Врачи XIX века отзывались об этом недуге как об одном из самых страшных, превращающих жизнь больного в короткий и мучительный отрезок существования. Сахарный диабет в те времена был приговором. Сейчас же его можно лечить, и решающую роль в этом играют достижения химии.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №6(34). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

До XIX века врачи прописывали больным диабетом строгую диету, которая вызывала истощение, а порой приводила к летальному исходу. Суть недуга заключается в неспособности клеток организма усваивать глюкозу из крови, а этот углевод играет ключевую роль в обмене веществ. Именно глюкоза снабжает организм энергией.

Почему же при сахарном диабете глюкоза остаётся в крови и не попадает в клетки? Всё дело в гормоне инсулине, который отвечает за «глюкозную проницаемость» клеточных стенок. Нарушается усвоение углевода. Он остаётся в кровеносном русле и создаёт дополнительную нагрузку на почки — им требуется много воды для выведения лишнего сахара из организма. Причина нарушения усвоения глюкозы оставалась загадкой до 1869 года, когда немецкий студент-медик Пауль ­Лангерганс обнаружил в поджелудочной железе группы клеток, рассеянные по всему органу в виде островков. Эти миниатюрные образования назвали островками Лангерганса.

Гормон, вырабатываемый этими островками, получил название инсулин (от латинского insula — остров), в чистом виде его удалось получить в 1921 году. Имена учёных, сумевших выделить инсулин из желёз подопытных собак, вошли в историю: Фредерик Бантинг и Джон Маклеод из Торонто получили в 1923 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Годом ранее им удалось провести первое успешное испытание инсулина на человеке — они спасли 14‑летнего мальчика, который долгое время был в диабетической коме.

С этого момента для лечения диабета стали использовать экстракт поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней, но у данного метода были значительные ограничения. Даже при самой тщательной очистке полученный таким образом инсулин мог вызвать аллергическую реакцию: структура гормона животных несколько отличается от человеческой. Да и невозможно было обеспечить этим препаратом всех больных (в развитых странах сахарным диабетом страдает каждый двадцатый житель) — понадобилось бы колоссальное количество животных. Решение проблемы заключалось в изучении гормона из «архипелага» Лангерганса.

Первое, что выяснили биохимики, — это что гормон инсулин является белком и состоит всего из 51 аминокислоты. Расшифровал его структуру британский учёный Фредерик Сенгер, также получивший Нобелевскую премию: вначале он определил, какие аминокислоты содержит инсулин, а позже описал последовательность их расположения в белке. 

Молекула человеческого инсулина

Исследования Сенгера показали, что инсулин — это молекула, состоящая из двух цепочек, в одной из которых 21 аминокислота, а в другой 30. Эти цепочки соединяются так называемыми дисульфидными мостиками, состоящими из двух атомов серы -S-S-.

Структура инсулина изучила также британский химик Дороти Кроуфут-Ходжкин. С помощью рентгеноструктурного анализа она определила трёхмерную структуру молекулы инсулина, объясняющую биологическую активность гормона в организме. Благодаря её открытию появилась возможность синтезировать инсулин. Правда, задача эта оказалась не из лёгких.

Читать далее