História objavovania inzulínu

Insulimn (z Lat. Insula - ostrov) - peptidový hormón, sa tvorí v beta bunkách ostrovčekov Langerhansov pankreasu. Má mnohostranný účinok na metabolizmus takmer vo všetkých tkanivách.

Hlavnou funkciou inzulínu je zabezpečiť permeabilitu bunkových membrán pre molekuly glukózy. V zjednodušenej forme môžeme povedať, že nielen sacharidy, ale aj všetky živiny sa nakoniec delia na glukózu, ktorá sa používa na syntézu iných molekúl obsahujúcich uhlík a je jediným druhom paliva pre bunkové elektrárne - mitochondrie. Bez inzulínu klesá permeabilita bunkovej membrány na glukózu 20-násobne a bunky zomierajú hladom a nadbytok cukru rozpusteného v krvi otravuje telo.

Porucha vylučovania inzulínu v dôsledku deštrukcie beta buniek - absolútny nedostatok inzulínu - je kľúčovým prvkom v patogenéze diabetes mellitus 1. typu. Porušenie účinku inzulínu na tkanivo - relatívny nedostatok inzulínu - má dôležité miesto vo vývoji diabetu 2. typu.

História objavovania inzulínu

História objavovania inzulínu je spojená s menom ruského lekára I.M. Sobolev (druhá polovica 19. storočia), ktorý dokázal, že hladina cukru v ľudskej krvi je regulovaná špeciálnym hormónom pankreasu.

V roku 1922 bol inzulín izolovaný z pankreasu zvieraťa prvýkrát predstavený desaťročnému diabetickému chlapcovi. výsledok prevýšil všetky očakávania a o rok neskôr americká firma Eli Lilly vydala prvý prípravok živočíšneho inzulínu.

Po prijatí prvej priemyselnej dávky inzulínu v najbližších rokoch bol pokrytý obrovský spôsob jeho izolácie a čistenia. V dôsledku toho sa hormón stal dostupným pre pacientov s diabetom 1. typu. pankreasu inzulínového hormónu

V roku 1935 dánsky výskumník Hagedorn optimalizoval pôsobenie inzulínu v tele tým, že navrhol predĺženú liečbu.

Prvé kryštály inzulínu boli získané v roku 1952 av roku 1954 anglický biochemik G.Senger rozlúštil štruktúru inzulínu. Vývoj metód čistenia hormónov z iných hormonálnych látok a produktov degradácie inzulínu umožnil získať homogénny inzulín, nazývaný jednosložkový inzulín.

Začiatkom 70. rokov. Sovietsky vedci A. Yudaev a S. Shvachkin navrhli chemickú syntézu inzulínu, avšak realizácia tejto syntézy v priemyselnom meradle bola nákladná a nerentabilná.

V budúcnosti došlo k progresívnemu zlepšeniu stupňa čistenia inzulínov, čo znížilo problémy vyvolané alergiami na inzulín, zhoršenou funkciou obličiek, poruchou zraku a imunitnou rezistenciou na imunitný systém. Najúčinnejší hormón bol potrebný na substitučnú liečbu diabetes mellitus - homológneho inzulínu, tj ľudského inzulínu.

V 80-tych rokoch minulého storočia pokroky v molekulárnej biológii umožnili syntetizovať oba reťazce ľudského inzulínu pomocou E. coli, ktoré boli potom spojené s biologicky aktívnou hormónovou molekulou a rekombinantný inzulín bol získaný na Inštitúte bioorganickej chémie Ruskej akadémie vied pomocou geneticky modifikovaných kmeňov E. coli.

Použitie afinitnej chromatografie významne znížilo obsah kontaminujúcich proteínov s vyššou molekulovou hmotnosťou ako inzulín v prípravku. Takéto proteíny zahŕňajú proinzulín a čiastočne rozštiepené proinzulíny, ktoré sú schopné indukovať produkciu antiinzulínových protilátok.

Použitie ľudského inzulínu od samého začiatku liečby minimalizuje výskyt alergických reakcií. Ľudský inzulín sa absorbuje rýchlejšie a bez ohľadu na formu liečiva má kratšie trvanie účinku ako živočíšny inzulín. Ľudské inzulíny sú menej imunogénov ako bravčové, najmä zmiešané hovädzie a bravčové inzulíny.

Typy inzulínu

Inzulínové prípravky sa líšia stupňom čistenia; zdroj príjmu (hovädzí dobytok, ošípané, človek); látky pridané do roztoku inzulínu (predĺženie jeho účinku, bakteriostatiká atď.); koncentrácie; hodnota pH; možnosť miešania ICD s SDI.

Inzulínové prípravky sa líšia podľa zdroja. Prasa a hovädzí inzulín sa líši od ľudského v aminokyselinovom zložení: hovädzí dobytok v troch aminokyselinách a prasačie v jednom. Nie je prekvapujúce, že pri liečbe bovinným inzulínom sa nežiaduce reakcie vyvíjajú oveľa častejšie ako pri liečbe prasačím alebo ľudským inzulínom. Tieto reakcie sú vyjadrené v imunologickej inzulínovej rezistencii, inzulínovej alergii, lipodystrofii (zmena podkožného tuku v mieste vpichu).

Napriek zrejmým nevýhodám hovädzieho inzulínu, je stále vo veľkej miere používaný vo svete. Imunologicky sú však zjavné nedostatky bovinného inzulínu: v žiadnom prípade sa neodporúča predpisovať ho pacientom s novodiagnostikovaným diabetes mellitus, tehotným ženám alebo na krátkodobú inzulínovú liečbu, napríklad v perioperačnom období. Negatívne vlastnosti hovädzieho inzulínu sa zachovávajú aj pri použití v zmesi s prasačími, tak zmiešané (bravčové + hovädzie) inzulíny by sa tiež nemali používať na liečbu týchto kategórií pacientov.

Prípravky ľudského inzulínu pre chemickú štruktúru sú úplne identické s ľudským inzulínom.

Hlavným problémom biosyntetického spôsobu získania ľudského inzulínu je úplné čistenie konečného produktu z najmenších nečistôt použitých mikroorganizmov a ich metabolických produktov. Nové metódy kontroly kvality zabezpečujú, že ľudský biosyntetický inzulín neobsahuje žiadne škodlivé nečistoty; ich stupeň čistenia a účinnosť znižovania glukózy tak spĺňajú najvyššie požiadavky a sú takmer rovnaké. Akékoľvek nežiaduce vedľajšie účinky, v závislosti od nečistôt, tieto lieky nemajú inzulín.

V lekárskej praxi sa v súčasnosti používajú tri typy inzulínov:

- krátky dosah s rýchlym nástupom účinku;

- priemerné trvanie akcie;

- dlhé pôsobenie s pomalým účinkom.

Tabuľka 1. Charakteristika komerčných inzulínových prípravkov

Príklady (obchodné názvy)

Metylparabén m-krezolový fenol

NaCl Glycerín Na (H) PO4 Na acetát

Human. Bravčové býky

Aktrapid-NM, Humulin-R Aktrapid, Aktrapid-MS inzulín na injekciu (ZSSR, už sa nevyrába)

Human. Bravčové býky

Protafan-NM, Humulin-N Protafan-MS Protamín-inzulín (USSR, už sa nevyrába)

Human. Bravčové býky

Monotard-NM, Humulin-zinok Monotard-MS, Lente-MS Lente

Krátkodobo pôsobiaci inzulín (ICD) - bežný inzulín - je krátkodobo pôsobiaci kryštalický zinok-inzulín, ktorý je rozpustný pri neutrálnom pH, ktorého účinok sa vyvíja do 15 minút po subkutánnom podaní a trvá 5-7 hodín.

