Белок, спасающий от смерти
Е. ДОБРОЛЕЖИН, директор-координатор международной программы "Диабет"
История науки богата знаменательными событиями, но открытие инсулина стоит в особом ряду, поскольку это тот редкий случай, когда научный эксперимент очень быстро, всего через несколько месяцев, дал потрясающий результат - спасенные человеческие жизни.
Что же такое инсулин? Это белковый гормон, который выполняет в организме функции "проводника" глюкозы, помогая ей попасть в клетку, где она используется в качестве источника энергии. Если же по каким-то причинам инсулина не хватает, то продукты питания, содержащие сахар, не могут усваиваться клетками, и это приводит к накоплению сахара в крови, что крайне опасно для организма.
Инсулин, наряду с другими гормонами, вырабатывается в поджелудочной железе. В ткань этой железы вкраплены структуры неправильной формы, так называемые "островки Лангерганса", названные в честь открывшего их немецкого ученого Пауля Лангерганса, которые и продуцируют инсулин. При абсолютном или относительном дефиците инсулина возникает сахарный диабет и связанное с ним нарушение обмена углеводов.
Сахарный диабет (Diabetes mellitus) известен с глубокой древности. Еще задолго до нашей эры, в Древнем Египте, врачам было знакомо заболевание с похожими признаками. Более подробное описание этой болезни оставили древнеримские врачи Цельс и Арет (I век н. э.), которые обратили внимание на характерные симптомы - чувство жажды, выделение большого количества мочи, утомляемость и упадок сил. В 1674 году английский врач Томас Уиллис впервые обратил внимание на сладкий вкус мочи при диабете. Это нашло отражение в названии болезни - термин "mellitus" происходит от латинского слова "mel" (мед).
При тяжелых формах диабета нарушается не только углеводный, но и жировой (липидный) обмен. Жиры не расщепляются полностью, и в организме образуются токсические продукты их распада - ацетон, ацетоуксусная кислота. А затем наступает диабетическая кома и смерть. Единственным способом как-то поддержать жизнь больного была полуголодная диета, но мало кому из заболевших удавалось прожить больше 5-7 лет после начала заболевания. Все изменилось с открытием инсулина.
Первым, кто сумел в 1921 году успешно выделить инсулин и применить его для лечения больных, был канадский физиолог Фредерик Бантинг.
Многие исследователи до Бантинга понимали роль поджелудочной железы в развитии диабета. Так, еще в 1889 году немецкие физиологи Йозеф фон Меринг и Оскар Минковски удаляли поджелудочную железу у собак и наблюдали резкий подъем концентрации глюкозы в крови и моче и все симптомы диабета. Кое-кому из исследователей даже удавалось выделить из поджелудочной железы искомый экстракт, но дальше этого дело не пошло. Диабет оставался неизлечимой смертельной болезнью.
Бантинг не знал о неудачных попытках других ученых, и, возможно, его неведение способствовало тому, что он активно взялся за дело и уже через восемь месяцев после начала работы смог спасти с помощью инсулина первого ребенка.
Фредерик Грант Бантинг родился 14 ноября 1891 года в семье канадского фермера. В 1916 году он окончил медицинский факультет университета Торонто и почти сразу отправился на фронт - шла Первая мировая война. Получив в 1919 году тяжелое ранение, он попал на лечение в один из военных госпиталей Лондона. Время, проведенное в госпитале, не прошло для Бантинга даром: он прочел множество медицинских книг, интересуясь прежде всего сахарным диабетом. Еще в детстве он был потрясен смертью от диабета двух своих близких друзей, и с тех пор его не покидала мысль найти средство борьбы с этим заболеванием.
После лечения Бантинг вернулся на родину, в Канаду, и с трудом устроился младшим преподавателем кафедры анатомии и физиологии университета Западного Онтарио. Постепенно у него созрел план работы - добиться атрофии поджелудочной железы путем перевязки ее выводных протоков (каналов), сохранив при этом островки Лангерганса неизмененными, и получить чистый экстракт клеток этих островков. Для проведения такого эксперимента требовались как минимум лаборатория, помощники и подопытные собаки. Ничего этого у Бантинга не было. Он обратился к профессору Джону Маклеоду, считавшемуся тогда большим специалистом по диабету. Маклеод, шотландец по национальности, с 1903 года был профессором физиологии Кливлендского университета (США), а с 1918 года работал в университете Торонто.
