Insulina este un hormon, secretat de insulele lui Langerhans (celulele beta ale pancreasului endocrin), ce participa la metabolismul glucidelor. Insulina este cel mai important hormon in metabolismul glucidelor, contribuind in primul rand la micsorarea concentratiei glucozei in sange, deoarece mareste permeabilitatea membranei celulare pentru glucoza si are o actiunea antagonista glucagonului.
Celulele beta sunt sediul sintezei, depozitarii si eliberarii de insulina, iar continutul in insulina este paralel cu numarul granulelor din aceste celule, granulele fiind considerate acumulari de insulina. Abundenta granulatiilor depinde de echilibrul intre sinteza si nevoia de insulina a organismului, iar zincul ar juca un rol important in mentinerea insulinei in granule, unde este gasit in concentratii mari.
Exista mai putina insulina in pancreasul femeilor decat al barbatilor. Concentratia este mai mica in capul pancreasului si mai mare in coada.
Diabetul zaharat era deja cunoscut ca boala de multa vreme, dar legatura directa cu un organ a fost facuta in 1889 la Strassbourg, dupa ce cercetatorii germani Joseph von Mering (1845-1908) si Oskar Minkowski (1858-1931) au facut pancreatectomie totala la un caine, la care, apoi, au observat aparitia diabetului. Cercetari ulterioare trebuiau sa demonstreze faptul invers si anume ca extrasul de pancreas are influenta favorabila asupra simptomelor diabetului.
Este meritul cercetatorului francez Edouard Laguesse (1861-1927), care incepand cu 1893 a sustinut in mod constant ideea ca secretia endocrina a pancreasului ar putea fi produsa in “insulele lui Langerhans”. In anii care au urmat, numerosi cercetatori precum Scobolew (1846-1919), Eugen Lindsay Opie (1873-1962), Anton Weicheseilbaum (1845-1920), James Homer Wright (1871-1928), Ditmar Finkler (1852-1912), Wilhelm Heiberg (1853-1920), au semnalat modificari ale “insulelor Langerhans” la pacientii diabetici.
Minkowski, a incercat inlaturarea diabetului la cainii pancreatectomizati, prin hranirea acestora cu pancreas proaspat, fara a avea un rezultat. In 1890, tot acest cercetator, obtine un preparat uscat din pancreas proaspat, pe care il va numi “Pancreatina”. Astfel de incercari vor mai fi facute si de altii, inclusiv de savantul roman N.C.Paulescu, cu acelasi insucces.
Experimente interesante au fost acelea in care s-a incercat implantarea subcutanata la cainii diabetici a unui fragment de pancreas, constatandu-se disparitia simptomelor bolii. Unul dintre cecetatorii care au apelat la astfel de experimente a fost francezul Emmanel Hedon. O alta contributie a acestuia in care se demonstra relatia pancreas-diabet este cea din perioada 1909-1913, si anume experimentele in care lega circulatia sanguina a unui caine sanatos cu cea a unui caine diabetic, constatand astfel scaderea glicozuriei la animalul diabetic.
Nicolae Paulescu (1869-1931), profesor la Facultatea de Medicina din Bucuresti, a descoperit hormonul antidiabetic eliberat de pancreas, pe care l-a numit “Pancreina”. Efectul unui extract pancreatic asupra corpilor cetonici si ureii (substante care apar in diabetul zaharat dezechilibrat) a fost demonstrat pentru prima data de Paulescu in anul 1921. In sesiunea din 23 iulie 1921 a Societatii de Biologie, Nicolae Paulescu a comunicat rezultatele cercetarilor sale privind actiunea extractului pancreatic in cazurile de diabet, rezultate publicate apoi in revista Societatii – „Archives Internationales de Physiologie”(articolul „Pancreina„, in numarul din 31 august 1921) revista cu aparitie simultana in Franta si Belgia.
In anul 1922, Paulescu a obtinut de la Ministerul Industriei si Comertului din Romania brevetul de inventie nr. 6255, intitulat „Pancreina si procedeul sau de fabricare”.
Paternitatea descoperirii insulinei a fost insa in intregime si in mod eronat atribuita cercetatorilor canadieni Fr. Grant Banting si Ch. Herbert Best, carora le-a fost acordat Premiul Nobel, in anul 1923.
