Povijest inzulina (1. dio)

Povijest inzulina
20. stoljeće nedvojbeno je razdoblje velikih čovjekovih otkrića. Zamislite samo život bez mobitela, računala, interneta, automobila i općenito struje u kućanstvu. Danas nam se život u takvim uvjetima čini gotovo nemogućim, iako su ljudi tako živjeli tisućama godina i uspješno preživjeli do danas. Za sve nas dijabetičare jedno otkriće 20. stoljeća posebno je važno, to je – INZULIN. Do prošlog stoljeća, život dijabetičara bio je praktički nemoguć. Svaka pojava dijabetesa u doba bez inzulina bila je smrtna presuda. Jedino što su doktori mogli učiniti je staviti pacijenta na rigoroznu prehranu bez ugljikohidrata s dnevnim unosom od svega 450 kalorija. To je bila jedina terapija šećerne bolesti na početku 20. stoljeća, koju su provodili američki liječnici Frederick AllenElliott Joslin. Ta rigorozna dijeta bila je ravna izgladnjivanju i uz nju bi mnogi umrli od gladi, ali jedino tako bi mogli produžiti život možda godinu ili dvije.

Kao što znamo, inzulin je hormon gušterače koji regulira razinu glukoze u krvi. Ima i funkciju pohranjivanja viška glukoze iz krvi u mišiće i jetru u obliku glikogena te zaustavlja razgradnju masti.

Ranija otkrića
Još kao mladi student medicine, 21-godišnji Paul Langerhans 1868. godine mikroskopirao je tkivo gušterače i uočio nakupine stanica koje su se obojale drugačije od okolnog tkiva nakon tretmana zlatovim kloridom. Umro je 20 godina kasnije od posljedica tuberkuloze, nikada ne saznavši da su to stanice koje proizvode inzulin. Njemu u čast te nakupine stanica nazvat će se Langerhansovi otočići.


Slika 2. Dijabetes tip I, Langerhansovi otočići (izvor)

Dvojica njemačkih liječnika fizijatara, Oskar Minkowski i njegov asistent Joseph von Mering bavili su se proučavanjem funkcija organa u tijelu. Tako su 1889. godine istraživali funkcije gušterače u probavnom sustavu. Istraživanje su proveli na psu i to na način da su mu kirurškim putem odstranili gušteraču iz tijela. Promatrajući tretiranog psa, uočili su neobičnu pojavu skupljanja muha na njegovu urinu. Analizom urina, a kasnije i krvi, utvrdili su povišenu koncentraciju šećera tj. hiperglikemiju. Operirani pas razvio je dijabetes i nakon kratkog vremena uginuo. To je dalo naslutiti da gušterača igra ključnu ulogu kod dijabetesa i apsorpcije ugljikohidrata.

Desetak godina kasnije, mladi patolog, 28-godišnji Eugene Opie, proučavao je gušterače umrlih ljudi. Kod ljudi koji su umrli od posljedica dijabetesa uočio je lezije na ranije spomenutim Langerhansovim nakupinama stanica. To ga je navelo na zaključak da su te nakupine, još zvane i otočići, direktno povezane s razvojem dijabetesa, tj. da su odgovorne za proizvodnju „antidijabetičke supstance“ koja upravlja metabolizmom ugljikohidrata. To je dovelo do zaključka da gušterača ima i unutarnji put lučenja za razliku od vanjskog lučenja, koji se odnosi na probavne enzime.

Pronalazak inzulina
U ljeto 1921. godine kanadski kirurg Frederick Banting dolazi na sveučilište u Toronto i nagovara profesora Johna Macleoda da mu ustupi laboratorij kako bi iz pokusnih pasa pokušao izolirati hormon inzulin. Proučavajući dotadašnje radove o dijabetesu, zaključio je da bi se oboljelima od dijabetesa mogao spasiti život, ako bi uspio izolirati hormon iz gušterače. S obzirom na to da je mladi Banting imao ugled ratnog veterana iz Prvog svjetskog rata, isprva skeptični profesor Macleod dopustio mu je da preko ljeta ostane u njegovom  laboratoriju i dodijelio mu 10 pokusnih pasa i dva asistenta, mladog znanstvenika Charlesa Besta i Clarka Noblea. Kako je Bantingu za rad bio potreban samo jedan asistent, odlučili su da će bacanjem novčića izabrati tko će to biti. Zanimljivo je da je igru dobio Clark Noble, ali je odlučio ostanak u laboratoriju prepustiti Charlesu Bestu, jer ideja da ljetne praznike provedu radeći u laboratoriju nije mu bila najdraži izbor. Ovu pogrešnu odluku Clark Noble nije mogao prežaliti cijeli svoj život. Ono što su Banting i Best radili, danas bi diglo na noge sve borce za zaštitu prava životinja, ali sreća je za dijabetičare što su tadašnji zakoni o zaštiti prava životinja bili fleksibilniji, nego danas. Naime, njihov je posao bio da najprije kirurški psu podvežu gušteračne kanale i time izazovu atrofiju stanica koje proizvode probavne enzime kako ne bi kontaminirali ciljani hormon (inzulin). Psi su u ovakvom stanju imali normalnu razinu glukoze u krvi bez ikakvih znakova dijabetesa. Nakon određenog vremena psu bi izvadili podvezanu gušteraču. Takva gušterača ne sadrži probavne enzime, već samo hormon Langerhansovih otočića. S izvađenom gušteračom, psima se odmah javljaju simptomi dijabetesa te ugibaju za tjedan do dva. Banting i Best, želeći upotrijebiti endokrini hormon iz odstranjene gušterače, provode ekstrakciju hormona na način da usitnjenu žlijezdu gušteraču ostavljaju u fiziološkoj otopini. Tako dobiveni pripravak ubrizgavali su psu kojem su izvadili gušteraču. Rezultati su bili revolucionarni. Pas imena Marjorie reagirao je na pripravak smanjenjem razine šećera u krvi, te je živio još 70 dana sve dok pripravka nije ponestalo (slika 3). Hormonski pripravak prvo su nazvali isletin, 4. kolovoza 1921., a kasnije, od svibnja 1922., na prijedlog Macleoda, javnosti će biti predstavljen kao inzulin (izraz je prvi predložio belgijski liječnik Jean de Meyer, 1909. godine. Ime potječe od latinske riječi insula – otočić, po Langerhansovim otočićima na kojima se nalaze stanice koje luče hormon).


