糖尿病与胰岛素
糖尿病是一种很常见的新陈代谢型疾病,病人的血液中葡萄糖浓度都比较高。这种现象几乎都是因为胰岛内部负责产生降血糖激素的细胞——胰岛B细胞组织受损,没办法合成足量的胰岛素所导致的。如果人长期处在这种状态,各种组织和器官将会在不知不觉中受到损伤,尤其是眼睛、神经系统、肾脏等,心脏和血管也会出现相关的功能性障碍。
1889年,科学家在做实验的过程中,不经意间发现切掉胰腺的狗会出现某些症状,这些症状跟人类的糖尿病病症非常相似。因此,有人提出:胰腺中可能产生了一些能抵抗糖尿病的物质。直到1916年,科学家把由胰岛产生的、与缓解糖尿病症状有关的物质取名为“胰岛素”,对糖尿病与胰岛素的研究也从另一个方面拉开了人类合成蛋白质的帷幕。
1920年,在加拿大任助教的班廷(F.Banting,1891—1941)在查阅资料时了解到,在实验室条件下结扎胰管,胰腺组织内的细胞会逐渐萎缩死亡,而胰岛的细胞却不会死亡,这类型的动物并不会出现糖尿病的症状。此现象给了他一些启示,在获取胰岛素的方法上有了新的进展,首先切断狗的胰管,使胰腺细胞全死亡,表现为萎缩,然后用这样的胰腺来制造提取液,再利用这些液体注入小狗血液中,来治疗狗的糖尿病,预期结果是,注射了提取液的小狗,血糖浓度确实降到了正常范围以内。
自此,人们将视线集中到了胰岛素身上,并期望能从中发现治疗人类糖尿病的方法。
1921年,班廷和贝斯特(C.H.Best,1899—1978)在经历了许多理论例证后,他们按照之前的理论假设设计实验,选择了实验动物就开始了实验。奇迹出现了,患病狗的血糖浓度很快就下降了。经过几天的治疗以后,与预期相符,血糖浓度较高的实验性糖尿病狗的血糖恢复到了正常范围。随后他们找到生物化学家,一起探讨了这个问题,他们采用一定的方法直接抑制了胰蛋白酶的酶活,直接获取到了正常胰腺里面的胰岛素,将提取的胰岛素用来治疗糖尿病,病者的症状大幅度好转。(https://www.daowen.com)
然而,胰岛素自身分泌的数量极少,从人体获取的胰岛素价格昂贵,医学上依然无法将之广泛应用于治疗糖尿病。所以,有人产生设想,或许将来可以采用人工的方法来制取降血糖的这种激素。
在班廷发现胰岛素与糖尿病的关系之后的二十多年,桑格证明了胰岛素的化学本质是蛋白质。在当时,人们陆续用无机物人为合成了一部分有机物,却不能合成有生物活性的蛋白质。
时至今日,这项技术早已被突破,胰岛素的合成又经历了怎样的历史呢?

图2-17 贝斯特(左)班廷(右)和他们用来做实验的狗