КОРИФЕЇ МЕДИЦИНИ

ФРЕДЕРІК БАНТІНГ

img 1

Цукровий діабет — серйозне захворювання, сьогодні воно набуває розмаху епідемії, особливо коли йдеться про діабет 2-го типу. За даними ВООЗ, на Землі налічується більше 285 млн. осіб, які страждають на цей розлад. Нині згадана патологія вважається однією з найзагадковіших. Працюєте ви або відпочиваєте, сумуєте або радієте, хворієте або насолоджуєтеся життям — діабет поступово руйнує ваш організм. Йдеться про ураження насамперед судин, що, зрештою, призводить до інфаркту міокарда та інсульту.

Наступна мішень, яку атакує хвороба, — очі: діабетична ретинопатія викликає часткову або повну втрату зору. На совісті діабету і розвиток погано загоюваних виразок, гангрени стоп, і це, на жаль, ще не весь “букет”. Останній включає такі ускладнення, як ранні атеросклероз, артеріальна гіпертензія, коронарна недостатність, облітеруючий ендартеріїт, захворювання органів дихання, нирок, шкіри, хвороби печінки і жовчовивідних шляхів, моно- і поліневропатії. Грізними і небезпечними для життя станами залишаються гіпер- і гіпоглікемічна коми.

Захворювання на цукровий діабет було відоме ще в давнину. Основоположник медичної системи в Індії Сушрута (VI ст. до н. е.) написав керівництво з 6 книг “Сушрута-Санхіта”, в яких дав опис різних ліків. Серед 760 засобів, переважно рослинного походження, згадується і солодкувата речовина, рекомендована для лікування хворих на цукровий діабет.

Грецькому лікарю Аретею Каппадокійському (I–II ст. н. е.) приписують запровадження у медичний лексикон терміна “діабет” (від старогрецького слова “протікання крізь”), а також вельми влучну характеристику цієї хвороби, яку він назвав як “переплавка плоті в сечу”. Скоріш за все, даючи назву хворобі (щоправда, без означення “цукровий”), цей лікар відштовхувався від основної ознаки захворювання — сечовиснаження, котре в ті часи приписували слабкості нирок. Знання проявів розладу, однак, не вирішувало проблему лікування: спроби лікарів домогтися сприятливого перебігу недуги були безуспішними, і тому діагноз “діабет” був рівнозначний смертному вироку.

В Європі діагноз “цукровий діабет” був вперше встановлений в XVII столітті. Знаменитий англійський анатом і лікар Томас Вілліс (1621–1675) прагнув до всього дійти своїм розумом. Саме він вперше пов’язав розвиток цього захворювання з підвищеним рівнем цукру в організмі. Приладом для цього йому послужив його власний язик, один з найнадійніших і чутливих органів. Треба сказати, що цей метод, званий органолептичним, вірою і правдою прослужив лікарям всього світу аж до XX століття, поки на зміну йому не прийшли хімічні дослідження. У 1664 році, спробувавши на смак сечу діабетиків, Вілліс переконався в тому, що вона солодка. На жаль, як це часто буває, на його знахідку ніхто не звернув належної уваги. І тільки через 100 років англійський лікар П. Добсон встановив, що в сечі діабетичних хворих міститься глюкоза.

Постали запитання: з чим пов’язане підвищення рівня цукру при діабеті та де міститься той контролюючий чинник, який перестає стежити за концентрацією глюкози в організмі? У кінці XVIII — на початку XIX століття стали з’являтися наукові роботи, які свідчили про те, що цукровий діабет якимось чином пов’язаний з ураженням підшлункової залози. Проте пряме експериментальне підтвердження було отримане лише в 1889 році. Допоміг, як це часто буває, випадок. Німецький гістолог і анатом П. Лангерганс у 1869 році відкрив у підшлунковій залозі особливі клітини. Його співвітчизник ендокринолог Й. Мерінг і фізіолог О. Мінковський встановили в тому ж році, що видалення цієї залози викликає цукровий діабет. Це сталося, коли вони вивчали роль підшлункової залози в процесі травлення. Яке ж було їх здивування, коли якось вранці, прийшовши на роботу і заглянувши в операційну, де звечора була залишена собака, у якої напередодні видалили підшлункову залозу, експериментатори побачили, що вона вся обліплена мухами. Оглянувши тварину, вони зрозуміли, що мух принадив цукор, котрий в надлишку містився в сечі пса. Зробивши додаткові дослідження, вчені переконливо засвідчили, що у тварин після видалення підшлункової залози розвиваються всі ознаки цукрового діабету, що призводить до швидкої смерті.

У 1916 році англійський фізіолог Е. Шарпі-Шефер припустив, що групи залозистих клітин, які містяться в підшлунковій залозі у вигляді острівців і які отримали назву клітин Лангерганса, виробляють гормон, що регулює рівень цукру в крові. Шарпі-Шефер запропонував назвати цю речовину інсуліном (від латинського слова insula — острівець). Саме ці роботи стали тією дороговказною ниткою, яка привела Бантінга до успіху.

