• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • 90 lat temu uzyskano pierwszą insulinę

    07.08.2011. 00:04
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Przed 90 laty Frederick Grant Banting z uniwersytetu w Toronto i student medycyny Charles Herbert Best uzyskali insulinę, którą można było zastosować u pierwszych chorych na cukrzycę. Decydujący eksperyment przeprowadzono między 7 i 14 sierpnia 1921 r.



    Sukces kanadyjskich badaczy był zwieńczeniem wielu lat starań kilkunastu uczonych, którzy pracowali nad wyizolowaniem insuliny, co zrewolucjonizowało leczenie cukrzycy. W 1889 r. zapoczątkowało je odkrycie Oskara Minkowskiego (1858-1931) i Josepha Freiherra von Meringa (1849-1908). Usunęli oni psom trzustki i zauważyli, że skutkiem tego jest cukrzyca.

    Minkowski, niemiecki lekarz o żydowsko-polskich korzeniach (urodził się w Aleksocie koło Kowna), oraz Mering, niemiecki lekarz, udowodnili, że trzustka, a konkretnie tzw. wyspy Langerhansa, zawiera "regulator" poziomu glukozy we krwi.

    Obaj uczeni wykazali to podczas eksperymentów na zwierzętach, jakie przeprowadzili na uniwersytecie w Strasburgu. Podwiązywali im przewody wydzielnicze tego narządu i zaobserwowali, że zachowane wyspy Langerhansa nadal nie powodowały cukrzycy.

    To odkrycie było tak doniosłe, że dla uczczenia pamięci o Oskarze Minkowskim European Association for the Study of Diabetes (EASD) ustanowiło doroczną nagrodę dla młodych naukowców zajmujących się badaniami w dziedzinie diabetologii.

    Od osiągnięcia Minkowskiego i Meringa, wielu badaczy próbowało wyprodukować hormon przydatny w leczeniu cukrzycy. Georg Ludwig Zlzer, lekarz z Berlina, uzyskał z trzustek bydlęcych substancję, którą nazwał "acomatrolem". W 1906 r. po raz pierwszy wstrzyknął ją umierającemu choremu na cukrzycę, który był już w śpiączce cukrzycowej.

    Eksperyment początkowo był obiecujący. Stan pacjenta się poprawił, ale potem zaczęły się komplikacje, spowodowane reakcjami alergiczno-toksycznymi na preparat oraz jego przedawkowaniem powodującym hipoglikemię (zbyt duży spadek poziomu glukozy we krwi). Chory zmarł, gdy zabrakło acomatrolu.

    Zlzer kontynuował badania na innych pacjentach, ale bez większego powodzenia. Ostatecznie zakończyły się one wraz z wybuchem I wojny światowej, gdy jego laboratorium zostało przestawione na potrzeby niemieckiego wojska.

    Wyciąg z trzustki w 1909 r. uzyskał również belgijski lekarz Jean de Meyer. Otrzymaną w ten sposób nieznaną substancję nazwał insuliną (od łacińskiego słowa "insula", czyli wyspa). Tego samego określenia w 1910 r. użył również Edward Albert Sharpey-Schafer, angielski fizjolog.

    Jan Tatoń i Anna Czech piszą w książce "Historia badań i leczenia cukrzycy", że w latach 1915-1919 Israel Kleiner z Instytutu Rockefellera w Nowym Jorku uzyskał wyciąg z trzustki obniżający poziom glukozy we krwi u psów. Zaprzestał jednak dalszych badań z powodu braku środków.

    Bliski otrzymania insuliny w postaci nadającej się do zastosowania u chorych na cukrzycę był też rumuński fizjolog Nicolae Constantin Paulescu. "Pankreatynę", jak ją nazwał, uzyskał najpierw z trzustek psów, a potem innych zwierząt. Przeprowadził nawet eksperymenty na psach, u których uzyskał normalizacje poziomu cukru we krwi. Nie doprowadził jednak ekstraktu trzustki do takiej postaci, by można było go zastosować u ludzi.

