Кой откри инсулина?
Инсулинът е от основно значение за лечението на диабет, тъй като всички видове диабет се появяват поради неспособността на организма да използва ефективно кръвната захар в резултат на недостатъчни, неефективни или несъществуващи доставки на инсулин.
Новаторските учени, открили инсулин, спечелиха Нобелова награда, но откритието предизвика и противоречия.
Откритието на инсулина се случи през 1921 г. след идеите на канадския хирург-ортопед на име Фредерик Г. Бантинг, химическите умения на неговия асистент Чарлз Бест и Джон Маклауд от университета в Торонто, Канада.
Няколко противоречиви сведения за откриването на инсулин са циркулирали през годините и дори Нобеловата награда, присъдена за откриването му през 1923 г., е поставена под въпрос години по-късно.
В тази статия разглеждаме хората, отговорни за това новаторско лечение на диабета.
Историята на инсулина
Разбирането на диабета се развива от хиляди години; дори древните гърци са знаели за това и ще диагностицират диабет чрез дегустация на урина.
Съзнанието, че определени състояния на урина и нива на жажда, свързани с нивата на кръвната захар, нараства през вековете.
Докато физиолозите от 19-ти век разбират, че панкреасът има ключово участие в преработката на енергия в тялото, те не разбират пряката роля на панкреаса при диабет, докато двама физиолози не са отстранили панкреаса от куче през 1890 г.
Тези двама учени наблюдават развитието на тежък диабет в рамките на 3 седмици, включително симптоми, които ще бъдат познати на хората със заболяването днес, включително:
- висока кръвна захар
- силно разредена урина, както се наблюдава при безвкусен диабет
- диабетна кома
- смърт от кетоза
Първият физиолог, който предположи, че панкреатичните островчета или островчетата на Лангерханс, може да управляват въздействието на панкреаса върху контрола на кръвната захар, е сър Едуард Алберт Шарпей-Шефер, който за първи път прави тези твърдения около 1894 г.
Въпреки че не изолира веществото, което сега разбираме като инсулин, той използва термина „инсулин“, за да опише това все още неоткрито вещество и посочи както неговото съществуване, така и значението му през 1913 г.
През 1901 г. учените са установили, че лигирането или връзването на панкреасния канал при кучета, котки и зайци унищожава много от клетките, произвеждащи хормони в панкреаса.
Островчетата Лангерханс, за които съвременните учени вече знаят, че произвеждат инсулин, все още са непокътнати. Важното е, че нямаше признаци на кръвна захар в урината, което е често срещан симптом на диабета. Това беше първият ясен признак, че островните клетки са играли роля в развитието на диабет.
Откритие
През 1921 г. д-р Фредерик Г. Бантинг става първият индивид, който изолира секретите от островните клетки и ги рекламира като потенциално средство за лечение на диабет.
Той забеляза, че други учени може да не са намерили инсулин, защото храносмилателните ензими са унищожили инсулина, преди някой да може да го извлече.
Планът на Бантинг е бил да обвърже панкреасните канали на лабораторни кучета, докато клетките, които произвеждат ензимите, се дегенерират, оставяйки здравите островни клетки живи. След това той извлича остатъка.
Бантинг не е бил достатъчно осведомен за новостите в тестването на кръвната захар, за да провери точно за диабет, така че той проверява урината, която е по-малко надеждна.
Идеята обаче не беше нова - други учени също се бяха опитали да произвеждат екстракти от панкреаса, които намаляват кръвната захар - нито беше особено полезна, тъй като Бантинг можеше да изолира само малки количества от хормона.
Освен това екстрактът изглежда има токсични свойства и причинява тежки странични ефекти, включително болка и треска, при животните.
Развитие
Бантинг не е бил експерт в областта на въглехидратния метаболизъм, така че когато поискал лабораторно пространство и съоръжения от професор Джон Джеймс Рикард Маклеод, ръководител на физиологията в Университета в Торонто, уважаваният физиолог първоначално не искал.
Устойчивостта на Бантинг и възможността за по-надеждни резултати обаче убедиха MacLeod да дари лабораторно пространство. Докато обвързването на панкреаса, за да се разруши, не беше нов инструмент за разследване, идеята за изолиране на островчета поради по-бавната им дегенерация представляваше голям интерес за Macleod.
Никой не се е опитвал да извлече островчета от напълно дегенерирал панкреас.
Бантинг прие асистент Чарлз Хърбърт Бест, който да помогне с изолирането на инсулин. Macleod помогна за общата структура на изследването и Best се специализира в химичното тестване на кръвта, за да провери нивата на глюкозата.
Изследването започва на 17 май 1921 г.
Целта беше да се лигира панкреасът на кучето, докато то се счупи и започне да произвежда екстракта от островчета. След това този екстракт ще се дава на други кучета без панкреас, за да се оцени ефектът му върху диабета.
Първоначално напредъкът беше бавен. Бантинг се бори с операции на животни и 7 от 10-те кучета, свързани с канали, умряха. Бантинг и Бест трябваше да прибегнат до закупуване на потенциално кучета на черния пазар на улицата срещу няколко канадски долара.
На 27 юли най-накрая бяха подготвили куче с успешно отстранен панкреас и куче със завързани панкреатични канали. Три дни по-късно изследователите замразиха дегенериралия панкреас, смляха го в паста и го филтрираха, преди да го затоплят до стайна температура и инжектираха 5 милилитра (ml) в кучето без панкреас.
