Kes avastas insuliini?
Insuliin on suhkruhaiguse ravis kesksel kohal, kuna kõik diabeeditüübid tekivad ebapiisavate, ebaefektiivsete või olematute insuliinivarude tõttu organismi võimetusest veresuhkrut tõhusalt kasutada.
Insuliini avastanud uudsed teadlased võitsid Nobeli preemia, kuid avastus tekitas ka poleemikat.
Insuliini avastamine toimus 1921. aastal Kanada ortopeedikirurgi nimega Frederick G. Banting, tema assistendi Charles Besti ja John MacLeodi Kanada ülikoolist Kanadas.
Aastate jooksul on insuliini avastamisest levinud mitu vastuolulist juttu ja isegi 1923. aastal selle avastamise eest antud Nobeli preemia tuli aastaid hiljem kõne alla.
Selles artiklis vaatleme inimesi, kes vastutavad selle murrangulise diabeediravi eest.
Insuliini ajalugu
Diabeedi mõistmine on arenenud tuhandeid aastaid; isegi vanad kreeklased teadsid sellest ja diagnoosisid diabeedi uriini maitsmisega.
Teadlikkus sellest, et teatud veresuhkru tasemega seotud uriini ja janu tase on sajandite jooksul kasvanud.
Kui 19. sajandi füsioloogid mõistsid, et kõhunääre oli kogu keha energia töötlemisel võtmetähtsusega, ei mõistnud nad pankrease otsest rolli suhkruhaiguses, kuni kaks füsioloogi eemaldasid 1890. aastal koera pankrease.
Need kaks teadlast täheldasid raske diabeedi arengut 3 nädala jooksul, sealhulgas sümptomeid, mis on tänapäeval selle haigusega inimestele tuttavad, sealhulgas:
- kõrge veresuhkur
- tugevalt lahjendatud uriin, mida täheldatakse diabeedi korral
- diabeetiline kooma
- surm ketoosist
Esimene füsioloog, kes soovitas pankrease saartel või Langerhansi saartel põhjustada pankrease mõju veresuhkru kontrollile, oli Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, kes esitas need väited esmakordselt umbes 1894. aastal.
Kuigi ta ei eraldanud ainet, millest me nüüd aru saame, on insuliin, kasutas ta selle veel avastamata aine kirjeldamiseks mõistet „insuliin” ja osutas nii selle olemasolule kui ka tähtsusele 1913. aastal.
Aastal 1901 olid teadlased leidnud, et koerte, kasside ja küülikute pankrease kanali sidumine või sidumine hävitas paljud kõhunäärmes hormoone tootvad rakud.
Kuid Langerhansi saared, millest tänapäeva teadlased teavad nüüd insuliini tootmist, olid endiselt terved. Oluline on see, et uriinis ei olnud veresuhkru märke, mis on tavaline diabeedi sümptom. See oli esimene selge viide sellele, et saarerakud mängisid diabeedi tekkes tõepoolest rolli.
Avastus
Aastal 1921 sai dr Frederick G. Bantingist esimene inimene, kes eraldas saarerakkude eritised ja kuulutas neid diabeedi võimaliku ravina.
Ta täheldas, et teistel teadlastel ei pruugi olla õnnestunud insuliini leida, kuna seedetrakti ensüümid olid insuliini hävitanud, enne kui keegi selle välja võis saada.
Bantingi plaan oli laborikoerte pankrease kanalid siduda seni, kuni ensüüme tootvad rakud degenereerusid, jättes tugevad saarerakud elus. Seejärel ekstraheeris ta jäägi.
Banting ei olnud piisavalt kursis veresuhkru testimise uute arengutega, et diabeeti täpselt kontrollida, nii et ta kontrollis uriini, mis oli vähem usaldusväärne.
Idee polnud aga uus - ka teised teadlased olid proovinud toota pankreasest väljavõtteid, mis vähendasid veresuhkrut - ega olnud ka eriti kasulik, sest Banting suutis hormooni eraldada vaid väikestes kogustes.
Pealegi tundus ekstrakt toksiliste omadustega ja põhjustas loomadel tõsiseid kõrvaltoimeid, sealhulgas valu ja palavikku.
