پزشکان گیل

ماهنامه‌ی جامعه‌ی پزشکی استان گیلان

چگونه انسولین کشف شد؟

بدست • 1 هفته ago • دسته: تاريخ پزشکی٬ تیتر اول

دکتر علیرضا مجیدی

۱۶ مه ۱۹۲۱ مرد قوی‌‌هیکلی که بیشتر به دهقان‌‌ها شباهت داشت، وارد یکی از آزمایشگاه‌‌های دانشگاه تورنتو شد. این مرد جوان ۲۹ ساله موسوم به دکتر فردریک بانتینگ (F. Banting) بعد‌ها به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین کاشفان جهان پزشکی شناخته شد.
چندی پیش او از دانشگاه تورنتو تقاضا کرده بود که یک آزمایشگاه، ۱۰ سگ و یک دستیار مجرب در رشته شیمی و فیزیولوژی را برای مدت دو ماه در اختیار او بگذارد. قبول تقاضای بانتینگ برای دانشگاه بسیار آسان بود زیرا بهای تجهیزات درخواستی او از چند صد دلار تجاوز نمی‌‌کرد. بانتینگ قصد داشت بیماری کشنده و بی‌‌رحم دیابت را مغلوب دانش جدید سازد. تا آن زمان پزشکان بی‌شماری درباره این بیماری کاوش کرده بودند، ولی کوشش هیچ‌‌یک از آن‌‌ها در شناسایی منشا این بیماری و معالجه آن به جایی نرسیده بود.
همکار و دستیار بانتینگ در این تجربیات بسیار مهم دکتر چارلز بست نام داشت. او برای آغاز تجربیات خود از بست تقاضا کرد که چگونگی به‌دست آوردن شیره پانکراس را که هدون، دانشمند فرانسوی، در یک کتاب پزشکی به زبان فرانسه نوشته بود، برای او ترجمه کند.

بانتینگ در کنار دستیارش، چارلز بست

بانتینگ در کنار دستیارش، چارلز بست

یک پزشک یونانی ۲۰۰۰ سال پیش مرض قند را به این صورت توصیف کرده بود: «این یک نوع بیماری است که گوشت را آب کرده و به ادرار تبدیل می‌‌کند.» در بدن این بیماران عاملی وجود دارد که از سوختن قند و تبدیل آن به انرژی ممانعت می‌‌کند. بنابراین کمبود انرژی مبتلایان به بیماری قند از ذخیره چربی و پروتئین بدن آن‌‌ها تامین می‌‌شود. علاوه بر این‌ها، بیماری قند همیشه با عطشی شدید و دفع‌‌نشدنی همراه است. مقدار زیاد آبی که بیماران می‌نوشند به‌صورت ادرار شیرین از بدن آن‌‌ها دفع می‌‌گردد. یکی دیگر از علایم دیابت، اشتهای زیاد در اشخاص بیمار است.
قبل از کشف مهم دکتر بانتینگ، بیماری قند تنها به کمک رژیم غذایی بسیار شدید معالجه می‌‌شد که کار بسیار شاق و طاقت‌‌فرسایی بود و عملاً تنها در بعضی از بیماران، آن هم به‌صورت ناقص، پاسخ می‌داد.

