Что означает для человечества открытие инсулина? Что известно о первых исследователях этого вещества?

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования – 

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ

ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

Филиал ВЗФЭИ  в г. Омске

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по предмету «Концепции современного естествознания»

на тему: «Что означает для человечества открытие инсулина? Что известно о первых исследователях этого вещества?»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка 1курса

Першина Мария Алексеевна

Факультет: Менеджмент и маркетинг

Специальность: Менеджмент организации

Личное дело № 07ммб 02581

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Омск – 20007 г.

В январе 1922 года никому не известный  молодой канадский ученый Фредерик Бантинг впервые в истории  спас жизнь больному сахарным диабетом мальчику, сделав ему инъекцию инсулина. Долгие века люди не знали средства для борьбы с этой болезнью, и диагноз "сахарный диабет" не оставлял пациенту никакой надежды не только на выздоровление, но и на жизнь - без этого гормона, обеспечивающего усвоение тканями глюкозы, организм существовать не может и обречен на медленное угасание. Открытие Ф. Бантинга, за которое он совместно с Дж. Маклеодом был удостоен Нобелевской премии, спасло жизнь миллионам. И хотя сахарный диабет и по сей день неизлечим, благодаря инсулину люди научились держать эту болезнь под контролем.

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.

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.

В истории открытия инсулина решающую роль сыграла наблюдательность не самих  даже ученых, а служителя лаборатории, ухаживавшего за виварием. В конце 18 века немецкие физиологи О. Минковский и Й. фон Меринг занимались изучением регуляции процессов пищеварения; в ходе своих экспериментов удаляли собакам поджелудочную железу. Упомянутый же служитель, убирая клетки прооперированных собак, обратил внимание, что на их мочу слетается множество мух. Факт как будто пустячный, но ученые им заинтересовались, сделали анализы, и оказалось, что в моче собак, лишенных поджелудочной железы, содержится необычайно большое количество сахара. Сразу же возникла идея, что поджелудочная железа выделяет в кровь («секретирует» на профессиональном жаргоне) какое-то вещество, ограничивающее накопление в крови сахара. Так оно и оказалось.

В 1901-1902 годах Л.В. Соболев показал, что это вещество вырабатывается в особых образованиях в ткани поджелудочной железы – островках Лангерганса. Наблюдение Соболева, важное во многих принципиальных отношениях, имело также два любопытных второстепенных последствия. Во-первых, когда гормон удалось наконец выделить (о чем ниже), его назвали инсулином, от латинского insula – остров. Во-вторых, имя Лангерганса с тех пор кочует из одного учебника биохимии в другой уже более восьмидесяти лет. Никто (ну, скажем, почти никто) из многих тысяч читателей не имеет никакого понятия о том, кто же такой Лангерганса, именем которого названы удивительные островки, сам ли он их открыл или кто-то назвал их так в его честь. Не играй островки Лангерганса столь важной роли (а они ведь секретируют и еще один гормон – глюкагон), конечно, не была бы его фамилия столь популярна среди биологов и врачей всего мира.

Выделить из поджелудочной железы инсулин удалось далеко не сразу. Дело в том, что поджелудочная  железа имеет и еще одну важную функцию: она секретирует в двенадцатиперстную кишку сок, содержащий, в частности, пищеварительные ферменты, в том числе трипсин и химотрипсин. Без них невозможен один из важнейших процессов, происходящих при переваривании пищи, – расщепление белков до аминокислот.

Когда по аналогии с опытами  Бертольда и Бернара стали  готовить вытяжки из поджелудочной железы и пытаться с их помощью понизить содержание глюкозы в крови у панкреаэктомированных собак (с удаленной поджелудочной железой) – ничего не вышло. Не оказывал же экстракт никакого действия потому, что инсулин – белок, и извлекаемые вместе с ним протеолитические ферменты немедленно его расщепляли.

Между тем исследователи, занятые выделением инсулина (точнее – тогда еще безымянного фактора, регулирующего уровень глюкозы  в крови), руководствовались не только чисто академическим интересом. Еще сами Минковский и фон Меринг обратили внимание на далеко идущее сходство симптомов, наблюдаемых у их подопытных собак, с проявлениями довольно распространенной болезни – диабета.

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.

Накопление токсических, кетоновых тел и истощение приводили, в конечном счете, к смерти больного. Единственная надежда – инсулин.

Первым, кто сумел в 1921 году успешно  выделить инсулин и применить  его для лечения больных, был  канадский физиолог Фредерик Бантинг.

Бантинг не знал о неудачных попытках Йозефа фон Меринга и Оскара Минковски, 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.

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 Великобритании 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.

 

 

Литература:

 

1. Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
2. Станислав Геннадиевич Галактионов. Биологически активные. Издательство «Молодая гвардия», серия «Эврика»,1988.