INSULIN

Insuliini (lat. Insula -saari, luoto) - haiman hormoni; kuuluu proteiini-peptidihormonien ryhmään.

Vuonna 1900 L. V. Sobolev osoitti, että haiman Langerhans-saarekkeet (ks.) Muodostavat kehon hiilihydraattiaineenvaihduntaa säätelevän aineen muodostumispaikan. Vuonna 1921 F. Bunting ja Best (S. N. Best) saivat uutteen haiman saarekkeesta, joka sisälsi insuliinia. Vuonna 1925 insuliinia saatiin kiteisessä muodossa. Vuonna 1955 F. Sanger tutki aminohapposekvenssiä ja määritteli naudan ja sian insuliinin rakenteen..

Insuliinimonomeerin suhteellinen molekyylipaino - noin. 6000. Insuliinimolekyyli sisältää 51 aminohappoa ja koostuu kahdesta ketjusta; ketjua N-terminaalisen glysiinin kanssa kutsutaan A-ketjuksi ja koostuu 21 aminohaposta, toinen - B-ketju - koostuu 30 aminohaposta. A- ja B-ketjut yhdistetään disulfidisidoksella, leikkauksen eheydellä on suuri merkitys biolin, molekyylin I aktiivisuuden, säilyttämisessä (katso alla oleva kaava).

Lähin aminohappokoostumus I. ihmisen sika I.: lle, jonka molekyyli eroaa vain yhdellä aminohapolla B-ketjussa (treoniinin sijaan 30. sijalla on alaniini).

Sisältö

Insuliinin biosynteesi, insuliinin erityksen säätely

Insuliini syntetisoidaan Langerhansin haiman saarekkeiden basofiilisissä insulosyyteissä (beeta-soluissa) edeltäjästään proinsuliinista. Steiner (D. F. Steiner) löysi proinsuliinin ensimmäisen kerran 60-luvun lopulla. Proinsuliini on yksiketjuinen polypeptidi, jolla on suhteellinen mooli. paino n. 10 000, sisältää yli 80 aminohappoa. Proinsuliini on P.-molekyyli, joka on suljettu peptidillä, jota on kutsuttu nimellä yhdistävä tai C-peptidi; tämä peptidi tekee I.-molekyylistä biologisesti passiivisen. Immunologisten ominaispiirteiden mukaan proinsuliini on lähellä I. Proinsuliini syntetisoidaan insulosyyttien ribosomeissa, sitten proinsuliinimolekyyli siirtyy sytoplasmisen retikulumin säiliöitä pitkin lamellarikompleksiin (Golgi-kompleksi), josta äskettäin muodostetut eritysrakeet erotetaan proinsuliinista. Erittävissä rakeissa C-peptidi erotetaan proinsuliinista entsyymien vaikutuksesta ja muodostetaan I. Proinsuliinin entsymaattisen konversion prosessi etenee. useita vaiheita, joiden seurauksena muodostetaan insuliini, proinsuliinin ja C-peptidin välimuodot. Kaikilla näillä aineilla on erilainen bio- ja immuuniaktiivisuus ja ne voivat osallistua erityyppisten aineenvaihdunnan säätelyyn. Proinsuliinin muuttumisprosessien rikkominen I. johtaa näiden aineiden suhteen muutokseen, I. epätavallisten muotojen esiintymiseen ja tämän seurauksena - muutokseen metabolian säätelyssä.

Hormonien saantia veressä säätelevät useat mekanismit, joista yksi I: lle (liipaisusignaali) on verensokerin nousu (ks. Hyperglykemia); tärkeä rooli I. saannin säätelyssä kuuluu mikroelementeille, hormonien rauhaselle. polku (yleensä erittynyt), aminohapot ja myös c. n kanssa. (katso hormonit).

Insuliinin muutos kehossa

Tullessaan verenkiertoon osa I. muodostaa komplekseja plasmaproteiinien kanssa - ns. Sitoutunut insuliini, toinen osa pysyy vapaan insuliinin muodossa. L.K. Staroseltseva et ai. (1972) totesivat, että sidottua I: tä on kahta muotoa: yksi muoto on I.: n kompleksi transferriinin kanssa, toinen on I.: n kompleksi yhdellä seerumin alfa-globuliinien komponenteista. Vapaat ja kytketyt I. eroavat toisistaan ​​biologisesti. Immuuniset ja fyysiset. ominaisuudet, samoin kuin vaikutus rasva- ja lihaskudoksiin, jotka ovat kohdeelimiä ja joita kutsutaan insuliiniherkiksi ja kudoksiksi. Vapaa I. reagoi kiteisen P. vasta-aineiden kanssa, stimuloi glukoosin imeytymistä lihaksissa ja jossain määrin rasvakudoksessa. Yhdistetty I. ei reagoi kiteisen P. vasta-aineiden kanssa, stimuloi rasvakudoksen sokerin imeytymistä eikä käytännössä vaikuta tähän prosessiin lihaskudoksessa. Yhdistetty I. eroaa vapaasta aineenvaihdunnasta, käytöstä elektroforeettisessa kentässä geelisuodatuksen ja dialyysin aikana.

Vereseerumin uuttaminen etanolihydrokloridilla tuotti biolimäisen aineen, jolla oli samanlaisia ​​vaikutuksia kuin I. Kuitenkaan tämä aine ei reagoinut kiteistä insuliinia varten saatujen vasta-aineiden kanssa, ja siksi sitä kutsuttiin ”vaimentamattomaksi insuliinin kaltaiseksi plasmaaktiivisuudeksi” tai ”insuliininkaltaiseksi aineeksi”. Insuliinin kaltaisen toiminnan tutkimuksella on suuri merkitys; Monien kirjoittajien "tukahduttamatonta insuliinin kaltaista plasmaaktiivisuutta" pidetään yhtenä I. muodoista. Kiitos prosessista, jolla I. sitoutuu seerumiproteiineihin, se toimitetaan kudoksiin. Lisäksi siihen liittyvä I. on, kuten se oli, hormonin varastointimuoto veressä ja luo aktiivisen I. varannon verenkiertoon. Tietty määrä vapaata ja sitoutunutta I. varmistaa kehon normaalin toiminnan.

Verenkierrossa kiertävän I. määrän määrää paitsi erityksen nopeus, myös sen metabolian nopeus perifeerisissä kudoksissa ja elimissä. I. aineenvaihdunnan prosessit ovat aktiivisimpia maksassa. Näiden prosessien mekanismista maksassa on useita ehdotuksia; Todettiin, että siinä on kaksi vaihetta - disulfidisiltojen palauttaminen insuliinimolekyyliin ja proteolyysi muodostamalla biologisesti inaktiivisia peptidifragmentteja ja aminohappoja. I: n aineenvaihdunnassa on mukana useita insuliinia inaktivoivia ja insuliinia hajottavia entsyymijärjestelmiä. Näitä ovat insuliinia inaktivoivat entsyymijärjestelmät [proteiinidisulfidireduktaasi (glutationi]) ja insuliinia hajottavat entsyymijärjestelmät, joita edustavat kolme tyyppiä proteolyyttisiä entsyymejä. Proteiinidisulfidireduktaasin vaikutuksen seurauksena S-S-sillat palautetaan ja muodostetaan I: n A- ja B-ketjut, mitä seuraa niiden proteolyysi yksittäisiksi peptideiksi ja aminohapoiksi. I. Maksan lisäksi I. aineenvaihduntaa tapahtuu lihas- ja rasvakudoksissa, munuaisissa ja istukassa. Metabolisten prosessien nopeus voi toimia kontrollina aktiivisen I. pitoisuudesta ja sillä on suuri rooli diabetes mellituksen patogeneesissä. I-ihmisen biologinen ajanjakso, puoliintumisaika - noin. 30 minuuttia.

Insuliinin biologiset vaikutukset

Insuliini on universaali anabolinen hormoni. Yksi silmiinpistävimmistä vaikutuksista I. on sen hypoglykeeminen vaikutus. I. vaikuttaa kaikentyyppiseen aineenvaihduntaan: se stimuloi aineiden kuljetusta solukalvojen läpi, edistää glukoosin käyttöä ja glykogeenin muodostumista, estää glukoneogeneesiä (ks. Glykolyysi), estää lipolyysiä ja aktivoi lipogeneesiä (katso rasvan aineenvaihdunta), lisää proteiinisynteesin voimakkuutta. I., varmistaa glukoosin normaalin hapettumisen Krebs-syklissä (keuhkot, lihakset, munuaiset, maksat), edistää makroergisten yhdisteiden (erityisesti ATP) muodostumista ja ylläpitää solujen energiatasapainoa. Ja se on välttämätöntä kehon kasvulle ja kehitykselle (toimii synergiassa kasvuhormonin aivolisäkkeen kanssa).

