胰岛素诞生

胰岛素即是人体里产生的一种内分泌物质,又是医生们用来治疗疾病的一种“武器”。神秘的胰岛素被科学家发现与人工工合成还是本世纪 20 年代的事。

在有关的医学著作中,几乎都有关于糖尿病的介绍,希腊语糖尿病为“Diabetes Millitus”。 Diabetes 原意是“流动在弯管中”,象征着这个病人尿多。1675 年,英国有位名叫威廉的医生,详细介绍了这种病人不但尿多,而且还有尿甜的特征后,才在病名后又加上一个希腊字 Mellitus,意思是“甜蜜”。这样, Diabetes Mellitus 就成为沿用至今的糖尿病的外文名称。

糖尿病真可谓是一种奇怪的疾病。威廉医生在一次学术会议上描述了糖尿病病人尿甜情况,他说:

“有人说,有的人吃了饮料仍能从小便中解出饮料,这种说法并不正确。就我所知道,解出的尿液不但与吃进的饮料大有不同,而且与另外的饮料也有差别,味道很甜,像加过蜜糖似的。”

我国古代将糖尿病称为“消渴症”,例如唐朝初期的医书上有这样的记载:“渴而饮水,小便数⋯⋯甜者,皆是消渴症也。”充分说明,这些病人老是感到口干想喝,排尿特多,而排出的尿呢,其甜无比。

事实也果真如此。不管哪位医生,哪本医书,几乎都是篇一律地写着糖尿病的最具有普遍性的症状:“三多一少”。

——多饮:尿量增多,体内水份减少,口渴万分,迫不得已要大量饮水。

——多尿:尿里糖份增加,会促使利尿,于是尿量增多,一昼夜可以排尿几千毫升。

——多食:大量糖份随尿液白白流失,如此地浪费,使身体内能量不够, 于是饥饿难忍,十分贪食。

——体重减少:尽管吃得多,但糖份仍源源不断从尿中流失,身体始终处于饥饿状态,人就日渐消瘦。

威廉医生在上述学术报告的结尾又说: “为什么糖尿病病人的尿液像糖般甜呢?这是值得进一步研究的问

题。”

足见,17 世纪时人类对糖尿病的来龙去脉一无所知。

俗话说:“债有头,冤有主”,人总不会无缘无故患糖尿病吧!在糠尿病这场“闹剧”中,“主角”是谁呢?

有趣的是,古代医生怎么会想到去品尝糖尿病病人的尿液呢?有人说是蚂蚁群集在病人的尿液周围,又有人说是苍蝇在叮病人的尿液,才给人以启示。关于这个问题的缘故,目前已无法查证,不过将糖尿病与今天我们故事中的“债头”、“冤主”——胰岛素联系起来,的确是苍蝇叮尿的启示。

19 世纪后期,欧洲的一些医学家正热衷于研究人体各脏器的生理功能。他们有的仔细地解剖肠胃,有的反复地探索肝、胆、胰的功能⋯⋯1889 年,

在德国斯特拉堡医院里,医生梅林和俄国病理学家明科夫斯基,为了进一步研究人体胰腺的消化功能,正从各个动物实验角度探索。有的实验狗干脆被完整地将胰腺除掉,从中发现胰腺分泌的消化液的确会给人体的消化功能带来举足轻重的影响。

同年,春季的一个傍晚,梅林医生完成了一天的实验,走出屋子散步。无意之中他发现有许多苍蝇“嗡嗡”地叮围着一滩狗尿,而旁边还有一滩狗尿上却一个苍蝇也没有。他迷惑不解地蹲下来,仔细地观察。由于他的到来苍蝇一哄而散,但仍然在不远处飞着,仿佛仍放不下这滩具有吸引力的尿液。

“快来看呀!为什么苍蝇会叮这滩狗尿?”梅林招呼他的合作伙伴明科夫斯基。

“奇怪!这滩尿里肯定有吸引苍蝇的东西。”明科夫斯基喃喃自语。 “那么测量一下这滩尿的成分,或许会发现什么。”明科夫斯基又说。当测定到这滩尿的含糖量多少时,两人几乎异口同声地惊叫起来:

噢唷!原来是糖尿,难怪苍蝇叮呀!”

