалось выделить вожделенную субстанцию. Введение этого вещества собаке, лишенной собственной поджелудочной железы и умиравшей от кетоацидоза, заметно улучшило состояние животного, уровень сахара в крови снизился.

К этому времени вернулся Маклеод. Узнав о результатах молодых ученых, он бросил все силы лаборатории на дальнейшую разработку темы. Выделение субстанции, которую первоначально назвали айлетином (в другой транскрипции — илетином), из поджелудочных желез собак было чрезвычайно трудоемким процессом, потому что молекулу айлетина разрушали пищеварительные ферменты. Бантинг предложил использовать для этих целей железу плодов телят, у которых инсулин уже вырабатывался, а пищеварительные ферменты, затруднявшие выделение инсулина, еще нет. Получилось, и работа пошла быстрее. Главное, что айлетин телят помогал собакам, несмотря на видовые различия. Однако препарат вызывал серьезные побочные реакции, связанные с наличием в нем белков и других веществ.

Маклеод пригласил в группу биохимика Джеймса Коллипа, который занялся очисткой айлетина. Результат не заставил себя долго ждать: 11 января 1922 года была сделана первая инъекция айлетина умиравшему от диабета 14-летнему Леонарду Томпсону. Как говорится, первый блин вышел комом: на введение препарата у подростка развилась аллергическая реакция — степень очистки оказалась недостаточной. Коллип засел в лаборатории: Леонард угасал на глазах, времени оставалось все меньше и меньше. Через 12 дней предприняли вторую попытку. На этот раз все прошло удачно, и мир получил новое лекарство. Маклеод предложил Бантингу назвать его инсулином (от лат. insula — остров, впервые это название прозвучало в 1910 году: эндокринолог Эдвард Шарпей-Шафер назвал так некое вещество, нехватка которого, по его предположениям, вызывает диабет). Так мы теперь и называем это чудо-лекарство. 

Леонард Томпсон, который к началу лечения в свои 14 лет весил 25 кг, прожил еще 13 лет относительно активной жизни и умер от тяжелой пневмонии (антибиотиков тогда не существовало, и смертность от пневмоний была высокой). Бессребренник Бантинг передал права на патент на новое лекарство Торонтскому университету, получив за это один доллар. Ему было важнее, что он успел спасти жизнь своему второму другу, врачу Джо Джилькристу.

Потребность в инсулине

Потребность в инсулинеПотребность в инсулине оказалась чрезвычайно высокой. Бантинг получал пачки писем с просьбой помочь умирающим людям… Между тем первый инсулин продолжал давать побочные реакции — в месте введения были инфильтраты (уплотнения) и даже абсцессы. Один из знакомых Бантинга — бизнесмен Эли Лилли — выкупил патент у университета Торонто (одновременно с ним лицензию получила и датская компания «Ново-Нордиск») и начал промышленное производство инсулинов, вкладывая при этом немалые средства в совершенствование их очистки. Создателем «Ново-Нордиск» был врач Август Крог, жена которого стала одной из первых пациенток Бантинга. Фармацевтические компании «Эли Лилли» и «Ново-Нордиск» до сих пор являются одними из ведущих в этой области.

Справедливости ради надо отметить, что в 1921 году, за несколько месяцев до Бантинга и Беста, румынский исследователь Николае Паулеску опубликовал результаты своей работы, в которой описывал действие полученного им из поджелудочной железы собаки вещества, которое он назвал панкреатином (сейчас этим термином обозначают комплекс пищеварительных ферментов поджелудочной железы). Но история распорядилась так, что эти публикации научная общественность не заметила. Вспомнили о них значительно позже…

В 1923 году за создание инсулина Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию. Почему вместе с ними ее не присудили Бесту и Коллипу? Спросить бы у членов жюри, но… Возмущенный Бантинг сначала даже не хотел принимать награду, но потом передумал и полученные деньги разделил пополам с Бестом. То же самое сделал Маклеод — половину премии он передал Коллипу.

Хотя осадок, конечно же, остался. В дальнейшем группа исследователей распалась — Бантингу казалось (а может быть, так оно и было?), что Маклеод занижает его роль в открытии инсулина, а Коллип поддерживает в этом споре профессора.

Так или иначе, инсулин стал жить своей, отдельной от создателей, жизнью. Маклеод читал лекции в университете Абердина в Шотландии, где долгие годы заведовал кафедрой физиологии.

Бантинг, которому была определена пожизненная пенсия, в 1923 году стал доктором наук, профессором, руководил институтом имени Бантинга и Беста, был избран членом Лондонского королевского общества, имел много других почетных званий и регалий, что, впрочем, не помешало ему увлечься авиационной медициной. В 1941 году во время рабочего полета, связанного с организацией медицинской помощи в войсках, он погиб в авиакатастрофе под Ньюфаундлендом.

В память и благодарность этому человеку Всемирная организация здравоохранения объявила 14 ноября — день рождения Фредерика Бантинга — днем борьбы против сахарного диабета.

Между тем работа продолжалась. Первые инсулины были все-таки плохо очищенными, дозы — невыверенными, средств контроля уровня глюкозы имелось недостаточно. Гипогликемия, абсцессы на месте ведения препарата, аллергические реакции — все это заставляло непрерывно совершенствовать инсулины.

Первые из них имели еще один недостаток — очень короткое время действия. Их приходилось вводить часто, поэтому ученые задумались, как продлить действие инсулина так, чтобы избавить пациентов от многократных инъекций в течение дня. В поисках вещества, замедляющего всасывание инсулина, а следовательно, продлевающего его действие, испробовали много вариантов: лецитин, гуммиарабик, холестерин… Все было безрезультатно.

Пробовали обрабатывать инсулины кислотными составами, чтобы защитить от разрушительного воздействия пищеварительных ферментов поджелудочной железы.

Кроме того, кислая среда удлиняла всасывание и тем самым продлевала время действия инсулина. Тоже неудача — «кислые» инсулины вызывали множество местных реакций: покраснение, боль, инфильтраты.

Дальнейшие усилия разработчиков были направлены на нейтрализацию раствора и улучшение степени очистки. В 1936 году датскому исследователю Хагедорну удалось создать первый инсулин с нейтральной кислотностью, а еще через 10 лет упорного труда был получен «продленный» инсулин, который назвали нейтральным иротамином Хагедорна (НПХ). Он и сегодня активно используется во всем мире.

Получен НПХ был при добавлении к очищенному свиному инсулину особого белка — протамина, выделенного из молок лососевых рыб.

Протамин обладает щелочными свойствами и замедляет всасывание инсулина из подкожного жирового слоя. За всю многолетнюю историю применения протамин-инсулинов есть лишь несколько сообщений о развитии аллергических реакций на него.

