в каком году изобрели инсулин для диабетиков
В каком году изобрели инсулин для диабетиков
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:
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.
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.
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.
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.
Как лечили диабет до изобретения инсулина?
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2020/09/otkrytie-diabeta-1-tipa-900×600.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2020/09/otkrytie-diabeta-1-tipa.jpg» title=»Как лечили диабет до изобретения инсулина?»>
Александр Попандопуло, студент медицинского института УЛГУ. Редактор А. Герасимова
Как вы думаете, с каких пор людям известно о диабете? Как лечили это заболевание до изобретения инсулина? Как была обнаружена связь между диабетом и сахаром?
Открытие диабета 1 типа
Диабет 1 типа – это заболевание, известное людям с незапамятных времен. Первое сохранившееся упоминание о нем обнаружено в египетских папирусах. Описание болезни составлено Имхотепом – врачом и священником при дворе фараона Зоссера, жившего 5000 лет назад. А сама болезнь была известна еще раньше.
Первым врачом, употребившим термин «диабет», был греческий ученый Аретей из Каппадокии. Около 150 г. до н. э. он написал книгу «Острые и хронические заболевания». В ней он писал:
Ученый, давший название диабету
Связь между диабетом и сахаром
Ученые были заинтригованы сладким вкусом мочи больных диабетом. Томас Уиллис, ученый из Оксфорда и Лондона, в семнадцатом веке опубликовал работу под названием «Сатанинский диабет» (Pissing Evil), в которой писал, что моча пациентов сладка как мед. Стоит выразить восхищение самоотверженностью древних ученых в органолептическом исследовании интересующих их объектов. Спустя более века определение «мед» даже было добавлено к официальному названию болезни.
Во время Французской революции также было сделано первое революционное открытие в области диабета. Его автором был шотландец Джон Ролло. Он отметил, что количество сахара в моче зависит от содержимого тарелки пациента: растительная пища повышает уровень сахара в крови, а животная – уменьшает. Это было совершенно верно, поскольку растительные блюда состояли в основном из углеводов, а животная пища – из белков и жиров.
Ролло был первым врачом, который начал лечить диабет с помощью низкоуглеводной диеты. Это было основной формой терапии до открытия инсулина.
Какие органы ответственны за диабет?
До открытий Ролло, органами, ответственными за диабет считались почки, поскольку одним из симптомов была сладкая моча. Затем в заболевании стали винить желудок, в котором должен был происходить процесс производства сахара из растительной пищи. И никто не думал о поджелудочной железе.
В середине девятнадцатого века подозрения пали на печень. Клод Бернар заметил, что в крови здоровых животных всегда присутствует глюкоза. В последующих исследованиях он обнаружил, что печень содержит вещество, которое хранит глюкозу и производит сахар. Он назвал его гликогеном, что буквально означает «сахарообразующий».
Открытие инсулина
Возможно, вам интересно, откуда взялось название «инсулин». История этого названия начинается в середине девятнадцатого века, когда берлинский студент Пауль Лангерганс описал группу клеток поджелудочной железы. Они были совершенно иначе иннервируемыми, чем остальная часть этого органа.
Его исследования оставались незамеченными в течение следующих 20 лет, пока на них не обратил внимание Густав Лагес. Он назвал эти клетки «островками Лангерганса» и обнаружил, что они производят вещество, которое участвует в процессе снижения уровня глюкозы в крови. Ученый назвал это вещество инсулином от латинского слова insula, что означает «остров».
Открытие диабета 2 типа
Примерно в то же время французский врач Аполинарий Бушардат заметил, что пациентов можно разделить на две основные группы. В первую группу вошли пожилые люди с ожирением, которые, согласно открытию Джона Ролло, хорошо реагировали на диету и повышенные физические нагрузки. Вторая группа, замеченная французами, – это молодые худощавые люди, которым диета и лечебная физкультура не подходят. Вскоре после этого были введены термины «диабет с худобой» и «диабет ожирения».
Первая терапия инсулином
В другом новаторском эксперименте, к сожалению, пострадали собаки. Немецкие ученые Меринг и Минковски обнаружили, что удаление поджелудочной железы у собак вызывает диабет, а имплантация ее обратно (достаточно небольшого фрагмента, имплантированного под кожу) предотвращает развитие болезни. За этот странный механизм был ответственен инсулин, вырабатываемый бета-клетками поджелудочной железы.
