Cine a descoperit insulina?
Insulina este esențială pentru tratamentul diabetului, deoarece toate tipurile de diabet apar din cauza incapacității organismului de a utiliza zahărul din sânge în mod eficient ca urmare a aprovizionării cu insulină insuficiente, ineficiente sau inexistente.
Oamenii de știință inovatori care au descoperit insulina au câștigat un premiu Nobel, dar descoperirea a provocat și controverse.
Descoperirea insulinei a avut loc în 1921 în urma ideilor unui chirurg ortoped canadian numit Frederick G. Banting, abilităților chimice ale asistentului său Charles Best și John MacLeod de la Universitatea din Toronto din Canada.
Câteva relatări contradictorii despre descoperirea insulinei au circulat de-a lungul anilor și chiar premiul Nobel acordat pentru descoperirea sa în 1923 a intrat în discuție ani mai târziu.
În acest articol, ne uităm la persoanele responsabile pentru acest tratament revoluționar al diabetului.
Istoria insulinei
Înțelegerea diabetului se dezvoltă de mii de ani; chiar și vechii greci știau despre asta și vor diagnostica diabetul gustând urina.
Conștientizarea faptului că anumite stări de urină și niveluri de sete legate de nivelul zahărului din sânge au crescut de-a lungul secolelor.
În timp ce fiziologii din secolul al XIX-lea au înțeles că pancreasul a avut o implicare cheie în procesarea energiei în întregul corp, ei nu au înțeles rolul direct al pancreasului în diabet până când doi fiziologi au îndepărtat pancreasul de la un câine în 1890.
Acești doi oameni de știință au observat dezvoltarea diabetului sever în decurs de 3 săptămâni, inclusiv simptome care vor fi familiare persoanelor cu afecțiunea de astăzi, inclusiv:
- glicemie ridicată
- urină foarte diluată, așa cum se observă în diabetul insipid
- comă diabetică
- deces de cetoza
Primul fiziolog care a sugerat că insulele pancreatice sau insulele Langerhans ar putea conduce efectele pancreasului asupra controlului glicemiei a fost Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, care a făcut aceste afirmații pentru prima dată în jurul anului 1894.
Deși nu a izolat substanța pe care acum o înțelegem a fi insulină, el a folosit termenul „insulină” pentru a descrie această substanță încă nedescoperită și a arătat atât existența acesteia, cât și importanța acesteia în 1913.
În 1901, oamenii de știință au descoperit că ligarea sau legarea canalului pancreatic la câini, pisici și iepuri a distrus multe dintre celulele care produc hormoni în pancreas.
Cu toate acestea, insulele Langerhans, despre care oamenii de știință moderne știu acum că produc insulină, erau încă intacte. Important, nu au existat semne de zahăr din sânge în urină, care este un simptom obișnuit al diabetului. Acesta a fost primul indiciu clar că celulele insulelor au jucat un rol în dezvoltarea diabetului.
Descoperire
În 1921, Dr. Frederick G. Banting a devenit primul individ care a izolat secrețiile din celulele insulelor și le-a prezentat ca un potențial tratament pentru diabet.
El a observat că alți oameni de știință ar fi putut să nu găsească insulina, deoarece enzimele digestive au distrus insulina înainte ca cineva să o poată extrage.
Planul lui Banting era de a lega canalele pancreatice ale câinilor de laborator până când celulele care produc enzimele degenerează, lăsând în viață celulele insulei solide. El va extrage apoi reziduul.
Banting nu a fost suficient de informat despre noile evoluții în testarea zahărului din sânge pentru a verifica cu exactitate diabetul, așa că a verificat urina, care era mai puțin fiabilă.
Cu toate acestea, ideea nu era nouă - alți oameni de știință încercaseră, de asemenea, să producă extracte din pancreas care reduceau zahărul din sânge - și nici nu era deosebit de utilă, deoarece Banting putea izola doar cantități mici de hormon.
În plus, extractul pare să aibă proprietăți toxice și provoacă efecte secundare severe, inclusiv durere și febră, la animale.