Areng
Banting ei olnud süsivesikute ainevahetuse valdkonnas ekspert, nii et kui ta Toronto ülikooli füsioloogiajuhilt professor John James Rickard Macleodilt laboriruume ja -rajatisi palus, oli hinnatud füsioloog alguses tõrks.
Kuid Bantingi visadus ja usaldusväärsemate tulemuste võimalus veenis MacLeodi laboriruume annetama. Kuigi pankrease sidumine selle lagunemiseks ei olnud uus uurimisvahend, pakkus saarekeste eraldamise idee nende aeglasema degeneratsiooni tõttu Macleodile suurt huvi.
Keegi ei olnud proovinud saarekesi täielikult degenereerunud kõhunäärmest eraldada.
Banting võttis insuliini eraldamiseks appi assistendi Charles Herbert Besti. Macleod aitas kaasa uurimistöö üldisele ülesehitusele ja oli parim spetsialiseerunud vere keemilisele analüüsile glükoositaseme kontrollimiseks.
Uuringud algasid 17. mail 1921.
Eesmärk oli koera kõhunääre ligeerida, kuni see lagunes ja hakkas tootma saarte ekstrakti. Seejärel anti seda ekstrakti teistele koertele ilma kõhunäärmeteta, et hinnata selle mõju diabeedile.
Edusammud olid esialgu aeglased. Banting nägi vaeva loomakirurgiaga ja kümnest kanaliga seotud koerast seitse suri. Banting ja Best pidid kasutama mõne Kanada dollari eest tänavalt potentsiaalselt musta turu koerte ostmist.
27. juulil olid nad lõpuks ette valmistanud edukalt eemaldatud kõhunäärmega koera ja seotud pankrease kanalitega koera. Kolm päeva hiljem külmutasid teadlased degenereerunud kõhunääre, jahvatasid selle pastaks ja filtreerisid, enne kui soojendati toatemperatuurini ja süstiti 5 milliliitrit (ml) pankreaseta koera.
Teadlased võtsid koeralt vereproove iga 30 minuti järel ja nägid veresuhkru ajutist langust 0,2 protsendilt 0,12 protsendile. Koer suri järgmisel hommikul infektsiooni tõttu, kuid teadlased märkisid ekstraktist, mille nad olid nimetanud saareks, esimesed diabeedivastase toime tunnused.
Kuigi paljud nende katsed ebaõnnestusid, põhjustades laborikoerte surma, nägid Banting ja meeskond nende ekstrakti tulemusena piisavalt regulaarselt veresuhkru taset, et nad olid kindlad isletiini diabeedivastastes omadustes, millest hiljem sai insuliin .
Seejärel otsustasid Banting ja Best, et pankrease järkjärgulise lagundamise asemel kasutavad nad kõhunäärme ületöötamiseks ja kurnamiseks sekretiiniks nimetatavat hormooni lootuses, et see vähendab toksilist toimet, pakkudes siiski insuliini.
Sekretiini saamise protseduur oli keeruline ja ebapraktiline, kuid see näitas ohutumat viisi insuliini pankreasest eraldamiseks.
Samuti seisid nad silmitsi väljakutsega proovida koguda pankrease lahuse ekstrakti, hävitamata toimeainet - meditsiinis terapeutilist efekti loovat ainet - antud juhul insuliini.
Järgmised sammud
Järgmine väljakutse oli leida saarerakkude ja seega ka insuliini tootmise meetod massimõõtmetes, nii et seda oleks võimalik kasutada diabeedi laiaulatusliku ravimina.
Mõistes, et pankrease ligeerimiseks mõeldud koerte pakkumine piirab uuringute edenemist, läksid Banting ja Best edasi lehmade pankrease kasutamisele lähtematerjalina.
Kohandades lahuse ekstraheerimise ja kontsentreerimise protsesse, õnnestus teadlastel toota aine, mis sisaldas suuremas koguses toimeainet (insuliini). Seejärel süstisid nad selle ekstrakti ühte laborikoera, kellel ei olnud kõhunääret.
