ใครค้นพบอินซูลิน?

อินซูลินเป็นหัวใจสำคัญในการรักษาโรคเบาหวานเนื่องจากโรคเบาหวานทุกประเภทเกิดขึ้นเนื่องจากร่างกายไม่สามารถใช้น้ำตาลในเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพอันเป็นผลมาจากการให้อินซูลินไม่เพียงพอไม่ได้ผลหรือไม่มีเลย

นักวิทยาศาสตร์นวัตกรรมที่ค้นพบอินซูลินได้รับรางวัลโนเบล แต่การค้นพบนี้ยังก่อให้เกิดความขัดแย้ง

การค้นพบอินซูลินเกิดขึ้นในปีพ. ศ. 2464 ตามความคิดของศัลยแพทย์กระดูกชาวแคนาดาชื่อ Frederick G.Banting ทักษะทางเคมีของ Charles Best ผู้ช่วยของเขาและ John MacLeod จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดา

บัญชีที่ขัดแย้งกันหลายเรื่องเกี่ยวกับการค้นพบอินซูลินได้แพร่กระจายไปทั่วในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและแม้แต่รางวัลโนเบลที่ได้รับรางวัลสำหรับการค้นพบในปี 2466 ก็ยังเป็นคำถามในหลายปี

ในบทความนี้เราจะดูผู้ที่รับผิดชอบในการรักษาโรคเบาหวานที่ก้าวล้ำนี้

ประวัติของอินซูลิน

คนกลุ่มหนึ่งค้นพบอินซูลิน

ความเข้าใจเกี่ยวกับโรคเบาหวานได้รับการพัฒนามาเป็นเวลาหลายพันปี แม้แต่ชาวกรีกโบราณก็รู้เรื่องนี้และจะวินิจฉัยโรคเบาหวานโดยการชิมปัสสาวะ

ความตระหนักว่าสถานะบางอย่างของปัสสาวะและระดับความกระหายที่เกี่ยวข้องกับระดับน้ำตาลในเลือดได้เพิ่มขึ้นในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา

ในขณะที่นักสรีรวิทยาในศตวรรษที่ 19 เข้าใจว่าตับอ่อนมีส่วนสำคัญในการประมวลผลพลังงานทั่วร่างกาย แต่พวกเขาไม่เข้าใจบทบาทโดยตรงของตับอ่อนในโรคเบาหวานจนกระทั่งนักสรีรวิทยาสองคนถอดตับอ่อนออกจากสุนัขในปี พ.ศ. 2433

นักวิทยาศาสตร์สองคนนี้สังเกตเห็นพัฒนาการของโรคเบาหวานที่รุนแรงในช่วง 3 สัปดาห์รวมถึงอาการที่คุ้นเคยกับคนที่มีอาการในปัจจุบัน ได้แก่ :

• น้ำตาลในเลือดสูง
• ปัสสาวะที่เจือจางมากดังที่เห็นในโรคเบาจืด
• โคม่าเบาหวาน
• เสียชีวิตจากคีโตซีส

นักสรีรวิทยาคนแรกที่แนะนำว่าเกาะเล็กเกาะน้อยของตับอ่อนหรือเกาะเล็กเกาะน้อยของ Langerhans อาจส่งผลกระทบของตับอ่อนในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดคือ Sir Edward Albert Sharpey-Schäferซึ่งเป็นผู้เรียกร้องเหล่านี้เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ.

ในขณะที่เขาไม่ได้แยกสารที่เราเข้าใจว่าเป็นอินซูลิน แต่ตอนนี้เขาใช้คำว่า "อินซูลิน" เพื่ออธิบายถึงสารที่ยังไม่ถูกค้นพบนี้และชี้ให้เห็นทั้งการดำรงอยู่และความสำคัญของมันในปีพ. ศ.

ในปีพ. ศ. 2444 นักวิทยาศาสตร์พบว่าท่อตับอ่อนในสุนัขแมวและกระต่ายได้ทำลายเซลล์จำนวนมากที่สร้างฮอร์โมนในตับอ่อน

อย่างไรก็ตามเกาะเล็กเกาะน้อยของ Langerhans ซึ่งปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จักผลิตอินซูลินแล้วยังคงมีสภาพสมบูรณ์ ที่สำคัญไม่พบสัญญาณของน้ำตาลในเลือดในปัสสาวะซึ่งเป็นอาการทั่วไปของโรคเบาหวาน นี่เป็นข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนครั้งแรกว่าเซลล์เกาะเล็กเกาะน้อยมีบทบาทในการพัฒนาโรคเบาหวาน

การค้นพบ

ในปีพ. ศ. 2464 ดร. เฟรดเดอริคจีแบนทิงกลายเป็นบุคคลแรกที่แยกสารคัดหลั่งออกจากเซลล์เกาะเล็กเกาะน้อยและเสนอให้เป็นแนวทางในการรักษาโรคเบาหวาน

เขาสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ อาจไม่สามารถหาอินซูลินได้เนื่องจากเอนไซม์ย่อยอาหารได้ทำลายอินซูลินก่อนที่ใครจะสกัดได้

แผนของ Banting คือผูกท่อตับอ่อนของสุนัขทดลองไว้จนกว่าเซลล์ที่ผลิตเอนไซม์จะเสื่อมสภาพลงทำให้เซลล์เกาะเล็กเกาะน้อยที่แข็งแรงยังคงมีชีวิตอยู่ จากนั้นเขาจะแยกกากออก

Banting ไม่มีความรู้เพียงพอเกี่ยวกับพัฒนาการใหม่ ๆ ในการตรวจน้ำตาลในเลือดเพื่อตรวจหาเบาหวานอย่างถูกต้องดังนั้นเขาจึงตรวจปัสสาวะซึ่งมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า

อย่างไรก็ตามแนวคิดดังกล่าวไม่ใช่เรื่องใหม่นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้พยายามผลิตสารสกัดจากตับอ่อนที่ช่วยลดน้ำตาลในเลือดและไม่มีประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจาก Banting สามารถแยกฮอร์โมนได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น

นอกจากนี้สารสกัดยังมีคุณสมบัติเป็นพิษและก่อให้เกิดผลข้างเคียงที่รุนแรงรวมทั้งความเจ็บปวดและไข้ในสัตว์

การพัฒนา

อินซูลินล้มเหลวในการทดลองทางคลินิกครั้งแรก

Banting ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในด้านการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตดังนั้นเมื่อเขาขอพื้นที่ห้องปฏิบัติการและสิ่งอำนวยความสะดวกจากศาสตราจารย์ John James Rickard Macleod หัวหน้าสรีรวิทยาของมหาวิทยาลัยโตรอนโตนักสรีรวิทยาที่ได้รับการยกย่องในตอนแรกก็ไม่เต็มใจ

อย่างไรก็ตามความคงอยู่ของ Banting และความเป็นไปได้ของผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือมากขึ้นทำให้ MacLeod บริจาคพื้นที่ห้องปฏิบัติการ ในขณะที่การผูกตับอ่อนเพื่อทำให้มันพังไม่ใช่เครื่องมือในการสืบสวนใหม่ แต่แนวคิดในการแยกเกาะเล็กเกาะน้อยเนื่องจากการเสื่อมสภาพที่ช้าลงเป็นที่สนใจของ Macleod

ไม่มีใครพยายามดึงเกาะเล็กเกาะน้อยออกจากตับอ่อนที่เสื่อมสภาพเต็มที่

Banting รับผู้ช่วย Charles Herbert Best เพื่อช่วยในการแยกอินซูลิน Macleod ช่วยในเรื่องโครงสร้างทั่วไปของการวิจัยและ Best เชี่ยวชาญในการทดสอบทางเคมีของเลือดเพื่อตรวจสอบระดับกลูโคส

การวิจัยเริ่มขึ้นเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2464

จุดมุ่งหมายคือการล่อตับอ่อนของสุนัขจนพังและเริ่มผลิตสารสกัดจากเกาะเล็กเกาะน้อย จากนั้นสารสกัดนี้จะมอบให้กับสุนัขตัวอื่น ๆ ที่ไม่มีตับอ่อนเพื่อวัดผลกระทบต่อโรคเบาหวาน

ความคืบหน้าเริ่มช้า Banting ต่อสู้กับการผ่าตัดสัตว์และสุนัข 7 ตัวจาก 10 ตัวเสียชีวิต Banting และ Best ต้องหันไปซื้อสุนัขในตลาดมืดข้างถนนในราคาไม่กี่ดอลลาร์แคนาดา

ในวันที่ 27 กรกฎาคมในที่สุดพวกเขาก็ได้เตรียมสุนัขที่เอาตับอ่อนออกได้สำเร็จและสุนัขที่มีท่อตับอ่อนผูกอยู่ สามวันต่อมานักวิจัยได้แช่แข็งตับอ่อนที่เสื่อมสภาพแล้วบดให้เป็นเนื้อเดียวกันและกรองก่อนที่จะอุ่นที่อุณหภูมิห้องและฉีด 5 มิลลิลิตร (มล.) ลงในสุนัขโดยไม่มีตับอ่อน

