Страсти по инсулину Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

g -

о Страсти по инсулину

И. В. Опимах

Издательство «Бином. Лаборатория знаний», Москва, Россия

Препараты, как известно, делятся на простейшие и жизненно важные. К таким жизненно важным относится инсулин. Известно, что люди, страдающие сахарным диабетом, могут жить долго, нормально работать при непременном условии: ежедневных инъекциях инсулина. Ничего иного наука до сих пор им предложить не может. Мы предлагаем вам экскурс в прошлое: история открытия инсулина.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: инсулин, диабет, островки Лангерганса, сахар, поджелудочная железа, гликозурия, метод определения сахара в крови и моче, гипергликемическая кома, экстракт из поджелудочной железы.

Passion for Insulin

I. V. Opimakh

«Binom. Knowledge laboratory» Publishing House, Moscow, Russia

It is common knowledge that medications fall into two categories - basic and life-saving. Insulin is among the life-savers. It is well-known that people that have diabetes can live long and work well provided that they have their daily insulin injections. Science can not offer them anything else yet. We invite you on a journey through time - the story of insulin discovery.

KEY WORDS: insulin, diabetes, islet of Langerhans, sugar, pancreas, glucosuria, method of determination of sugar in blood and urine, hyperglycemic coma, pancreas extract.

58

CL

О

LO -0 m

X

Ш

О ^

О X

X

ш

о

X

m ш

История открытия инсулина - препарата, спасшего множество жизней и продолжающего свой бой с одной из самых страшных болезней человечества, сахарным диабетом, - полна драматизма, человеческих страстей, жажды познания, преданности науке, но и примеров честолюбия, неблагодарности и отчаянной конкуренции за славу, право быть названным первым.

Еще в древние времена было замечено, что некоторые люди не способны усваивать сладкую пищу, а в их моче много сахара. Считается, что впервые сахарный диабет описал египтянин Имхотеп в 2980 г. до н.э. Также сохранились древнегреческие тексты, датируемые 1500 г. до н.э. Несмотря на все старания эскулапов разных эпох и разных стран, до начала XX века больные сахарным диабетом умирали в детском или молодом возрасте от различных осложнений коварной болезни; практически никому не удавалось прожить более 5-7 лет после начала заболевания. Действенных лекарств не было, порой доктора пытались лечить своих пациентов голодом, но такой метод приносил им лишь страдания. Разгадать причины страшного заболевания не мог никто. Лишь в конце XIX века ученым удалось обнаружить, что диабет связан с поджелудочной железой. В 1869 г. 22-летний студент-медик Поль Лангерганс, изучая с помощью микроскопа строение поджелудочной железы,

обратил внимание на ранее неизвестные клетки - они образовывали группы, равномерно распределенные по всей железе, однако функцию этих клеток, названных потом островками Лангерганса, он не понял. Позже Эрнст Лако выдвинул гипотезу, что поджелудочная железа принимает участие в процессах пищеварения. В 1889 г. немецкий физиолог Оскар Минковски попытался доказать, что это не так. Он удалил железу у здоровой собаки и стал наблюдать, что получится. Через несколько дней после начала эксперимента помощник Минковски, Джозеф фон Меринг, следивший за состоянием лабораторных животных, с удивлением заметил, что на мочу подопытной собаки слетелось огромное количество мух. Оказалось, в ней повышенное количество сахара, то есть после удаления поджелудочной железы у собаки развились симптомы сахарного диабета. Прошло еще чуть больше 10 лет, и в 1901 г. француз Евгений Опи доказал, что сахарный диабет обусловлен нарушениями в структуре поджелудочной железы, а именно полным или частичным разрушением островков Лангерганса. Надо сказать, что и российские ученые пытались проникнуть в тайны диабета, и не без успеха. В 1900 г. Леонид Васильевич Соболев (1876-1919), работавший в лаборатории И. П. Павлова, обнаружил, что после перевязки протоков поджелудочной железы железистая ткань атро-

фируется, а островки Лангерганса - нет. Активность их клеток сохраняется, а потому диабет не возникает. Эти результаты позволили Соболеву сделать важный вывод: островки Лангерганса необходимы для регуляции углеводного обмена. Кроме того, Соболев предложил использовать железу новорожденных животных, у которых островки Лангерганса хорошо развиты, для выделения вещества, которое будет обладать противо-диабетическим действием, и даже предложил методы его выделения.

