"Jaki¶ tam chirurg nie bêdzie nas uczy³, jak leczyæ cukrzycê". A jednak! Trudne pocz±tki medycznej insuliny

Co innego prowadziæ badania, testy, zrobiæ zastrzyk psu, a co innego zastosowaæ insulinê u cz³owieka. 99 lat temu cukrzyca przesta³a byæ chorob± ¶mierteln± - czternastoletni pacjent Leonard Thompson, którego poddano eksperymentalnej terapii, ¿y³ jeszcze 13 lat.

11 stycznia 1922 roku Leonard Thompson niew±tpliwie umiera³. Nastoletni Kanadyjczyk, po trzech latach walki z cukrzyc± typu 1*, by³ ju¿ w ¶pi±czce, spowodowanej kwasic± ketonow±. To stan, gdy we krwi jest bardzo wysoki poziom glukozy, ale organizm nie mo¿e jej wykorzystaæ z powodu braku insuliny, hormonu produkowanego przez trzustkê. By zaspokoiæ potrzeby energetyczne, zaczyna spalaæ t³uszcz i produkowaæ nadmierne ilo¶ci cia³ ketonowych i moczu. W efekcie dochodzi do licznych zaburzeñ metabolicznych, odwodnienia, ¶pi±czki, wreszcie ¶mierci. Je¶li choremu nie zostanie udzielona w³a¶ciwa pomoc, proces wyniszczenia przebiega b³yskawicznie - kwasica zabija w ci±gu kilku, kilkunastu godzin. St±d - decyzjê o podaniu ch³opcu insuliny trudno nazwaæ wielk± odwag±. By³a to raczej desperacka próba ratowania mu ¿ycia.

Zabójcza dieta Allena

Generalnie, jeszcze przed zapadniêciem w ¶pi±czkê, Leonard by³ ju¿ w bardzo z³ym stanie. Patrz±c na archiwalne zdjêcia, trudno uwierzyæ, ¿e w chwili rozpoczêcia leczenia insulin± mia³ 14 lat. Nastolatek wa¿y³ zaledwie 30 kilogramów. Z pewno¶ci± by³ wycieñczony chorob±, sprzyjaj±c± utracie wagi, ale tak¿e stosowan± wówczas popularn± metod± leczenia cukrzycy - diet± Allena.

Amerykañski lekarz Frederick Madison Allen (1879–1964) w pierwszych dekadach XX wieku by³ uznawany za jednego z najwybitniejszych specjalistów od cukrzycy na ¶wiecie (z³o¶liwi mówili, ¿e mia³ na jej punkcie obsesjê). Szukaj±c optymalnej metody leczenia, przeprowadzi³ setki eksperymentów na zwierzêtach. Zaobserwowa³, ¿e zwierzêta z cukrzyc± ¿yj± d³u¿ej, je¶li drastycznie obni¿y siê im dzienn± dawkê kalorii. W rezultacie tych obserwacji pacjentom zaleca³ dostarczanie takiej ilo¶ci energii, by wystarcza³o jej jedynie na podstawowe funkcje ¿yciowe. Nietrudno zgadn±æ, ¿e w krótkim czasie jego pacjenci byli doprowadzani do stanu niedo¿ywienia, niejednokrotnie skrajnego. Uwa¿ano jednak, ¿e to mniejsze z³o ni¿ rozwój cukrzycy.

Leonardowi Thompsonowi dieta nie pomaga³a. Pocz±tkowo wydawa³o siê te¿, ¿e nie pomo¿e insulina. Po podaniu pierwszej dawki poziom cukru wprawdzie obni¿y³ siê, ale zaledwie o 25 proc., co nie zapowiada³o sukcesu, a jedynie nieznaczne przed³u¿enie ¿ycia. W dodatku wyst±pi³a ciê¿ka reakcja alergiczna, bo podana insulina nie by³a wystarczaj±co dobrze oczyszczona.

M³ody organizm Leonarda nie podda³ siê. Ch³opiec do¿y³ do drugiej próby, dwa tygodnie pó¼niej. Tym razem sukces by³ spektakularny. Lepszej jako¶ci insulina sprawi³a, ¿e poziom cukru we krwi spad³ do poziomu 77 mg/dl (przy normie na czczo dla zdrowego cz³owieka od 70 do 100 mg/dl). Leonard Thompson ¿y³ jeszcze 13 lat. Zmar³ na zapalenie p³uc w wieku 27 lat. Trudno powiedzieæ, w jakim stopniu przyczyni³a siê do tego cukrzyca i jej leczenie (codzienne podawanie zastrzyków z niedoskona³ym jeszcze lekiem, za pomoc± do¶æ prymitywnych igie³ i strzykawek, sprzyja³o obni¿eniu odporno¶ci i infekcjom), ale z pewno¶ci± to nie ona odebra³a ¿ycie Thompsonowi.

