dr n. med.
JACEK JAWORSKI
specjalista neurolog

Insulina jest hormonem, który odgrywa kluczową rolę w metabolizmie węglowodanów i leczeniu cukrzycy. Wszystkie odmiany tej choroby są skutkiem nieprawidłowego wykorzystania cukru z krążącej krwi, co wynika z niedostatecznej, nieskutecznej lub braku produkcji insuliny.

W ciągu wielu stuleci naukowcy rozwijali wiedzę na temat cukrzycy. Choroba znana była już w starożytnej Grecji. Diagnozowano ją, smakując mocz, który u cukrzyków miał słodki smak. W XIX wieku rozumiano już rolę trzustki w metabolizmie energetycznym, jednak nie potrafiono określić dokładnie roli gruczołu w cukrzycy. W roku 1890 przeprowadzono eksperyment polegający na usunięciu trzustki z organizmu psa, co doprowadziło w ciągu kilku tygodni do rozwoju choroby z objawami przypominającymi cukrzycę u człowieka (wysokie stężenie cukru we krwi, duża objętość wydalanego moczu, śpiączka cukrzycowa, śmierć w przebiegu kwasicy). Pierwszym fizjologiem, który zasugerował, że wpływ na stężenie cukru we krwi mają komórki wysp trzustkowych (wysp Langerhansa), był Edward Albert Shaprey-Schäfer w roku 1894. Nie udało mu się wyizolować substancji znanej obecnie jako insulina, ale użył terminu „insulina”

w odniesieniu do nieznanego dotychczas hormonu. W 1901 roku odkryto, że podwiązanie przewodów trzustkowych u zwierząt powoduje zniszczenie większości komórek produkujących enzymy trawienne w trzustce. Zaobserwowano, że zabieg nie powodował uszkodzenia komórek wysp Langerhansa trzustki, a metabolizm cukru pozostawał prawidłowy. Wskazywało to jednoznacznie na ich rolę w rozwoju cukrzycy.

Pierwszym naukowcem, któremu udało się wyizolować insulinę i zastosować ją w leczeniu cukrzycy, był dr Frederick G. Banting, co miało miejsce w 1921 roku. Założył, że nieskuteczne próby izolacji insuliny wynikały do tej pory z faktu niszczenia jej przez enzymy trawienne trzustki. Eksperyment miał polegać na tym, że podwiązywał przewody trzustkowe zwierząt, co doprowadzało do zniszczenia komórek produkujących enzymy trawienne, pozostawiając przy życiu komórki produkujące insulinę. Następnie planował wyizolować hormon z gruczołu trzustki. Ciągle pozostawał problem czystości wyizolowanej insuliny oraz ilości hormonu. Banting wystąpił z prośbą o udostępnienie laboratorium do uznanego wówczas fizjologa, kierownika Zakładu Fizjologii Uniwersytetu w Toronto, profesora Johna Jamesa Rickarda Macleod’a. W tym czasie do Bantinga dołączył asystent Charles Herbert Best, specjalizujący się w chemicznych testach krwi. Badania rozpoczęły się w maju 1921 roku. Początkowo naukowcy zmagali się z problemami technicznymi; psy, u których wykonywano zabiegi podwiązania przewodów trzustkowych, umierały. Banting i Best decydowali się nawet kupować psy za niewielkie kwoty na „czarnym rynku”. Ostatecznie 27 lipca 1921 roku udało się przygotować do eksperymentu psa z usuniętą trzustką (cukrzyca) i psa z podwiązanymi przewodami trzustkowymi. Trzustka z podwiązanymi przewodami trzustkowymi została usunięta, zamrożona, a następnie zmielona i oczyszczona. Uzyskano ekstrakt, który po ogrzaniu został podany psu z cukrzycą w objętości 5 ml. Pobierane co 30 minut próbki krwi wskazywały na obniżanie się stężenia glukozy. Nieszczęsny pies, jak można się było spodziewać, zdechł następnego ranka z powodu powikłań infekcyjnych, wynikających z zanieczyszczeń ekstraktu, jednak po raz pierwszy potwierdzono wpływ wyizolowanego związku (nazwanego wstępnie „isletin” – od angielskiego słowa „islet” – wysepka) na cukrzycę. Następnym problemem było zwiększenie efektywności procesu izolacji hormonu, gdyż jasne było, że zastosowanie psów ograniczy tempo produkcji insuliny. Rozpoczęto ekstrakcję hormonu z trzustki krów, co poprawiło wyniki badań. Do grupy badawczej dołączył na tym etapie James Bertram Collip, uznany kanadyjski biochemik, który opracował metodę oczyszczania wyizolowanej insuliny.

Pierwszym człowiekiem, u którego zastosowano insulinę w ramach próby klinicznej, był 14-letni chłopiec – Leonard Thompson. Po pierwszej iniekcji obserwowano obniżenie stężenia glukozy, jednak w miejscu wkłucia rozwinął się ropień. Collip prowadził dalsze badania nad oczyszczaniem ekstraktu, co doprowadziło do kolejnej próby klinicznej 23 stycznia 1922 roku. Insulinę podano temu samemu chłopcu, w wyniku czego osiągnięto olbrzymi i niepodważalny sukces – spadek stężenia glukozy we krwi, obniżenie stężenia ciał ketonowych (wyznaczników kwasicy) i zmniejszenie ilości glukozy wydalanej z moczem.

W dniu 15 kwietnia 1923 roku insulina stała się powszechnie dostępna. Naukowcy weszli na oddział Szpitala Uniwersyteckiego w Toronto, który wypełniony był dziećmi umierającymi z powodu cukrzycy. Mali pacjenci pozostawali głęboko nieprzytomni, w stanie śpiączki, ku udręce i ogromnemu smutkowi towarzyszących im rodziców. Ten moment pozostaje ciągle jednym z najbardziej pamiętnych i przełomowych w historii medycyny. Naukowcy, przechodząc od łóżka do łóżka, podali każdemu z pacjentów świeżo wyizolowaną insulinę. W chwili podawania hormonu ostatniemu dziecku, pierwszy pacjent odzyskał przytomność. Następnie przytomność odzyskały kolejno wszystkie dzieci w sali szpitalnej. Przestrzeń wypełniona dotychczas tylko śmiercią i smutkiem, została momentalnie oświetlona radością i nadzieją.

Za odkrycie insuliny Banting i Macleod otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w 1923 roku. Nagrodą oczywiście podzielili się z pozostałymi członkami zespołu badawczego.

Po ponad stu latach, które upłynęły od odkrycia insuliny, warto pamiętać o tym przełomowym wydarzeniu i jego bohaterach.