นักวิทยาศาสตร์เก็บตัวอย่างเลือดจากสุนัขทุกๆ 30 นาทีและพบว่าน้ำตาลในเลือดลดลงชั่วคราวจาก 0.2 เปอร์เซ็นต์เป็น 0.12 เปอร์เซ็นต์ สุนัขเสียชีวิตในเช้าวันรุ่งขึ้นเนื่องจากการติดเชื้อ แต่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นสัญญาณแรกของการต่อต้านโรคเบาหวานจากสารสกัดซึ่งพวกมันตั้งชื่อว่า isletin

ในขณะที่การทดลองหลายครั้งของพวกเขาล้มเหลวส่งผลให้สุนัขในห้องปฏิบัติการเสียชีวิต Banting และทีมงานพบว่าระดับน้ำตาลในเลือดลดลงอย่างสม่ำเสมอซึ่งเป็นผลมาจากสารสกัดของพวกเขาที่พวกเขามั่นใจในคุณสมบัติต่อต้านโรคเบาหวานของ isletin ซึ่งจะกลายเป็นอินซูลินในภายหลัง .

จากนั้น Banting และ Best จึงตัดสินใจว่าแทนที่จะทำลายตับอ่อนทีละน้อยพวกเขาจะใช้ฮอร์โมนที่เรียกว่า secretin เพื่อทำงานหนักเกินไปและทำให้ตับอ่อนหมดไปโดยหวังว่าจะช่วยลดพิษในขณะที่ยังให้อินซูลินอยู่

ขั้นตอนในการรับสารคัดหลั่งเป็นเรื่องยากและไม่สามารถทำได้ แต่แสดงให้เห็นถึงวิธีที่ปลอดภัยกว่าในการดึงอินซูลินจากตับอ่อน

พวกเขายังเผชิญกับความท้าทายในการพยายามรวบรวมสารสกัดจากสารละลายตับอ่อนโดยไม่ทำลายสารออกฤทธิ์ซึ่งเป็นสารที่สร้างผลการรักษาในยา - ในกรณีนี้คืออินซูลิน

ขั้นตอนถัดไป

ความท้าทายต่อไปคือการค้นหาวิธีการผลิตเซลล์เกาะเล็กเกาะน้อยดังนั้นอินซูลินในระดับมวลเพื่อให้สามารถใช้เป็นยาในวงกว้างสำหรับโรคเบาหวานได้

เมื่อตระหนักว่าการจัดหาสุนัขสำหรับการทำ ligation ตับอ่อนจะจำกัดความก้าวหน้าของการวิจัย Banting และ Best จึงเปลี่ยนไปใช้ตับอ่อนของวัวเป็นแหล่งวัตถุดิบ

ด้วยการปรับเปลี่ยนกระบวนการสกัดและเข้มข้นของสารละลายนักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตสารที่มีส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ (อินซูลิน) ในปริมาณที่มากขึ้น จากนั้นพวกเขาก็ฉีดสารสกัดนี้ให้กับสุนัขทดลองตัวหนึ่งที่ไม่มีตับอ่อน

น้ำตาลในเลือดของสุนัขลดลงจาก 0.46 เปอร์เซ็นต์เหลือ 0.18 เปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ พวกเขาเชื่อว่าตับอ่อนของวัวเป็นหนทางไปข้างหน้าอย่างคุ้มค่าและมีอยู่อย่างกว้างขวาง

ณ จุดนี้ MacLeod ได้เปลี่ยนแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ทั้งหมดเพื่อสนับสนุนงานวิจัยนี้ อย่างไรก็ตามความตึงเครียดระหว่าง Banting และ MacLeod กำลังทวีความรุนแรงขึ้นเนื่องจาก Banting รู้สึกว่า MacLeod ได้รับเครดิตในการทำงานของเขา

ในทางกลับกัน MacLeod รู้สึกหงุดหงิดกับท่าทีของ Banting และความสงสัยอยู่ตลอดเวลา

James Bertram Collip นักชีวเคมีชาวแคนาดาที่มีชื่อเสียงเข้ามาทำงานในการทำให้อินซูลินบริสุทธิ์ เมื่อเขาบรรลุระดับความบริสุทธิ์ที่เหมาะสมแล้วพวกเขาจะทดสอบกับกระต่ายก่อนจากนั้นจึงทดสอบกับมนุษย์

อย่างไรก็ตามอินซูลินไม่ผ่านการทดลองทางคลินิกครั้งแรก

การทดสอบครั้งแรกเกี่ยวข้องกับเด็กชายอายุ 14 ปีที่เป็นโรคเบาหวานขั้นรุนแรง ในขณะที่สารสกัดดังกล่าวทำให้น้ำตาลในเลือดลดลงจาก 0.44 เปอร์เซ็นต์เป็น 0.32 เปอร์เซ็นต์และปริมาณกลูโคสที่ถูกขับออกมาลดลงเล็กน้อยฝีที่เกิดขึ้นที่บริเวณที่ฉีดและระดับคีโตนซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ของโรคเบาหวานอีกตัวหนึ่งก็ไม่เปลี่ยนแปลง

