Cum a fost inventată insulina - un medicament care salvează acum 500 de milioane de vieți

Minunile medicinei moderne nu mai surprind pe nimeni - dar mulți dintre noi s-au născut și sunt în viață doar datorită oamenilor de știință care au învins una sau alta boală mortală. Cartea „30 de premii Nobel. Descoperiri care au schimbat medicina ”, care a fost publicată de Alpina non-fiction. Publicăm un fragment despre apariția unui remediu pentru diabet - o boală care a încetat să fie fatală în urmă cu 98 de ani.

În istoria omenirii, nu există atât de multe medicamente inventate care au schimbat fundamental viața oamenilor, dar au o importanță deosebită. Hai să-i numim. Acestea sunt acidul acetilsalicilic sau aspirina, un monument la care a fost ridicat în Germania, antibiotice care au oprit epidemiile infecțioase pe scară largă și insulina. În primul rând, vă vom spune o singură poveste..

Începutul anilor 20 ai secolului XX.

Geneva Stickelberger, în vârstă de zece ani, din orașul american Oberon din statul Dakota de Nord, s-a îmbolnăvit: a început să bea foarte mult, a mers adesea „mic” și a pierdut rapid în greutate. Medicii au observat anterior această boală la alte persoane, dar nu știau cum să o trateze..

Starea de la Geneva s-a agravat, iar mama ei nu s-a putut împăca cu faptul că își pierde fiica și s-a încăpățânat să caute oameni de știință care ar putea salva Geneva. În același timp, au început să circule în întreaga lume despre un medicament uimitor, descoperit de un medic canadian Frederick Bunting și un asistent de medic la el, Charles Best. Mii de scrisori au început să vină către oamenii de știință canadieni care cer să salveze copiii cu o boală similară.

În vara anului 1922, mama lui Geneva a luat cunoștință de cura minune. A sunat-o pe Bunting, iar el a sunat imediat la pacient la întâlnirea ei. În tren, fata s-a îmbolnăvit, a căzut în comă. Șoferul a chemat o ambulanță la sosirea trenului. Bunting a fost, de asemenea, informat despre deteriorarea mortală a Geneva. Un tânăr om de știință a întâlnit un pacient la stație și acolo i-a făcut o injecție cu medicamentul. Fata condamnată și-a recăpătat conștiința, treptat sănătatea ei a început să se îmbunătățească.

Geneva a trăit o lungă viață activă și a murit la vârsta de 72 de ani. Din momentul primei injecții, ea a primit în mod constant tratament cu un medicament minunat timp de 61 de ani..

Probabil ați ghicit că Geneva era bolnavă de diabet și doar datorită descoperirii insulinei ați avut șansa de a compensa boala și viața deplină.

Esența fiziologică a acestei boli este complexă: pentru ca celulele corpului să poată absorbi zahărul din sânge, asigurând astfel nutriție, au nevoie de insulina hormonală, care este produsă de celulele speciale ale pancreasului. În diabetul zaharat, insulina încetează să mai fie produsă sau este insuficient produsă. Ca urmare, cu o abundență de alimente, celulele mor de foame și zahărul este excretat din organism cu urină.

Înainte, înainte de a afla cum să determine zahărul în urină folosind teste, diagnosticul de diabet la bărbați a ajutat la punerea muștelor. S-au ghemuit în partea de jos a pantalonilor, pe care au căzut accidental picături dulci de urină când un bărbat a mers la toaletă.

„Boala de zahăr” este cunoscută încă din cele mai vechi timpuri, încă din mileniul III î.Hr. Acest diagnostic a fost o condamnare la moarte pentru pacient până la sfârșitul secolului al XIX-lea, când au început studiile pancreatice și a fost făcut primul pas pentru a înțelege cauzele diabetului. Înainte de aceasta, știința glandelor endocrine numită endocrinologie.

În 1869, anatomistul și histologul german Paul Langerhans, la acea vreme un student în vârstă de 22 de ani, a descoperit grupuri specifice de celule în pancreas care ulterior vor fi numite „insule ale Langerhans” în onoarea sa. După câțiva ani, din aceste insule se va secreta hormonul insulinic. Dar acest mare eveniment a fost precedat de o serie de studii științifice..

În 1889, clinicienii și fiziologii germani Oscar Minkowski și Joseph von Mehring au demonstrat în experimente pe animale că îndepărtarea pancreasului duce la dezvoltarea diabetului zaharat. Dar, odată cu administrarea unui extract din pancreas la aceleași animale, simptomele diabetului dispar. S-a constatat că pancreasul controlează cumva nivelul de zahăr din sânge, dar cum se întâmplă exact acest lucru este încă de găsit..

În 1900, patologul rus Leonid Vasilievici Sobolev a studiat structura și funcția insulitelor Langerhans, dovedind experimental că aceste zone ale pancreasului efectuează secreția internă specifică prin reglarea zahărului din sânge.

La începutul secolului XX, oamenii de știință și medicii au ajuns atât de aproape de descoperirea insulinei, încât s-a întâmplat aproape simultan în mai multe țări. Cu aproximativ șase luni înainte de descoperirea insulinei în Canada, acest hormon a fost izolat în condiții de laborator de către profesorul român de fiziologie Nicola Paulesco. Dar, din cauza dificultăților de limbă din Europa postbelică, lumea a aflat despre descoperirea lui Paulesco mai târziu decât descoperirea oamenilor de știință canadieni. Prin urmare, pionierii insulinei sunt Bunting și Best.

Așadar, în vara anului 1921, doi tineri oameni de știință canadieni - chirurgul Frederick Bunting și asistentul său Charles Best - în laboratorul profesorului John MacLeod de la Universitatea din Toronto, izolați din pancreas, extrag un câine, apoi un vițel, o substanță numită „ayletin”..

Ayletin, care Macleod și-a propus ulterior să redenumească „insulină” (din latinescul insula - un insulet) care a devenit medicamentul mult așteptat și miraculos pentru tratamentul diabetului, iar persoanele care suferă de aceasta au primit dreptul la viață..

Primul pacient care a primit o injecție de insulină a fost Leonard Thompson, un pacient de paisprezece ani dintr-o clinică din Toronto. Din păcate, medicamentul nu a fost suficient de purificat: a început o reacție alergică severă și, în ciuda scăderii concentrației de zahăr în sângele lui Leonard, injecțiile au fost oprite. După 12 zile, timp în care biochimistul Colin a muncit din greu pentru îmbunătățirea extractului, insulina a fost reintrodusă aceluiași pacient. S-a întâmplat la 23 ianuarie 1922. De această dată succesul a fost copleșitor, boala a încetat să progreseze, nu au existat efecte secundare și băiatul care a murit s-a îmbunătățit.

Următorul pacient a fost prietenul apropiat al lui Bunting, medicul Joe Gil-Christ. Leacul său a confirmat în sfârșit că în sfârșit a fost primit un remediu pentru a salva sute de mii de vieți! Pentru această descoperire, Frederick Bunting și profesorul MacLeod au primit deja în 1923 Premiul Nobel „pentru descoperirea insulinei”. Bunting, recunoscând meritele asistentului său Charles Best, i-a acordat jumătate din premiul său, iar acum în istoria medicinei numele lor sunt în apropiere.

În același 1923, Bunting l-a cunoscut pe colonelul Eli Lilly, fondatorul companiei farmaceutice Lilly. Compania s-a gândit imediat la dezvoltarea tehnologiei pentru producția în masă de insulină, iar acest lucru a salvat viața multor pacienți cu diabet. Înființarea producției a fost surprinzător de rapidă: în primăvara anului 1923, au fost lansate echipamente pentru producția în masă a medicamentului.

