ВСЕМИРНЫЙ ДЕНЬ БОРЬБЫ ПРОТИВ ДИАБЕТА

nic

История открытия инсулина «Чтобы больной мог доверить самому себе свою собственную жизнь, ему нужно отлично овладеть определением дозы и введением инсулина», — говорил Дж. Маклеод, за открытие инсулина в 1923 году удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине. Инсулинотерапия Инсулинотерапия — один из важнейших методов лечения сахарного диабета (при диабете 1-го типа — ведущий). Именно благодаря ей диабет перестал быть смертельной болезнью, за считанные месяцы приводящей к гибели человека. Как мы уже знаем, впервые инсулин применили для лечения в 1922 году, и путь к этому был непростым. Началось все с того, что в 1889 году Оскар Минковски и Джозеф фон Меринг вызвали у собаки экспериментальный сахарный диабет, удалив ей поджелудочную железу. В 1901 году русский патологоанатом Леонид Соболев доказал, что диабет связан с нарушением в работе не всей поджелудочной железы, а только той ее части, которая называется островками Лангерганса Он же предположил, что именно эти островки содержат некое вещество, которое регулирует углеводный обмен. Выделить данное вещество в чистом виде Соболеву не удалось. Первые попытки сделать это предпринял в 1908 году Георг Людвиг Цюльцер. Немецкий специалист смог выделить из поджелудочной железы экстракт, которым он небезуспешно попытался лечить умирающего от диабета больного — состояние пациента временно улучшилось. Однако экстракт закончился, и человек умер. В 1911 году Цюльцер попробовал запатентовать свое открытие, но сразу сделать это не смог, а во время Первой мировой войны его лаборатория была закрыта Примерно в это же время, в 1911 — 1912 годах, Е. Скотт, работая в Чикагском университете, использовал водный экстракт поджелудочной железы для лечения собак с экспериментально вызванным сахарным диабетом и отметил, что уровень сахара в крови лабораторных животных несколько снижался. Впрочем, и Скотту не суждено было довести дело до логического завершения — его руководитель оказался человеком недальновидным и прекратил работу лаборатории в этом направлении. Не повезло и Израэлю Кляйнеру, который работал над данной проблемой в 1919 году в Рокфеллеровском университете: экономический кризис, последовавший за Первой мировой войной, прервал его исследования. Бантинг Ф. Г. Бантинг (1891-1941) У Фредерика Гранта Бантинга были свои счеты с сахарным диабетом — от этой болезни умер его друг. Окончив медицинскую школу в Торонто и отслужив военным хирургом на полях Первой мировой, он стал ассистентом профессора в медицинской школе университета Западного Онтарио. В октябре 1920 года, читая медицинскую статью о перевязке выводных протоков поджелудочной железы, Бантинг решил попробовать использовать этот способ для получения вещества железы, обладающего сахаропонижающими свойствами. С просьбой предоставить ему лабораторию для проведения опытов он обратился к профессору Торонтского университета Джону Маклеоду. Старший коллега был лучше знаком с исследованиями в данной области и считал их неперспективными, но молодой ученый оказался так настойчив, что отказать ему Маклеод не смог. Профессор предоставил Бантингу не только лабораторию, но и десять собак, а самое главное — выделил помощника. Им стал студент старшего курса Чарлза Бест, в совершенстве владевший методами определения сахара в крови и моче (тогда это было совсем не так просто, как сегодня). Для прочего обеспечения исследований Бантинг продал все свое имущество (история умалчивает, каковы были его размеры, но на опыты хватило). Пока Маклеод отдыхал в Шотландии, Бантинг и Бест перевязывали протоки поджелудочных желез собак и напряженно ждали результатов. В августе 1921 года им удалось выделить вожделенную субстанцию. Введение этого вещества собаке, лишенной собственной поджелудочной железы и умиравшей от кетоацидоза, заметно улучшило состояние животного, уровень сахара в крови снизился. К этому времени вернулся Маклеод. Узнав о результатах молодых ученых, он бросил все силы лаборатории на дальнейшую разработку темы. Выделение субстанции, которую первоначально назвали айлетином (в другой транскрипции — илетином), из поджелудочных желез собак было чрезвычайно трудоемким процессом, потому что молекулу айлетина