Інсулін – молекула, за яку Нобелівський комітет двічі присудив премію. Вперше – за відкриття цього гормону і встановлення його функції, вдруге – за визначення його хімічної структури. Але значущість цих відкриттів переоцінити важко, з огляду на сотні мільйонів врятованих життів.
Перемога над швидкою та болісною смертю
На фото – Леонард Томпсон. Важко повірити, що хлопцю вже 14 років, особливо, якщо брати до уваги лише ліву світлину. Тут він важить 29 кілограмів. Його тіло змучене цукровою хворобою, яка тривалий час вважалася невиліковною і смертельною. З моменту постановки діагнозу з цукровим діабетом 1-го типу раніше жили лише декілька місяців. Через нестачу інсуліну клітини тіла не можуть поглинати глюкозу. На цьому тлі розвиваються численні порушення, що швидко стають несумісними із життям.
Хлопчик став першим у світі пацієнтом, якому провели інсулінотерапію. Сталося це в січні 1922 року. Після декількох ін’єкцій Леонарду значно покращало. У хлопця зникли симптоми, він поступово набирав вагу, і зрештою його стан нормалізувався, що і видно праворуч на світлині.
Леонард Томпсон ДО і ПІСЛЯ інсулінотерапії
За врятоване і повноцінне життя Леонарду, а потім і мільйонам інших людей потрібно дякувати Фредеріку Бантінгу, Чарльзу Бесту, Джону Маклеоду та собаці на прізвисько Маржорі. На ньому доктор Бантінг провів свій епохальний дослід. Тварині із видаленою підшлунковою залозою дослідник увів підшлунковий екстракт, після чого спостерігав за зниженням цукру у крові.
Епоха тваринного інсуліну
Безумовно, відкриття такого рівня зацікавило Нобелівський комітет, який уже 1923 року (менш ніж через 2 роки) нагородив Бантінга та Маклеода Нобелівською премією в галузі фізіології та медицини. Пізніше, у 1958 році, Нобелівку отримав Фредерік Сенгер, якому чотирма роками раніше вдалося визначити структуру інсуліну – його амінокислотну послідовність. Варто зауважити, що інсулін став першим у світі білком із повністю розшифрованою структурою.
Після шаленого успіху Бантінга постало завдання щодо масового виробництва інсуліну. Де ж брати цей гормон? У той час дві компанії, американська «Елі Ліллі» і датська «Нордиск Інсулінлабораторіум», почали виробництво інсуліну з тваринної сировини. Однак процес очищення інсуліну від домішок був не дуже ефективним, і це призводило до алергічних реакцій у пацієнтів, які отримували ін’єкції. Проте, з огляду на те, наскільки небезпечною хворобою був цукровий діабет 1-го типу, і пацієнти, і лікарі були дуже задоволені.
Молекула інсуліну
Протягом перших 20 років гормон брали з тварин і використовували виключно короткодіючі інсуліни. Це було незручно, оскільки пацієнтам доводилося робити багато ін’єкцій щодня (до 6-8). У 40-х роках на ринок вийшов інсулін тривалої дії, що був розроблений датським вченим Гансом Гагердоном. Поступово з’являються технології з очищення інсуліну від домішок, зокрема, проінсуліну – попередника гормону, якого в препаратах має бути якомога менше.
Як працює інсулін
Інсулін – це надзвичайно важливий гормон, який виробляється в підшлунковій залозі, а точніше – в її бета-клітинах. Процес синтезу гормону відбувається постійно, навіть тоді, коли ми не думаємо про їжу. Однак інсуліну потрібен особливий стимул, щоб активно виділятися в кров. Сигналом для його виділення є підвищений рівень цукру в крові, який виникає після прийому їжі, особливо багатої на вуглеводи.
Механізм дії інсуліну в організмі досліджено детально і це визначає його ключову роль у регулюванні рівня цукру в крові. Коли ми споживаємо їжу, особливо таку, яка містить вуглеводи, наша система перетравлення розкладає ці вуглеводи на глюкозу, що є основним джерелом енергії для нашого організму.
Інсулін взаємодіє з рецепторами на поверхні клітин у різних органах і тканинах, таких як м’язи, жирові клітини та печінка. Гормон виступає як ключ, що відчиняє двері для глюкози, щоб вона могла проникнути в ці клітини і бути використаною як паливо.
Читайте також:
Коли інсулін зв’язується з рецепторами на поверхні клітини, відбувається каскад біохімічних реакцій. Це дозволяє спеціальним білкам переносити глюкозу з крові всередину клітини, через що рівень цукру в крові знижується. Ця переносна система включає білки, які називаються транспортерами глюкози.
Приблизно 90 % усієї глюкози, яка потрапляє в організм після прийому їжі, поглинається м’язами. Тут глюкоза використовується для негайного отримання енергії або ж зберігається у вигляді глікогену для майбутнього використання. Крім того, залишок глюкози надалі виводиться з крові і зберігається в печінці.
Варто зауважити, що без інсуліну глюкоза не може проникнути в клітини. Якщо інсуліну виробляється недостатньо (цукровий діабет 1-го типу) або якщо рецептори на клітинах не працюють належним чином (цукровий діабет 2-го типу, за якого інсулін виробляється в нормі, але клітини погано на нього реагують), рівень цукру в крові може зрости, що призводить до серйозних проблем зі здоров’ям.
Сучасні препарати інсуліну
Сучасні препарати інсуліну – це захопливий приклад того, як медичні дослідження і технологічний прогрес змінюють життя мільйонів людей, які стикаються з цукровим діабетом. Порівняно зі способом виробництва інсуліну в минулому, сьогоднішні препарати є зразком великої наукової і медичної перемоги.
Наразі інсулінові препарати синтезуються з використанням рекомбінантної ДНК-технології. Цей метод дозволяє виробляти чистий інсулін, який має точно такий самий амінокислотний склад, як і природний інсулін, вироблений у підшлунковій залозі людини. Такий інсулін називається «генетично модифікованим» і має бездоганну чистоту, що суттєво знижує вірогідність появи побічних реакцій.
Сучасні інсуліни поділяються на кілька категорій залежно від їхнього часу дії. Є інсуліни короткої, середньої та тривалої дії, що дозволяє індивідуалізувати лікування для кожного пацієнта залежно від його потреб. Для прикладу, інсуліни короткої дії призначені для вживання перед прийомом їжі, тоді як інсуліни тривалої дії допомагають підтримувати стабільний рівень цукру в крові протягом дня.
Читайте також:
