Hvem opdagede insulin?

Insulin er centralt i behandlingen af ​​diabetes, da alle typer diabetes opstår på grund af kroppens manglende evne til at bruge blodsukker effektivt som følge af utilstrækkelig, ineffektiv eller ikke-eksisterende insulinforsyning.

De innovative forskere, der opdagede insulin, vandt en Nobelpris, men opdagelsen skabte også kontrovers.

Opdagelsen af ​​insulin fandt sted i 1921 efter ideerne fra en canadisk ortopædkirurg ved navn Frederick G. Banting, kemifærdighederne hos hans assistent Charles Best og John MacLeod fra University of Toronto i Canada.

Flere modstridende beretninger om opdagelsen af ​​insulin har cirkuleret gennem årene, og selv Nobelprisen, der blev tildelt for opdagelsen i 1923, kom i tvivl år senere.

I denne artikel ser vi på de mennesker, der er ansvarlige for denne banebrydende diabetesbehandling.

Insulinens historie

En gruppe mennesker opdagede insulin.

Forståelsen af ​​diabetes har udviklet sig i tusinder af år; selv de gamle grækere vidste om det og ville diagnosticere diabetes ved at smage urin.

Bevidstheden om, at visse tilstande af urin og niveauer af tørst relateret til blodsukkerniveauet er vokset gennem århundrederne.

Mens fysiologer fra det 19. århundrede forstod, at bugspytkirtlen havde stor indflydelse på at behandle energi i hele kroppen, forstod de ikke den direkte rolle, bugspytkirtlen havde i diabetes, indtil to fysiologer fjernede bugspytkirtlen fra en hund i 1890.

Disse to forskere observerede udviklingen af ​​svær diabetes i løbet af 3 uger, herunder symptomer, der er kendt for mennesker med tilstanden i dag, herunder:

• højt blodsukker
• stærkt fortyndet urin, som det ses ved diabetes insipidus
• diabetisk koma
• død af ketose

Den første fysiolog, der antydede, at bugspytkirtlen, eller øerne i Langerhans, muligvis kørte virkningerne af bugspytkirtlen på blodsukkerkontrol var Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, der først fremsatte disse påstande omkring 1894.

Selvom han ikke isolerede det stof, som vi nu forstår at være insulin, brugte han udtrykket "insuline" til at beskrive dette endnu uopdagede stof og pegede på både dets eksistens og dets betydning i 1913.

I 1901 havde forskere fundet ud af, at ligering eller binding af bugspytkirtelkanalen hos hunde, katte og kaniner ødelagde mange af de celler, der producerede hormoner i bugspytkirtlen.

Imidlertid var øerne i Langerhans, som moderne forskere nu ved, producerer insulin, stadig intakte. Det er vigtigt, at der ikke var tegn på blodsukker i urinen, hvilket er et almindeligt symptom på diabetes. Dette var den første klare indikation af, at øcellerne spillede en rolle i udviklingen af ​​diabetes.

Opdagelse

I 1921 blev Dr. Frederick G. Banting det første individ, der isolerede sekretionerne fra holmecellerne og udråbte dem som en potentiel behandling for diabetes.

Han bemærkede, at andre forskere måske ikke kunne finde insulin, fordi fordøjelsesenzymerne havde ødelagt insulinet, før nogen kunne udtrække det.

Bantings plan var at binde bugspytkirtelkanaler fra laboratoriehunde, indtil cellerne, der producerer enzymerne, blev degenererede og efterlod de robuste holmeceller i live. Derefter ekstraherede han resten.

Banting var ikke vidende nok om den nye udvikling i testning af blodsukker for at kontrollere diabetes nøjagtigt, så han kontrollerede urinen, som var mindre pålidelig.

Idéen var imidlertid ikke ny - andre forskere havde også forsøgt at producere ekstrakter fra bugspytkirtlen, der reducerede blodsukkeret - og det var heller ikke særlig nyttigt, fordi Banting kun kunne isolere små mængder af hormonet.

Desuden syntes ekstrakten at have toksiske egenskaber og forårsagede alvorlige bivirkninger, herunder smerte og feber, hos dyr.

