Международный эндокринологический журнал 5 (77) 2016
Вернуться к номеру
Фредерик Бантинг и открытие инсулина (к 75-летию со дня трагической гибели)
Авторы: Резников А.Г. - ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины», г. Киев, Украина
Рубрики: Эндокринология
Разделы: История медицины
Версия для печати
Резюме
Статтю присвячено пам’яті канадського вченого Фредеріка Бантинга, автора відкриття інсуліну. Наведено стислі біографічні дані вченого та історія його відкриття. Згадується роль попередників Бантинга у розкритті патогенезу цукрового діабету та розв’язанні проблеми отримання терапевтичного препарату інсулін.
Статья посвящена памяти канадского ученого Фредерика Бантинга, автора открытия инсулина. Приведены краткие биографические данные ученого и история его открытия. Отмечена роль предшественников Бантинга в выяснении патогенеза сахарного диабета и решении проблемы получения терапевтического препарата инсулин.
The article has been written in order to commemorate Canadian scientist Frederick Banting, the discoverer of insulin. There are briefly enlightened biography of the scientist and a history of insulin discovery. There is mentioned the role of scientist’s predecessors in decoding pathogenesis of diabetes and resolving the problem of development of therapeutic preparation of insulin.
Ключевые слова
інсулін, історія відкриття.
инсулин, история открытия.
insulin, discovery.
Статья опубликована на с. 99-102
Сэр Фредерик Грант Бантинг ушел из жизни 75 лет тому назад, на пятидесятом году жизни, но обессмертил свое имя открытием инсулина, спасшего впоследствии бесчисленное количество жизней больных сахарным диабетом. Это открытие, сделанное тридцатилетним ученым, показало всему миру, какое огромное значение имеет физиологическая наука для решения сложнейших проблем практической медицины.
/99.jpg)
Намерение вернуться к событиям почти столетней давности и написать об открытии инсулина и его авторе возникло у меня еще двадцать лет назад, когда я работал в Канаде, в Университете Западного Онтарио (г. Лондон), а затем на кафедре физиологии Университета Торонто, где и произошло это эпохальное событие.
Канадский Лондон насчитывает около полумиллиона жителей и находится между Великими озерами, ближе к озеру Эри. Именно в Лондоне молодой доктор Бантинг, выпускник Университета Торонто, имел медицинскую практику и преподавал ортопедию в университете. К этому времени он уже прошел боевое крещение в Канадской медицинской службе на полях Первой мировой войны, служил в Англии и Франции и был награжден Военным крестом за проявленный героизм. После демобилизации в связи с тяжелым ранением Бантинг работал хирургом детского госпиталя в Торонто. Затем переехал в Лондон, где получил должность доцента в Университете Западного Онтарио, не оставляя при этом медицинскую практику. Свое время Бантинг делил между Лондоном и Торонто, где преподавал фармакологию в университете.
В нескольких кварталах от моей арендованной квартиры находился дом-музей Бантинга. Здесь он жил и принимал пациентов. На соседнем доме — большое мозаичное панно, изображающее двух ученых во время работы в лаборатории. Рядом пылает Flame of Hope — Пламя надежды, которое зажгла в 1989 г. королева-мать Великобритании. Надпись гласит: «Это Пламя надежды будет погашено тогда, когда будет найдено радикальное средство лечения сахарного диабета».
