Санкт-Петербург, 11 января 1922 года – В истории медицины не так много открытий, которые принесли столь значительные изменения в лечение заболеваний, как открытие инсулина. Этот гормон, секретируемый поджелудочной железой, стал спасением для миллионов людей с сахарным диабетом.

Начало пути к открытию

История поиска инсулина началась в конце XIX века, когда немецкий физиолог Пауль Лангерганс описал островки Лангерганса в поджелудочной железе. Он предположил, что эти структуры играют важную роль в метаболизме глюкозы, но тогда еще не было технологий, чтобы подтвердить эту теорию.

Ключевая работа Джозефа Мейтца Нилли

В начале XX века, после ряда смертельных случаев диабета из-за недостатка пищи во время Первой мировой войны, интерес к изучению этого заболевания возрос. В 1916 году канадский ученый Джозеф Мейтц Нилли (Joseph J. R. Meites Nelly) предположил, что экстракт поджелудочной железы может вылечить диабет, основываясь на наблюдениях, что животные, лишенные этой железы, быстро умирали от диабетических симптомов. Его идеи, хотя и были близки к истине, не получили должного внимания.

Эра Фредерика Бантинга и Чарльза Беста

Переломный момент наступил в 1920-х годах благодаря работе канадских ученых Фредерика Г. Бантинга и Джона Джеймса Р. Маклеода, а также английского хирурга Чарльза Х. Беста. Они работали над изучением панакреатина – экстракта поджелудочной железы, который, как они считали, мог содержать вещество, способное контролировать уровень сахара в крови. После серии опытов на собаках, в ходе которых они удаляли поджелудочную железу, а затем вводили различные экстракты, они заметили, что определенные препараты задерживали развитие диабета.

Ключевым моментом стало удаление поджелудочных желез и желёзи, содержащих секреторные клетки, называемые бетами, которые продуцируют инсулин, секретирующие аминокислотный пептид. Это был прорыв, произошедший в лаборатории университета Торонто. Молодой аспирант Фредерик Бантинг, увлеченный работой над возможностью использования панакреатического секрета для контроля над уровнем сахара в крови, совместно с Чарльзом Бестом, сделал решающее открытие. В ходе их экспериментов с использованием панкреатических экстрактов на собаках, страдающих сахарным диабетом, был получен экстракт, полностью излечивающий животных. Они обнаружили, что активность заключена в бета-клетках островков Лангерганса, и назвали активное вещество инсулином.

Бантинг и его коллегами было выявлено, что продукт, называемый “Панкреатическая секреция” по своим характеристикам обладает действием, противодействующим диабетической гипергликемии. Ученые обратили внимание, что пожилые клетки, вскрытые при лечении сахарного диабита, имеют низкое разложение, которое можно было наблюдать в течение 36 часов после удаления тканей. Оказалось, что разрушение ферментов, таких как тирозиназная, фосфолипазная, рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, значительно увеличивает свою эффективность, если они не помечены фракцией, содержащей бета-липиды. Оставшееся вещество после нейтрализации ферментов, которое было найдено в водорастворимой части осадка, выделенных из фракции тканей, которые при более высоких температурах тела секретировали бета-клетки, было названо “активным ингридиентом” или “инсулином”. Они поняли, что фермент “нагреватель” в жировом составе фракций был очень важен в реакции ослабления влияния на рост этих ферментов, поэтому, после того как были удалены жиры, оставшаяся серединная фракция с легкостью растворялась в воде. Именно она и оказалась тем самым жизненно важным гормоном, отсутствие которого вызывает сахарный диабет. В результате многочисленных научных процедур, связанных с очисткой и кристаллизацией, они смогли выделить чистый инсулин, который был впервые опробован на человеке в 1922 году.

Наиболее сложной задачей в исследовании стала очистка и стабилизация инсулина для безопасного и массового применения. В сотрудничестве с компанией Eli Lilly and Company был разработан процесс очистки инсулина, который сделал возможным промышленное производство этого гормона для больных диабетом по всему миру.

Фредерик Бантинг и Джон Маклеод получили патент США № 1417047 на 7 декабря 1921 года, который описывал процесс производства инсулина, основанный на методологиях, применяемых в их лабораториях.

Это открытие привело к немедленному и радикальному улучшению качества жизни пациентов с диабетом 1-го типа, но также имело последствия для более глубокой оценки механизмов регуляции углеводного обмена в организме человека. Спустя два года, в 1923 году, Фредерик Бантинг и Джон Маклеод были удостоены Нобелевской премии по физиологии или медицине за открытие инсулина.

Интересно, что Бантинг отказался от своей доли прибыли от продаж инсулина, заявив, что он просто сделал свое маленькое дело, как это должно быть сделано. Его мотивация была проста: «Я хотел бы видеть инсулин доступным всем, кому он нужен, независимо от их способности платить за него». Это решение Бантинга демонстрирует его глубокую преданность научному сообществу и целям общественного здравоохранения, и является ярким примером бескорыстия, сопровождающего многие значимые научные достижения.

Чарльз Бест, соавтор открытия, к тому времени уже не был в живых, чтобы получить эту высокую награду, так как погиб в автокатастрофе в 1938 году, будучи всего лишь 47 лет от роду, и так и не узнал о том, какую огромную пользу его открытие принесло человечеству.

Дальнейшие исследования показали, что инсулин представляет собой белок, состоящий из двух полипептидных цепей, соединенных двумя дисульфидными мостиками. С тех пор было открыто несколько типов инсулина, включая свиной и бычий, который использовался в качестве заменителей человеческого инсулина, пока не стали возможны технологии рекомбинантной ДНК для получения человеческого инсулина. Современные технологии также позволили создать аналоги инсулина с продленной и ультракороткой продолжительностью действия, что значительно облегчило контроль за состоянием пациентов с диабетом 1-го и 2-го типов.

Открытие инсулина стало одним из самых ярких примеров взаимодействия науки и медицинской практики, когда фундаментальные научные исследования прямо и непосредственно привели к созданию лекарства, которое спасло миллионы жизней. Сегодня инсулин является основой лечения диабета 1-го типа и часто используется при диабете 2-го типа, когда перестает работать достаточно хорошо лекарство, направленное на стимулирование чувствительности тканей к инсулину (ингибиторы альдозукиназы, метотрексатные ксантиновые диуретики). Исследования продолжаются, и ученые надеются вскоре разработать лекарства, которые смогут восстанавливать нормальную работу бета-клеток поджелудочной железы, что позволит полностью излечивать сахарный диабет.

Таким образом, открытие инсулина остается одной из величайших главу в книге медицинских достижений, и его влияние ощущается до сих пор.