Вы наверняка догадались, что Женева была больна сахарным диабетом, и лишь благодаря открытию инсулина получила шанс на компенсацию своей болезни и полноценную жизнь. Физиологическая суть этой болезни сложна: для того чтобы клетки организма могли усваивать сахар из крови, осуществляя таким образом питание, им нужен гормон инсулин, который вырабатывается особыми клетками поджелудочной железы. При сахарном диабете инсулин вырабатываться перестает или же вырабатывается недостаточно. В результате при изобилии пищи клетки голодают, а сахар выводится из организма вместе с мочой.
Раньше, до того как научились определять сахар в моче с помощью анализов, диагноз «сахарный диабет» у мужчин помогали поставить мухи. Они вились в низу брюк, на которые случайно попадали сладкие капли мочи, когда мужчина ходил в туалет.
«Сахарная болезнь» была известна с древних времен, еще с III тысячелетия до нашей эры. Этот диагноз был для пациента смертным приговором вплоть до конца XIX века, когда были начаты исследования поджелудочной железы и сделан первый шаг к пониманию причин сахарного диабета. Еще до этого возникла наука о железах внутренней секреции, названная эндокринологией. В 1869 году немецкий анатом и гистолог Пауль Лангерганс, на тот момент 22-летний студент, обнаружил в поджелудочной железе специфические группы клеток, которые впоследствии назовут в его честь «островками Лангерганса». Спустя несколько лет именно из этих островков будет выделен гормон инсулин. Но этому величайшему событию предшествовал целый ряд научных исследований.
В 1889 году немецкие клиницисты и физиологи Оскар Минковский и Йозеф фон Меринг продемонстрировали в экспериментах на животных, что удаление поджелудочной железы приводит к развитию сахарного диабета. Но при введении этим же животным экстракта из поджелудочной железы симптомы диабета исчезают. Так было установлено, что поджелудочная железа каким-то образом контролирует уровень сахара в крови, но как именно это происходит – еще предстояло выяснить.
В 1900 году русский патологоанатом Леонид Васильевич Соболев изучил строение и функцию островков Лангерганса, экспериментально доказав, что именно эти участки поджелудочной железы осуществляют специфическую внутреннюю секрецию, регулируя уровень сахара в крови.
В начале XX века ученые и врачи настолько близко подошли к открытию инсулина, что это произошло почти одновременно в нескольких странах. Приблизительно за полгода до того, как стало известно об открытии инсулина в Канаде, этот гормон в лабораторных условиях выделил румынский профессор физиологии Никола Паулеско. Но из-за языковых трудностей в условиях послевоенной Европы мир узнал об открытии Паулеско позже, чем об открытии канадских ученых. Поэтому первооткрывателями инсулина считаются Бантинг и Бест.
Итак, летом 1921 года двое молодых канадских ученых – хирург Фредерик Бантинг и его помощник Чарльз Бест – в лаборатории профессора Джона Маклеода из университета Торонто выделили из экстракта поджелудочной железы собаки, а затем теленка вещество, которому дают название «айлетин». Именно айлетин, который Маклеод впоследствии предложил переименовать в «инсулин» (от латинского insula – островок), стал долгожданным и чудодейственным лекарством для лечения сахарного диабета, и страдавшие им люди получили право на жизнь.
Первым больным, получившим инъекцию инсулина, стал четырнадцатилетний пациент клиники в Торонто Леонард Томпсон. К сожалению, препарат был недостаточно очищен: началась тяжелая аллергическая реакция, и, несмотря на снижение концентрации сахара в крови Леонарда, инъекции прекратили. Через 12 дней, в течение которых биохимик Колин упорно работал над улучшением экстракта, инсулин вновь ввели тому же пациенту. Это случилось 23 января 1922 года. На этот раз успех был ошеломительным, болезнь перестала прогрессировать, не было побочных эффектов, а умирающий мальчик пошел на поправку.
Следующим пациентом стал близкий друг Бантинга, врач Джо Джиль-Криста. Его излечение окончательно подтвердило, что наконец-то получено средство для спасения сотен тысяч жизней! За это открытие Фредерик Бантинг и профессор Маклеод уже в 1923 году получили Нобелевскую премию «за открытие инсулина». Бантинг, признавая заслугу своего помощника Чарльза Беста, отдал ему половину своей премии, и теперь в истории медицины их имена стоят рядом.
В том же 1923 году Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, основателем фармацевтической компании Lilly. Компания сразу же взялась за разработку технологии массового производства инсулина, и это позволило спасти жизнь многих пациентов с диабетом. Налаживание производства происходило на удивление быстро: уже весной 1923 года было введено в эксплуатацию оборудование для массового выпуска препарата.
15 октября 1923 года был выпущен инсулин животного происхождения Илетин. К концу 1923 года компания Lilly выпустила почти 60 млн единиц препарата – и началась эра инсулина в лечении сахарного диабета. Это фатальное заболевание перестало быть смертным приговором. Принимая инсулин и контролируя уровень сахара в крови, люди с диагнозом «сахарный диабет» могут вести образ жизни практически здорового человека.