عکس بانتینگ بر جلد تایم و یادبودهای در کانادا

دکتر بانتینگ همیشه خاطره مرگ دوست و همکلاسی‌‌اش را که در ۱۶ سالگی در اثر دیابت درگذشته بود، به‌یاد داشت. همچنین خاطره مرگ خاله‌‌اش او را همیشه متاثر می‌‌کرد. خاله‌ بانتینگ قبل از ابتلا به بیماری قند، زنی قوی‌‌هیکل و چاق بود، در حالی که هنگام مرگ وزنش به ۳۶ کیلو نیز نمی‌‌رسید.
در این زمان بانتینگ ۲۲ سال داشت و آخرین امتحانات خود را برای دریافت دیپلم فیزیولوژی و بیوشیمی می‌‌گذرانید. بانتینگ در جوانی آرزو داشت تحصیلات خود را در رشته الهیات انجام دهد و کشیش شود، ولی بعداً پشیمان شد و رشته پزشکی را برای تحصیل خود برگزید.
هنگام تحصیل در دانشگاه، بانتینگ همواره دانشجوی ضعیفی به‌شمار می‌‌آمد. طی جنگ اول جهانی، بانتینگ در ارتش کانادا به‌عنوان جراح خدمت می‌‌کرد و به پاس شجاعت زیادش، عالی‌‌ترین نشان جنگی کانادا را به او دادند. پس از خاتمه جنگ، به لندن آمد تا در این شهر به‌عنوان جراح ارتوپدیست کار کند ولی متاسفانه به‌هیچ‌‌وجه کار او نگرفت؛ به‌همین علت نامزدش از او جدا شد. چند ماه بعد، بانتینگ مطمئن شده بود که راه علاجی برای بیماری قند پیدا خواهد کرد. از این‌‌رو مطب و کتاب‌‌ها و تمام دار و ندار خود را فروخت تا با خیال راحت به بررسی‌‌های خود در این مورد بپردازد.
بانتینگ عقیده داشت که راز بیماری قند و همچنین داروی آن در غده پانکراس یا لوزالمعده نهفته است. پانکراس غده‌‌ای است واقع در شکم و به رنگ زرد کمرنگ که کار آن ترشح شیر‌‌ه‌های گوارشی و همچنین ماده‌‌ای است که قند خون را تنظیم می‌‌کند.
تا قبل از کشف بانتینگ، دانشمندان از ترشح این ماده توسط پانکراس بی‌‌اطلاع بودند. در سال ۱۸۸۹ یک دانشمند آلمانی برای پی ‌‌بردن به اهمیت حیاتی پانکراس این غده را در بدن سگی قطع کرد؛ سگ مزبور بیش از دو سه روز زنده نماند.
نکته مهم این‌که یک روز بعد از قطع غده پانکراس، دانشمند مزبور مشاهده کرد که مگس‌‌های زیادی روی ادرار حیوان جمع شده‌‌اند. دلیل این امر شیرین‌‌ بودن ادرار سگ بود، زیرا با قطع غده پانکراس، سگ به مرض قند یا دیابت دچار شده بود.
از این‌جا نتیجه حاصل می‌‌شد که شیره پانکراس دارای عاملی است که کار آن تنظیم متابولیسم یا سوخت‌‌وساز قند است. برای اثبات این موضوع، کار‌شناسان مجرایی را که شیره غده پانکراس را به روده‌‌ها می‌‌برد در بدن سگی مسدود ساختند. مدتی بعد غده پانکراس پژمرده و ضعیف‌‌ شد، ولی سگ به بیماری قند مبتلا نگردید. بنابراین با وجود مسدود بودن مجاری مزبور، ماده ضد دیابت همچنان توسط غده پانکراس ساخته و به طریقی وارد خون می‌‌شد.

