Siapa yang menemui insulin?
Insulin adalah pusat rawatan diabetes, kerana semua jenis diabetes berlaku kerana ketidakupayaan tubuh untuk menggunakan gula darah dengan cekap akibat bekalan insulin yang tidak mencukupi, tidak berkesan, atau tidak ada.
Para saintis inovatif yang menemui insulin memenangi hadiah Nobel, tetapi penemuan itu juga menimbulkan kontroversi.
Penemuan insulin berlaku pada tahun 1921 berikutan idea pakar bedah ortopedik Kanada bernama Frederick G. Banting, kemahiran kimia pembantunya Charles Best, dan John MacLeod dari University of Toronto di Kanada.
Beberapa kisah penemuan insulin yang bertentangan telah beredar selama bertahun-tahun, dan bahkan Hadiah Nobel yang diberikan untuk penemuannya pada tahun 1923 dipertanyakan beberapa tahun kemudian.
Dalam artikel ini, kita melihat orang-orang yang bertanggungjawab untuk rawatan diabetes terobosan ini.
Sejarah insulin
Pemahaman mengenai diabetes telah berkembang selama ribuan tahun; malah orang Yunani kuno mengetahuinya dan akan mendiagnosis diabetes dengan mencuba kencing.
Kesedaran bahawa keadaan air kencing tertentu dan tahap kehausan berkaitan dengan kadar gula darah telah meningkat selama berabad-abad.
Walaupun ahli fisiologi abad ke-19 memahami bahawa pankreas mempunyai keterlibatan utama dalam memproses tenaga di seluruh badan, mereka tidak memahami peranan langsung pankreas dalam diabetes sehingga dua ahli fisiologi mengeluarkan pankreas dari seekor anjing pada tahun 1890.
Kedua-dua saintis ini memerhatikan perkembangan diabetes yang teruk dalam jangka masa 3 minggu, termasuk gejala yang akan diketahui oleh orang dengan keadaan hari ini, termasuk:
- gula darah tinggi
- air kencing yang sangat cair, seperti yang dilihat pada diabetes insipidus
- koma diabetes
- kematian akibat ketosis
Ahli fisiologi pertama yang menunjukkan bahawa pulau pankreas, atau pulau Langerhans, mungkin mendorong kesan pankreas terhadap kawalan gula darah adalah Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, yang pertama kali membuat tuntutan ini sekitar tahun 1894.
Walaupun dia tidak mengasingkan zat yang sekarang kita fahami sebagai insulin, dia menggunakan istilah "insulin" untuk menggambarkan zat ini namun belum ditemui dan menunjukkan keberadaan dan kepentingannya pada tahun 1913.
Pada tahun 1901, saintis mendapati bahawa mengikat, atau mengikat, saluran pankreas pada anjing, kucing, dan arnab memusnahkan banyak sel yang menghasilkan hormon di pankreas.
Namun, pulau Langerhans, yang kini diketahui oleh saintis moden menghasilkan insulin, masih utuh. Yang penting, tidak ada tanda-tanda gula darah dalam air kencing, yang merupakan gejala diabetes yang biasa. Ini adalah petunjuk pertama yang jelas bahawa sel-sel pulau berperanan dalam perkembangan diabetes.
Penemuan
Pada tahun 1921, Dr. Frederick G. Banting menjadi individu pertama yang mengasingkan rembesan dari sel-sel pulau kecil dan menyebutnya sebagai rawatan berpotensi untuk diabetes.
Dia memerhatikan bahawa saintis lain mungkin gagal menemui insulin kerana enzim pencernaan telah memusnahkan insulin sebelum ada yang dapat mengeluarkannya.
Rencana Banting adalah mengikat saluran pankreas anjing makmal sehingga sel-sel yang menghasilkan enzim merosot, membiarkan sel-sel pulau yang kuat hidup. Dia kemudian akan mengeluarkan sisa.
Banting tidak cukup berpengetahuan tentang perkembangan baru dalam menguji gula darah untuk memeriksa diabetes dengan tepat, jadi dia memeriksa air kencing, yang kurang dapat diandalkan.
Walau bagaimanapun, idea itu tidak baru - saintis lain juga telah berusaha menghasilkan ekstrak dari pankreas yang mengurangkan gula darah - juga sangat berguna kerana Banting hanya dapat mengasingkan sejumlah kecil hormon.
Selain itu, ekstrak nampaknya mempunyai sifat toksik dan menyebabkan kesan sampingan yang teruk, termasuk sakit dan demam, pada haiwan.
Pembangunan
Banting bukan pakar dalam bidang metabolisme karbohidrat, jadi ketika dia meminta ruang dan kemudahan makmal dari Profesor John James Rickard Macleod, Ketua Fisiologi di University of Toronto, ahli fisiologi terhormat pada mulanya enggan.
Namun, kegigihan Banting dan kemungkinan hasil yang lebih dipercayai meyakinkan MacLeod untuk menyumbangkan ruang makmal. Walaupun mengikat pankreas untuk membuatnya hancur bukanlah alat penyiasatan baru, gagasan mengasingkan pulau kecil karena degenerasi yang lebih lambat menarik perhatian Macleod.
Tidak ada yang berusaha mengeluarkan pulau dari pankreas yang mengalami degenerasi sepenuhnya.
Banting mengambil seorang pembantu, Charles Herbert Best, untuk membantu mengasingkan insulin. Macleod membantu struktur umum penyelidikan, dan Terbaik dalam ujian kimia darah untuk memeriksa tahap glukosa.
Penyelidikan ini dimulakan pada 17 Mei 1921.
Tujuannya adalah untuk menghidupkan pankreas anjing sehingga ia hancur dan mula menghasilkan ekstrak pulau kecil. Ekstrak ini kemudian akan diberikan kepada anjing lain tanpa pankreas untuk mengukur kesannya terhadap diabetes.
Kemajuan pada awalnya perlahan. Banting bergelut dengan pembedahan haiwan, dan 7 dari 10 anjing yang diikat saluran mati. Banting dan Best terpaksa menggunakan anjing yang berpotensi pasar gelap di jalan dengan harga beberapa dolar Kanada.
Pada 27 Julai, mereka akhirnya menyiapkan seekor anjing dengan pankreas yang berjaya dikeluarkan dan seekor anjing dengan saluran pankreas yang diikat. Tiga hari kemudian, para penyelidik membekukan pankreas yang merosot, menggilingnya menjadi pasta dan menyaringnya, sebelum memanaskannya ke suhu bilik dan menyuntikkan 5 mililiter (ml) ke dalam anjing tanpa pankreas.
Para saintis mengambil sampel darah dari anjing itu setiap 30 minit dan melihat penurunan gula darah sementara dari 0.2 peratus hingga 0.12 peratus. Anjing itu mati keesokan harinya kerana jangkitan, tetapi para saintis mencatat tanda-tanda pertama tindakan anti-diabetes dari ekstrak, yang mereka namakan isletin.
Walaupun banyak eksperimen mereka gagal, mengakibatkan kematian anjing makmal, Banting dan pasukan melihat penurunan kadar gula dalam darah secara berkala sebagai hasil ekstrak mereka bahawa mereka yakin akan sifat anti-diabetes isletin, yang kemudiannya akan menjadi insulin .
Banting dan Best kemudian memutuskan bahawa alih-alih memecah pankreas secara beransur-ansur, mereka akan menggunakan hormon yang disebut secretin untuk bekerja berlebihan dan menghabiskan pankreas, dengan harapan ini akan mengurangkan kesan toksik sambil tetap memberikan insulin.
Prosedur untuk mendapatkan secretin adalah sukar dan tidak praktikal tetapi menunjukkan cara yang lebih selamat untuk mengeluarkan insulin dari pankreas.
Mereka juga menghadapi cabaran untuk berusaha mengumpulkan ekstrak larutan pankreas tanpa memusnahkan bahan aktif - bahan yang menimbulkan kesan terapeutik dalam perubatan - dalam kes ini, insulin.
Langkah seterusnya
Cabaran berikutnya adalah mencari kaedah untuk menghasilkan sel-sel pulau, dan oleh itu insulin, dalam skala besar, sehingga dapat digunakan sebagai ubat skala besar untuk diabetes.
Menyedari bahawa bekalan anjing untuk ligasi pankreas akan membatasi kemajuan penyelidikan, Banting dan Best beralih menggunakan pankreas sapi sebagai bahan sumber.
Dengan menyesuaikan proses pengekstrakan dan pemekatan larutannya, para saintis berjaya menghasilkan bahan yang mengandungi lebih banyak bahan aktif (insulin). Mereka kemudian menyuntik ekstrak ini ke salah satu anjing makmal yang tidak mempunyai pankreas.
Gula darah anjing turun dari 0.46 peratus kepada 0.18 peratus - peningkatan besar. Menjimatkan kos dan tersedia secara meluas, mereka percaya bahawa pankreas lembu adalah jalan mereka ke hadapan.