В 1922 году канадцы Фредерик Бантинг, Чарльз Бест и Джеймс Коллип (с помощью менеджера клиники Джона Маклауда) получили инсулин, достаточно чистый, чтобы его можно было вводить больному диабетом. Опыт поставили на умирающем диабетике. После введения инсулина содержание глюкозы в его крови резко упало более чем в 4 раза. Несмотря на то что больной уже был в коме, его спасли.
Это был поворотный момент в истории медицины. Сахарный диабет из смертельной болезни превратился «всего лишь» в хроническое заболевание.
Инсулин
Инсулином называется гормон, производимый бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Название инсулина происходит от латинского insula – остров. Эффекты инсулина
Несмотря на то, что инсулин вызывает множество эффектов в различных тканях человеческого тела, его основным эффектом является стимулирование перехода глюкозы из крови внутрь клеток, что приводит к снижению концентрации глюкозы в крови.
Другими эффектами инсулина являются стимулирование синтеза в печены и мышцах гликогена из глюкозы, увеличение создания жиров и белков, подавление активности ферментов, разрушающих жиры и белки. Таким образом, инсулин обладает анаболическим действием, поскольку усиливает образование жиров и белков, одновременно замедляя их распад.
Основной эффект инсулина заключается в усилении переноса глюкозы через клеточную мембрану внутрь клетки. Других гормонов, снижающих уровень глюкозы крови, в организме человека не существует. Основные эффекты инсулина проявляются в мышцах и жировой ткани, поэтому эти ткани называют инсулинозависимыми. Уровень глюкозы крови снижается при воздействии инсулина и повышается при воздействии т.н. гипергликемических гормонов (глюкагона, соматотропного гормона, глюкокортикоидов).
Дополнительными эффектами инсулина являются увеличение интенсивности образования гликогена, уменьшение образования глюкозы в печени, усиление поглощения клетками аминокислот, необходимых для синтеза белка. Одновременно инсулин уменьшает разрушение белков и жиров. Таким образом, общий эффект инсулина является анаболическим – направленным на формирование жировой и мышечной ткани.
Строение инсулина
Инсулин является полипептидным гормоном, состоящим из двух аминокислотных цепей: А- и В-цепи. Полипептидные цепи соединяются дисульфидными мостиками. Человеческий инсулин по структуре близок к свиному и бычьему, хотя и отличается от них одним и тремя аминокислотными остатками соответственно.
Открытие инсулина
Островки поджелудочной железы были открыты в 1869 году Паулем Лангергансом при микроскопическом исследовании структуры поджелудочной железы. В 1889 году Оскар Малиновски в Германии при удалении поджелудочной железы у собаки вызвал у нее симптомы сахарного диабета. В 1921 году Ф. Бантинг и Ч. Бест выделили из клеток островков поджелудочной железы инсулин, а Д. Коллип разработал методику его очистки.
В 1922 году инсулин впервые был введен пациенту, страдающему сахарным диабетом. Его лечебное действие показало, что такой вид терапии является наиболее эффективным. В последующие годы основные усилия ученых были направлены на организацию производства в больших количествах. В 1923 году была вручена Нобелевская премия за открытие и выделение инсулина. В последующем аминокислотная структура инсулина была полностью расшифрована Ф. Сенгером.
Синтез инсулина
В островковых клетках поджелудочной железы инсулин синтезируется в несколько этапов. На первом этапе происходит синтез молекулы предшественника инсулина – препроинсулина. На втором этапе от молекулы препроинсулина отделяется сигнальный пептид, после чего образуется проинсулин. После созревания происходит образование окончательной молекулы инсулина. На этапе созревания от молекулы проинсулина отделяется С-пептид, который не оказывает биологического действия. После отделения С-пептида формируется активная форма инсулина.
Выделение инсулина в кровь происходит при повышении уровня глюкозы в крови. Дополнительно регуляция выработки инсулина производится автономной нервной системы. Разрушение инсулина происходит в печени и почках при воздействии фермента инсулиназы.
Препараты инсулина
В настоящее время фармацевтическая промышленность производит значительное число препаратов инсулина, имеющих различные биологические эффекты. Выделяют человеческий, свиной инсулины, инсулин крупного рогатого скота. По степени очистки различают традиционные, монопиковые, монокомпонентные инсулины. По времени действия выделяют инсулины короткого и пролонгированного действия. Последние делятся на инсулины среднего, длительного и сверхдлительного срока действия. Есть также инсулины ультракороткого и депо-инсулины, выделяющиеся медленно из подкожной клетчатки.