Pe 15 octombrie 1923, insulina de origine animală Iletin a fost eliberată. Până la sfârșitul anului 1923, Lilly a produs aproape 60 de milioane de unități de medicament - și era de insulină în tratamentul diabetului.

Această boală fatală nu mai este o condamnare la moarte. Luând insulina și controlând glicemia, persoanele diagnosticate cu diabet pot duce un stil de viață sănătos..

În 1948, Elliot Proctor Joslin, un endocrinolog american, a instituit o medalie, care a fost acordată celor care au trăit timp de 25 de ani cu un diagnostic de diabet. Cu toate acestea, în 1970, eliberarea medaliei a încetat: din cauza insulinei, longevitatea cu diabetul a devenit un fenomen de masă. În schimb, a fost instituită o nouă medalie, care a fost dată diabeticilor care trăiau cu această boală de mai bine de 50 de ani. În partea sa din față se află un bărbat cu o torță și inscripția: „Triumph of Man and Medicine” (Triumph pentru Om și Medicină), pe spate - „Pentru 50 de ani curajoși cu diabetul” (Pentru 50 de ani curajoși cu diabetul).

Structura chimică a insulinei umane a fost stabilită în 1960. Utilizând metoda ingineriei genetice în 1976, a fost realizată prima sinteză completă a insulinei umane. În prezent, pacienții cu diabet primesc tratament doar cu insulină umană și analogii sintetici ai acesteia. Insulele animale nu mai sunt folosite.

Fig. 21. Formula insulinei

Formula chimică a insulinei răspunde la întrebarea de ce, până acum, insulina nu poate fi luată decât ca o injecție. Cert este că insulina este o proteină. Este digerat în tractul gastro-intestinal fără a intra în sânge, unde ar trebui să funcționeze.

Insulina este întotdeauna necesară diabetului de tip I, când celulele secretoare mor ca urmare a unui atac autoimun. De asemenea, este utilizat în multe cazuri de diabet de tip II, când insulina nu este suficientă. Odată cu apariția seringilor și a benzilor de test care măsoară zahărul din sânge, calitatea vieții pacienților cu diabet a crescut de multe ori, dar totuși trebuie să numere unitățile de pâine, să determine nivelul de zahăr, să facă calcule și să facă injecții de insulină.

Știința s-a apropiat de automatizarea acestui proces. Deja există un dispozitiv precum un plasture cu microneedle: se lipește de umăr, execută toate aceste proceduri în mod automat și simulează munca insulelor Langerhans în pancreas.

Diabetul zaharat: cum funcționează insulina. Istoria descoperirii științifice

Ce este insulina și cum au învățat să trateze diabetul

Cu toții avem prieteni sau rude care au diabet și sunt nevoiți să ia constant insulina, un medicament analog al hormonului uman care ajută la reglarea glicemiei. Povestim modul în care oamenii de știință au mers la descoperirea acestui medicament și pentru care au primit premiul Nobel.

Potrivit OMS, acum există aproximativ 382 de milioane de persoane cu diabet. Aproximativ 5 milioane de oameni mor din cauza diabetului și a efectelor sale în fiecare an. La fiecare 10-15 ani, numărul pacienților se dublează. Conform prognozelor Federației Internaționale de Diabet (IDF), în acest ritm în 2035 vor fi aproape 600 de milioane de persoane cu diabet.

La începutul secolului al XX-lea, pacienții mureau de diabet. Acum această boală este considerată cronică: în toate scopurile, oamenii duc vieți aproape normale de zeci de ani. Piața medicamentelor pentru tratamentul diabetului până în 2018, potrivit experților, ar putea ajunge la 58 de miliarde de dolari.

Ce este diabetul

Mențiunea bolii, care acum se numește diabet, a apărut, potrivit istoricilor, în urmă cu mai bine de 2000 de ani. Medicii romani și greci au remarcat o combinație de simptome precum pierderea mare de lichide, setea și pierderea în greutate. Ulterior, medicii au remarcat mirosul dulce de urină, iar unul dintre ei, după ce a gustat-o, a avut și un gust dulce. În mod natural, a apărut ideea că zahăr sau glucoză este acumulat în organism, care este de obicei consumat de celule pentru a genera energie.

În mod normal, acest lucru se întâmplă aproximativ așa: glucoza intră în organism cu alimente. Dar pentru ca ea să intre în celule, are nevoie de un asistent - hormonul insulină. Această schemă funcționează destul de inteligent: insulina stă pe anumiți receptori celulari, după care canalele din membrana sa se deschid prin care pătrunde glucoza în celulă. Dacă din anumite motive insulina nu este suficientă, glucoza începe să se acumuleze în sânge și urină.

Diabetul de tip 1 apare din cauza decesului celulelor beta pancreatice care produc insulină. Sunt atacati de propriul sistem imunitar. Aceasta duce la deficiență de insulină și o creștere a nivelului de glucoză în organism. Boala, de regulă, afectează oamenii în copilărie și adolescență. Se dezvoltă rapid și este dificil fără tratament..

Diabetul de tip 2 la început nu este asociat cu deficiență de insulină. Cel mai adesea, este asociat cu rezistența la insulină: celulele nu percep insulina, hormonul nu se leagă de receptorii săi în cantități suficiente, în urma cărora pătrund în glucoză puțin glucoză. Iar acest lucru, la rândul său, duce la o creștere a glicemiei.

Conform OMS, diabetul de tip 1 afectează aproximativ 5% din toți pacienții cu diabet zaharat. De ce eforturile societății și ale companiilor farmaceutice se concentrează în cea mai mare parte pe insulină? În primul rând, acești pacienți pur și simplu nu pot trăi fără insulină. În al doilea rând, această boală este destinată în special copiilor, astfel încât aceasta devine o problemă socială. În al treilea rând, chiar și cu diabetul zaharat de tip 2, când insulina pare să fie produsă în organism la nivelul corespunzător, aceasta este epuizată în timpul bolii și apoi pacienții sunt transferați de la alte medicamente care scad zahărul la insulină.

Cum a fost descoperită insulina

În 1869, un patolog german Paul Langerhans, examinând pancreasul la microscop, a descoperit mici grupuri de celule, care au fost numite ulterior în onoarea sa insulele Langerhans. Rolul lor a rămas apoi inexplicabil. În 1889, fiziologii germani Josef von Mehring și Oscar Minkowski au descoperit că atunci când câinii au îndepărtat pancreasul, concentrația lor de zahăr din sânge a crescut brusc. Deci, a existat o presupunere că diabetul cauzează perturbarea pancreasului.

În 1900-1901, cercetări importante au fost efectuate de medicul rus Leonid Sobolev. Când a legat canalele pancreatice la câini, el a remarcat că partea care este responsabilă de digestie, dar nu de insulele Langerhans, atrofii. El a sugerat că insulele sunt responsabile de secreția internă și chiar a sugerat că ligatura canalelor pancreatice, de exemplu, la vițe nou-născuți, poate fi utilizată pentru a obține o substanță adecvată ca medicament antidiabetic. Din păcate, Sobolev a murit la o vârstă fragedă și nu și-a continuat activitatea.

În 1916, fiziologul englez Edward Charpy-Schaefer a sugerat că substanța produsă de insulele Langerhans este un hormon, pe care l-a numit insulină (din latină. Insula - insulă). Și atunci toate eforturile au avut ca scop izolarea acestui hormon de pancreas și încercarea de a-l trata cu diabet.