В 1910 г. Эдвард Альберт Шарпей-Шефер предположил, что диабет вызван недостаточностью химического вещества, выделяемого островками Лангерганса. Он назвал это вещество инсулином, от латинского insula, остров. Многие ученые в течение последующего десятка лет попытались выделить это вещество, однако все попытки (по независящим от них обстоятельств, например, из-за Первой мировой войны, или из-за неправильного проведения экспериментов) заканчивались неудачей.

И вот тут на сцене появляется канадец Фредерик Бантинг. Он родился в 1891 г. Окончив университет в Торонто, получил степень бакалавра медицины, а затем сражался на полях Первой мировой, во Франции. В 1918 г. Бантинг был ранен в Камбре, а в 1919 г. награжден Военным Крестом за героизм, проявленный в бою. Тогда же Бантинг вернулся в Торонто, изучал ортопедию, работал хирургом общей практики в детском госпитале и читал лекции в университете - подрабатывал. А вскоре молодой доктор заинтересовался сахарным диабетом. Его интерес подогрели трагические обстоятельства - двое его друзей умерли от этой страшной болезни. Герой войны теперь решил оставить след в науке. Бантинг разработал план экспериментов по исследованию функции поджелудочной железы и островков Лангеганса, сделал доклад об этом в университете, а потом договорился о встрече с главой кафедры физиологии профессором Джоном Маклеодом, считавшимся тогда большим специалистом по диабету. И вот 28-летний амбициозный Бан-тинг рассказал почтенному, уважаемому ученому о своих идеях: он собирается победить диабет, а план его таков - добиться атрофии поджелудочной железы собаки при помощи перевязки ее выводных протоков (каналов) на 6-8 недель, сохранив при этом островки Лангерганса неизмененными (они умирали позже других клеток железы), получить чистый секрет клеток этих островков, ввести его собаке и ослабить гли-козурию. Если все планируемое Бантингом получится, это будет означать триумф! Однако для проведения эксперимента требовались лаборатория, помощники и подопытные собаки, которых у Бантинга не было, и он попросил все это у Маклеода. Поначалу Маклеод, хорошо знавший о неудачах, постигших других исследователей поджелудочной, отказал молодому учено-

му. Однако Бантинг проявил настойчивость, и весной 1921 г. все-таки добился разрешения поработать в лаборатории. Ему дали два месяца - в это время Макле-од собирался в отпуск, на свою родину в Шотландию, и лаборатория оставалась свободной. Профессор дал ему нескольких животных и право выбрать одного лаборанта из студентов 5 курса, которые были свободны в это время. Таковых было двое - Чарлз Бест и Кларк Нобль. Возможно, они кинули жребий, кто из них будет работать с Бантингом. Так или иначе, его помощником стал 22-летний Чарлз Бест, кстати, хорошо владевший методами определения сахара в крови и моче. Эксперимент требовал денег, и Бантинг нашел выход - ради науки он распродал практически все свое имущество и таким образом получил необходимую сумму. И вот Маклеод уехал в Европу, а Бантинг и Бест приступили к опытам: они перевязали хирургическими нитями нескольким собакам протоки поджелудочной железы, после чего стали дожидаться ее атрофии. 27 июля 1921 г. собаке с удаленной поджелудочной железой, находившейся в прекоме, ввели экстракт атрофированной поджелудочной железы. Через несколько часов у нее упал уровня сахара в крови и моче, исчез ацетон. Затем этот экстракт был введен животному во второй раз, и собака прожила еще 7 дней. Возможно, она жила бы и дольше, однако у исследователей закончился запас экстракта, так как получение инсулина из поджелудочных желез собак было чрезвычайно трудоемкой и длительной работой. Позже Бантинг и Бест стали получать экстракт из поджелудочной железы нерожденных телят, у которых еще не вырабатывались пищеварительные ферменты, но уже синтезировалось достаточное количество секрета. Количества вещества теперь хватало на то, чтобы поддерживать жизнь подопытной собаки уже до 70 дней. Маклеод, вернувшийся к тому времени в Торонто, заинтересовался работой Бантинга и Беста. Похоже, тут что-то есть, подумал профессор, и быстро поняв, что молодым ученым не хватает технических навыков, подключил к ним весь персонал лаборатории. В этих экспериментах было чрезвычайно важно тщательно фиксировать уровень сахара в крови каждой подопытной собаки до после инъекций. Маклеод настоял, чтобы последующие эксперименты контролировались точнее и по разным параметрам.