Подбор схемы инсулинотерапии – сложное и очень ответственное мероприятие. От правильности выбора формы инсулина и схемы его дозирования зависит успешность достижения компенсации сахарного диабета и, как следствие, качество жизни пациента.
Типы сахарного диабета
В настоящее время выделяется два основных типа сахарного диабета, различающиеся по причине и механизму появления, а также по принципам лечения
Сахарный диабет 1 типа
Сахарный диабет 2 типа
Гестационный сахарный диабет при беременности
Гестационный сахарный диабет может развиваться при беременности (примерно в 4% случаев). В его основе лежит снижение способности по усвоению глюкозы
Гипогликемия
Гипогликемией называют патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в плазме крови ниже уровня 2,8 ммоль/л, протекающее с определенной клинической симптоматикой, либо менее 2,2 ммоль/л независимо от наличия или отсутствия клинических признаков
Кома при сахарном диабете
Информация о наиболее опасном осложнении сахарного диабета, требующем экстренной медицинской помощи,- коме. Описываются виды ком при сахарном диабете, их специфические признаки, тактика лечения
Синдром диабетической стопы
О диабете
Сахарный диабет — термин, объединяющий эндокринные заболеваний, характерной чертой которых является недостаточность действия гормона инсулина. Главным симптомом сахарного диабета является развитие гипергликемии – увеличения концентрации глюкозы в крови, имеющее стойкий характер
Симптомы диабета
Эффективность лечения сахарного диабета напрямую зависит от времени выявления этого заболевания. При сахарном диабете 2 типа заболевание может длительное время вызывать лишь незначительно выраженные жалобы, на которые пациент может не обращать внимания. Симптомы диабета могут быть стертыми, что затрудняет диагностику. Чем раньше поставлен правильный диагноз и начато лечение, тем меньше риск развития осложнений сахарного диабета
Анализы в СПб
Одним из важнейших этапов диагностического процесса является выполнение лабораторных анализов. Чаще всего пациентам приходится выполнять анализ крови и анализ мочи, однако нередко объектом лабораторного исследования являются и другие биологические материалы.
Консультация эндокринолога
Специалисты Северо-Западного центра эндокринологии проводят диагностику и лечение заболеваний органов эндокринной системы. Эндокринологи центра в своей работе базируются на рекомендациях Европейской ассоциации эндокринологов и Американской ассоциации клинических эндокринологов. Современные диагностические и лечебные технологии обеспечивают оптимальный результат лечения.
Анализ на гликогемоглобин
Гликогемоглобин (гликированный гемоглобин, гликозилированный гемоглобин, гемоглобин А1с) – соединение гемоглобина с глюкозой, образующееся в эритроцитах
Отзывы
Истории пациентов
Видеоотзывы: опыт обращения в Северо-Западный центр эндокринологии
От собаки до бактерии: история инсулина
Поделиться:
Истечение сахара
Сахарный диабет известен человечеству тысячи лет. Его первыми заметными симптомами обычно бывают сильнейшая жажда и соответствующее ей увеличение объема мочи. Выглядит это так, словно вся жидкость, которую человек выпивает, тут же покидает его тело. Поэтому в древние времена считалось, что диабет — это невозможность удерживать жидкость в организме. Больные быстро худели, практически «высыхали», что, казалось бы, подтверждало гипотезу.
Позже было замечено, что моча таких больных привлекает больше насекомых, чем моча здорового человека. Оказалось, что это происходит благодаря содержанию в ней сахара. К термину diabetes («истечение») был добавлен эпитет mellītus («сладкий, медовый»), однако до понимания причин недуга было еще далеко. Единственным средством, которое тогда предлагалось больным, была полуголодная диета. На ней больные кое-как жили 3–4 года, а потом все равно погибали.
Доказательство «от противного»
Первый серьезный поворот в изучении диабета произошел в Германии в 1889 году. И произошел он случайно.
Физиолог Оскар Минковски, убежденный, что значение поджелудочной железы для пищеварения переоценено, решительно удалил ее у подопытной собаки. Он был уверен, что с животным ничего не случится. Однако через некоторое время ученый обнаружил тот самый феномен сладкой мочи, на которую слетались мухи: собака заболела сахарным диабетом. Внезапно стало ясно, что «антидиабетическое вещество» нужно искать именно в поджелудочной железе.
