Arno Forsius

Frederick Grant Banting (1891—1941) ja insuliinin keksiminen

Frederick Grant Banting (1891—1941) oli lääkäri ja tutkija, joka onnistui vuosina 1921—1923 eristämään insuliinin ja kehittämään siitä lääkkeen diabeteksen hoitamista varten. Tässä työssä hänen apunaan ja tukenaan oli kolme muuta tutkijaa, lääketieteen opiskelija Charles Herbert Best (1899—1978), fysiologi John James Richard Macleod (1876—1935) ja biokemisti James Bertram Collip (1892—1965).

Saksalaiset tutkijat Oskar Minkowski (1858—1931) ja Joseph von Mering (1849—1908) olivat vuonna 1889 aiheuttaneet koe-eläimillä diabeteksen poistamalla niiltä haiman ja sen jälkeen parantaneet taudin siirtämällä haimakudosta koe-eläinten ihon alle, jossa haiman ulkoeritteinen rauhaskudos surkastui eritystiehyeen puuttuessa. Näin he osoittivat, että diabeteksen syynä oli haimakudoksen sisäisesti erittämän aineen puute. Édouard Hédon (1863—1933) puolestaan poisti vuonna 1893 haimasiirteen koirilta, joiden diabetes oli parannettu sen avulla haimanpoiston jälkeen, ja aiheutti niille jälleen diabeteksen. Samana vuonna Édouard Laguesse esitti ensimmäisenä, että diabetes johtui haimassa sijaitsevien Langerhansin saarekkeiden sisäisesti erittämän aineen puutteesta.

Monet tutkijat työskentelivät kuumeisesti löytääkseen antidiabeettisen hormonin. Belgialainen tutkija Jean de Meyer antoi sille nimen insuliini jo vuonna 1909, ja samaa nimeä ehdotti myös edinburghilainen Edward Albert Sharpey-Schafer (Schäfer) (1850—1935) vuonna 1910. Berliiniläinen Georg Ludwig Zülzer onnistuikin eristämään vuonna 1903 tehokkaan valmisteen. Hän joutui kuitenkin lopettamaan kokeilunsa, sillä hänen valmisteensa aiheutti voimakkaita allergis-toksisia reaktioita ja oli tehokkuudeltaan arvaamattomasti vaihtelevaa. Sitäpaitsi tuohon aikaan ei ollut vielä riittävän herkkiä verensokerin määritysmenetelmiä lääkeaineiden vaikutuksen toteamiseksi. Lähimmäksi ongelman ratkaisua pääsi romanialainen Nicolas Paulesco, joka julkaisi vuonna 1921 tutkimuksensa haimauutteesta "pancréine". Sen riittämätön puhdistaminen ei kuitenkaan tehnyt mahdolliseksi kokeita ihmisillä.

Farmaripariskunta William Thompson ja Sarah Grant Banting saivat vuonna 1891 Bonhead'issa Kanadan Ontariossa pojan, joka sai nimen Frederick Grant Banting. Hänen lapsuutensa aikana eräs hänen leikkitovereistaan sairastui 14 vuoden ikäisenä sokeritautiin ja menehtyi siihen pian. Tämä tapahtuma aiheutti osaltaan sen, että Frederick Banting alkoi opiskella lääketiedettä ja kiinnostui sokeritaudin hoidosta.

Banting alkoi oppikoulun jälkeen opiskella ensin teologiaa Toronton yliopistossa, mutta totesi pian lääketieteen kiinnostavan häntä enemmän. Lääketieteen opiskelun aikana hän joutui toistuvasti näkemään sokeritautiin kuolevia lapsia, joita ei voitu auttaa mitenkään. Kirurgi D. E. Robertson'in neuvomana Banting alkoi opiskella kirurgiaa ja menestyikin siinä hyvin. Kahden vuosikurssin jälkeen syttyi ensimmäinen maailmansota vuonna 1914. Kursseja nopeutettiin ja Banting valmistui kirurgiksi vuonna 1916. Sen jälkeen hän joutui sotarintamalle Ranskaan ja kunnostautui mm. Cambrai'n taisteluissa.

