Inzulin: otkriće koje je omogućilo liječenje teške i smrtonosne bolesti

Iako se često dijabetes naziva bolešću modernog doba, poznat je još od starog vijeka kada su liječnici od Indije do Grčke posumnjali u postojanje bolesti na temelju slatkog okusa urina. Značajniji napredak u shvaćanju šećerne bolesti događa se tek u 18.stoljeću, kad su europski liječnici povezali njezin nastanak s poremećajem rada gušterače. No do prve uspješne primjene lijeka za dijabetes trebalo je čekati do početka 20-ih godina 20.stoljeća.

Prije šire primjene novih lijekova (inzulina), šećerna bolest bila je neizlječiva i smrtonosna u relativno kratkom roku, od nekoliko tjedana do maksimalno koju godinu u najboljem slučaju. Jedina do tada primjenjivana terapijska metoda podrazumijevala je rigorozno reduciran unos ugljikohidrata, do izgladnjivanja.

Značajne spoznaje koje su prethodile otkriću inzulina

Za početak spomenimo da je Inzulin peptidni hormon koji se stvara u beta stanicama Langerhansovih otočića gušterače, odakle se luči u naš krvotok. Glavni je regulator koncentracije glukoze u krvi.  Otkriću inzulina kao lijeka prethodile su neke značajne povijesno-znanstvene spoznaje.

Tada  mladi student medicine, Paul Langerhans je na tkivu gušterače 1868. godine pod mikroskopom uočio nakupine stanica koje su poprimale boju drukčije od ostatka tkiva. Te su stanice njemu u čast nazvane Langerhansove stanice, stanice koje proizvode inzulin.

Daljnji doprinos razumijevanju nastanka šećerne bolesti krajem 19.stoljeća dali su njemački liječnici Oskar Minkowski i Joseph von Mering koji su ispitivanim psima odstranili gušteraču te su primijetili da se na njihov urin skupljaju muhe, a daljnjom analizom ustanovili su povišene vrijednosti šećera i u krvi i u urinu.

Desetak godina kasnije američki je patolog uočio oštećenja na tkivu gušterače (Langerhansove stanice) u osoba umrlih od posljedica šećerne bolesti.

Priča o otkriću inzulina

Kanadski znanstvenici Frederick G. Banting, Charles H. Best, John MacLeod te James Collip zaslužni su za otkriće inzulina kao lijeka. U ljeto 1921.godine kanadski kirurg Frederick Banting pridružuje se timu profesora Johna MacLeoda. Za vrijeme ljetnih praznika i godišnjih odmora, timu se pridružuje student medicine Charles Best, nakon što je prethodno otkazao već dogovoreno ljetovanje s djevojkom. Tijekom ljetnih eksperimenata Banting i Best zamijetili su da psi kojima je odstranjena gušterača manifestiraju simptome i znakove šećerne bolesti te ugibaju kroz tjedan ili dva. Ključni korak u otkriću je metoda ekstrakcije hormona iz usitnjene gušterače. Tako dobiven pripravak bi primijenili psu kojem su prethodno odstranili gušteraču, a prvi rezultati su bili vrlo obećavajući, i zbog smanjenja razine šećera u krvi i zato što je pas živio još 70 dana dok pripravka nije ponestalo.

Nedugo potom, nakon više pokušaja i pogrešaka u načinu primjene inzulina, prva osoba sa šećernom bolesti kod koje je primijenjen inzulin 11. siječnja 1922. godine, bio je 14-godišnji dječak Leonard Thompson. Za ondašnje prilike to je bio revolucionarni uspjeh jer je prilikom prve primjene inzulina Leonard bio u životnoj opasnosti zbog dijabetičke ketoacidoze i sa svega 27 kg tjelesne težine, a nakon oporavka je ipak uz šećernu bolest poživio još 13 godina.

Uloga biokemičara Jamesa Collipa bila je stvoriti pročišćeni inzulin koji bi bio odgovarajući za humanu primjenu. Nakon prve primjene nepročišćenog inzulina i popratne alergijske reakcije, kod Leonarda je primjena pročišćenog inzulina provedena 23. siječnja 1922. s puno boljim odgovorom i, u to vrijeme, gotovo čudesnim oporavkom. Zbog ovog otkrića su Banting i MacLeod dobili 1923. godine Nobelovu nagradu za medicinu, a na inicijativu Bantinga su novčane nagrade podijeljene i Bestu i Collipu koji su (nepravedno) zakinuti za Nobelovu nominaciju.

