Как изобрели инсулин — лекарство, которое прямо сейчас спасает 500 миллионов жизней
Чудеса современной медицины никого уже не удивляют — но многие из нас появились на свет и всё еще живы исключительно благодаря ученым, которые победили те или иные смертельные заболевания. Именно им посвящена книга «30 нобелевских премий. Открытия, изменившие медицину», которая вышла в издательстве «Альпина нон-фикшн». Публикуем фрагмент о появлении лекарства от диабета — болезни, которая перестала быть смертельной 98 лет назад.
За историю человечества лекарств, кардинально изменивших жизнь людей, изобретено не так уж много, но они имеют огромное значение. Назовем их. Это ацетилсалициловая кислота или аспирин, памятник которому поставлен в Германии, антибиотики, прекратившие масштабные инфекционные эпидемии, и инсулин. Для начала расскажем вам одну историю.
Начало 20-х годов XX века.
Десятилетняя Женева Штикельбергер из американского города Оберон в штате Северная Дакота заболела: стала много пить, часто ходила «по-маленькому», быстро теряла вес. Врачи и раньше наблюдали эту болезнь у других людей, но лечить ее не умели.
Состояние Женевы ухудшалось, а ее мать не могла смириться с тем, что теряет дочь, и упорно искала ученых, которые могли бы спасти Женеву. В это же время по миру стало распространяться известие об удивительном лекарстве, открытом канадским врачом Фредериком Бантингом и ассистировавшим ему студентом-медиком Чарльзом Бестом. К канадским ученым начали приходить тысячи писем с просьбами спасти детей с похожим заболеванием.
Летом 1922 года о чудо-лекарстве стало известно и маме Женевы. Она позвонила Бантингу, и тот сразу же вызвал больную к себе на прием. В поезде девочке стало плохо, она впала в кому. Машинист вызвал карету скорой помощи к приходу поезда. Бантингу также сообщили о смертельно опасном ухудшении состояния Женевы. Молодой ученый встретил пациентку на вокзале и там же сделал ей инъекцию препарата. Обреченная девочка пришла в сознание, постепенно ее самочувствие стало улучшаться.
Женева прожила долгую активную жизнь и скончалась в возрасте 72 лет. С момента первой инъекции она в течение 61 года постоянно получала лечение чудесным препаратом.
Вы наверняка догадались, что Женева была больна сахарным диабетом, и лишь благодаря открытию инсулина получила шанс на компенсацию своей болезни и полноценную жизнь.
Физиологическая суть этой болезни сложна: для того чтобы клетки организма могли усваивать сахар из крови, осуществляя таким образом питание, им нужен гормон инсулин, который вырабатывается особыми клетками поджелудочной железы. При сахарном диабете инсулин вырабатываться перестает или же вырабатывается недостаточно. В результате при изобилии пищи клетки голодают, а сахар выводится из организма вместе с мочой.
Раньше, до того как научились определять сахар в моче с помощью анализов, диагноз «сахарный диабет» у мужчин помогали поставить мухи. Они вились в низу брюк, на которые случайно попадали сладкие капли мочи, когда мужчина ходил в туалет.
«Сахарная болезнь» была известна с древних времен, еще с III тысячелетия до нашей эры. Этот диагноз был для пациента смертным приговором вплоть до конца XIX века, когда были начаты исследования поджелудочной железы и сделан первый шаг к пониманию причин сахарного диабета. Еще до этого возникла наука о железах внутренней секреции, названная эндокринологией.
В 1869 году немецкий анатом и гистолог Пауль Лангерганс, на тот момент 22-летний студент, обнаружил в поджелудочной железе специфические группы клеток, которые впоследствии назовут в его честь «островками Лангерганса». Спустя несколько лет именно из этих островков будет выделен гормон инсулин. Но этому величайшему событию предшествовал целый ряд научных исследований.
В 1889 году немецкие клиницисты и физиологи Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг продемонстрировали в экспериментах на животных, что удаление поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета. Но при введении этим же животным экстракта из поджелудочной железы симптомы диабета исчезают. Так было установлено, что поджелудочная железа каким-то образом контролирует уровень сахара в крови, но как именно это происходит — еще предстояло выяснить.
В 1900 году русский патологоанатом Леонид Васильевич Соболев изучил строение и функцию островков Лангерганса, экспериментально доказав, что именно эти участки поджелудочной железы осуществляют специфическую внутреннюю секрецию, регулируя уровень сахара в крови.