Dezvoltare
Banting nu era un expert în domeniul metabolismului carbohidraților, așa că atunci când a solicitat spațiu de laborator și facilități de la profesorul John James Rickard Macleod, șef de fiziologie la Universitatea din Toronto, stimatul fiziolog a fost la început reticent.
Cu toate acestea, persistența lui Banting și posibilitatea unor rezultate mai fiabile l-au convins pe MacLeod să doneze spațiu de laborator. În timp ce legarea pancreasului pentru al face să se descompună nu a fost un nou instrument de investigație, ideea izolării insulelor datorită degenerării lor mai lente a fost de un interes deosebit pentru Macleod.
Nimeni nu încercase să extragă insulele dintr-un pancreas complet degenerat.
Banting a luat un asistent, Charles Herbert Best, pentru a ajuta la izolarea insulinei. Macleod a ajutat la structura generală a cercetării și Best specializat în testarea chimică a sângelui pentru a verifica nivelul glucozei.
Cercetarea a început la 17 mai 1921.
Scopul a fost de a lega pancreasul unui câine până când acesta s-a defectat și a început să producă extractul insulelor. Acest extract ar fi apoi administrat altor câini fără pancreas pentru a evalua efectele sale asupra diabetului.
Progresul a fost inițial lent. Banting s-a luptat cu operația la animale și 7 din cei 10 câini legați de conducte au murit. Banting și Best au trebuit să recurgă la cumpărarea câinilor potențial de pe piața neagră pe stradă pentru câțiva dolari canadieni.
Pe 27 iulie, în sfârșit, pregătiseră un câine cu un pancreas îndepărtat cu succes și un câine cu canale pancreatice legate. Trei zile mai târziu, cercetătorii au înghețat pancreasul degenerat, l-au măcinat într-o pastă și l-au filtrat, înainte de a-l încălzi la temperatura camerei și de a injecta 5 mililitri (ml) câinelui fără pancreas.
Oamenii de știință au prelevat probe de sânge de la câine la fiecare 30 de minute și au văzut o scădere temporară a zahărului din sânge de la 0,2% la 0,12%. Câinele a murit în dimineața următoare din cauza unei infecții, dar oamenii de știință au remarcat primele semne ale acțiunii antidiabetice din extract, pe care îl numiseră isletină.
În timp ce multe dintre experimentele lor au eșuat, rezultând moartea câinilor de laborator, Banting și echipa au observat scăderi regulate ale nivelului de zahăr din sânge ca urmare a extractului lor, încât au avut încredere în proprietățile antidiabetice ale isletinei, care mai târziu va deveni insulină. .
Banting și Best au decis atunci că, în loc să descompună pancreasul treptat, vor folosi un hormon numit secretină pentru a suprasolicita și epuiza pancreasul, în speranța că acest lucru va reduce efectele toxice, oferind în același timp insulina.
Procedura de obținere a secretinei a fost dificilă și impracticabilă, dar a demonstrat o modalitate mai sigură de a extrage insulina din pancreas.
De asemenea, s-au confruntat cu provocarea de a încerca să colecteze un extract de soluție pancreatică fără a distruge ingredientul activ - substanța care creează efectul terapeutic în medicină - în acest caz, insulina.
Pasii urmatori
Următoarea provocare a fost găsirea unei metode de producere a celulelor insulelor și, prin urmare, a insulinei, la scară de masă, astfel încât să aibă o anumită utilizare ca medicament pe scară largă pentru diabet.
Dându-și seama că o cantitate de câini pentru ligarea pancreasului va limita progresul cercetării, Banting și Best au trecut la utilizarea pancreasului de vaci ca material sursă.
Adaptându-și procesele de extragere și concentrare a soluției, oamenii de știință au reușit să producă o substanță care conținea o cantitate mai mare de ingredient activ (insulină). Apoi au injectat acest extract într-unul dintre câinii de laborator care nu aveau pancreas.
Glicemia câinelui a scăzut de la 0,46 la sută la 0,18 la sută - o îmbunătățire masivă. Cost-eficiente și disponibile pe scară largă, ei credeau că pancreasul de vacă era calea lor de urmat.