Бантинг, который изначально назвал полученный экстракт поджелудочной железы ислетином, по предложению Маклеода переименовал его в инсулин.

14 ноября 1921 г. Бантинг и Бест сделали сообщение о результатах своих исследований на заседании клуба «Физиологического журнала» университета Торонто. Через месяц последовал доклад в США, в Американском физиологическом обществе в Нью-Хейвене. Была опубликована и статья в уважаемом журнале, где авторы заявляли, что всегда добивались

59

<

о о о. с о ш

к

S о. о н

о

60

CL

о

LQ -Q

m

X

ш

о ^

о

X

х

ш

о х

ш

улучшения состояния собак после введения им экстракта атрофированной поджелудочной железой. На самом деле все обстояло несколько иначе: из их записных книжек видно, что они весьма пристрастно выбирали результаты для публикации, стараясь не замечать неудач. Вот почему исследователи, пытавшиеся повторить их опыты, столкнулись с определенными трудностями.

Но к счастью, на этом этапе с ними стал работать блистательный биохимик Джеймс Коллип - его пригласил Маклеод, хорошо понимавший, куда следует идти дальше. Коллип очень быстро добился хороших результатов по очистке инсулина. Более того, по своей собственной инициативе он провел множество опытов с кроликами и обнаружил, что даже у здоровых животных экстракт понижал уровень сахара в крови. Затем он несколько изменил процесс экстрагирования, что тут же улучшило результаты. (В 1923 г. Джеймс Кол-лип предложил метод очистки экстракта, позволивший выделять активный экстракт из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота; это помогло наладить промышленное получение инсулина).

Тут Бантинг и Бест поняли, что постепенно руководство всеми работами переходит к более опытному и знающему Коллипу. И тогда они решили сделать решительный шаг - без разрешения своих старших коллег Маклеода и Коллипа они решили провести первое испытание на человеке. Это случилось 11 января 1922 г. Итак, сначала ученые ввели по 10 условных единиц инсулина себе, а затем - 14-летнему Леонарду Томпсону, страдавшему от диабета. Результат оказался плачевным: эффект был незначителен, зато поскольку экстракт был недостаточно очищенным, у мальчика началась жуткая аллергия.

После столь неудачного эксперимента Бантинг и Бест поняли, что без Коллипа им не обойтись (правда, позже они с легкостью об этом забыли), а вскоре группа Бантинга и группа Коллипа подписали договор о совместной работе. Никто не хотел, чтобы его обошли на финишной прямой. В последующие дни Коллип упорно работал в лаборатории над улучшением экстракта, и 23 января Леонарду была сделана вторая инъекция инсулина. И она уже помогла - мальчик стал поправляться. Леонард Томпсон стал первым человеком, спасенным инсулином. В числе первых получила инсулин и 10-летняя Женева Штикельбергер. Ее история тоже весьма драматична.