Еще одним способом продлить всасывание инсулина стало добавление к протамин-инсулину цинка (инсулин-цинк-суспензия — ИЦС или протамин-цинк-инсулин — ПЦИ), причем длительность действия зависит от состояния инсулина если он имеет кристаллическое строение, препарат работает дольше, если не кристаллическое (аморфное) — короче.

Первым препаратом ИЦС стал инсулин Ленте, состоящий из 3 частей свиного аморфного и 7 частей бычьего кристаллического инсулина. Позднее был создан Монотард — в его составе только свиной инсулин — 3 части аморфного и 7 частей кристаллического.

В ИЦС инсулина значительно меньше, чем протамина, поэтому их нельзя смешивать с «коротким» инсулином: последний свяжется свободным протамином, и вся смесь превратится в инсулин продленного действия. Препараты НПХ содержат равные количества инсулина и протамина, в связи с чем «короткому» инсулину в смеси с ними ничто не угрожает. С этим свойством связано еще одно название НПХ — изофан-инсулин (от лат. isophan — равный). Эти препараты сохранялись в организме длительно — 12 часов и больше.

На радостях было решено перейти на 1—2-разовый режим введения инсулина, но продление работы инсулинов сыграло с пациентами злую шутку: массовый перевод на разовую инъекцию в сутки привел у многих к резкому ухудшению контроля уровня сахара и, соответственно, декомпенсации течения болезни. Оказалось, что этот вариант годится не для всех — при диабете 1-го типа добиться контроля сахара таким путем не удавалось: либо дозы были малы и гликемия продолжала зашкаливать, либо дозы были высоки, и тогда эпизоды гипогликемии следовали один за другим. Середины не получалось. Стало ясно, что нужны и «короткие», и «продленные» инсулины.

Это мы сейчас знаем о базальной и послепищевой секреции глюкозы и инсулина, а тогда до этого было еще далеко, и ученые во многом шли, что называется, на ощупь. Так был сделан вывод о необходимости индивидуального подбора схемы инсулино-терапии каждому пациенту. Кроме протамина и цинка в инсулины стали добавлять вещества с дезинфицирующими свойствами, благодаря которым содержимое флакона длительное время остается стерильным и при повторном использовании инсулинового шприца или иглы для шприца-ручки никакие бактериальные осложнения не развиваются. Эти вещества присутствуют в инсулине в столь малых концентрациях, что не оказывают никакого воздействия на организм человека.

Компании, производящие инсулины, применяют в качестве консервантов разные вещества, поэтому рекомендуется пользоваться одновременно «коротким» и «продленным» инсулином одной фирмы. Впрочем, если такой возможности нет, не исключена комбинация препаратов разных производителей, даже при введении в одном шприце, — главное, чтобы «продленный» инсулин не содержал цинк.

Инсулину повезло, как никакому другому белку, — за разработки, связанные с ним, присудили еще две Нобелевские премии: в 1958 году награды удостоился химик Фредерик Сенгер — ему удалось полностью расшифровать аминокислотный состав инсулина, причем не только человека, но и различных видов животных, а в 1964 году лауреатом стала Дороти Кроуфорт-Ходжкин, изучившая пространственное строение молекулы инсулина.

Мы уже говорили о том, что инсулин — это белок, а значит, он состоит из цепочки последовательно соединенных аминокислот. Коровий инсулин отличается от человеческого тремя аминокислотами, свиной — одной. Изучалась также возможность использовать инсулины других животных, в частности китов, и рыб. Начиная с 80-х годов прошлого столетия от коровьего инсулина стали отказываться. Почему он перестал устраивать специалистов? Дело в том, что чем больше отличие в строении и составе молекулы, тем чаще в организме человека на чужеродный инсулин вырабатываются иммунные комплексы, которые, с одной стороны, блокируют сахароснижающее действие инсулина (инсулин связывается появившимися к нему антителами), а с другой — сами откладываются на внутренних стенках сосудов, усиливая их повреждение. Вроде бы жизнь продлевается, но в то же время ускоряется и развитие осложнений диабета Предпочтение всегда отдавали свиным инсулинам, хотя и они были не без погрешностей.

Продолжались активные поиски способов синтеза инсулина, который бы полностью повторял строение такового у человека. В результате многолетних исследований в 1978 году инсулин стал первым человеческим белком, который удалось синтезировать методами генной инженерии. 

Как только научились получать человеческий инсулин, от свиного тоже стали постепенно отказываться. В настоящее время во многих странах мира получение препаратов из органов животных запрещено по этическим соображениям, тем не менее свиной инсулин еще очень широко используется, особенно в развивающихся государствах, что связано с относительно невысокой стоимостью этого препарата.

В нашей стране сейчас в арсенале эндокринолога находятся преимущественно высококачественные человеческие инсулины. Получают их разными способами: полусинтетическим, когда в молекуле свиного инсулина не подходящая нам аминокислота аланин заменяется на аминокислоту треонин (тем самым добиваются полной идентичности полученного продукта человеческому инсулину), и биосинтетическим, когда методами генной инженерии «заставляют» кишечную палочку или дрожжевые грибы синтезировать проинсулин, от которого в дальнейшем отщепляют уже знакомый нам С-пептид.

Технология последнего способа примерно такова в ДНК кишечной палочки или дрожжевого гриба встраивают ген проинсулина человека, и клетка-хозяин новой ДНК начинает синтезировать человеческий проинсулин. Далее от него отщепляют С-пептид, оставшийся инсулин очищают от примесей белков клетки-хозяина, стабилизируют и пролонгируют с помощью протамина или цинка (если речь идет о «продленном» инсулине), вводят консерванты, все это расфасовывают и получают то, что нужно, — рекомбинантный генноинженерный человеческий инсулин. Именно эти варианты инсулина используются в наши дни наиболее часто. В последние годы стали разрабатывать и активно применять на практике так называемые аналоги человеческого инсулина: у них аминокислотный состав такой же, как у последнего, но изменена очередность соединения аминокислот. Это позволило изменить основные характеристики действия: время начала, время наступления пика и его выраженность, а также длительность.