Придя в музей, я оказался на тот момент единственным посетителем. Молодой человек, директор музея, с энтузиазмом сообщил много интересного, особенно после того, как я рассказал о нашем институте и его основателе — академике В.П. Комиссаренко, о его встречах с Чарлзом Бестом и Джеймсом Коллипом, непосредственно причастными к открытию инсулина (копии их фотографий с дарственными надписями академику бережно храню в служебном кабинете). В доме-музее среди прочего экспонируется диплом лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине, которой Фредерик Бантинг был удостоен вместе с Джоном Мак-Леодом в 1923 г., то есть уже через два года после открытия. Из оригинальных вещей сохранились письменный стол, медицинские инструменты, кровать и др. На стенах — оригиналы живописных пейзажных работ небольшого формата, принадлежащие кисти Бантинга. Узнал, что он входил в так называемую Группу семи — художников, воспевавших природу Канады. С друзьями по искусству Бантинг принял участие в полярной экспедиции, которую профинансировало правительство страны. Из рассказа директора узнал и о том, что хотя Бантинг занимался время от времени научными изысканиями в созданном при Университете Торонто департаменте медицинских исследований им. Бантинга и Беста (рак, силикоз, экстремальные состояния), он много путешествовал, выступая с докладами об истории открытия инсулина и пропагандируя новый метод лечения сахарного диабета.
Вскоре после посещения дома-музея возникли обстоятельства, которые способствовали продолжению заочного знакомства с Бантингом. Приняв приглашение перейти на исследовательскую работу на кафедре физиологии Университета Торонто, на которой состоялось открытие инсулина, вместе с ее новоизбранным шефом, профессором Джоном Чаллисом, я в первый же день обратил внимание на отсутствие в вестибюле современного здания Medical Science Building какого-либо мемориального знака Мак-Леода, тогда как имелся бюст Бантинга. Коллеги объяснили, что между собой непочтительно называют Мак-Леода lucky son of a bitch («удачливый сукин сын»). На самом деле бюст Мак-Леода установлен в соседнем здании, в котором расположена аудитория его имени и которое возведено на месте бывшей кафедры физиологии.
Чем же Мак-Леод заслужил такое пренебрежительное отношение? Вернемся к истокам саги об инсулине.
Изучая последствия удаления поджелудочной железы у собаки, Оскар Минковски и его ассистент неожиданно для себя обнаружили глюкозу в ее моче и пришли к правильному выводу о связи сахарного диабета с недостаточной функцией железы. Доклад Йозефа Меринга и Оскара Минковски на заседании Страсбургского общества естествознания и медицины в 1889 г. положил начало дальнейшим поискам в этом направлении. Известна удачная попытка Эммануэля Эдона предотвратить развитие сахарного диабета у панкреатэктомированной собаки пересадкой ей аутологичного кусочка поджелудочной железы.
Предпринимались безуспешные попытки использовать экстракты поджелудочной железы для лечения сахарного диабета. Впоследствии, уже после открытия инсулина, стала понятной причина неудач — белковый гормон разрушался под действием протеолитических ферментов поджелудочной железы.
/100.jpg)
Новый подход к решению проблемы предложил Леонид Соболев в 1900 г. Вызвав у собаки атрофию поджелудочной железы перевязкой панкреатического протока, он обратил внимание на то, что при этом сохранились в целости островки Лангерганса — скопления клеток, физиологическая функция которых была неизвестна. Сахарный диабет у собаки не возник, и это дало ученому основание предположить, что именно клетки островков выделяют в кровь некое вещество, необходимое для сохранения глюкозного гомеостаза. Это же утверждали английский физиолог Э. Шарпи-Шефер и другие. Спустя 20 лет Мозес Баррон [4] повторил эксперименты Л. Соболева и опубликовал результаты. Прочитав эту публикацию, Бантинг загорелся мыслью получить в чистом виде гормональное вещество из островков Лангерганса, уцелевших после перевязки выводного панкреатического протока. Своей идеей он поделился с профессором физиологии Ф. Миллером, который положительно воспринял ее и дал некоторые рекомендации по реализации.
Согласно распространенной версии, основанной на воспоминаниях Бантинга и фигурирующей в многочисленных публикациях, идея возникла у Бантинга ночью, когда он испытывал подсознательное беспокойство после прочтения статьи Баррона и пребывал в состоянии дремоты. (Кстати, это же подтвердил директор музея). В два часа ночи он встал и набросал записку, после чего уснул. Согласно заметкам Бантинга, которые хранятся в архиве Академии медицины г. Торонто, записка была следующего содержания: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собаки. Поддерживать собак живыми, пока не дегенерируют ацинусы, сохраняя островки. Попытаться изолировать их внутрисекреторный продукт, чтобы уменьшить глюкозурию» [5].