Prvý predĺžený inzulín (SDI) bol vytvorený koncom 30-tych rokov, takže pacienti mohli robiť injekcie menej často ako pri použití samotného ICD, ak je to možné raz denne. Aby sa predĺžilo trvanie účinku, všetky ostatné inzulínové prípravky sa modifikujú a pri rozpustení v neutrálnom médiu vytvoria suspenziu. Obsahujú protamín vo fosfátovom pufri - protamín zinok-inzulín a NPH (neutrálny protamín Hagedorn) - NPH-inzulín alebo rôzne koncentrácie zinku v acetátovom pufri - inzulín ultralente, páska, seventil.

Inzulínové prípravky so stredným trvaním obsahujú protamín, čo je proteín s priemernou hodnotou m. 4400, bohatý na arginín a odvodený z pstruha dúhového milt. Na vytvorenie komplexu je potrebný pomer protamínu a inzulínu 1:10. po subkutánnom podaní proteolytické enzýmy ničia protamín, čo umožňuje vstrebávanie inzulínu.

NPH-inzulín nemení farmakokinetický profil regulačného inzulínu zmiešaného s ním. NPH-inzulín je vhodnejší ako inzulínová páska ako zložka priemerného trvania účinku v terapeutických zmesiach obsahujúcich normálny inzulín.

Vo fosfátovom pufri všetky inzulíny ľahko tvoria kryštály so zinkom, ale iba kryštály inzulínu hovädzieho dobytka sú dostatočne hydrofóbne, aby poskytovali pomalé a stabilné uvoľňovanie inzulínu charakteristické pre ultralente. Zinok kryštály prasačieho inzulínu sa rozpúšťajú rýchlejšie, účinok prichádza skôr, trvanie účinku je kratšie. Preto neexistuje žiadny liek ultralente obsahujúci iba prasací inzulín. Monokomponentný prasací inzulín sa vyrába pod názvom inzulínová suspenzia, inzulín neutrálny, inzulín izofán, inzulín aminochinurid.

Inzulínová páska je zmesou 30% inzulínu semilentu (amorfný inzulín precipituje s iónmi zinku v acetátovom pufri, ktorého účinok sa relatívne rýchlo rozpadá) so 70% ultralente inzulínu (slabo rozpustný kryštalický inzulín zinku, ktorý má oneskorený nástup a predĺžený účinok). Tieto dve zložky poskytujú kombináciu s relatívne rýchlou absorpciou a stabilným dlhodobým účinkom, čo robí inzulínovú pásku vhodným terapeutickým činidlom.

Produkcia inzulínu

Ľudský inzulín sa môže vyrábať štyrmi spôsobmi:

1) úplná chemická syntéza;

2) extrakcia z pankreasu osoby (obe tieto metódy nie sú vhodné z dôvodu neefektívnosti: nedostatočný vývoj prvej metódy a nedostatok surovín pre hromadnú výrobu druhou metódou);

3) polosyntetickou metódou s použitím enzýmovo-chemickej substitúcie v polohe 30 B-reťazca aminokyseliny alanínu v prasačom inzulíne treonínom;

4) biosyntetická metóda pre technológiu genetického inžinierstva. Posledné dva spôsoby umožňujú získať vysoko čistý ľudský inzulín.

V súčasnosti sa ľudský inzulín získava hlavne dvomi spôsobmi: modifikáciou bravčového inzulínu syntetickou enzymatickou metódou a metódou genetického inžinierstva.

Inzulín bol prvým proteínom získaným na komerčné účely s použitím technológie rekombinantnej DNA. Existujú dva hlavné prístupy k získaniu geneticky upraveného ľudského inzulínu.

V prvom prípade separátne (rôzne producentské kmene) produkujú obidva reťazce, po ktorých nasleduje skladanie molekuly (tvorba disulfidových mostíkov) a separácia izoforiem.

V druhom sa pripravuje prípravok vo forme prekurzora (proinzulínu), po ktorom nasleduje enzymatické štiepenie trypsínom a karboxypeptidázou B na aktívnu formu hormónu. Najvýhodnejší je v súčasnosti získanie inzulínu ako prekurzora, ktorý zaisťuje správne uzatvorenie disulfidových mostíkov (v prípade separátnej produkcie reťazcov sa vykonávajú následné cykly denaturácie, separácia izoforiem a renaturácia).

V obidvoch prístupoch je možné ako východiskové zložky (A a B reťazce alebo proinzulín), tak ako súčasť hybridných proteínov, získať jednotlivo. Okrem reťazcov A a B alebo proinzulínu môžu byť v kompozícii hybridných proteínov prítomné:

- nosičový proteín, ktorý transportuje fúzny proteín do periplazmatického priestoru bunky alebo kultivačného média;

- afinitnú zložku, čo značne uľahčuje výber hybridného proteínu.

Súčasne môžu byť obidve tieto zložky súčasne prítomné v zložení hybridného proteínu. Okrem toho, pri vytváraní hybridných proteínov sa môže použiť princíp multidimenzionality (to znamená, že v hybridnom proteíne je prítomných niekoľko kópií cieľového polypeptidu), čo umožňuje významne zvýšiť výťažok cieľového produktu.

Vo Veľkej Británii boli oba reťazce ľudského inzulínu syntetizované s použitím E. coli, ktoré boli potom spojené s molekulou biologicky aktívneho hormónu. Aby mohol jednobunkový organizmus na svojich ribozómoch syntetizovať molekuly inzulínu, je potrebné dodať mu nevyhnutný program, to znamená zaviesť do neho hormón hormónu.

Chemicky získajú prekurzory biosyntézy génu programovania inzulínu alebo dvoch génov, oddelene programujú biosyntézu inzulínových reťazcov A a B.

Ďalším krokom je zahrnutie génu pre inzulínový prekurzor (alebo reťazec génov samostatne) do genómu E. coli, špeciálneho kmeňa E. coli pestovaného v laboratórnych podmienkach. Túto úlohu vykonáva genetické inžinierstvo.

Plazmid s vhodným reštrikčným enzýmom sa izoluje z E. coli. Syntetický gén sa vloží do plazmidu (klonovanie s funkčne aktívnou C-koncovou časťou p-galaktozidázy E. coli). Výsledkom je, že E.coli získava schopnosť syntetizovať proteínový reťazec pozostávajúci z galaktozidázy a inzulínu. Syntetizované polypeptidy sú chemicky štiepené z enzýmu a potom purifikované. V baktériách sa na jednu bakteriálnu bunku syntetizuje približne 100 000 inzulínových molekúl.

Povaha hormónovej látky produkovanej E. coli je určená tým, ktorý gén je vložený do genómu jednobunkového organizmu. Ak sa klonuje gén prekurzora inzulínu, baktéria syntetizuje prekurzor inzulínu, ktorý sa potom podrobí pôsobeniu reštrikčného enzýmu, aby sa odstránil prípravok s izoláciou C-peptidu, čo vedie k biologicky aktívnemu inzulínu.

Na získanie purifikovaného ľudského inzulínu sa hybridný proteín izolovaný z biomasy podrobí chemickej enzymatickej transformácii a príslušnému chromatografickému čisteniu (frontálna, gélová permeacia, výmena aniónov). Rekombinantný inzulín bol získaný na Inštitúte RAS s použitím geneticky modifikovaných kmeňov E. coli. Prekurzor, hybridný proteín exprimovaný v množstve 40% celkového bunkového proteínu obsahujúceho preproinzulín, sa uvoľňuje z biomasy, ktorá sa pestuje. Jeho transformácia na inzulín in vitro sa uskutočňuje v rovnakej sekvencii ako in vivo - hlavný polypeptid sa odštiepi, preproinzulín sa prevedie na inzulín v štádiách oxidačnej sulfitolýzy, po ktorej nasleduje redukčné uzatvorenie troch disulfidových väzieb a enzymatická izolácia väzby C-peptidu. Po sérii chromatografických čistení, vrátane iónovej výmeny, gélu a HPLC (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia) sa získa ľudský inzulín s vysokou čistotou a prirodzenou aktivitou.

Môže byť použitý kmeň s nukleotidovou sekvenciou vloženou do plazmidu exprimujúcou fúzny proteín, ktorý pozostáva z lineárneho proinzulínu a proteínového fragmentu A Staphylococcus aureus pripojeného na jeho N-koniec.

Kultivácia nasýtenej biomasy buniek rekombinantného kmeňa zabezpečuje začiatok produkcie hybridného proteínu, ktorého izolácia a postupná transformácia v skúmavke vedie k inzulínu.

Ďalší spôsob je tiež možný: v bakteriálnom expresnom systéme sa ukazuje fúzny rekombinantný proteín pozostávajúci z ľudského proinzulínu a polyhistidínového konca pripojeného k nemu prostredníctvom metionínového zvyšku. Izoluje sa pomocou chelátovej chromatografie na kolónach Ni-agarózy z inklúznych teliesok a štiepi sa brómkyánom.

Izolovaný proteín je S-sulfonovaný. Mapovanie a hmotnostná spektrometrická analýza získaného proinzulínu, prečisteného iónomeničovou chromatografiou na aniónovom meniči a RP (reverznej fáze) HPLC (vysokoúčinná kvapalinová chromatografia), ukazujú prítomnosť disulfidových mostíkov zodpovedajúcich disulfidovým mostíkom natívneho ľudského proinzulínu.

Nedávno bola venovaná veľká pozornosť zjednodušeniu postupu pri výrobe rekombinantného inzulínu metódami genetického inžinierstva. Napríklad je možné získať fúzny proteín pozostávajúci z vedúceho peptidu interleukínu 2 naviazaného na N-koniec proinzulínu prostredníctvom lyzínového zvyšku. Proteín je účinne exprimovaný a lokalizovaný v inklúznych telieskach. Po izolácii sa proteín štiepi trypsínom za vzniku inzulínu a C-peptidu.

Výsledný inzulín a C-peptid boli purifikované pomocou RP HPLC. Pri vytváraní fúznych štruktúr je hmotnostný pomer nosičového proteínu k cieľovému polypeptidu veľmi významný. C-peptidy sú spojené princípom head-tail s použitím aminokyselinových spacerov nesúcich restrikčné miesto Sfi I a dva zvyšky arginínu na začiatku a na konci spaceru pre následné štiepenie proteínu trypsínom. Produkty štiepenia HPLC ukazujú, že štiepenie C-peptidu je kvantitatívne, čo umožňuje použitie spôsobu multimérnych syntetických génov na získanie cieľových polypeptidov v priemyselnom meradle.

záver

Diabetes mellitus je chronické ochorenie spôsobené absolútnym alebo relatívnym nedostatkom inzulínu. Vyznačuje sa hlbokou metabolickou poruchou sacharidov s hyperglykémiou a glukozúrií, ako aj ďalšími metabolickými poruchami v dôsledku mnohých genetických a vonkajších faktorov.

Inzulín dodnes slúži ako radikál a vo väčšine prípadov jediný spôsob, ako udržať život a zdravotné postihnutie ľudí s diabetom. Pred podaním a zavedením inzulínu na kliniku v rokoch 1922-1923. Pacienti s diabetes mellitus typu I čakali na smrteľný výsledok jeden až dva roky od nástupu ochorenia, napriek použitiu najviac oslabujúcich diét. Pacienti s diabetes mellitus typ I potrebujú celoživotnú substitučnú liečbu inzulínom. Ukončenie z rôznych dôvodov pre pravidelné zavedenie inzulínu vedie k rýchlemu rozvoju komplikácií a bezprostrednej smrti pacienta.

V súčasnosti je cukrovka z hľadiska prevalencie na 3. mieste po kardiovaskulárnych a onkologických ochoreniach. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie je prevalencia diabetu u dospelej populácie vo väčšine regiónov sveta 2-5% a existuje tendencia zvyšovať počet pacientov takmer dvakrát za 15 rokov. Napriek zrejmému pokroku v oblasti zdravotnej starostlivosti sa počet pacientov závislých od inzulínu každoročne zvyšuje a v súčasnosti je v samotnom Rusku len asi 2 milióny ľudí.

Tvorba liekov domáceho ľudského genetického inzulínu otvára nové možnosti riešenia mnohých problémov diabetológie v Rusku s cieľom zachrániť životy miliónov ľudí s diabetom.

1. Biotechnológia: učebnica pre univerzity / ed. NS Egorova, V.D. Samuilova.-M.: Higher School, 1987, str. 15-25.

2. Geneticky upravený ľudský inzulín. Zlepšenie účinnosti chromatografickej separácie pomocou princípu bifunkčnosti. / Romanchikov, A.B., Yakimov, S.A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, A.M., Vulfson, A.N. Bioorganická chémia, 1997 - 23, č

3. Egorov N. S., Samuilov V. D. Moderné spôsoby tvorby priemyselných kmeňov mikroorganizmov // Biotechnológia. Vol. 2. M.: Higher School, 1988. 208 str.

4. Imobilizácia trypsínu a karboxypeptidázy B na modifikovaných silikátoch a ich použitie pri konverzii rekombinantného ľudského proinzulínu na inzulín. / Kudryavtseva N.E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A.I., Maltsev K.V., Rumsh L.D. Chemické liečivá. J., 1995 - 29, č. 1, str. 61 - 64.

5. Základy farmaceutickej biotechnológie: sprievodca štúdiom / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov na Donu: Phoenix; Tomsk: Vydavateľstvo NTL, 2006.

6. Syntéza fragmentov inzulínu a štúdium ich fyzikálno-chemických a imunologických vlastností. Panin L.E., Tuzikov F.V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, č. 12, str. 953 - 960

Inzulín: vzrušujúci príbeh veľkého vynálezu

Inzulín je jedinečné stvorenie ľudskej mysle. Je to jediná vec v celej histórii civilizácie, pre ktorú boli v troch rokoch udelené tri Nobelovy ceny

"Prechádzajúce"

K vynálezu inzulínu sa ľudstvo priblížilo z diaľky. Ľudia si všimli podivnú a zákernú chorobu, sprevádzanú zvýšeným močením a v dôsledku toho neustálu dehydratáciu tela, zvýšenú smäd, dokonca aj pred naším obdobím. Vysvetlenia tohto javu boli veľmi odlišné a nezvyčajné.

Najmä v roku 201 grécky lekár Aratheus Cappadocia uviedol, že došlo k "topeniu svalového tkaniva a vylučovaniu kostí a moču". On tiež vlastní názov choroby - "diabayno", to znamená, "prechádza." Bola to samozrejme tekutina, ktorá rýchlo prechádzala telom.

Postupom času sa zistilo spojenie tohto ochorenia s vysokým obsahom cukru v tele. Ale aký druh spojenia a čo s ním robiť - nikto to nevedel. Sledovali jednoduchú cestu: prísnu diétu bez sacharidov.

Slovo "diabetes" znelo strašidelne. Život chorých je zvyčajne obmedzený na maximálne sedem až osem rokov. Po ktorom zomrel - z komplikácií diabetu. A z vyčerpania, ktoré bolo čiastočne spôsobené touto zdanlivo úspornou diétou.

Tieto roky však boli mierne povedané, nie najlepšie. Moskovský obchodník Nikolai Varentsov napísal o obchodníkovi s Kyjevom Lazarom Brodským: „Brodsky bol diabetik... on, ktorý nahromadil obrovské finančné prostriedky, chcel využiť život a percentuálny podiel cukru v jeho tele ho postavil na prísny režim. Musel sa zastaviť vo všetkom: každoročne chodiť do nudného sanatória v ústiach, žiť tam mesiac alebo viac, aby splnil všetky pokyny lekára a nakoniec cukor zmizol. Ale akonáhle sa vrátil domov do Kyjeva, kde, ako povedal, mal vynikajúceho francúzskeho kuchára... ako sa percento cukru objavilo znova, zvyšovalo sa mesačne. A Brodsky, ktorý dosiahol všetky možnosti, bol nútený zbaviť sa všetkého.