Таблица № 61. Инсулины, применяемые у пациентов с сахарным диабетом (по Дедову И.И., Шестаковой М.В., 2009)

Вид инсулина

Международное непа­тентованное название

Торговые названия, зарегистрированные в Российской Федерации

Время действия

начало, через

пик, через

длительность

Ультракороткого

действия

Инсулин лизпро Инсулин аспарт Инсулин глулизин Хумалог

НовоРапид

Апидра

5-15 минут 1-2 часа 4-5 часов
Короткого

действия

Инсулин растворимый человеческий генноин­женерный Актрапид НМ Хумулин Регуляр Инсуман Рапид Биосулин Р Инсуран Р Генсулин Р Гансулин Р Ринсулин Р Хумодар Р 20-30 минут 2-4 часа 5-6 часов
Средней

продолжительности

Изофан-инсулин

человеческий

генноинженерный

Протафан НМ Хумулин НПХ Хумалог Базаль Инсуман Базаль Инсуран НПХ Биосулин Н Генсулин Н Гансулин Н Ринсулин ПХН Хумодар Б 1,5 часа 6-10 часов 12-16 часов
Длительного

действия

(аналоги

инсулина человека)

Инсулин гларгин Инсулин детемир Лантус

Левемир

1  час

2  часа

Нет

Не выражен

24 часа 16-24 часа

Таблица № 62. Комбинированные инсулины

Международное непатентованное

Торговые названия, Содержание Содержаие

Время действия

название

зарегистрированные «короткого» «продленного» (начало, пик,
в Российской Федерации инсулина, % инсулина,%

длительность)

Инсулин двухфазный человеческий Микстард НМ 30 30 70 Такие же, как у каждого
генноинженерный Хумулин М3 30 70 из входящих в их состав
Инсуман Комб 25 ГТ 25 75 инсулинов
Биосулин 30/70 30 70
Генсулин МЗО 30 70
Гансулин ЗОР 30 70
Хумодар К25-100 30 70
Двухфазный инсулин лизпро Хумалог Микс 25 25 25 Такие же, как у каждого
Хумалог Микс 50 50 50 из входящих в их состав
30 70 инсулинов
Двухфазный инсулин аспарт Новомикс 30
Новомикс 50 50 50
Новомикс 70 70 30

Инсулин выпускают во флаконах и в картриджах — специальных узких колбочках-гильзах. Из флаконов инсулин набирают инсулиновыми шприцами, а картриджи используют в шприц-ручках.

При диабете 2-го типа могут быть полезны стандартные комбинации «коротких» и «продленных» инсулинов. Пока мы только знакомимся с их названиями, а о том, как ими пользоваться, поговорим немного позже.

diabetis.info

История открытия инсулина-величайшего изобретения века

Долгие годы до открытия инсулина, сахарный диабет считался смертельно опасным заболеванием. Единственным известным методом лечения заболевания, проявляющегося изнурительным выделением большого количества сладкой мочи, являлось соблюдение строгой диеты, предложенной доктором Алленом с резким ограничением потребления углеводов, приводящем к истощению. Такие пациенты могли продлить себе жизнь на несколько лет, но мучительная гибель ждала их впереди неизбежно...

 

В 60-е  годы 18 века немецкий студент Поль Лангерганс, изучая поджелудочную железу, обнаружил «маленькие клетки с блестящим содержимым, расположенные группами хаотично по всей поджелудочной железе». Их функция была неизвестна. В дальнейшем в честь ученого эти группы этих клеток были названы островками Лангерганса. В 1889 году известный ученый Оскар Минковский (1858-1931) обнаружил, что у собак с удаленной поджелудочной железой развивается сахарный диабет.  Однако дальнейшие опыты показали, что если перевязать проток, по которому сок поджелудочной железы попадает в кишечник, возникнут трудности с пищеварением, но уровень глюкозы крови повышаться не будет. На основании своих опытов Оскар Минковский сделал выводы, что поджелудочная железа выполняет две функции: вырабатывает пищеварительные соки и вещество, которое выделяется сразу в кровь и регулирует уровень глюкозы. Дело оставалось за малым, выделить это вещество и лекарство от сахарного диабета было бы найдено. Но именно это и не удавалось ученым долгие годы.

 

В октября 1921 года в канадском городе Торонто Фредерик Бантинг, хирург, совсем недавно получивший диплом врача, прочитал статью доктора Мозеса Бэррона о связи островков Лангерганса и возникновении сахарного диабета. Ссылаясь на работы русского ученого Леонида Васильевича Соболева, доктор Бэррон описывал клинический случай, когда проток поджелудочной железы блокировался камнем, что приводило к повреждению ткани органа, но островковые клетки оставались целыми. Бантинг загорелся идеей выделить эти клетки. Он предположил, что пищеварительные соки поджелудочной железы могут быть губительны для островковых клеток.

 

В своем дневнике он написал:

  • перевязать проток поджелудочной железы у собаки. Дождаться полной атрофии ткани органа, сохраняя островковые клетки живыми;
  • постараться максимально изолировать эти клетки от пищеварительных соков и выделить их.

 

История открытия инсулина.Диабет, сахарный диабет, СД1 типа, СД 2 типа, Правило 15.

Фредерик Грант Бантинг.

Из книги «Открытие инсулина» 1982, Майкл Блисс, Издательство университета Чикаго.

           

В начале 1921 года Бантинг обратился с своей идеей к профессору университета Торонто Джону Маклеоду, одному из виднейших ученых того времени, изучавших сахарный диабет. Маклеод не разделял энтузиазма Бантинга, к тому времени в мире было предпринято множество попыток выделить островковые клетки куда более опытными учеными и все они не привели к успеху. Однако, Фредерику Бантингу удалось убедить Маклеода дать его идее шанс, молодому ученому выделили крохотную плохо оборудованную лабораторию и 10 собак. Также к Бантингу был прикреплен помощник студент-медик Чарльз Бест. Эксперимент начался летом 1921 года.

 

История открытия инсулина.Диабет, сахарный диабет, СД1 типа, СД 2 типа, Правило 15.

Джон Маклеод.

(Журнал лабораторной и клинической медицины, номер 20, стр. 1934-35).

           

К началу опытов ни Бантинг,  ни Бест не обладали выдающимися теоретическими знаниями и практическими навыками. Профессор Маклеод обучил Беста оперативному удалению поджелудочной железы, а также дал ряд практических советов, а вскоре он уехал в летний отпуск в родную Шотландию. Так же в это время появился новый метод определения концентрации глюкозы крови, требовавший всего 0,2 мл крови, а не 25 мл как раньше. Данный прорыв сыграл огромную роль в открытии инсулина, так как без определения уровня глюкозы крови оценить эффективность полученного вещества было сложно, а частые анализы крови старыми методами приводили к изнурению и без того слабых больных.

 

Бантинг и Бест начали свои эксперименты с удаления поджелудочной железы у подопытных собак, это приводило к росту уровня глюкозы крови, появлению частого мочеиспускания, жажде и потере веса. У собак развивался сахарный диабет.

 

У другой группы собак был перевязан проток поджелудочной железы, часть, вырабатывающая пищеварительные соки атрофировалась. У подопытных собак вырезали поджелудочную железу и замораживали в растворе солей, затем фильтровали. Изолированную субстанцию назвали «айлетин». Полученное вещество вводили собакам с сахарным диабетом, уровень глюкозы крови снижался. Получая несколько инъекций в день у собак исчезали симптомы сахарного диабета, они выглядели здоровыми и сильными. Бантинг и Бест показали полученные результаты Маклеоду, он был поражен, однако потребовал проведения дополнительных тестов для подтверждения результата. 