Câini mai întâi

Rolul decisiv în acest sens l-a avut viitorul laureat Nobel - medicul canadian Frederick Bunting. În 1920, a ocupat postul de profesor asistent la Școala Medicală a Universității din Western Ontario. Bibliografii lui Bunting sugerează că a abordat subiectul diabetului, după ce un prieten din copilărie a murit din cauza bolii..

Printre alte literaturi științifice, Bunting a citit un articol despre încercările de a obține hormoni din pancreas. Cu toate acestea, hormonul în procesul de secreție a fost distrus rapid de enzima digestivă trypsină. Și Bunting a ajuns la aceeași concluzie cu douăzeci de ani mai devreme, Leonid Sobolev: este necesar să separăm partea endocrină a pancreasului și exocrinul. El a scris în jurnalul său: „Bandajarea canalelor pancreatice la câini. Așteptați șase până la opt săptămâni. Eliminați și extrageți. " Astfel, a sperat să obțină un extract de celule de insulă Langerhans, care nu este distrus de trypsină..

La sfatul supraveghetorului său, Bunting a discutat subiectul cu John McLeod, profesor la Universitatea din Toronto. Macleod a fost inițial sceptic față de ideea sa, dar la final i-a oferit lui Bunting un laborator, câțiva câini și un student asistent Charles Best pentru o vreme, în timp ce el însuși a plecat în vacanță.

În timp ce MacLeod se odihnea, Bunting și Best au efectuat o serie de experimente: la un câine, canalele pancreatice au fost bandajate, s-a obținut un extract din celule de insulă și s-a administrat unui câine cu hiperglicemie. Animalul și-a revenit. Revenind din vacanță, Macleod a profitat și de acest subiect, dar în compania biochimistului James Collip..

Bunting și Best au început să primească extract din pancreasul viței născuți. James Collip a dezvoltat tehnologia de purificare a extractelor. Numeroase experimente de câini de succes au permis oamenilor de știință să se gândească la încercările umane..

Insulina pentru oameni

Primul pacient al cercetătorilor a fost Leonard Thompson, în vârstă de 14 ani, care suferea de așa-numitul diabet juvenil (diabet tip 1). Medicii l-au descris ca pe un băiat complet epuizat, muribund, din care au rămas pielea și oasele. În ianuarie 1922, a primit prima injecție a unui extract care conține insulină. Prima injecție a provocat o alergie teribilă la băiat. Timp de aproape două săptămâni, James Callip a curățat extractul, iar pe 23 ianuarie, Leonard a primit oa doua injecție. După ea, Thompson s-a redresat rapid.

Vestea băiatului salvat a provocat o senzație internațională și inundația pacienților din Toronto. Oamenii de știință și medicii universității au făcut sute de injecții. Ei povestesc cum o fetiță de zece ani a fost adusă cu trenul la Toronto și a căzut în comă cetoacidotică pe parcurs. Ajunsă direct la stație, Bunting i-a făcut o injecție de salvare a vieții. După aceea, fata a trăit 61 de ani, tot timpul luând insulină.

În 1923, Bunting și Macleod au primit premiul Nobel. Bunting nu și-a brevetat descoperirea, dar a acordat drepturile acesteia Universității din Toronto, care a început imediat să vândă licențe tehnologice companiilor farmaceutice. Prima licență a fost obținută de compania americană Eli Lilly, urmată de danezul Novo Nordisk și germanul Hoechst, care au intrat pe piață în 1923.

Companiile au produs insulină din carne de vită și porc, care sunt foarte asemănătoare cu omul. Cu toate acestea, încă nu erau perfecte pentru tratarea oamenilor. În 1926, un om de știință cu hormoni de la John Hopkins University of America John Abel a fost primul care a obținut insulină cristalină.

O nouă etapă în istoria insulinei a fost descoperirea, în 1955, de biochimistul englez Frederick Senger a naturii și structurii proteinei insulinei. Aceasta a devenit baza fundamentală pentru posibila producție de hormon sintetic. În 1958, Senger a primit premiul Nobel pentru această lucrare. În 1964, biochimistul englez Dorothy Crowfoot-Hodgkins a primit premiul Nobel pentru determinarea structurilor spațiale ale substanțelor biologic active, inclusiv insulina..

Dar au rămas încă 26 de ani până când cercetătorii de la Universitatea Harvard Walter Gilbert și Peter Lomedico au creat tehnologia pentru sinteza insulinei. Puțin mai târziu, insulina a fost creată de inginerie genetică..

Nu doar injecții

Astăzi, oamenii de știință lucrează la crearea diferitelor forme ale medicamentului. Deși s-au făcut tot felul de îmbunătățiri pentru comoditatea pacienților care își pot administra singuri insulina folosind stilouri de seringă de unică folosință, este clar că injecțiile nu sunt cea mai convenabilă modalitate de administrare a medicamentului. MannKind Corp a dezvoltat inhalatorul, care a fost înregistrat în 2014, iar drepturile au fost transferate către Sanofi. De asemenea, am încercat să creăm plasturi de insulină, dar până acum nu s-a raportat nimic despre disponibilitatea unor astfel de produse..

O altă încercare este o pastilă. Desigur, s-au gândit la asta în primul rând, deoarece este cel mai convenabil pentru recepție. Companiile de mult timp nu au întreprins nici măcar astfel de proiecte. După cum ne amintim din istoria creării insulinei, aceasta este rapid descompusă de enzimele alimentare. Este clar că, odată sub forma unui comprimat în tractul gastrointestinal, acesta va fi, de asemenea, expus la enzime, iar calcularea dozei și menținerea nivelului va fi extrem de dificilă. Cu toate acestea, Novo Nordisk a anunțat recent că lucrează la un astfel de proiect și crede în succesul său..

Cine face insulină

Istoric, întreaga piață mondială de insulină a fost împărțită între cele trei companii. Cea mai mare pondere aparține Novo Nordisk, cea mai mică - Eli Lilly și Sanofi. (Mult mai multe companii farmaceutice la nivel mondial lucrează la medicamente pentru diabetul de tip 2.)

Rusia dezvoltă de mult timp propria insulină ca unul dintre medicamentele strategice. Cu toate acestea, insulina rusă nu a progresat bine, inclusiv din cauza conservativității medicilor care erau prea obișnuiți cu medicamente străine și i-au convins pe toți că avem „ceva în neregulă”. Acum una dintre companiile rusești progresive Geropharm a cumpărat compania Națională de Biotehnologii și se pregătește să se angajeze serios în producția de insulină.

Grandorile nu adorm. Sanofi a cumpărat o plantă în regiunea Oryol, iar acum Sanofi-Aventis-Vostok produce insulină Lantus într-un ciclu complet, excluzând substanța. Novo Nordisk este gata să-și lanseze fabrica în regiunea Kaluga, iar Eli Lilly a semnat un acord cu binecunoscuta companie rusă R-Pharm pentru eliberarea întregii sale linii de insulină. În curând, vor deveni producători locali ruși.

Pentru întrebări medicale, asigurați-vă că mai întâi consultați medicul.

Istoricul descoperirii insulinei

Insulina ca hormon de natură peptidică, formată în celulele beta ale insulelor pancreatice din Langerhans. Asigurarea permeabilității membranelor celulare pentru moleculele de glucoză ca funcție principală. Clasificarea preparatelor pentru insulină și prepararea acesteia.

