胰岛素的发现
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胰岛素是如何被发现的?距今80多年前(1921年)的夏天,一位年轻的外科医生B与一位刚出校门的助理T在多伦多大学生理学教授M的实验室进行研究。
他俩发现胰脏的萃取液可以降低糖尿病狗的高血糖,以及改善其它的糖尿病症状。
接下来的1年内,多伦多大学的团队发展出初步纯化胰脏萃取物的方法,并进行临床试验。
他们将其中的有效物质定名为胰岛素。
为了解决量产与杂质的问题,他们与药厂合作,成功地从屠宰场取得的动物胰脏中,分离出足以提供全球糖尿病患者使用的胰岛素。
在不到两年的时间内,胰岛素已在世界各地的医院使用,取得空前的成效。
1923年10月,该年的诺贝尔生理及医学奖颁给B及M两人。
B得知消息后,马上宣布将自己的奖金与T 平分;稍晚,M也宣布将奖金与另一位参予研究的生化学者K共享。
多少年来,学习生理学或内分泌学的人大概都听过或读过,胰岛素是由B及T两人所发现的;知道多一点的人,还会告知B之所以成功,是因为他从阅读期刊中想到了个好点子:先将狗的胰管结扎,让分泌消化液的外分泌腺萎缩后,再将胰脏取出进行萃取,这样就可避免其中的活性物质(也就是胰岛素)遭到消化酵素分解的命运。
还有人会说,M对于胰岛素的发现,功劳及苦劳都无,他只是拣了现成的便宜。
至于他是何许人,有过什么贡献,出了内分泌学界,大概更是无人知晓。
这桩科学史上的公案,由于种种原因,被刻意隐藏超过半个世纪以上。
直到1982年,才由多伦多大学的历史系教授写了《胰岛素的发现》一书,大致还原了1921至1923年间发生的事件真相。
所谓“真实的人生更胜于小说家的创造”,在此得到再度的验证。
从B在1921年12月举行的美国生理学会年会上,第一次正式报告初步发现算起,不到两年的时间,就得到诺贝尔奖的肯定,可说是前无古人,后无来者;更不要说得奖时,胰岛素正式用在临床试验,只有1年多一点的时间,实在难以评估其长期的效益。
但今日看来绝无可能之事,的确发生了,究其主因,乃是因为糖尿病的严重性。
胰岛素发现及应用胰岛素是一种由胰腺分泌的激素,对于调节血糖水平和能量代谢起着重要的作用。
它的发现与应用对于治疗糖尿病等疾病有着重要的意义。
在本文中,我将详细介绍胰岛素的发现过程、作用机制以及其在临床上的应用。
胰岛素的发现始于1921年的多伦多,由弗雷德里克·巴延特和查尔斯·贝斯汀这对科学家所取得。
他们通过将狗的胰腺提取出来进行实验,发现注射这种提取物可以降低狗的血糖水平。
这项重大的发现为胰岛素的研究与应用打开了大门。
胰岛素主要通过调节胰岛素受体与胰岛素信号转导通路来发挥作用。
它主要有三个作用:首先,胰岛素可以促进血糖的入胞转运,增加细胞对葡萄糖的摄取,并促进葡萄糖合成甘油三酯和脂肪酸的过程。
其次,胰岛素可以抑制葡萄糖的形成和释放,通过抑制肝脏中葡萄糖的合成作用来降低血糖水平。
最后,胰岛素可以抑制脂肪分解,减少血液中的游离脂肪酸含量。
胰岛素在临床上的应用主要针对糖尿病的治疗。
糖尿病是一种由胰岛素分泌不足或作用障碍引起的慢性疾病,主要表现为高血糖。
对于1型糖尿病患者来说,由于胰岛β细胞几乎完全损失,导致胰岛素分泌严重不足,因此需要通过外源性注射胰岛素来维持血糖的正常水平。
而对于2型糖尿病患者来说,胰岛素分泌量虽然相对较多,但因为周围组织对胰岛素的敏感性降低,导致胰岛素的作用不足。
因此,在这种情况下,胰岛素的治疗方法主要是通过改善胰岛素的敏感性,提高周围组织对胰岛素的反应,并通过食物控制、运动等方式来降低血糖水平。