 

История открытия инсулина.Диабет, сахарный диабет, СД1 типа, СД 2 типа, Правило 15.

Фредерик Бантинг и Чальз Бест на крыше университета Торонто, 1921 год.

 

Ученые понимали, что для дальнейших исследований им требуется большее количество действующего вещества, было решено использовать поджелудочные железы крупного рогатого скота. Количество успешных экспериментов увеличилось, Маклеод осознал, что ученые стоят на пороге крупнейшего открытия и выделил для экспериментов более крупную лабораторию, снабдив её всеми необходимыми ресурсами. Он также предложил назвать полученное вещество инсулин. Эксперименты продолжались.

 

В конце 1921 года к группе ученых присоединился еще один участник -  биохимик Бертрам Коллип. Его целью стало очистить полученное вещество, так чтобы его можно было использовать для лечения людей. Также в ходе исследования ученые пришли к выводу, что можно использовать целую поджелудочную железу, не прибегая к длительному процессу атрофии её пищеварительной части.

 

Ученые стремились начать использование инсулина у людей. Бантинг и Бест пробовали вводить инсулин себе, но кроме слабости и озноба, никаких других проявлений не обнаружили. 11 января 1922 года в Торонто впервые был введен инсулин 14-летнему мальчику, Леонарду Томпсону, страдающему сахарным диабетом, единственным лечением которого была истощающая гипоуглеводная диета. К сожалению, первая инъекция не привела к желанным результатам, уровень глюкозы крови снизился, но незначительно, место инъекции воспалилось. Биохимик Бертрам Коллип продолжил свою работу по очистке инсулина. 23 января была вновь сделана инъекция инсулина тому же пациенту. Результат был ошеломляющий, уровень глюкозы опустился с 29 ммоль/л до 6,7 ммоль/л.  Пациент чувствовал себя лучше с каждым днем, постепенно набирая силы и вес. Ученые продолжили тестирования инсулина на других пациентах с сахарным диабетом.

 

Новости об открытии инсулина быстро перелетели океан, и в 1923 году Нобелевский комитет наградил Бантинга и Маклеода Нобелевской премией в области физиологии и медицины. Это был грандиозный успех. Однако Фредерик Бантинг был разъярен решением Нобелевского комитета, он считал, что успех должны разделить он и Чарльз Бест.  Чтобы отдать должное вкладу Беста в открытие инсулина, Бантинг отдал ему половину своей части Нобелевской награды, Маклеод, в свою очередь, разделил свою часть с Бертрамом Коллипом. Споры о справедливости вручения Нобелевской премии не утихали долгое время. Несмотря на то, что многие современники считали, что Маклеод премию не заслужил, его вклад в открытие инсулина нельзя отрицать, ведь именно он дал идее Бантинга ход, снабдив его лабораторией и давая ценные советы с самого начала исследования. Также необходимо признать, что без связей профессора Маклеода, весть об открытии не распространилась так широко и, возможно, имена других людей стояли за открытием инсулина.

 

Бантинг и Маклеод получили патент на свое изобретение, который за 1 доллар продали университету Торонто, все деньги от использования которого поступали в фонд, финансирующий научные исследования.

 

Вскоре после открытия компания Элай Лилли начала широкое изготовление вещества. К 1923 фирма выпускала количество инсулина, достаточное чтобы снабдить всех пациентов Североамериканского континента. В Европу инсулин привез нобелевский лауреат Август Крох.

 

Несмотря на то, что инсулин не является лекарством от сахарного диабета, его открытие является одним из величайших прорывов науки ХХ века. Сахарный диабет перестал быть приговором, означающим что человеку осталось жить максимум несколько месяцев в мучениях. Люди с сахарным диабетом получили шанс прожить счастливую, долгую жизнь. 

rule15s.com

История создания инсулина. Взгляд в прошлое

By Екатерина Яушева|Декабрь 21, 2015|Научно- популярное, Новости, Сахарный диабет|0 comments

По данным Международной Федерации Диабета с сахарным диабетом в настоящее время живут 542000 детей до 14 лет, 415 миллионов взрослых, а к 2040 году по прогнозам, количество людей с диабетом достигнет 642 миллионов человек1.

Увеличение числа людей с сахарным диабетом, безусловно, связано с изменением стиля жизни (уменьшение физической активности), пищевых привычек (употребление пищи, богатой легкоусвояемыми углеводами, жирами животного происхождения), но в то же время, свидетельствует о том, что благодаря открытию современных сахароснижающих препаратов, созданию способов контроля за заболеванием, разработке алгоритмов диагностики и лечения осложнений сахарного диабета, стала расти и продолжительность жизни людей с диабетом, не говоря уже о улучшении ее качества.

Человечество знает о сахарном диабете вот уже 3,5 тысячи лет (как известно, первый трактат, описывающий заболевание, египетский «Папирус Эрбес», датируется 1500г. д.н.э.), однако прорыв в лечении этого серьезного заболевания произошел лишь около 90 лет назад, когда сахарный диабет, в том числе и первого типа, перестал быть смертным приговором.

Предпосылки создания инсулина

Еще в 19 веке при аутопсии пациентов, умерших от диабета, было замечено, что во всех случаях поджелудочная железа была сильно повреждена. В Германии 1869г Пауль Лангерганс открыл, что в тканях поджелудочной железы, есть определенные группы клеток, не участвующие в продукции пищеварительных ферментов.

В 1889г в Германии, физиолог Оскар Минковски и врач Джозеф фон Меринг, экспериментально доказали, что удаление поджелудочной железы у собак ведет к развитию диабета. Это позволило им предположить, что поджелудочная железа выделяет определенное вещество, отвечающее за метаболический контроль в организме2. Гипотеза Минковски и Меринга находила все новые и новые подтверждения, и уже к первому десятилетию XX века в результате изучения взаимосвязи между диабетом и повреждением островков Лангерганса поджелудочной железы, открытия эндокринной секреции, было доказано, что определенное вещество, выделяемое клетками островков Лангерганса, играет ведущую роль в регуляции углеводного обмена3. Возникла идея, что если это вещество будет выделено, то его можно будет использовать для лечения сахарного диабета, однако результаты продолжения опытов Минковски и Меркинга, когда собакам после удаления поджелудочной железы вводили ее экстракт, что в ряде случаев вело к уменьшению глюкозурии были не воспроизводимыми, а само введение экстракта вызывало повышение температуры и другие побочные эффекты.