Девочка заболела осенью 1921 г. Болезнь быстро прогрессировала, но мать Женевьевы не сдавалась и упорно следила за исследованиями диабета - она верила, что врачи когда-нибудь смогут спасти ее дочь... Летом 1922 г. она узнала об экспериментах торонтских ученых и почти ни на что не надеясь, позвонила Бантингу. Тот пригласил маму и дочь в Торонто, но по дороге девочка впала в гипергликемическую кому.

Машинист поезда вызвал «скорую помощь» на вокзал, Бантингу также сообщили о том, что девочке стало плохо. Он встретил свою маленькую пациентку на вокзале и там же сделал ей первую инъекцию препарата. Вскоре Женева пришла в сознание, а потом пошла на поправку (она прожила долгую жизнь - 72 года, работала - бухгалтером в нефтяной компании «Фармерз Юнион Ойл», и скончалась в 1983 г. Жене-вьева получала инсулин в течение 61 года!).

А впереди у инсулина было еще множество других побед над смертью.. .Все они - и Маклеод, и Коллип, Бантинг и Бест - понимали, что сделали. Это был поистине звездный час в их жизни и, конечно же, огромное достижение всей медицинской науки. 3 мая 1923 г. Маклеод официально объявил миру об открытии инсулина, а год спустя Фредерику Бантингу и Джону Маклеоду была присуждена Нобелевская премия.

В своей нобелевской речи Маклеод изо всех сил расписывал вклад Бантинга и Беста, а также Коллипа, без которого не удалось бы получить качественный препарат. После церемонии награждения Бантинг объявил, то разделит свою часть премии с молодым коллегой Бестом, а Маклеод тогда решил не отставать от него и сказал, что отдаст половину своей суммы Коллипу.

Дабы подчеркнуть свою бескорыстность, вся четверка авторов открытия продала патент на инсулин университету Торонто за символическую цену - один доллар. Было ясно - мало открыть инсулин, нужно наладить его промышленное производство. В 1923 г. Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, который основал фармацевтическую компанию Lilly. Компания сразу же взялась за разработку технологии массового производства инсулина. Университет Торонто предоставлял фармацевтическим компаниям лицензии на производство инсулина, и уже к 1923 г. этот гормон стал доступен больным сахарным диабетом. Производством лекарства, кроме Lilly (США), занялась и «Novo Nordisk» (Дания), они и сейчас являются лидерами в этой области (ученые и в последующие годы продолжали заниматься изучением инсулина). Его химический состав установил англичанин Фредерик Сенгер, получивший в 1958 г. за это Нобелевскую премию, а пространственное строение молекулы было определено методом рентгеновской дифракции в 1990-х гг. Дороти Кроуфт Ходжкин, тоже нобелевской лауреаткой.

Бантингу в 1923 г. университет Торонто присвоил степень доктора наук, он был избран профессором. Карьера Беста тоже складывалась удачно, правда в последующие годы ничего особенно значительного они оба не сделали.

Надо сказать, что и до присуждения премии в четверке наших героев отношения складывались не лучшим образом. Бантинга возмущало, что премию дали

не Бесту, а Маклеоду, но не потому, что он так уж любил Беста, а потому, что Маклеод был его формальным начальником и ему казалось, что к нему, Бантингу, в научном мире относятся как к ассистенту Маклеода так, как он сам к Бесту: уважают, но недостаточно. И тогда Бантинг решил сыграть на патриотизме. Именно он, Бантинг, прославил на весь мир Канаду, став первым канадцем - нобелевским лауреатом (Маклеод-то - шотландец!).