除了糖尿病的治疗外,胰岛素在其他疾病的治疗中也有一定的应用价值。
例如,在某些妊娠糖尿病的患者中,由于胰岛素分泌不足或作用不足,可能需要通过胰岛素的注射来控制血糖。
此外,近年来研究发现,胰岛素在抗肿瘤治疗中也起到一定的作用。
一些研究表明,胰岛素可以通过调节细胞增殖和凋亡的平衡来影响肿瘤的生长。
这一发现为胰岛素在肿瘤治疗中的应用提供了新的方向。
综上所述,胰岛素的发现与应用对于糖尿病的治疗有着重要的意义。
胰岛素科技名词定义中文名称:胰岛素英文名称:insulin定义:胰腺朗格汉斯小岛所分泌的蛋白质激素。
由A、B链组成,共含51个氨基酸残基。
能增强细胞对葡萄糖的摄取利用,对蛋白质及脂质代谢有促进合成的作用。
所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);激素与维生素(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。
胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。
目录胰岛β细胞中储备胰岛素约200U,每天分泌约40U。
空腹时,血浆胰岛素浓度是5~15μU/mL。
进餐后血浆胰岛素水平可增加5~10倍。
编辑本段体内胰岛素的生物合成速度体内胰岛素的分泌主要受以下因素影响:刺激胰岛素分泌血浆葡萄糖浓度血浆葡萄糖浓度是影响胰岛素分泌的最重要因素。
口服或静脉注射葡萄糖后,胰岛素释放呈两相反应。
早期快速相,门静脉血浆中胰岛素在2分钟内即达到最高值,随即迅速下降;延迟缓慢相,10分钟后血浆胰岛素水平又逐渐上升,一直延续1小时以上。
早期快速相显示葡萄糖促使储存的胰岛素释放,延迟缓慢相显示胰岛素的合成和胰岛素原转变的胰岛素。
进食含蛋白质较多的食物进食含蛋白质较多的食物后,血液中氨基酸浓度升高,胰岛素分泌也增加。
精氨酸、赖氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有较强的刺激胰岛素分泌的作用。
进餐后胃肠道激素增加进餐后胃肠道激素增加可促进胰岛素分泌如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、肠血管活性肽都刺激胰岛素分泌。
自由神经功能状态可影响胰岛素分泌迷走神经兴奋时促进胰岛素分泌;交感神经兴奋时则抑制胰岛素分泌。
胰岛素是与C肽以相等分子分泌进入血液的。
临床上使用胰岛素治疗的病人,血清中存在胰岛素抗体,影响放射免疫方法测定血胰岛素水平,在这种情况下可通过测定血浆C肽水平,来了解内源性胰岛素分泌状态。
编辑本段胰岛素的结构不同种族动物(人、牛、羊、猪等)的胰岛素功能大体相同,成分稍有差异。
胰岛素研究历程在人类的认知历史中,没有什么比糖尿病更悠久了,直到二十世纪二十年代初,"饥饿疗法"都是当时唯一一种有效治疗糖尿病的方法,但同样也被很多人视为"惨无人道"。
后来加拿大一位年轻的外科医生站了出来,直面人类可怕的对手——糖尿病,几经波折,最终发现了胰岛素。
而这位先驱者正是弗雷德里克•班廷。
饥饿治疗前后儿童变化人物经历●1891年11月14日生于安大略省阿利森;●1916年获得医学学位后,在第一次世界大战后两年中,作为一名军医在海外服役;●1918年由于在炮火中表现的英勇精神而荣获陆军十字勋章;●1921年到多伦多大学寻求麦克劳德教授的帮助,开始实验研究;●1922年实验完成,1923年获得医学或生理学诺贝尔奖;●1934年被授予爵士职位,二战爆发后从事战地医疗工作,1941年因空难去世。
