Открытие инсулина

Открытие инсулина — это историческое событие в медицине и эндокринологии, произошедшее в 1921—1922 годах в Канаде, в результате которого был впервые выделен и применён для лечения сахарного диабета гормон инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. Открытие позволило превратить ранее смертельное заболевание (диабет 1-го типа) в контролируемое состояние и положило начало современной инсулинотерапии.

Предыстория

До начала XX века сахарный диабет оставался неизлечимым заболеванием. Ещё в древности врачи описывали симптомы болезни, сопровождающейся жаждой, похуданием и сладкой мочой. В 1869 году немецкий патолог Пауль Лангерганс обнаружил в поджелудочной железе скопления клеток, получившие название островков Лангерганса. В 1889 году немецкие физиологи Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг показали, что удаление поджелудочной железы у собак приводит к развитию симптомов диабета. Это доказало связь органа с заболеванием.

В 1901 году американский патолог Юджин Линдсей Оппи установил, что диабет возникает при разрушении именно островковых клеток, а не всей железы. Несмотря на это, попытки выделить гипотетическое «вещество» из поджелудочной железы для лечения диабета долгое время терпели неудачу. В 1906 году немецкий врач Георг Людвиг Цюльцер получил экстракт поджелудочной железы, который временно улучшал состояние больных, но вызывал тяжёлые побочные эффекты. В 1911—1912 годах румынский физиолог Николае Паулеску также выделил активный экстракт, названный им «панкреином», но его работа осталась незамеченной из-за начавшейся Первой мировой войны.

Работа Фредерика Бантинга и Чарльза Беста

Идея и подготовка

В 1920 году канадский хирург Фредерик Бантинг, работавший в Лондоне (Онтарио), заинтересовался проблемой диабета. Он предположил, что ферменты поджелудочной железы разрушают активное вещество при попытке его выделения. Бантинг решил перевязать протоки поджелудочной железы у собак, чтобы атрофировать экзокринную (ферментную) часть, сохранив островки. С этой идеей он обратился к профессору физиологии Джону Маклеоду из Университета Торонто. Маклеод выделил Бантингу лабораторию, 10 собак и ассистента — студента Чарльза Беста.

Эксперименты на собаках (1921)

Летом 1921 года Бантинг и Бест начали серию экспериментов. Они перевязывали протоки поджелудочной железы у собак, через несколько недель удаляли атрофированную железу и готовили из неё экстракт. 30 июля 1921 года они ввели этот экстракт собаке по кличке Марджори, у которой был вызван диабет удалением поджелудочной железы. Уровень сахара в крови собаки снизился, и она прожила ещё несколько недель. Эксперимент многократно повторялся.

К осени 1921 года Бантинг и Бест научились получать более чистые экстракты, используя поджелудочные железы телят (с боен). Они также обнаружили, что экстракт эффективен при внутривенном введении. Однако препарат вызывал абсцессы в местах инъекций.

Участие Джеймса Коллипа

Для очистки экстракта к работе был привлечён биохимик Джеймс Коллип. Он разработал метод осаждения белков спиртом и фильтрации, что позволило получить более стабильный и менее токсичный препарат. К концу 1921 года исследователи имели экстракт, пригодный для клинических испытаний на людях.

Первое применение на человеке

Леонард Томпсон

11 января 1922 года 14-летний Леонард Томпсон, находившийся в терминальной стадии диабета в больнице Торонто, получил первую инъекцию экстракта. Препарат вызвал аллергическую реакцию и образование абсцесса. После дополнительной очистки экстракта Коллипом, 23 января 1922 года Томпсону ввели вторую дозу. Результат был ошеломляющим: уровень глюкозы в крови и моче снизился, исчез ацетон, мальчик начал поправляться. Это стало первым в истории успешным применением инсулина для лечения диабета.

Первая публикация и распространение

В марте 1922 года Бантинг, Бест, Коллип и Маклеод опубликовали статью в журнале Canadian Medical Association Journal, где описали метод получения и клинического применения инсулина. Название «инсулин» (от лат. insula — остров) было предложено Маклеодом. Университет Торонто запатентовал метод производства инсулина и передал лицензию фармацевтическим компаниям, чтобы обеспечить доступность препарата. К концу 1923 года инсулин уже производился в промышленных масштабах и стал доступен врачам в Северной Америке и Европе.

Нобелевская премия и признание

В 1923 году Фредерик Бантинг и Джон Маклеод были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине «за открытие инсулина». Бантинг, возмущённый тем, что в число лауреатов не включили Чарльза Беста, разделил свою часть премии с ним. Маклеод, в свою очередь, поделился своей частью с Джеймсом Коллипом. Это решение вызвало споры в научном сообществе, но подчеркнуло коллективный характер работы.

Дальнейшее развитие инсулинотерапии

Очистка и типы инсулина

Первые инсулины были животного происхождения (свиной, бычий) и содержали примеси, вызывавшие аллергию. В 1936 году датский учёный Ханс Кристиан Хагердорн создал инсулин пролонгированного действия (протамин-цинк-инсулин). В 1946 году появился инсулин NPH (нейтральный протамин Хагердорна). В 1950-х годах была разработана технология кристаллизации инсулина, повысившая его чистоту.

Синтез человеческого инсулина

В 1978 году американские учёные Артур Риггс и Кейити Итакура (компания Genentech) впервые синтезировали человеческий инсулин с помощью рекомбинантной ДНК (генно-инженерный инсулин). В 1982 году он был одобрен для клинического применения. Это позволило отказаться от использования животных поджелудочных желёз и снизить риск аллергических реакций.

Аналоги инсулина

С 1990-х годов начали разрабатываться аналоги инсулина — модифицированные молекулы с изменённой скоростью всасывания и длительностью действия. Появились ультракороткие (лизпро, аспарт, глулизин) и длительные (гларгин, детемир, деглудек) аналоги, что позволило более точно имитировать физиологическую секрецию инсулина.

Значение открытия

Открытие инсулина стало одним из величайших достижений медицины XX века. Оно:

• Превратило сахарный диабет 1-го типа из смертельного заболевания в хроническое, поддающееся контролю.
• Спасло миллионы жизней, включая детей, которые ранее умирали в течение нескольких месяцев после постановки диагноза.
• Стимулировало развитие эндокринологии, биохимии и биотехнологии.
• Заложило основы для создания инсулиновых помп, систем непрерывного мониторинга глюкозы и других технологий.

Критика и этические аспекты

Вокруг открытия инсулина велись споры о приоритете. В частности, румынский учёный Николае Паулеску утверждал, что выделил «панкреин» раньше канадцев. Международная комиссия в 1924 году признала приоритет Бантинга и Беста, но в Румынии Паулеску считается одним из первооткрывателей. Кроме того, патентование инсулина Университетом Торонто вызвало дискуссии о моральном праве на патентование жизненно важного лекарства, хотя университет передал лицензию безвозмездно.

Источники

• Banting F.G., Best C.H., Collip J.B., Macleod J.J.R. The preparation of pancreatic extracts for the treatment of diabetes mellitus // Canadian Medical Association Journal. — 1922. — Vol. 12, No. 3. — P. 141–146.
• Bliss M. The Discovery of Insulin. — University of Chicago Press, 1982.
• Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy // Clinical Chemistry. — 2002. — Vol. 48, No. 12. — P. 2270–2288.
• Шустов С.Б., Халимов Ю.Ш. Инсулинотерапия: история и современность // Российский медицинский журнал. — 2017. — № 1. — С. 10–15.
• История открытия инсулина // Государственный научно-исследовательский центр профилактической медицины Минздрава России.