دانشگاه علوم پزشکی و خدمات درمانی شهید صدوقی یزد
تاريخچه انسولين

يك پزشك يوناني دوهزار سال پيش، مرض قند را به اين صورت توصيف كرده بود:

«اين يك نوع بيماري است كه گوشت را آب كرده و به ادرار تبديل مي‌‌‌كند».

قبل از كشف انسولين، بيماري قند تنها به كمك رژيم غذايي بسيار شديد معالجه مي‌‌‌شد كه كار بسيار شاق و طاقت‌‌‌فرسايي بود و عملا تنها در بعضي از بيماران، آن هم به صورت ناقص پاسخ مي‌داد.

بين سالهاي 1900 تا 1915 انوع درمانهاي مختلف ديابت شامل:

·        درمان جو دو سر- كه شامل خوردن 8 اونس از بلغور جو دوسر ميكس شده با 8 اونس كره هر دوساعت

·        رژيم شير

·        درمان برنجي

·        سيب زميني درماني

·        ترياك

·        تغذيه بيش از حد براي جبران مايعات از دست رفته بدن و بالابردن وزن. علائمي كه بيشتر افراد مبتلا به ديابت تجربه كرده اند.

در سال 1889 جوزف فون مرينگ (Joseph von Mering) و اسكار مينكوفسكي (Oskar Minkowski) با خارج كردن پانكراس از يك سگ، نقش پانكراس را در ديابت كشف كردند. پس از خارج كردن پانكراس از سگ ها، آنها دريافتند كه در حيوانات تمام علائم و نشانه هاي ديابت توسعه يافته است و هر دو پس از مدت كوتاهي از دنيا رفتند. نكته مهم اينكه يك روز بعد از قطع غده پانكراس، دانشمند مزبور مشاهده كرد كه مگس‌‌‌هاي زيادي به روي ادرار حيوان جمع شده‌‌‌اند. دليل اين امر شيرين‌‌‌ بودن ادرار سگ بود، زيرا با قطع غده پانكراس، سگ به مرض قند يا ديابت دچار شده بود. از اينجا نتيجه حاصل مي‌‌‌شد كه شيره پانكراس داراي عاملي است كه كار آن تنظيم متابوليسم يا سوخت‌‌‌وساز قند مي‌‌‌باشد. براي اثبات اين موضوع، كارشناسان، مجرائي را كه شيره غده پانكراس را به روده‌‌‌ها مي‌‌‌برد، در بدن سگي مسدود ساختند. مدتي بعد غده پانكراس پژمرده و ضعيف‌‌‌ شد، ولي سگ به بيماري قند مبتلا نگرديد. بنابراين با وجود مسدودبودن مجاري مزبور، ماده ضد ديابت همچنان توسط غده پانكراس شناخته شده و به طريقي وارد خون مي‌‌‌شد.

سپس توجه دانشمندان به تعداد بيشماري سلول‌هاي مخصوص به نام سلول‌هاي جزيره‌اي يا islet شدند كه در سرتاسر پانكراس پخش‌‌‌شده و توسط مويرگ‌‌‌هايي به هم مربوط بودند جلب شد.

تعداد زيادي از كاوشگران براي اثبات اين تئوري كه ماده ضد ديابت ساخته شده توسط اين عنصر، به جاي روده مستقيماً داخل جريان خون مي­گردد، تحقيق كردند ولي كوشش آن‌‌‌ها نتيجه‌‌‌اي به بار نياورد. دليل اين امر آن بود كه بيشتر محققين براي به دست آوردن ماده ناشناخته، غده پانكراس سالمي را گرفته و آن را تحت فشار قرار مي‌‌‌دادند. در نتيجه شيره‌هاي گوارشي با اين ماده مخلوط شده و آن را مانند ساير پروتئين‌‌‌ها منهدم مي‌‌‌ساختند. بانتينگ مي‌‌‌دانست كه با بستن مجاري ‌‌‌هادي شيره‌‌‌ گوارشي در پانكراس، سلول‌‌‌هاي ترشح‌‌‌كننده شيره‌‌‌هاي مزبور، زودتر از جزيره‌‌‌هاي كوچك سلولي پژمرده شده و از بين مي‌‌‌روند.

