Интересные факты об открытии инсулина

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.

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.

Первым 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.

Первые 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.

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.

Хотя 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.