Введение экстракта поджелудочной железы пациентам с диабетом практиковали такие европейские и американские ученые, как Георг Зульцер, Никола Паулеско4, Израиль Клейнер, однако из-за большого количества побочных эффектов и проблем, связанных с финансированием, им не удалось довести эксперименты до конца.

Идея Фредерика Бантинга

friedierik_bantingh

В 1920 г. Фредерик Бантинг, 22-летний хирург пытался открыть свою практику в небольшом канадском городке, а попутно преподавал в Университете Западного Онтарио. В понедельник, 31 октября Бантинг должен был рассказывать студентам об обмене углеводов – теме, в которой он сам силен не был, и для того, чтобы лучше подготовиться, поздним воскресеным вечером Бантинг читал только что вышедшую статью М. Баррона, в которой описывалась блокада панкреатического протока желчными камнями и развивающаяся вследствие этого атрофия ацинозных клеток (клеток, отвечающих за экзокринную функцию)2. Той же ночью Бантинг записал возникшую у него идею: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Дождаться атрофии ацинусов, выделить секрет из островковых клеток, чтобы облегчить глюкозурию»5.Так и не сумев добиться практики, Бантинг отправился в Университет Торонто, свою альма-матер, где обратился к профессору Джону Маклеоду, одному из ведущих специалистов по метаболизму углеводов. Несмотря на то, что профессор воспринял идею Бантинга без энтузиазма, он выделил хирургу лабораторию с минимум оборудования и 10 собак. Ассистентом Бантинга стал по жребию студент Чарльз Бест. Летом 1921 года эксперимент начался.

Бантинг и Бест начали свои исследования с удаления поджелудочной железы у собак. У части животных исследователи удаляли поджелудочную железу, у других перевязывали панкреатический проток и удаляли железу через некоторое время. Затем атрофированная поджелудочная железа помещалась в гипертонический раствор и замораживалась. Полученную в результате этого после разморозки субстанцию вводили собакам с удаленной поджелудочной железой и клиникой сахарного диабета. Исследователи зафиксировали снижение уровня глюкозы, улучшение самочувствия животного. Профессор Маклеод был впечатлен результатами и решил продолжить работу, чтобы доказать, что “панкреатический экстракт” Бантинга и Беста действительно работает.

xQvUyQNXeg0

Новые результаты экспериментов с использованием поджелудочных желез крупного рогатого скота, позволили понять, что можно обойтись без сложной процедуры перевязки панкреатического протока.

В конце 1921 к команде исследователей присоединился Бертен Коллип, биохимик. С его помощью, используя фракционное осаждение с различными концентрациями спирта и другие методы очистки, были получены экстракты островков поджелудочной железы, которые могли быть безопасно введены в организме человека. Это эффективное и нетоксичное вещество и использовалось в первых клинических испытаниях6.

Клинические испытания

05insulinspan-articleLarge

Сначала Бантинг и Бест испытали полученный инсулин себе. В результате введения препарата оба почувствовали слабость, головокружение, но никаких токсических эффектов препарата отмечено не было.

33748-053158-2cf22f09b0fec475a7020ed5d6d5b05b

Первым пациентом с диабетом, получившим инсулин 11 января 1922г. стал 14-летний мальчик Леонард Томпсон. После первой инъекции 15 мл инсулина никаких существенных изменений в состоянии пациента отмечено не было, незначительно снизился уровень глюкозы в крови и в моче, кроме того, у пациента развился стерильный абсцесс. Повторная инъекция была проведена 23 января и в ответ на нее у пациента нормализовался уровень глюкозы крови, уменьшилось содержание глюкозы и кетонов в моче, мальчик сам отметил улучшение собственного самочувствия7.

AzNf89kcg9k

Одной из первых пациенток, получивших инсулин, стала дочь главы Верховного Суда США, Элизабет Хегес Госет. Удивительно, что до начала терапии инсулином у неё был сахарный диабет уже 4 года, а лечение, которое позволило ей дожить до этого дня, заключалось в жесточайшей диете (около 400 ккал в день). На терапии инсулином Элизабет прожила до 73 лет и родила троих детей.

Нобелевская премия

MEDIUM_SIZE

В 1923г Нобелевский Комитет присудил премию в области физиологии и медицины Бантингу и Маклеоду, это произошло всего через 18 месяцев после первого доклада о препарате на собрании Ассоциации Американских Врачей (Association of American Physicians). Это решение обострило и без того непростые отношения между учеными, т.к. Бантинг считал, что вклад Маклеода в изобретение инсулина весьма преувеличен, по мнению Бантинга премия должна была быть разделена между ним и его ассистентом Бестом. Чтобы восстановить справедливость Бантинг разделил свою часть премии с Бестом, а Маклеод с биохимиком Коллипом8.

banting-macleod-collip-e-best

Патент на создание инсулина, принадлежавший Бантингу, Бесту и Коллипу, ученые продали за 3 доллара Университету Торонто. В августе 1922 г. было заключено соглашение о сотрудничестве с фармацевтической компанией Eli Lilly и Со, которая помогла наладить производство лекарства в промышленных масштабах.

С момента изобретения инсулина прошло уже более 90 лет. Совершенствуются препараты этого гормона, с 1982 г. пациенты получали уже человеческий инсулин, а в 90-х годах появились аналоги человеческого инсулина – препараты с различной продолжительностью действия, однако мы должны помнить о людях, стоявших у истоков создания этого препарата, ежедневно спасающего жизнь миллионам людей.

 

Список литературы

  1. IDF diabetes atlas 7th Edition. Available at: http://www.diabetesatlas.org/.
  1. Bliss M. The history of insulin. Diabetes Care 1993;16 Suppl 3:4-7. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8299476.
  1. Bliss M. The discovery of insulin: the inside story. Publ. Am. Inst. Hist. Pharm. 1997;16:93-9. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11619903.
  1. Karamitsos DT. The story of insulin discovery. Diabetes Res. Clin. Pract. 2011;93 Suppl 1:S2-8. doi:10.1016/S0168-8227(11)70007-9.
  1. Banting Notebook: 1920-21. Fisher Rare Book Library, University of Toronto, Toronto, Canada.
  1. Stylianou C, Kelnar C. The introduction of successful treatment of diabetes mellitus with insulin. J. R. Soc. Med. 2009;102(7):298-303. doi:10.1258/jrsm.2009.09k035.
  1. Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy. Clin. Chem. 2002;48(12):2270-88. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12446492.
  1. de Herder WW. Heroes in endocrinology: Nobel Prizes. Endocr. Connect. 2014;3(3):R94-R104. doi:10.1530/EC-14-0070.