Udvikling

Insulin mislykkedes i sit første kliniske forsøg.

Banting var ingen ekspert inden for kulhydratmetabolisme, så da han anmodede laboratorieplads og faciliteter fra professor John James Rickard Macleod, leder af fysiologi ved University of Toronto, var den værdsatte fysiolog først tilbageholdende.

Imidlertid overtalte Bantings vedholdenhed og muligheden for mere pålidelige resultater MacLeod til at donere laboratorieplads. Mens bindingen af ​​bugspytkirtlen for at få den til at gå i stykker ikke var et nyt efterforskningsværktøj, var ideen om at isolere holme på grund af deres langsommere degeneration af Macleod meget interesseret.

Ingen havde forsøgt at udvinde øer fra en fuldt degenereret bugspytkirtel.

Banting overtog en assistent, Charles Herbert Best, for at hjælpe med at isolere insulin. Macleod hjalp med den generelle struktur af forskningen og best specialiserede sig i kemisk testning af blod for at kontrollere glukoseniveauer.

Forskningen begyndte den 17. maj 1921.

Målet var at ligere en hunds bugspytkirtel, indtil den brød sammen og begyndte at producere ekstrakt af holme. Dette ekstrakt blev derefter givet til andre hunde uden bugspytkirtel for at måle dens virkning på diabetes.

Fremskridtene var oprindeligt langsomme. Banting kæmpede med dyrekirurgi, og 7 af de 10 kanalbundne hunde døde. Banting og Best måtte ty til at købe potentielt sorte markedshunde på gaden for et par canadiske dollars.

Den 27. juli havde de endelig forberedt en hund med en vellykket fjernet bugspytkirtel og en hund med bundne bugspytkirtelkanaler. Tre dage senere frøs forskerne den degenererede bugspytkirtel, malede den i en pasta og filtrerede den, inden den opvarmedes til stuetemperatur og injicerede 5 ml (ml) i hunden uden bugspytkirtlen.

Forskere tog blodprøver fra hunden hvert 30. minut og så et midlertidigt fald i blodsukkeret fra 0,2 procent til 0,12 procent. Hunden døde næste morgen på grund af en infektion, men forskerne bemærkede de første tegn på antidiabetisk virkning fra ekstraktet, som de havde kaldt isletin.

Mens mange af deres eksperimenter mislykkedes, hvilket resulterede i dødsfald fra laboratoriehunde, så Banting og team regelmæssigt nok dråber i blodsukkerniveauet som et resultat af deres ekstrakt, at de var sikre på de anti-diabetiske egenskaber ved isletin, som senere ville blive insulin .

Banting og Best besluttede derefter, at i stedet for at nedbryde bugspytkirtlen gradvist, ville de bruge et hormon kaldet secretin til at overarbejde og udtømme bugspytkirtlen i håb om, at dette ville reducere de toksiske virkninger, mens de stadig tilførte insulinet.

Proceduren for at opnå secretin var vanskelig og upraktisk, men viste en sikrere måde at udtrække insulin fra bugspytkirtlen på.

De stod også over for udfordringen med at forsøge at samle et ekstrakt af bugspytkirtelopløsning uden at ødelægge den aktive ingrediens - det stof, der skaber den terapeutiske effekt i medicin - i dette tilfælde insulinet.

Næste skridt

Den næste udfordring var at finde en metode til produktion af holmeceller, og derfor insulin, i masseskala, så den ville have en vis anvendelse som en bred medicin til diabetes.

Da Banting og Best indså, at en forsyning af hunde til bugspytkirtelbinding ville begrænse forskningen, gik de videre til at bruge bugspytkirtlen hos køer som kildemateriale.

Ved at tilpasse deres processer til ekstraktion og koncentrering af opløsningen lykkedes det forskerne at producere et stof, der indeholdt en større mængde af den aktive ingrediens (insulin). De injicerede derefter dette ekstrakt i en af ​​laboratoriehunde, der ikke havde bugspytkirtel.

