دکتر سلام/ چگونه انسولین کشف شد؟

يک پزشک/ ۱۶ مه ۱۹۲۱، مرد قوي‌‌‌هيکلي که بيشتر به دهقان‌‌‌ها شباهت داشت وارد يکي از آزمايشگاه‌‌‌هاي دانشگاه تورنتو گرديد. اين مرد جوان ۲۹ساله موسوم به دکتر فردريک بانتينگ (F.Banting) بود که بعدها به عنوان يکي از بزرگترين کاشفان جهان پزشکي شناخته شد. چندي پيش او از دانشگاه تورنتو تقاضا کرده بود که يک آزمايشگاه، ده سگ و يک دستيار مجرب در رشته شيمي و فيزيولوژي را براي مدت دو ماه در اختيار او بگذارد. قبول تقاضاي بانتينگ براي دانشگاه بسيار آسان بود زيرا بهاي تجهيزات درخواستي او از چندصددلار تجاوز نمي‌‌‌کرد. بانتينگ قصد داشت که بيماري کشنده و بي‌‌‌رحم ديابت (Diabetes) يا بيماري قند را مغلوب دانش جديد سازد. تا آن زمان، پزشکان بيشماري درباره اين بيماري کاوش کرده بودند، ولي کوشش هيچ‌‌‌يک از آن‌‌‌ها در شناسايي منشأ اين بيماري و معالجه آن به جايي نرسيده بود. همکار و دستيار بانتينگ در اين تجربيات بسيار مهم، دکتر چارلز بست نام داشت. دکتر بانتينگ براي آغاز تجربيات خود از بست تقاضا کرد که چگونگي تحصيل شيره پانکراس (Pancreas) را که توسط دانشمند فرانسوي به نام هدون در يک کتاب پزشکي به زبان فرانسه نوشته شده بود براي او ترجمه کند. يک پزشک يوناني دوهزار سال پيش، مرض قند را به اين صورت توصيف کرده بود: «اين يک نوع بيماري است که گوشت را آب کرده و به ادرار تبديل مي‌‌‌کند». در بدن اين بيماران، عاملي وجود دارد که از سوختن قند و تبديل آن به انرژي ممانعت به عمل مي‌‌‌آورد. بنابراين کمبود انرژي مبتلايان به بيماري قند، از ذخيره چربي و پروتئين بدن آن‌‌‌ها تأمين مي‌‌‌گردد. علاوه بر اينها بيماري قند هميشه با عطشي شديد و دفع‌‌‌نشدني همراه است. مقدار زياد آبي که توسط بيماران نوشيده مي‌‌‌شود به صورت ادرار شيرين از بدن آن‌‌‌ها دفع مي‌‌‌گردد. يکي ديگر از علائم ديابت، اشتهاي زياد در اشخاص بيمار است. قبل از کشف مهم دکتر بانتينگ، بيماري قند تنها به کمک رژيم غذايي بسيار شديد معالجه مي‌‌‌شد که کار بسيار شاق و طاقت‌‌‌فرسايي بود و عملا تنها در بعضي از بيماران، آن هم به صورت ناقص پاسخ مي‌داد. دکتر بانتينگ هميشه خاطره مرگ دوست و همکلاسي‌‌‌اش که در ۱۶سالگي در اثر ديابت در گذشته بود به ياد داشت. همچنين خاطره مرگ خاله‌‌‌اش او را هميشه متأثر مي‌‌‌کرد. خاله‌‌‌ي بانتينگ قبل از ابتلا به بيماري قند، زن قوي‌‌‌هيکل و چاق بود در حاليکه هنگام مرگ، وزنش به ۳۶ کيلو نيز نمي‌‌‌رسيد. در اين زمان، بانتينگ ۲۲ سال داشت و آخرين امتحانات خود را براي دريافت ديپلم فيزيولوژي و بيوشيمي مي‌‌‌گذرانيد. بانتينگ در جواني آرزو داشت که تحصيلات خود را در رشته الهيات انجام داده و کشيش شود، ولي بعداً پشيمان شده و رشته پزشکي را براي تحصيل خود برگزيد. هنگام تحصيل در دانشگاه، بانتينگ همواره دانشجوي ضعيفي به شمار مي‌‌‌آمد. طي جنگ اول جهاني، بانتينگ در ارتش کانادا به عنوان جراح خدمت مي‌‌‌کرد. به پاس شجاعت زيادش، عالي‌‌‌ترين نشان جنگي کانادا را به او دادند. پس از خاتمه جنگ، دکتر بانتينگ به لندن آمد تا در اين شهر به عنوان جراح ارتوپديست کار کند ولي متاسفانه به هيچ‌‌‌وجه کار او نگرفت؛ به همين علت نامزدش از او جدا شد. چند ماه