Collip ทำงานเพื่อทำให้สารสกัดบริสุทธิ์ยิ่งขึ้นและการทดลองทางคลินิกครั้งที่สองซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2465 ประสบความสำเร็จในทันทีและลึกซึ้ง ระดับน้ำตาลในเลือดของเด็กชายอายุ 14 ปีคนเดียวกันลดลงจาก 0.52 เปอร์เซ็นต์เป็น 0.12 เปอร์เซ็นต์ภายใน 24 ชั่วโมงและคีโตนก็หายไปจากปัสสาวะ ปริมาณกลูโคสที่ถูกขับออกลดลงจาก 71.1 กรัม (กรัม) เป็น 8.7 กรัม

ผู้นำการทดลองทำซ้ำการปรับปรุงที่สำคัญเหล่านี้กับผู้ป่วยอีกหกรายในเดือนหน้า

ในขณะที่การทดลองทั้งหมดนี้เกิดขึ้น Banting ได้เตรียมสุนัขสำหรับการทดลองเป็นหลักและหาวิธีใหม่ ๆ ในการผลิตอินซูลินเพื่อการผลิตจำนวนมากและมีส่วนร่วมเพียงเล็กน้อยในการทดลองหรือเอกสารที่เป็นผลลัพธ์

Banting เริ่มหมดหวังที่จะได้รับการยอมรับและในช่วงปลายปีพ. ศ. 2465 ความโกรธและความผิดหวังของเขาเริ่มก่อให้เกิดความขัดแย้ง จนถึงจุดหนึ่ง Collip ขู่ว่าจะออกจากกลุ่มโดยไม่ผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของเขา มีรายงานว่า Banting มาทะเลาะกับเขาในห้องโถงของมหาวิทยาลัย

ในขณะที่รายงานที่แตกต่างกันจำนวนมากยังคงเผยแพร่เกี่ยวกับผู้ที่ควรได้รับเครดิตในการค้นพบอินซูลิน แต่ Banting เป็นผู้ที่เริ่มล้อเคลื่อนไหวแม้จะมีประสบการณ์ที่ จำกัด ในสนามและรวบรวมทีมที่พัฒนาความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดสำหรับการจัดการโรคเบาหวาน

การโต้เถียงเรื่องรางวัลโนเบล

ธนบัตร 100 ดอลลาร์แคนาดาเป็นอนุสรณ์แก่รางวัลโนเบลจากการค้นพบอินซูลิน

ในปีพ. ศ. 2466 นักสรีรวิทยาชาวเดนมาร์กชื่อ August Kroch เสนอชื่อเข้าชิงรางวัลโนเบลร่วมกันสำหรับ Banting และ MacLeod ตามแนวคิดของ Banting และคำแนะนำของ MacLeod

Banting เป็นผู้ได้รับการเสนอชื่อชิงรางวัลโนเบลคนแรกจากแคนาดาและตอนนี้อินซูลินหนึ่งขวดก็มีความภาคภูมิใจในธนบัตร 100 ดอลลาร์ของแคนาดา

อย่างไรก็ตามคณะกรรมการโนเบลสามารถมอบรางวัลที่เป็นที่ต้องการให้ระหว่างหนึ่งถึงสามคนเท่านั้น Banting รู้สึกโกรธที่ได้ยินเกี่ยวกับการเสนอชื่อร่วมของ MacLeod โดยเชื่อว่า Best ควรได้รับการเสนอชื่อแทนและเกือบจะปฏิเสธรางวัล

อย่างไรก็ตามเขาเปลี่ยนใจและแทนที่จะแบ่งปันเครดิตและเงินรางวัลกับ Best เมื่อ MacLeod พบเขาก็ทำเช่นเดียวกันกับ Collip

หลายปีต่อมาหลังจากที่ Banting เสียชีวิตในอุบัติเหตุเครื่องบินตกในปี 2484 ประวัติอย่างเป็นทางการของรางวัลโนเบลได้รับการยอมรับต่อสาธารณชนว่า Best มีส่วนร่วมในการพัฒนาอินซูลิน

สรุป

ทีมคนค้นพบอินซูลิน

Frederick G. Banting ได้คิดค้นวิธีการสกัดสารสกัดจากตับอ่อนในปีพ. ศ. 2464 John MacLeod หัวหน้าสาขาสรีรวิทยาของมหาวิทยาลัยโตรอนโตดูแลกระบวนการนี้ Charles Best ผู้ช่วยของ Banting ช่วยปรับแต่งกระบวนการและนักชีวเคมีชื่อ James Collip ช่วยฟอกอินซูลินให้บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นเพื่อให้เป็นประโยชน์ทางการแพทย์