班廷的奇迹——胰岛素的发现

班廷的奇迹——胰岛素的发现
2014-11-18 王志均 生物学通报
valsalva动作文/ 王志均 (中国科学院院士)
在科学上面是没有平坦的大路可走的,只有那在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人,才有希望到达光辉的顶点。
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别人从来未能做到的事情,班廷和白斯特这2个年轻人却是初生牛犊不怕虎,竟以百折不回的毅力,一鼓作气地做成了,一个奇迹产生了!
那是1921年的8月初,在北美加拿大多伦多医学院的一个生理实验室里,阳光白白地照进来,使室内空气异常湿热。班廷和白斯特已经在这里苦苦地奋斗了2个多月,熬了多少个不眠之夜,而现在发现,一个切除了胰腺的狗,表现出糖尿病的典型症状,并进入昏迷。这时,他俩小心翼翼地把萎缩的胰腺外分泌组织的提取液给狗作静脉注射,在几小时内狗的情
况竟然明显好转,从昏迷中苏醒过来,他俩心中欢喜 。但最重要的考验还要看血糖和尿糖有无变化。他们用心操作,屏息静观滴定的结果。当发现动物的尿中已没有糖,血糖也降至正常水平时,两人欣喜若狂,相抱庆祝,4 行激动的热泪涌出眼窝 。
班廷和白斯特虽然获得了这样一个初步的成果,但心里还很不踏实。他们想,这是不是一个偶然现象?多少年来许多著名的科学家梦寐以求的理想,今天竟然由2个无名小卒实现了,难道这是真的?因此,他们决定暂不声张,再埋头苦干一番,把这个初步结果证实、再证实,使它变得确凿无疑,无懈可击。
夜深沉。两人在回宿舍的路上,身上仍充满着暖流,心中感到无比欣慰 。
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故事还应该从上一年(1920年)10月末的金秋时节讲起 。加拿大安大略省的西医学院一个28岁的生理学兼成形外科青年教师弗里达需克·班延,正在准备给医学生讲授一堂关于糖代谢的课。
对于这位刚开始教书的青年教师来说,心中着实无底,感到很焦虑。他知道这是一个与胰
腺有关的问题,但他翻了几本教科书,都对胰腺这个器官的生理讲得太少。有许多问题,如果学生问起来,自己感到茫然,不能回答。例如,已知胰腺与糖尿病有关,切除动物的胰腺,就会引起糖尿病昏迷等症状,一 、二周内必然死亡。
但胰腺为什么能防止糖尿病的发生?在书上不到答案。不错,从文献上了解到,确有一些有名的生理学家认为,胰岛能分泌一种未知的内分泌物来调节糖代谢。甚至在11年前一个科学家在急不可待的心情下,把这个诞生不出来的内分泌“婴儿”,预先起了个名字,叫“胰岛素”。又在9年前一个科学家指出,正是胰腺外分泌中的胰蛋白酶在提取液中破坏了这个内分泌物。但人们就是无法克服这个技术上的难关以成功地提取胰岛素 。
这里,不妨作一点解释。胰腺是一个兼有内外分泌2 种功能的器官。它的外分泌是胰液,是一种重要的消化液,含有分解各种营养物质的酶,如胰蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。它的内分泌是由散处在胰腺外分泌组织中的岛状组织(胰岛)的细胞所分泌的。为什么这2种功能不同的组织拼凑在一起,至今还是一个谜 。但在鱼类, 二者是分开的 。
红场事件但事有凑巧。就在这时的一天,班廷收到一本新杂志。晚上上床后,他才有功夫拿起来浏览一下,发现其中有一篇病理学家的论文讲到,有胆石形成中,如果阻塞了胰腺通向十二
指肠的导管,就有可能引起胰腺萎缩。作者在动物实验中也观察到 ,结扎胰导管也能引起胰萎缩。班廷反复读了这篇文章感到十分兴奋。他立即产生了一个设想,并从床上起来写在笔记本上“结扎狗的胰导管,待其腺泡萎缩只余胰岛后,试图分离其内分泌 以糖尿。”这时一看表时间已经是第 2 天早晨 2点钟了。重新上床后,脑内仍萦绕着讲这堂课和结扎胰导 管以提取胰岛内分泌这 2 个问题,使他浮想联翩,久久不能成眠。醒来时,已经旭日东升,红光满屋了。海曼明斯基
班廷正是在这个新设想的推动下,锲而不舍,信心十足,经过几个月的艰苦奋斗,终于把胰岛素献给了人类,成为医学史上一个伟大的贡献。这里,不禁令人想到:人生有许多偶然,而偶然却能铸造人生的命运!