 

اين كشف به دانشمندان در درك نقشي كه پانكراس در تنظيم سطح قند خون بازي مي­كند، كمك كرد.

در سال 1910،‌ سر ادوارد آلبرت شارپي شافر دريافت كه ديابت به خاطر فقدان يك ماده شيميايي خاص كه توسط پانكراس توليد مي شود، به وجود مي­آيد.

شارپي شافر، آن را انسولين شيميايي ناميد كه واژه آن از كلمه لاتين “insula” مشتق شده است. معني اين واژه جزيره است و اشاره به سلولهايي در پانكراس دارد كه انسولين توليد مي­كند و به عنوان جزاير لانگرهانس شناخته شده است.

در سال 1921، فردريك بانتينگ در سن 29 سالگي وارد يكي از آزمايشگاههاي دانشگاه تورنتو گرديد و تقاضا كرد كه يك آزمايشگاه، ده سگ و يك دستيار مجرب در رشته شيمي و فيزيولوژي را براي مدت دو ماه در اختيار او بگذارد. بانتينگ قصد داشت كه بيماري ديابت يا بيماري قند را مغلوب دانش جديد سازد. تا آن زمان، پزشكان بيشماري درباره اين بيماري كاوش كرده بودند، ولي كوشش هيچ‌‌‌يك از آن‌‌‌ها در شناسايي منشأ اين بيماري و معالجه آن به جايي نرسيده بود. همكار و دستيار بانتينگ در اين تجربيات بسيار مهم، دكتر چارلز بست نام داشت.

بانتينگ عقيده داشت كه راز بيماري قند و همچنين داروي آن در غده پانكراس يا لوزالمعده نهفته است. پانكراس غده‌‌‌اي است واقع در شكم و به رنگ زرد كمرنگ كه كار آن ترشح شير‌‌‌ه‌هاي گوارشي و همچنين ماده‌‌‌اي است كه كار آن تنظيم قند خون مي‌‌‌باشد.

بانتينگ به اين ترتيب با مسدودكردن مجاري فوق در بدن يك سگ مشاهده كرد كه سلول‌‌‌هاي سازنده شيره‌‌‌هاي گوارشي ظرف 6 تا 7 هفته كاملاً از بين رفته و قدرت سازندگي خود را از دست دادند. در اين حال بانتينگ به آساني توانست ماده ناشناخته را به‌‌‌طور خالص به دست بياورد.

بانتينگ 5 سانتي‌‌‌متر‌‌‌مكعب از اين ماده را در بدن سگي كه با قطع غده پانكراس مبتلا به ديابت شده بود، تزريق كرد. سگ نامبرده در حال مرگ بود ولي با تزريق اين ماده حالش بهبود يافت. در اين حال لازم بود كه خون حيوان تجزيه شود. با تجزيه خون معلوم شد كه مقدار قند خون از 200 ميلي گرم در دسي‌ليتر قبل از آزمايش به 120 ميلي گرم در دسي‌ليتر كاهش يافته است. بعداً با ادامه تزريق، اين رقم به 90 ميلي‌گرم در دسي‌ليتر كه حد متعارف و معمول قند در خون است تنزل پيدا كرد. بانتينگ اين تجزيه را در بدن سگ‌‌‌هاي بيشماري انجام داده و اغلب آن‌‌‌ها را نجات داد.

او اين ماده مجهول را به مناسبت ترشح آن از سلول‌‌‌هاي جزيره‌‌‌اي (Isletine) نام‌‌‌گذاري كرده و سپس اين نام را به انسولين (Insuline) تغيير دادند.

با اين حال مانع بزرگي بر سر راه بانتينگ وجود داشت. بدين‌‌‌ترتيب كه مقدار كل انسولين حاصل از يك پانكراس به طريق مذكور در فوق بسيار كم بوده و فقط براي زنده‌‌‌ نگاه داشتن يك سگ مبتلا به ديابت به مدت يك روز كفايت مي‌‌‌كرد. در صورتي كه ميليون‌‌‌ها فرد مبتلا به ديابت بايستي به كمك انسولين معالجه مي‌‌‌شدند.