Могущественный сосед Канады, США, уже дал миру много нобелевских лауреатов, и Канада так гордилась, что, наконец, в ее университете сделано величайшее открытие. Национальная гордость - большое дело! А потом, Бантинг стал понемногу забывать в своих выступлениях роль Маклеода и Коллипа, при этом все время подчеркивая, что Бест был всего лишь студентом-лаборантом, который делал то, что ему велел он, великий канадец Бантинг. Постепенно в общественном сознании утверждалось, что инсулин открыл Бантинг, которому помогал Бест - способный студент 5 курса, и не более того. Маклеод вышел из этой игры - он вернулся в Шотландию и уже никак не угрожал Бантингу. Зато Коллип был канадцем, да и Бест, роль которого все время принижалась, оставался рядом. Понятное дело, он не был в восторге от складывающейся ситуации, и к концу 1930-х гг. бывшие друзья-коллеги уже просто ненавидели друг друга. В 1930 г. в Канаде был создан институт имени Бантинга, и Бест хотел, чтобы был и институт, названный и его именем. Понятное дело, Бантинг сделал все, чтобы этого не случилось. А когда в 1940 г. Бест предложил свою кандидатуру в качестве представителя Канады в осажденной немцами Великобритании, Бантинг сделал все, чтобы на этот пост назначили его. Незадолго до отъезда он во всеуслышание заявил: «Если после моей смерти завкафедрой станет этот сукин сын Бест, то не видать мне покоя в гробу».

А потом случилась страшная трагедия: самолет, на котором летел Бантинг, разбился, и все, кто был на борту, погибли. Бест же вскоре возглавил не только кафедру Бантинга, но и факультет. И хотя не все бывшие сотрудники Бантинга были от этого в восторге, ректор понимал, что имя Беста, несомненно, прибавит университету авторитета в научном сообществе.

Итак, к тому времени в живых уже не было ни Маклеода (он умер еще в 1935 г.), ни Бантинга, и у Беста, патологически жаждавшего признания, появилась реальная возможность переписать всю историю инсулина. Первые шаги были сделаны в 1946 г., когда отмечалось 25-летие великого открытия. Бест всюду говорит, что они с Бантингом были равноправными партнерами, при этом забывает упомянуть о роли Маклеода и Коллипа, зато подчеркивает, что именно он изготовил первый экстракт из поджелудочной железы, который дали больному. В этих речах гармо-

нично сочетались откровенная ложь и полуправда. В последнее время историки науки много сделали, дабы выяснить действительные обстоятельства открытия инсулина, и оказалось, что Бест в четверке его авторов - наименее значительный персонаж. Однако в результате мощной его пропагандистской деятельности, направленной на собственное прославление, к 1960-м годам все в мире были убеждены, что инсулин открыли Бантинг и Бест, причем роль Бантинга выглядела совсем неглавной. И даже сегодня в самых разных книгах об истории медицины, например, в английской энциклопедии «Британика» первым среди открывателей инсулина стоит он, замечательный, талантливый, незаслуженно обделенный Нобелевской премией Чарлз Бест!

В 1953 г. в университете Торонто все-таки появился институт имени Беста. Присутствовавший на торжественной церемонии открытия знаменитый английский физиолог Генри Дейл в своей речи подчеркнул ужасную несправедливость, случившуюся с его другом Бестом, в результате которой он не стал нобелевским лауреатом. Аудитория восторженно аплодировала и Дейлу, и своему кумиру, гордости канадского народа Чарлзу Бесту. Но там же присутствовал и Коллип, и происходившее возмутило его до предела. Обычно сдержанный, с большим достоинством человек, чуждый суете и бесконечно преданный науке, он уже больше не мог молчать и в кругу друзей и коллег не скрывал, что он думает о Бесте.