¦lepy los studenta

Sporo czasu up³ynê³o, nim ¶wiat doceni³ donios³o¶æ dokonania Fredericka Bantinga, Charlesa Besta, Jamesa Collipa i Johna Macleoda, którzy przyczynili siê do ocalenia Thompsona i milionów ludzi na ca³ym ¶wiecie. A sukces nie przyszed³ ot tak.

Kanadyjczyk Frederick Banting by³ chirurgiem ortoped± bez dorobku naukowego i bohaterem I wojny ¶wiatowej - ranny w bitwie pod Cambrai (Francja), mimo obra¿eñ przez 16 godzin bez przerwy zajmowa³ siê innymi poszkodowanymi. Po wojnie otworzy³ prywatn± praktykê, ale to nie pozwoli³o mu na utrzymanie rodziny. Musia³ szukaæ drugiego etatu, który znalaz³ w szpitalu uniwersyteckim w Toronto. To tam zainteresowa³ siê cukrzyc±. W jednym z pism bran¿owych przeczyta³ o do¶wiadczeniach niemieckiego uczonego Oskara Minkowskiego. Ten wywo³ywa³ u psów cukrzycê, usuwaj±c im trzustkê. Badacz podejrzewa³, ¿e ma to zwi±zek z produkowan± przez narz±d insulin±. Po lekturze Banting wpad³ na pomys³, by wyizolowaæ insulinê z psich trzustek.

Wiosn± 1921 roku Banting zg³osi³ siê do Johna Macleoda, ówczesnego kierownika zak³adu fizjologii uniwersytetu w Toronto. Nie zosta³ przyjêty z entuzjazmem, jednak Macleod postanowi³ zaryzykowaæ i przydzieli³ Bantingowi ma³± pracowniê, 10 psów do badañ oraz studenta medycyny do pomocy. Ta decyzja w przysz³o¶ci przynios³a mu Nagrodê Nobla.

Podobno ¿aden ze studentów nie chcia³ pracowaæ przy tym projekcie. Ostatecznie ci±gniêto losy. "Pechowcem" okaza³ siê 22-letni Charles Best, który mia³ siê przekonaæ w przysz³o¶ci, ¿e tak naprawdê wygra³ los na loterii.

Bez biochemika ani rusz

Plan Bantinga by³ pozornie do¶æ prosty. Planowa³ po³owie psów wyci±æ trzustkê i utrzymywaæ je przy ¿yciu za pomoc± insuliny produkowanej z ekstraktu trzustek drugiej grupy zwierz±t. Niestety, insulina by³a silnie zanieczyszczona ¿r±cymi enzymami trawiennymi, które równie¿ produkuje trzustka. Psy pada³y jeden po drugim, a Banting kupowa³ kolejne u rakarzy, coraz mniej pewien ostatecznego sukcesu. Dzi¶ zapewne jego eksperyment zosta³by szybko zakoñczony, a lekarz ukarany.

A jednak 27 lipca 1921 roku wreszcie siê uda³o. U suczki Marjorie, psa nr 33, godzinê po podaniu insuliny poziom cukru we krwi spad³ o po³owê.

Gdy badacze dokonywali prze³omu, ich prze³o¿ony, John Macleod, by³ na urlopie w Szkocji, swojej ojczy¼nie. Po powrocie zacz±³ chwaliæ siê sukcesem na konferencjach naukowych. W przeciwieñstwie do Bantinga by³ znakomitym mówc± i to jego zaczêto przede wszystkim kojarzyæ z odkryciem. Banting nie móg³ siê z tym pogodziæ, ale przede wszystkim mia³ ¶wiadomo¶æ, ¿e najtrudniejsze, czyli wyizolowanie insuliny bezpiecznej dla cz³owieka, wci±¿ przed nimi. Wiedzia³, ¿e w dotychczasowym sk³adzie tego nie dokonaj±.

Do zespo³u zaproszono wiêc do¶wiadczonego kanadyjskiego biochemika Jamesa Collipa. To z jego pomoc± uda³o siê okre¶liæ optymalne stê¿enie alkoholu dla ekstraktu, pozwalaj±ce na usuniêcie wiêkszo¶ci zanieczyszczeñ. Uzyskany proszek by³ na tyle czysty, ¿e podawany zwierzêtom, nie wywo³ywa³ ju¿ ropni - powik³ania wystêpuj±cego przy wcze¶niejszych próbach.