همكار بانتينگ از روي معلومات قبلي خود مي‌‌‌دانست كه پانكراس حيوانات به حالت جنيني به طور عمده از جزيره‌‌‌هاي سلولي تشكيل شده است. دليل امر اين است كه جنين احتياجي به شيره‌‌‌هاي گوارشي پانكراس ندارد، در صورتيكه انسولين لازمه حيات آن به شمار مي‌‌‌رود. همچنين پانكراس گاو از لحاظ ذخيره‌‌ انسولين غني‌‌‌تر از پانكراس سگ مي‌‌‌باشد، از اين‌‌‌رو بانتينگ با استفاده از معلومات همكارش توانست مقدار بيشتري پانكراس به دست آورده و سگ‌‌‌هاي مورد آزمايش را مدت بيشتري زنده نگاهدارد. اما آن‌‌‌ها نمي‌‌‌دانستند كه اثر انسولين در بدن انسان مبتلا به مرض قند چگونه است؟

در خانه‌‌‌اي در نزديكي دانشگاه، پسربچه 14ساله بنام لئونارد تامپسون، بدليل ابتلا به مرض قند بستري بود. وزن او از 29 كيلوگرم تجاوز نمي‌‌‌كرد. علائم نشان مي‌‌‌داد كه بيشتر از چند روز از عمر آن كودك باقي نمانده است.

نخستين تزريق انسولين در بازوي نحيف پسربچه‌‌‌ي مشرف به مرگ، توسط بانتينگ انجام گرفت. چند روز بعد در مقابل ديدگان حيرت‌‌‌زده والدين پسربچه مريض، حال وي خوب شده و رنگ و رويش به حالت عادي بازگشت. اين پسربچه 13 سال ديگر زنده بود و در سال 1935 در اثر ذات الريه درگذشت. پس از اين بيمار، صدها هزار بيمار ديگر توسط انسولين از خطر مرگ نجات يافتند.

به پاس خدمت بزرگ بانتينگ به عالم بشريت، جايزه نوبل در رشته پزشكي در سال 1923 به او تعلق گرفت و او آن را با همكارش قسمت كرد.

در سال 1934 لق سِر به بانتينگ هديه شد. در فوريه سال 1941، بانتينگ در حادثه هوايي غم‌‌‌انگيزي درگذشت. در سال 2004، او چهارمين شخصيت كانادايي برجسته تاريخ شناخته شد.

 

در سال 1936، سر هورالد پرسيوال هيم ورث( Harold Percival (Harry) Himsworth ) تحقيقاتي در خصوص متمايز كردن ديابت نوع 1 و 2 منتشر كرد.

او فرضيه‌اي داد كه بيشتر افراد با انسولين ناكافي مواجه نبوده ولي در عوض به انسولين مقاوم بودندكه اين باعث اختلال در عملكرد سلولهاي بتا مي‌شود.

در سال‌هاي دهه 1950 ساختار آمينواسيدي انسولين توسط فردريك سانژر كشف شد، در سال‌هاي دهه 1960 براي نخستين بار انسولين به صورت مصنوعي ساخته شد تا اينكه در سال 1978، انسولين با استفاده از مهندسي ژنتيك با استفاده از باكتري‌هاي E. coli ساخته شد.

تحقيقات انسولين ادامه پيدا كرد. در سال 1982 انسولين بيوسنتز انساني شناخته شده به عنوان هيومولين (humulin) به وجود آمده است.

توليد انبوه براي اين نوع جديد انسولين آغاز گرديد و در كشورهاي بسياري فروخته شد. در اين نقطه درمان ديابت واقعا خاموش شد.

رفلوكس (Reflolux)كه با نام اكيوچك (Accu-Chek) نيز مشهور است،‌ در سال 1983 به عنوان راهي كه دقيقاً قند خون را كنترل ميكند، معرفي گرديد. سال 1986 شاهد سيستم تحويل قلم انسولين هستيم و در سال 1993 قرص گلوكوز روانه بازار شد.

تا اين اواخر توليد انسولين در امريكا از پانكراس گاو، خوك و يا تركيبي از اين دو حيوان بوده است. براي سال هاي متمادي انسوليني كه به اين ترتيب تهيه مي شد داراي ناخالصي هاي بي شماري بود و به پيدايش واكنش هاي نامطلوب منجر مي گرديد. اين واكنش ها از سرخي موضعي محل تزريق تا خارش و آماس محل تزريق متفاوت بود.