 

actendocrinology.ru

Открытие инсулина, ученые и факты, кто изобрел инсулин

История инсулина, кто изобрел инсулин

5 (100%) проголосовало 3

открытие инсулинаКак по мне, любой диабетик должен знать историю своего заболевания. Эти познания дают полное ощущение контроля над заболеванием, а также заставляют более серьезно относиться к его лечению. Поэтому сегодня мы поговорим об инсулине — основном гормоне, который контролирует наш уровень сахара. В этой статье мы просмотрим всю хронологию изучение инсулина от его выявления (открытие инсулина) до промышленного получения.

Начало исследований…

Пауль Лангерганс

Пауль Лангерганс

Впервые исследования, связанные с инсулином, появились в 1869. Молодой ученый исследовал поджелудочную с помощью недавно появившегося у него микроскопа. Он обратил внимание на странные скопления клеток. Позже их назовут островками Лангерганса. Тогда же он не знал, для чего они существуют, только предположил, что они необходимы для регуляции пищеварения. Этим клеткам Пауль Лангерганс посвятил свою докторскую диссертацию.

Через двадцать лет, в 1889 году, некий физиолог Оскар Минковски решил опровергнуть все исследования о поджелудочной, и доказать, что она никак не связана с пищеварением. Он удалил у собаки железу, но уже через несколько дней заметил, что вместе с мочой у нее выходит и сахар. Именно тогда впервые ученые связали поджелудочную железу с сахарным диабетом. К слову, Минковски так и не прославился в научных кругах, и не сделал больше никаких важных открытий. Возможно, он так и не смирился с тем, что покалечил бедное животное…

Открытие инсулина

Л. В. Соболев

Л. В. Соболев

В 1900 году Л. В. Соболев научно подтвердил, что островки Лангерганса выделяют некий гормон, который регулирует углеводные процессы в организме. Также он предложил способ получения этого гормона из новорожденных животных, так как у них островки очень хорошо развиты. Для самых любознательных будет интересен тот факт, что Соболев работал в одной лаборатории с тем самым Павловым. Тесен научный мир, что не говори…

В течении следующих десятилетий многие ученые пытались получить лекарство от диабета из гормона поджелудочной (тогда еще название инсулин не появилось). Одним ученым препятствовали научные руководители, которые не верили в серьезность исследований, Кляйнеру помешала первая мировая война, румынский ученый Паулеско опубликовал свои исследования, но далее в методах его выделения не продвинулся.

И лишь в 1922 году группе ученых из Торонтского университета удалось сделать первую инъекцию инсулина 14-летнему мальчику с сахарным диабетом. Этому предшествовали годы опытов над собаками, которые основывались на исследованиях Соболева. Ученых, которые сделали этот научный прорыв, звали Бантинг, Маклеод, Бест и Коллип.

Бантинг

Фредерик Бантинг

Маклеод

Джон Маклеод

чарльз бест

Чарльз Бест

Джеймс Коллип

Джеймс Коллип

 

 

 

 

 

За свое открытие инсулина в 1923 году Бантинг и Маклеод  получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине, деньги за которую разделили со своими ассистентами.

После началось промышленное производство инсулина, которое дало возможность миллионам диабетиков вести нормальный образ жизни.

Исследование молекулы инсулина

Фредерик Сенгер

Фредерик Сенгер

Британский микробиолог Фредерик Сенгер в 1958 получил Нобелевскую премию за то, что полностью определил точное строение инсулина.

Спустя 40 лет было исследовано и определено точное пространственное строение молекулы инсулина, за что Нобелевскую премию получил Дороти Кроуфут-Ходжкин.

diabetdieta.ru

В поисках лекарства от диабета: кто и когда открыл инсулин | Здоровая жизнь | Здоровье

Первая инъекция инсулина была сделана 14-летнему мальчику по имени Леонардо Томпсон 11 января 1922 года, но опыт оказался неудачным — экстракт был недостаточно очищенным, что привело к развитию аллергии. Временно инъекции инсулина были приостановлены.

За две недели биохимик Джеймс Коллип сумел разработать эффективный метод очистки инсулина, и 23 января Леонарду была введена вторая доза инсулина. В этот раз не было не только явных побочных действий, но и у больного перестал прогрессировать диабет.

Канадский ученый Фредерик Бантинг, сделавший первую инъекцию инсулина. Фото: www.globallookpress.com

За это открытие Бантинг и его компаньон Джон Маклеод были удостоены Нобелевской премии. Патент они продали Торонтскому университету за один доллар, и вскоре началось производство в промышленных масштабах.

Из истории открытия

Первые работы по поиску лекарства от сахарного диабета велись задолго до фактического изобретения инсулина. В 1869 году в Берлине студент-медик Пауль Лангерганс изучал строение поджелудочной железы и обратил внимание на ранее неизвестные клетки. Назначение этих клеток было не известным, пока Эдуад Лагус не выяснил, что в них образуется секрет, играющий роль в регуляции пищеварения.

В 1889 году немецкий физиолог Оскар Минковски ради эксперимента произвёл удаление железы у здоровой собаки. Через несколько дней оказалось, что на мочу подопытной собаки слетались мухи. Как оказалось позже — из-за высокой концентрации сахара. Это наблюдение позволило связать работу поджелудочной железы и сахарный диабет.

Работу в области изучения работы поджелудочной железы вели Леонид Соболев, Иван Павлов и другие ученые.

В начале века предпринимались попытки выделить секрет поджелудочной железы как потенциальное лекарство. Так профессор физиологии Румынской школы медицины Никола Паулеско опубликовал работы об экстракте поджелудочной железы и в Румынии именно его считают именно первооткрывателем инсулина.

Но осуществить практическое выделение инсулина удалось именно Фредерику Бантингу. Считается, что он знал о работах Соболева и реализовал именно его идеи, но при этом на учёного Бантинг никак не сослался.

За поддержкой и помощью в проведении опытов Бантинг обратился к физиологу и врачу Джону Маклеоду, который в результате предоставил ему университетскую лабораторию, 22-летнего Чарльза Беста в роли ассистента и 10 собак для проведения опытов.

После успешных экспериментов и признания открытия инсулина Бантинг был крайне возмущен там фактом, что Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена ему и Маклеоду. Сначала Бантинг отказывался от денег, но позже согласился принять премию.

Свою часть премии Бантинг разделил с Бестом, тогда как Маклеод поделил свою премию с биохимиком Джеймсом Коллипом, ведь именно он разработал эффективный метод очистки инсулина.

Кстати, с изучением инсулина связаны еще две Нобелевские премии. Британский молекулярный биолог Фредерик Сенгер в 1958 году он был удостоен Нобелевской премии по химии за то, что определил точную последовательность аминокислот, образующих молекулу инсулина. Таким образом инсулин стал первым белком, для которого была полностью определена первичная структура.

Английский химик и биохимик Дороти Кроуфут-Ходжкинс с помощью метода рентгеновской дифракции определила пространственное строение молекулы инсулина, за что также была награждена Нобелевской премией в 1964 году.