Canadienii Banting si Best au lucrat in problema extrasului de pancreas in august 1921 si produsul obtinut de ei l-au denumit initial “Isletin”, cu toate ca belgianul Jean de Meyer a creat termenul de “Insulina” in 1909.
La 11 ianuarie 1922 Banting si Best sunt primii care injecteaza extras de pancreas la om, reusind sa salveze de la moarte pe copilul Leonard Thompson, care avea 14 ani si care era in coma diabetica. Prima injectie cu insulina, care i-a fost administrata de catre medicul Frederick G. Banting, i-a produs reactii alergice severe, din cauza ca insulina era impura. Prin urmare, nu i s-a mai injectat insulina decat 12 zile mai tarziu, dupa ce biochimistul James Collip a muncit zi si noapte si a reusit sa purifice extractul (sub indrumarea lui John J.R. Macleod). Cea de-a doua injectie, care nu i-a mai produs reactii adverse si i-a imbunatatit considerabil starea sanatatii, i-a fost administrata pe 23 ianuarie 1922.
In februarie 1922, Frederik. G. Banting si Charles H. Best au publicat un articol in care se prezentau rezultatele experimentale obtinute prin folosirea insulinei, noua denumire a hormonului pancreatic, si care confirmau concluziile profesorului doctor roman Nicolae Paulescu, al carui articol despre descoperirea hormonului antidiabetic produs de pancreas, numit de Nicolae Paulescu „pancreina”, aparuse deja in 1921 in revista belgiana “Archives Internationales de Physiologie”.
Desi articolul lui Banting si Best a aparut dupa articolul lui Paulescu, Premiul Nobel pentru Medicina din 1923 a fost acordat cercetatorilor canadieni Frederick Banting, pentru activitatea experimentala desfasurata, si lui John James Rickard Macleod, pentru utilizarea insulinei in practica clinica, desi meritul principal l-a avut biochimistul Collip.
Banting, jignit de faptul ca Best nu fusese mentionat, a decis sa imparta Premiul Nobel cu el, iar Macleod l-a impartit cu James Collip. Insa Nicolae Paulescu nu a fost mentionat absolut deloc.
In 1969, diabetologul scotian Ian Murray a vrut sa scrie un istoric al descoperirii insulinei si a constatat ca Paulescu publicase primul lucrari valoroase in care a descris cu lux de amanunte actiunile hormonului antidiabetic pancreatic, articol aparut in 1971.
In 1969, raspunzand campaniei internationale de restabilire a adevarului, initiata de diabetologul scotian Ian Murray in 1968 (in continuitatea careia se inscriu si eforturile unor specialisti romani, in frunte cu prof. dr. Ioan Pavel), Comitetul Nobel recunoaste meritele si prioritatea lui N.C. Paulescu in descoperirea tratamentului antidiabetic. Profesorul A.W.K. Tiselius (1902-1971), directorul Institutului Nobel, deplange situatia din 1923, dar exclude posibilitatea unei reparatii oficiale. “Reparatie oficiala” ar fi presupus si importante despagubiri materiale…
Intr-un articol din 1971, Ian Murray scria “Lui Paulescu, distinsul om de stiinta roman, i s-a acordat o recunoastere insuficienta. Cand echipa din Toronto isi incepea cercetarile, profesorul roman reusise deja sa extraga hormonul antidiabetic din pancreas (insulina n.a.) si sa-i demonstreze eficienta in reducerea hiperglicemiei diabetice. Banting si Best sunt considerati a fi primii care au reusit sa izoleze insulina”. La fel se pronunta si Roif Luft, presedintele Fundatiei Internationale de Diabet si Director al Comitetului Nobel pentru Fiziologie si Medicina (1971).
O data cu descoperirea si utilizarea terapeutica a ei, s-au pornit numeroase cercetari asupra structurii, sintezei, depozitarii, secretiei, transportului si actiunii insulinei. Descoperirea insulinei reprezinta un succes deosebit de important in primul rand pentru ca a transformat tabloul clinic grav al diabetului zaharat si in al doilea rand, a constituit un punct de plecare pentru o serie de cercetari fundamentale. Insulina a fost primul hormon de natura proteica cunoscut, a fost prima molecula de proteina a carei structura a fost in intregime elucidate.