TitluMedicament
Vedereeseu
LimbăRusă
Data adaugata10/16/2014
mărime fișier22,5 K

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Folosiți formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și în munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Introducere

Insulina (din lat. Insula - insulă) - un hormon de natură peptidică, se formează în celulele beta ale insulelor Langerhans ale pancreasului. Are un efect polivalent asupra metabolismului în aproape toate țesuturile.

Principala funcție a insulinei este de a asigura permeabilitatea membranelor celulare pentru moleculele de glucoză. Într-o formă simplificată, se poate spune că nu numai carbohidrații, dar și orice nutrienți sunt în cele din urmă defalcate în glucoză, care este utilizat pentru a sintetiza alte molecule care conțin carbon și este singurul tip de combustibil pentru centralele celulare - mitocondrii. Fără insulină, permeabilitatea membranei celulare pentru glucoză scade de 20 de ori, iar celulele mor de înfometare, iar excesul de zahăr dizolvat în sânge otrăvește organismul.

Încălcarea secreției de insulină din cauza distrugerii celulelor beta - deficiență absolută de insulină - este o legătură-cheie în patogeneza diabetului de tip 1. Încălcarea acțiunii insulinei asupra țesuturilor - deficiență relativă de insulină - are un loc important în dezvoltarea diabetului de tip 2.

Istoricul descoperirii insulinei

Istoricul descoperirii insulinei este asociat cu numele medicului rus I.M. Sobolev (a doua jumătate a secolului al XIX-lea), care a dovedit că glicemia umană este reglată de un hormon special al pancreasului.

În 1922, insulina izolată din pancreasul unui animal a fost introdusă pentru prima dată la un băiat de 10 ani cu diabet. rezultatul a depășit toate așteptările, iar un an mai târziu compania americană Eli Lilly a lansat primul preparat de insulină animală.

După primirea primului lot industrial de insulină în următorii câțiva ani, a fost acoperită o cale uriașă pentru izolarea și purificarea acesteia. Drept urmare, hormonul a devenit disponibil pentru pacienții cu diabet zaharat de tip 1. membrană pancreatică cu hormon insulinic

În 1935, cercetătorul danez Hagedorn a optimizat acțiunea insulinei în organism, propunând un preparat prelungit.

Primele cristale de insulină au fost obținute în 1952, iar în 1954 biochimistul englez G. Senger a descifrat structura insulinei. Dezvoltarea metodelor de curățare a hormonului de alte substanțe hormonale și produse de degradare a insulinei a făcut posibilă obținerea insulinei omogene, numită o singură componentă.

La începutul anilor '70. Oamenii de știință sovietici A. Yudaev și S. Shvachkin au propus sinteza chimică a insulinei, cu toate acestea, implementarea acestei sinteze la scară industrială a fost costisitoare și neprofitabilă.

Ulterior, s-a înregistrat o îmbunătățire progresivă a gradului de purificare a insulinei, ceea ce a redus problemele cauzate de alergia la insulină, funcția renală afectată, deficiența vizuală și rezistența imună la insulină. Ceea ce a fost nevoie a fost cel mai eficient hormon pentru terapia de înlocuire a diabetului zaharat - insulină omologă, adică insulină umană.

În anii 1980, progresele în biologia moleculară au făcut posibilă sintetizarea ambelor tulpini de insulină umană folosind E. coli, care au fost apoi combinate într-o moleculă de hormon activ biologic, iar insulina recombinantă a fost obținută la Institutul de Chimie Bioorganică, Academia Rusă de Științe, folosind tulpini de E.coli ingineriate genetic..

Utilizarea cromatografiei de afinitate a redus semnificativ conținutul de proteine ​​contaminante cu o greutate moleculară mai mare în preparat decât insulina. Astfel de proteine ​​includ proinsulina și proinsulina clivată parțial, ceea ce poate induce producerea de anticorpi anti-insulină.

Utilizarea insulinei umane încă de la începutul terapiei reduce la minimum apariția reacțiilor alergice. Insulina umană este mai rapid absorbită și, indiferent de forma medicamentului, are o durată de acțiune mai scurtă decât insulina animală. Insulinele umane sunt mai puțin imunogene decât carnea de porc, în special insulinele mixte de bovine și porcine..

Tipuri de insulină

Preparatele de insulină diferă unele de altele în grad de purificare; sursa de primire (bovin, porc, uman); substanțe adăugate la soluția de insulină (extinderea acțiunii sale, bacteriostate etc.); concentraţie Valoarea pH-ului; posibilitățile de amestecare a ICD cu IPD.

Preparatele de insulină variază în funcție de sursă. Insulina de porc și taur diferă de insulina umană în compoziția aminoacizilor: bovină - în trei aminoacizi și porc - într-un singur. Nu este surprinzător faptul că în tratamentul insulinei bovine, reacțiile adverse se dezvoltă mult mai des decât în ​​tratamentul insulinei de porc sau al omului. Aceste reacții sunt exprimate în rezistență la insulină imunologică, alergie la insulină, lipodistrofii (modificări ale țesutului subcutanat la locul injecției).

În ciuda deficiențelor evidente ale insulinei bovine, aceasta este încă utilizată pe scară largă în lume. Cu toate acestea, deficiențele insulinei bovine în planul imunologic sunt evidente: nu este recomandat în niciun caz pacienților cu diabet zaharat nou diagnosticat, femeilor însărcinate sau pentru insulinoterapie de scurtă durată, de exemplu, în perioada perioperatorie. Calitățile negative ale insulinei bovine sunt de asemenea păstrate atunci când sunt utilizate într-un amestec cu carne de porc, prin urmare, insulinele mixte (porc + bovine) nu trebuie, de asemenea, utilizate pentru tratamentul acestor categorii de pacienți.

Structura chimică a insulinei umane este complet identică cu insulina umană.

Principala problemă a metodei biosintetice de obținere a insulinei umane este purificarea completă a produsului final din cele mai mici impurități ale microorganismelor utilizate și ale produselor metabolice ale acestora. Noile metode de control al calității asigură ca insulinele biosintetice umane să nu aibă impurități dăunătoare; astfel, gradul lor de purificare și eficiență de scădere a zahărului îndeplinesc cele mai ridicate cerințe și sunt aproape aceleași. Aceste preparate de insulină nu au efecte secundare nedorite, în funcție de impurități..

În prezent, în practica medicală sunt utilizate trei tipuri de insulină:

- de scurtă durată, cu un debut rapid al efectului;

- durata medie a acțiunii;

- cu acțiune îndelungată cu o manifestare lentă a efectului.

Tabelul 1. Caracteristicile preparatelor pentru insulină comercială

Exemple (denumiri comerciale)

Metilparaben m-Cresol Fenol

NaCl Glicerină Na (H) PO4 Na Acetat

Om Porcul taur

Actrapid-NM, Humulin-R Actrapid, Actrapid-MS Insulină injectabilă (URSS, nu mai este fabricată)

Om Porcul taur

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamina-insulină (URSS, nu mai este fabricată)

Om Porcul taur

Monotard-NM, Humulin-zinc Monotard-MS, Banda Tape-MS

Insulina cu acțiune scurtă (ICD) - insulină obișnuită - este o zinc-insulină cristalină cu acțiune scurtă, solubilă la pH neutru, al cărei efect se dezvoltă în 15 minute după administrarea subcutanată și durează 5-7 ore.