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当天上午一上班,班廷就他的主任米勒教授汇报他的设想并希望能在这里开展研究工作。米勒是一个神经生理学家,对于这个问题没有经验,他听后表示支持,但认为自己的实验室既无这类技术,也无这 类设备,无法在本校开展。他建议去多伦多大学生理系的麦克劳德教授,他是一个有名的糖代谢权威,如果得到他的指导,事情就好办了。就这样,
班廷就专程去麦氏请教。多伦多大学医学院是班廷的母校,但麦氏没有教过他,他俩并不相识。
事情并不是一帆风顺的。第一次会见没有结果。麦氏认为,班廷是一个毫无研究经验的年轻人,只有浮浅的教科书知识,而过去有不少有名的科学家,具有好的实验室设备,在寻这个控制糖尿病的激素中都失败了。因此,他认为这个设想不会成功。但班廷终不 死心。经过几个月几次周旋,麦氏终于勉强答应了,允许他在暑期实验室空闲时间来自己这里工作2个月,给他10只狗,其余一切都自备。
没有助手怎么办?麦氏答应2个4年级学生利用暑期轮流来帮忙。这2个学生一个叫白斯特,22岁,另一个叫瑞波尔,经过协商,决定白斯特帮做前一段实验,瑞波尔帮后一段。为了筹备实验费,班廷变卖了自己所有能卖的东西,真是大有破釜沉舟之势。当离开他所工作的那个小镇时,他的心情是沉重的。高在成
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1921年5月中期,班廷和白斯特的麦氏实验室开始了实验,在开始时,麦氏也给了些指导,
但不久,他就去苏格兰休假去了。实验的进行在开始时是极不顺利的。2周内,10只狗有7只在切除胰腺和结扎胰导管手术中死亡。不得已,只得自己到市上去买狗,他们的心里十分焦急。当瑞波尔按时回来时,看见没有什么事可帮忙,就自动回家去了。因此,决定由白斯特把实验 帮助到底。到7月初,他们料想结扎胰导管狗的胰腺已经萎缩了,就把每个狗的腹腔打开观察,但出乎他们所料,原先结扎胰导管的肠线已经不见了,胰导管又接通了,7只狗中有5只的胰腺仍正常。这时,只得又重新用丝线来做结扎手术,又需要等待一段时间。山西省测绘局
总之,几乎2个月过去了,研究进程却远不理想。共做了19只狗,因感染及手术创伤等原因死了14只。班廷在物质和精神的双重压力下,几乎喘不过气来。他没有了工资,一切实验用费又都要自己付;实验室条件很差,湿热难耐。生活也很清苦,无昼无夜地工作,食住既无定时,也无定处。交好了几年并已定婚的女友也与他告吹了。但这一切都没有动摇他对攻克胰岛素的信心。他和白斯特相互鼓励再接再厉,决心再从头做起。
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“山重水复疑无路,柳暗花明又一村。”在初秋的8月里,他们的实验获得了令人兴奋的结果。
在10只糖病狗身上,共注射了75次以上的提取液,收到了降低血糖和尿糖的效果,特别是其中的2只狗,一只活了20天,一只活了70天,在反复注射提取液时,狗的状态维持得很好,像正常狗一样;当停止注射提取液时,糖尿病症状则出现。如此反复试验多次,提取液的效果是确凿无疑的了,这使班廷和白斯特感到十分欣慰,一切过去受过的苦难都置之脑后,寻胰岛素的前途又变得光明起来了。
实验虽然初步成功了但仍然有一大堆事摆在他 们的面前:首先,经常感到胰岛素不够用,用这样的方法制备胰岛素,手续实在太复杂,有时提取液用尽了,只有看着活泼可爱的狗陷入昏迷而死亡;再则,提取液还很不纯净,必须大力改进,以进一步应用于临床病人。不久,他们发现用酸化酒精可直接提取正常胰腺的胰岛素,因酸化可抑制胰蛋白酶的活性,酒精提取胰岛素效果好。这就保证了胰岛素的足量供应。