Je iróniou, že Lazar Izrailevič bol jedným z najväčších producentov cukru v Ruskej ríši.

Noviny boli zároveň plné posolstiev, ktoré neboli vôbec duchovne zvýšené.

"Nedávno zomrela herečka N. Butzeová, ktorú jeden zo zástupcov... sekty presvedčil, aby zastavila veľmi úspešnú liečbu základov cukrovej choroby a obmedzila ju na svoje modlitby."

„Nedávno sa v Moskve výrazne rozšírili choroby cukrovky (cukrovka), a to najmä medzi inteligenciou. Mnohí lekári ochorejú. Choroba sa veľmi ťažko rutinne lieči a vo veku 30 rokov končí niekedy so smutným výsledkom. “

Tento nárast choroby súvisel s revolučnými udalosťami z roku 1905 a so zodpovedajúcim stresom.

V roku 1906 bola choroba diagnostikovaná v Shalyapine. Následne to bol diabetes, ktorý sa stal jedným z dôvodov návratu Fjodora Ivanoviča v ZSSR - údajne potreboval zahraničnú liečbu.

Hrdina Gorkyho románu „Život Klima Samgina“ zdieľa jeho lekárske poznatky: „Brandy je užitočná pri cukrovke a čiernom ríbezle v prípade črevnej nevoľnosti.“

V roku 1915 venoval básnik Alexander Tinyakov svojmu priateľovi kritiku Heinricha Tastavena, ktorý zomrel na cukrovku vo veku 35 rokov, hroznú báseň:

Smrť hrá so mnou smrteľnú hru,
Vytlačí hrdlo nemilosrdnou rukou
A viem, že zomriem za mesiac:
Stane sa červom rozmazaným bahnom.

Bude neba alebo peklo? Budem vzkriesený alebo nie?
Všetko rovnaké: rovnako hlúpe!
Mám cukrovku, mám cukrovku, -
Peklo a raj ľahostajní k mŕtvolu!

Arkady Averchenko, naopak, si dovolil robiť si z tejto choroby srandu:

, Liatiny. Mám cukrovku.

Gendelman (presunie sa bližšie k Chugunov a presunutím hrnca do zadnej časti hlavy, hovorí s nadšením). Pozrite sa na neho. Má cukrovku, ale mlčí! Máte veľa cukrovky?

Žehličky. Čo to znamená - veľa? Koľko by malo!

A v tom istom roku 1915 sa ochorenie náhle stalo úplne porazeným: "The Journal of Medical Sciences informuje o objavení metódy radikálneho liečenia cukrovej choroby... Hlavným liekom používaným pri liečbe je sóda bikarbonátu s malou prímesou soli."

Tu, čo sa nazýva, bez komentára.

Meta veto

V roku 1869, berlínsky študent Paul Langergans, snažiaci sa o nový mikroskop, náhodne upozornil na niektoré predtým neznáme bunky v pankrease. Následne budú nazvaní Langerhansovými ostrovčekmi.

Treba povedať, že si to Langergans vôbec nezaslúžil: opísal ich ako „malé bunky s takmer jednotným obsahom, polygonálnym tvarom, s kruhovými jadrami bez jadier, väčšinou umiestnené spoločne v pároch alebo malých skupinách“ - a nepokročili ďalej.

Len o niekoľko rokov neskôr Edward Lagus navrhol, aby tieto bunky vylučovali enzým, ktorý sa zúčastňuje na tráviacom procese. V roku 1889 sa fyziolog Oskar Minkowski rozhodol vyvrátiť Lagusovho kolegu a dokázať, že sa na ňom pankreas vôbec nepodieľa.

Experiment bol úspešný. Psy, ktoré mali odstránenú žľazu, jedli dobre, jedli s chuťou, neboli choré, ich črevá fungovali správne. Áno, začali piť veľa vody, ale to je dobré. Áno, stali sa letargickými a ospalými, ale to je normálne - po operácii brucha.

Minkowski si myslel, že reprezentuje jeho vlastný triumf vo vedeckej komunite, ale potom jeho sluha náhodou všimol, že muchy týchto psov zaplavili muchy.

Muchy lietali na sladké. Triumf zrušený.

V roku 1900 sa ruský vedec Leonid Sobolev rozhodol spojiť pankreas s cukrovkou. Experimenty potvrdili toto spojenie. Navrhol tiež použitie pankreasu zvierat na získanie liekov proti cukrovke.

A o rok neskôr, jeho kolega Eugene Opie konečne zistil, že "diabetes... spôsobený zničením ostrovčekov pankreasu a vyskytuje sa len vtedy, keď sú tieto malé telá čiastočne alebo úplne zničené."

Nobelova cena sa dobre delí na štyri

Frederick Banting a jeho asistent, Charles Best, 1924. Foto z wikipedia.org

Bingo? Nič podobné. Do výskumu sa úzko zapojili kanadskí vedci Frederik Banting a škótsky lekár John MacLeod. Ale pomaly. Ďalších 21 rokov uplynulo predtým, ako Macleod a kanadský biochemik James Collp dostali svoj prvý inzulín.

Ako sa hodí k skutočnému vedcovi, najprv sa prevalili na desať kociek nového lieku. Zdá sa, že je nažive. A 11. januára 1922 im bol poskytnutý prvý skutočný pacient, štrnásťročný Leonard Thompson. Nebol taký milý.

Oslabené ochorením, telo reagovalo na injekciu so silnou alergiou. Ukázalo sa, že inzulín nebol dostatočne vyčistený. Po 12 dňoch sa injekcia opakovala.

Tentokrát všetko dopadlo dobre. Diabetes prestal postupovať, chlapec začal priberať na váhe. A v roku 1923 Banting a McLeod dostali prvú Nobelovu cenu za vynález inzulínu, ktorú úprimne zdieľali s asistentom Collipom a Bantingom Charlesom Bestom.

V Toronte, kde sa uskutočnili štúdie, sa okamžite zhromaždilo mnoho pacientov z celého sveta. Všetci snívali o záchrane injekcie. V tom istom roku 1923 začala farmaceutická spoločnosť Eli Lilly a Company priemyselnú výrobu inzulínu pod obchodným názvom Iletin. Ale oslavovať posledné víťazstvo je ešte skoro.

Ak sa pred vynálezom inzulínu, ľudia trpeli cukrovkou, potom od roku 1923 začali trpieť vedľajšími účinkami injekcií. Chudobne vyčistený inzulín získaný z pankreasu hovädzieho dobytka - prvé kravy, a potom ošípané, vyvolali strašné alergie, koža v mieste vpichu vstrebávala, objavilo sa bolestivé zahusťovanie. V kurze boli ryby a dokonca aj veľryby, ale neboli všeliek.

Okrem toho sa inzulín snažil liečiť diabetes a prvý a druhý typ. Hoci mechanizmy, ktoré majú, sú úplne odlišné: v jednom prípade železo prestáva produkovať inzulín av druhom prípade zlyháva spôsob jeho podávania.

Diabetes prvého typu sa zároveň nachádza len v 5% - 95% je typu dva. V druhom prípade sú potrebné iné lieky, hypoglykemické. Ale to ešte nie je známe.

Až v roku 1936 sa dánskemu vedcovi Hansovi Christianovi Hagedornovi podarilo získať dlhodobo pôsobiaci inzulín. Predtým bolo potrebné sprevádzať injekciu akéhokoľvek kusu, ktorý, samozrejme, nikto neurobil; v tomto prípade by jednoducho nebolo bývanie na pacientovej koži. Vynález Hagedorna výrazne znížil počet injekcií.