Prima insulină cu acțiune extinsă (IPD) a fost creată la sfârșitul anilor 1930, astfel încât pacienții să poată injecta mai rar decât atunci când foloseau doar ICD - o dată pe zi, dacă este posibil. Pentru a crește durata acțiunii, toate celelalte preparate de insulină sunt modificate și, atunci când sunt dizolvate într-un mediu neutru, formează o suspensie. Conțin protamină în tampon fosfat - protamină-zinc-insulină și NPH (protamina neutră a lui Hagedorn) - NPH-insulină sau diverse concentrații de zinc în tampon de acetat - insuline ultra bandă, bandă, semilent.

Preparatele de insulină cu durată medie conțin protamină, care este o proteină de medie m.m. 4400, bogat în arginină și derivat din lapte de păstrăv curcubeu. Formarea unui complex necesită un raport de protamină și insulină 1:10. după administrarea subcutanată, enzimele proteolitice distrug protamina, permițând absorbția insulinei.

NPH-insulina nu modifică profilul farmacocinetic al insulinei reglatoare amestecate cu aceasta. NPH-insulina este preferată decât banda de insulină ca o componentă cu acțiune medie în amestecurile terapeutice care conțin insulină obișnuită.

În tampon de fosfat, toate insulinele formează cu ușurință cristale cu zinc, dar numai cristale de insulină bovină au o hidrofobie suficientă pentru a asigura o eliberare lentă și stabilă de insulină, caracteristică pentru ultlente. Cristalele de zinc ale insulinei porcine se dizolvă mai repede, efectul are loc mai devreme, durata acțiunii este mai scurtă. Prin urmare, nu există un medicament ultralente care conține doar insulină de porc. Insulina porcină monocomponentă este produsă sub denumirea de suspensie de insulină, neutru pentru insulină, insulină-izofan, insulină-aminochinuridă.

Banda de insulină este un amestec de 30% insulină semilentă (un precipitat de insulină amorfă cu ioni de zinc într-un tampon de acetat, al cărui efect se disipează relativ repede) cu 70% insulină ultralente (insulină de cristal cristalină slab solubilă, care are un început lent și acțiune prelungită). Aceste două componente asigură o combinație cu o absorbție relativ rapidă și o acțiune stabilă pe termen lung, făcând banda insulină să fie un agent terapeutic convenabil..

Producția de insulină

Insulina umană poate fi produsă în patru moduri:

1) sinteza chimică completă;

2) extragerea din pancreasul unei persoane (ambele metode nu sunt potrivite din cauza neeconomiei: dezvoltarea insuficientă a primei metode și lipsa materiilor prime pentru producția în masă în al doilea mod);

3) o metodă semisintetică care utilizează substituția enzimei-chimice la poziția 30 a lanțului B a aminoacidului alanină din insulina porcină cu treonină;

4) în mod biosintetic conform tehnologiei de inginerie genetică. Ultimele două metode furnizează insulină umană extrem de purificată..

În prezent, insulina umană se obține în principal în două moduri: prin modificarea insulinei porcine prin metoda sintetico-enzimatică și prin metoda ingineriei genetice.

Insulina a fost prima proteină obținută în scop comercial folosind tehnologia ADN recombinantă. Există două abordări principale pentru producerea insulinei umane proiectate genetic..

În primul caz, se obțin separat (diferite tulpini de producător) pentru ambele lanțuri, urmată de plierea moleculei (formarea punților disulfidice) și separarea izoformelor.

În al doilea, producția sub forma unui precursor (proinsulina) urmată de digestia enzimatică cu trypsină și carboxipeptidaza B până la forma activă a hormonului. În prezent, este de preferat să se obțină insulină sub formă de precursor, care asigură închiderea corectă a punților disulfurice (în cazul pregătirii separate a lanțurilor, se realizează cicluri succesive de denaturare, separarea izoformelor și renaturarea).

Cu ambele abordări, este posibilă atât obținerea individuală a componentelor de pornire (lanțurile A și B sau proinsulina), cât și ca parte a proteinelor hibride. Pe lângă lanțurile A și B sau proinsulina, compoziția proteinelor hibride poate include:

- proteină purtătoare pentru transportul proteinei de fuziune în spațiul periplasmic al celulei sau mediului de cultură;

- componentă de afinitate care facilitează semnificativ izolarea proteinei hibride.

În acest caz, ambele componente pot fi prezente simultan în compoziția proteinei hibride. În plus, atunci când se creează proteine ​​hibride, se poate utiliza principiul multidimensionalității (adică mai multe copii ale polipeptidei țintă sunt prezente în proteina hibridă), ceea ce poate crește semnificativ randamentul produsului țintă..

În Regatul Unit, ambele tulpini de insulină umană au fost sintetizate folosind E. coli, care au fost apoi legate într-o moleculă de hormon activ biologic. Pentru ca un organism unicelular să poată sintetiza moleculele de insulină pe ribozomii săi, este necesar să-i furnizeze programul necesar, adică să introducă gena hormonală.

Chimic, se obține o genă care programează biosinteza unui precursor de insulină sau a două gene care programează individual biosinteza lanțurilor de insulină A și B.

Următorul pas este includerea genei pentru precursorul insulinei (sau genele lanțurilor separat) în genomul lui E. coli, o tulpină specială de E. coli, cultivată în condiții de laborator. Ingineria genetică îndeplinește această sarcină..

O plasmidă cu enzima de restricție adecvată este izolată de E. coli. Gena sintetică este introdusă în plasmidă (prin donarea cu partea C-terminal funcțională a E. coli b-galactosidaza). Ca urmare, E. coli câștigă capacitatea de a sintetiza un lanț proteic format din galactosidază și insulină. Polipeptidele sintetizate sunt scindate chimic de la enzimă și apoi se efectuează purificarea. Aproximativ 100.000 de molecule de insulină per celulă bacteriană sunt sincronizate în bacterii.

Natura substanței hormonale produse de E. coli se datorează faptului că gena este integrată în genomul unui organism unicelular. Dacă gena precursoare a insulinei este clonată, bacteriile sintetizează precursorul insulinei, care este apoi supus digestiei enzimei de restricție pentru a cliva prepitida pentru a izola peptida C, rezultând insulină biologic activă.

Pentru a obține insulină umană purificată, proteina hibridă izolată din biomasă este supusă transformării chimico-enzimatice și purificării cromatografice corespunzătoare (frontală, permeație de gel, schimb de anioni). Insulina recombinantă folosind tulpini de E. coli proiectate genetic a fost obținută la Institutul RAS. din biomasa cultivată, precursorul, o proteină hibridă, este exprimat în cantitate de 40% din proteina celulară totală care conține preproinsulină. Conversia sa în insulină in vitro se realizează în aceeași secvență ca in vivo - polipeptida conducătoare este clivată, preproinsulina este transformată în insulină prin etapele sulfitolizei oxidative, urmată de închiderea reductivă a trei legături disulfură și izolarea enzimatică a peptidei C de legare. După o serie de purificări cromatografice, inclusiv schimb de ioni, gel și HPLC (cromatografie lichidă de înaltă performanță), se obține insulină umană de înaltă puritate și activitate naturală.

Puteți utiliza o tulpină cu o secvență de nucleotide plasmidice încorporate care exprimă o proteină hibridă, care constă dintr-o proinsulină liniară și atașată la capătul său N prin reziduul de metionină dintr-un fragment de proteină A din Staphylococcus aureus.

Cultivarea biomasei saturate de celule din tulpina recombinantă asigură începutul producerii unei proteine ​​hibride, izolarea și transformarea secvențială a căreia în tub duce la insulină.

Un alt mod este de asemenea posibil: o proteină recombinantă formată din proinsulină umană și o coadă de poli-histidină atașată la acesta printr-un reziduu de metionină este obținută în sistemul de expresie bacteriană. Acesta a fost izolat folosind cromatografie de chelat pe coloanele Ni-agaroză din corpurile de incluziune și digerat cu bromură de cianogen.