Пространственное строение молекулы инсулина, воссозданное Дороти Кроуфут-Ходжкинс. Фото: www.globallookpress.com

Применение инсулина

Поначалу инсулин получали из поджелудочной железы животных, но в 1976 году препарат научились синтезировать. Сегодня он входит в список жизненно необходимых лекарств, для его введения разработаны специальные шприцы, которые удобно носить с собой.

Жизнь с диабетом первого типа имеет ограничения, но на сегодняшний день если человек регулярно вводит себе инсулин, продолжительность его жизни не отличается от среднестатистической.

Самый яркий тому пример — пенсионер из Сан-Диего Боб Краузе. В 2011 году ему исполнилось 90 лет, 85 из которых он болен диабетом первого типа. Диагноз ему поставили в 1926 году, после чего он стал получать инсулин, соблюдать диету и вести здоровый образ жизни. При этом от диабета страдал также и его брат, но ему диагноз поставили на год позже в 1925‑м. Тогда инсулин в той местности, где проживала семья, был еще недоступен, поэтому мальчик скончался спустя год.

Открытие инсулина спасло жизни сотни людей — ранее болезнь неминуемо вела к смерти, иногда в течение нескольких лет после выявления заболевания, иногда — в течение нескольких месяцев. Несмотря на то, что сахарный диабет на сегодняшний день неизлечим, благодаря инсулину люди научились держать эту болезнь под контролем.

www.aif.ru

Инсулин: захватывающая история великого изобретения

Инсулин – уникальное творение человеческого разума. Он – единственная вещь во всей истории цивилизации, за изобретение которой было присвоено три Нобелевских премии, притом в разные годы

Фото с сайта diabetesdaily.com

«Проходящее сквозь»

К изобретению инсулина человечество подходило издалека. На странную и коварную болезнь, сопровождающуюся повышенным мочеиспусканием и, как следствие, постоянным обезвоживанием организма, повышенной жаждой, люди обратили внимание еще до нашей эры. Объяснения этому явлению давались самые различные и необыкновенные.

В частности, в 201 году греческий доктор Аратеус Каппадокийский заявил, что налицо «расплавление мышечной ткани и кости и выделение с мочой». Ему же принадлежит название болезни – «диа-байно», то есть «проходящее сквозь». Имелась в виду, разумеется, жидкость, стремительно проходящая через организм.

Со временем установили связь этой болезни с повышенным содержанием сахара в организме. Но что это за связь и что с ней делать – никто не знал. Шли по простому пути: строгая и абсолютно безуглеводная диета.

Слово «диабет» звучало страшно. Жизнь заболевшего обычно ограничивалась максимум семью-восьмью годами. После чего он умирал – от осложнений диабета. И от истощения, которое отчасти было вызвано этой, казалось бы, спасительной диетой.

Впрочем, и эти годы были, мягко говоря, не лучшими. Московский купец Николай Варенцов писал о киевском купце Лазаре Бродском: «Бродский был диабетик… он, наживший громадные средства, желал пользоваться жизнью, а процент сахара в организме сажал его на строгий режим. Ему приходилось во всем себя сдерживать: ездить ежегодно в скучный санаторий Лимана, жить там месяц и более, исполнять все предписания доктора, и наконец сахар как бы исчезал. Но стоило ему приехать домой в Киев, где, как он рассказывал, имелся у него отличный повар-француз… как процент сахара опять появлялся, ежемесячно увеличиваясь. И Бродский, достигший всех возможностей, принужден был лишать себя всего».

По иронии судьбы Лазарь Израилевич был одним из крупнейших в Российской империи производителем сахара, на котором и сколотил капитал.

Газеты при этом  пестрили сообщениями вовсе не духоподъемного характера.

Ян Стен, «Визит доктора». Изображение с сайта diapedia.org

«На днях скончалась артистка Н.Бутце, которую одна из представительниц… секты уговорила прекратить очень успешное лечение зачатков сахарной болезни и ограничиться ее молитвами».

«За последнее время в Москве сильно распространились заболевания диабетом (сахарной болезнью), и преимущественно среди интеллигенции. Заболевает даже много врачей. Болезнь поддается весьма трудно обычному лечению и в возрасте до 30 лет кончается иногда печальным исходом».

Этот всплеск заболеваний связывали с революционными событиями 1905 года и соответствующим стрессом.

В 1906 году болезнь диагностировали у Шаляпина. Впоследствии именно диабет стал одной из причин невозвращения Федора Ивановича в СССР – ему якобы требовалось заграничное лечение.

Герой романа Горького «Жизнь Клима Самгина» делится медицинскими познаниями: «При диабете полезен коньяк, при расстройстве кишечника – черносмородиновая».

В 1915 году поэт Александр Тиняков посвящает своему другу критику Генриху Таставену, умершему от диабета в 35-летнем возрасте страшное стихотворение:

Смерть играет со мной в роковую игру,Давит горло рукой беспощадной,И я знаю, что я через месяц умру:Стану грязью червивой и смрадной.

Будет рай или ад? Я воскресну иль нет?Все равно: одинаково глупо!У меня диабет, у меня диабет, –Ад и рай безразличный для трупа!

Аркадий же Аверченко, напротив, позволял себе поиздеваться над болезнью:

«Чугунов. Диабет у меня.

Гендельман (пересаживается поближе к Чугунову и, сдвинув котелок на затылок, восторженно говорит). Смотрите на него. У него диабет, а он молчит! А много у вас диабета?

Чугунов. Что значит – много? Сколько следует!»

И в том же 1915 году болезнь вдруг оказалась полностью побеждена: «Journal of Medical Sciences сообщает об открытии способа радикального излечения от сахарной болезни… Основным лекарством, употребляемым при лечении, является двууглекислая сода с небольшой примесью соли».

Здесь, что называется, без комментариев.

Мухи накладывают вето

Физиолог Оскар Минковски. Фото с сайта wikipedia.org

Еще в 1869 году берлинский студент Пауль Лангерганс, пробуя новый микроскоп, случайно обратил внимание на некие ранее неизвестные клетки в поджелудочной железе. Впоследствии они получат название «островков Лангерганса».

Надо сказать, что Лангерганс не заслужил этого совершенно: он описал их как «маленькие клетки почти однородного содержимого, многоугольной формы, с круглыми ядрами без нуклеолей, большей частью расположенные вместе парами или небольшими группами» —  и дальше не продвинулся.

Только спустя несколько лет Эдуард Лагус предположил, что эти самые клетки выделяют фермент, участвующий в пищеварительном процессе. А в 1889 году физиолог Оскар Минковски решил опровергнуть коллегу Лагуса и доказать, что в нем вообще не участвует поджелудочная железа.

