Открытие инсулина

Этот исторический эпизод в медицинских учебниках обычно описывается таким образом: были, мол, такие канадские врачи Фредерик Бантинг и Чарльз Бест из Торонто (рис. 4), открывшие инсулин и спасшие больного мальчика от диабетической комы. В 1921 г. им удалось выделить инсулин из поджелудочной железы собаки; этот препарат они ввели для проверки другому псу, у которого был вызван «экспериментальный» диабет – удалена поджелудочная железа, по каковой причине пес умирал от истощения. Вскоре после инъекции больная собака очнулась, поднялась на ноги и смогла ходить. Затем Бантинг и Бест получили препарат инсулина из поджелудочной железы теленка или быка, и 11 января 1922 г. была сделана инъекция этого препарата четырнадцатилетнему Леонарду Томпсону, погибавшему от кетоацидоза в Центральном госпитале города Торонто. Этот первый укол не облегчил его состояния и даже привел к осложнениям, но 23 января Леонарду опять ввели инсулин, и его самочувствие стало улучшаться: появился аппетит, вернулись силы, понизился уровень сахара. Леонард Томпсон был спасен, прожил еще тринадцать лет, а Бантинг получил за свое открытие Нобелевскую премию и дворянское звание от британской короны.

Иногда добавляют, что врачом, собственно, был только тридцатилетний Фредерик Бантинг, а Чарльз Бест – всего лишь его ассистентом, студентом-медиком четвертого курса.

Такова первая версия, и, ознакомившись с ней, мы можем подумать, что Бантинг был молодым ученым, преуспевающим эндокринологом, практиковавшим в Центральном госпитале Торонто; что были у него отличная лаборатория, мудрый наставник-профессор, вдоволь собак и кроликов для опытов и верный помощник Бест, а также, возможно, другие помощники в ранге простых лаборантов, чтобы кормить собак и выносить их трупы – собак в процессе работы Бантинга погибло несколько десятков.

Все не так. Все это фантазии и домыслы, и правда в сказанном выше только в одном: что Чарльз Бест был Фредерику Бантингу верным помощником и другом на всю жизнь.

История открытия инсулина полна загадок и драм, и чтобы ознакомиться с нею, давайте рассмотрим другие версии, которые, быть может, более близки к истине. Вот вторая из них, приведенная в Медицинской Энциклопедии.

Фредерик Грант Бантинг (1891–1941) был канадским физиологом, почетным членом многих академий и научных обществ. В 1916 г. он окончил медицинский факультет университета в Торонто, в 1916–1919 гг. служил в армии и участвовал в боевых действиях на полях Первой мировой; затем краткое время трудился преподавателем в медицинском училище Западного Онтарио, а с 1921 г. изучал в лаборатории профессора Маклеода внутреннюю секрецию поджелудочной железы, что завершилось открытием инсулина.

В 1922 г. он получил степень доктора медицины, в 1923 г. ему и профессору Маклеоду была присуждена Нобелевская премия, в 1930 г. в Торонто открыли научный институт имени Фредерика Бантинга, а в 1935 г. Бантинг посетил Советский Союз и принял участие в Международном конгрессе физиологов.

Он опубликовал около шестидесяти научных трудов, посвященных саркоме, силикозу, инсулинотерапии и другим проблемам. Казалось бы, блестящая научная карьера, прерванная трагическим событием: с началом Второй мировой войны Бантинг занялся исследованиями военного характера и погиб в 1941 г. на острове Ньюфаундленд, во время авиакатастрофы.

Это биографические данные, и в них ничего не говорится о том, как, собственно, был открыт инсулин.

Давайте же обратимся к третьей версии, которая принадлежит соавтору Бантинга, Чарльзу Бесту, и изложена в его статье^[3]. Это сухая версия ученого, в которой перечислятся лишь научные факты, и мы приводим ее в несколько сокращенном варианте, с необходимыми комментариями, поясняющими текст.