Kaikki biolin, I. vaikutukset ovat riippumattomia ja toisistaan ​​riippumattomia, mutta fysiologisissa olosuhteissa lopullinen I. vaikutus koostuu biosynteettisten prosessien suorasta stimulaatiosta ja “rakennusmateriaalin” (esim. Aminohapot) ja energian (glukoosin) samanaikaisesta toimittamisesta soluille. I: n monipuoliset vaikutukset toteutetaan vuorovaikutuksessa solukalvojen reseptoreiden kanssa ja lähettämällä signaali (informaatio) soluun vastaaviin entsyymijärjestelmiin..

Fysiologinen insuliiniantagonisti hiilihydraattien aineenvaihdunnan säätelyssä ja kehon optimaalisten verensokeritasojen varmistamisessa on glukagon (katso), samoin kuin jotkut muut hormonit (kilpirauhasen, lisämunuaisten, kasvuhormonin).

Insuliinin synteesin ja erityksen rikkomukset voivat olla erilaisia ​​ja olla peräisin toisistaan. Joten I. erityksen riittämättömyys johtaa hyperglykemiaan ja diabeteksen kehitykseen (katso. Diabetes mellitus, etiologia ja patogeneesi). I: n liiallista muodostumista havaitaan esimerkiksi haiman saarekkeiden beeta-soluista peräisin olevalla hormoniaktiivisella tuumorilla (katso Insuloma), ja sitä ilmennetään kliinisesti hyperinsulinismin oireilla (katso).

Menetelmät insuliinin määrittämiseksi

Menetelmät insuliinin määrittämiseksi voidaan ehdollisesti jakaa biologisiin ja radioimmuunisiin. Biol-menetelmät perustuvat glukoosin imeytymisen stimulointiin insuliinille herkissä kudoksissa I: n vaikutuksesta. Biolomenetelmään käytetään puhdaslintaisista rotista saatuja diafragmaalisia lihas- ja epididymaalisia rasvakudoksia. Kide I. tai tutkittu ihmisen veriseerumi ja diafragmaisen lihas- tai epididymaalisen rasvakudoksen valmisteet (paremmin eristetyt rasvasolut, jotka on saatu epididymaalisesta rasvakudoksesta) puskuriliuoksessa, joka sisältää tietyn konsentraation glukoosia, sijoitetaan inkubaattoriin. Kudoksen absorboitumisasteen ja vastaavasti sen vähentymisen suhteen inkuboidusta väliaineesta lasketaan veressä I. pitoisuus veressä käyttämällä standardikäyrää.

I: n vapaa muoto parantaa glukoosin imeytymistä pääasiassa pallean lihakseen, jonka kanssa sitoutunut I. muoto käytännössä ei reagoi, siksi diafragmaattista menetelmää käyttämällä on mahdollista määrittää vapaan I. määrä. Glukoosin imeytymistä epididymaalisessa rasvakudoksessa stimuloi pääasiassa I: n sitoutunut muoto. mutta vapaa I. voi osittain reagoida rasvakudoksen kanssa, siksi rasvakudoksen kanssa inkuboinnin aikana saatuja tietoja voidaan kutsua kokonaisinsuliiniaktiivisuudeksi. Fiziolin, vapaan ja sitoutuneen I. pitoisuudet vaihtelevat erittäin laajalla alueella, mikä ilmeisesti liittyy yksilöityyn aineenvaihduntaprosessien hormonaaliseen säätelyyn, ja se voi keskimäärin olla 150–200 mced / ml vapaata I. ja 250–400 mced / ml. liittyvät JA.

Radioimmuunimenetelmä I. määrittämiseksi perustuu leimatun ja leimaamattoman I. kilpailuun reaktiossa analysoidussa näytteessä olevan I. vasta-aineen kanssa. Vasta-aineisiin liittyvän radioaktiivisen I. määrä on käänteisesti verrannollinen analysoidun näytteen I. pitoisuuteen. Radioimmuunimenetelmän menestynein variantti oli kaksoisvasta-ainemenetelmä, joka voidaan esittää ehdollisesti (kaavamaisesti) seuraavasti. I.-vasta-aineet vastaanottavat marsuja (ns. Ensimmäisen asteen vasta-aineet) ja yhdistävät ne leimattuun I. (1251). Tuloksena saatu kompleksi liitetään uudelleen toisen asteen vasta-aineiden kanssa (saatu kanista). Tämä varmistaa kompleksin stabiilisuuden ja mahdollisuuden korvata merkitty I. merkinnöillä. Tämän reaktion seurauksena leimaton I. sitoutuu vasta-aineisiin ja leimattu I. kulkee vapaaseen liuokseen..

Lukuisat tämän menetelmän modifikaatiot perustuvat leimatun I. erottelun vaiheeseen kompleksista leimaamattomalla I. Kaksoisvasta-ainemenetelmä on perusta valmiiden sarjojen valmistamiselle radioimmuunimenetelmälle I. määrittämiseksi (yritykset harjoittavat Englannissa ja Ranskassa)..

Insuliinivalmisteet

Lääketieteellisiin tarkoituksiin insuliinia saadaan nautojen, sikojen ja valaiden haimasta. I. aktiivisuuden määrää bioli, (kyvystä alentaa terveiden kanien verensokeria). Toimintayksikköä (UNIT) tai kansainvälistä yksikköä (IE) varten otetaan 0,04082 mg kiteistä insuliinia (vakio). Yhdistyy helposti kahdenarvoisiin metalleihin, erityisesti sinkin, koboltin, kadmiumin kanssa, ja voi muodostaa komplekseja polypeptidien kanssa, erityisesti protamiinin kanssa. Tätä ominaisuutta käytettiin hitaasti vapauttavien valmisteiden I luomiseen..

Vaikutuksen keston mukaan erotellaan kolme valmistetyyppiä. I. Lyhytvaikutteinen valmiste (noin 6 tuntia) on kotimainen insuliini (I. nauta ja sika). Keskipitkä (10 - 12 tuntia) lääke - amorfisen sinkkinsuliinin suspensio - on kotimainen lääke, joka on samanlainen kuin vieraan lääkkeen semilentti. Pitkävaikutteisiin lääkkeisiin kuuluvat protamiini-sinkki-insuliini injektiota varten (16 - 20 tuntia vaikutusta), insuliini-protamiinisuspensio (18 - 24 tuntia), sinkki-insuliinisuspensio (enintään 24 tuntia), kiteisen sinkkinsuliinin suspensio ( jopa 30-36 tuntia toimintaa).

Käytetyimpien lääkkeiden farmakologiset ominaisuudet I. ja niiden vapautumisen muoto - katso Hormonaaliset lääkkeet, taulukko.

Käyttöaiheet ja vasta-aiheet

I. on erityinen diabeteslääke ja sitä käytetään pääasiassa diabetekseen; ehdoton indikaatio on ketoasidoosin ja diabeettisen kooman läsnäolo. Lääkkeen valinta ja sen annostus riippuvat sairauden muodosta ja vakavuudesta, iästä ja potilaan yleisestä tilasta. Annosten valinta ja I. hoito tehdään veren ja virtsan sokeripitoisuuden valvonnassa ja potilaan tilaa seuraamalla. I. yliannostus uhkaa verensokerin jyrkän laskun, hypoglykeemisen kooman. Erityisiä indikaatioita tiettyjen lääkkeiden käytöstä I. aikuisten ja lasten diabeteksen suhteen - katso diabetes mellitus, hoito.

I. Valmisteita käytetään tiettyjen mielisairauksien hoitamiseen. Neuvostoliitossa skitsofrenian insuliini-shokkikäsittelyä käyttivät vuonna 1936 A. S. Kronfeld ja E. Ya Sternberg. Antipsykoottisten lääkkeiden myötä I. hoidosta tuli valittu menetelmä - katso skitsofrenia.

Pieninä annoksina I. määrätään joskus yleiseen uupumukseen, furunkuloosiin, raskaana olevien naisten oksenteluun, hepatiittiin jne..

Kaikkia pitkäaikaisen vaikutuksen I. valmisteita annetaan vain ihon alla (tai lihaksensisäisesti). Laskimonsisäisesti (esim. Diabeettisen kooman kanssa) voidaan antaa vain kiteistä injektiota varten tarkoitettua insuliiniliuosta. Sinkkinsuliinin (ja muiden pitkäaikaisen vaikutuksen lääkkeiden I.) suspensioita ei ole mahdollista syöttää yhteen ruiskuun injektioliuosta sisältävän insuliiniliuoksen kanssa; anna tarvittaessa erillinen ruisku insuliiniliuosta varten.