Vapauduttuaan asepalvelusta vuonna 1919 Banting toimi lääkärinä sekä sotilas- että siviilisairaaloissa. Hän avasi kesällä 1920 yksityispraktiikan Ontarion London'issa, mutta ilman menestystä ja tuloja. Syksyllä 1920 hän sai demonstraattorin paikan kaupungissa toimivan Western University of Ontario'n juuri avatussa fysiologian ja anatomian laboratoriossa. Diabetesta käsitelleen luentonsa jälkeen Banting sattui lukemaan erään Moses Barronin tutkimuksen. Tämä mainitsi venäläisen Leonid V. Sobolevin vuonna 1900 suorittamista kokeista, joiden mukaan koe-eläimillä ei syntynyt diabetesta, vaikka niiden haimatiehyt tukittiin. Barronin mukaan tilanne oli samanlainen kuin niillä potilailla, joilla oli sappikivistä johtuva haimatiehyeen tukkeutuma. Kummassakin tapauksessa haiman ulkoisesti erittävä rauhaskudos tuhoutui, mutta diabetesta ei ilmaantunut. Banting oletti nyt, että aikaisemmat yritykset insuliinin eristämiseksi haimakudoksesta olivat epäonnistuneet sen vuoksi, että eristyksen tapahtuessa ulkoisten rauhasten erittämä trypsiini tuhosi saarekkeiden sisäisesti erittämän insuliinin.

Banting ryhtyi järjestämään suunnittelemiaan kokeita, mutta juuri avatussa lääketieteellisessä koulussa ei ollut vielä tarvittavia laitteita eikä avustajia. Professori Millerin neuvosta Banting meni Toronton yliopistossa toimivan fysiologian professorin J. J. R. Macleodin puheille. Tämä lupasi heti Bantingin käyttöön laboratorionsa kahdeksaksi viikoksi, lääketieteen opiskelijan Charles H. Bestin apulaiseksi ja kymmenen koiraa koe-eläimiksi.

John James Richard Macleod (1876—1935) oli skotlantilaissyntyinen fysiologi, joka tunnetaan arvostettuna fysiologian opettajana ja hiilihydraattien aineenvaihdunnan tutkijana. Macleod oli fysiologian ja biokemian opettajana London Hospital'issa Englannissa vuosina 1899—1902 ja fysiologian professorina Western Reserve University'ssä Yhdysvalloissa Ohion Clevelandissa vuosina 1903—1918. Sen jälkeen hän toimi vuosina 1918—1928 Kanadassa Toronton yliopistossa fysiologian professorina ja fysiologisen laboratorion johtajana. Hän palasi fysiologian professoriksi Skotlannin Aberdeeniin vuonna 1928 ja kuoli siellä vuonna 1935.

Charles Herbert Best (1899—1978), jonka Macleod antoi Bantingin avustajaksi, oli syntynyt Yhdysvalloissa Mainen West Pembrokessa kanadalaisista vanhemmista. Hän kävi koulunsa Mainessa, mutta siirtyi vuonna 1916 Toronton yliopistoon opiskelemaan lääketiedettä. Lääkäriksi valmistuttuaan hänestä tuli fysiologian tutkija, jonka kiinnostuksen kohteena oli erityisesti lihasten fysiologia. Hänestä tuli vuonna 1929 Toronton yliopiston fysiologian professori Macleodin jälkeen. Hän keksi koliini -vitamiinin sekä histamiini -entsyymin vuonna 1930. Hän työskenteli muutaman vuoden ajan hepariinin käyttämiseksi tromboosien eli "veritulppien" hoidossa ja oli ensimmäinen, joka käytti silikoniletkuja verisuonten tukosten ehkäisemiseksi. Best toimi Bantingin jälkeen Toronton yliopistoon vuonna 1923 perustetun "Banting and Best Department of Medical Research" -tutkimuslaitoksen johtajana vuosina 1941—1967. Hän kuoli vuonna 1978 Torontossa.

Banting ja Best aloittivat kokeet koirien kanssa toukokuussa 1921. Osalla koirista sidottiin haimatiehyt umpeen. Osalla koirista poistettiin haima, jotta olisi päästy selville tämän toimenpiteen vaikutuksista koirien veri- ja virtsalöydöksiin sekä yleistilaan. Heinäkuun lopulla 1921 eräältä koiralta, jonka haimatiehyt oli aikaisemmin suljettu, poistettiin haiman degeneroitunut jäännös. Se hienonnettiin jäähdytettynä ja sitä ruiskutettiin suolaliuokseen sekoitettuna yhteen koiraan, joka oli saanut diabeteksen haiman poiston seurauksena. Liuosta saaneen koiran vointi parani ja sen verensokeri laski. Kokeet toistettiin ja niissä saatiin samanlaiset tulokset.