سپس توجه دانشمندان به تعداد بی‌شماری سلول‌های مخصوص به نام سلول‌های جزیره‌ای (Islet) جلب شد که در سرتاسر پانکراس پخش ‌‌شده و توسط مویرگ‌‌هایی به هم مربوط بودند. آیا ماده مجهول ضد دیابت ساخته ‌‌شده توسط این عنصر به‌جای روده مستقیماً داخل جریان خون نمی‌‌شد؟
تعداد زیادی از کاوشگران برای اثبات این تئوری تحقیق کردند ولی کوشش آن‌‌ها نتیجه‌‌ای به‌بار نیاورد. دلیل این امر آن بود که بیشتر محققین برای به‌دست آوردن ماده ناشناخته، غده پانکراس سالمی را گرفته و آن را تحت فشار قرار می‌‌دادند. در نتیجه شیره‌های گوارشی با این ماده مخلوط می‌شد و آن را مانند سایر پروتئین‌‌ها منهدم می‌‌ساخت. بانتینگ می‌‌دانست که با بستن مجاری ‌‌هادی شیره‌ گوارشی در پانکراس، سلول‌‌های ترشح‌‌کننده شیره‌‌های مزبور زود‌تر از جزیره‌‌های کوچک سلولی پژمرده می‌شوند و از بین می‌‌روند.
بانتینگ به این ترتیب با مسدود کردن مجاری فوق در بدن یک سگ مشاهده کرد که سلول‌‌های سازنده شیره‌‌های گوارشی ظرف ۶ تا ۷ هفته کاملاً از بین رفتند و قدرت سازندگی خود را از دست دادند. در این حال وی به آسانی توانست ماده ناشناخته را به‌‌طور خالص به‌دست بیاورد.
بانتینگ ۵ سانتی‌‌متر ‌‌مکعب از این ماده را در بدن سگی که با قطع غده پانکراس مبتلا به دیابت شده بود، تزریق کرد. سگ نامبرده در حال مرگ بود ولی با تزریق این ماده حالش بهبود یافت. در این حال لازم بود که خون حیوان تجزیه شود. با تجزیه خون معلوم شد که مقدار قند خون از ۲۰۰ میلی‌گرم در دسی‌لیتر قبل از آزمایش به ۱۲۰ میلی‌گرم در دسی‌لیتر کاهش یافته است. بعداً با ادامه تزریق، این رقم به ۹۰ میلی‌گرم در دسی‌لیتر که حد متعارف و معمول قند در خون است تنزل پیدا کرد. بانتینگ این تجزیه را در بدن سگ‌‌های بی‌شماری انجام داد و اغلب آن‌‌ها را نجات داد.
او این ماده مجهول را به‌مناسبت ترشح آن از سلول‌‌های جزیره‌‌ای Isletine نامگذاری کرده و سپس این نام را به انسولین (Insuline) تغییر دادند.
با این حال مانع بزرگی بر سر راه بانتینگ وجود داشت. بدین‌‌ترتیب که مقدار کل انسولین حاصل از یک پانکراس به‌طریق مذکور در فوق بسیار کم بود و فقط برای زنده ‌‌نگاه داشتن یک سگ مبتلا به دیابت به‌مدت یک روز کفایت می‌‌کرد، در صورتی که میلیون‌‌ها فرد مبتلا به دیابت باید به کمک انسولین معالجه می‌‌شدند.
همکار بانتینگ از روی معلومات قبلی خود می‌‌دانست که پانکراس حیوانات به حالت جنینی به‌طور عمده از جزیره‌‌های سلولی تشکیل شده است. دلیل امر این است که جنین احتیاجی به شیره‌‌های گوارشی پانکراس ندارد، در صورتی که انسولین لازمه حیات آن به‌شمار می‌‌رود. همچنین پانکراس گاو از لحاظ ذخیره‌‌ای انسولین غنی‌‌تر از پانکراس سگ است. از این‌‌رو بانتینگ با استفاده از معلومات همکارش توانست مقدار بیشتری پانکراس به‌دست آورد و سگ‌‌های مورد آزمایش را مدت بیشتری زنده نگاه دارد.
بعد‌ها آن‌‌ها توانستند انسولین را با روش‌‌های مخصوصی از پانکراس خوک، گوسفند و گاو ماده نیز به‌دست آورند.
هنوز مهم‌‌ترین و اساسی‌‌ترین مرحله آزمایش انجام نیافته بود. آن‌‌ها نمی‌‌دانستند که اثر انسولین در بدن انسان مبتلا به مرض قند چگونه است.
در خانه‌‌ای در نزدیکی دانشگاه، پسربچه ۱۴ ساله‌ای مبتلا به مرض قند بستری بود. وزن او از ۲۹ کیلوگرم تجاوز نمی‌‌کرد. علایم نشان می‌‌داد که بیشتر از چند روز از عمر آن کودک باقی نمانده است.
با این حال بانتینگ و همکارش برای جلب رضایت والدین بیمار برای آزمایش دارو روی بدن فرزندشان، مجبور شدند که جلوی چشمان آن‌‌ها چند قطره از انسولین را در بدن یکدیگر تزریق کنند. در مرحله اول آزمایش، معلوم شد که استعمال انسولین از راه دهان هیچ نتیجه‌‌ای ندارد.
روز بعد که یکی از روزهای ژانویه ۱۹۲۲ بود، نخستین تزریق انسولین در بازوی نحیف پسربچه‌ مشرف به مرگ، توسط بانتینگ انجام گرفت. تجزیه خون مانند تجزیه‌‌های قبلی آن‌‌ها به‌روی سگ‌‌های مبتلا به دیابت، نقصان قند خون را نشان می‌‌داد.
چند روز بعد در مقابل دیدگان حیرت‌‌زده والدین پسربچه مریض، حال وی خوب شد و رنگ و رویش به حالت عادی بازگشت. این پسربچه ۱۳ سال دیگر زنده بود و در سال ۱۹۳۵ در اثر مرض دیگری درگذشت. پس از این بیمار، صدها هزار بیمار دیگر توسط انسولین از خطر مرگ نجات یافتند.
به پاس خدمت بزرگ بانتینگ به عالم بشریت، جایزه نوبل در رشته پزشکی در سال ۱۹۲۳ به او تعلق گرفت و او آن را با همکارش قسمت کرد. پارلمان سالیانه ۷۵۰۰ دلار مواجب تعیین کرد که تا آخر عمر به او بپردازند. چند سال دیگر بانتینگ با همکارش در دانشگاه مشغول تحقیق بودند. در سال ۱۹۳۴ لقب «سِر» به بانتینگ هدیه شد و در سال ۲۰۰۴ او چهارمین شخصیت کانادایی برجسته تاریخ شناخته شد.
در فوریه سال ۱۹۴۱، بانتینگ در حادثه هوایی غم‌‌انگیزی درگذشت.

در سال‌های دهه ۱۹۵۰ ساختار آمینواسیدی انسولین توسط فردریک سانژر کشف شد. در سال‌های دهه ۱۹۶۰ برای نخستین بار انسولین به‌صورت مصنوعی ساخته شد تا این‌که در سال ۱۹۷۸ با استفاده از مهندسی ژنتیک با استفاده از باکتری‌های E. coli ساخته شد.
انسولینی که امروزه بیماران از آن‌ها استفاده می‌کنند، انسولین نوترکیب تولید شده توسط مخمری به نام Saccharomyces cerevisiae با باکتری E. coli است.
منبع: ویکی‌پدیا و مجله دانشمند سال ۱۳۴۴

برای مشاهده نسخه اینترنتی این مطلب می‌توانید به سایت «یک پزشک» مراجعه کنید.

دکتر علیرضا مجیدی
Website: 1pezeshk.com
Email: alirezamajidi@gmail.com

 

 

برچسب‌ها: ٬ ٬ ٬

دیدگاه خود را بیان کنید.