Slika 3. Charles Best, Frederick Banting i pas Marjorie (izvor)

Nakon ovog početnog uspjeha, profesor Macleod osigurava još veći laboratorij za pripremu i dotjerivanje hormona za primjenu na ljudima. Doktor Joseph Gilchrist, Bantingov prijatelj i školski kolega koji je bolovao od dijabetesa, prva je osoba s dijabetesom koja je primila gušteračni ekstrakt. Uzeo ga je 20. prosinca 1921. godine i to oralno što se nije pokazalo značajnim. Također, u Bantingovim bilješkama može se pronaći podatak da je još 23. studenog 1921. Best sebi ubrizgao malu dozu inzulina i time postao prvi čovjek koji je primio injekciju novootkrivenog hormona. Napokon, 11. siječnja 1922. prva osoba s dijabetesom u povijesti kojoj je ubrizgan inzulin je Leonard Thompson. Tada 14-godišnji dječak u ketoacidozi i na samrti težio je samo 27 kg. Manje je poznato da prvi tretman injekcijom mutno-smeđeg inzulina nije bio uspješan, već je izazvao alergijsku reakciju zbog životinjskog porijekla inzulina te je tretman prekinut. Timu koji čine Banting, Best i Macleod, pridružio se i biokemičar James Collip. Njegov je zadatak bio pročistiti inzulin da bude primjenjiv za ljudsku terapiju. Pročišćeni inzulin dobio je metodom alkoholne ekstrakcije. Drugi tretman pročišćenim inzulinom dječak Leonard primio je 23. siječnja i na njega odmah pozitivno reagirao. Ubrzo se potpuno oporavio i poživio još 13 godina, nakon čega je umro od posljedica upale pluća. Ovo je bilo revolucionarno otkriće koje je ubrzo odjeknulo cijelim svijetom. Za otkriće inzulina Frederick Banting i John Macleod dobili su, 1923. godine, Nobelovu nagradu iz područja medicine. Nezadovoljan što su zasluge prepisane samo njima dvojici, Frederick svoju nagradu od 40 000 dolara dijeli sa Bestom, a od Macleoda traži da isto učini i s Collipom (slika 1). Frederick Banting bio je nesebičan čovjek i pravi altruist, što dokazuje i činjenica da je patent za otkriveni inzulin prodao svom sveučilištu u Torontu za svega 1 dolar kazavši kako inzulin ne pripada njemu, već cijelom svijetu. Rođen je 14. studenog 1891. godine, a tragično je preminuo nakon zrakoplovne nesreće 21. veljače 1941. godine. Zahvaljujući njegovoj ideji te upornom i predanom radu, mnogi su životi spašeni s ruba smrti i omogućen im je normalan život. Njemu u čast, na datum njegova rođenja, obilježavamo Svjetski dan borbe protiv šećerne bolesti.


Slika 4. Izložba u MaRS Centru, Toronto – Inzulin: Torontov dar svijetu (izvor):

Zanimljivo je spomenuti još jednu osobu s dijabetesom – Sheilu Thorn. Ona je kao malo dijete, u prvim godinama otkrića inzulina, bila pacijent doktora Fredericka Bantinga. Doživjela je duboku starost i umrla 2012. godine u dobi od 81 godine. Vjerovalo se da je upravo ona osoba koja je bila najduže na inzulinskoj terapiji. Preživjela je dug put razvoja inzulina i napretka u liječenju šećerne bolesti. Posljednjih godina života koristila je čak i inzulinsku pumpu. Bila je motivacija i inspiracija mnogim dijabetičarima diljem svijeta.

 

Autor: Marin Mandić