În acest moment, MacLeod a redirecționat toate celelalte resurse în sprijinul acestei cercetări. Cu toate acestea, tensiunea dintre Banting și MacLeod a crescut, deoarece Banting a simțit că MacLeod își acordă meritul pentru munca sa.
Pe de altă parte, MacLeod devenea frustrat de atitudinea și suspiciunea constantă a lui Banting.
James Bertram Collip, un biochimist canadian consacrat, a început să lucreze la purificarea insulinei. Odată ce a atins un nivel adecvat de puritate, l-au testat mai întâi pe iepuri, apoi pe oameni.
Cu toate acestea, insulina nu a trecut primele sale studii clinice.
Primul test a implicat un băiat de 14 ani cu diabet sever. În timp ce extractul a condus la o scădere a zahărului din sânge de la 0,44 la sută la 0,32 la sută și la o mică reducere a cantității de glucoză excretată, un abces dezvoltat la locul injectării și nivelurile cetonice, un alt indicator al diabetului, nu s-au schimbat.
Collip a lucrat la purificarea extractului și mai mult, iar al doilea studiu clinic, care a avut loc la 23 ianuarie 1922, a înregistrat un succes imediat și profund. Nivelurile de zahăr din sânge la același băiat de 14 ani s-au redus de la 0,52 la sută la 0,12 la sută în 24 de ore, iar cetonele au dispărut din urină. Cantitatea de glucoză excretată a scăzut de la 71,1 grame (g) la 8,7 g.
Liderii studiului au repetat aceste îmbunătățiri semnificative pentru încă șase pacienți în luna următoare.
În timp ce se desfășurau toate aceste experimente, Banting pregătise în principal câinii pentru experimente și găsise noi modalități de a produce insulină pentru producția în masă și avea o implicare redusă în studiile sau documentele rezultate.
Banting a devenit disperat să obțină recunoaștere și, până la sfârșitul anului 1922, furia și dezamăgirea lui au început să provoace conflicte. La un moment dat, Collip a amenințat că va părăsi grupul fără a-și transmite procesul de purificare. Se pare că Banting ar fi lovit cu el în sălile universității.
În timp ce circulă multe rapoarte diferite despre cine ar trebui să i se acorde creditul pentru descoperirea insulinei, Banting a fost cel care a pornit roțile în mișcare - în ciuda experienței sale limitate în domeniu - și a format o echipă care a dezvoltat cele mai semnificative progrese pentru gestionarea diabetului.
Controversă privind Premiul Nobel
În 1923, un fiziolog danez numit August Kroch a propus o nominalizare comună la Premiul Nobel pentru Banting și MacLeod, pe baza ideii lui Banting și a îndrumărilor lui MacLeod.
Banting a fost primul nominalizat la premiul Nobel din Canada, iar o sticlă de insulină ocupă acum un loc pe bancnota canadiană de 100 de dolari.
Cu toate acestea, comitetul Nobel ar putea acorda râvnitul premiu doar între una și trei persoane. Banting s-a arătat furios când a aflat despre co-nominalizarea lui MacLeod, crezând că Best ar fi trebuit să primească în schimb nominalizarea și aproape că a refuzat premiul.
Cu toate acestea, el a avut o schimbare de inimă și, în schimb, și-a împărțit creditul și premiile cu Best. Când MacLeod a aflat, a făcut același lucru cu Collip.
Ani mai târziu, mult după moartea lui Banting într-un accident de avion din 1941, istoria oficială a Premiului Nobel a recunoscut public contribuția lui Best la dezvoltarea insulinei.
rezumat
O echipă de oameni a descoperit insulina.
Frederick G. Banting a venit cu o modalitate de a extrage extractul pancreatic în 1921; John MacLeod, șeful fiziologiei de la Universitatea din Toronto, a supravegheat acest proces; Charles Best, asistentul lui Banting, a ajutat la rafinarea procesului, iar un biochimist pe nume James Collip a ajutat la purificarea insulinei și mai mult pentru a o face utilă din punct de vedere clinic.