«В 1921 г. Бантинг выдвинул предположение, что активное начало, выделяемое островками Лангерганса, разрушается секретом ацинозной ткани поджелудочной железы. [Наш комментарий: активное начало – это "фактор Х", который в будущем назовут инсулином; секрет ацинозной ткани поджелудочной железы – это пищеварительный сок].

Именно это предположение дало толчок к развитию нового направления в исследованиях диабета, проводившихся школой Маклеода в Торонто.

Бантинг и Бест провели 75 опытов на 10 собаках, у которых удаляли поджелудочную железу по методу Минковского и Меринга. Во всех опытах введение полученного ими экстракта вызывало снижение сахара в крови и моче, а во многих случаях – быстрое улучшение состояния собак с тяжелым диабетом.

Экстракты готовили из подвергшейся перерождению железы, а также из нормальной ткани поджелудочной железы собаки, быка, плода коровы. [Наш комментарий: подвергшаяся перерождению железа – имеется в виду атрофированная в результате перевязки протока железа, в которой почти нет пищеварительных ферментов, зато велика относительная доля инсулина].

Наиболее активными оказались экстракты из поджелудочной железы плода коровы. Разработанная в 1921 г. методика давала возможность получать прозрачные стерильные растворы, содержащие 12–16 единиц инсулина в 1 мл. [Наш комментарий: сейчас мы пользуемся гораздо более концентрированным инсулином – 40 и 100 единиц в одном миллилитре]. Такие экстракты стали вводить больным диабетом, и они вызывали быстрое снижение сахара крови. [Наш комментарий: далее Бест говорит о самых первых экстрактах, которые еще не были столь хорошими, как упомянутые выше].

Приготавливая первые экстракты, Бантинг и Бест пользовались самым доступным источником – бычьей поджелудочной железой. Эти экстракты обладали высокой эффективностью при лечении диабета у собак, однако в клинике [наш комментарий: то есть на людях] те же дозы давали незначительный эффект и вызывали местные реакции. Позднее Джеймс Бертрам Коллип произвел очистку этих экстрактов и внес тем самым важный, если не решающий, вклад в развитие инсулинотерапии.

При помощи частично очищенного экстракта, приготовленного из целой бычьей поджелудочной железы, Бантингу и Бесту удалось в течение 70 дней сохранить в живых собаку, у которой полностью была удалена поджелудочная железа.

Позже предварительные данные Бантинга и Беста получили дальнейшее развитие в совместных работах этих исследователей с Маклеодом, Коллипом и другими. Первая работа по применению инсулина была опубликована в 1922 г. Бантингом, Бестом, Коллипом, Кемпбеллом и Флетчером. Профессор Маклеод и новые сотрудники его отдела продолжили дальнейшие исследования в области диабета».

Из краткого описания Беста мы можем извлечь пару имен (Маклеод, Коллип) и еще ряд фактов, смысл которых прояснится в дальнейшем. Но в общем и целом этот текст содержит мало любопытного; это выдержка из научной статьи, а не из личного дневника, которому доверяют сокровенные раздумья.

И потому давайте рассмотрим четвертую версию. Она принадлежит американскому бактериологу и писателю Полю де Крюи, который хорошо знаком российским читателям по замечательной книге «Охотники за микробами». Не все, однако, знают, что де Крюи – автор многих книг, и что в одной из них, изданной в Советском Союзе в тридцатые годы прошлого века, он довольно подробно описывает деятельность Бантинга и Беста^[4].

Прежде всего скажем несколько слов о самом Поле де Крюи. Он родился в США в 1890 г. и является почти ровесником Фредерика Бантинга; следовательно, де Крюи – современник событий и, описывая их в конце двадцатых годов, шел, что называется, по «горячим следам». Возможно, де Крюи лично знал Бантинга и Беста, а с одним из их пациентов, Джо Джилкристом, врачом, страдавшим диабетом и однокашником Бантинга по университету, был, несомненно, знаком – об этом упоминается в его книге.

Наконец, еще один факт: де Крюи было известно о диабете не понаслышке, от этой болезни умер его отец, и потому он воспринимает события очень эмоционально, душой и сердцем. А это в некоторых случаях – более верный путь к познанию истины, чем холодный разум.