Канадський фізіолог Фредерик Грант Бантінг народився 14 листопада 1891 року поблизу Аллістона (провінція Онтаріо). В дитинстві, навчаючись у місцевих безплатних школах, він займався спортом і цікавився живописом. Намагаючись справдити надії батьків, котрі мріяли побачити сина священиком, у 1912 році він вступив на теологічний факультет Торонтського університету, однак, скоро зрозумівши, що насправді його цікавить медицина, того ж року перевівся в університетську медичну школу.

Після початку Першої світової війни Бантінг записався добровольцем в ряди медичного корпусу Королівської канадської армії, однак його відправили назад доучуватися, і в 1916 році він закінчив університет із ступенем бакалавра медицини. Протягом наступних двох років Бантінг служив військовим хірургом в Англії, і потім — у Франції, де в битві під Камбре отримав тяжке поранення шрапнеллю у праве передпліччя. Розуміючи, що ампутація означатиме кінець його кар’єри хірурга, він умовив лікуючого лікаря відтермінувати операцію, завдяки чому руку було врятовано.

Після війни Бантінг повернувся в Торонто і пропрацював два роки в місцевій дитячій лікарні. Влітку 1920 року він переїхав до м. Лондон (провінція Онтаріо) і відкрив приватну хірургічну практику. Однак коли з’ясувалося, що цей проект не виправдав себе з фінансового погляду, майбутній дослідник обійняти посаду доцента в медичній школі Західного Онтаріо, котра була в тому ж місті. Водночас він почав займатися науковими дослідженнями під керівництвом нейрофізіолога Ф. Р. Міллера.

Через певний час друг дитинства вченого помер від захворювання, яке нині означують як цукровий діабет. Це спонукало Бантінга зайнятися пошуком засобів для лікування цього розладу.

Як уже було сказано, багато лікарів підозрювали дисфункцію з боку підшлункової залози як першопричину цукрового діабету. Підшлункова залоза — це орган із двома типами секреторних клітин. Ацинозні клітини синтезують і виділяють у панкреатичні протоки травні ферменти, котрі згодом потрапляють у тонку кишку і залучаються до процесу хімічної обробки їжі. Острівцеві клітини синтезують інсулін і виділяють його безпосередньо у кров. Цей гормон сприяє поглинанню глюкози клітинами, де вона використовується як джерело енергії. Якщо клітини не одержують глюкози, вони починають утилізувати жири (у вигляді жирних кислот). Внаслідок біохімічного розщеплення останніх в умовах дефіциту інсуліну виникає діабетичний кетоацидоз — стан, при якому в крові і периферичних тканинах зростає вміст кетонових тіл і відбувається зсув кислотно-лужної рівноваги в бік ацидозу. До того, як стали застосовувати інсулін, це зазвичай призводило до летального наслідку.

Перші спроби виділити інсулін ускладнювалися тим, що цей гормон руйнувався трипсином, ферментом ацинозних клітин. Якось у жовтні 1920 року Бантінг прочитав статтю американського професора Мозеса Баррона, в якій описувалася блокада панкреатичної протоки жовчними каменями з подальшим розвитком атрофії ацинозних клітин. Тоді ж канадський дослідник записав у своєму щоденнику: “Перев’язати протоку підшлункової залози в собаки. Почекати шість-вісім тижнів. Видалити і екстрагувати”. Він сподівався, що, перев’язавши протоку і почекавши певний період часу, необхідний для руйнування ацинозних клітин, зможе знайти спосіб одержання екстракту острівцевих клітин, на котрі деструктивно не подіяв трипсин та інші панкреатичні ферменти.

На пропозицію Міллера Бантінг виклав свою ідею професору-фізіологу Торонтського університету Джону МакЛеоду, котрий міг забезпечити адекватну апаратуру. Останній спочатку висміяв запропонований проект, але згодом погодився, надавши для досліджень лабораторію, десять псів і свого лаборанта Чарльза Беста, котрий добре володів методикою визначення вмісту цукру в крові та сечі.

В травні 1921 року Бантінг і Бест почали серію експериментів, тоді як МакЛеод поїхав відпочивати у Шотландію. До його повернення молодим вченим вдалося екстрагувати інсулін із острівцевої тканини підшлункової залози. Експериментатори також виділили підшлункову залозу в одного собаки і потім ввели одержаний екстракт тварині, що вмирала від кетоацидозу. Собака одужав: рівень глюкози у крові знизився до нормальних величин, а в сечі глюкоза зникла взагалі.

Того ж року Бантінг і Бест повідомили про результати своїх досліджень на засіданні наукового клубу при “Фізіологічному журналі” Торонтського університету, а в грудні 1921 року виступили перед членами Американського фізіологічного товариства у м. Нью-Хейвен (штат Коннектикут). Цього разу під час виступу був присутній і МакЛеод, котрий згодом мобілізував усі можливості власної кафедри, щоб отримати й очистити велику кількість інсуліну. Для цього була потрібна допомога біохіміка — ним став Д. Б. Колліп. В січні 1922 року в дитячій лікарні м. Торонто було вперше успішно застосовано інсулін у 14-річного хлопчика, що страждав на тяжку ювенільну форму цукрового діабету. В наступній серії клінічних досліджень було з’ясовано біологічний вплив інсуліну й на основі цього розроблено терапевтичні рекомендації. Подальше дозування препарату визначав особисто Бантінг, котрий призначав різну кількість гормону, одержаного з панкреатичного екстракту великої рогатої худоби, своєму колишньому співробітнику Джо Джілкрайсту, котрий захворів на діабет і добровільно погодився на проведення експерименту.