Tutkimuksissa todettiin, että vaikuttava aine voitiin erottaa haimasta asetonilla ja alkoholilla ja että kloroformi tai eetteri eivät tuhonneet sitä. Banting nimitti haimauutteen vaikuttavaa osaa aluksi isletiiniksi, mutta Macleod oli sitä mieltä, että sitä tulisi nimittää insuliiniksi, jota oli ehdotettu jo aikaisemminkin.

Ensimmäiset kokeet insuliinin antamiseksi diabetesta sairastaville ihmisille tehtiin 11.1.1922 Toronton yleisessä sairaalassa. Ruiskeiden seurauksena tapahtui selvää laskua verensokerissa ja lievää laskua virtsan sokerissa. Potilaiden joukossa oli 14-vuotias Leonard Thompson, joka on jäänyt historiaan ensimmäisenä jatkuvaa insuliinihoitoa saaneena diabeetikkona. Koska haimauutteessa oli paljon vierasta valkuaisainetta, se aiheutti usein tulehdusreaktioita ruiskutuskohdassa. Tiedon uudesta lääkkeestä levittyä alkoi Torontoon virrata runsaasti toivottomasti sairaita diabeetikkoja.

Lupaavien ja rohkaisevien tulosten johdosta Macleod keskeytti kudosten hapenpuutetta koskevat työnsä ja kohdisti laboratorionsa ensisijaisesti insuliinin fysiologisten vaikutusten tutkimiseen. Kevään 1922 aikana Best onnistui valmistamaan riittävästi puhdistettua insuliinia niin suurina määrinä, että sen merkitys diabetespotilaiden hoidossa voitiin varmistaa. Biokemisti James Bertram Collip (1892—1965) kehitti pian teknisen menetelmän, jonka avulla voitiin valmistaa enemmän ja puhtaampaa insuliinia. Collip oli syntynyt vuonna 1892 Ontarion Bellvillessä ja valmistunut siellä kemistiksi. Hän hankkiutui jo varhain yhteistyöhän Macleodin kanssa. Collip muuten keksi vähän myöhemmin parathormonin eli lisäkilpirauhashormonin. Sittemmin hän siirtyi University of Western Ontario'on ja hänestä tuli sen rehtori.

Vuoden 1923 Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinto annettiin insuliinin keksimisestä Frederick Banting'ille ja John James Richard Macleod'ille. Se on muuten ainoa Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinto, joka on alkuperäisten sääntöjen mukaisesti annettu edellisenä vuonna tehdystä keksinnöstä. Silloin herätti yleistä hämmästystä ja närkästystä, että toisena palkinnon saajana oli Macleod eikä Best. Macleod puolestaan oli sitä mieltä, että myös Collip olisi pitänyt palkita työhön osallistumisen johdosta. Kiista rauhoittui, kun Banting antoi osuudestaan puolet Bestille ja Macleod puolet osuudestaan Collipille.

Frederick Bantingista tuli vuonna 1923 Toronton yliopistoon perustetun "Banting and Best Department of Medical Research" -tutkimuslaitoksen johtaja. Hän hoiti tätä tehtävää aina vuoteen 1941 saakka, jolloin hän sai toisen maailmansodan aikana sotilaslääkärinä toimiessaan surmansa lento-onnettomuudessa. Bestisä, joka toimi laitoksessa fysiologian tutkijana, tuli sen johtaja Bantingin jälkeen.

Kirjoitus on valmistunut kesäkuussa 2000. Julkaistu myös: Suomen Lääkärilehti 2001: 2: 220.

Kirjallisuutta:

Diamant, H. och Hultcrantz, M.: Fick rätt personer 1923 års Nobelpris för upptäckten av insulin? Svensk medicinhistorisk tidskrift, Vol. 1. Supplement 1: 105—111. Södertälje 1997

Krantz, J. C. (Jr.): Historical Medical Classics Involvig New Drugs. Williams & Wilkins, Baltimore. Baltimore 1974

TAKAISIN IHMISIÄ LÄÄKETIETEEN HISTORIASSA HAKEMISTOON