Ale lieky proti cukrovke, ktoré pomáhajú bojovať proti druhému typu diabetu, sa objavili až v roku 1956.

Charles Best s asistentom, 1950 Charles Best Institute, Toronto. Foto z thecanadianencyclopedia.ca

"Ja ho liečim inzulínom"

Inzulín sa však postupne zlepšuje, injekcie sa stávajú samozrejmosťou. Ale jeho použitie je stále veľmi náročné.

Lekár v Simenonovom románe Revolver Maigret hovorí o svojom pacientovi: „Posledných desať rokov trpel cukrovkou... liečil som ho inzulínom. Injikuje sa, učil som ho. Vždy so sebou nesie malé skladacie váhy na váženie jedla, ak sa stane, že bude jesť obed mimo domu. Pri použití inzulínu má veľký význam.

Román je datovaný 1952 rok. V tom čase neboli žiadne testovacie prúžky na stanovenie hladiny cukru alebo špeciálnych inzulínových striekačiek. Injekcie boli naozaj injekcie, v najprofilnejšom zmysle slova - s vriacou striekačkou a inými relevantnými atribútmi.

Prvé plastové striekačky na jedno použitie sa začali vyrábať až v roku 1961. A takzvané „injekčné striekačky“, ktoré obsahujú týždennú dávku inzulínu a umožňujú vám podávať injekcie v absolútne akýchkoľvek podmienkach, sa objavili v roku 1985.

Zaujímavé je, že jeho tvorcovia získali cenu nie v oblasti medicíny, ale v oblasti dizajnu. A nie Nobel - jedna z dánskych cien.

Laboratórny notebook Fredericka Sangera. Foto z whatisbiotechnology.org

V roku 1958 získal britský molekulárny biológ Frederick Sanger Nobelovu cenu za určenie presnej sekvencie aminokyselín, ktoré tvoria molekulu inzulínu. A po nejakom čase, ďalšie "inzulín" Nobelova cena ide do britskej dámy - chemik Dorothy Mary Crowfoot-Hodgkins.

Dokázala popísať priestorovú štruktúru inzulínovej molekuly.

V roku 1978 sa získal prvý ľudský inzulín s použitím genetického inžinierstva.

Nakoniec, vo svojom zložení úplne zodpovedá účinku, ktorý produkuje ľudská pankreas. Alergie takmer zmiznú. Ale stále existuje veľa problémov.

Až v roku 1987 začali syntetizovať ľudský inzulín v priemyselnom meradle av takmer neobmedzenom množstve. Žľazy zvierat na to neboli potrebné - začali pripravovať drogu pomocou kvasiniek.

Benting a Best Lab na univerzite v Toronte. Foto z wikipedia.org

Dobre a dobre

A nakoniec - najprv o zlých a potom o dobrom.

Zlá vec je, že všetky tieto závratné úspechy sa týkajú len predĺženia trvania a kvality života pri diabete. Samotná choroba bola nevyliečiteľná s Aratheus Cappadocia a dodnes to tak zostáva.

Teraz pre dobro. Teraz veľa rozprávajú o „pandémii diabetu“, že počet pacientov s touto chorobou neustále rastie. Ale toto je len suchá štatistika. A neberú do úvahy, že priemerná dĺžka života pacientov s diabetom sa každým rokom zvyšuje. To znamená, že situácia nie je taká hrozivá, ako by sa dalo očakávať.

História inzulínu. Pozrite sa do minulosti

Podľa Medzinárodnej diabetickej federácie s cukrovkou je v súčasnosti 542 000 detí mladších ako 14 rokov, 415 miliónov dospelých a do roku 2040 sa predpokladá, že počet ľudí s diabetom dosiahne 642 miliónov 1.

Zvýšenie počtu ľudí s diabetom je určite spojené so zmenami v životnom štýle (pokles telesnej aktivity), stravovacie návyky (konzumácia potravín bohatých na ľahko stráviteľné sacharidy, živočíšne tuky), ale zároveň ukazuje, že vďaka objaveniu moderného znižovania cukru lieky, tvorba metód kontroly ochorenia, vývoj algoritmov na diagnostiku a liečbu komplikácií diabetes mellitus, dĺžka života ľudí s diabetom sa tiež zvýšila, nehovoriac o zlepšení jeho kvality EU ETS.

Ľudstvo vie o diabete 3,5 tisíc rokov (ako je známe, prvé pojednanie opisujúce túto chorobu, egyptské papyrusové byliny, pochádza z roku 1500. pred nl), ale pri liečbe tohto závažného ochorenia sa vyskytlo len asi 90 ľudí. keď diabetes, vrátane prvého typu, prestal byť trestom smrti.

Predpoklady na vytvorenie inzulínu

Už v 19. storočí, počas pitvy pacientov, ktorí zomreli na diabetes, sa zistilo, že vo všetkých prípadoch bol pankreas vážne poškodený. V Nemecku v roku 1869 Paul Langergans zistil, že v tkanivách pankreasu existujú určité skupiny buniek, ktoré sa nepodieľajú na tvorbe tráviacich enzýmov.

V roku 1889, v Nemecku, fyziológ Oscar Minkowski a lekár Joseph von Mehring, experimentálne preukázali, že odstránenie pankreasu u psov vedie k rozvoju diabetu. To im umožnilo predpokladať, že pankreas vylučuje určitú látku, ktorá je zodpovedná za metabolickú kontrolu tela 2. Hypotéza Minkowskiho a Meringa našla nové a nové potvrdenia a v prvej dekáde 20. storočia, keď študovala vzťah medzi cukrovkou a ostrovčekmi Langerhansových ostrovčekov pankreasu, objavením endokrinnej sekrécie, bolo dokázané, že určitá látka vylučovaná Langerhansovými ostrovčekovými bunkami hrá hlavnú úlohu. pri regulácii metabolizmu sacharidov 3. Myšlienka vznikla, že ak je táto látka izolovaná, môže byť použitá na liečbu diabetu, avšak výsledky pokračovania experimentov Minkowskiho a Merkinga, keď bol psom podávaný extrakt po odstránení pankreasu, čo v niektorých prípadoch viedlo k poklesu glykozúrie neboli reprodukovateľné, a zavedenie samotného extraktu spôsobilo zvýšenie teploty a ďalších vedľajších účinkov.

Európski a americkí vedci, ako napríklad Georg Sulzer, Nicola Paulesko 4, Izrael Kleiner, praktizovali zavedenie pankreatického extraktu diabetickým pacientom, ale kvôli veľkému počtu vedľajších účinkov a problémov spojených s financovaním neboli schopní dokončiť experimenty.

Myšlienka Fredericka Bantinga

V roku 1920 sa Frederick Banting, 22-ročný chirurg, pokúsil otvoriť svoju prax v malom kanadskom meste a absolvovať vyučovanie na University of Western Ontario. V pondelok 31. októbra mal Banting povedať študentom metabolizmus sacharidov - tému, v ktorej on sám nebol silný, a aby sa lepšie pripravil, Banting si prečítal nedávny článok M. Barrona, ktorý bol popísaný v neskorý nedeľňajší večer, v ktorom opísal blokádu pankreasu. duktálne žlčové kamene a výsledná atrofia acinárnych buniek (bunky zodpovedné za exokrinnú funkciu) 2. V tú istú noc Banting napísal svoju myšlienku: „Bandážujte pankreatické kanály u psov. Počkajte na atrofiu acini, izolujte tajomstvo z buniek ostrovčekov, aby ste uľahčili glukozúriu. “5 Potom, čo sa nepodarilo dosiahnuť prax, Banting šiel na univerzitu v Toronte, jeho alma mater, kde sa obrátil na profesora Johna MacLeoda, jedného z popredných odborníkov na metabolizmus sacharidov. Hoci profesor prijal myšlienku Bantingu bez nadšenia, vybral laboratórium s minimálnym vybavením a 10 psov pre chirurga. Asistent Banting sa stal študentom Charles Best. V lete 1921 začal experiment.