Vasta-aiheet - allergia insuliinille; suhteelliset vasta-aiheet - sairaudet, joita esiintyy hypoglykemian yhteydessä. Varovaisuus on tarpeen sellaisten I. potilaiden hoidossa, joilla on sepelvaltimoiden vajaatoiminta ja aivo-verisuonitapaturma.

Bibliografia: Hormonien biokemia ja hormonien säätely, toim. N. A. Yudaev, s. 93, M., 1976; Newsholm E.I. Start K. Metabolian säätely, trans. englannista, s. 387 ja muut, M., 1977; Problems of Medical Enzymology, toim. G. R. Mardasheva, p. 40, M., 1970, bibliogr.; Ohjeet kliiniselle endokrinologialle, toim. V. G. Baranova, L., 1977; Diabetes mellitus, toim. V. R. Klyachko, s. 130, M., 1974; Staroseltseva L. K. Erilaiset insuliinimuodot kehossa ja niiden biologinen merkitys, kirjassa: Sovr. Vopr, endokriininen., Toim. H. A. Yudaev, c. 4, s. 123, M., 1972; Yudaev N. A. Metabolian hormonaalisen säätelyn biokemia, Vestn. Neuvostoliiton tiedeakatemia, nro 11, s. 29, 1974; Banting F. G., a. Paras S. H. haiman sisäinen eritys, J. Lab. Clin. Med., V. 7, s. 251, 1922; Cerasi E. a. Luft R. Diabetes mellitus - solutiedonsiirtohäiriö, hormoni. metaboi. Res., V 4, s. 246, 1970, bibliogr.; Insuliini, toim. kirjoittanut R. Luft, Gentofte, 1976; Steiner D. F. a, o. Proinsuliini ja insuliinin biosynteesi, Recent Progr. Hormone Res., V 25, s. 207, 1969, bibliogr.

V. S. Ilyin, L. K. Staroseltseva

Milloin insuliini ilmestyi

Diabeetta pidettiin tappavana taudina monia vuosia ennen insuliinin löytämistä. Ainoa tunnettu menetelmä taudin hoitamiseksi, joka ilmenee suurten määrien makean virtsan heikentävänä erityksenä, oli tohtori Allenin ehdottaman tiukan ruokavalion noudattaminen ja hiilihydraattien saannin jyrkkä rajoitus, mikä johti uupumukseen. Tällaiset potilaat voivat pidentää elämäänsä useita vuosia, mutta sietävä kuolema odotti heitä eteenpäin.

1800-luvun 60-luvulla saksalainen opiskelija Paul Langerhans, joka tutkii haimaa, löysi "pienet solut, joissa on loistavat sisällöt ja jotka on järjestetty satunnaisesti haiman läpi". Heidän tehtävänsä oli tuntematon. Myöhemmin, tutkijan kunniaksi, näiden solujen ryhmiä kutsuttiin Langerhansin saarekkeiksi. Vuonna 1889 kuuluisa tiedemies Oscar Minkowski (1858-1931) havaitsi, että koirilla, joilla haima poistettiin, oli diabetes. Lisäkokeet kuitenkin osoittivat, että jos kanava, jonka läpi haiman mehu pääsee suolistoon, ligoidaan, sulamisvaikeuksia syntyy, mutta verensokeritaso ei nouse. Kokeilujensa perusteella Oscar Minkowski päätteli, että haimassa on kaksi tehtävää: se tuottaa ruuansulatusmehuja ja aineen, joka vapautuu suoraan vereen ja säätelee glukoositasoa. Asia pysyi pienenä tämän aineen eristämiseksi ja parannuskeino diabetekseen löytyisi. Mutta juuri tämän tutkijat eivät onnistuneet monien vuosien ajan..

Lokakuussa 1921 Kanadan kaupungissa Torontossa äskettäin lääkärintutkinnon saanut kirurgi Frederick Bunting lukei tohtori Moses Barronin artikkelin Langerhansin saarekkeiden yhteydestä ja diabeteksen esiintymisestä. Tohtori Barron kuvaili venäläisen tutkijan Leonid Vasilievich Sobolevin työhön kliinistä tapausta, jossa haiman kanava tukkiutui kivillä, mikä johti vaurioon elinkudoksessa, mutta saarekesolut pysyivät ehjinä. Bunting sai idean eristää nämä solut. Hän ehdotti, että ruoansulatuskanavan haiman mehut voivat olla kohtalokkaita saarekesoluille..

Päiväkirjaansa hän kirjoitti:

• sitoa koiran haiman kanava. Odota elinkudoksen täydellistä surkastumista pitäen saarekesolut hengissä;
• yritä eristää nämä solut ruuansulatusmehuista niin paljon kuin mahdollista ja eristää ne.

Frederick Grant Bunting.

Insuliinin löytöstä 1982, Michael Bliss, Chicagon yliopiston kustantamo.

Alkuvuodesta 1921 Bunting kääntyi ideansa kanssa Toronton yliopiston professori John MacLeodiin, joka oli tuon ajan merkittävimpiä tutkijoita, joka opiskeli diabetestä. Macleod ei jakanut Buntingin innostusta. Siihen mennessä maailmassa oli tehty paljon yrityksiä eristää saarekesolut paljon kokeneempien tutkijoiden toimesta, ja kaikki nämä eivät johtaneet menestykseen. Frederick Bunting onnistui kuitenkin vakuuttamaan MacLeodin antamaan idealleen mahdollisuuden. Nuorelle tiedemiehelle annettiin pieni huonosti varusteltu laboratorio ja 10 koiraa. Myös apulaislääketieteen opiskelija Charles Best oli mukana Buntingissa. Koe alkoi kesällä 1921.

John Macleod.

(Journal of Laboratory and Clinical Medicine, numero 20, s. 1934-35).

Kokeilujen alussa ei Buntingilla eikä Bestilla ollut erinomaista teoreettista tietoa ja käytännön taitoja. Professori MacLeod opetti parhaalle, kuinka haima voidaan poistaa nopeasti, ja antoi joitain käytännön neuvoja, ja hän meni pian kesälomaan kotimaahansa Skotlantiin. Samanaikaisesti ilmestyi uusi menetelmä verensokeripitoisuuden määrittämiseksi, joka vaatii vain 0,2 ml verta eikä 25 ml kuin ennen. Tällä läpimurtolla oli valtava rooli insuliinin löytämisessä, koska ilman verensokerin tason määrittämistä oli vaikea arvioida saadun aineen tehokkuutta, ja vanhoilla menetelmillä tehdyt usein suoritetut verikokeet tekivät jo heikkojen potilaiden uupumisen..

Bunting ja Best aloittivat kokeet haiman poistamiseksi koekoirilla, mikä johti verensokerin lisääntymiseen, tiheään virtsaamiseen, janoon ja painonpudotukseen. Koirilla kehittyi diabetes.

Toisessa koiraryhmässä haiman kanava ligoitiin, osa, joka tuotti ruuansulatusmehut, surkeutui. Koe-koirilla haima leikattiin ja jäädytettiin suolaliuoksessa, sitten suodatettiin. Eristettyä ainetta kutsuttiin ayletiiniksi. Saatua ainetta annettiin koirille, joilla oli diabetes mellitus, verensokeritasot laskivat. Saatuaan useita injektioita päivässä, diabeteksen oireet hävisivät koirilla, ne näyttivät terveiltä ja vahvoilta. Bunting ja Best näyttivät tulokset Macleodille, hän hämmästyi, mutta vaati lisätestejä tuloksen vahvistamiseksi..

Frederick Bunting ja Chals Best Toronton yliopiston katolla, 1921.

Tutkijat ymmärsivät, että jatkotutkimuksiin tarvittiin suurempi määrä vaikuttavaa ainetta, joten päätettiin käyttää nautojen haimaa. Menestyvien kokeiden lukumäärä kasvoi, MacLeod tajusi, että tutkijat olivat suuren löytön partaalla, ja osoitti kokeilleen suuremman laboratorion, joka antoi sille kaikki tarvittavat resurssit. Hän ehdotti myös tuloksena olevan aineen nimeämistä insuliiniksi. Kokeet jatkuivat.

Vuoden 1921 lopulla toinen osallistuja liittyi tutkijaryhmään - biokemisti Bertram Collip. Hänen tavoitteenaan oli puhdistaa syntynyt aine siten, että sitä voidaan käyttää ihmisten hoitoon. Myös tutkimuksen aikana tutkijat päättelivät, että voit käyttää koko haimaa käyttämättä pitkää ruoansulatuskanavan surkastumisprosessia..