毫无疑问,肯定有哪一条狗得了糖尿病。经过检查,竟然让他们大吃一惊,恰恰是那条被完整切除掉胰腺的实验狗得了糖尿病。它的尿招聚成群的苍蝇。这个发现使他们欣喜若狂,立即意识到人类的糖尿病发生与胰腺之间肯定存在着某种不解之缘。

苍蝇叮尿的启示,揭开了人类研究胰腺功能的新篇章。从此,不少科学家煞费苦心地转入这项课题的研究。

解剖学家告诉人们这样一个事实:胰腺,生长在人体胃后下方,长约 12~ 15 厘米,宽 3~4 厘米,厚 1.5~2.5 厘米,重量约为 60~100 克,长条形状, 正好被十二指肠怀抱着。胰腺分为头部、体部与尾部,主持日常工作的是分布在这三个部分里的两大“部门”:外分泌部和内分泌部。外分泌部会分泌胰液,通过专门的导管——胰管,将胰液输送到肠腔里去帮助消化工作,它每天分泌约 1000~2000 毫升胰液。内分泌部又名胰岛,成年人胰腺内的胰岛数量可达 20~180 万个,每个都是一组细胞团,分散定居在胰腺的各个部分, 好像分散在江湖中的岛屿,故得名胰岛。这些细胞会分泌内分泌物质,参与人体的新陈代谢

所有的医学家都一致认为,胰腺与糖尿病有关系,问题的关键必定存在于胰岛中。可以肯定地说,胰岛中的某种细胞会分泌一种什么物质,它可以阻止糖尿病的发生。被切除胰腺的狗体中没有了这种物质,于是糖尿病接踵而至。

科学家在实验的基础上,作出的罗辑推理,有时是非常正确的,请看: 1916 年,苏格兰医生沙比—谢弗提出,胰岛产生的抗糖尿病物质,可叫

其为 Insulin 译音是英苏林。这个拉丁文,意思是“岛”字。这就成为后来胰岛素的正式名称。

但是,要从小到用显微镜才能看到的胰岛细胞中分离出胰岛素谈何容易?开始,医学家们直接从胰腺组织中提取胰岛素,结果一事无成。因为胰腺分泌的胰液中有许多酶,会破坏胰岛素,虽然用尽办法想把它们分离开来, 还是不行。

1921 年,加拿大医生班丁在多伦多大学麦克劳德教授的帮助下,开闯了一条新的研究途径:先将胰腺里的胰管结扎掉,于是胰腺的外分泌“部门” 工作停止,原先胰液中的许多酶类物质也就不再生产。在这种情况下再去提

取胰岛素,居然获得了成功。 “终于找到了!”班丁高兴地叫道。 “找到了!”实验室里的同事们都兴高采烈地欢呼。

班丁找到了胰岛素,他称其为 Isletin,即“岛素”。现在医学界普遍采用的还是沙比—谢弗所取的名称,从此胰岛素登入医学界大堂。

1923 班丁接受了诺贝尔生理学奖,而那位麦克劳德教授,虽然未直接参与此项研究,但由于让班丁使用他的实验室,也接受了诺贝尔奖。

为了胰岛素而获得诺贝尔奖的还有一位科学家,他便是英国生物化学家桑格。有人称他是“揭示蛋白质分子结构之父。”要说桑格阐明蛋白质分子结构,他研究的第一样东西便是胰岛素。1956 年为此他获得了诺贝尔奖金。

胰岛素是一种蛋白质,其分子结构又是什么摸样呢?

桑格和他的助手塔丕从 1945 年开始了一步一个脚印的研究。整整花了

10 年的功夫,一条叫 A 链,上面有 21 个氨基酸,另一条叫 B 链,上面有 30 个氨基酸。

这是一个重要的突破。广义地讲,为揭示蛋白质分子结构,桑格找到了一个突破口;狭义地讲,由于知道了胰岛素的分子结构,作为药物使用,不必再直接从动物胰腺组织中去提取,而且有可能开拓人工合成的途径。

中国人,聪明的中国人接受了这根“接力棒”。我国的科学工作者,从牛胰岛素分子结构为突破点,经过 6 年零 9 个月的奋战,进行了 200 步的化

学合成,于 1965 年 9 月 17 日成功地在世界上首先用人工方法合成了胰岛素,让世界惊奇!

胰岛素终于被人类发现与人工合成,那么,它究竟有多大功用呢?

上边不是说到胰岛吗?它里边鳞次般地地排列着许多细胞,其中有一种叫乙细胞,也叫做β细胞,专门负责生产胰岛素。这种乙细胞合起来总的重量也只有 1 克左右,占整个胰腺重量的六十分之一,因此,要测定每个乙细胞的胰岛素产量是困难的。现在已经知道,每克胰腺组织内约含有 1~2 个单位胰岛素,胰岛素每日进入血液的总量约 25~50 单位。同时也知道,一单位胰岛素相当于 45 微克标准纯胰岛素的功效。”

胰岛素有什么功用呢?最重要的就是参与人体内的糖代谢,即调节与帮助糖份的合成和使用,胰岛素可以使血液中的糖份进入肝脏、肌肉等“糖库” 中,如果由于某些遗传、肥胖、发炎、血管硬化、外伤等因素造成的胰岛素产量减少,糖份就无法进入“糖库”于是糖尿病就乘虚而生。这也就难怪, 为什么许多糖尿病病人需要采用胰岛素这种药物治疗。其次,胰岛素还可以帮助蛋白质、脂肪等物质进行新陈代谢。