Эта железа нашего организма словно бы состоит из двух частей, функции которых различны. Одна часть — железистые ацинусы — выделяет в кишечник специальный секрет, участвующий в переваривании пищи. Другая сегодня известна миру под названием «островки Лангерганса» — именно там у здорового человека вырабатывается инсулин — гормон, регулирующий содержание сахара в крови.
В 1900 году русский ученый Леонид Соболев сумел выяснить, что если разрушить только железистую часть органа, диабет у подопытных животных не возникает. При этом вскрытия, которые проводились после смерти больных диабетом, почти всегда показывали поражение островков Лангерганса.
Из этих двух фактов Соболев сделал вывод о том, что средство от диабета надо искать именно в островковой части железы. Он же первым предложил использовать для этого поджелудочные железы новорожденных животных и описал методы выделения «антидиабетического вещества».
От теории — к практике
Реализовать теоретическую разработку Соболева на практике удалось ученым, работавшим в Университете Торонто. Фредерик Бантинг и Чарльз Бест хирургическим путем разрушили «пищеварительную» часть поджелудочной железы собаки, после чего из оставшейся островковой части получили некое вещество, названное «айлетин». У собак с искусственно вызванным сахарным диабетом айлетин снижал уровень сахара в моче и в крови.
Читайте также:
Предиабет
Читайте также: Прежде чем переходить к опытам с участием людей, необходимо было научиться очищать айлетин от примесей — первоначально это был фактически экстракт поджелудочной железы животных. Эта задача была решена биохимиком Джеймсом Коллипом, а очищенный белок назвали «инсулин» (от лат. insula — «островок»).
Первая в мире инъекция инсулина человеку, больному сахарным диабетом, была сделана в 1922 году. Однако опыт оказался не совсем удачным — из-за недостаточной очистки инсулина у 14-летнего Леонарда Томпсона развилась сильная аллергическая реакция. Коллип утроил свои усилия по очистке белка, и уже через 12 дней инъекцию повторили. На этот раз успех был полным: уровень сахара в крови Леонарда снизился, и мальчик сам заметил, что чувствует себя гораздо лучше.
Везучее человечество
«Как же так? — скажет любой человек, не прогуливавший в школе биологию. — Ведь белок, полученный из организма другого биологического вида, должен вызвать аллергию у человека, будь он хоть сто раз очищен?».
Это правда — и в этом суть аллергических реакций: иммунная система распознает «чужаков» и реагирует на них быстро и безжалостно. Однако человечеству удивительно, невероятно повезло. Случайный каприз эволюции: инсулины млекопитающих оказались по строению похожи как близнецы.
Эксперименты показали, что ближе всего к человеческому строение свиного инсулина. Именно он, выделяемый из поджелудочных желез новорожденных поросят, и использовался до 80-х годов прошлого века.
Генномодифицированные организмы
Среди везучего человечества попадались отдельные невезучие диабетики, иммунная система которых была особенно бдительна. У таких людей возникала аллергия на жизненно необходимый им свиной инсулин.
Задача синтеза «инсулина, идентичного натуральному» не теряла своей актуальности. В 1978 году генетик Артур Риггс и биохимик Кэйити Итакура, работавшие в исследовательском институте Бекмана в Калифорнии, сумели ее разрешить. В геном обычной кишечной палочки ввели человеческий ген, «заставляющий» бактерию синтезировать инсулин. Получившийся белок оказался и лучше, и в производстве дешевле свиного. Однако и свиной инсулин пока не ушел в прошлое: его молекулу научились изменять таким образом, что она становится идентичной человеческой.
Но даже после этого биохимики не успокоились. Научившись делать человеческий инсулин, ничем не отличающийся от природного, они захотели добавить ему уникальных свойств. Итогом стали две группы препаратов, получившие название «аналоги инсулина человека».
Первая группа улучшает и ускоряет усвоение принятой пищи, а вторая — нормализует уровень сахара в крови между приемами пищи. Эти лекарства вместе с синтетическими и полусинтетическими инсулинами различной длительности действия составляют «арсенал» современных диабетологов, позволяющий подбирать индивидуальную коррекцию для каждого больного.