Tutkijat pyrkivät aloittamaan insuliinin käytön ihmisissä. Bunting ja Best yrittivät itse pistää insuliinia, mutta heikkouden ja vilunväristyksen lisäksi he eivät löytäneet muita oireita. 11. tammikuuta 1922 tuotiin insuliinia Torontossa ensimmäistä kertaa 14-vuotiaalle pojalle, Leonard Thompsonille, diabeetikolle, jonka ainoa hoito oli heikentävä, hiilihydraattien vastainen ruokavalio. Valitettavasti ensimmäinen injektio ei johda toivottuihin tuloksiin, verensokeritaso laski, mutta hiukan injektiokohta oli tulehtunut. Biokemisti Bertram Collip jatkoi insuliinin puhdistamista koskevaa työtään. Samalle potilaalle annettiin taas 23. tammikuuta insuliini. Tulos oli huikea, glukoositaso laski 29 mmol / l: sta 6,7 ​​mmol / L: iin. Potilas tunsi olonsa paremmaksi joka päivä, vähitellen vahvistuen ja painoon. Tutkijat jatkavat insuliinin testaamista muilla diabetespotilailla.

Uutiset insuliinin löytämisestä lentävät nopeasti valtameren yli, ja vuonna 1923 Nobel-komitea myönsi Buntingille ja MacLeodille Nobel-palkinnon fysiologiassa tai lääketieteessä. Se oli valtava menestys. Frederick Bunting oli kuitenkin raivoissaan Nobel-komitean päätöksestä. Hän uskoi, että hänen ja Charles Bestin tulisi olla menestys. Kunnioittaakseen Bestin panosta insuliinin löytämiseen Bunting antoi hänelle puolet Nobel-palkinnon osuudestaan, Macleod puolestaan ​​jakoi osuutensa Bertram Collipille. Keskustelu Nobel-palkinnon oikeudenmukaisuudesta ei ole pitkään aikaan laantunut. Huolimatta siitä, että monet nykyaikaiset uskoivat MacLeodin ansaitsevan palkintoa, hänen panostaan ​​insuliinin löytämiseen ei voida kieltää, koska juuri hän antoi Buntingille idean, toimittaen hänelle laboratorion ja antaa arvokkaita neuvoja tutkimuksen alusta alkaen. On myös tunnustettava, että ilman professori MacLeodin yhteyksiä löytöuutiset eivät levinneet niin laajasti ja ehkä muiden ihmisten nimet olivat insuliinin löytämisen takana.

Bunting ja Macleod saivat keksinnöstään patentin, joka myytiin yhden dollarin hintaan Toronton yliopistolle, jonka käytöstä kaikki rahat käytettiin tutkimusta rahoittavalle rahastolle..

Pian löytön jälkeen Eli Lilly alkoi valmistaa ainetta laajasti. Vuoteen 1923 mennessä yritys tuotti tarpeeksi insuliinia toimittaakseen kaikki potilaat Pohjois-Amerikan mantereella. Nobel-palkittu August Kroch toi insuliinin Eurooppaan.

Huolimatta siitä, että insuliini ei paranna diabetesta, sen löytäminen on yksi 2000-luvun suurimmista tieteen läpimurtoista. Diabetes mellitus on lakannut olemasta lause, mikä tarkoittaa, että henkilöllä on vain muutama kuukausi aikaa elää kärsimyksessä. Diabeetikot saivat mahdollisuuden elää onnellista, pitkää elämää.

Diabetes mellitus: miten insuliini toimii. Tieteellisen löytön historia

Mikä on insuliini ja kuinka he oppivat hoitamaan diabetestä

Meillä kaikilla on ystäviä tai sukulaisia, joilla on diabetes ja jotka pakotetaan jatkuvasti ottamaan insuliinia, ihmishormonin lääkeaineanalogia, joka auttaa säätelemään verensokeria. Kerromme kuinka tutkijat menivät etsimään tätä lääkettä ja josta he saivat Nobel-palkinnon.

WHO: n mukaan maailmassa on nyt noin 382 miljoonaa diabeetikkoa. Noin 5 miljoonaa ihmistä kuolee diabetekseen ja sen seurauksiin vuosittain. 10–15 vuoden välein potilaiden määrä kaksinkertaistuu. Kansainvälisen diabeteksen liiton (IDF) ennusteiden mukaan vuonna 2035 tässä vauhdissa on lähes 600 miljoonaa diabetesta sairastavaa.

1900-luvun alussa potilaat kuolivat diabetekseen. Nyt tätä tautia pidetään kroonisena: kaikkiin tarkoituksiin ihmiset elävät melkein normaalia elämää vuosikymmenien ajan. Asiantuntijoiden mukaan diabeteksen hoitoon tarkoitettujen lääkkeiden markkinat voisivat olla 58 miljardia dollaria vuoteen 2018 mennessä.

Mikä on diabetes?

Tauti, jota nyt kutsutaan diabetekseksi, mainitaan historioitsijoiden mukaan yli 2000 vuotta sitten. Roomalaiset ja kreikkalaiset lääkärit havaitsivat yhdistelmän oireita, kuten suurta nestehukkaa, janoa ja painonpudotusta. Myöhemmin lääkärit havaitsivat virtsan makean hajun, ja yhdellä heistä maistellessaan oli myös makea maku. Luonnollisesti syntyi ajatus siitä, että sokeri tai glukoosi kertyy kehoon, mitä solut yleensä käyttävät energian tuottamiseen.

Yleensä tämä tapahtuu suunnilleen näin: glukoosi kulkeutuu kehoon ruoan kanssa. Mutta voidakseen päästä soluihin, hän tarvitsee avustajan - hormoniinsuliinin. Tämä menetelmä toimii varsin taitavasti: insuliini istuu tietyillä solureseptoreilla, minkä jälkeen sen kalvossa olevat kanavat avautuvat, joiden kautta glukoosi tunkeutuu soluun. Jos insuliini ei jostain syystä riitä, glukoosi alkaa kertyä vereen ja virtsaan.

Tyypin 1 diabetes esiintyy insuliinia tuottavien haiman beeta-solujen kuoleman vuoksi. Heidän oma immuunijärjestelmänsä hyökkää heitä vastaan. Tämä johtaa insuliinin puutteeseen ja kehon glukoosipitoisuuden nousuun. Tauti vaikuttaa pääsääntöisesti ihmisiin lapsuudessa ja murrosikäissä. Se kehittyy nopeasti ja on vaikeaa ilman hoitoa..

Tyypin 2 diabetekseen alussa ei liity insuliinin puutetta. Useimmiten se liittyy insuliiniresistenssiin: solut eivät havaitse insuliinia, hormoni ei sitoudu reseptoreihinsa riittävissä määrin, minkä seurauksena vähän glukoosia tunkeutuu soluun. Ja tämä puolestaan ​​johtaa verensokerin nousuun.

WHO: n mukaan tyypin 1 diabetekseen vaikuttaa noin 5% kaikista diabetespotilaista. Miksi yhteiskunnan ja lääkeyhtiöiden ponnistelut ovat pääosin insuliinia? Ensinnäkin, nämä potilaat eivät yksinkertaisesti voi elää ilman insuliinia. Toiseksi, tämä sairaus on pääasiassa lapsille, joten siitä tulee sosiaalinen aihe. Kolmanneksi, jopa tyypin 2 diabeteksen yhteydessä, kun insuliini näyttää tuottavan kehossa oikealla tasolla, se tyhjenee sairauden aikana, ja sitten potilaat siirretään muista sokeria alentavista lääkkeistä insuliiniin.

Kuinka insuliini löydettiin

Vuonna 1869 saksalainen patologi Paul Langerhans, tutkimalla haimaa mikroskoopin alla, löysi pienet soluklusterit, jotka nimitettiin myöhemmin hänen kunniakseen Langerhansin saarekkeille. Heidän roolinsa jäi sitten selittämättömäksi. Saksalaiset fysiologit Josef von Mehring ja Oscar Minkowski havaitsivat vuonna 1889, että kun koirat poistivat haiman, heidän verensokeripitoisuutensa nousivat voimakkaasti. Joten oletettiin, että diabetes aiheuttaa haiman häiriöitä.

Vuosina 1900–1901 venäläinen lääkäri Leonid Sobolev toteutti tärkeän tutkimuksen. Ligatoidessaan haiman kanavia koirilla, hän totesi, että ruuansulatuksesta vastuussa oleva osa, mutta ei Langerhansin saarekkeet, atrofioituu. Hän ehdotti, että saarekkeet vastaavat sisäisestä erityksestä, ja jopa ehdotti, että haiman kanavien ligaatiota, esimerkiksi vastasyntyneissä vasikoissa, voidaan käyttää diabeteksen vastaiseksi lääkeaineeksi sopivan aineen saamiseksi. Valitettavasti Sobolev kuoli nuorena ja ei jatkanut työtään.