Banting a Best začali svoj výskum odstránením pankreasu u psov. U niektorých zvierat výskumníci odstránili pankreas, v iných podviazali pankreatický kanál a po určitom čase odstránili žľazu. Potom boli atrofované pankreasy umiestnené do hypertonického roztoku a zmrazené. Látka získaná ako výsledok po rozmrazení bola podávaná psom s odstránenou pankreasom a klinikou diabetu. Výskumníci zaznamenali pokles hladín glukózy, čím sa zlepšila pohoda zvieraťa. Profesor MacLeod bol ohromený výsledkami a rozhodol sa pokračovať v práci, aby dokázal, že Banting a Best je „pankreatický extrakt“ naozaj funguje.

Nové výsledky experimentov s použitím pankreasu hovädzieho dobytka umožnili pochopiť, že je možné robiť bez komplikovaného postupu ligácie pankreatického kanála.

Koncom roku 1921 sa k výskumnému tímu pridal Bertin Collip, biochemik. S použitím frakčnej precipitácie s rôznymi koncentráciami alkoholu a inými metódami čistenia sa získali extrakty z pankreatických ostrovčekov, ktoré sa mohli bezpečne zaviesť do ľudského tela. Je to účinná a netoxická látka a bola použitá v prvých klinických skúškach 6.

Klinické skúšky

Najprv Banting a Best zažili inzulín, ktorý dostali. V dôsledku zavedenia lieku sa obidva cítili slabé, závraty, ale nezaznamenali sa žiadne toxické účinky lieku.

Prvý pacient s diabetom, ktorý dostal inzulín 11. januára 1922. stal sa 14-ročným chlapcom Leonardom Thompsonom. Po prvej injekcii 15 ml inzulínu nedošlo k žiadnym významným zmenám v pacientovom stave, hladina glukózy v krvi a v moči sa mierne znížila, okrem toho sa u pacienta vyvinula sterilná absces. Opakovaná injekcia sa uskutočnila 23. januára a v reakcii na normalizáciu hladiny glukózy v krvi pacienta sa znížil obsah glukózy a ketónov v moči, pričom samotný chlapec zaznamenal zlepšenie svojho zdravotného stavu 7.

Jedným z prvých pacientov, ktorí dostali inzulín, bola dcéra najvyššieho súdu USA Elizabeth Heges Goshet. Prekvapivo, pred začiatkom liečby inzulínom, mala diabetes mellitus 4 roky a liečba, ktorá jej umožnila žiť dodnes, bola divoká strava (asi 400 kcal denne). Elizabeth žila na inzulínovej terapii až do veku 73 rokov a mala tri deti.

Nobelova cena

V roku 1923, Nobelov výbor udelil cenu v oblasti fyziológie a medicíny Banting a MacLeod, stalo sa to len 18 mesiacov po prvej správe o drogách na zasadnutí Asociácie amerických lekárov. Toto rozhodnutie zhoršilo už aj tak ťažký vzťah medzi vedcami, pretože Banting veril, že McLeodov príspevok k vynálezu inzulínu bol podľa Bantinga veľmi prehnaný, cena mala byť rozdelená medzi neho a jeho asistenta Besta. Ak chcete obnoviť spravodlivosť, Banting zdieľal svoju časť ceny s Best, a MacLeod s biochemik Collip 8.

Patent na vytvorenie inzulínu, ktorý vlastní Banting, Best a Collip, vedci predali za $ 3 Univerzite v Toronte. V auguste 1922 bola uzatvorená dohoda o spolupráci s farmaceutickou spoločnosťou Eli Lilly a C o, ktorá pomohla vytvoriť výrobu liekov v priemyselnom meradle.

Od vynálezu inzulínu uplynulo viac ako 90 rokov. Lieky tohto hormónu sa zlepšujú, od roku 1982, pacienti už dostali ľudský inzulín a v 90. rokoch sa objavili analógy ľudského inzulínu - lieky s rôznym trvaním účinku, ale musíme si uvedomiť ľudí, ktorí stáli na počiatkoch tejto drogy, ktorá každý deň zachraňuje milióny ľudí. ľudí.

História objavovania inzulínu

„Aby mohol pacient dôverovať svojmu životu, potrebuje zvládnuť definíciu dávky a podávanie inzulínu,“ povedal J. Macleod, ktorý získal Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu za objav inzulínu v roku 1923.

Inzulínová terapia je jednou z najdôležitejších metód liečby diabetes mellitus (s diabetes mellitus 1. typu). Je to vďaka nej, že diabetes prestal byť smrteľnou chorobou, čo viedlo k smrti v priebehu niekoľkých mesiacov. Ako už vieme, inzulín bol prvýkrát použitý na liečbu v roku 1922, a cesta k tomu nebola ľahká.

Všetko to začalo tým, že v roku 1889 spôsobili Oscar Minkowski a Joseph von Mehring experimentálny diabetes u psov, čím odstránili pankreas. V roku 1901 ruský patológ Leonid Sobolev dokázal, že cukrovka je spojená s narušením práce nielen celého pankreasu, ale iba tej časti Langerhansových ostrovčekov, ktorá tiež naznačuje, že tieto ostrovčeky obsahujú nejakú látku, ktorá reguluje metabolizmus sacharidov. Sobolev nedokázal izolovať látku v čistej forme.

Prvé pokusy o to urobil v roku 1908 Georg Ludwig Zulzer. Nemecký expert dokázal extrahovať extrakt z pankreasu, s ktorým sa neúspešne pokúsil liečiť pacienta umierajúceho na cukrovku - stav pacienta sa dočasne zlepšil. Extrakt však skončil a muž zomrel. V roku 1911 sa Zülzer pokúsil patentovať jeho objav, ale nemohol to okamžite urobiť, a počas prvej svetovej vojny bolo jeho laboratórium zatvorené a približne v rovnakom čase, v rokoch 1911 - 1912, E. Scott, pracujúci na univerzite v Chicagu, použil vodný extrakt. pankreasu na liečbu psov s experimentálne vyvolaným diabetes mellitus a poznamenal, že hladina cukru v krvi laboratórnych zvierat sa mierne znížila. Scott však nebol predurčený na to, aby uviedol vec do logického záveru - jeho manažér sa ukázal byť krátkozrakou osobou a zastavil laboratórium v ​​tomto smere. Izrael Kleiner, ktorý na tomto probléme pracoval v roku 1919 na Rockefellerovej univerzite, bol tiež nešťastný: hospodárska kríza, ktorá nasledovala po prvej svetovej vojne, prerušila jeho výskum.

F. G. Banting (1891-1941)

Frederick Grant Banting mal svoje vlastné skóre s cukrovkou - jeho priateľ zomrel na chorobu. Po absolvovaní lekárskej fakulty v Toronte a po vojenskej operácii na okraji prvej svetovej vojny sa stal asistentom na lekárskej fakulte na University of Western Ontario. V októbri 1920, čítanie lekárskeho článku o ligácii pankreatických kanálikov, sa Banting rozhodol pokúsiť sa použiť túto metódu na získanie látky žľazy, ktorá má vlastnosti redukujúce cukor. So žiadosťou poskytnúť mu laboratórium na vykonávanie experimentov sa obrátil na profesora Johna MacLeoda na Torontskej univerzite. Staršia kolegyňa bola lepšie oboznámená s výskumom v tejto oblasti a považovala ich za nekompromisných, ale mladý vedec bol natoľko trpezlivý, že ho MacLeod nemohol odmietnuť.