Tym samym badacze zyskali pewno¶æ, ¿e nadszed³ czas na kolejny du¿y krok - przetestowanie leku na cz³owieku. Wprawdzie normy bezpieczeñstwa by³y wtedy du¿o mniej restrykcyjne ni¿ dzi¶, ale bez koneksji i wystawiennictwa Macleoda, kieruj±cy badaniami Banting prawdopodobnie nie dosta³by pozwolenia na przeprowadzenie eksperymentu. A nastoletni Thomson nie zosta³by ocalony.

Gromkie brawa? Nie od razu

Brak do¶wiadczenia i dorobku w zakresie fizjologii czy biochemii wytykano Bantingowi wielokrotnie. Nawet skuteczne leczenie pierwszego pacjenta nie powstrzyma³o krytyki sceptyków. Autorytety amerykañskiej bran¿y medycznej wci±¿ umniejsza³y rangê odkrycia. W kuluarach czêsto s³ysza³o siê, ¿e "jaki¶ tam chirurg" nie bêdzie ich poucza³, jak leczyæ cukrzycê.

Dopiero wyleczenie córki znanego amerykañskiego polityka, sekretarza stanu USA Charlesa Hughesa, zmieni³o wszystko. 14-letnia dziewczyna, zgodnie z diet± Allena, zjada³a zaledwie 400 kalorii dziennie. Gdy Elizabeth Hughes schud³a do 20 kilogramów, a jej organizm by³ skrajnie wycieñczony, matka postanowi³a zaryzykowaæ i poddaæ córkê nowatorskiej terapii. Leczenie Bantinga pomog³o.

Ju¿ rok pó¼niej Komitet Noblowski postanowi³ uhonorowaæ nagrod± Bantinga i Macleoda. Banting by³ tak oburzony wyró¿nieniem dla szefa, ¿e pocz±tkowo nie chcia³ jej przyj±æ. W koñcu zgodzi³ siê, ale nagrod± podzieli³ siê z pominiêtym Charlesem Bestem. Macleod swoj± czê¶ci± tak¿e siê podzieli³ - z biochemikiem Jamesem Collipem.

Przemys³ farmaceutyczny doceni³ wagê odkrycia szybciej ni¿ ¶rodowisko medyczne. W zak³adach Eli Lilly w Indianapolis b³yskawicznie rozpoczêto przymiarki do produkcji insuliny, jeszcze przed pierwszymi klinicznymi testami na ludziach. Produkcja ruszy³a w 1922 roku, ale terapia insulin± sta³a siê powszechnie dostêpna 10 lat pó¼niej, gdy opracowano metodê pozyskiwania insuliny z trzustek wieprzowych i bydlêcych. To umo¿liwi³o masow± produkcjê i obni¿enie ceny leku o niemal 90 proc.

Dzi¶ insuliny nie pozyskuje siê ju¿ z trzustek zwierzêcych. To pierwszy w historii ¶wiatowej medycyny lek, który stworzono metodami in¿ynierii genetycznej. Zosta³ zatwierdzony do stosowania u ludzi w 1982 roku. Niestety, insulinê wci±¿ trzeba podawaæ w formie zastrzyków lub z wykorzystaniem pompy insulinowej.

Naukowcy s± blisko kolejnego prze³omu i poprawienia jako¶ci ¿ycia diabetyków (cukrzyków), dziêki wprowadzeniu tabletek z insulin±. Trwaj± tak¿e intensywne prace nad szczepionk±, która ma znacznie obni¿yæ ryzyko zachorowania na cukrzycê typu 1 - tzw. insulinozale¿n±.

***

Wiêcej o:

* Cukrzyca typu 1 stanowi ok. 10 proc. przypadków cukrzycy. Schorzenie najczê¶ciej ujawnia siê u dzieci, miêdzy 10. a 14. rokiem ¿ycia, ale mo¿e pojawiæ siê w ka¿dym wieku. Spowodowana jest uszkodzeniem komórek β trzustki, których podstawowym zadaniem jest wydzielanie insuliny. Hormon ten redukuje i kontroluje stê¿enie glukozy, która stanowi podstawowe ¼ród³o energii dla organizmu. U osób z cukrzyc± typu 1 – z nieznanych do koñca przyczyn – uk³ad odporno¶ciowy zaczyna wydzielaæ przeciwcia³a, które niszcz± trzustkê i zak³ócaj± jej pracê. Wci±¿ jedynym skutecznym sposobem leczenia cukrzycy typu pierwszego jest codzienne podawanie zastrzyków z insulin±. Trwaj± intensywne prace nad insulin± doustn±.

Artyku³ aktualizowany. Pierwsza wersja ukaza³a siê w 2020 roku.

Zobacz wideo

¬ród³a:
1. Michael Bliss, The Discovery of Insulin, University of Chicago Press, 1984
2. Celeste C. Quianzon, Issam Cheikh, History of insulin, US National Library of Medicine National Institutes of Health, 12.07.2016