Englantilainen fysiologi Edward Charpy-Schaefer ehdotti vuonna 1916, että aine, jota Langerhansin saarekkeet tuottavat, on hormoni, jota hän kutsui insuliiniksi (latinasta. Insula - saari). Ja sitten kaikki pyrkimykset oli suunnattu eristämään tämä hormoni haimasta ja yrittämään hoitaa sitä diabeteksen kanssa.

Koirat ensin

Päättäväinen rooli tässä oli tulevalla Nobel-palkinnolla - kanadalaisella lääkärillä Frederick Bunting. Vuonna 1920 hän siirtyi apulaisprofessoriksi Länsi-Ontarion yliopiston lääketieteelliseen kouluun. Buntingin bibliografien mukaan hän käsitteli diabetestä lapsuuden ystävän kuollessa tautiin..

Muiden tieteellisten kirjallisuuksien joukossa Bunting lukei artikkelin yrityksistä saada hormonia haimasta. Erittymisprosessissa oleva hormoni tuhoutui kuitenkin nopeasti ruoansulatusentsyymillä trypsiinillä. Ja Bunting tuli samaan johtopäätökseen, että kaksikymmentä vuotta aiemmin, Leonid Sobolev: on tarpeen erottaa haiman endokriininen osa ja eksokriini. Hän kirjoitti päiväkirjaansa: ”Haiman kanavien sitominen koirilla. Odota kuusi-kahdeksan viikkoa. Poista ja ota. " Siksi hän toivoi saavansa otteen Langerhansin saarekesoluista, joita trypsiini ei tuhoa..

Hänen esimiehensä ohjeiden mukaan Bunting keskusteli aiheesta Toronton yliopiston professori John MacLeodin kanssa. Macleod suhtautui aluksi skeptisesti ajatukseensa, mutta lopulta hän antoi Buntingille laboratorion, useita koiria ja apulaisopiskelija Charles Bestin lomalle menneen ajan..

Kun MacLeod lepää, Bunting ja Best suorittivat sarjan kokeita: yhdellä koiralla haiman putket sidottiin, saatiin ote saarekkeen soluista ja se annettiin koiralle, jolla oli hyperglykemia. Eläin on toipunut. Lomasta palattuaan Macleod tarttui myös tähän aiheeseen, mutta biokemian James Collipin seurassa..

Bunting ja Best alkoivat saada otetta syntymättömien vasikoiden haimasta. James Collip on kehittänyt uutteiden puhdistustekniikan. Lukuisat onnistuneet koiran kokeet ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden miettiä ihmiskokeita..

Insuliini ihmisille

Tutkijoiden ensimmäinen potilas oli 14-vuotias Leonard Thompson, joka kärsi ns. Juvenile-diabetestä (tyypin 1 diabetes). Lääkärit kuvailivat häntä täysin uupuneeksi, kuolevaksi poikaksi, josta iho ja luut pysyivät. Tammikuussa 1922 hän sai ensimmäisen injektion uutetta sisältävän uutteen. Ensimmäinen injektio aiheutti kauhea allergia pojalle. James Callip puhdisti uutteen melkein kahden viikon ajan, ja 23. tammikuuta Leonard sai toisen injektion. Hänen jälkeensä Thompson toipui nopeasti.

Uutiset pelastetusta pojasta aiheuttivat kansainvälisen sensaation ja potilaiden tulvan Torontossa. Yliopistotutkijat ja lääkärit tekivät satoja injektioita. He kertovat tarinan kuinka kymmenvuotias tyttö tuotiin junalla Torontoon ja putosi ketoasidoottiseen koomaan matkan varrella. Saapuessaan suoraan asemalle, Bunting antoi hänelle hengenpelastavan injektion. Sen jälkeen tyttö asui 61 vuotta, ottaen koko ajan insuliinia.

Vuonna 1923 Bunting ja Macleod saivat Nobel-palkinnon. Bunting ei patentoinut löytöjään, mutta antoi oikeudet siihen Toronton yliopistolle, joka alkoi heti myydä teknologialisenssejä lääkeyhtiöille. Ensimmäisen lisenssin sai amerikkalainen yritys Eli Lilly, jota seurasivat tanskalainen Novo Nordisk ja saksalainen Hoechst, jotka tulivat markkinoille vuonna 1923.

Yritykset tuottivat naudanliha- ja sianlihaa, jotka ovat hyvin samankaltaisia ​​kuin ihminen. Ne eivät kuitenkaan olleet edelleen täydellisiä ihmisten hoitamiseen. Vuonna 1926 John Hopkinsin Amerikan yliopiston hormonitutkija John Abel sai ensimmäisenä kiteisen insuliinin.

Uusi vaihe insuliinin historiassa oli englantilaisen biokemistin Frederick Sengerin vuonna 1955 löytämä insuliiniproteiinin luonne ja rakenne. Tästä on tullut synteettisen hormonin mahdollisen tuotannon perusta. Vuonna 1958 Senger sai Nobel-palkinnon tästä työstä. Vuonna 1964 englantilainen biokemisti Dorothy Crowfoot-Hodgkins sai Nobel-palkinnon biologisesti aktiivisten aineiden, mukaan lukien insuliinin, spatiaalisten rakenteiden määrittämisestä..

Mutta Harvardin yliopiston tutkijat Walter Gilbert ja Peter Lomedico loivat tekniikan insuliinin synteesille vielä kauan 26 vuotta. Hieman myöhemmin geenitekniikka loi insuliinin..

Ei vain injektiot

Nykyään tutkijat pyrkivät luomaan erilaisia ​​huumeita. Vaikka kaikenlaisia ​​parannuksia on tehty niiden potilaiden mukavuuden vuoksi, jotka voivat itse antaa insuliinia käyttämällä kertakäyttöisiä ruiskuja, on selvää, että injektiot eivät ole mukavin tapa antaa lääkettä. MannKind Corp kehitti vuonna 2014 rekisteröidyn inhalaattorin, ja oikeudet siirtyivät Sanofille. Yritimme myös luoda insuliinilaastareita, mutta toistaiseksi mitään ei ole ilmoitettu tällaisten tuotteiden valmiudesta..

Toinen yritys on pilleri. Luonnollisesti he ajattelivat ensinnäkin sitä, koska se on sopivin vastaanottoon. Yritykset eivät pitkään aikaan edes toteuttaneet tällaisia ​​hankkeita. Kuten muistamme insuliinin luomisen historiasta, se hajoaa nopeasti elintarvike-entsyymeillä. On selvää, että kun se on tabletin muodossa maha-suolikanavassa, se altistuu myös entsyymeille, ja sen annoksen laskeminen ja tason ylläpitäminen on erittäin vaikeaa. Novo Nordisk ilmoitti kuitenkin äskettäin työskentelevänsä tällaisen hankkeen parissa ja uskoo sen menestykseen..

Kuka valmistaa insuliinia

Historiallisesti koko maailman insuliinimarkkinat on jaettu kolmen yrityksen kesken. Suurin osake kuuluu Novo Nordiskille, pienempi - Eli Lilly ja Sanofi. (Paljon enemmän maailmanlaajuisia lääkeyhtiöitä työskentelee tyypin 2 diabeteksen lääkkeiden parissa.)

Venäjä on jo pitkään kehittänyt omaa insuliiniaan yhdeksi strategisista lääkkeistä. Venäjän insuliini ei kuitenkaan edennyt hyvin, muun muassa lääkäreiden konservatiivisuuden takia, jotka olivat liian tottuneet ulkomaisiin lääkkeisiin ja vakuuttivat kaikki, että meillä on "jotain vialla". Nyt yksi edistyksellisistä venäläisistä yrityksistä Geropharm on ostanut National Biotechnologies -yhtiön ja valmistautuu harjoittamaan vakavasti insuliinin tuotantoa.

Grandees eivät ole unessa. Sanofi osti tehtaan Oryol-alueelta, ja nyt Sanofi-Aventis-Vostok tuottaa Lantus-insuliinia täysjaksossa, ainetta lukuun ottamatta. Novo Nordisk on valmis käynnistämään tehtaansa Kalugan alueella, ja Eli Lilly on allekirjoittanut sopimuksen tunnettua venäläistä yritystä R-Pharmin kanssa koko insuliinisarjansa vapauttamisesta. Pian heistä tulee pian paikallisia venäläisiä valmistajia.

Jos sinulla on lääketieteellisiä kysymyksiä, ota ensin yhteys lääkäriisi.