بعد، بانتينگ مطمئن شده بود که راه علاجي براي بيماري قند پيدا خواهد کرد. از اين‌‌‌رو مطب و کتاب‌‌‌ها و تمام دار و ندار خود را فروخت تا با خيال راحت به بررسي‌‌‌هاي خود در اين مورد بپردازد. بانتينگ عقيده داشت که راز بيماري قند و همچنين داروي آن در غده پانکراس يا لوز المعده نهفته است. پانکراس غده‌‌‌اي است واقع در شکم و به رنگ زرد کمرنگ که کار آن ترشح شير‌‌‌ه‌هاي گوارشي و همچنين ماده‌‌‌اي است که کار آن تنظيم قند خون مي‌‌‌باشد. تا قبل از کشف بانتينگ، دانشمندان از ترشح ماده مزبور توسط پانکراس بي‌‌‌اطلاع بودند. در سال ۱۸۸۹، يک دانشمند آلماني براي پي‌‌‌بردن به اهميت حياتي پانکراس اين غده را در بدن سگي قطع کرد؛ سگ مزبور بيش از دو سه روز زنده نماند. نکته مهم اينکه يک روز بعد از قطع غده پانکراس، دانشمند مزبور مشاهده کرد که مگس‌‌‌هاي زيادي به روي ادرار حيوان جمع شده‌‌‌اند. دليل اين امر شيرين‌‌‌ بودن ادرار سگ بود، زيرا با قطع غده پانکراس، سگ به مرض قند يا ديابت دچار شده بود. از اينجا نتيجه حاصل مي‌‌‌شد که شيره پانکراس داراي عاملي است که کار آن تنظيم متابوليسم يا سوخت‌‌‌وساز قند مي‌‌‌باشد. براي اثبات اين موضوع، کارشناسان مجرائي را که يره غده پانکراس را به روده‌‌‌ها مي‌‌‌برد در بدن سگي مسدود ساختند. مدتي بعد غده پانکراس پژمرده و ضعيف‌‌‌ شد، ولي سگ به بيماري قند مبتلا نگرديد. بنابراين با وجود مسدودبودن مجاري مزبور، ماده ضد ديابت همچنان توسط غده پانکراس شناخته شده و به طريقي وارد خون مي‌‌‌شد. سپس توجه دانشمندان به تعداد بيشماري سلول‌هاي مخصوص به نام سلول‌هاي جزيره‌اي يا islet شدند که در سرتاسر پانکراس پخش‌‌‌شده و توسط مويرگ‌‌‌هايي به هم مربوط بودند جلب شد. آيا ماده مجهول ضد ديابت ساخته‌‌‌شده توسط اين عنصر به جاي روده مستقيماً داخل جريان خون نمي‌‌‌گرديد؟ تعداد زيادي از کاوشگران براي اثبات اين تئوري تحقيق کردند ولي کوشش آن‌‌‌ها نتيجه‌‌‌اي به بار نياورد. دليل اين امر آن بود که بيشتر محققين براي به دست آوردن ماده ناشناخته، غده پانکراس 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 که با بستن مجاري ‌‌‌هادي شيره‌‌‌ گوارشي در پانکراس، سلول‌‌‌هاي ترشح‌‌‌کننده شيره‌‌‌هاي مزبور زودتر از جزيره‌‌‌هاي کوچک سلولي پژمرده شده و از بين مي‌‌‌روند. بانتينگ به اين ترتيب با مسدودکردن مجاري فوق در بدن يک سگ مشاهده کرد که سلول‌‌‌هاي سازنده شيره‌‌‌هاي گوارشي ظرف ۶ تا ۷ هفته کاملاً 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 ۵ سانتي‌‌‌متر‌‌‌مکعب از اين ماده را در بدن سگي که با قطع غده پانکراس مبتلا به ديابت شده بود، تزريق کرد. سگ نامبرده در حال مرگ بود ولي با تزريق اين ماده حالش بهبود يافت. در اين حال لازم بود که خون حيوان تجزيه شود. با تجزيه خون معلوم شد که مقدار قند خون از ۲۰۰ ميلي گرم در دسي‌ليتر قبل از آزمايش به ۱۲۰ ميلي گرم در دسي‌ليتر کاهش يافته است. بعداً با ادامه تزريق، اين رقم به ۹۰ ميلي‌گرم در دسي‌ليتر که حد متعارف و معمول قند در خون است تنزل پيدا کرد. 