当麦克劳德教授从苏格兰休假归来时,发现班廷的工作大有进展,起初还抱着怀疑的态度,但忽然态度转变了,立即动员他的有经验的助手参加到这项工作里来,特别是对于胰腺提取液的纯化,由生化学家考立普负责做出了重大贡献。但班廷与麦氏的关系一直很紧张,经常发生摩擦。此后,他们首先对一个患有严重糖尿病的儿童获得成功,以后 又
在几个成年糖尿病人身上,已获得良好效果。这 时,胰岛素对糖尿病的疗效,已经是确凿无疑了。
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发现胰岛素的好消息,很快传播到全世界。班廷这个不知名的29岁的年轻医生,现在成了创造奇迹的中心人物了。报社记者纷纷前来访问,许多学术团体请他 作报告、写文章,使他应接不暇。他本是一个讷讷不善言词的人,极不喜欢出风头和参加无味的应酬,经常躲闪和辞谢。特别是全世界各地的糖尿病人纷纷来信要药或要求前来,更使他们穷于应付。在这种迫切需 要的情况下,很快就研究出在酸性和冷冻(冷冻也可使胰蛋白酶失活)方法下,用酒精直接从动物(主要是牛) 胰腺提取胰岛素。从而在美国的伊来·礼里制药公司大 规模工业生产了。 1 年多以后,就已在药房出售了。
矮紫苞鸢尾短短的时间内,班廷接受了许多荣誉。他的母校多伦多大学医学院创立了以班廷和白斯特命名的医学研究所,聘请班廷担任所长和研究教授。1923年,诺贝尔奖金委员会授予班廷和麦克劳德生理学或医学奖金。班廷对于没有给予和他同甘共苦的白斯特以应得的荣誉,感到不快,他立即宣布把自己份内的奖金分一半与白斯特;麦克劳德也随即宣布把他的奖
金也分一半与他的助手考立普,表彰他在纯化和鉴定胰岛素中的功绩。
白斯特后来也成了一位著名的生理学家,并接替麦克劳德担任多伦多大学医学院的生理学教授和继班廷担任班廷和白斯特医学研究所所长。在第二次世界大战开始后,班廷积极参加军事医学问题的研究而东奔西走。1941年2月,在飞往英国途中,飞机在纽芬兰失事,班廷不幸遇难,终年49年。他突然走了,走得太早了,抛下这一切永远地走了!
班廷发现胰岛素的奇迹,再一次证明了马克思的名言:“在科学上面是没有平坦的大路可走的,只有那在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人,才有希望到达光辉的顶点”。
王志均院士,山西昔阳人,生理学家。1910年出生,1936年毕业于清华大学生物系,1950年于美国伊利诺伊大学医学院获得哲学博士学位,1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。他关于不同类型食物促进胰液分泌促胰液素和促胰酶素的研究Z--作被认为是开创了一个新的研究领域。他于1950年回国,在北京医学院生理系任教,任教授、系主任,中国科学院生物学部委员(院士)。2000年12月王志均教授辞世。
王志均教授是国际著名生理学家,他的成就享誉国内外,堪称一代宗师。王志均教授晚年
十分关注中国的生物医学基础教育和高等教育,为《生物学通报》撰写了一系列科学史和高级科普文章,如“内分泌概念的衍变和发展”、“班延的奇迹——胰岛素的发现”、“巴甫洛夫:一个从神坛上走下来的人”、“摘取下丘脑皇冠上明珠的一对竞赛冤家”、“雌雄外激素趣谈”,等等,为后世留下了珍贵的史料。本刊在55年前创刊之际.就提出“源于科学、服务教育”的宗旨。许多知名科学家纷纷撰文,将他们对科学的真知灼见,与读者分享作为一代科学宗师,王志均院士身体力行,亲自为本刊撰写系列高级科普文章。今天重温这些文章,他的高尚情怀和高度的社会责任感令人感动。本刊重新发表这一系列文章,读者可以重温科学发现的故事.以此作为对一代名师的缅怀和纪念。

本文发布于:2024-09-21 12:29:21,感谢您对本站的认可!

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