Insuliinin historia

Ehkä tärkein ja yleisimmin käytetty hormonaalinen lääke lääketieteellisessä käytännössä on insuliini. Ihmisinsuliinilla - haiman beeta-solujen syntetisoimalla hormonilla - on suuri merkitys ihmiskehon normaalin toiminnan prosesseissa..

Sen päätehtävä on toimittaa kehon soluille tärkein energia-aine - glukoosi.

Jos insuliinia ei ole tarpeeksi, solut eivät kykene absorboimaan glukoosia, se kertyy vereen ja kudokset ja elimet kokevat energian nälkää. Insuliinin puuttuessa kehittyy niin vakava sairaus kuin diabetes..

1900-luvun alkuun saakka. diabetesta sairastavat potilaat kuolivat lapsuudessa tai nuoruudessa sairaudensa monista komplikaatioista, melkein kukaan ei onnistunut elämään yli 5–7 vuotta taudin puhkeamisen jälkeen.

Haiman rooli diabeteksen kehittymisessä tuli tiedossa vasta XIX-luvun lopulla. Vuonna 1869 Berliinissä 22-vuotias lääketieteen opiskelija Paul Langerhans kiinnitti mikroskoopilla haiman rakenteen tutkimiseen huomiota aiemmin tuntemattomiin soluihin, jotka muodostavat ryhmiä, jotka jakautuivat tasaisesti rauhasessa, mutta näiden solujen toiminta, joita kutsuttiin myöhemmin Langerhansin saarekkeiksi pysyi tuntemattomana.

Ernst Laco oletti myöhemmin, että haima osallistuu ruuansulatukseen. Vuonna 1889 saksalainen fysiologi Oscar Minkowski yritti osoittaa, että haiman merkitys ruuansulatuksessa on heikko. Tätä varten hän perusti kokeilun, jossa hän poisti rauhan terveestä koirasta. Muutamaa päivää kokeen alkamisen jälkeen laboratorioeläinten tilaa seurannut Minkowskin avustaja kiinnitti huomiota koiran virtsaan lentäneiden suurten kärpästen määrään..

Tutkittuaan virtsaa, hän havaitsi, että haimasta puuttuva koira erittää sokeria yhdessä virtsan kanssa. Tämä oli ensimmäinen havainto, joka yhdisti haiman työn ja diabeteksen kehittymisen. Vuonna 1901 Eugene Opie osoitti, että diabetes johtuu haiman rakenteen poikkeavuuksista, nimittäin Langerhansin saarekkeiden täydellisestä tai osittaisesta tuhoamisesta.

Ensimmäinen, joka onnistui eristämään insuliinin ja käyttämään sitä onnistuneesti potilaiden hoitoon, oli kanadalainen fysiologi Frederick Bunting. Yritystä luoda parannuskeino diabetekseen nuorelle tiedemiehelle sai aikaan traagisia tapahtumia - kaksi hänen ystäväänsä kuoli diabetekseen. Jo ennen Buntingia, monet tutkijat ymmärsivät haiman roolia diabeteksen kehittymisessä, yrittivät eristää aineen, joka vaikuttaisi suoraan verensokeriin, mutta kaikki yritykset epäonnistuivat.

Nämä epäonnistumiset johtuivat myös siitä, että haiman entsyymit (pääasiassa trypsiini) onnistuivat ainakin osittain hajottamaan insuliinin proteiinimolekyylit ennen kuin ne voitiin eristää rauhaskudoksen uutteesta. Vuonna 1906 Georg Ludwig Seltzer onnistui saavuttamaan jonkin verran menestystä verensokerin alentamisessa koekoirilla haiman uutetta käyttämällä, mutta hän ei pystynyt jatkamaan työtään. Scott vuonna 1911 Chicagon yliopistossa käytti haiman vesipitoista uutetta ja havaitsi glykosurian pienen vähentyneen kokeellisissa eläimissä, mutta hän ei pystynyt vakuuttamaan johtajaansa tutkimuksen tärkeydestä, ja pian nämä kokeet lopetettiin..

Israel Kleiner osoitti saman vaikutuksen vuonna 1919, mutta ei saanut päätökseen työtä ensimmäisen maailmansodan puhkeamisen yhteydessä..

Romanian lääketieteellisen korkeakoulun fysiologiaprofessori Nicola Paulesco julkaisi samanlaisen työn vuonna 1921, ja monet, myös Romaniassa, pitävät häntä tutkijansa insuliinina. Insuliinin vapautumisen ansio ja sen onnistunut käyttö kuuluu kuitenkin nimenomaan Frederick Buntingille.

Bunting oli nuorempi luennoitsija Kanadan yliopiston anatomian ja fysiologian laitoksella professori John MacLeodin johdolla, jota pidettiin sitten suurena diabeteksen asiantuntijana. Bunting yritti saavuttaa haiman surkastumisen ligatoimalla sen erittymiskanavia (kanavia) 6–8 viikkoa pitäen Langerhansin saarekkeet muuttumattomina haiman entsyymien vaikutuksesta ja saadakseen puhtaan uutteen näiden saarekkeiden soluista..

Tämä koe vaati laboratorion, avustajia ja koekoiria, joita Buntingilla ei ollut..

Apua hän pyysi professori John MacLeodilta, joka oli hyvin tietoinen aiemmista epäonnistumisista haiman hormonien hankkimisessa. Siksi hän ei aluksi hyväksynyt Buntingia laboratorioonsa. Bunting ei kuitenkaan vetäytynyt, ja keväällä 1921 hän pyysi jälleen MacLeodia sallimaan hänen työskennellä laboratoriossa vähintään kaksi kuukautta. Koska MacLeod suunnitteli tuolloin Eurooppaan menemistä ja laboratorio oli vapaa, hän suostui. Apulaisena Bunting sai viidennen vuoden opiskelijan Charles Bestin, jolla oli hyvät tiedot verensokerin ja virtsan määritysmenetelmistä..

Kokeilusta, joka vaati paljon rahaa, Bunting piti myydä melkein kaiken omaisuutensa..

Haiman kanavat sidottiin useille koirille, minkä jälkeen he alkoivat odottaa sen surkastumista. 27. heinäkuuta 1921 koirille annettiin atrofioitunut haimauute, jonka haima poistettiin ennalta. Muutaman tunnin kuluttua koiralla oli vähentynyt verensokeri ja virtsat, asetoni katosi.

Sitten haiman uute otettiin käyttöön toisen kerran, ja hän asui vielä 7 päivää. Ehkä koira olisi elänyt kauemmin, mutta tutkijoilla ei ollut enää uutteita, koska insuliinin hankkiminen koirien haimasta oli erittäin aikaa vievä ja pitkä työ.

Myöhemmin Bunting ja Best alkoivat saada otetta syntymättömien vasikoiden haimasta, joilla ei ole vielä kehitetty ruuansulatusentsyymejä, mutta jotka ovat jo syntetisoineet riittävän määrän insuliinia. Insuliinimäärä oli nyt riittävä tukemaan koekoiran elämää jopa 70 vuorokautta. Siihen mennessä Euroopasta palannut Macleod kiinnostui vähitellen Bunting and Bestin työstä ja yhdisti siihen koko laboratorion henkilöstön. Bunting, joka alun perin kutsui tuloksena olevaa haiman uutetta Isletiniksi, nimitti Macleodin ehdotuksesta sen uudelleen insuliiniksi (latinalaisesta insulasta - “saari”).

Insuliinin hankkimista jatkettiin onnistuneesti. Bunting ja Best tekivät 14. marraskuuta 1921 raportin tutkimuksensa tuloksista Toronton yliopiston fysiologisen lehden klubin kokouksessa. Kuukautta myöhemmin, raportti seurasi Yhdysvalloissa, American Physiological Society New Havenissa.

Teurastamossa teurastettujen nautojen haimasta saatu uutteen määrä alkoi kasvaa nopeasti, ja asiantuntijaa vaadittiin insuliinin hienoksi puhdistamiseksi. Tätä varten MacLeod toi vuoden 1921 lopulla kuuluisan biokemistin James Collipin työn, joka saavutti nopeasti hyviä tuloksia insuliinin puhdistuksessa. Tammikuuhun 1922 mennessä Bunting ja Best aloittivat ensimmäiset kliiniset insuliinitutkimukset ihmisillä..

Aluksi tutkijat esittelivät itselleen 10 tavanomaista insuliiniyksikköä, ja sitten vapaaehtoiseksi, josta tuli 14-vuotias poika, Leonard Thompson, joka kärsi diabeetikosta. Ensimmäinen injektio annettiin hänelle 11. tammikuuta 1922, mutta se ei onnistunut täysin, koska uutetta ei puhdistettu riittävästi, mikä johti allergioiden kehittymiseen. Seuraavien 11 päivän aikana Collip teki kovaa työtä laboratoriossa uutteen parantamiseksi, ja 23. tammikuuta poika sai toisen injektioinsuliinin.