Koera veresuhkur langes 0,46 protsendilt 0,18 protsendile - tohutu paranemine. Kulutasuv ja laialt kättesaadav oli nende arvates lehma pankreas nende edasine tee.
Siinkohal suunas MacLeod kõik muud ressursid selle uuringu toetamiseks. Pinged Bantingi ja MacLeodi vahel aga teravnesid, kuna Banting arvas, et MacLeod võtab oma töö eest au.
MacLeod seevastu oli pettunud Bantingi suhtumises ja pidevas kahtlustamises.
James Bertram Collip, Kanada biokeemik, jõudis insuliini puhastamise kallale. Kui ta oli saavutanud sobiva puhtustaseme, testisid nad seda kõigepealt küülikutel, seejärel inimestel.
Kuid insuliin ei läbinud oma esimesi kliinilisi uuringuid.
Esimeses testis osales 14-aastane raske diabeediga poiss. Kui ekstrakt viis veresuhkru taseme languseni 0,44 protsendilt 0,32 protsendini ja eritunud glükoosi koguse vähese vähenemiseni, ei muutunud süstekohas tekkinud abstsess ja ketooni tase, teine diabeedi näitaja.
Collip töötas ekstrakti veelgi puhastamise nimel ja teine kliiniline uuring, mis toimus 23. jaanuaril 1922, nägi kohest ja sügavat edu. Sama 14-aastase poisi veresuhkru tase langes 24 tunni jooksul 0,52 protsendilt 0,12 protsendile ja ketoonid kadusid uriinist. Eritatud glükoosi kogus langes 71,1 grammist (g) 8,7 grammini.
Uuringu juhid kordasid järgmise kuu jooksul neid olulisi parendusi veel kuuel patsiendil.
Sel ajal, kui kõik need katsed toimusid, oli Banting peamiselt koeri katseteks ette valmistanud ja uusi viise insuliini valmistamiseks masstootmiseks valmistanud ning osalenud uuringutes või nende tulemusel vähe.
Banting muutus tunnustuse võitmiseks meeleheitlikuks ning 1922. aasta lõpuks hakkasid tema viha ja pettumus tekitama konflikte. Ühel hetkel ähvardas Collip grupist lahkuda, ilma et ta puhastamisprotsessi edasi annaks. Kuuldavasti tuli Banting temaga löökidele ülikooli saalides.
Kuigi endiselt liigub palju erinevaid aruandeid selle kohta, kellele tuleb anda au insuliini avastamiseks, pani Banting ratta liikuma - vaatamata oma piiratud kogemustele selles valdkonnas - ja pani kokku meeskonna, kes arendas diabeediravis kõige olulisemat edasiminekut.
Nobeli preemia poleemika
1923. aastal esitas Taani füsioloog August Kroch Bantingi idee ja MacLeodi juhiste põhjal Bantingi ja MacLeodi ühise Nobeli preemia nominatsiooni.
Banting oli esimene Nobeli kandidaat Kanadast ja seetõttu on pudel insuliini Kanada 100-dollarise arve üle uhke.
Kuid Nobeli komitee sai ihaldatud preemia välja anda vaid ühe kuni kolme inimese vahel. Banting oli MacLeodi kaas nominatsioonist kuuldes maruvihane, arvates, et kandidaadi oleks pidanud andma hoopis Bestile, ja lükkas auhinna peaaegu tagasi.
Kuid tal oli meelemuutus ja selle asemel jagas ta oma krediiti ja auhinnaraha Bestiga. Kui MacLeod sai sellest teada, tegi ta sama ka Collipiga.
Aastaid hiljem, kaua aega pärast Bantingi surma lennuõnnetuses 1941. aastal, tunnistati Nobeli preemia ametlikus ajaloos avalikult Besti panust insuliini väljatöötamisse.
Kokkuvõte
Inimrühm avastas insuliini.
Frederick G. Banting mõtles 1921. aastal välja pankreaseekstrakti; Toronto ülikooli füsioloogia juht John MacLeod jälgis seda protsessi; Bantingi assistent Charles Best aitas protsessi täpsustada ja biokeemik nimega James Collip aitas insuliini veelgi puhastada, et see oleks kliiniliselt kasulik.
