Prof. dr Lazar Lepšanoić Novi Sad

Pronalasku insulina početkom dvadesetih godina prošlog veka prethodila su značajna otkrića koja su upućivala na pravu prirodu šećerne bolesti i, potom, otkriće hormona.

Od otkrića insulina do moderne insulinske terapije

Langerhans je 1869. godine otkrio u pankreasu mala ćelijska ostrvca različita od okolnog žlezdanog parenhima (kasnije po njemu nazvana), koja nesumnjivo imaju neku posebnu ulogu. Krajem 19. veka Minkovski i fon Mering ustanovili su da kod pasa posle pankreatektomije nastaju tipični znaci dijabetesa, što je bio neosporan dokaz da pankreas stvara neku materiju koja sprečava nastanak dijabetesa. Kada je početkom 20. veka engleski fiziolog Starling razjasnio pojam endokrinih žlezda i stvorio termin hormoni, bilo je očigledno da je ta materija iz pankreasa hormonske prirode. Već nekoliko godina kasnije, belgijski naučnik Žan de Mejer nazvao je tu još hipotetičnu materiju insulin. Sva ova otkrića, kao i mnoga druga, stvorila su bitne preduslove za pronalazak insulina koji je ubrzo sledio. Otkriće insulina 1921. godine delo je kanadskog lekara Frederika Bantinga, čiji je saradnik u tom istraživanju bio čarls Best, u to vreme još samo student medicine. Prethodno pankreatektomisanim psima kod kojih se vrlo brzo razvijao težak dijabates (takvi psi bi uginuli najduže za petnaestak dana) ubrizgavali su svakodnevno ekstrakt pripreman iz gušterača goveda i svinja. Efekat je bio spektakularan – psi su i dalje normalno živeli, a nivo šećera u krvi se smanjivao i ubrzo normalizovao. Pažljiva ispitivanja organa kod žrtvovanih pasa nisu pokazivala nikakve promene, što je uverljivo govorilo da ubrizgani ekstrakt ne deluje štetno na organizam. Tada se u istraživanje uključio i hemičar Džejms Kolip koji je iz ekstrakta pankreasa izdvojio insulin u takvom obliku da se mogao ubrizgati čoveku. Insulin je prvi put dat čoveku 11. januara 1922. godine u Opštoj bolnici u Torontu od strane dr Kempbela. Trinaestogodišnji dečak Leonard Tompson, koji je zapao u tešku ketoacidoznu komu, prva je osoba koja je dobila insulin i kojoj je insulin spasao život. Od tada, insulin je spasao život mnogim desetinama i desetinama miliona ljudi i iz temelja izmenio tok i prognozu šećerne bolesti. Za ovo epohalno otkriće Banting je, zajedno sa profesorom Ričardom Makludom (direktorom Fiziološkog zavoda u Torontu, u kojem su istraživanja obavljena), dobio 1923. godine Nobelovu nagradu, ali ne i Best, pa i Kolip, što se smatra jednom od najvećih grešaka koje je Nobelova fondacija učinila u svojoj preko sto godina dugoj istoriji.

Tokom proteklih 86 godina od njegove prve primene, neprekidno se vrše intenzivna istraživanja na pronalaženju novih oblika i vrsta insulina i na poboljšavanju načina i puteva njegove aplikacije. U tom pogledu izuzetan doprinos dala je i daje farmaceutska firma Nordisk Insulinlaboratorium, kasnije Novo Nordisk, iz Kopenhagena. Gotovo da je nemoguće pobrojati sve važne datume u tom neprekidnom lancu, pa će se, stoga, načiniti samo najkraći osvrt na one najznačajnije. Prvi takav datum je 1926. godina kada je Abel izvršio rekristalizaciju insulina i stvorio tzv. regularni ili ,,bistri” insulin, kisele reakcije. Budući da je dejstvo ovakvog insulina kratkotrajno, uporedo s nastojanjima za dobijanje što prečišćenijih preparata, težilo se i produžavanju njegovog delovanja.