Hundens blodsukker faldt fra 0,46 procent til 0,18 procent - en massiv forbedring. Omkostningseffektiv og bredt tilgængelig, de mente, at ko bugspytkirtlen var deres vej fremad.

På dette tidspunkt omdirigerede MacLeod alle andre ressourcer til at støtte denne forskning. Imidlertid var spændingen mellem Banting og MacLeod stigende, da Banting følte, at MacLeod tog æren for sit arbejde.

MacLeod blev derimod frustreret over Bantings holdning og konstante mistanke.

James Bertram Collip, en etableret canadisk biokemiker, kom ind i folden for at arbejde på oprensning af insulin. Når han først havde opnået et passende niveau af renhed, testede de det først på kaniner, derefter mennesker.

Imidlertid bestod insulin ikke de første kliniske forsøg.

Den første test involverede en 14-årig dreng med svær diabetes. Mens ekstraktet førte til et fald i blodsukkeret fra 0,44 procent til 0,32 procent og en lille reduktion i mængden af ​​glukose udskilt, ændredes en byld, der blev udviklet på injektionsstedet og ketonniveauet, en anden indikator for diabetes, ikke.

Collip arbejdede med at rense ekstraktet yderligere, og det andet kliniske forsøg, der fandt sted den 23. januar 1922, oplevede øjeblikkelig og dyb succes. Blodsukkerniveauet hos den samme 14-årige dreng faldt fra 0,52 procent til 0,12 procent inden for 24 timer, og ketoner forsvandt fra urinen. Mængden af ​​udskilt glucose faldt fra 71,1 gram (g) til 8,7 g.

Forsøgslederne gentog disse betydelige forbedringer på tværs af yderligere seks patienter i løbet af den næste måned.

Mens alle disse eksperimenter fandt sted, havde Banting hovedsagelig forberedt hunde til eksperimenter og fundet nye måder at fremstille insulin til masseproduktion og havde ringe involvering i forsøgene eller de resulterende papirer.

Banting blev desperat efter at få anerkendelse, og i slutningen af ​​1922 begyndte hans vrede og skuffelse at forårsage konflikt. På et tidspunkt truede Collip med at forlade gruppen uden at videregive sin oprensningsproces. Banting kom angiveligt til at slå med ham i universitetshaller.

Mens der stadig cirkulerer mange forskellige rapporter om, hvem der skal gives æren for at have opdaget insulin, var det Banting, der startede hjulene i bevægelse - på trods af hans begrænsede erfaring inden for marken - og sammensatte et team, der udviklede den mest betydningsfulde udvikling inden for diabetesstyring.

Nobelpris kontrovers

Den canadiske 100 dollarseddel fejrer Nobelprisen for opdagelsen af ​​insulin.

I 1923 fremsatte en dansk fysiolog ved navn August Kroch en fælles Nobelpris-nominering til Banting og MacLeod, baseret på Bantings idé og MacLeods vejledning.

Banting var den første nominerede kandidat fra Canada, og en flaske insulin er nu stolt af den canadiske 100 dollarseddel som et resultat.

Dog kunne Nobelkomiteen kun tildele den eftertragtede pris til mellem en og tre personer. Banting var rasende, da han hørte om MacLeods co-nominering, idet han mente, at Best i stedet skulle have fået nomineringen, og næsten afviste prisen.

Han skiftede imidlertid om og delte i stedet sin kredit og præmiepenge med Best. Da MacLeod fandt ud af det, gjorde han det samme med Collip.

Flere år senere, længe efter Bantings død i et flystyrt i 1941, anerkendte Nobels officielle historie offentligt Bests bidrag til udviklingen af ​​insulin.

Resumé

Et team af mennesker opdagede insulin.

Frederick G. Banting kom på en måde at udvinde bugspytkirtelekstrakt i 1921; John MacLeod, leder af fysiologi ved University of Toronto, overvågede denne proces; Charles Best, Bantings assistent, hjalp med at forfine processen, og en biokemiker ved navn James Collip hjalp med at rense insulin endnu mere for at gøre det klinisk nyttigt.