Профессор Маклеод хорошо знал о неудачах с получением гормонов поджелудочной железы и поначалу не допустил Бантинга в свою лабораторию. Однако Бантинг не отступил и весной 1921 года снова обратился к Маклеоду с просьбой разрешить поработать в лаборатории хотя бы два месяца. Как раз в это время Маклеод собирался поехать на некоторое время в Европу, лаборатория была свободной, и он согласился, придав Бантингу в качестве помощника студента 5-го курса Чарльза Беста, который к этому времени хорошо изучил методы определения сахара в крови и моче. Эксперимент требовал больших расходов, и, чтобы покрыть их, Бантингу пришлось продать все свое имущество.
Нескольким собакам перевязали протоки поджелудочной железы и стали дожидаться ее атрофии. Уже приступив к экспериментам, Бантинг узнал, как много исследователей потерпели неудачу в получении инсулина, но отступать было поздно.
И вот наступил долгожданный день триумфа - 27 июля 1921 года. Собаке с удаленной поджелудочной железой и находящейся в прекоме, ввели экстракт атрофированной поджелудочной железы. Уже через несколько часов у собаки начал снижаться уровень сахара в крови и моче и исчез ацетон. Затем ей ввели экстракт во второй раз, и она прожила еще семь дней; она, конечно, прожила бы и больше, просто у исследователей закончился запас экстракта. В дальнейшем Бантинг и Бест начали получать экстракт из поджелудочной железы быка, и теперь количества инсулина хватало на то, чтобы поддерживать жизнь подопытной собаки до 70 дней.
Тем временем Маклеод вернулся из Европы и предложил Бантингу покинуть лабораторию. Возмущенный Бантинг собрался было переехать в США, чтобы заново начать эксперимент там. Но друзья уговорили обоих ученых не раздувать конфликт и продолжить работу в лаборатории Маклеода. Постепенно Маклеод заинтересовался работой Бантинга и Беста и подключил к ней весь персонал лаборатории. Поначалу Бантинг назвал полученный экстракт ислетином, но, по предложению Маклеода, переименовал его в инсулин (от латинского insula - остров).
Работа по получению инсулина успешно продолжалась, и уже 14 ноября 1921 года Бантинг и Бест сообщили о результатах своих исследований на заседании клуба "Физиологического журнала" университета Торонто, а через месяц сделали доклад в США в Американском физиологическом обществе в Нью-Хейвене, штат Коннектикут.
Между тем количество экстракта, получаемого из поджелудочных желез крупного рогатого скота, забитого на бойне, стало расти, и потребовался специалист, который смог бы обеспечить тонкую очистку инсулина. В конце 1921 года Маклеод привлек к работе известного биохимика Джеймса Коллипа, который очень быстро добился хороших результатов.
Уже в январе 1922 года Бантинг и Бест начали клинические испытания инсулина на человеке. Вначале ученые ввели по 10 условных единиц инсулина себе, а затем - добровольцу, 14-летнему мальчику Леонарду Томпсону, страдавшему сахарным диабетом. Мальчик стал быстро поправляться. Он был первым, кого спас инсулин. Вскоре Бантинг спас от неминуемой смерти своего друга - врача Джо Джилькриста, ставшего впоследствии его ближайшим помощником.
Известие о первой клинической апробации инсулина 23 января 1922 года стало международной сенсацией. Бантинг и его помощники во главе с неутомимым Бестом буквально воскрешали сотни больных диабетом, особенно с тяжелыми формами.