胰岛素溯源◆十七世纪,英国国王查理二世的御医Thomas Willis 发现diabetes 患者的尿甜如蜜;◆十八世纪,William Cullen将此种疾病称之为diabetes mellitus;◆1776年英国利物浦的医师Mathew Dobson发现diabetes mellitus 患者的尿有甜味的原因是尿内含有糖;◆1869年德国柏林的Paul Langerhans 在他的博士论文中首先记述了胰腺内有群集成岛的细胞团块;◆1889年Josef von Mering 与Oskar Minkowski做动物实验,发现去胰犬出现了糖尿病;◆1891年G.Vassal氏用结扎胰管的方法,证明胰岛与胰腺泡确实具有不同的结构与功能;◆1893年laguessc氏提出胰岛细胞可能产生某种激素;◆1909年Demeyer氏给胰岛细胞激素一个名字——胰岛素;◆1921年F.G.Banting和C.H.Best首次从胰腺中分离出相当纯净的胰岛素,并用来治疗糖尿病,才正式确定胰腺的内分泌功能。
一、胰岛素的发现与发展1、寻找胰岛素历史上最早记载的糖尿病可追溯至公元前1500年的古埃及,埃及Ebers古医籍上记录糖尿病属于一种多饮、多尿的疾病。
“糖尿病(diabetes)”一词最早由希腊医生Aretaeus使用,意为消耗或虹吸。
“diabetes”即来源于希腊文字“diabeinein”的衍生词。
随后,1675年Thomas Willis在糖尿病命名中增加了文字“mellitus”,它的拉丁意思是“甜”,以表明该类患者的尿液呈甜味。
直至1776年,英国医生Mathew Dobson才通过测量发现糖尿病患者尿液中的葡萄糖浓度明显增加。
胰腺最早由希腊解剖学家、外科医生Herophilus在公元前335—公元前280年发现。
1869年,科学家Paul Lang er hans发现胰腺中存在胰岛结构。
1889年,Minkowski 和von Mering这2名科学家发现切除胰腺的狗出现了糖尿病,并推测胰腺中的某种内生物质参与了调节碳水化合物的代谢过程。
至此,发现其中的内生物质成为医生和科学家的研究重点。
[1]2、发现胰岛素20世纪初期,英国学者指出胰腺胰岛能够分泌出一种控制葡萄糖代谢的物质,并称之为“胰岛素”。
1921年,加拿大医生Banting和Best从狗的胰腺中提取出了胰岛素,他们将提取的胰岛素静脉注射给切除胰腺后患糖尿病的狗,发现患糖尿病狗的血糖和尿糖均下降。
1922年,1位少年糖尿病患者接受了Banting提纯的胰岛素治疗,血糖和尿糖均出现了下降,并恢复正常。
胰岛素的本质揭晓:糖尿病的本质在于胰岛素的(分泌/作用)异常,导致人体糖代谢紊乱。
1936年,英国医生Himsworth根据饮用糖水并静脉注射胰岛素后患者对胰岛素的反应,将糖尿病分为“胰岛素敏感型”(血糖升高能被胰岛素抑制)和“胰岛素不敏感型”(胰岛素几乎无法抑制血糖升高)。
[1]3 探索胰岛素当Banting等的发现公布后,研究人员开始从动物(通常是猪或牛)胰腺中提取胰岛素,但提取的动物胰岛素除了导致注射部位出现脓肿和疼痛,还会引起患者一定程度的免疫反应,产生的抗体影响患者的胰岛功能,且作用时间短、需每天多次注射也影响了胰岛素在患者中的使用。
胰岛素的发现、发展及临床应用考古学上可追溯的最早可能关于糖尿病的文字记录是在埃及出土的公元前1550年Ebers Papyrus。
纪录是1862年德国的埃及学家George Ebers发掘出的古埃及人书写在纸莎草(papyrus,是一种茎杆含粗纤维的芦苇样水生植物)上的文献,上面记载着一种多饮多尿的病。