Proteina izolată este sulfonată cu S. Cartografierea și analiza spectrometrică de masă a proinsulinei obținute purificate prin cromatografie cu schimb ionic pe rășină schimbătoare de anioni și RP (faza inversă) HPLC (cromatografie lichidă de înaltă performanță) arată prezența punților disulfidice corespunzătoare podurilor disulfidice ale proinsulinei umane native.

Recent, s-a acordat o atenție deosebită simplificării procedurii de producere a insulinei recombinate prin inginerie genetică. Deci, de exemplu, puteți obține o proteină fuzibilă formată din peptida lider de interleukină 2 atașată la capătul N-terminal al proinsulinei, printr-un reziduu de lizină. Proteina este exprimată și localizată eficient în corpurile de incluziune. După izolare, proteina este clivată cu trypsină pentru a obține insulină și peptidă C.

Insulina rezultată și peptida C au fost purificate prin HPP RP. Când se creează structuri fuzionate, raportul masic al proteinei purtătoare și al polipeptidei țintă este foarte semnificativ. Peptidele C sunt conectate pe o bază de coadă de cap cu ajutorul distanțatoarelor de aminoacizi care poartă site-ul de restricție Sfi I și două reziduuri de arginină la începutul și la sfârșitul distanțierului pentru divizarea ulterioară a proteinelor cu tripsină. HPLC-ul produselor de clivaj arată că clivajul peptidei C se realizează cantitativ, iar acest lucru permite utilizarea genelor sintetice multimerice pentru a obține polipeptide țintă la scară industrială.

Concluzie

Diabetul zaharat este o boală cronică cauzată de deficit de insulină absolută sau relativă. Se caracterizează printr-o încălcare profundă a metabolismului carbohidraților cu hiperglicemie și glucozurie, precum și alte tulburări metabolice ca urmare a expunerii la o serie de factori genetici și externi.

Până în prezent, insulina servește ca un radical și, în cele mai multe cazuri, singura cale de a menține viața și capacitatea de muncă a pacienților cu diabet. Înainte de a primi și introduce insulina în clinică în 1922-1923. Pacienții cu diabet de tip I au fost așteptați să moară în decurs de unu-doi ani de la debutul bolii, în ciuda utilizării celor mai debilitante diete. Pacienții cu diabet zaharat de tip I au nevoie de terapie de înlocuire pe tot parcursul vieții cu preparate de insulină. Încetarea din diferite motive ale administrării periodice de insulină duce la dezvoltarea rapidă a complicațiilor și la moartea imediată a pacientului.

În prezent, prevalența diabetului este pe locul trei după bolile cardiovasculare și oncologice. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, prevalența diabetului în rândul adulților din majoritatea regiunilor lumii este de 2-5% și există tendința de a crește numărul de pacienți aproape de două ori la fiecare 15 ani. În ciuda progreselor evidente în domeniul asistenței medicale, numărul pacienților dependenți de insulină crește în fiecare an, iar în acest moment doar în Rusia este de aproximativ 2 milioane de oameni.

Crearea de medicamente cu insulină umană de origine genetică autohtonă deschide noi posibilități de rezolvare a multor probleme ale diabetologiei ruse, pentru a salva viețile a milioane de persoane cu diabet.

1. Biotehnologie: manual pentru universități / Ed. N.S. Egorova, V.D. Samuilova.- M.: Școala Superioară, 1987, p. 15-25.

2. Insulina umană concepută genetic. Creșterea eficienței separării cromatografice folosind principiul bifuncționalității. / Romanchikov A.B., Yakimov S.A., Klyushnichenko V.E., Arutunyan A.M., Wulfson A.N. // Chimie bioorganică, 1997 - 23, nr. 2

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Metode moderne de creare a tulpinilor industriale de microorganisme // Biotehnologie. Prinţ 2. M.: Școala superioară, 1988.208 s.

4. Imobilizarea trypsinei și carboxipeptidazei B pe silice modificate și utilizarea lor în conversia proinsulinei umane recombinante în insulină. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Wulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. // Chimie-farmacie. J., 1995 - 29, nr. 1 p. 61 - 64.

5. Noțiunile de bază ale biotehnologiei farmaceutice: manual / TP Prischep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaykov, L.K. Mikhaleva. - Rostov-pe-Don.: Phoenix; Tomsk: Editura NTL, 2006.

6. Sinteza fragmentelor de insulină și studiul proprietăților lor fizico-chimice și imunologice. / Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva O.N., Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Chimie bioorganică, 1997 - 23, nr. 12 p. 953 - 960

7. Resurse de internet:

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Asigurarea permeabilității membranelor celulare pentru moleculele de glucoză cu insulină - un hormon de natură peptidică. Reactii la preparatele de insulina: rezistenta la insulina imunologica, alergie, lipodistrofie. Obținerea insulinei, o varietate a preparatelor sale.

Rezumat [27,3 K], adăugat 05/02/2010

Istoricul creației și mecanismul de acțiune al insulinei, care este un hormon proteic-peptidic produs de celulele insulelor pancreatice din Langerhans. Metode de producție. Dezavantajele insulinei animale. Beneficiile insulinei biotehnologice.

prezentare [2,3 M], adăugat 15/03/2016

Structura moleculei de insulină. Rolul și importanța pancreasului în digestie. Mecanismul de acțiune al acestui hormon printr-un receptor proteic. Utilizarea pe scară largă a insulinei pentru tratamentul pacienților cu diabet zaharat. Boala insulinei.

Rezumat [175,0 K], adăugat 12.04.2015

Istoric al descoperirii insulinei. Structura moleculei medicamentoase. Procesul de biosinteză a insulinei, în special a metabolismului acesteia. Efectul biologic al medicamentului. Indicații pentru utilizarea medicamentului, mecanism de acțiune. Efectul insulinei asupra metabolismului proteinelor și carbohidraților.

prezentare [2,9 M], adăugat 15/05/2013

Luarea în considerare a structurii moleculei de insulină, a legăturilor de aminoacizi. Studierea caracteristicilor sintezei hormonului proteic din sânge, o descriere a schemei de conversie. Reglarea secreției de insulină în organism. Acțiunea acestui hormon pentru reducerea glicemiei.

prezentare [547.8 K], adăugat 12.02.2016

Tipuri de diabet. Dezvoltarea tulburărilor primare și secundare. Abateri ale diabetului. Simptome frecvente de hiperglicemie. Complicații acute ale bolii. Cauzele cetoacidozei. Nivelul insulinei din sânge. Secreția de celule beta a insulelor Langerhans.

Rezumat [23,9 K], adăugat 25/11/2013

Structura pancreasului. Cauzele, formele, simptomele și semnele diabetului zaharat tip 1 și 2. Studiul în medicină a unei boli cronice a sistemului endocrin uman. Efectul hipoglicemic al insulinei, utilizarea acesteia în scopuri medicinale.

Rezumat [968.6 K], adăugat 12.08.2013

Caracteristici ale studiului secreției externe și interne a pancreasului. Proteine, compoziție minerală a pancreasului, acizi nucleici. Influența diverșilor factori asupra conținutului de insulină din pancreas. Descrierea anomaliilor pancreatice.