Profesor poskytol Bantingovi nielen laboratórium, ale aj desať psov, a čo je najdôležitejšie, vybral si asistenta. Stali sa starším študentom Charlesom Bestom, ktorý dokonale zvládol metódy určovania hladiny cukru v krvi a moču (potom to nebolo vôbec také jednoduché, ako je dnes). Pre inú podporu výskumu Banting predal všetok svoj majetok (história mlčí o tom, aká bola jeho veľkosť, ale to bolo dosť na experimenty). Kým MacLeod odpočíval v Škótsku, Banting a Best zviazali kanály pankreasu psov a čakali na výsledky. V auguste 1921 sa im podarilo izolovať požadovanú látku. Zavedenie tejto látky psovi, zbavenému vlastného pankreasu a umierajúceho na ketoacidózu, výrazne zlepšilo stav zvieraťa, znížila sa hladina cukru v krvi.

V tom čase sa Macleod vrátil. Keď sa dozvedel o výsledkoch mladých vedcov, hodil všetky sily laboratória k ďalšiemu rozvoju témy. Izolácia látky, ktorá bola pôvodne nazývaná ailetín (v inej transkripcii, iletín), z pankreasu psov bola mimoriadne náročným procesom, pretože tráviace enzýmy zničili molekulu ailetínu. Banting navrhol použiť na tieto účely žľazu z plodov teliat, v ktorých už bol inzulín vyrobený a tráviace enzýmy, ktoré sťažovali uvoľňovanie inzulínu, ešte neboli k dispozícii. Ukázalo sa, a práca išla rýchlejšie. Hlavnou vecou je, že ayletín teliat pomohol psom, napriek druhovým rozdielom. Avšak liečivo spôsobilo závažné nežiaduce reakcie spojené s prítomnosťou proteínov a iných látok v ňom.

McLeod pozval Jamesa Collipa, biochemika, aby vyčistil ayletín. Výsledok nebol dlho očakávaný: 11. januára 1922 prvá injekcia ayletínu, 14-ročného Leonarda Thompsona, ktorý zomrel na diabetes, dostala prvú injekciu. Ako sa hovorí, prvá palacinka vyšla v kocke: alergická reakcia vyvinutá pre tínedžera na podávanie lieku - čistota bola nedostatočná. Collip sa posadil do laboratória: Leonard zmizol pred našimi očami, čas sa krátil menej a menej. Po 12 dňoch urobil druhý pokus. Tentokrát všetko dopadlo dobre a svet dostal nový liek. MacLeod navrhol Bantingovi, aby mu zavolal inzulín (z latiny. Ostrov Insula - tento názov sa prvýkrát ozval v roku 1910: endokrinológ Edward Sharpay-Schafer to nazval určitou látkou, ktorej nedostatok podľa jeho predpokladov spôsobuje cukrovku). Takže teraz nazývame tento zázračný liek.

Leonard Thompson, ktorý vo veku 14 rokov vážil 25 kg, žil ďalších 13 rokov relatívne aktívneho života a zomrel na ťažkú ​​pneumóniu (v tom čase neexistovali antibiotiká a úmrtnosť na pneumóniu bola vysoká). Voľný Banting preniesol práva na patent na nový liek na univerzitu v Toronte, pričom za to dostal jeden dolár. Bol dôležitejší, že sa mu podarilo zachrániť život svojho druhého priateľa, lekára Joea Gilchrisa.

Potreba inzulínu bola extrémne vysoká. Banting dostal balíčky listov s prosbou o pomoc umierajúcim ľuďom... Medzitým prvý inzulín pokračoval v podávaní nežiaducich reakcií - v mieste vpichu boli infiltráty (tesnenia) a dokonca abscesy. Jeden z Bantingových známych, podnikateľ Eli Lilly, kúpil patent od University of Toronto (dánska spoločnosť Novo-Nordisk získala licenciu súčasne) a začal priemyselnú výrobu inzulínu, pričom investoval značné prostriedky na zlepšenie ich čistenia. Tvorcom Novo-Nordisk bol lekár Avgust Krogh, ktorého manželka sa stala jedným z prvých pacientov v Bantingu. Farmaceutické spoločnosti Eli Lilly a Novo-Nordisk patria stále medzi popredné spoločnosti v tejto oblasti.

Aby sme boli spravodliví, treba poznamenať, že v roku 1921, niekoľko mesiacov pred Bantingom a Bestom, rumunský výskumník Nicolae Paulescu uverejnil výsledky svojej práce, v ktorej opísal účinok látky, ktorú dostal z pankreasu psa, ktorý nazýval pankreatín (teraz tento termín označuje komplex tráviaceho ústrojenstva). pankreatických enzýmov). Ale príbeh rozhodol, že vedecká obec si tieto publikácie nevšimla. Oni si ich spomenuli oveľa neskôr...

V roku 1923, za vytvorenie inzulínu, Banting a McLeod dostali Nobelovu cenu. Prečo ich neudelili spoločnostiam Bestu a Collip spolu s nimi? Chcel by som sa opýtať členov poroty, ale... Rozzúrený, Banting ani nechcel prijať cenu na prvý, ale potom zmenil názor a rozdelil získané peniaze na polovicu s Best. MacLeod urobil to isté - dal polovicu ceny Collipovi.

Aj keď sediment zostal. Neskôr sa výskumný tím rozpadol - zdalo sa, že Banting (a možno to tak bolo?) Ten MacLeod podceňuje svoju úlohu pri objavovaní inzulínu a Collip podporuje profesora v tomto spore.

Inzulín však začal žiť svoj vlastný, oddelený od tvorcov, života. McLeod prednášal na univerzite v Aberdeene v Škótsku, kde viedol katedru fyziológie už mnoho rokov.

Banting, ktorému bol udelený doživotný dôchodok, sa v roku 1923 stal doktorom vedy, profesorom, viedol Banting Institute a Best, bol zvolený za člena Kráľovskej spoločnosti v Londýne, mal mnoho ďalších čestných titulov a regál, ktoré mu však nebránili stať sa zástancom leteckého lekárstva. V roku 1941, počas pracovného letu súvisiaceho s organizáciou lekárskej pomoci v armáde, zomrel v leteckej havárii neďaleko Newfoundlandu.

V pamäti a vďaka tomuto mužovi Svetová zdravotnícka organizácia vyhlásila 14. november - narodeniny Fridricha Bantinga - deň boja proti cukrovke.

Medzitým pokračovali práce. Prvé inzulíny boli stále zle čistené, dávky neboli overené a neboli k dispozícii dostatočné kontroly glukózy. Hypoglykémia, abscesy v mieste podania lieku, alergické reakcie - to všetko nútené neustále zlepšovať inzulín.

Prvá z nich mala ďalšiu nevýhodu - veľmi krátku dobu konania. Museli byť podávaní často, takže vedci sa pýtali, ako predĺžiť účinok inzulínu tak, aby zachránili pacientov pred opakovanými injekciami počas dňa. Pri hľadaní látky, ktorá spomaľuje vstrebávanie inzulínu, a tým aj predĺženie jeho účinku, vyskúšali mnohé možnosti: lecitín, arabskú gumu, cholesterol... Všetko nebolo k ničomu.

Snažili sa spracovávať inzulíny s kyslými zlúčeninami, aby chránili pred škodlivými účinkami tráviacich enzýmov pankreasu.

Okrem toho kyslé prostredie predĺžilo absorpciu a tým predĺžilo trvanie účinku inzulínu. Škoda - „kyslé“ inzulíny spôsobili mnoho lokálnych reakcií: sčervenanie, bolesť, infiltráty.

Ďalšie úsilie bolo zamerané na neutralizáciu roztoku a zlepšenie stupňa čistenia. V roku 1936 sa dánskemu bádateľovi Hagedornovi podarilo vytvoriť prvý inzulín s neutrálnou kyslosťou a po 10 rokoch tvrdej práce sa získal „predĺžený“ inzulín, ktorý sa nazýval Hagedorn neutrálny irotamín (NPH). Dnes sa aktívne využíva po celom svete.

NPH sa získal pridaním špeciálneho proteínu - protamínu izolovaného z lososového mlieka do proteínového prečisteného bravčového inzulínu.