后人称此文献为Ebers Papyrus。
公元前400年,中国最早的医书《黄帝内经•素问》中已有“消渴”病记载,且述及消渴与肥胖的关系。
Diabetes mellitus是希腊语。
Diabetes意为“排出”(to pass through)。
公元二世纪Cappadocia的Aretaeus用diabetes称一种多尿、口渴及消瘦的病。
他认为这种病是由于病人的肌肉和肢体融化了从尿中排出。
Mellitus意为“甜”。
十七世纪英国国王查理二世的御医Thomas Willis(1621~1675)发现diabetes患者的尿甜如蜜。
一个世纪以后,William Cullen(1709~1790)将此种疾病称之为diabetes mellitus。
1776年英国利物浦的医师Mathew Dobson(1735~1784)发现diabetes mellitus患者的尿有甜味的原因是尿内含有糖。
11.胰岛的发现德国的医科大学学生鲍尔·朗格汉斯(Paul Langerhans。
1847—1888),是柏林一位名医之子,在耶拿(Jena)和柏林的大学学习医学,毕业于1869年。
同年,为了研究胰脏的组织结构,他在显微镜下观察多种动物的胰脏,发现胰腺中有一些细胞聚集成岛状的斑点,这些细胞形成无数个直径为0.1~0.24 mm的“细胞堆”(德语zellhaufen)并且遍及整个胰腺,尤其胰尾处最多。
朗格汉斯首次认真详细地描述了这些斑点的显微结构,将这些“细胞堆”中的细胞按大小、形状、有无颗粒等形态结构差异划分为9种⋯。
胰岛素发展历程胰岛素是一种重要的激素,可以调节血糖水平,对于患有糖尿病的患者来说,胰岛素的发现对于他们的生活至关重要。
胰岛素的发现是一个经历了漫长发展历程的故事。
胰岛素的发现可以追溯到19世纪末。
1893年,法国医生埃米尔·冯德康东(Emil von Behring)首次提出了胰岛素的存在。
但当时科学家并不能准确地提取和纯化胰岛素,因而无法广泛使用。
他们发现,从狗的胰脏中提取的物质可以降低血糖水平,但是难以控制剂量和效果。
但是真正的突破发生在1921年。
当时,两位科学家弗雷德里克·巴廷(Frederick Banting)和查尔斯·贝斯特(Charles Best)在加拿大进行了一系列实验,并成功地从狗的胰脏中提取到了纯化的胰岛素。
他们将胰岛素注射到了糖尿病的病人身上,发现可以显著降低他们的血糖水平。
这一发现被认为是胰岛素的真正发现,并且为巴廷和贝斯特赢得了诺贝尔医学奖。
这一发现对于糖尿病患者来说是一个重大突破,为他们带来了新的希望。
然而,在胰岛素的发展历程中,还面临着很多的挑战。
一方面,胰岛素的生产和提取过程很复杂,需要大量的胰脏供应,这在过去是很困难的。
另一方面,不同的病人对胰岛素的需求不一样,剂量和频率可能会因人而异。
为了克服这些困难,科学家们进行了进一步的研究和探索。
在20世纪中叶,科学家们发明了合成胰岛素的方法。
利用基因工程技术,他们可以通过重组脱氧核糖核酸(DNA)来合成胰岛素。
这种方法简化了胰岛素的生产过程,并大大增加了供应量。
此外,科学家们还研究和发展了不同类型的胰岛素,以满足不同患者的需求。
例如,长效胰岛素可以帮助控制血糖水平更长时间,减少注射次数。
随着技术的进步,胰岛素的生产和使用变得更加便捷和安全。
现在,胰岛素已经成为糖尿病患者管理血糖的重要工具之一。
患者可以通过自己注射胰岛素来控制血糖水平,并在医生的指导下进行剂量调整。
胰岛素的发现和发展改变了糖尿病患者的生活,让他们能够更好地控制病情,减少并发症的发生。