Кто изобрел лекарство от сахарного диабета
Инсулин – уникальное творение человеческого разума. Он – единственная вещь во всей истории цивилизации, за изобретение которой было присвоено три Нобелевских премии, притом в разные годы
«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».
«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
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.
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
«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
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.
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.
Источник
За историю человечества лекарств, кардинально изменивших жизнь людей, изобретено не так уж много, но они имеют огромное значение. Назовем их. Это ацетилсалициловая кислота или аспирин, памятник которому поставлен в Германии, антибиотики, прекратившие масштабные инфекционные эпидемии, и инсулин. Для начала расскажем вам одну историю.
Начало 20-х годов XX века.
Десятилетняя Женева Штикельбергер из американского города Оберон в штате Северная Дакота заболела: стала много пить, часто ходила «по-маленькому», быстро теряла вес. Врачи и раньше наблюдали эту болезнь у других людей, но лечить ее не умели.
Состояние Женевы ухудшалось, а ее мать не могла смириться с тем, что теряет дочь, и упорно искала ученых, которые могли бы спасти Женеву. В это же время по миру стало распространяться известие об удивительном лекарстве, открытом канадским врачом Фредериком Бантингом и ассистировавшим ему студентом-медиком Чарльзом Бестом. К канадским ученым начали приходить тысячи писем с просьбами спасти детей с похожим заболеванием.
Летом 1922 года о чудо-лекарстве стало известно и маме Женевы. Она позвонила Бантингу, и тот сразу же вызвал больную к себе на прием. В поезде девочке стало плохо, она впала в кому. Машинист вызвал карету скорой помощи к приходу поезда. Бантингу также сообщили о смертельно опасном ухудшении состояния Женевы. Молодой ученый встретил пациентку на вокзале и там же сделал ей инъекцию препарата. Обреченная девочка пришла в сознание, постепенно ее самочувствие стало улучшаться.
Женева прожила долгую активную жизнь и скончалась в возрасте 72 лет. С момента первой инъекции она в течение 61 года постоянно получала лечение чудесным препаратом.
Вы наверняка догадались, что Женева была больна сахарным диабетом, и лишь благодаря открытию инсулина получила шанс на компенсацию своей болезни и полноценную жизнь.
Физиологическая суть этой болезни сложна: для того чтобы клетки организма могли усваивать сахар из крови, осуществляя таким образом питание, им нужен гормон инсулин, который вырабатывается особыми клетками поджелудочной железы. При сахарном диабете инсулин вырабатываться перестает или же вырабатывается недостаточно. В результате при изобилии пищи клетки голодают, а сахар выводится из организма вместе с мочой.
Раньше, до того как научились определять сахар в моче с помощью анализов, диагноз «сахарный диабет» у мужчин помогали поставить мухи. Они вились в низу брюк, на которые случайно попадали сладкие капли мочи, когда мужчина ходил в туалет.
«Сахарная болезнь» была известна с древних времен, еще с III тысячелетия до нашей эры. Этот диагноз был для пациента смертным приговором вплоть до конца XIX века, когда были начаты исследования поджелудочной железы и сделан первый шаг к пониманию причин сахарного диабета. Еще до этого возникла наука о железах внутренней секреции, названная эндокринологией.
В 1869 году немецкий анатом и гистолог Пауль Лангерганс, на тот момент 22-летний студент, обнаружил в поджелудочной железе специфические группы клеток, которые впоследствии назовут в его честь «островками Лангерганса». Спустя несколько лет именно из этих островков будет выделен гормон инсулин. Но этому величайшему событию предшествовал целый ряд научных исследований.
В 1889 году немецкие клиницисты и физиологи Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг продемонстрировали в экспериментах на животных, что удаление поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета. Но при введении этим же животным экстракта из поджелудочной железы симптомы диабета исчезают. Так было установлено, что поджелудочная железа каким-то образом контролирует уровень сахара в крови, но как именно это происходит — еще предстояло выяснить.
В 1900 году русский патологоанатом Леонид Васильевич Соболев изучил строение и функцию островков Лангерганса, экспериментально доказав, что именно эти участки поджелудочной железы осуществляют специфическую внутреннюю секрецию, регулируя уровень сахара в крови.
В начале XX века ученые и врачи настолько близко подошли к открытию инсулина, что это произошло почти одновременно в нескольких странах. Приблизительно за полгода до того, как стало известно об открытии инсулина в Канаде, этот гормон в лабораторных условиях выделил румынский профессор физиологии Никола Паулеско. Но из-за языковых трудностей в условиях послевоенной Европы мир узнал об открытии Паулеско позже, чем об открытии канадских ученых. Поэтому первооткрывателями инсулина считаются Бантинг и Бест.