В 1954 г. Национальный совет по кинематографии Канады решил сделать фильм об открытии инсулина, этой славной странице в истории страны. Понятное дело, сценарист Лесли Макфарлейн обратился к Бесту. Ну, тот не смог отказать себе в удовольствии и с присущей ему «скромностью» принялся «вспоминать» о своей великой роли в великом открытии, полностью забыв о случайности своего попадания в команду Бан-тинга, придумывал диалоги, которых в принципе не могло быть, представлял себя как молодого, но абсолютно гениального ученого, благодаря которому мир победил страшную болезнь - сахарный диабет. Мак-фарлейн, выслушав и прочитав воспоминания Беста, что-то вдруг засомневался в их истинности и обратился к неопубликованным мемуарам Маклеода, переданным его вдовой, и записям Бантинга. Тогда Бесту пришлось отказаться от некоторых высказываний, но от много он отказываться не хотел, а главное, от своей ведущей роли в открытии инсулина! Стало ясно, что фильм может оскорбить ученое сообщество Канады, а главное, киношники решили не рушить хрупкую репутацию профессора Беста. Фильм снят не был, и все осталось статус-кво.

А в 1954 г. в «Журнале истории медицины и смежных наук» появилась статья американца Джозефа Пратта, который убедительно доказывал, что без Кол-

61

62

липа инсулина бы не было. Поднялся шум, испуганный Бест обратился к президенту университета Торонто, и все снова на время затихло. Репутация Беста опять выдержала удар. Самый его главный враг Кол-лип все-таки предпочел не ввязываться в это грязное дело - он был настоящим ученым, и важнее всего для него было его дело. Он умер в 1965 г., так и не опровергнув россказни Беста. Долгие годы, наблюдая его жалкую борьбу за славу, Коллип говорил друзьям, что рано или поздно люди прочтут записи в их лабораторных журналах, и все станет на свои места. А Чарлз Бест до самой своей смерти (он умер в 1978 г.) занимался собственным прославлением и, наверное, уже сам не понимал, где правда, а где ложь...

Но вот ирония судьбы - в начале 1970-х гг. румынский физиолог Ион Павел рассказал всему миру, что его соотечественник Николае Константин Паулеску, работавший в 10-20-е годы ХХ века над выделением инсулина, значительно опередил торонтскую четверку, более того, опубликовал свои результаты до 1921 г. Правда, румынский ученый не проводил клинических испытаний полученного препарата, но выделил-то он инсулин, выходит, раньше канадцев! И уж заслуги Бес-та и Бантинга в успехе клинических испытаний их инсулина нет - тут все получилось благодаря Коллипу...

ЛИТЕРАТУРА

1. Bliss M. The Discovery of Insulin. University of Chicago Press, 1982.

2. Bilss M. Rewriting Medical History: Charles Best and the Banting and Best Mith. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences, v. 48, 1993.

3. Waller J. Fabilous Scinec. Fact and Fiction in the History of Scientific Discovery. Oxford University Press, 2002.

4. Murrey I. Paulesco and the Insulation of Insulin. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences, v. 26, 1971.

REFERENCE

1. Bliss M. The Discovery of Insulin. University of Chicago Press, 1982.

2. Bilss M. Rewriting Medical History: Charles Best and the Banting and Best Mith. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences, v. 48, 1993.

3. Waller J. Fabilous Scinec. Fact and Fiction in the History of Scientific Discovery. Oxford University Press, 2002.

4. Murrey I. Paulesco and the Insulation of Insulin. Journal of the History of Medicine and Allied Sciences, v. 26, 1971.

Сведения об авторе:

Опимах Ирина Владимировна

ведущий редактор издательства «Бином. Лаборатория знаний», Москва, Россия

Адрес для переписки:

117335, Москва, а/я 90 Телефон: +7 (916) 588-7762 E-mail: [email protected]

About the author:

Opimah, Irina Vladimirovna

Editor-in-chief at the publishing house knowledge", Moscow, Russia

Correspondence address:

117335, Moscow, p/o 90 Tel: +7 (916) 588-77-62 Email: [email protected]

"Binom. Laboratory of

CL

О

LO -0 m

X

Ш

о ^

О X

X

ш

о

X

m ш