Вот как Бантинг спас одну из своих первых пациенток - десятилетнюю девочку по имени Женева Штикельбергер из города Оберон в штате Северная Дакота в США. Как-то осенью 1921 года мать девочки, доктор Жозефина Штикельбергер, заметила, что во время ужина Женева выпила 6 стаканов воды. Взяв у девочки мочу на анализ и обработав ее раствором Фелинга, доктор Штикельбергер получила положительный результат, который указывал на наличие у девочки сахарного диабета. Немедленно Женева была посажена на строгую диету из вареных овощей, раз в неделю ей предписывалось лежать целый день в постели и пить только черный кофе. Однако скоро девочка превратилась в живой скелет. Мать Женевы перерыла горы медицинской литературы по диабету, стремясь найти какую-либо информацию о способах лечения, но безуспешно. Летом 1922 года медсестра из Торонто, приехавшая по своим делам в Оберон, рассказала Жозефине Штикельбергер об экспериментах Бантинга. Жозефина незамедлительно написала ему, но ответа не получила. Тогда отчаявшаяся мать позвонила Бантингу, и он согласился принять девочку в качестве пациентки. Мать с дочерью отправились в Торонто на поезде. По пути Женева впала в гипергликемическую кому - состояние, вызванное высоким содержанием сахара в крови, потеряла сознание. Машинист поезда связался по рации со станцией в Торонто и попросил прислать карету "скорой помощи" к приходу поезда. Дали знать и Бантингу. На станции к Жозефине Штикельбергер подошел скромно одетый молодой человек, которого поначалу приняли за санитара "скорой помощи", и представился: "Я - Фред Бантинг". Он привез с собой шприц, полный инсулина, и прямо на месте сделал девочке инъекцию. Вскоре Женева пришла в сознание. Так была спасена девочка, которой впоследствии еще пришлось столкнуться с немалыми трудностями: возникли проблемы с доставкой инсулина в США, да и сам препарат был недостаточно стандартизован. Средств самоконтроля не было, дозы инсулина приходилось отмерять грубо, на глазок, случались и гипогликемические реакции организма, когда уровень глюкозы падал ниже нормы. Но постепенно доктор Штикельбергер научила дочь управлять диабетом, в чем, между прочим, опередила свое время. Женева Штикельбергер активно прожила жизнь, работая бухгалтером в нефтяной компании "Фармерз Юнион Ойл", и скончалась в 1983 году в возрасте 72 лет, "просидев" на инсулине 61 год.
Мировая печать широко разрекламировала чудо Бантинга, и он стал получать письма со всего мира с просьбами о спасении больных. Университет Торонто незамедлительно начал продавать фармацевтическим компаниям лицензии на производство инсулина, и уже в 1923 году этот гормон стал доступен всем больным сахарным диабетом.
В 1923 году университет Торонто присвоил Бантингу степень доктора наук, избрал его профессором и открыл отделение медицинских исследований для Бантинга и Беста с высокими персональными окладами.
В том же году Бантингу и Маклеоду была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Бантинг был возмущен тем, что обошли Беста, и поделился с ним своей частью премии, а Маклеоду пришлось поделиться с Коллипом.
К сожалению, открытие инсулина сопровождалось и омрачалось неприкрытой и непримиримой борьбой Бантинга и Беста, с одной стороны, и Маклеода и сотрудников его лаборатории, с другой, за приоритет в открытии инсулина.
В 1930 году в Торонто был открыт научно-исследовательский институт имени Бантинга, который он и возглавил. В Канаде Бантинг стал национальным героем. В 1934 году он получил звание рыцаря в Великобри тании и затем был избран членом Королевского общества в Лондоне. В 1935 году Бантинга пригласили на XV Международный конгресс физиологов, проходивший в СССР, и в течение двух месяцев он был гостем нашей страны.
Бантинг погиб 22 февраля 1941 года в авиакатастрофе. Бомбардировщик, на котором он летел, потерпел аварию над Ньюфаундлендом. Маклеод вернулся в 1928 году в город Абердин (Шотландия), где занимал кафедру физиологии в университете. Здесь он и скончался в 1935 году.
Такова история открытия инсулина - лекарства, спасающего жизни многих миллионов больных сахарным диабетом.
Статьи по теме
Читайте в любое время