С просьбой предоставить лабораторное помещение, животных и необходимые материалы молодой хирург, не имевший ученой степени, обратился к заведующему кафедрой физиологии Университета Торонто профессору Мак-Леоду, но не встретил понимания. Мак-Леод из литературных источников знал о неудачных попытках лечить сахарный диабет употреблением в пищу сырой поджелудочной железы или введением ее цельных экстрактов. Никакие доводы Бантинга не помогали, и Мак-Леод неохотно уступил только после повторной настойчивой просьбы Бантинга, подкрепленной Ф. Миллером. В помощники Бантингу он определил студента Чарльза Беста, который владел методикой определения содержания глюкозы (декстрозы) в крови. Когда же полученный из островков Лангерганса собак водный экстракт в количестве 10 мл был введен панкреатэктомированной собаке с сахарным диабетом (гипергликемией), уровень глюкозы в крови через один час снизился почти вдвое к обоюдной радости экспериментаторов. Помимо определения концентрации углевода в крови, экспериментаторы определяли его также в моче и отношение к содержанию азота в моче.
Эксперименты были начаты в мае 1921 г., а уже в декабре сообщение о результатах было сделано на заседании Американского физиологического общества в Нью-Хейвене (США). Бантинг выступил неудачно, не смог ответить на некоторые вопросы маститых физиологов. На помощь пришел Мак-Леод. Содержание его выступления создавало впечатление, что открытие принадлежит именно ему, хотя коллеги понимали, что его авторы — Бантинг и Бест. В феврале статья Бантинга и Беста «Внутренняя секреция поджелудочной железы» появилась в «Журнале лабораторной и клинической медицины» [2]. Более детально работа была представлена в коллективной статье Бантинга и соавт. [3] и в мае 1922 г. доложена Мак-Леодом на заседании Американской ассоциации врачей в Вашингтоне. Доклад был восторженно принят участниками собрания.
Мак-Леод быстро оценил перспективу практического применения гормонального препарата и активно включился в работу по организации его очистки и наработки. Он привлек к работе биохимика Дж. Коллипа, который получил очищенный гормон, названный Мак-Леодом инсулином (Бантинг предлагал назвать его айлетином, от англ. islet — островок). (Справедливости ради следует сказать, что название «инсулин» для гипотетического, но еще не открытого гормона первым предложил в 1916 г. Э. Шарпи-Шефер). Для получения коммерческого препарата инсулина, появившегося на фармацевтическом рынке уже в 1922 г., использовали поджелудочные железы крупного рогатого скота, применяя метод инактивации протеолитических ферментов подкисленным этанолом.
В историю медицины навсегда вошел первый случай клинического применения инсулина. В январе 1922 г. в детской больнице Торонто Бантинг лично ввел экстракт островков Лангерганса крупного рогатого скота четырнадцатилетнему Леонардо Томпсону, фактически умиравшему в связи с тяжелой формой сахарного диабета. Эффект превзошел ожидания — больной начал поправляться.
Страдавший диабетом студент Дж. Джилкрайст добровольно вызвался быть испытуемым, что помогло Бантингу установить терапевтические и предельные дозы инсулина.
В 1923 г. Университет Торонто присудил Ф. Бантингу ученую степень доктора наук.
Приоритет Бантинга и Беста в открытии инсулина тщетно пытались оспорить некоторые ученые. Особенно любопытна история с французским исследователем Эженом Глеем [1]. В 1905 г. он вызвал атрофию экзокринных клеток поджелудочной железы посредством введения в выводной проток растительного масла, а затем получил экстракт железы со сахароснижающим эффектом у панкреатэктомированной собаки. По неясным причинам он не опубликовал результаты работы (вероятно, не придал значения перспективе практического применения), а запечатал протоколы экспериментов в конверт и отдал его на хранение в Парижское биологическое общество. И лишь после публикации об инсулине попытался оспорить приоритет Бантинга, потребовав в 1922 г. вскрыть свой конверт, что и было сделано в присутствии свидетелей. Однако официально приоритет Бантинга не был опровергнут, что и засвидетельствовало решение Нобелевского комитета.
