Дзен
Телеграм
В поезде, идущем осенью 1922 года из американского города Оберон в канадский Торонто, десятилетняя Женева внезапно потеряла сознание. Ее мать, опытный доктор Жозефина Штикельбергер немедленно попросила о помощи. Машинист передал по рации сообщение о чрезвычайной ситуации, прося как можно скорее подать карету неотложной помощи к вокзалу Торонто. Доктор Фред Бантинг, в числе прочих медиков прибывший на станцию, ввел девочке заранее приготовленный препарат.
Женева пришла в себя. Доктор вырвал ее из когтей гипергликемической комы, кризисного состояния из-за избытка глюкозы в крови, вслед за которой должна была последовать неизбежная смерть. В шприц был набран инсулин, дозированный небрежно, но врачи тех лет еще не обладали знаниями о допустимых единицах.
Знания о важнейшем пептидном гормоне и недугах, с ним связанных, были немногочисленны и почти сплошь интуитивны. С тех пор прошло почти столетие, за которое спасший Женеву инсулин стал самым изученным гормоном.
Принципиальное значение инсулина
Гормоны играют первостепенную роль в человеческом организме. Они задают тон обменным процессам, выступая гуморальными, то есть переносимыми с кровью, регуляторами всех превращений веществ. Фактически, они пишут сценарий, по которому будут идти метаболические изменения. Инсулин (от лат. insula – остров), который поначалу хотели назвать ислетином, является гормоном белково-пептидной природы. Иными словами, в основе его конструкции – аминокислотные цепи.
В пептидном классе ему, как проводнику глюкозы в клетку, отведено особое место. Он, подобно другим гормональным регуляторам, диктует телу человека условия: будут ли клетки расти, какие ткани будут гипертрофироваться или сокращаться, будет ли достаточное количество энергии доставлено клеткам. Дефицит гормона-проводника ведет к гипергликемии: в крови накапливается избыточное количество глюкозы, вследствие чего ощущаются сухость во рту, жажда, утомленность, зуд кожи, ослабевает зрение. При критическом превышении референсных (пороговых) значений наступает расстройство сознания, в крайнем случае – смерть.
Нехватка глюкозы сильнее всего сказывается на тканях головного мозга: всего пятиминутное ее отсутствие приводит к их смерти. Важно знать, что инсулин – мощнейший анаболический гормон. Его воздействие на рост мышечного волокна (равно как и жирового слоя) превосходит даже аналогичное у тестостерона. Уровень секреции имеет как фоновый (базальный) режим, так и пиковый, совпадающий с отрезками времени после приемов пищи.
Инсулин строго контролирует жировой обмен. При его недостатке жиры расщепляются не до конца, а их распад сопровождается выделением токсичных ацетона и ацетоуксусной кислоты. За секрецию столь функционального соединения ответственен микроскопический участок поджелудочной железы, заполненный островками Лангерганса.
Сахарный диабет
Очевидно, что нарушение баланса инсулина и глюкозы влечет за собой тяжелые последствия. Поэтому феноменальное внимание научного мира к его биохимии далеко не случайно. Гормон поджелудочной железы все пристальнее изучают из-за фантастических темпов распространения диабета. Его краеугольный камень – инсулин. Суть его сводится к комплексному расстройству метаболизма: белкового, углеводного, жирового и минерального обмена.
Прогнозы 2001 года пророчили 320 млн. больных к 2030 году, хотя уже в 2016 году их число достигло 422 млн. Его классификация традиционно подразумевает выделение двух типов, но в действительности их несколько больше, например, список можно дополнить сахарным диабетом беременных. Природа расстройства до сих пор остается не до конца раскрытой. Суть первого из двух основных типов состоит в том, что организм больного испытывает критический дефицит инсулина. Причина – атрофия островков Лангерганса, как следствие – отсутствие секреции гормона. Разрушение синтезирующих клеток, чаще всего, происходит из-за сбоя иммунной системы (спровоцированного вирусом или стрессом).
Антитела иммунитета в этом случае поражают не только чужеродные белки, но и клетки поджелудочной железы. Суть второго типа – в сопротивляемости инсулину. Концентрация искомого гормона в крови может быть в норме и даже несколько выше, однако, в силу ряда причин клетки не реагируют на него. Впрочем, отдельно стоят случаи, при которых островки Лангерганса не повреждены, но выброс гормона в кровь ничтожно мал.
Гормон роста и инсулин
С диабетом логически связан и гормон-строитель, соматотропин, являющийся антагонистом инсулина. Он снижает обычное и инсулинстимулированное потребление глюкозы клетками, ее окисление в них и рост жировой ткани. Повышая концентрацию внутриклеточного кальция, он регулирует ее чувствительность к гормону-проводнику. Большие его дозы, в случае их использования в терапии, провоцируют гипергликемию, то есть перенасыщение крови глюкозой, с уже перечисленным выше набором симптомов.
История открытия гормона
Человечество борется с диабетом не одну тысячу лет. Еще лекари Древнего Египта упоминали характерные его признаки. Римляне Цельс и Арет (I век н.э.) считали, что бесконечная жажда, обезвоживание, в сочетании с упадком сил и быстрой утомляемостью суть проявления особого недуга. Однако только в XX столетии инсулин удалось получить в лаборатории, чтобы затем начать его промышленное производство. Конечно, еще в XIX веке физиологи Меринг и Минковски установили критическую роль поджелудочной железы в регулировании уровня глюкозы.
Однако продвинуться дальше этого не сумели. Оборудование было несовершенно. 27 июля 1921 года физиолог Фред Бантинг в лаборатории, с трудом арендованной у доктора Маклеода, вводит подопытной собаке экстракт ее же, ранее удаленной, поджелудочной железы. Гипергликемию удается купировать. Выделяемые несколькими месяцами позже из бычьих желез гормоны уже напоминали готовый противодиабетический препарат.
Биохимик Джеймс Коллип с помощью инструментов химической технологии сделал «грязный» бычий инсулин чистейшим медикаментом. 23 января 1922 года препарат был испытан на человеке, вызвав ликование среди врачей и ученых.
Доступные препараты
С точки зрения конструкции молекулы гормон очень громоздок, что затрудняет его искусственный синтез. Поначалу препарат получали из поджелудочной железы быка, позже - свиньи, модифицировав, убрав одну аминокислоту, отличающую его от человеческого аналога. Впрочем, сейчас сложные молекулы производят клетки с геном инсулина, обеспечивая аптеки исключительно чистой субстанцией, плодом генетической инженерии.
Острая медицинская повестка провоцирует очень высокий интерес к биохимии гормона-проводника глюкозы. Работы по открытию и изучению инсулина позволили лечебной практике заметно повысить качество жизни больных сахарным диабетом. С момента, когда инъекция инсулина вывела из гипергликемической комы Женеву Штикельбергер, были спасены миллионы людей