Того ж року МакЛеод виступив із доповіддю для преси про відкриття інсуліну на засіданні Американської медичної асоціації. Що стосується Бантінга, то замість того, щоб одержати патент на препарат і потім казково розбагатіти, він передав усі права Торонтському університету, котрі згодом перейшли до Канадської ради з медичних досліджень. Наприкінці 1922 року інсулін появився на ринку.

Водночас вчений писав докторську дисертацію за результатами своїх досліджень і згодом одержав науковий ступінь доктора медицини. Його ім’я стало всесвітньовідомим. В 1923 році влада провінції Онтаріо заснувала в Торонтському університеті відділ медичних досліджень імені Бантінга і Беста, спеціальним декретом канадського парламенту перший з них одержав пожиттєву ренту розміром 7500 доларів на рік. В Торонто також були засновані Дослідницький фонд та Інститут імені Бантінга, регулярно відбувалися меморіальні читання на його честь.

Король Англії Георг V надав досліднику дворянське звання, його також було обрано членом Лондонського королівського наукового товариства, почесним членом Королівських коледжів хірургів та лікарів. Бантінг одержав премію Ріва Торонського університету (1922 р.), премію Камерона, почесне право читати лекції в Единбурзькому університеті (1927 р.), медаль Флейвелла Королівського наукового товариства Канади, а також почесні наукові ступені Університету Торонто і Квінс-коледжу (м. Нью-Йорк).

Бантінг і МакЛеод розділили Нобелівську премію з фізіології і медицини 1923 року “за відкриття інсуліну”. Обурений тим, що серед лауреатів не було Беста, Бантінг погрожував відмовитися від нагороди, але згодом за порадою друзів не став цього робити. Він, проте, віддав половину одержаних грошей Бесту, привселюдно заявивши про його роль у цьому відкритті.

Незадовго до початку Другої світової війни вчений зацікавився авіаційною медициною, зокрема, біологічною дією надмірних висот на організм людини. В 1940 році він добровільно вступив на службу у військово-повітряні сили Канади як офіцер зв’язку і доставляв важливі повідомлення з Північної Америки в Англію. 21 лютого 1941 року військовий літак, на якому летів Бантінг, потрапив в авіакатастрофу у віддаленому районі Ньюфаундленду. Дослідник помер до того, як прибула рятувальна команда. Посаду керівника кафедри обійняв Бест.

На цьому історія інсуліну не закінчилася. У 1954 році англійський біохімік Ф. Сенгер розшифрував хімічну його будову і через чотири роки (1958 р.) став черговим Нобелівським лауреатом. На початку 60-х років відразу дві групи дослідників — у США та Німеччині — синтезували інсулін у лабораторних умовах.

Підготував Юрій Матвієнко

Література

  1. Berche P, Lefrère JJ. The return to life with insulin. Ann Endocrinol (Paris). 2010 Sep;71(4):243-8.
  2. Dominguez LJ, Licata G. The discovery of insulin: what really happened 80 years ago. Ann Ital Med Int. 2001 Jul-Sep;16(3):155-62.
  3. Hargittai I. The Road to Stockholm: Nobel Prizes, Science, and Scientists. — Oxford University Press, 2002. — 370 p.
  4. Heath I. Frederick Banting and the opportunities of research by general practitioners. CMAJ. 2011 Apr 19;183(7):776-7.
  5. Katz S. A new, informal glimpse of Dr. Frederick Banting. Can Med Assoc J. 1983 Dec 1;129(11):1229-32.
  6. Kurian G.T. The Nobel Scientists: A Biographical Encyclopedia. — Prometheus Books, 2002. — 675 p.
  7. MacLeod JB. Frederick G. Banting: Giving prospects for life from the past to the new millennium. Arch Surg. 2006 Jul;141(7):705-7.
  8. Majumdar SK. Glimpses of the history of insulin. Bull Indian Inst Hist Med Hyderabad. 2001 Jan-Jun;31(1):57-70.
  9. Raju TN. A mysterious something: the discovery of insulin and the 1923 Nobel Prize for Frederick G. Banting (1891-1941) and John J.R. Macleod (1876-1935). Acta Paediatr. 2006 Oct;95(10):1155-6.
  10. Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy. Clin Chem. 2002 Dec;48(12):2270-88.
  11. Toledo-Pereyra LH. Nobel Laureate surgeons. J Invest Surg. 2006 Jul-Aug;19(4):211-8.
  12. Shampo MA, Kyle RA. Frederick Banting — Nobel laureate for discovery of insulin. Mayo Clin Proc. 2005 May;80(5):576.
  13. Vipond M. A Canadian hero of the 1920s: Dr. Frederick G. Banting. Can Hist Rev. 1982;63(4):461-86.