Бантинг был чрезвычайно эмоциональным и вспыльчивым человеком. Однажды в пылу спора он даже набросился на Коллипа с кулаками. Но он был одержим чувством справедливости. Человек высоких моральных принципов, Бантинг отказался от оформления патента на открытие нового лекарства, который мог бы несказанно обогатить его, и передал все коммерческие права Университету Торонто. В этом он сумел убедить Коллипа и Мак-Леода, которые вначале сопротивлялись отказу от оформления патента. О благородстве ученого свидетельствует и тот факт, что он требовал включения Беста в список лауреатов и добровольно отдал ему половину денежного вознаграждения Нобелевского лауреата. Взбешенный Мак-Леод, чтобы сохранить лицо, вынужден был отдать половину премии Коллипу. Впоследствии председатель Нобелевского комитета признал, что следовало включить Беста в список лауреатов.
Во время Второй мировой войны Ф. Бантинг занимался проблемами авиационной медицины, служил офицером связи, координировал исследования канадских и английских ученых, изучавших влияние высоты, скорости и других факторов на организм человека. 21 февраля 1941 г. у бомбардировщика, на борту которого он летел в Англию, отказали двигатели, и в условиях плохой видимости самолет потерпел аварию над островом Ньюфаундленд при попытке приземления. Ученый умер от тяжелых травм еще до того, как подоспела медицинская помощь.
Сотрудники нынешней кафедры физиологии Университета Торонто бережно хранят память о своих знаменитых предшественниках. Об их месте в истории человечества напоминает хранящаяся на кафедре почетная награда — Меч Уинстона (Winston Sword).
Открытие инсулина вошло в историю науки еще и потому, что он стал первым белком, у которого удалось выяснить первичную аминокислотную структуру, а затем и синтезировать в лаборатории.
Ежегодно 14 ноября, в день рождения Ф. Бантинга, отмечается Всемирный день борьбы с диабетом. Проблема сахарного диабета не только не потеряла своей актуальности, но стала вызовом для человечества вследствие роста заболеваемости, прежде всего за счет сахарного диабета типа 2 (инсулиннезависимого). Над ее решением трудятся патофизиологи, эндокринологи, генетики, иммунологи, фармакологи, социальные службы. Найдены и широко применяются эффективные лекарственные средства уменьшения инсулинорезистентности, так называемые инсулиносенситайзеры, и другие препараты патогенетической терапии. Но и при данной форме диабета инсулинотерапия не утратила своего значения, поскольку примерно в 15 % случаев болезни она необходима если не в дебюте болезни, то по мере ее прогрессирования. Не теряя оптимизма, следует в то же время признать, что Пламя надежды будет погашено нескоро.
Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие конфликта интересов и соблюдение этических норм.
Список литературы
1. Ефетов К.А. Триумф и трагедия Фредерика Бантинга / К.А. Ефетов // Химия и жизнь. — 2006. — № 5. — С. 30-35.
2. Banting F.G. The internal secretion of the pancreas / F.G. Banting, C.H. Best // J. Lab. Clin. Med. — 1922. — Vol. 7. — P. 251-266.
3. Banting F.G. The effect produced on diabetes by extracts of pancreas / F.G. Banting, C.H. Best, J.B. Collip, W.R. Campbell, A.A. Fletcher, J.J.R. Macleod, E.C. Noble // Trans. Assoc. Am. Physicians. — 1922. — Vol. 37. — P. 337-347.
4. Barron M. The relation of the islets of Langerhans to diabetes with special reference to cases of pancreatic lithiasis / M. Barron // Surg. Gynec. Obstet. — 1920. — Vol. 3. — P. 437-448.
5. Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy / Rosenfeld L. // Clin. Chem. — 2002. — Vol. 48 (12). — P. 2270-2288.