در بعضي ديگر از بيماران نسج چربي محل تزريق از بين رفته و سبب چروكيدگي پوست مي گرديد (آتروفي نسج چربي) و در گروهي ديگري نسج چربي در محل تزريق گرد آمده (هيپرتروفي چربي) و توده يا برامدگي زير جلدي ايجاد مي كرد. ناخالصي هاي انسولين از طرف ديگر سبب توليد آنتي كورهايي مي شد كه در بعضي افراد مقاومت انسوليني ايجاد كرده و دزهاي زيادي از انسولين مصرف مي شد.

با گذشت سال ها كارخانه هاي توليدكننده انسولين توانستند راههاي از بين بردن ناخالصي ها را پيدا كنند. امروزه انسولين هاي خوكي، گاوي و يا نوع مخلوط گاوي و خوكي بسيار خالصي در دسترس مي باشد. با استفاده از اين انسولين ها شانس پيدايش عوارض فوق كاهش يافته است.

اخيرا با كشف بيوسنتز انسولين انساني، انقلابي در صنعت انسولين سازي ايجاد شده است. احتمال كمبود انسولين در دهه 1990 دانشمندان را به اين فكر انداخت تا عوض منبع حيواني به دنبال منبع ديگري باشند. كوشش دانشمندان سبب گرديد كه بتوانند بيوسنتز انسوليني را كه نه در بدن حيوان و نه در بدن انسان درست مي شود، كشف كنند. اين نوع انسولين كاملا به انسولين انساني شبيه مي باشد و به علت اين كه منشا حيواني ندارد، كاملا عاري از ناخالصي هاي انسولين گاوي يا خوكي مي باشد.

در سال 1996، ‌ايالات متحده امريكا و وزارت غذا و دارو (FDA) تائيد كرد كه ليسپرو (lispro (Humalog)) اولين انسولين سنتزي انساني است.

انسولين مصنوعي انساني،‌ با ساختار انسولين طبيعي يافت شده در بدن برابر است. افراد ديابتي  آن را از طريق پوست به خودشان تزريق مي‌كنند.

اگر چه يك گزينه درماني معتبر است،‌ انسولين مصنوعي انساني مثل انسولين طبيعي كار نمي‌كند. اين يعني زمان بيشتري طول مي‌كشد تا جذب انجام شود و قادر نيست خود را با نيازهاي بدن همگام سازد. عوارض جانبي نامطلوب آن شامل تاخير در شروع عملكرد، زمان اوج متغير و مدت زمان متغير در عملكرد بود.

آنالوگ هاي انسولين به تقليد از الگوي ترشح انسولين توسعه يافتند. چيزي كه آنرا جدا از آنالوگ ها قرار ميدهد، اين است كه آنها حاوي تغييرات اسيد آمينه ساختاري يا كوچك هستند و زماني كه به فرد ديابتي تزريق زيرپوستي انجام مي شود، نتايج مطلوب تري به همراه دارد. هنگامي كه جذب انجام مي‌شود، بسيار شبيه به انسولين انساني روي سلولها عمل ميكند و جذب بيشتر آنها ميتواند قابل پيش بيني باشد.

در دهه 1990 پمپ هاي انسولين خارجي و آنالوگ هاي انسولين اضافي به بازار آمد كه تعدادي از مزاياي آن شامل موارد ذيل مي باشد:

·         نتايج بهتر

·         واكنش كمتر

·         انعطاف بيشتر

·         مديريت درمان آسانتر

در حال حاضر بيش از 300 آنالوگ وجود دارد كه به پزشكان و افراد مبتلا به ديابت اجازه ميدهد طرح درمان خود را بهتر سفارشي سازي كنند. انسوليني كه امروزه بيماران از آنها استفاده مي‌كنند، انسولين نوتركيب توليد شده توسط مخمري به نام saccharomyces cerevisiae با باكتري E. coli است.

منابع:

- http://diabethome.com

- http://www.1pezeshk.com/archives/2014/03/insulin.html

- http://www.mahsho.com

- http://www.medicalnewstoday.com/articles/317484.php

تاریخ به روز رسانی:
1397/11/15
تعداد بازدید:
3697
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به دانشگاه علوم پزشکی شهید آیت الله صدوقی یزد میباشد.
Powered by DorsaPortal