من اكتشف الأنسولين؟
الأنسولين أساسي في علاج مرض السكري ، حيث تحدث جميع أنواع مرض السكري بسبب عدم قدرة الجسم على استخدام السكر في الدم بكفاءة نتيجة عدم كفاية أو عدم فعالية أو عدم وجود إمدادات الأنسولين.
حصل العلماء المبتكرون الذين اكتشفوا الأنسولين على جائزة نوبل ، لكن هذا الاكتشاف تسبب أيضًا في جدل.
تم اكتشاف الأنسولين في عام 1921 بناءً على أفكار جراح العظام الكندي المسمى فريدريك جي بانتينج ، والمهارات الكيميائية لمساعده تشارلز بيست ، وجون ماكليود من جامعة تورنتو في كندا.
تم تداول العديد من الروايات المتضاربة عن اكتشاف الأنسولين على مر السنين ، وحتى جائزة نوبل التي مُنحت لاكتشافه في عام 1923 أصبحت موضع تساؤل بعد سنوات.
في هذه المقالة ، ننظر إلى الأشخاص المسؤولين عن علاج مرض السكري الرائد هذا.
تاريخ الأنسولين
تطور فهم مرض السكري منذ آلاف السنين. حتى الإغريق القدماء كانوا يعرفون ذلك ويشخصون مرض السكري عن طريق تذوق البول.
الوعي بأن بعض حالات البول ومستويات العطش المرتبطة بمستويات السكر في الدم قد نمت على مر القرون.
في حين أدرك علماء الفسيولوجيا في القرن التاسع عشر أن البنكرياس له دور رئيسي في معالجة الطاقة في جميع أنحاء الجسم ، إلا أنهم لم يفهموا الدور المباشر للبنكرياس في مرض السكري حتى قام اثنان من علماء الفسيولوجيا بإزالة البنكرياس من كلب في عام 1890.
لاحظ هذان العالمان تطور مرض السكري الحاد في غضون 3 أسابيع ، بما في ذلك الأعراض التي ستكون مألوفة للأشخاص المصابين بهذه الحالة اليوم ، بما في ذلك:
- ارتفاع نسبة السكر في الدم
- بول مخفف للغاية ، كما يظهر في مرض السكري الكاذب
- غيبوبة السكري
- الموت من الكيتوزيه
كان السير إدوارد ألبرت شاربي شيفر أول عالم فيزيولوجي يقترح أن جزر البنكرياس ، أو جزر لانجرهانز ، قد تكون هي التي تقود تأثيرات البنكرياس على التحكم في نسبة السكر في الدم ، وهو الذي قدم هذه الادعاءات لأول مرة حوالي عام 1894.
في حين أنه لم يعزل المادة التي نفهم الآن أنها الأنسولين ، فقد استخدم مصطلح "الأنسولين" لوصف هذه المادة غير المكتشفة حتى الآن وأشار إلى وجودها وأهميتها في عام 1913.
في عام 1901 ، وجد العلماء أن ربط أو ربط قناة البنكرياس في الكلاب والقطط والأرانب دمر العديد من الخلايا التي تنتج الهرمونات في البنكرياس.
ومع ذلك ، فإن جزر لانجرهانز ، التي يعرف العلماء المعاصرون أنها تنتج الأنسولين ، لا تزال سليمة. الأهم من ذلك ، لم تكن هناك علامات على نسبة السكر في الدم في البول ، وهو عرض شائع لمرض السكري. كان هذا أول مؤشر واضح على أن الخلايا الجزيرية لعبت دورًا في تطور مرض السكري.
اكتشاف
في عام 1921 ، أصبح الدكتور فريدريك ج. بانتينج أول فرد يعزل الإفرازات من الخلايا الجزيرية ويصفها كعلاج محتمل لمرض السكري.
ولاحظ أن علماء آخرين ربما فشلوا في العثور على الأنسولين لأن إنزيمات الجهاز الهضمي دمرت الأنسولين قبل أن يتمكن أي شخص من استخراجه.
كانت خطة بانتينج تتمثل في ربط قنوات البنكرياس لكلاب المختبر حتى تتحلل الخلايا التي تنتج الإنزيمات ، تاركة خلايا الجزيرة القوية على قيد الحياة. ثم يقوم باستخراج البقايا.
لم يكن Banting على دراية كافية بالتطورات الجديدة في اختبار سكر الدم للتحقق من مرض السكري بدقة ، لذلك قام بفحص البول ، والذي كان أقل موثوقية.
ومع ذلك ، لم تكن الفكرة جديدة - فقد حاول علماء آخرون أيضًا إنتاج مستخلصات من البنكرياس التي تخفض نسبة السكر في الدم - ولم تكن مفيدة بشكل خاص لأن Banting كان بإمكانه عزل كميات صغيرة فقط من الهرمون.