To je postignuto 1935-36. godine od strane Hagedorna i saradnika vezivanjem insulina za jednu belančevinu ribljeg porekla protamin, a kasnije je dodat i cink koji je još više produžavao dejstvo novodobijenog preparata (cink-protamin insulin ili ,,mutni insulin”). U toj smeši protamin se nalazio u višku, ali je desetak godina kasnije dobijen preparat u kojem se protamin nalazio u precizno određenoj količini prema količini insulina, tzv. izofan insulin (NPH grupa insulina). Iz tog razloga izofan insulin se mogao slobodno mešati sa kristalnim bez bojazni da će se dodati kristalni insulin vezati za protamin. Godine 1951-52. Halas-Meler i saradnici, takođe u laboratorijama Novo Nordiska, postigli su, pak, produženo delovanje insulina njegovom kristalizacijom pomoću cinka, čime je stvorena serija lente insulina (dugo korišćeni semilente, lente i ultralente), a koji nisu sadržavali stranu belančevinu (protamin).
Već 1959. godine stvoren je prvi bifazični insulin (Insulin rapitard), čime je započela era primene fiksnih mešavina dva insulinska preparata, sa značajnim prednostima u odnosu na individualno pripremane mešavine, a koja i danas traje sa punim intenzitetom. U isto vreme proizveden je i neutralni rastvor insulina (Actrapid insulin). Za razliku od prvih decenija proizvodnje insulina, kada su pri ekstrakciji mešane gušterače raznih životinjskih vrsta (goveče, svinja), kasnije se prešlo na njegovo dobijanje isključivo iz gušterače jedne životinjske vrste, tzv. monospecies insulini. Metodama hromatografije uspelo je izdvojiti gotovo sve nečistoće pa je tako dobijen poluprečišćeni ili „single peak“ insulin. Daljom filtracijom na gelu, „single peak“ insulin je oslobođen od preostalih primesa i dobijen je preparat samo sa jednom komponentom – potpuno prečišćeni ili monokomponentni insulin. Od pronalaska 1970. godine pa sve do pojave humanih insulina, monokomponentni insulini svinjskog porekla predstavljali su veliki napredak u poboljšanju kvaliteta insulinske terapije. Kontinuirana primena insulina pomoću insulinske pumpe u lečenju najtežih dijabetesnih bolesnika uvodi se 1974. godine, a implantabilne insulinske pumpe 1982. godine. Hemijska struktura insulina razjašnjena je od strane Sangera 1953. godine, a dvadesetak godina kasnije hemijskim postupkom počev od aminokiselina dobijen je sintetski humani insulin. U isto vreme dobijen je i tzv. polusintetski humani insulin – određenim hemijskim manipulacijama u molekulu svinjskog insulina na 30. aminokiselinskoj sekvenci alanin je zamenjen treoninom koji se na tom mestu nalazi u molekuli insulina ljudi. Dostignuća molekularne biologije i genetskog inženjeringa učinili su dalje radove na sintezi insulina nepotrebnim i izlišnim. Poslednjih četvrt veka doneli su gotovo pravu revoluciju u insulinskoj terapiji.

Tri su otkrića od ključnog značaja: biosinteza humanog insulina (1979-1981. godina), upotreba penskih brizgalica i, konačno, otkriće insulinskih analoga. Sinteza insulina pomoću rekombinantne DNK tehnologije stvorila je mogućnost ekonomičnog i relativno jednostavnog dobijanja humanog insulina u dovoljnim količinama, tako da je danas upotreba insulina animalnog porekla samo prošlost. Prve penske brizgalice – NovoPen – uvedene su u upotrebu 1985. godine, s tim da su kasnije doživele mnogobrojna i značajna poboljšanja.Uz njihovu upotrebu primena insulina postala je vrlo jednostavna, brza, praktično bezbolna, a doziranje precizno. Penske brizgalice su bitno olakšale vrlo široku primenu intenzivirane konvencionalne insulinske terapije (IKIT) u svakodnevnoj kliničkoj praksi.

Koncept insulinskih analoga razvijen je još 1987. godine. Podrazumeva zamenu pojedinih aminokiselina ili promenu mesta pojedinih aminokiselina u molekulu insulina, čime se dobijaju takvi insulinski analozi koji su po svojim brojnim karakteristikama bliži fiziološkom modelu delovanja insulina čak i od samih humanih insulina. Istraživanja na ovom planu krunisana su pojavom analoga kratkog dejstva sredinom devedesetih godina i analoga dugog dejstva 2000. godine. Analozi danas nesumnjivo predstavljaju zlatni standard insulinske terapije. Činjenice govore da je ovo područje, kada su u pitanju dijabetes i razvoj insulina, uvek bilo deo Evrope i sveta. Domaći stručnjaci sve vreme su aktivno i pažljivo pratili dostignuća nauke, kao što i danas čine, tako da su sva unapređenja i poboljšanja namenjena tretmanu pacijenata stizala kod nas u veoma kratkom roku.

Uz zahvalnost preuzeto iz magazina WHITE