Учените вземали кръвни проби от кучето на всеки 30 минути и виждали временен спад на кръвната захар от 0,2 процента до 0,12 процента. Кучето умря на следващата сутрин поради инфекция, но учените отбелязаха първите признаци на антидиабетно действие от екстракта, който бяха нарекли остротин.
Докато много от експериментите им се провалят, което води до смърт на лабораторните кучета, Бантинг и екипът виждат достатъчно редовни спадания на нивата на кръвната захар в резултат на техния екстракт, че са били уверени в антидиабетните свойства на остров, който по-късно ще се превърне в инсулин .
Тогава Бантинг и Бест решават, че вместо да разграждат постепенно панкреаса, те ще използват хормон, наречен секретин, за да преуморят и изтощават панкреаса, с надеждата, че това ще намали токсичните ефекти, като същевременно осигурява инсулин.
Процедурата за получаване на секретин беше трудна и непрактична, но демонстрира по-безопасен начин за извличане на инсулин от панкреаса.
Те също са изправени пред предизвикателството да се опитат да съберат екстракт от разтвор на панкреаса, без да унищожават активната съставка - веществото, което създава терапевтичния ефект в медицината - в случая инсулинът.
Следващи стъпки
Следващото предизвикателство беше да се намери метод за производство на островни клетки и следователно инсулин в масов мащаб, така че той да има някаква полза като широкомащабно лекарство за диабет.
Осъзнавайки, че предлагането на кучета за лигиране на панкреаса ще ограничи напредъка на изследването, Бантинг и Бест преминават към използването на панкреаса на кравите като изходен материал.
Приспособявайки процесите си на извличане и концентриране на разтвора, учените успяват да произведат вещество, което съдържа по-голямо количество от активната съставка (инсулин). След това те инжектираха този екстракт в едно от лабораторните кучета, които нямаха панкреас.
Кръвната захар на кучето е спаднала от 0,46% на 0,18% - огромно подобрение. Рентабилни и широко достъпни, те вярваха, че кравешкият панкреас е техният път напред.
В този момент MacLeod насочи всички останали ресурси към подкрепа на това изследване. Въпреки това, напрежението между Бантинг и Маклауд ескалира, тъй като Бантинг усещаше, че Маклауд поема заслуги за работата си.
Маклауд, от друга страна, беше разочарован от отношението и постоянното подозрение на Бантинг.
Джеймс Бертрам Колип, утвърден канадски биохимик, влезе в кошарата, за да работи по пречистването на инсулина. След като той е постигнал подходящо ниво на чистота, те го тестват първо на зайци, а след това на хора.
Инсулинът обаче не премина първите си клинични изпитвания.
Първият тест включва 14-годишно момче с тежък диабет. Докато екстрактът води до спад в кръвната захар от 0,44% до 0,32% и малко намаляване на количеството екскретирана глюкоза, абсцес, развит на мястото на инжектиране и нивата на кетони, друг показател за диабет, не се променя.
Колип работи по пречистването на екстракта още повече и второто клинично изпитване, проведено на 23 януари 1922 г., постигна незабавен и дълбок успех. Нивата на кръвната захар при същото 14-годишно момче намаляват от 0,52% на 0,12% в рамките на 24 часа, а кетоните изчезват от урината. Количеството отделена глюкоза е спаднало от 71,1 грама (g) на 8,7 g.
Ръководителите на изпитанията повториха тези значителни подобрения при още шест пациенти през следващия месец.
Докато се провеждаха всички тези експерименти, Бантинг основно подготвяше кучета за експерименти и намираше нови начини за получаване на инсулин за масово производство и нямаше никакво участие в опитите или получените документи.
Бантинг отчаяно иска да получи признание и към края на 1922 гневът и разочарованието му започват да предизвикват конфликт. В един момент Колип заплаши да напусне групата, без да продължи процеса си на пречистване. Съобщава се, че Бантинг е нападал с него в университетските зали.
Въпреки че все още се разпространяват много различни доклади за това, на кого трябва да се отдаде заслуга за откриването на инсулин, именно Бантинг е този, който пуска колелата в движение - въпреки ограничения си опит в тази област - и съставя екип, който разработи най-значителния напредък в управлението на диабета.
Полемика за Нобелова награда
През 1923 г. датски физиолог, наречен Август Крох, предлага съвместна номинация за Нобелова награда за Бантинг и Маклауд, въз основа на идеята на Бантинг и ръководството на Маклауд.
Бантинг е първият нобелов кандидат от Канада и в резултат на това бутилка инсулин заема гордо място в канадската банкнота от 100 долара.
Нобеловата комисия обаче можеше да присъди така желаната награда само между един и трима души. Бантинг беше бесен, когато чу за съвместната номинация на MacLeod, вярвайки, че вместо това трябваше да му бъде дадена номинацията, и почти отказа наградата.
Той обаче се промени и вместо това сподели своите кредити и парични награди с Best. Когато MacLeod разбра, той направи същото с Collip.
Години по-късно, дълго след смъртта на Бантинг в самолетна катастрофа през 1941 г., официалната история на Нобеловата награда призна публично приноса на Бест за развитието на инсулина.
Обобщение
Екип от хора откри инсулин.
Фредерик Г. Бантинг измисля начин за извличане на екстракт от панкреас през 1921 г .; Джон Маклауд, ръководител на физиологията в Университета в Торонто, ръководи този процес; Чарлз Бест, асистент на Бантинг, помогна за усъвършенстването на процеса, а биохимик на име Джеймс Колип помогна за пречистването на инсулина още повече, за да стане клинично полезен.