В 1948 году американский врач-эндокринолог Эллиот Проктор Джослин учредил медаль, которую стали вручать тем, кто 25 лет прожил с диагнозом «сахарный диабет». Однако в 1970 году выдача медали прекратилась: ведь благодаря инсулину долгожительство с сахарным диабетом стало массовым явлением. Вместо нее была учреждена новая медаль, которую стали вручать диабетикам, прожившим с этой болезнью более 50 лет. На ее лицевой стороне изображен человек с факелом и надпись: «Триумф человека и медицины» (Triumph for Man and Medicine), на оборотной – «За 50 мужественных лет с диабетом» (For 50 Courageous Years with Diabetes).
Химическая структура инсулина человека была установлена в 1960 году. С помощью метода генной инженерии в 1976 году впервые был осуществлен полный синтез человеческого инсулина. В настоящее время пациенты с диабетом получают лечение только человеческим инсулином и его синтетическими аналогами. Инсулины животного происхождения больше не используются.
Химическая формула инсулина дает ответ на вопрос о том, почему до сих пор инсулин можно принимать только в виде инъекций. Дело в том, что инсулин – белок. Он переваривается в желудочно-кишечном тракте, не попадая в кровь, где должен работать. Инсулин всегда необходим при диабете I типа, когда в результате аутоиммунной атаки секретирующие клетки погибают. Также его применяют во многих случаях диабета II типа, когда инсулина недостаточно. С появлением шприцев-ручек и тест-полосок, определяющих количество сахара в крови, качество жизни пациентов с диабетом возросло многократно, однако они по-прежнему должны считать хлебные единицы, определять уровень сахара, совершать расчеты и делать себе инъекции инсулина. Наука подошла вплотную к тому, чтобы автоматизировать этот процесс. Уже сейчас существует устройство типа пластыря с микроиглой: он приклеивается на плечо, производит все эти процедуры автоматически и имитирует работу островков Лангерганса в поджелудочной железе.
Диета против анемииДжордж УипплДжордж МайнотУильям Мерфи
Сегодня анемия не считается серьезным заболеванием, от которого можно умереть. Если такой диагноз установлен по результатам анализа крови, доктор порекомендует есть определенные продукты или пропишет препараты, которые есть в любой аптеке, – и проблема будет решена. Но еще в XX веке от злокачественной анемии ежегодно умирали тысячи людей, а чем она вызвана и как ее лечить – никто не знал.
Ситуация изменилась только после открытия, совершенного тремя американскими исследователями: профессором Джорджем Майнотом из Гарвардского университета, доктором наук Уильямом Мерфи из того же института в Бостоне и профессором Джорджем Уипплом из Нью-Йорка. С медицинской точки зрения под анемией понимают нарушения в составе крови, определяемые с помощью анализов. В первую очередь это уменьшение количества эритроцитов (красных кровяных телец) в единице объема крови и уменьшение концентрации гемоглобина – красного пигмента, которым определяется цвет крови. Американские исследователи нашли маркер в анализе крови, с помощью которого смогли следить за ее состоянием. Кроме того, они нашли простое средство лечения пернициозной анемии, а именно – введение в рацион больных блюд из печени. Нобелевская премия Майноту, Мерфи и Уипплу была вручена в 1934 году «за открытия, связанные с применением печени в лечении пернициозной анемии». Но обо всем – по порядку.
Еще в 1920 году Уиппл стал изучать анемию, связанную с потерей крови, и влияние пищи на ее регенерацию. Во время экспериментов с собаками Уиппл забирал у них определенный объем крови. Небольшая кровопотеря компенсируется сравнительно быстро благодаря притоку в кровяное русло воды из тканей. Но следствием этого разбавления станет уменьшение количества эритроцитов и гемоглобина на единицу объема – в точности как при анемии. Уменьшая объем циркулирующей крови у собак, ученый доводил содержание гемоглобина до 1/3 от нормы. Наблюдая затем за анализом крови, Уиппл мог количественно оценить подъем уровня гемоглобина. В то время люди уже выяснили, что на регенерацию крови благотворно влияет обильное разнообразное питание, однако не было известно, что количество пищи и ее калорийность здесь играют небольшую роль, а разные продукты вносят в процесс восстановления крови разный вклад.
Уиппл не давал подопытным собакам одну и ту же пищу. Он кормил их то печенью, то почками, то мясом, затем растительными продуктами, например абрикосами. В результате экспериментов он обнаружил, что в зависимости от рациона скорость восстановления крови была разной. Например, печень и абрикосы эффективнее других продуктов стимулировали костный мозг, в котором производятся эритроциты.
Работы Уиппла с обескровливанием собак впечатлили Майнота и Мерфи. Они решили проверить, можно ли положительные результаты этих экспериментов перенести на анемию другого типа – злокачественную анемию человека, если использовать те же продукты, которыми Уиппл лечил анемию от потери крови.