    Dokonali tego dopiero Frederick Grant Banting, który miał już wiedzę zdobytą przez swych poprzedników, na dodatek przystąpili do badań z pełnym rozmachem. Jak pisze "Kronika Medycyny", umożliwił mu to John James Richard Macleod, szef Instytutu Fizjologii na uniwersytecie Toronto. W lipcu 1921 r. udostępnił Bantingowi swoje laboratorium, 10 psów i pomocnika - 21-letniego Charlesa Herberta Besta. Sam jedynie nadzorował całe przedsięwzięcie.

    Obaj badacze uzyskali najpierw ekstrakt z rozdrobnionych wysp Langerhansa. Potem przy użyciu roztworu soli kuchennej wstrzyknęli go dożylnie psom, którym wcześniej usunięto trzustkę. Po tych udanych próbach postanowili udoskonalić metodę wytwarzania insuliny. Zrezygnowali z psów i wykorzystali trzustki czteromiesięcznych cieląt.

    W pierwszej połowie sierpnia 1921 r. uzyskali insulinę, którą trzeba było tylko odpowiednio przygotować do zastosowania u ludzi. Macleod przerwał doświadczenia na zwierzętach i cały zespół pracował nad oczyszczeniem i bardziej wydajnym wytwarzaniem insuliny.

    W tych pracach decydującą rolę odegrał kanadyjski biochemik i fizjolog James Bertram Collip. Uzyskał on wysoko oczyszczony ekstrakt i umożliwił właściwą jego standaryzację, by uniknąć przedawkowania insuliny powodujące niedocukrzenie.

    Pod koniec 1921 r. prace nad insuliną były już tak zaawansowane, że można było przystąpić do prób na ludziach. Banting i Best pierwsze eksperymenty przeprowadzili na sobie. Dopiero gdy się przekonali, że uzyskany hormon jest bezpieczny postanowili wstrzyknąć go Leonardowi Thomsonowi, 14-letniemu chłopcu choremu na cukrzycę typu I. Była to szczególna okazja, bo w ciężkim stanie przywieziono go do szpitala dziecięcego w Toronto.

    Ta historyczna próba, która zapoczątkowała leczenie cukrzycy, odbyła się 23 stycznia 1922 r.

    W 1923 r. za odkrycie insuliny przyznano Nagrodę Nobla (w wysokości 24 tys. dolarów). Otrzymał ją Johna Macleod oraz Frederick Banting. Komitet Noblowski pominął Herberta Besta. Banting uważał, że to wyróżnienie bardziej należy się Bestowi niż Macleodowi. Uniósł się honorem i podzielił się przypadającą mu nagrodą ze swoim asystentem.

    Best był jednak niepocieszony. Nigdy nie pogodził się z tym, że nie znalazł się w panteonie Noblistów. Jeszcze przez wiele lat pracował nad wykorzystaniem insuliny. W 1930 r. odkrył enzym zmniejszający poziom histaminy.

    Banting został dyrektorem specjalnie dla niego powołanego instytutu na uniwersytecie w Toronto. Zginął w 1941 r. w wypadku lotniczym w trakcie lotu do Anglii, gdy pełnił obowiązki lekarza wojskowego.

    PAP - Nauka w Polsce, Zbigniew Wojtasiński

    zbw/ krf/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Insulina aspart - analog insuliny ludzkiej o krótkim czasie działania. Jego preparat jest stosowany w postaci wstrzyknięć w leczeniu cukrzycy. Insulina lispro - analog insuliny ludzkiej o krótkim czasie działania. Jego preparat jest stosowany w postaci wstrzyknięć w leczeniu cukrzycy. Insulina glargine − wolnodziałający analog insuliny ludzkiej o wydłużonym czasie działania. Jego preparat jest stosowany w postaci wstrzyknięć w leczeniu cukrzycy.

    Cukrzyca – grupa chorób metabolicznych charakteryzująca się hiperglikemią (podwyższonym poziomem cukru we krwi) wynikającą z defektu produkcji lub działania insuliny wydzielanej przez komórki beta trzustki. Przewlekła hiperglikemia wiąże się z uszkodzeniem, zaburzeniem czynności i niewydolnością różnych narządów, szczególnie oczu, nerek, nerwów, serca i naczyń krwionośnych. Ze względu na przyczynę i przebieg choroby, można wyróżnić cukrzycę typu 1, typu 2, cukrzycę ciężarnych i inne. Insulina detemir – wolno działający analog insuliny ludzkiej o wydłużonym czasie działania. Jego preparat jest stosowany w postaci wstrzyknięć w leczeniu cukrzycy.