Bantingu u čast, njegov se rođendan, 14. studeni, danas obilježava kao Svjetski dan borbe protiv šećerne bolesti.

Daljnji razvoj inzulinske terapije

Američka tvrtka Elly Lilly, danas jedan od vodećih proizvođača inzulina, prva je 1923. godine počela s komercijalnom distribucijom inzulina Iletin. Od 1923. godine, zaslugom Augusta Krogha i Hansa C. Hagedorna, osnivača Novo Nordiska (također vodećeg proizvođača inzulina), počinje proizvodnja inzulina koji je od 1925. godine bio komercijalno dostupan.

Prvi inzulini su se izolirali iz gušterače goveda i svinje, a između 10 i 55 posto bolesnika su manifestirali alergijske reakcije zbog stvaranja protutijela na neinzulinske komponente u pripravcima. Djelovali su kratko i bilo ih je nužno primjenjivati dva do tri puta dnevno s ciljem čim bolje kontrole glikemije. Slijedili su pokušaji stvaranja dugodjelujućeg inzulina, pa je Hagedorn 1936. godine sintetizirao prvi bazalni inzulin protamin cink, no njegovo je djelovanje bilo nestabilno. Deset godina kasnije isti znanstvenik proizvodi NPH inzulin (Neutral Protamin Hagedorn) koji je bio stabilnije strukture i mogao se je kombinirati s do tada standardnim kratkodjelujućim inzulinom u istoj štrcaljki.

Tijekom 1977. g. proizvedeni su visokopročišćeni životinjski inzulini uz koje su alergijske reakcije bile značajno rjeđe. Zbog rastućih potreba za količinama inzulina i ograničenih količina biološkog materijala, a zahvaljujući napretku rekombinantne DNA tehnologije, iz bakterije Escherichia coli sintetiziran je biosintetski humanizirani inzulin. Takav način proizvodnje omogućavao je neograničene količine inzulina uz jako rijetke manifestacije alergija.

Nedostaci sada već značajno modernizirane terapije humaniziranim inzulinima bile su u nemogućnosti „imitiranja” fiziološke uloge gušterače, pa su, uz takav režim liječenja, glukovarijabilnosti bile značajne, uz relativno česte hipoglikemije.

Moderno doba: inzulinski analozi

Daljnji tehnološki iskorak je otkriće inzulinskih analoga, pri čemu su malim strukturnim promjenama u redoslijedu aminokiselina postignute značajne promjene u duljini djelovanja te su bliže fiziološkom djelovanju zdrave gušterače. Bazalni analozi inzulina se apsorbiraju sporije, stabilnije i ravnomjernije, ostvaruju značajno manju glukovarijabilnost te uzrokuju rjeđe hipoglikemije.

Prvi kratkodjelujući analog proizveden je 1996, a bazalni analog 2000. godine. Od 2006. više je pokušaja sintetiziranja inhalacijskog inzulina, ali uz tek djelomičnu uspješnost i još ne toliko široku primjenu.

Od 2013. dostupni su nam inzulinski analozi djelovanja duljeg od 24 sata, pa se kao takvi primjenjuju jednom dnevno. Zbog boljeg „imitiranja” prirodnog rada gušterače od 2017. se, umjesto kratkodjelujućih inzulina, sve češće koriste ultrakratkodjelujući inzulinski analozi s bržim početkom djelovanja i bržim dosegom maksimalnog djelovanja.

Što nam nosi budućnost?

Eksponencijalni razvoj i nove tehnološke mogućnosti nam, u ne tako dalekoj budućnosti, nude još bolju perspektivu u primjeni inzulinske terapije – od tjednih i mjesečnih inzulinskih analoga, zatim inzulina selektivnih za jetru, inzulina s kardioprotektivnim djelovanjem, inzulina osjetljivog na glukozu ili „pametnog inzulina”, pa i do oralnog inzulina u tabletama.

No koji god stupanj tehnološkog napretka dosegli, nikakva terapijska mogućnost ne može zamijeniti temeljne pristupe liječenju koji obuhvaćaju modificiranu prehranu i redovitu tjelesnu aktivnost, a ne manje važno je provoditi redovite kontrole kod svog dijabetologa.

Dodatne stručne savjete potražite u Poliklinici Perić-Staničić.