Protamín má zásadité vlastnosti a spomaľuje absorpciu inzulínu z podkožnej vrstvy tuku. Počas dlhej histórie používania protamínového inzulínu existuje len niekoľko správ o vývoji alergických reakcií na neho.

Ďalším spôsobom, ako predĺžiť absorpciu inzulínu, je pridanie zinku k inzulínovému protamínu (suspenzia inzulínu zinok - ICS alebo protamín zinok inzulín - PDH) a trvanie účinku závisí od stavu inzulínu, ak má kryštalickú štruktúru, liek funguje dlhšie, ak nie je. kryštalická (amorfná) - kratšia.

Prvým liečivom ICS bol Lente inzulín, pozostávajúci z 3 častí prasačej amorfnej a 7 častí bovinného kryštalického inzulínu. Neskôr vznikol Monotard - obsahuje iba bravčový inzulín - 3 časti amorfné a 7 častí kryštalických.

Inzulín je signifikantne nižší v ICS ako protamín, takže sa nemôže miešať s „krátkym“ inzulínom: ten sa viaže s voľným protamínom a celá zmes sa zmení na dlhodobo pôsobiaci inzulín. Prípravky NPH obsahujú rovnaké množstvo inzulínu a protamínu, a preto s nimi nič neohrozí „krátky“ inzulín. Táto vlastnosť je spojená s iným názvom NPH - izofán-inzulín (od Lat. Isophan - rovno). Tieto lieky pretrvávali v tele dlhú dobu - 12 hodín alebo viac.

Na oslavu sa rozhodlo prejsť na režim 1-2-násobného podávania inzulínu, ale predĺženie práce s inzulínom zohrali s pacientmi krutý vtip: prenos hmoty na jednu injekciu denne viedol k prudkému zhoršeniu kontroly cukru a následne k dekompenzácii ochorenia. Ukázalo sa, že táto možnosť nie je vhodná pre každého - s diabetom typu 1, nebolo možné dosiahnuť kontrolu cukru týmto spôsobom: buď dávky boli malé a glykémia pokračovala mimo rozsahu, alebo dávky boli vysoké a potom epizódy hypoglykémie nasledovali jeden po druhom. Stred nefungoval. Bolo jasné, že potrebujeme „krátke“ aj „predĺžené“ inzulíny.

To teraz vieme o bazálnej a post-potravinovej sekrécii glukózy a inzulínu, ale potom to bolo ešte ďaleko, a vedci v mnohých ohľadoch išli, čo sa nazýva, na dotyk. Preto bol urobený záver o potrebe individuálneho výberu režimu inzulínovej terapie pre každého pacienta. Okrem protamínu a zinku boli k inzulínom pridané látky s dezinfekčnými vlastnosťami, vďaka čomu obsah injekčnej liekovky zostal po dlhú dobu sterilný a pri opakovanom použití inzulínovej striekačky alebo ihly nevznikli žiadne bakteriálne komplikácie. Tieto látky sú prítomné v inzulíne v takých malých koncentráciách, že nemajú žiadny účinok na ľudské telo.

Spoločnosti vyrábajúce inzulín používajú rôzne látky ako konzervačné látky, preto sa odporúča používať „krátky“ aj „rozšírený“ inzulín tej istej spoločnosti. Ak však neexistuje takáto možnosť, kombinácia liekov od rôznych výrobcov nie je vylúčená, a to ani pri zavedení do jednej injekčnej striekačky, hlavná vec je, že „predĺžený“ inzulín neobsahuje zinok.

Inzulín mal šťastie, podobne ako žiadna iná veverička - dve ďalšie Nobelovy ceny boli udelené za vývoj, ktorý sa s ním týkal: v roku 1958 získal ocenenie chemik Chemik Frederick Sanger - bol schopný úplne rozlúštiť zloženie aminokyselín inzulínu, nielen ľudí, ale aj rôznych druhov zvierat, V roku 1964 sa víťazkou stala Dorothy Crawfort-Hodgkin, ktorá študovala priestorovú štruktúru inzulínovej molekuly.

Už sme povedali, že inzulín je proteín, čo znamená, že pozostáva z reťazca sekvenčne spojených aminokyselín. Kravský inzulín sa líši od človeka v troch aminokyselinách, bravčovom - v jednom. Študovala sa aj možnosť použitia inzulínov z iných zvierat, najmä veľrýb a rýb. Od 80. rokov minulého storočia sa začal upúšťať od kravského inzulínu. Prečo prestal robiť špecialistov? Faktom je, že čím väčší je rozdiel v štruktúre a zložení molekuly, tým častejšie sa v ľudskom tele vytvárajú imunitné komplexy pre cudzí inzulín, ktorý na jednej strane blokuje hypoglykemický účinok inzulínu (inzulín sa viaže na protilátky, ktoré sa na neho objavili) a na druhej strane, uložené na vnútorných stenách ciev, čím sa zvyšuje ich poškodenie. Zdá sa, že život je predĺžený, ale zároveň sa zrýchľuje rozvoj komplikácií diabetu, pričom vždy sa uprednostňoval ošípaný inzulín, hoci neboli bez chýb.

Pokračovali sme v aktívnom hľadaní spôsobov, ako syntetizovať inzulín, ktorý by úplne opakoval jeho štruktúru u ľudí. V dôsledku rokov výskumu v roku 1978 sa inzulín stal prvým ľudským proteínom, ktorý mohol byť syntetizovaný genetickým inžinierstvom.

Akonáhle sa dozvedeli, ako sa dostať ľudský inzulín, oni tiež začali postupne odmietať z ošípaných. V súčasnosti je v mnohých krajinách sveta zakázaná výroba prípravkov zo živočíšnych orgánov z etických dôvodov, avšak prasací inzulín je stále veľmi rozšírený, najmä v rozvojových krajinách, čo je spôsobené relatívne nízkou cenou tohto lieku.

V našej krajine, teraz v arzenále endokrinológa sú väčšinou vysoko kvalitný ľudský inzulín. Získavajú sa rôznymi spôsobmi: polosynteticky, keď je aminokyselina alanín, ktorá nie je pre nás vhodná v molekule prasačieho inzulínu, nahradená aminokyselinou treonínu (čím sa dosiahne úplná identita produktu získaného pre ľudský inzulín) a biosyntetický, keď sa pri použití metód genetického inžinierstva „sila“ E. coli alebo kvasiniek syntetizuje proinzulín, z ktorého je následne odstránený C-peptid, ktorý je nám už známy.

Technológia posledne uvedeného spôsobu je približne rovnaká v DNA Escherichia coli alebo kvasinkovej huby, vkladajú ľudský proinzulínový gén a hostiteľská bunka novej DNA začína syntetizovať ľudský proinzulín. Potom sa z neho odštiepi C-peptid, zvyšný inzulín sa vyčistí od nečistôt proteínov hostiteľskej bunky, stabilizuje sa a predlžuje sa s protamínom alebo zinkom (v prípade "rozšíreného" inzulínu) sa injekčné podávajú konzervačné látky, všetko je balené a dostávajú to, čo potrebujú, - rekombinantný geneticky upravený ľudský inzulín. V týchto dňoch sa najčastejšie používajú tieto možnosti inzulínu. V posledných rokoch sa vyvinuli a aktívne zaviedli takzvané analógy ľudského inzulínu: ich aminokyselinové zloženie je rovnaké ako zloženie týchto aminokyselín, ale sekvencia aminokyselinových zlúčenín sa zmenila. To umožnilo zmeniť hlavné charakteristiky akcie: čas začiatku, čas výskytu vrcholu a jeho závažnosť, ako aj trvanie.

Tabuľka 61. Inzulíny používané u pacientov s diabetes mellitus (podľa Dedova II, Shestakova M.V., 2009)

Polyneuropatická medicína

Choroby spôsobujúce spánkové apnoe