Итак, обратимся к свидетельствам Поля де Крюи.

Прежде всего, Фредерик Бантинг не был ученым-физиологом; он изучал хирургию и собирался заняться частной практикой где-нибудь в сельской глубинке. Попав в армию в 1916 году, он не успел получить диплом об окончании медицинского факультета; военную службу он закончил с настолько серьезным ранением руки, что даже шла речь о ее ампутации.

Бантинг решительно воспротивился; это поставило бы крест на его карьере хирурга. Руку удалось сохранить, но это не прибавило Бантингу доходов; он попытался заняться частной практикой, не заработал почти ничего и был вынужден трудиться преподавателем в медицинском училище Западного Онтарио. Он был беден, угрюмоват нравом, лишен яркого научного таланта, но отличался упорством и добросовестностью.

Вопросы, связанные с диабетом и поджелудочной железой, заинтересовали его осенью 1920 года, когда он готовил лекцию на эту тему для своих студентов. В чем же заключалась посетившая его идея?

Как пишет в своей статье Бест, Бантинг «выдвинул предположение, что активное начало, выделяемое островками Лангерганса, разрушается секретом ацинозной ткани поджелудочной железы».

Давайте попробуем разобраться, что скрыто за этой медицинской терминологией.

Мы уже упоминали о том, что поджелудочная железа выполняет двойную функцию: выделяет пищеварительный фермент, а в ее островках секретируются гормоны, включая инсулин, который вырабатывают бета-клетки.

Инсулин и другие гормоны поступают в кровь, а пищеварительный фермент – по специальному протоку в двенадцатиперстную кишку, так что в поджелудочной железе эти субстанции не смешиваются. Теперь представьте, что мы собираемся получить инсулин самым примитивным способом: умерщвляем животное, извлекаем железу, режем ее на кусочки, растираем в ступке и заливаем физиологическим раствором или каким-нибудь другим реагентом, надеясь, что инсулин экстрагируется в эту жидкость. Казалось бы, это должно произойти – ведь в железе всегда есть некоторый запас инсулина! Но там есть и пищеварительный сок, и когда мы резали и растирали железу, ее структура была нарушена, ткани превратились в кашицу, и сок смешался с инсулином и другими гормонами.

Что же при этом произошло? Образно говоря, гибель инсулина. Ведь инсулин – не что иное, как белок, который разлагается пищеварительным ферментом! Именно поэтому инсулин до сих пор вводят шприцем, а не глотают в виде таблеток; в последнем случае белок-инсулин просто переварится в желудке и не попадет в кровь.

Именно об этом и догадался Бантинг – о том, что «активное начало» (инсулин) разлагается в измельчаемой железе под влиянием «секрета ацинозной ткани», то есть пищеварительного фермента.

Вывод из этих соображений напрашивался сам собой: перевязать проток поджелудочной железы (т. е. «заблокировать» его) и добиться атрофии тканей железы, выделяющих пищеварительный сок (такие операции уже были известны). После перевязки железа «усохнет», но ее островковый аппарат сохранится в целости и будет по-прежнему секретировать инсулин; такую железу, «очищенную» от пищеварительных соков, и нужно использовать для приготовления инсулина.

Отметим, что эта методика была разработана Леонидом Соболевым еще в 1901 году, но Бантинг об этом, возможно, не знал, хотя к этому моменту работа Соболева была процитирована в мировой нерусскоязычной литературе уже 7 раз, в том числе дважды – в США и однажды – в самом авторитетном эндокринологическом руководстве того времени – В. Фальта (1913), настольной книге эндокринологов.

Итак, озаренный своей идеей, Бантинг, желая получить поддержку, явился к профессору Маклеоду в Торонто. Оцените эту ситуацию: Маклеод был известным ученым-физиологом, крупнейшим в Северной Америке специалистом по углеводному обмену, а Бантинг – сельским хирургом-неудачником, преподавателем из заштатного училища; вдобавок он плохо владел научной терминологией, отнюдь не детально знал мировую литературу по проблеме (см. выше) и излагал свои мысли весьма косноязычно.