Итак, летом 1921 года двое молодых канадских ученых — хирург Фредерик Бантинг и его помощник Чарльз Бест — в лаборатории профессора Джона Маклеода из университета Торонто выделили из экстракта поджелудочной железы собаки, а затем теленка вещество, которому дают название «айлетин».
Именно айлетин, который Маклеод впоследствии предложил переименовать в «инсулин» (от латинского insula — островок), стал долгожданным и чудодейственным лекарством для лечения сахарного диабета, и страдавшие им люди получили право на жизнь.
Первым больным, получившим инъекцию инсулина, стал четырнадцатилетний пациент клиники в Торонто Леонард Томпсон. К сожалению, препарат был недостаточно очищен: началась тяжелая аллергическая реакция, и, несмотря на снижение концентрации сахара в крови Леонарда, инъекции прекратили. Через 12 дней, в течение которых биохимик Колин упорно работал над улучшением экстракта, инсулин вновь ввели тому же пациенту. Это случилось 23 января 1922 года. На этот раз успех был ошеломительным, болезнь перестала прогрессировать, не было побочных эффектов, а умирающий мальчик пошел на поправку.
Следующим пациентом стал близкий друг Бантинга, врач Джо Джиль-Криста. Его излечение окончательно подтвердило, что наконец-то получено средство для спасения сотен тысяч жизней! За это открытие Фредерик Бантинг и профессор Маклеод уже в 1923 году получили Нобелевскую премию «за открытие инсулина». Бантинг, признавая заслугу своего помощника Чарльза Беста, отдал ему половину своей премии, и теперь в истории медицины их имена стоят рядом.
В том же 1923 году Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, основателем фармацевтической компании Lilly. Компания сразу же взялась за разработку технологии массового производства инсулина, и это позволило спасти жизнь многих пациентов с диабетом. Налаживание производства происходило на удивление быстро: уже весной 1923 года было введено в эксплуатацию оборудование для массового выпуска препарата.
15 октября 1923 года был выпущен инсулин животного происхождения Илетин. К концу 1923 года компания Lilly выпустила почти 60 млн единиц препарата — и началась эра инсулина в лечении сахарного диабета.
Это фатальное заболевание перестало быть смертным приговором. Принимая инсулин и контролируя уровень сахара в крови, люди с диагнозом «сахарный диабет» могут вести образ жизни практически здорового человека.
В 1948 году американский врач-эндокринолог Эллиот Проктор Джослин учредил медаль, которую стали вручать тем, кто 25 лет прожил с диагнозом «сахарный диабет». Однако в 1970 году выдача медали прекратилась: ведь благодаря инсулину долгожительство с сахарным диабетом стало массовым явлением. Вместо нее была учреждена новая медаль, которую стали вручать диабетикам, прожившим с этой болезнью более 50 лет. На ее лицевой стороне изображен человек с факелом и надпись: «Триумф человека и медицины» (Triumph for Man and Medicine), на оборотной — «За 50 мужественных лет с диабетом» (For 50 Courageous Years with Diabetes).
Химическая структура инсулина человека была установлена в 1960 году. С помощью метода генной инженерии в 1976 году впервые был осуществлен полный синтез человеческого инсулина. В настоящее время пациенты с диабетом получают лечение только человеческим инсулином и его синтетическими аналогами. Инсулины животного происхождения больше не используются.
Рис. 21. Формула инсулина
Химическая формула инсулина дает ответ на вопрос о том, почему до сих пор инсулин можно принимать только в виде инъекций. Дело в том, что инсулин — белок. Он переваривается в желудочно-кишечном тракте, не попадая в кровь, где должен работать.
Инсулин всегда необходим при диабете I типа, когда в результате аутоиммунной атаки секретирующие клетки погибают. Также его применяют во многих случаях диабета II типа, когда инсулина недостаточно. С появлением шприцев-ручек и тест-полосок, определяющих количество сахара в крови, качество жизни пациентов с диабетом возросло многократно, однако они по-прежнему должны считать хлебные единицы, определять уровень сахара, совершать расчеты и делать себе инъекции инсулина.
Наука подошла вплотную к тому, чтобы автоматизировать этот процесс. Уже сейчас существует устройство типа пластыря с микроиглой: он приклеивается на плечо, производит все эти процедуры автоматически и имитирует работу островков Лангерганса в поджелудочной железе.