Rezumat [15,7 K], adăugat 28.04.2010

Descrierea diabetului ca boală endocrină comună: o descriere a tipurilor sale dependente de insulină și non-insulino-dependente; complicații după boală. Metode de măsurare a glucozei în urină și sânge. Examinarea mecanismului secreției de insulină.

prezentare [4,5 M], adăugat 28.04.2012

Clasificarea insulinei cu acțiune lungă. Analogi de insulină bazală. Eficacitatea clinică comparativă a consumului de medicamente din grupul de insuline cu acțiune lungă (insulina glargină și insulina detemir). Calculul costului farmacoterapiei.

prezentare [373,5 K], adăugat 20/10/2011

Lucrările din arhive sunt frumos proiectate în conformitate cu cerințele universităților și conțin desene, diagrame, formule etc..
Fișierele PPT, PPTX și PDF sunt furnizate numai în arhive.
Recomandat să descărcați lucrul.

Inventatorul insulinei este Frederick Bunting. Biografie

Luni, 14 noiembrie, se împlinesc 125 de ani de la nașterea celebrului om de știință canadian, laureat Nobel în fiziologie și medicină, Sir Frederick Bunting, care a devenit pionierul insulinei.

În ianuarie 1922, tânărul om de știință Frederick Bunting și-a salvat viața pentru prima dată în istorie, injectând insulină la un băiat de 14 ani care suferă de diabet sever. Descoperirea lui Bunting a salvat viețile a milioane de oameni. În semn de recunoaștere a meritelor lui Sir Bunting, Ziua Mondială a Diabetului este sărbătorită de ziua lui, 14 noiembrie..

AiF.ru conduce o biografie a lui Frederick Bunting.

Dosar

Frederick Grant Bunting s-a născut pe 14 noiembrie 1891 în satul Alliston, Ontario, Canada. A fost cel mai mic dintre cei 5 copii din familia lui William Thompson și Margaret Grant Bunting.

Bunting a fost educat la Școala Alliston, apoi a intrat la Universitatea din Toronto pentru a studia teologia, dar în curând a trecut la studierea medicinii..

În 1916, a primit o diplomă de licență în medicină, după care a intrat la Serviciul Medical canadian și a servit în timpul Primului Război Mondial în Franța..

În 1918, Bunting a fost rănit în Cambrai, iar în 1919 a fost distins cu Crucea Militară pentru eroism sub foc..

După încheierea războiului, în 1919, Frederick Grant Bunting s-a întors în Canada și a practicat timp de medicină la Londra, oraș din provincia Ontario..

A studiat ortopedie, iar în perioada 1919-1920 a fost chirurg într-un spital pentru copiii bolnavi din Toronto. Din 1920 până în 1921 a predat ortopedie la Universitatea Western Ontario din Londra.

Pe lângă activitatea sa principală, din 1921 până în 1922, Bunting a ținut prelegeri despre farmacologie la Universitatea din Toronto.

În 1922 i s-a acordat diploma de doctor în științe medicale și i s-a acordat și o medalie de aur..

La scurt timp însă, Bunting a devenit profund interesat de diabet. Lucrările Opie, Schafer, Minkowski și alții au arătat că diabetul poate apărea din cauza lipsei hormonului peptidic secretat de insulele pancreatice din Langerhans. Acest hormon a fost numit insulină și s-a presupus că reglează metabolismul glucozei, ceea ce înseamnă că lipsa acestuia duce la acumularea de glucoză în sânge și la excreția prin urină..

Încercările de a restabili deficiența de insulină prin hrănirea pacienților cu pancreas proaspăt sau extracte din acesta au eșuat, aparent din cauza defalcării proteinei (hormonului) de enzimele proteolitice pancreatice. De fapt, problema a fost izolarea insulinei înainte de a suferi distrugeri.

Reflecționând asupra acestei probleme, Bunting a intrat într-un articol dintr-un jurnal medical scris de Moses Baron care vorbea despre legarea canalelor pancreatice și distrugerea asociată a celulelor producătoare de tripsină. În acest caz, însă, celulele Langerhans rămân intacte. Acest articol a condus la Bunting la ideea că perturbarea insulinei poate fi evitată prin ligarea canalului și astfel secretă hormonul necesar.

Bunting a discutat această problemă cu diverși oameni de știință, printre care John James Ricard MacLeod, profesor de fiziologie la Universitatea din Toronto. McLeod i-a permis lui Bunting să utilizeze facilitățile pentru muncă experimentală cu asistentul student Charles Best.

În loc să obțină un brevet pentru insulină și ulterior să devină fabulos de bogat, Bunting a transferat toate drepturile la Universitatea din Toronto. Ulterior, drepturile asupra producției de insulină au trecut Consiliului canadian pentru cercetări medicale, iar la sfârșitul anului 1922, un nou medicament a apărut pe piața medicamentelor..

La Bunting and Best Institute, Bunting a abordat problemele cancerului, silicozei, precum și mecanismul înecului și modalitățile de a combate acest lucru. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, el a devenit foarte interesat de problemele care apar în timpul zborului (de exemplu, pierderea vederii menținând conștiința cauzată de tulburări circulatorii).

Pe lângă diploma sa medicală, Bunting a obținut și un doctorat la Toronto în 1923. În 1928, Bunting a ținut prelegeri la Edinburgh și a fost membru al unui număr mare de comunități medicale atât în ​​țara sa, cât și în străinătate, inclusiv în comunitățile fiziologice britanice și americane. În 1934, Frederick Grant Bunting a fost ridicat la cavalerie de regele George al V-lea.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Frederick Bunting a servit ca ofițer de legătură și a zburat în mod regulat în Marea Britanie, asigurând interacțiunea dintre facilitățile medicale britanice și nord-americane. 21 februarie 1941 Bunting a murit tragic într-un accident de avion din zona Newfoundland.

Statusul familiei

Era de două ori căsătorit, avea un copil din prima căsătorie

Laureați Nobel: Frederick Bunting. Pionier al insulinei

Cum un caz de succes a salvat mâna viitorului laureat Nobel de la amputație, cum seamănă cu Mendeleev și Kekule și de ce oamenii de știință au luptat aproape pentru premiul Nobel - și despre moartea unui prieten, ca motivație.

Sir Frederick Grand Bunting

Născut: 14 noiembrie 1891, Alliston, Canada

Decedat: 21 februarie 1941, Newfoundland, Canada

1923 Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină (împărtășit cu John MacLeod). Formularea Comitetului Nobel: „Pentru descoperirea insulinei” (pentru descoperirea insulinei).

Primul laureat Nobel cu adevărat canadian s-a născut în satul Alliston din Ontario. A fost cel mai mic dintre cei cinci copii ai lui William Thompson Bunting și Margaret (Grant) Bunting. Frederick a crescut la o fermă, a studiat la o școală gratuită locală, a fost pasionat de desen, a participat la sport. Un băiat este ca un băiat. Părinții au visat să-l vadă ca preot și, ascultând voința părinților săi, Bunting the Youngest în 1912 a intrat la Universitatea din Toronto la facultatea de teologie. În contact cu preoția în direct, Frederick și-a dat seama repede că nu este „a lui”. El a vrut să salveze oamenii, dar în cel mai adevărat sens al cuvântului. Și în același an s-a transferat la medic.

Bunting nu a primit nicio șansă să își termine studiile: a început primul război mondial. În 1915, s-a înscris în rândurile corpului medical al armatei regale canadiene, dar a fost trimis înapoi la școala medicală, iar un an mai târziu Frederick era deja burlac. Și totuși s-a dus pe front, așa că Bunting a trebuit să se lupte. A fost chirurg militar și a fost chiar rănit la umăr în cea de-a doua bătălie de la Cambrai, în 1918.