разрушали пищеварительные ферменты. Бантинг предложил использовать для этих целей железу плодов телят, у которых инсулин уже вырабатывался, а пищеварительные ферменты, затруднявшие выделение инсулина, еще нет. Получилось, и работа пошла быстрее. Главное, что айлетин телят помогал собакам, несмотря на видовые различия. Однако препарат вызывал серьезные побочные реакции, связанные с наличием в нем белков и других веществ. Маклеод пригласил в группу биохимика Джеймса Коллипа, который занялся очисткой айлетина. Результат не заставил себя долго ждать: 11 января 1922 года была сделана первая инъекция айлетина умиравшему от диабета 14-летнему Леонарду Томпсону. Как говорится, первый блин вышел комом: на введение препарата у подростка развилась аллергическая реакция — степень очистки оказалась недостаточной. Коллип засел в лаборатории: Леонард угасал на глазах, времени оставалось все меньше и меньше. Через 12 дней предприняли вторую попытку. На этот раз все прошло удачно, и мир получил новое лекарство. Маклеод предложил Бантингу назвать его инсулином (от лат. insula — остров, впервые это название прозвучало в 1910 году: эндокринолог Эдвард Шарпей-Шафер назвал так некое вещество, нехватка которого, по его предположениям, вызывает диабет). Так мы теперь и называем это чудо-лекарство. Леонард Томпсон, который к началу лечения в свои 14 лет весил 25 кг, прожил еще 13 лет относительно активной жизни и умер от тяжелой пневмонии (антибиотиков тогда не существовало, и смертность от пневмоний была высокой). Бессребренник Бантинг передал права на патент на новое лекарство Торонтскому университету, получив за это один доллар. Ему было важнее, что он успел спасти жизнь своему второму другу, врачу Джо Джилькристу. Читайте также: Особенности лечения сахарного диабета у детей Потребность в инсулинеПотребность в инсулине оказалась чрезвычайно высокой. Бантинг получал пачки писем с просьбой помочь умирающим людям… Между тем первый инсулин продолжал давать побочные реакции — в месте введения были инфильтраты (уплотнения) и даже абсцессы. Один из знакомых Бантинга — бизнесмен Эли Лилли — выкупил патент у университета Торонто (одновременно с ним лицензию получила и датская компания «Ново-Нордиск») и начал промышленное производство инсулинов, вкладывая при этом немалые средства в совершенствование их очистки. Создателем «Ново-Нордиск» был врач Август Крог, жена которого стала одной из первых пациенток Бантинга. Фармацевтические компании «Эли Лилли» и «Ново-Нордиск» до сих пор являются одними из ведущих в этой области. Справедливости ради надо отметить, что в 1921 году, за несколько месяцев до Бантинга и Беста, румынский исследователь Николае Паулеску опубликовал результаты своей работы, в которой описывал действие полученного им из поджелудочной железы собаки вещества, которое он назвал панкреатином (сейчас этим термином обозначают комплекс пищеварительных ферментов поджелудочной железы). Но история распорядилась так, что эти публикации научная общественность не заметила. Вспомнили о них значительно позже… В 1923 году за создание инсулина Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию. Почему вместе с ними ее не присудили Бесту и Коллипу? Спросить бы у членов жюри, но… Возмущенный Бантинг сначала даже не хотел принимать награду, но потом передумал и полученные деньги разделил пополам с Бестом. То же самое сделал Маклеод — половину премии он передал Коллипу. Хотя осадок, конечно же, остался. В дальнейшем группа исследователей распалась — Бантингу казалось (а может быть, так оно и было?), что Маклеод занижает его роль в открытии инсулина, а Коллип поддерживает в этом споре профессора. Так или иначе, инсулин стал жить своей, отдельной от создателей, жизнью. Маклеод читал лекции в университете Абердина в Шотландии, где долгие годы заведовал кафедрой физиологии. Бантинг, которому была определена пожизненная пенсия, в 1923 году стал доктором наук, профессором, руководил институтом имени Бантинга и Беста, был избран членом Лондонского королевского общества, имел много других почетных званий и регалий, что, впрочем, не помешало ему увлечься авиационной медициной. В 1941 году во время рабочего полета, связанного с организацией медицинской помощи в