Эксперимент удался. Собаки, у которых удалили железу, прекрасно, с аппетитом ели, их не тошнило, кишечник работал нормально. Да, они стали много пить воды, но это ж хорошо. Да, они сделались вялыми и сонными, но это же нормально – после полостной-то операции.

Минковски в мыслях представлял свой собственный триумф в научном обществе, но тут его слуга случайно обратил внимание, что на мочу тех собак слетаются мухи.

Мухи слетались на сладкое. Триумф отменялся.

В 1900 году русский ученый Леонид Соболев решил связать поджелудочную железу с диабетом. Эксперименты подтвердили эту связь. Он же предложил использовать поджелудочные железы животных для получения лекарства против диабета.

И спустя год его коллега Евгений Опи окончательно установил, что «сахарный диабет… обусловлен разрушением островков поджелудочной железы и возникает только когда эти тельца частично или полностью разрушены».

Нобелевка хорошо делится на четыре

Фредерик Бантинг и его ассистент Чарльз Бест, 1924 год. Фото с сайта wikipedia.org

Бинго? Ничего подобного. Исследованиями вплотную занялись канадские ученые Фредерик Бантинг и шотландский врач Джон Маклеод. Но дело шло медленно. Прошел еще 21 год, прежде чем Маклеод и канадский биохимик Джеймс Коллип получили первый инсулин.

Как и положено настоящим ученым, они первым делом вкатили себе по десять кубиков нового снадобья. Вроде бы остались живы. И 11 января 1922 года им предоставили первого настоящего пациента, четырнадцатилетнего Леонарда Томпсона. С ним все было не так славно.

Ослабленный болезнью организм отреагировал на инъекцию сильной аллергией. Выяснилось, что инсулин не был достаточно очищен. И спустя 12 дней инъекцию повторили.

На сей раз все обошлось удачно. Диабет перестал прогрессировать, мальчик начал прибавлять в весе. И в 1923 году Бантинг и Маклеод получили первую Нобелевскую премию за изобретение инсулина, которую честно разделили с Коллипом и ассистентом Бантинга Чарльзом Бестом.

В Торонто, где проводились исследования, сразу же съехалось множество больных со всего мира. Каждый мечтал о спасительном уколе. И в том же 1923 году фармацевтическая фирма Eli Lilly and Company приступает к промышленному производству инсулина под торговой маркой «Илетин». Но праздновать окончательную победу еще рано.

Если до изобретения инсулина люди страдали от диабета, то начиная с 1923 года стали страдать от побочных эффектов инъекций. Плохо очищенный инсулин, полученный из поджелудочных желез крупного рогатого скота – сначала коров, а потом и свиней,  провоцировал страшные аллергии, кожа в месте укола начинала гноиться, появлялись болезненные утолщения. В ход шли рыбы, и даже киты, но и те не были панацеей.

К тому же инсулином пытались лечить диабет и первого, и второго типа. Хотя механизмы у них абсолютно разные: в одном случае железа перестает вырабатывать инсулин, а в другом выходят из строя средства его доставки.

При этом диабет первого типа встречается лишь у 5 процентов – 95 процентов приходится на тип два. Во втором случае нужны другие препараты, сахароснижающие. Но об этом пока что не знают.

Только в 1936 году датскому ученому Гансу Христиану Хагедорну удается получить инсулин пролонгированного действия. Ранее требовалось сопровождать инъекцией любой кусок, что, разумеется, никто не делал; в таком случае на коже пациента просто не осталось бы живого места. Изобретение Хагедорна позволило сильно уменьшить количество инъекций.

А сахароснижающие таблетки, помогающие бороться с диабетом второго типа, появились лишь в 1956 году.

Чарльз Бест с ассистентом, 1950-е гг. Институт Чарльза Беста, Торонто. Фото с сайта thecanadianencyclopedia.ca

«Я лечу его инсулином»

Инсулин, однако, постепенно совершенствуется, инъекции становятся делом привычным. Но его использование все еще сопряжено с определенными сложностями.

Доктор в романе Сименона «Револьвер Мегрэ» говорит о своем пациенте: «Вот уже десять лет, как он страдает диабетом… Я лечу его инсулином. Он сам себе делает инъекции, я его научил. Он всегда носит с собой маленькие складные весы, чтобы взвешивать пищу, если ему случается обедать вне дома. При применении инсулина это имеет большое значение».

Роман датирован 1952 годом. В то время не было ни тестовых полосок, позволяющих определять уровень сахара, ни специальных инсулиновых шприцев. Инъекции были действительно инъекциями, в самом что ни на есть допотопном смысле этого слова – с кипячением шприца и прочей соответствующей атрибутикой.

Первые пластиковые одноразовые шприцы стали производить лишь в 1961 году. А так называемые «шприц-ручки», вмещающие в себе недельную дозу инсулина и позволяющие делать его инъекции абсолютно в любых условиях, появились в 1985 году.

Интересно, что ее создатели получили премию не в области медицины, а в области дизайна. И не Нобелевскую – одну из датских премий.

Лабораторный блокнот Фредерика Сенгера. Фото с сайта whatisbiotechnology.org

В 1958 году британский молекулярный биолог Фредерик Сенгер получает Нобелевскую премию за определение точной последовательности аминокислот, образующих молекулу инсулина. А спустя некоторое время очередная «инсулиновая» Нобелевская премия достается британской даме – химику Дороти Мэри Кроуфут-Ходжкинс.

Она сумела описать пространственное строение молекулы инсулина.

В 1978 году с помощью генной инженерии получен первый человеческий инсулин.

Наконец-то он полностью соответствует по своему составу тому, что вырабатывает человеческая поджелудочная железа. Аллергии практически исчезают. Но все равно остается немало проблем.

И только в 1987 году начали синтезировать человеческий инсулин в промышленных масштабах и практически в неограниченном количестве. Железы животных для этого не требовались – снадобье стали готовить с помощью дрожжей.

Лаборатория Бентинга и Беста в Университете Торонто. Фото с сайта wikipedia.org

О плохом и о хорошем

И под конец – сначала о плохом, а затем о хорошем.

Плохое заключается в том, что все перечисленные головокружительные достижения касаются всего лишь повышения продолжительности и качества жизни при диабете. Сама же болезнь как была неизлечимой при Аратеусе Каппадокийском, так по сей день и остается таковой.

Теперь о хорошем. Сейчас довольно много говорят о «пандемии диабета», о том, что число больных этим недугом неуклонно растет. Но это всего-навсего сухие статистические данные. И они не учитывают, что продолжительность жизни больных диабетом с каждым годом растет. То есть ситуация на самом деле не настолько ужасающая, как это можно было бы предположить.

www.miloserdie.ru


Смотрите также