Insuliinin käyttöönoton jälkeen poika alkoi toipua nopeasti - tämä oli ensimmäinen henkilö, jonka insuliini pelasti. Bunting pelasti pian ystävänsä, lääkärin Joe Gilchristin, lähestyvästä kuolemasta..

Uutisista insuliinin ensimmäisestä onnistuneesta käytöstä 23. tammikuuta 1922 tuli kansainvälinen sensaatio. Bunting ja hänen kollegansa nousivat kirjaimellisesti satoja diabeetikoita, etenkin vaikeissa muodoissa olevia. Hänelle kirjoitettiin monia kirjeitä, joissa pyydettiin pelastautumista taudista, ja he tulivat hänen laboratorioonsa. Tuolloin oli kuitenkin vielä monia puutteita - insuliinivalmistetta ei ollut standardisoitu tarpeeksi, ei ollut mitään itsehallintotapaa ja insuliiniannos mitattiin karkeasti, silmällä. Siksi kehon hypoglykeemisiä reaktioita esiintyi usein, kun glukoositasot laskivat normaalin alapuolelle.

Insuliinin parantaminen ja sen käyttöönotto jokapäiväisessä lääketieteellisessä käytännössä kuitenkin jatkui.

Toronton yliopisto alkoi myydä lisenssejä insuliinin tuottamiseksi erilaisille lääkeyhtiöille, ja vuoteen 1923 mennessä tämä hormoni tuli kaikkien diabeetikkojen saataville..

Lily (Yhdysvallat) ja Novo Nordisk (Tanska), jotka ovat nyt alan johtajia, saivat luvan lääkkeen valmistukseen. Bunting vuonna 1923, Toronton yliopisto myönsi tohtorin tutkinnon, hänet valittiin professoriksi. Buntingille ja Bestille avattiin myös erityinen lääketieteellinen tutkimusyksikkö, joille osoitettiin korkeat henkilökohtaiset palkat..

Vuonna 1923 Bunting ja Macleod saivat fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon, jonka he jakoivat vapaaehtoisesti Best and Collip -palvelun kanssa..

Vuonna 1926 lääketieteellinen tutkija Abel pystyi syntetisoimaan insuliinin kiteisessä muodossa. Kymmenen vuoden kuluttua tanskalainen tutkija Hagedorn sai jatkuvasti vapauttavaa (pitkäaikaista) insuliinia, ja vielä 10 vuotta myöhemmin luotiin neutraali protamiini Hagerdon, joka on edelleen yksi suosituimmista insuliinityypeistä..

Insuliinin kemiallisen koostumuksen määritteli brittiläinen molekyylibiologi Frederick Senger, joka sai siitä Nobel-palkinnon vuonna 1958. Insuliinista tuli ensimmäinen proteiini, jonka aminohapposekvenssi on purettu kokonaan.

Insuliinimolekyylin spatiaalinen rakenne määritettiin röntgendiffraktiomenetelmällä 1990-luvulla. Dorothy Crowft Hodgkin, joka sai myös Nobel-palkinnon.

Kun Bunting oli saanut naudan insuliinia, kokeita tehtiin insuliinilla, joka oli saatu sikojen ja lehmien, kuten myös muiden eläinten (esimerkiksi valaat ja kalat) haimasta..

Ihmisen insuliinimolekyyli koostuu 51 aminohaposta. Sianliha-insuliini eroaa siitä vain yhdessä aminohapossa, lehmässä - kolmessa, mikä ei estä heitä normalisoimasta sokeritasoaan melko hyvin. Eläinperäisellä insuliinilla on kuitenkin merkittävä haitta - huomattava osa potilaista aiheuttaa allergisen reaktion. Siksi insuliinin parantamiseksi tarvittiin lisätyötä. Vuonna 1955 ihmisinsuliinin rakenne purettiin, ja sen eristämiseen aloitettiin intensiivinen työ.

Amerikkalaiset tutkijat Gilbert ja Lomedico saavuttivat tämän ensimmäisen kerran vuonna 1981. Hieman myöhemmin, leipomohiivasta geenitekniikan avulla saatu insuliini ilmestyi. Insuliini oli ensimmäinen ihmisen proteiini, joka syntetisoitiin vuonna 1978 geneettisesti muunnetulla E. coli -bakteerilla. Juuri hänen kanssaan biotekniikassa alkoi uusi aikakausi. Vuodesta 1982 amerikkalainen Genentech-yritys aloitti bioreaktorissa syntetisoidun ihmisinsuliinin myynnin. Tällä insuliinilla ei ole allergeenista vaikutusta ihmiskehoon..

Insuliinihistoria on yksi merkittävimmistä tarinoista poikkeuksellisista löytöistä farmakologiassa. Insuliinin löytön ja synteesin täysi merkitys näkyy jo siinä, että kolmella Nobel-palkinnolla jaettiin työstä tämän molekyylin kanssa. Diabetes mellitus ja tähän päivään mennessä on edelleen parantamaton sairaus, vain taikuuslääkityksen jatkuvat injektiot voivat pelastaa sairaan hengen..

Insuliinin tuotannon täydellisyyttä ei kuitenkaan ole vielä saavutettu, sillä on sivuvaikutuksensa (esimerkiksi lipodystrofiaa esiintyy injektiokohdassa jne.), Siksi syntetisoidun insuliinin laadun parantamiseksi tai muuttamiseksi jatketaan toimia..

Lisäyspäivä: 2015-03-29; Katselua: 1462; tekijänoikeusrikkomus?

Mielipiteesi on meille tärkeä! Oliko julkaisusta materiaalista hyötyä? Kyllä | Ei

Kuinka keksittiin insuliini - lääke, joka pelastaa nyt 500 miljoonaa henkeä

Nykyaikaisen lääketieteen ihmeet eivät enää ihmettele ketään - mutta monet meistä syntyivät ja ovat edelleen elossa pelkästään tiedemiesten ansiosta, jotka voittivat yhden tai toisen tappavan taudin. Kirja “30 Nobel-palkintoa. Löytöjä, jotka muuttivat lääkettä ”, jonka Alpina kirjoitti. Julkaisemme katkelman diabeteksen parannuskeinojen esiintymisestä - tauti, joka on menettänyt kuolemansa 98 vuotta sitten.

Ihmiskunnan historiassa ei ole niin paljon keksittyjä lääkkeitä, jotka olisivat muuttaneet perusteellisesti ihmisten elämää, mutta niillä on suuri merkitys. Soitetaan heille. Nämä ovat asetyylisalisyylihappo tai aspiriini, muistomerkki, johon Saksa pystytettiin, antibiootit, jotka ovat lopettaneet laaja-alaiset tarttuvat epidemiat, ja insuliini. Ensinnäkin kerromme sinulle yhden tarinan..

XX-luvun 20-luvun alku.

Kymmenvuotias Geneve Stickelberger Pohjois-Dakotan osavaltiossa olevasta amerikkalaisesta Oberonin kaupungista sairastui: hän alkoi juoda paljon, meni usein “pieneksi” ja laihtui nopeasti. Lääkärit ovat aiemmin havainneet tämän taudin muilla ihmisillä, mutta he eivät tienneet kuinka sitä hoideta..

Geneven tila huononi, ja hänen äitinsä ei voinut sovittaa itseään siihen, että hän menetti tyttärensä, ja etsi itsepintaisesti tutkijoita, jotka voisivat pelastaa Geneven. Samaan aikaan uutisia alettiin levittää ympäri maailmaa uskomattomasta lääkkeestä, jonka löysivät kanadalainen lääkäri Frederick Bunting ja hänelle avustunut lääketieteen opiskelija Charles Best. Kanadan tutkijoille alkoi tulla tuhansia kirjeitä, joissa pyydettiin pelastamaan lapset, joilla on samanlainen sairaus.

Kesällä 1922 Geneven äiti sai tietää ihmehoidosta. Hän soitti Buntingille, ja hän kutsui potilaan heti tapaamiseen. Junassa tyttö sairastui, hän lankesi koomaan. Kuljettaja kutsui ambulanssin junan saapumiseen. Buntingille ilmoitettiin myös Geneven tappavasta tilanteesta. Nuori tiedemies tapasi potilaan asemalla ja siellä hän antoi hänelle lääkkeen. Tuomittu tuomittu tyttö palasi tietoisuuteen ja vähitellen hänen terveytensä alkoi parantaa.

Genevessä elät pitkään aktiivista elämää ja kuoli 72-vuotiaana. Ensimmäisen pistoksen jälkeen hän sai 61 vuoden ajan jatkuvasti hoitoa upealla lääkkeellä..