Но, вероятно, душа у Маклеода оказалась широкой, и упрямый хирург выпросил право работать в его лаборатории в течение восьми недель, а также получил десять собак и одного ассистента. В результате 16 мая 1921 года Бантинг вселился на птичьих правах в одну из лабораторных комнат – как пишет де Крюи, самую убогую и мрачную.

Теперь поговорим о его ассистенте, о молодом Чарльзе Бесте (1899–1978). О нем не упоминается в российских энциклопедиях, и де Крюи сообщает о Бесте немногое, хотя он являлся полноправным соавтором Бантинга, и его жизнь и научная судьба сложились гораздо удачнее – Бест дожил до почтенных лет и получил заслуженную славу.

В то время, о котором мы говорим, Бесту было 22 года, он отличался жизнелюбием, энергией и склонностью к научной работе; он закончил четвертый курс медицинского факультета, и Маклеод недаром приставил его к Бантингу: этот студент умел делать анализ крови на сахар. По тем временам это являлось большим достижением, так как удобный и точный ми-крометод количественного определения сахара в крови был предложен совсем недавно, в 1913 году, уроженцем Норвегии, датско-шведским биохимиком Иваром-Кристианом Бангом (1869–1918), скоропостижно скончавшимся за работой. Но, при всех своих достоинствах, Чарли Бест был всего лишь молодым студентом. Как не без юмора замечает де Крюи, «он все же понимал в биохимии крови и мочи несколько больше Бантинга, потому что сам Бантинг в этом просто ничего не смыслил». Кстати, в прошлом несовершенство методики исследования сахара крови, требовавшее большого количества венозной крови (до 100 мл!), служило серьезным препятствием к широкому использованию этого теста в клинической и экспериментальной практике. И только благодаря микрометоду его определения, предложенного И. Бангом (0,1 мл), по образному выражению П. Дьёрдьи (György P., 1922), стало возможным «поставить проблему сахара крови на новые рельсы».

Зато Бантингу было дано искусство хирурга, чем он воспользовался в полной мере: у одних собак извлек поджелудочную железу, чтобы вызвать диабет, у других перевязал протоки, чтобы железа атрофировалась, и через семь недель, в начале июля, выяснил, что опыты не дают положительных результатов. Пришлось изменить методику операции и снова ждать, поскольку процесс атрофии был не мгновенным, а занимал изрядное время.

Восемь недель истекли, но профессор Маклеод не изгнал двух нахлебников из своей лаборатории: то ли демонстрировал широту души, то ли забыл о них, отправившись с визитом в Европу. Им даже удалось раздобыть собак для опытов, но Беста сняли с ассистентского жалования, и ему пришлось брать взаймы у Бантинга – а тот сам сидел практически без средств.

Так вот они и дожили до 27 июля, до исторического дня, когда Бантинг извлек атрофированную железу у одной собаки, растер в ступке, добавил физиологический раствор, профильтровал экстракт и ввел его другому псу, умирающему от диабета.

И свершилось чудо: пес ожил, поднялся на ноги и пошел!

Правда, на следующий день он околел, а Бантинг погрузился в мрачные расчеты: получалось, чтобы продлить жизнь одной больной собаке на восемь дней, нужно прооперировать и забить пяток с атрофированными железами. Очень неэкономичный способ для получения айлетина! Айлетин – это название, придуманное Бантингом для «активного начала» или «фактора Х»; оно происходит от английского слова «айлет» – «островок», и напоминает, что препарат получен из островков Лангерганса.

Нам не встретились у де Крюи упоминания о том, что Бантингу было известно о работах Соболева. Версия де Крюи совсем иная: он пишет, что Бантинг, озабоченный тем, как производить айлетин в больших количествах, вспомнил о статье одного физиолога, в которой отмечалось, что у младенцев вполне сформирован островковый аппарат, тогда как ткани поджелудочной железы, производящие пищеварительный сок, еще недоразвиты. Основываясь на этом, Бантинг решил, что самый подходящий источник айлетина – железы новорожденных телят, и эта идея привела его прямиком на скотобойню.