إلى جانب ذلك ، يبدو أن للمستخلص خصائص سامة وتسبب في آثار جانبية خطيرة ، بما في ذلك الألم والحمى ، في الحيوانات.
تطوير
لم يكن بانتينج خبيرًا في مجال التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ، لذلك عندما طلب مساحة المختبر والمرافق من البروفيسور جون جيمس ريكارد ماكلويد ، رئيس علم وظائف الأعضاء في جامعة تورنتو ، كان عالم وظائف الأعضاء المحترم مترددًا في البداية.
ومع ذلك ، فإن إصرار Banting وإمكانية الحصول على نتائج أكثر موثوقية أقنعت MacLeod بالتبرع بمساحة المختبر. في حين أن ربط البنكرياس لجعله ينهار لم يكن أداة تحقيق جديدة ، فإن فكرة عزل الجزر بسبب تباطؤ انحطاطها كانت محل اهتمام شديد لماكلويد.
لم يحاول أحد استخراج الجزر الصغيرة من البنكرياس المتدهور بالكامل.
تولى Banting مساعدًا ، Charles Herbert Best ، للمساعدة في عزل الأنسولين. ساعد ماكلويد في الهيكل العام للبحث ، والأفضل متخصص في الفحص الكيميائي للدم للتحقق من مستويات الجلوكوز.
بدأ البحث في 17 مايو 1921.
كان الهدف هو ربط بنكرياس الكلب حتى ينهار ويبدأ في إنتاج خلاصة الجزر. سيتم بعد ذلك إعطاء هذا المستخلص للكلاب الأخرى بدون بنكرياس لقياس آثاره على مرض السكري.
كان التقدم بطيئًا في البداية. كافح Banting مع جراحة الحيوانات ، وتوفي 7 من كلاب 10 المرتبطة بالقناة. اضطر Banting and Best إلى شراء كلاب السوق السوداء المحتملة في الشارع مقابل بضعة دولارات كندية.
في 27 يوليو ، أعدوا أخيرًا كلبًا تمت إزالته بنجاح من البنكرياس وكلبًا مصابًا بقنوات البنكرياس المقيدة. بعد ثلاثة أيام ، قام الباحثون بتجميد البنكرياس المتحلل ، وطحنه في عجينة ، ثم تصفيته ، قبل تسخينه إلى درجة حرارة الغرفة وحقن 5 ملليلتر في الكلب بدون بنكرياس.
أخذ العلماء عينات دم من الكلب كل 30 دقيقة ولاحظوا انخفاضًا مؤقتًا في نسبة السكر في الدم من 0.2 بالمائة إلى 0.12 بالمائة. مات الكلب في صباح اليوم التالي بسبب إصابته بعدوى ، لكن العلماء لاحظوا العلامات الأولى للعمل المضاد للسكري من المستخلص الذي أطلقوا عليه اسم isletin.
في حين أن العديد من تجاربهم فشلت ، مما أدى إلى موت كلاب المختبر ، لاحظ Banting والفريق انخفاضًا منتظمًا بدرجة كافية في مستويات السكر في الدم نتيجة لخلاصةهم التي كانوا واثقين من الخصائص المضادة لمرض السكري من isletin ، والتي ستصبح فيما بعد الأنسولين .
ثم قرر Banting and Best أنه بدلاً من تحطيم البنكرياس تدريجياً ، سيستخدمون هرمونًا يسمى سيكريتين لإرهاق البنكرياس وإرهاقه ، على أمل أن يقلل ذلك من التأثيرات السامة مع الاستمرار في توفير الأنسولين.
كان إجراء الحصول على السكرتين صعبًا وغير عملي ولكنه أظهر طريقة أكثر أمانًا لاستخراج الأنسولين من البنكرياس.
كما واجهوا التحدي المتمثل في محاولة جمع مستخلص من محلول البنكرياس دون إتلاف المكون الفعال - المادة التي تخلق التأثير العلاجي في الطب - في هذه الحالة ، الأنسولين.
الخطوات التالية
كان التحدي التالي هو إيجاد طريقة لإنتاج الخلايا الجزيرية ، وبالتالي الأنسولين ، على نطاق واسع ، بحيث يكون لها بعض الاستخدام كدواء واسع النطاق لمرض السكري.
إدراكًا أن توريد الكلاب لربط البنكرياس سيحد من تقدم البحث ، انتقل Banting and Best إلى استخدام بنكرياس الأبقار كمصدر.
من خلال تكييف عمليات استخلاص المحلول وتركيزه ، تمكن العلماء من إنتاج مادة تحتوي على كمية أكبر من العنصر النشط (الأنسولين). ثم قاموا بحقن هذا المستخلص في أحد الكلاب المختبرية التي لم يكن لديها بنكرياس.
انخفض السكر في دم الكلب من 0.46 في المائة إلى 0.18 في المائة - وهو تحسن هائل. لقد اعتقدوا أن بنكرياس البقر كان طريقهم إلى الأمام ، وهو فعال من حيث التكلفة ومتاح على نطاق واسع.