Trebuie să spun că aici s-ar putea încheia cariera de Bunting-chirurg: rana era gravă, iar colegul său încerca în permanență să amputeze brațul unui tânăr doctor. Dar Frederick a convins să amâne amputarea. Și a ghicit. El și-a păstrat mâna, iar în 1919 a primit un premiu militar pentru acea bătălie - Crucea Militară Britanică.

În același 1919, Frederick a început o viață pașnică, a lucrat o perioadă de timp ca chirurg pediatru, iar în 1920 a deschis o practică privată la Londra. Adevărat, nu în capitala imperiului, ci într-un oraș mic din Ontario, în Canada. Poate că la Londra, practica doctorului Watson ar fi fost plătită, dar în Canada provinciană nu erau bani. Și a plecat să lucreze „pentru un salariu” - profesor asistent la școala medicală (facultatea după părerea noastră) a Universității din Western Ontario.

Și atunci a avut loc o tragedie care a dus la salvarea a milioane de vieți în deceniile următoare. Un prieten din copilărie a murit de diabet, iar Frederick Bunting a început să se angajeze serios în această boală. Cine ar putea ști că drumul de la un șoc emoțional profund până la Premiul Nobel se va face peste trei ani.

Insulele Langerans
Comunele Wikimedia

Chiar înainte de Bunting, medicii au presupus că pancreasul, sau mai degrabă, hormonul său („secret”), produs de așa-numitele insule Langerhans, este oarecum responsabil pentru dezvoltarea diabetului..

Aceste grupuri de celule secretoare au fost deschise în 1869 de către patologul și istologul german Paul Langerhans Jr., student și prieten al lui Rudolf Virchow. Acum știm că secretă hormonul insulină, care, atunci când intră în fluxul sanguin, promovează absorbția glucozei din sânge. Dacă nu există insulină, atunci celulele, fără a primi glucoză, descompun grăsimile și, ca urmare, începe așa-numita cetoacidoză, o schimbare a echilibrului acido-bazic în organism și moarte. Un simptom caracteristic al diabetului este glicemia și urina ridicată (acest lucru a fost remarcat în secolul al XVII-lea de celebrul Thomas Willis, descoperitorul așa-numitului cerc Vilisium, cercul arterial al creierului și tatăl termenului „neurologie”)..

La sfârșitul secolului XIX, s-a făcut un experiment: un pancreas a fost îndepărtat de la un câine și s-au observat toate simptomele diabetului - o creștere accentuată a zahărului din sânge și a urinei.

Medicii au venit cu ideea de a hrăni pacienții cu diabet cu pancreas de animale proaspete sau extracte din acesta, dar, din păcate, nimic nu a funcționat. După cum înțelegem acum, insulina a fost descompusă de alte enzime pancreatice: acest organ are două tipuri de celule secretoare. Există, de asemenea, așa-numitele celule acinoase, ele sintetizează și secretă enzime digestive în canalele pancreatice, care intră în cele din urmă în intestinul subțire și digeră alimentele. Adică pancreasul în caz de încălcare a integrității sale pur și simplu digeră insulină.

Insulina Hexamer
Comunele Wikimedia

Într-o seară de octombrie, Bunting a citit un articol al unui anumit Moses Barron, în care s-a arătat că blocarea canalelor pancreatice de către calculi biliari determină atrofierea celui de-al doilea tip de celule pancreatice - celule acinoase.

Nu știm dacă Bunting a strigat „Eureka!” Noaptea, dar a fost într-un vis că soluția problemei i-a venit. El a reușit să se trezească și să înregistreze clar (în câteva episoade vă vom spune o poveste cum un alt laureat Nobel, după ce a scris schema experimentului noaptea, nu a putut să-și scoată ghearele în dimineața următoare): „Bandajarea canalelor pancreatice la câini. Așteptați șase până la opt săptămâni. Eliminați și extrageți ».

După cum Bunting a scris mai târziu în articolul său, el a considerat că, „după ce a legat conductele și a așteptat ceva timp necesar distrugerii celulelor acinoase, el va putea găsi o modalitate de a obține un extract de celule de insulă care nu este supus efectelor distructive ale trypsinei și ale altor enzime pancreatice”..

Cu toate acestea, experimentele aveau nevoie de bani, echipamente și oameni. Prietenii au decis să-i spună ideii fiziologului John MacLeod, un scotian, profesor la Universitatea din Toronto, un specialist foarte mare în diabet. MacLeod a dat drumul înainte. Adevărat, potrivit memoriilor lui Bunting însuși, a doua oară, prima oară, el a numit ideea unui tânăr coleg delir. Așadar, în 1921, guru-ul diabetului a plecat în Scoția pentru a se odihni, oferind lui Bunting un asistent de laborator care a știut să detecteze bine glicemia, poziția la Universitatea din Toronto și cel mai modern laborator fiziologic din Canada.

Ioan Macleod
Comunele Wikimedia

Asistentul de laborator a fost Charles Best, cu care Bunting a găsit foarte repede un limbaj comun, iar munca a început să clocotească. În timp ce MacLeod se odihnea (din mai până în august 1921), tinerii oameni de știință au reușit să facă toate lucrările de bază: izolarea insulinei (hormonul a primit numele insula - „insulă” din insulele Langerhans), a îndepărta pancreasul câinelui experimental și apoi a-i injecta insulină și salvează animalul muribund.

Cel mai bun și Bunting
Comunele Wikimedia

Primele rapoarte despre descoperirea și rolul insulinei au fost făcute în acel an. De asemenea, s-a conectat McLeod, care și-a folosit toate resursele pentru producerea insulinei în cantități imense, conectând James Collip la grupul biochimistului. În ianuarie 1922, primul pacient, un băiat de 14 ani, Leonard Thompson, a primit insulină la Toronto.

Una dintre primele știri despre succesul lui Bunting în ziare..

În același an, a avut loc un conflict: Macleod, vorbind despre deschiderea ședinței Asociației Medicale Americane și a presei, și-a subliniat meritele, iar Bunting și Best s-au împins la al doilea rol. Ei spun că după aceea Buntingul mereu calm și corect chiar l-a lovit pe Collip - „omul lui MacLeod”.

James Collip
Comunele Wikimedia

În 1923, a venit premiul Nobel. Când Bunting a aflat că MacLeod a fost printre câștigători, dar cel mai bun prieten al său nu a fost, el, în ciuda bunătății și calmului obișnuit, era furios. Primul gând al savantului a fost pur și simplu să abandoneze toate aceste „dezasamblări științifice interne” și să refuze premiul Nobel, dar prietenii au descurajat un astfel de act (și, prin urmare, singura persoană care a refuzat în mod voluntar premiul în întreaga sa istorie a fost scriitorul și filozoful Jean Paul Sartre). Apoi nobilul om de știință a acordat (și s-a asigurat că toată lumea știa despre asta) jumătate din premiul pentru studentul său și în toate discursurile publice (inclusiv ceremonia Nobel) a subliniat rolul lui Best în descoperirea insulinei.

Din păcate, Bunting, care a supraviețuit primului război mondial, nu a supraviețuit celui de-al doilea război mondial. Cu puțin timp înainte de război, eroul nostru a fondat de fapt o nouă știință, aviație și medicamente de mare altitudine, iar când a început războiul, s-a alăturat Forței Aeriene Canadiene și a transportat comunicații militare din Canada în Marea Britanie. 21 februarie 1941 avionul său s-a prăbușit pe insula Newfoundland. Bunting nu a fost la curent cu abordarea de salvare.