войсках, он погиб в авиакатастрофе под Ньюфаундлендом. В память и благодарность этому человеку Всемирная организация здравоохранения объявила 14 ноября — день рождения Фредерика Бантинга — днем борьбы против сахарного диабета. Между тем работа продолжалась. Первые инсулины были все-таки плохо очищенными, дозы — невыверенными, средств контроля уровня глюкозы имелось недостаточно. Гипогликемия, абсцессы на месте ведения препарата, аллергические реакции — все это заставляло непрерывно совершенствовать инсулины. Первые из них имели еще один недостаток — очень короткое время действия. Их приходилось вводить часто, поэтому ученые задумались, как продлить действие инсулина так, чтобы избавить пациентов от многократных инъекций в течение дня. В поисках вещества, замедляющего всасывание инсулина, а следовательно, продлевающего его действие, испробовали много вариантов: лецитин, гуммиарабик, холестерин… Все было безрезультатно. Пробовали обрабатывать инсулины кислотными составами, чтобы защитить от разрушительного воздействия пищеварительных ферментов поджелудочной железы. Читайте также: Помпа для инсулина Кроме того, кислая среда удлиняла всасывание и тем самым продлевала время действия инсулина. Тоже неудача — «кислые» инсулины вызывали множество местных реакций: покраснение, боль, инфильтраты. Дальнейшие усилия разработчиков были направлены на нейтрализацию раствора и улучшение степени очистки. В 1936 году датскому исследователю Хагедорну удалось создать первый инсулин с нейтральной кислотностью, а еще через 10 лет упорного труда был получен «продленный» инсулин, который назвали нейтральным иротамином Хагедорна (НПХ). Он и сегодня активно используется во всем мире. Получен НПХ был при добавлении к очищенному свиному инсулину особого белка — протамина, выделенного из молок лососевых рыб. Протамин обладает щелочными свойствами и замедляет всасывание инсулина из подкожного жирового слоя. За всю многолетнюю историю применения протамин-инсулинов есть лишь несколько сообщений о развитии аллергических реакций на него. Еще одним способом продлить всасывание инсулина стало добавление к протамин-инсулину цинка (инсулин-цинк-суспензия — ИЦС или протамин-цинк-инсулин — ПЦИ), причем длительность действия зависит от состояния инсулина если он имеет кристаллическое строение, препарат работает дольше, если не кристаллическое (аморфное) — короче. Первым препаратом ИЦС стал инсулин Ленте, состоящий из 3 частей свиного аморфного и 7 частей бычьего кристаллического инсулина. Позднее был создан Монотард — в его составе только свиной инсулин — 3 части аморфного и 7 частей кристаллического. В ИЦС инсулина значительно меньше, чем протамина, поэтому их нельзя смешивать с «коротким» инсулином: последний свяжется свободным протамином, и вся смесь превратится в инсулин продленного действия. Препараты НПХ содержат равные количества инсулина и протамина, в связи с чем «короткому» инсулину в смеси с ними ничто не угрожает. С этим свойством связано еще одно название НПХ — изофан-инсулин (от лат. isophan — равный). Эти препараты сохранялись в организме длительно — 12 часов и больше. На радостях было решено перейти на 1—2-разовый режим введения инсулина, но продление работы инсулинов сыграло с пациентами злую шутку: массовый перевод на разовую инъекцию в сутки привел у многих к резкому ухудшению контроля уровня сахара и, соответственно, декомпенсации течения болезни. Оказалось, что этот вариант годится не для всех — при диабете 1-го типа добиться контроля сахара таким путем не удавалось: либо дозы были малы и гликемия продолжала зашкаливать, либо дозы были высоки, и тогда эпизоды гипогликемии следовали один за другим. Середины не получалось. Стало ясно, что нужны и «короткие», и «продленные» инсулины. Это мы сейчас знаем о базальной и послепищевой секреции глюкозы и инсулина, а тогда до этого было еще далеко, и ученые во многом шли, что называется, на ощупь. Так был сделан вывод о необходимости индивидуального подбора схемы инсулино-терапии каждому пациенту. Кроме протамина и цинка в инсулины стали добавлять вещества с дезинфицирующими свойствами, благодаря которым содержимое флакона длительное время остается стерильным и при повторном использовании инсулинового шприца или