В начале XX века ученые и врачи настолько близко подошли к открытию инсулина, что это произошло почти одновременно в нескольких странах. Приблизительно за полгода до того, как стало известно об открытии инсулина в Канаде, этот гормон в лабораторных условиях выделил румынский профессор физиологии Никола Паулеско. Но из-за языковых трудностей в условиях послевоенной Европы мир узнал об открытии Паулеско позже, чем об открытии канадских ученых. Поэтому первооткрывателями инсулина считаются Бантинг и Бест.
Итак, летом 1921 года двое молодых канадских ученых — хирург Фредерик Бантинг и его помощник Чарльз Бест — в лаборатории профессора Джона Маклеода из университета Торонто выделили из экстракта поджелудочной железы собаки, а затем теленка вещество, которому дают название «айлетин».
Именно айлетин, который Маклеод впоследствии предложил переименовать в «инсулин» (от латинского insula — островок), стал долгожданным и чудодейственным лекарством для лечения сахарного диабета, и страдавшие им люди получили право на жизнь.
Первым больным, получившим инъекцию инсулина, стал четырнадцатилетний пациент клиники в Торонто Леонард Томпсон. К сожалению, препарат был недостаточно очищен: началась тяжелая аллергическая реакция, и, несмотря на снижение концентрации сахара в крови Леонарда, инъекции прекратили. Через 12 дней, в течение которых биохимик Колин упорно работал над улучшением экстракта, инсулин вновь ввели тому же пациенту. Это случилось 23 января 1922 года. На этот раз успех был ошеломительным, болезнь перестала прогрессировать, не было побочных эффектов, а умирающий мальчик пошел на поправку.
Следующим пациентом стал близкий друг Бантинга, врач Джо Джиль-Криста. Его излечение окончательно подтвердило, что наконец-то получено средство для спасения сотен тысяч жизней! За это открытие Фредерик Бантинг и профессор Маклеод уже в 1923 году получили Нобелевскую премию «за открытие инсулина». Бантинг, признавая заслугу своего помощника Чарльза Беста, отдал ему половину своей премии, и теперь в истории медицины их имена стоят рядом.
В том же 1923 году Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, основателем фармацевтической компании Lilly. Компания сразу же взялась за разработку технологии массового производства инсулина, и это позволило спасти жизнь многих пациентов с диабетом. Налаживание производства происходило на удивление быстро: уже весной 1923 года было введено в эксплуатацию оборудование для массового выпуска препарата.
15 октября 1923 года был выпущен инсулин животного происхождения Илетин. К концу 1923 года компания Lilly выпустила почти 60 млн единиц препарата — и началась эра инсулина в лечении сахарного диабета.
Это фатальное заболевание перестало быть смертным приговором. Принимая инсулин и контролируя уровень сахара в крови, люди с диагнозом «сахарный диабет» могут вести образ жизни практически здорового человека.
В 1948 году американский врач-эндокринолог Эллиот Проктор Джослин учредил медаль, которую стали вручать тем, кто 25 лет прожил с диагнозом «сахарный диабет». Однако в 1970 году выдача медали прекратилась: ведь благодаря инсулину долгожительство с сахарным диабетом стало массовым явлением. Вместо нее была учреждена новая медаль, которую стали вручать диабетикам, прожившим с этой болезнью более 50 лет. На ее лицевой стороне изображен человек с факелом и надпись: «Триумф человека и медицины» (Triumph for Man and Medicine), на оборотной — «За 50 мужественных лет с диабетом» (For 50 Courageous Years with Diabetes).
Химическая структура инсулина человека была установлена в 1960 году. С помощью метода генной инженерии в 1976 году впервые был осуществлен полный синтез человеческого инсулина. В настоящее время пациенты с диабетом получают лечение только человеческим инсулином и его синтетическими аналогами. Инсулины животного происхождения больше не используются.
Рис. 21. Формула инсулина
Химическая формула инсулина дает ответ на вопрос о том, почему до сих пор инсулин можно принимать только в виде инъекций. Дело в том, что инсулин — белок. Он переваривается в желудочно-кишечном тракте, не попадая в кровь, где должен работать.
Инсулин всегда необходим при диабете I типа, когда в результате аутоиммунной атаки секретирующие клетки погибают. Также его применяют во многих случаях диабета II типа, когда инсулина недостаточно. С появлением шприцев-ручек и тест-полосок, определяющих количество сахара в крови, качество жизни пациентов с диабетом возросло многократно, однако они по-прежнему должны считать хлебные единицы, определять уровень сахара, совершать расчеты и делать себе инъекции инсулина.
Наука подошла вплотную к тому, чтобы автоматизировать этот процесс. Уже сейчас существует устройство типа пластыря с микроиглой: он приклеивается на плечо, производит все эти процедуры автоматически и имитирует работу островков Лангерганса в поджелудочной железе.