Arvasit todennäköisesti, että Geneve oli sairas diabeteksessa, ja vain insuliinin löytämisen ansiosta sait mahdollisuuden korvata sairautesi ja täyden elämän.

Tämän sairauden fysiologinen olemus on monimutkainen: Jotta kehon solut kykenisivät absorboimaan sokeria verestä ja tarjoamaan siten ravintoa, he tarvitsevat hormoniinsuliinia, jota haiman erityiset solut tuottavat. Diabetes mellituksen yhteydessä insuliinin valmistus lakkaa tai sen tuotanto on riittämätöntä. Seurauksena on, että runsaasti ruokaa solut nälkivät ja sokeri erittyy kehosta virtsaan.

Ennen, ennen kuin he oppivat, kuinka sokeri voidaan määrittää virtsassa testien avulla, miesten diabeteksen diagnoosi auttoi kärpäsiä. Ne kiertyivät housujen alaosassa, joihin makeat virtsapisarat putoivat vahingossa, kun mies meni wc: hen.

"Sokeritauti" on ollut tiedossa muinaisista ajoista lähtien, III vuosituhannelta eKr. Tämä diagnoosi oli potilaan kuolemantuomio 1800-luvun loppuun saakka, jolloin haiman tutkimukset aloitettiin ja ensimmäinen askel diabeteksen syiden ymmärtämiseksi toteutettiin. Ennen tätä endokriinisten rauhasten tiede nimeltään endokrinologiaksi.

Vuonna 1869 saksalainen anatomisti ja histologi Paul Langerhans, tuolloin 22-vuotias opiskelija, löysi haimasta tietyt soluryhmät, joita kutsutaan myöhemmin hänen kunniakseen "Langerhansin luotoiksi". Muutaman vuoden kuluttua hormoniinsuliini erittyy näiltä saarilta. Mutta tätä suurta tapahtumaa edelsi useita tieteellisiä tutkimuksia..

Saksalaiset lääkärit ja fysiologit Oscar Minkowski ja Joseph von Mehring osoittivat vuonna 1889 eläinkokeissa, että haiman poistaminen johtaa diabeteksen kehittymiseen. Mutta kun haiman uutetta annetaan samoille eläimille, diabeteksen oireet katoavat. Haun havaittiin jollain tavoin kontrolloivan veren sokeripitoisuutta, mutta miten tarkalleen tämä tapahtuu, on vielä selvitettävä..

Venäläinen patologi Leonid Vasilievich Sobolev tutki vuonna 1900 Langerhansin saarekkeiden rakennetta ja toimintaa kokeellisesti osoittaen, että juuri nämä haiman alueet suorittavat erityisen sisäisen erityksen säätelemällä verensokeria..

1900-luvun alussa tutkijat ja lääkärit olivat niin lähellä insuliinin löytämistä, että se tapahtui melkein samanaikaisesti useissa maissa. Noin kuusi kuukautta ennen kuin Kanadassa löydettiin insuliini löydettiin, tämä hormoni eristettiin laboratorio-olosuhteissa romanialaisen fysiologian professori Nicola Paulescon avulla. Mutta sodanjälkeisen Euroopan kieliongelmien vuoksi maailma sai tietää Paulescon löytämisestä myöhemmin kuin kanadalaisten tutkijoiden löytö. Siksi insuliinin edelläkävijät ovat Bunting ja Best.

Joten kesällä 1921 kaksi nuorta kanadalaista tiedemiestä - kirurgi Frederick Bunting ja hänen assistenttinsa Charles Best - Toronton yliopiston professori John MacLeodin laboratoriossa eristettiin haimasta koira ja sitten vasikka, nimeltään “asyletiini”..

Se oli asetiini, jota Macleod ehdotti myöhemmin uudelleennimeämiseksi ”insuliiniksi” (latinalaisesta eristeestä - saarekkeeksi), josta tuli kauan odotettu ja ihmeellinen lääke diabeteksen hoitoon, ja siitä kärsivät ihmiset saivat oikeuden elämään.

Ensimmäinen potilas, joka sai insuliinin injektion, oli Leonard Thompson, 14-vuotias potilas Toronton klinikalla. Valitettavasti lääkettä ei puhdistettu riittävästi: vaikea allerginen reaktio alkoi, ja huolimatta sokeripitoisuuden laskusta Leonardin veressä, injektiot lopetettiin. 12 päivän kuluttua, jonka aikana biokemiallinen Colin työskenteli ahkerasti uutteen parantamiseksi, insuliini annettiin uudelleen samaan potilaaseen. Se tapahtui 23. tammikuuta 1922. Tällä kertaa menestys oli ylivoimaista, tauti eteni etenemästä, sivuvaikutuksia ei ollut ja kuoleva poika parani.

Seuraava potilas oli Buntingin läheinen ystävä, lääkäri Joe Gil-Christ. Hänen parannuskeino lopulta vahvisti, että viimeinkin sai lääke satojen tuhansien ihmishenkien pelastamiseksi! Frederick Bunting ja professori MacLeod saivat tämän löytönsä jo vuonna 1923 Nobel-palkinnon "insuliinin löytämisestä". Bunting tunnusti avustajansa Charles Bestin ansioiden ja antoi hänelle puolet palkinnostaan, ja nyt heidän nimensä ovat lääketieteen historiassa lähellä.

Samana vuonna 1923 Bunting tapasi eversti Eli Lillyn, lääkeyhtiön Lillyn perustajan. Yhtiö aloitti välittömästi insuliinin massatuotantoteknologian kehittämisen, ja se pelasti monien diabetespotilaiden hengen. Tuotannon perustaminen oli yllättävän nopeaa: keväällä 1923 avattiin laitteet lääkkeen massatuotantoon.

Eläinperäistä Iletin-insuliinia vapautettiin 15. lokakuuta 1923. Vuoden 1923 loppuun mennessä Lilly tuotti lähes 60 miljoonaa yksikköä lääkettä - ja insuliinin aikakausi diabeteksen hoidossa alkoi.

Tämä kuolemaan johtava sairaus ei ole enää kuolemantuomio. Ottamalla insuliinia ja säätelemällä verensokeria diabeetikoilla diagnosoidut ihmiset voivat johtaa terveellisiin elämäntapoihin..

Vuonna 1948 amerikkalainen endokrinologi Elliot Proctor Joslin perusti mitalin, joka annettiin niille, jotka olivat eläneet 25 vuotta diagnoosillaan diabetes mellitus. Mitalin myöntäminen kuitenkin lopetettiin vuonna 1970: pitkäaikaisuudesta diabeteksen kanssa on tullut massailmiö insuliinin takia. Sen sijaan perustettiin uusi mitali, joka annettiin diabeetikoille, jotka olivat eläneet tämän taudin kanssa yli 50 vuotta. Sen etupuolella on mies, jolla on soihtu ja kirjoitus: "Ihmisen voitto ja lääketiede" (triumfi ihmiselle ja lääketiedelle), takana - "50 rohkeaa vuotta diabeteksen kanssa" (50 rohkeaa vuotta diabeteksen kanssa).

Ihmisen insuliinin kemiallinen rakenne vahvistettiin vuonna 1960. Käyttäen geenitekniikan menetelmää vuonna 1976, suoritettiin ensimmäinen täydellinen ihmisen insuliinin synteesi. Tällä hetkellä diabetespotilaat saavat hoitoa vain ihmisinsuliinilla ja sen synteettisillä analogeilla. Eläininsulineja ei enää käytetä.

Kuva. 21. Insuliinin kaava

Insuliinin kemiallinen kaava vastaa kysymykseen, miksi insuliinia voidaan tähän asti ottaa vain injektiona. Tosiasia, että insuliini on proteiini. Se sulataan maha-suolikanavassa päästämättä vereen, missä sen tulisi toimia.

Insuliini on aina välttämätöntä tyypin I diabetekseen, kun erityssolut kuolevat autoimmuunikohtauksen seurauksena. Sitä käytetään myös monissa tyypin II diabeteksen tapauksissa, kun insuliini ei riitä. Verensokeria mittaavien kynäruiskujen ja testiliuskojen tulon myötä diabetespotilaiden elämänlaatu on lisääntynyt moninkertaisesti, mutta heidän on silti laskettava leipäyksiköt, määritettävä sokeripitoisuus, tehtävä laskelmat ja tehtävä insuliini-injektioita..

Tiede on lähestynyt prosessin automatisointia. Mikroneulalla on jo jokin laite, kuten laastari: se tarttuu olkapäähän, suorittaa kaikki nämä toimenpiteet automaattisesti ja simuloi haima-Langerhansin saarekkeiden työtä.