    Cukrzyca typu MODY (MODY – akronim od ang. Maturity Onset Diabetes of the Young) – grupa rzadkich i uwarunkowanych genetycznie postaci cukrzycy, których objawy pojawiają się u osób w wieku 15-35 lat, a ich przebieg kliniczny jest zbliżony do cukrzycy typu 2. W przeciwieństwie do typu 1, który zawsze wymaga przyjmowania insuliny, chorzy z MODY często mogą przyjmować leki doustne. Stanowią 1–5% wszystkich przypadków cukrzycy. Jednostka insulinowa - termin stosowany dla określenia jednostki wagowej dawek preparatów insuliny stosowanej w leczeniu cukrzycy. W powszechnym użyciu jest jednostka insulinowa, gdzie 1 jednostka to 1/100 ml danego preparatu insuliny. W penach do dozowania insuliny zwykle znajdują się wkłady o pojemności 300 jednostek insulinowych (3 ml), można nimi podawać insulinę z dokładnością do jednej jednostki. W pompach insulinowych możliwe jest dozowanie dawek mniejszych od jednostki insulinowej.

    Światowy Dzień Cukrzycy (ang. World Diabetes Day) – międzynarodowe święto, obchodzone corocznie 14 listopada, w rocznicę urodzin odkrywcy insuliny, Fredericka Bantinga, ustanowione przez Międzynarodową Federację Diabetologiczną (ang. International Diabetes Federation, IDF) w 1991 roku, w 70. rocznicę odkrycia hormonu (1921). Test doustnego obciążenia glukozą (ang. Oral Glucose Tolerance Test, OGTT) – badanie stosowane w diagnostyce cukrzycy, czasem też w innych chorobach (np. akromegalia). Według zaleceń WHO badanie polega na podaniu pacjentowi glukozy i obserwowaniu reakcji jego organizmu na nią: wydzielenia insuliny, szybkości regulacji poziomu cukru we krwi – szybkości wchłaniania glukozy do tkanek. W przypadku akromegalii dodatkowo dokonuje się pomiaru poziomu hormonu wzrostu i wpływu obciążenia glukozą na spadek poziomu hormonu wzrostu.

    Insulina glulizynowa – analog insuliny ludzkiej o krótkim czasie działania. Produkowana metodą rekombinacji DNA. Jej preparat jest stosowany w postaci wstrzyknięć w leczeniu cukrzycy. Insulina glulizynowa zaczyna działać w ciągu 10-20 minut od podania, szczyt działania osiąga około 30–40 minut od podania, jej czas działania wynosi około 2 godziny, po 4-6 godzinach całkowicie znika z organizmu.

    Sir Frederick Grant Banting KBE, MC(ur. 14 listopada 1891 w Alliston, Ontario, zm. 21 lutego 1941) – kanadyjski fizjolog, odkrywca insuliny. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.

    Eksenatyd (ang. Exenatide) − nowy lek zarejestrowany do leczenia cukrzycy, będący agonistą peptydu glukagonopodobnego typu 1 (GLP-1 Glucagon-like-peptide-1), wytwarzanego przez komórki L jelita cienkiego, który wiążąc się z komórką β (receptorem dla GLP-1) wysp trzustkowych zwiększa wydzielanie insuliny pod wpływem glukozy. Ponadto spowalnia wchłanianie glukozy oraz hamuje wpływ glukagonu na komórki receptorowe. Został dopuszczony do leczenia typu 2 cukrzycy przez FDA na rynku USA w 2005. Eksenatyd jest syntetycznym analogiem peptydu złożonego z 39 aminokwasów, pierwotnie wykrytego w ślinie helodermy arizońskiej.

    Dodano: 07.08.2011. 00:04  


    Najnowsze