Pada ketika ini, MacLeod mengalihkan semua sumber lain untuk menyokong penyelidikan ini. Namun, ketegangan antara Banting dan MacLeod semakin meningkat, kerana Banting merasakan MacLeod mengambil penghargaan atas kerjanya.
MacLeod, sebaliknya, menjadi kecewa dengan sikap dan kecurigaan Banting.
James Bertram Collip, ahli biokimia Kanada yang mapan, datang ke tempat kerja untuk membersihkan insulin. Setelah mencapai tahap kesucian yang sesuai, mereka mengujinya terlebih dahulu pada arnab, kemudian manusia.
Walau bagaimanapun, insulin tidak lulus ujian klinikal pertama.
Ujian pertama melibatkan seorang budak lelaki berusia 14 tahun dengan diabetes yang teruk. Walaupun ekstrak menyebabkan penurunan gula darah dari 0,44 persen menjadi 0,32 persen dan penurunan kecil dalam jumlah glukosa yang dikeluarkan, abses yang dikembangkan di tempat suntikan dan tahap keton, satu lagi petunjuk diabetes, tidak berubah.
Collip berusaha memurnikan ekstrak lebih jauh, dan percubaan klinikal kedua, yang berlangsung pada 23 Januari 1922, berjaya dan mendadak. Tahap gula darah pada anak lelaki yang sama berusia 14 tahun menurun dari 0,52 persen menjadi 0,12 persen dalam 24 jam, dan keton hilang dari air kencing. Jumlah glukosa yang diekskresikan turun dari 71.1 gram (g) hingga 8.7 g.
Para pemimpin percubaan mengulangi peningkatan yang ketara ini kepada enam lagi pesakit pada bulan berikutnya.
Sementara semua eksperimen ini berlangsung, Banting terutama telah menyiapkan anjing untuk eksperimen dan mencari cara baru untuk membuat insulin untuk pengeluaran besar-besaran dan tidak banyak terlibat dalam percobaan atau makalah yang dihasilkan.
Banting terdesak untuk mendapatkan pengakuan, dan pada akhir tahun 1922 kemarahan dan kekecewaannya mulai menimbulkan konflik. Pada satu ketika, Collip mengancam untuk meninggalkan kumpulan itu tanpa meneruskan proses penyuciannya. Banting dilaporkan bersenang-senang dengannya di dewan universiti.
Walaupun banyak laporan yang berbeda masih beredar mengenai siapa yang harus diberi penghargaan untuk menemukan insulin, Banting yang memulai roda bergerak - walaupun pengalamannya terbatas di lapangan - dan mengumpulkan tim yang mengembangkan kemajuan yang paling signifikan untuk pengurusan diabetes.
Kontroversi Hadiah Nobel
Pada tahun 1923, seorang ahli fisiologi Denmark yang bernama August Kroch mengemukakan pencalonan Hadiah Nobel bersama untuk Banting dan MacLeod, berdasarkan idea Banting dan panduan MacLeod.
Banting adalah penama Nobel pertama dari Kanada, dan sebotol insulin sekarang menjadi bangga dengan tagihan 100 dolar Kanada sebagai hasilnya.
Namun, jawatankuasa Nobel hanya dapat memberikan hadiah yang diinginkan kepada antara satu hingga tiga orang. Banting sangat marah apabila mendengar mengenai pencalonan bersama MacLeod, percaya bahawa Best seharusnya diberi pencalonan sebagai gantinya, dan hampir menolak penghargaan tersebut.
Namun, dia mengalami perubahan hati dan sebaliknya berkongsi kredit dan hadiah wangnya dengan Best. Ketika MacLeod mendapat tahu, dia melakukan perkara yang sama dengan Collip.
Beberapa tahun kemudian, lama setelah kematian Banting dalam nahas pesawat pada tahun 1941, sejarah rasmi Hadiah Nobel secara terbuka mengakui sumbangan Best dalam pengembangan insulin.
Ringkasan
Sekumpulan orang menemui insulin.
Frederick G. Banting datang dengan kaedah mengekstrak pankreas pada tahun 1921; John MacLeod, ketua fisiologi di University of Toronto, mengawasi proses ini; Charles Best, pembantu Banting, membantu menyempurnakan proses itu, dan seorang ahli biokimia bernama James Collip membantu membersihkan insulin lebih jauh untuk menjadikannya berguna secara klinikal.