иглы для шприца-ручки никакие бактериальные осложнения не развиваются. Эти вещества присутствуют в инсулине в столь малых концентрациях, что не оказывают никакого воздействия на организм человека. Компании, производящие инсулины, применяют в качестве консервантов разные вещества, поэтому рекомендуется пользоваться одновременно «коротким» и «продленным» инсулином одной фирмы. Впрочем, если такой возможности нет, не исключена комбинация препаратов разных производителей, даже при введении в одном шприце, — главное, чтобы «продленный» инсулин не содержал цинк. Инсулину повезло, как никакому другому белку, — за разработки, связанные с ним, присудили еще две Нобелевские премии: в 1958 году награды удостоился химик Фредерик Сенгер — ему удалось полностью расшифровать аминокислотный состав инсулина, причем не только человека, но и различных видов животных, а в 1964 году лауреатом стала Дороти Кроуфорт-Ходжкин, изучившая пространственное строение молекулы инсулина. Мы уже говорили о том, что инсулин — это белок, а значит, он состоит из цепочки последовательно соединенных аминокислот. Коровий инсулин отличается от человеческого тремя аминокислотами, свиной — одной. Изучалась также возможность использовать инсулины других животных, в частности китов, и рыб. Начиная с 80-х годов прошлого столетия от коровьего инсулина стали отказываться. Почему он перестал устраивать специалистов? Дело в том, что чем больше отличие в строении и составе молекулы, тем чаще в организме человека на чужеродный инсулин вырабатываются иммунные комплексы, которые, с одной стороны, блокируют сахароснижающее действие инсулина (инсулин связывается появившимися к нему антителами), а с другой — сами откладываются на внутренних стенках сосудов, усиливая их повреждение. Вроде бы жизнь продлевается, но в то же время ускоряется и развитие осложнений диабета Предпочтение всегда отдавали свиным инсулинам, хотя и они были не без погрешностей. Продолжались активные поиски способов синтеза инсулина, который бы полностью повторял строение такового у человека. В результате многолетних исследований в 1978 году инсулин стал первым человеческим белком, который удалось синтезировать методами генной инженерии. Как только научились получать человеческий инсулин, от свиного тоже стали постепенно отказываться. В настоящее время во многих странах мира получение препаратов из органов животных запрещено по этическим соображениям, тем не менее свиной инсулин еще очень широко используется, особенно в развивающихся государствах, что связано с относительно невысокой стоимостью этого препарата. Читайте также: Инсулинотерапия при беременности В нашей стране сейчас в арсенале эндокринолога находятся преимущественно высококачественные человеческие инсулины. Получают их разными способами: полусинтетическим, когда в молекуле свиного инсулина не подходящая нам аминокислота аланин заменяется на аминокислоту треонин (тем самым добиваются полной идентичности полученного продукта человеческому инсулину), и биосинтетическим, когда методами генной инженерии «заставляют» кишечную палочку или дрожжевые грибы синтезировать проинсулин, от которого в дальнейшем отщепляют уже знакомый нам С-пептид. Технология последнего способа примерно такова в ДНК кишечной палочки или дрожжевого гриба встраивают ген проинсулина человека, и клетка-хозяин новой ДНК начинает синтезировать человеческий проинсулин. Далее от него отщепляют С-пептид, оставшийся инсулин очищают от примесей белков клетки-хозяина, стабилизируют и пролонгируют с помощью протамина или цинка (если речь идет о «продленном» инсулине), вводят консерванты, все это расфасовывают и получают то, что нужно, — рекомбинантный генноинженерный человеческий инсулин. Именно эти варианты инсулина используются в наши дни наиболее часто. В последние годы стали разрабатывать и активно применять на практике так называемые аналоги человеческого инсулина: у них аминокислотный состав такой же, как у последнего, но изменена очередность соединения аминокислот. Это позволило изменить основные характеристики действия: время начала, время наступления пика и его выраженность, а также длительность. Источник: http://diabetis.info/istoriya-otkrytiya-insulina/

Дата: 2017-11-14 10:30:57