في هذه المرحلة ، حول MacLeod جميع الموارد الأخرى لدعم هذا البحث. ومع ذلك ، كان التوتر بين Banting و MacLeod يتصاعد ، حيث شعر Banting أن MacLeod كان ينسب إليه الفضل في عمله.
من ناحية أخرى ، أصيب ماكلويد بالإحباط من موقف بانتينج وشكوكه المستمرة.
جاء جيمس بيرترام كوليب ، عالم الكيمياء الحيوية الكندي المعروف ، إلى الحظيرة للعمل على تنقية الأنسولين. بمجرد أن يصل إلى مستوى مناسب من النقاء ، اختبروه أولاً على الأرانب ، ثم على البشر.
ومع ذلك ، لم يجتاز الأنسولين أولى تجاربه السريرية.
شمل الاختبار الأول صبياً يبلغ من العمر 14 عاماً مصاباً بمرض السكري الحاد. في حين أدى المستخلص إلى انخفاض نسبة السكر في الدم من 0.44 في المائة إلى 0.32 في المائة وانخفاض طفيف في كمية الجلوكوز المفرز ، لم يتغير الخراج الذي نشأ في موقع الحقن ومستويات الكيتون ، وهو مؤشر آخر لمرض السكري.
عمل Collip على تنقية المستخلص إلى أبعد من ذلك ، وشهدت التجربة السريرية الثانية ، التي أجريت في 23 يناير 1922 ، نجاحًا فوريًا وعميقًا. انخفضت مستويات السكر في الدم لدى نفس الصبي البالغ من العمر 14 عامًا من 0.52 في المائة إلى 0.12 في المائة في غضون 24 ساعة ، واختفت الكيتونات من البول. انخفضت كمية الجلوكوز المفرز من 71.1 جرام إلى 8.7 جرام.
كرر قادة التجارب هذه التحسينات المهمة عبر ستة مرضى آخرين خلال الشهر التالي.
أثناء إجراء كل هذه التجارب ، كان Banting يقوم بشكل أساسي بإعداد الكلاب للتجارب وإيجاد طرق جديدة لصنع الأنسولين للإنتاج الضخم ولم يشارك كثيرًا في التجارب أو الأوراق الناتجة.
أصبح بانتينج يائسًا للحصول على الاعتراف ، وبحلول أواخر عام 1922 بدأ غضبه وخيبة أمله في إحداث الصراع. في مرحلة ما ، هدد Collip بمغادرة المجموعة دون المرور بعملية التطهير. وبحسب ما ورد ضرب بانتينغ معه في قاعات الجامعة.
في حين أن العديد من التقارير المختلفة لا تزال متداولة حول من يجب أن يُمنح الفضل في اكتشاف الأنسولين ، كان Banting هو الذي بدأ العجلات في الحركة - على الرغم من خبرته المحدودة في هذا المجال - وشكل فريقًا طور أهم تقدم لإدارة مرض السكري.
جدل حول جائزة نوبل
في عام 1923 ، قدم عالم فيزيولوجي دنماركي يُدعى August Kroch ترشيحًا مشتركًا لجائزة نوبل لـ Banting و MacLeod ، بناءً على فكرة Banting وتوجيهات MacLeod.
كان Banting أول مرشح لجائزة نوبل من كندا ، ونتيجة لذلك ، تحتل زجاجة الأنسولين مكان الصدارة في الفاتورة الكندية بقيمة 100 دولار.
ومع ذلك ، لم يكن بإمكان لجنة نوبل منح الجائزة المرموقة إلا لعدد يتراوح بين شخص وثلاثة أشخاص. كان بانتينج غاضبًا عند سماعه عن ترشيح MacLeod المشترك ، معتقدًا أنه كان ينبغي منح Best الترشيح بدلاً من ذلك ، وكاد يرفض الجائزة.
ومع ذلك ، فقد غير رأيه وبدلاً من ذلك شارك رصيده وجائزته المالية مع Best. عندما اكتشف MacLeod ، فعل الشيء نفسه مع Collip.
بعد سنوات طويلة ، بعد وفاة بانتينج في حادث تحطم طائرة عام 1941 ، أقر التاريخ الرسمي لجائزة نوبل علنًا بمساهمة بست في تطوير الأنسولين.
ملخص
اكتشف فريق من الناس الأنسولين.
ابتكر فريدريك ج. بانتينج طريقة لاستخراج خلاصة البنكرياس في عام 1921 ؛ أشرف جون ماكليود ، رئيس قسم علم وظائف الأعضاء في جامعة تورنتو ، على هذه العملية. ساعد تشارلز بست ، مساعد بانتينج ، في تحسين العملية ، وساعد عالم الكيمياء الحيوية جيمس كوليب على تنقية الأنسولين بشكل أكبر لجعله مفيدًا من الناحية السريرية.