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 کرده و سپس اين نام را به انسولين (Insuline) تغيير دادند. با اين حال مانع بزرگي بر سر راه بانتينگ وجود داشت. بدين‌‌‌ترتيب که مقدار کل انسولين حاصل از يک پانکراس به طريق مذکور در فوق بسيار کم بوده و فقط براي زنده‌‌‌نگاه داشتن يک سگ مبتلا به ديابت به مدت يک روز کفايت مي‌‌‌کرد در صورتي که ميليون‌‌‌ها افراد مبتلا به ديابت بايستي به کمک انسولين معالجه مي‌‌‌شدند. همکار بانتينگ از روي معلومات قبلي خود مي‌‌‌دانست که پانکراس حيوانات به حالت جنيني به طور عمده از جزيره‌‌‌هاي سلولي تشکيل شده است. دليل امر اين است که جنين احتياجي به شيره‌‌‌هاي گوارشي پانکراس ندارد، در صورتيکه انسولين لازمه حيات آن به شمار مي‌‌‌رود. همچنين پانکراس گاو از لحاظ ذخيره‌‌‌اي انسولين غني‌‌‌تر از پانکراس سگ مي‌‌‌باشد، از اين‌‌‌رو بانتينگ با استفاده از معلومات همکارش توانست مقدار بيشتري پانکراس به دست آورده و سگ‌‌‌هاي مورد آزمايش را مدت بيشتري زنده نگاهدارد. بعدها آن‌‌‌ها توانستند انسولين را با روش‌‌‌هاي مخصوصي از پانکراس خوک، گوسفند و گاو ماده نيز به دست آورند. هنوز مهم‌‌‌ترين و اساسي‌‌‌ترين مرحله آزمايش انجام نيافته بود. آن‌‌‌ها نمي‌‌‌دانستند که اثر انسولين در بدن انسان مبتلا به مرض قند چگونه است؟ در خانه‌‌‌اي در نزديکي دانشگاه، پسربچه ۱۴ساله مبتلا به مرض قند بستري بود. وزن او از ۲۹ کيلوگرم تجاوز نمي‌‌‌کرد. علائم نشان مي‌‌‌داد که بيشتر از چند روز از عمر آن کودک باقي نمانده است. با اين حال بانتينگ و همکارش براي جلب رضايت والدين بيمار جهت آزمايش دارو به روي بدن فرزندشان، مجبور شدند که جلوي چشمان آن‌‌‌ها چند قطره از انسولين را در بدن يکديگر تزريق کنند. در مرحله اول آزمايش، معلوم شد که استعمال انسولين از راه دهان هيچ نتيجه‌‌‌اي ندارد. روز بعد که يکي از روزهاي ژانويه ۱۹۲۲ بود، نخستين تزريق انسولين در بازوي نحيف پسربچه‌‌‌ي مشرف به مرگ، توسط بانتينگ انجام گرفت. تجزيه خون مانند تجزيه‌‌‌ه‌هاي قبلي آن‌‌‌ها به روي سگ‌‌‌هاي مبتلا به ديابت، نقصان قند خون را نشان مي‌‌‌داد. چند روز بعد در مقابل ديدگان حيرت‌‌‌زده والدين پسربچه مريض، حال وي خوب شده و رنگ و رويش به حالت عادي بازگشت. اين پسربچه ۱۳ سال ديگر زنده بود و در سال ۱۹۳۵ در اثر مرض ديگري درگذشت. پس از اين بيمار، صدهاهزار بيمار ديگر توسط انسولين از خطر مرگ نجات يافتند. به پاس خدمت بزرگ بانتينگ به عالم بشريت، جايزه نوبل در رشته پزشکي در سال ۱۹۲۳ به او تعلق گرفت و او آن را با همکارش قسمت کرد. پارلمان ساليانه، ۷۵۰۰ دلار مواجب تعيين کرد که آخر عمر به او بپردازند. چند سال ديگر بانتينگ با همکارش در دانشگاه مشغول تحقيق بودند. در سال ۱۹۳۴ لق سِر به بانتينگ هديه شد. در سال ۲۰۰۴، او چهارمين شخصيت کانادايي برجسته تاريخ شناخته شد. در فوريه سال ۱۹۴۱، بانتينگ در حادثه هوايي غم‌‌‌انگيزي درگذشت. در سال‌هاي دهه ۱۹۵۰ ساختار آمينواسيدي انسولين توسط فردريک سانژر کشف شد، در سال‌هاي دهه ۱۹۶۰ براي نخستين بار انسولين به صورت مصنوعي ساخته شد تا اينکه در سال ۱۹۷۸، انسولين با استفاده از مهندسي ژنتيک با استفاده از باکتري‌هاي E. coli ساخته شد. انسوليني که امروزه بيماران از آنها استفاده مي‌کنند، انسولين نوترکيب توليد شده توسط مخمري به نام saccharomyces cerevisiae با باکتري E. coli است.