Insulina, ca si polipeptid, a fost descoperita in 1928, cu secventa aminoacidului descoperita in 1952. Insulina este foarte sensibila la actiunea unor enzime proteolitice cum ar fi pepsina si tripsina care o inactiveaza, de aceea nu poate fi administrata pe cale orala.
Intre insulinele obtinute de la diferite specii animale exista unele deosebiri in secventa aminoacizilor, numai 22 de aminoacizi sunt invariabili, dar de la oricare specie ar fi, insulina are totdeauna actiune hipoglicemianta, fapt atribuit structurii sale tridimensionale.
S-a constatat ca insulina umana, a carei secventa a fost determinata in 1960 de Nicol si Sminth, poseda o structura foarte apropiata de cea de porc, in timp ce insulina de bou si berbec prezinta diferente mai mari.
Din punct de vedere structural, insulina este un hormon, ce este compus din 2 lanțuri peptidice, formate din 20-30 aminoacizi, unite intre ele prin 2 legaturi bisulfidice. Moleculele de insulina sunt asemanatoare la mamifere, astfel incat multi bolnavi de diabet au fost tratati cu insulina extrasa de la porci.
Insulinele altor specii difera de cea umana, diferenta cea mai mica fiind intre insulina umana si cea de porc, acesta deosebindu-se numai prin natura restului C-terminal al lantului B. La om este treonina, la porc alanina. Insulina de porc din care s-a detasat treonina terminala este practic lipsita de antigenicitate si este folosita in tratamentul diabetului.
In 1923, firma farmaceutica americana “Eli Lilly” pune in vanzare prima insulina animala (pentru obtinerea a circa 100 grame de insulina era nevoie de 800 kg de pancreas de bou, greutatea medie a unui pancreas de bou fiind de 200-250 grame).
In perioada 1963-1965, trei grupe de cercetatori (americani, germani si chinezi) au reusit sinteza artificiala a insulinei prin intermediul a 170 de reactii chimice, lucru ce facea imposibila producerea insulinei pe cale industriala.
Prin tehnologia ADN recombinant s-a obtinut insulina umana pentru uz terapeutic, noile tehnologii industriale de obtinere a insulinei umane fiind posibile odata cu extragerea genei insulinei (W.Gillbert si colaboratorii sai, 1980) si crearea moleculelor recombinate de ADN.
Moleculele recombinate de ADN sunt transferate in colibacili (Escherichia coli), unde are loc realizarea informatiei genetice codificate in molecula de ADN. Paralel cu proteinele specifice bacteriei, se sintetizeaza si insulina.Se obtin astfel aproximativ 200 grame de insulina de pe 1 m3 de mediu de cultura, cam atat cat se poate extrage din aproape 1600 kg de pancreas de bou sau porc.
Testele clinice efectuate cu insulina umana, produsa prin tehnici de inginerie genetica, au demonstrat ca ea nu are efecte secundare si ca poate fi comercializata, deci folosita la tratarea bolnavilor de diabet (din 1982 in SUA, din 1983 in Marea Britanie).
Bibliografie
1. C.Ionescu Targoviste INSULINA – descoperirea medicala a secolului apartine romanului N.C.Paulescu, Edit. Geneze, Bucuresti 1996.
2. Bacanu Gh. S. Medicatia antidiabetica, Bucuresti, Centrala Industriala de Medicamente si Coloranti,.
3. Dinu V., Trutia E., Popa-Cristea E., Popescu A. Biochimie medicala, Bucuresti, Editura Medicala, 2006; 599, 600, 601, 602, 564.
4. Mincu I., Dumitrescu C., Pirvulescu M. Boli de metabolism si de nutritie, Bucuresti, Edit. Didactica si Pedagogica, 1969.
5. Pavel I. Le cinquantenaire de la decouverte de l’insuline. La priorite de cette decouverte, Le Diabete, 1970; 18.
6. http://ro.wikipedia.org
7. http://ro.altermedia.info
8. http://www.ziare.com
9.http://www.justmed.eu
