摘要:胰島素是高中生物最常提到的一種激素,隨著現代人們生活水平的提高,糖尿病患者越來越多,胰島素這種唯一降低血糖的激素也愈來愈被人們所熟知。但胰島素和諾貝爾獎的關系知道的人并不太多,本文就此問題進行了詳細介紹。
關鍵詞:胰島素;發現;諾貝爾獎
一、胰島素的發現和諾貝爾獎
如今人們已不必因為患了糖尿病而膽戰心驚,用胰島素來對付糖尿病已是一般的醫藥常識,然而,在20世紀20年代以前,這種病給人們帶來的卻是滅頂之災。1889年,德國內科醫生馮米倫用手術的方法切除了一只狗的胰腺——其目的是研究胰腺對小腸吸收脂肪的作用。術后發現這只狗出現了排尿很多,且尿液還招來許多的蒼蠅。從此人們開始在胰腺上打主意。他們將動物的胰腺以各種方式讓糖尿病人去使用,但一點用處也沒有。明明知道治療糖尿病的物質在胰腺的胰島里,但就是制取不出來。甚至有人迫不及待地給這種物質提前取了名字——胰島素,其在“誕生”前11年就已經起好名字了。胰島素提取成功,最后屬于加拿大人弗雷德里克·格蘭特·班廷。他看到一篇文章《胰島與糖尿病的關系,特別是關于胰結石的病例》。文中談到:如果膽結石“誤入”了胰島管,把這道通往十二指腸的路給阻塞了,會出現胰腺的萎縮。結扎了胰導管的動物雖胰腺萎縮了,但不患糖尿病。班廷想:如果把這種胰腺中的提取物直接注射到糖尿病人體內,肯定會有效。班廷把自己的想法告訴了他的老師,老師建議他去找當時很著名的麥克勞德,他是北美著名的胰臟生理和病理方面的專家,麥克勞德給班廷提供了實驗室,并提供了10條狗,找了兩個助手。
1921年5月中旬,實驗開始了,班廷和他的助手給10條狗做了結扎胰導管的手術,其中7條狗死在手術臺上,不得已只得自己去買了19只狗,經費少,未婚妻由于不理解他的工作離他而去,其中一個助手看實驗成功無望退出了實驗,19只狗由于各種原因已經死了14只,班廷在種種不利的條件下堅信自己的設想,查找原因。7月27日,班廷打開一條已萎縮到了原來1/3的胰腺的狗,把其做成切片,發現分泌消化酶的正常胰腺腺泡沒有了,他和其助手把這種胰腺切成小片,在冰凍條件下碾磨成沫狀,再加入鹽溶液拌勻,制成萎縮胰腺的提取液,給患糖尿病的狗做靜脈注射,奇跡發生了,狗的病癥得到了緩解。1922年1月23日,距班廷提出設想近三個月,班廷和其同事用提取的胰島素第一次給一個患病少年進行治療,達到了良好的效果。年僅31歲的班廷創造了奇跡。1923年——距胰島素提取成功僅一年多,就是在北京也可以買到胰島素,因為班廷以很低廉的價格直接把專利賣給了制藥公司,而青霉素從發現到大規模生產經歷了十多年。1923年班廷被授予諾貝爾生理學和醫學獎,此時班延年僅32歲,是當代最年輕的該項獎獲得者,也是有史以來最快獲得諾貝爾獎的人。
二、胰島素的結構和諾貝爾獎
1943年,英國化學家桑格開始著手考慮測定蛋白質的一級結構。當時科學界對蛋白質這樣的生物大分子,有沒有穩定的組成都難以達成一致意見。桑格花費10年的時間以胰島素這一重要的蛋白質為目標——幸運的是胰島素是一個非常簡單的蛋白質,獲得了胰島素晶體,并于1953年最終確定了它的一級結構:胰島素由AB兩個肽鏈組成,A鏈有21個氨基酸,B鏈有30個氨基酸。他也因此獲得1958年諾貝爾化學獎。
三、胰島素的抗體和諾貝爾獎
在眾多諾貝爾生理學和醫學獎獲得者中,有一位顯得比較特殊,不但她是一位女性,而且還由于她所從事的專業既不屬于醫學范疇,也不屬于生理學范疇,但她的工作對醫學和生理學的研究和實踐有著極大的貢獻,她的名字叫羅莎琳·蘇斯曼·雅洛。激素的特點之一,就是在血液中的含量非常非常低,以致確立了激素在人體中的重要地位很久,激素的含量到底多少才算正常仍是一個無法確定的問題,在桑格忙于給胰島素測序的時候,雅洛和她的同事伯桑發現長期注射胰島素的病人血清中存在抗胰島素的抗體,這是由于早期的胰島素來源于動物(往往是豬和牛)的胰腺,引起了我們免疫系統的應答。1955年她們將此發現的論文投注《臨床研究期刊》,但遺憾的是該刊不認可她們的發現而未予發表。因為當時的權威認為胰島素的分子太小,不能誘發相應的抗體,論文被打回,原因是提到了莫須有的胰島素抗體。不過雅洛并沒有因此放棄自己的正確認識,她最終用實驗向人們證明了胰島素抗體的存在,但她們的腳步并沒有停止,而且以此研究為基礎發展出放射免疫測定法,此方法能測定血液中的微量激素及任何產生抗體的物質。放射性免疫分析法,是現代內分泌進展的一個里程碑,精確度達到10-9克,甚至10-12克這種超微量的水平。用這種方法,假如在一個長100公里寬100公里深9米的湖中放入一匙糖,糖的濃度也可以測試出來。雅洛因此在1977年獲諾貝爾生理學或醫學獎。
今天世界上又有眾多的科學和醫學工作者在繼續研究胰島素。也許在不久遠的將來,人們因有關胰島素的研究而再次獲諾貝獎也未可知。