ФРЕДЕРИК БАНТИНГ

(1891—1941)

Открытие Бантингом инсулина спасло жизнь миллионам. И хотя сахарный диабет и по сей день неизлечим, благодаря инсулину люди научились держать эту болезнь под контролем.

Фредерик Грант Бантинг родился 14 ноября 1891 года в семье канадских фермеров неподалеку от Аллистона (Онтарио). Он был младшим из пяти детей Уильяма Томпсона Бантинга и Маргарет (Грант) Бантинг. Первоначальное обучение мальчик получил в местных бесплатных школах. Кроме того, Фредерик занимался спортом и увлекался рисованием и живописью. Родители хотели видеть сына священником, и в 1912 году юноша поступил на богословский факультет Торонтского университета. Там он проучился недолго и, поняв, что его призвание медицина, перевелся в университетскую медицинскую школу.

Вскоре началась Первая мировая война. В 1915 году Бантинг записался добровольцем в ряды медицинского корпуса Королевской канадской армии. Однако его отправили обратно учиться. Через год он окончил медицинскую школу со степенью бакалавра медицины и почти сразу отправился на фронт. Следующие два года Фредерик служил военным хирургом в Англии, а затем во Франции. Здесь в битве при Камбре Бантинг получил тяжелое ранение шрапнелью в правое предплечье. Фредерик едва не потерял руку, что означало бы конец его хирургической карьеры. Он уговорил лечащего врача повременить с операцией, и в итоге рука была спасена.

Он попал на лечение в один из военных госпиталей Лондона. Время, проведенное в госпитале, не прошло для Бантинга даром: он прочел множество медицинских книг, интересуясь, прежде всего, сахарным диабетом. Еще в детстве он был потрясен смертью от диабета своего близкого друга, и с тех пор его не покидала мысль найти средство борьбы с этим заболеванием.

После лечения Бантинг вернулся в Торонто и два года проработал хирургом в детской больнице. Летом 1920 года он переехал в Лондон (Онтарио) и открыл частную хирургическую практику, которая, однако, финансово себя не оправдала, и молодой ученый принял предложение занять должность ассистента профессора в местной медицинской школе университета Западного Онтарио. Одновременно он занялся научными исследованиями под руководством нейрофизиолога Ф.Р. Миллера.

К тому времени было известно, что к заболеванию сахарным диабетом причастна поджелудочная железа – орган с двумя основными типами секреторных клеток. «Островковые» клетки, обнаруженные в «островках» Лангерганса, структурах неправильной формы, расположенных в поджелудочной железе, синтезируют инсулин и выделяют его непосредственно в кровь. Инсулин – белковый гормон, понижающий содержание сахара в крови.

Вот тогда-то в условиях дефицита инсулина возникает диабетический кетоацидоз: в крови и тканях возрастает содержание кетоновых тел и происходит сдвиг кислотно-щелочного равновесия организма в сторону ацидоза. Все это до открытия инсулина обычно приводило к летальному исходу.

Первые попытки выделить инсулин, вырабатываемый «островковыми» клетками, осложнялись тем, что этот гормон разрушался трипсином, ферментом ацинозных клеток.

В октябре 1920 года Бантинг прочитал статью М. Баррона, в которой описывалась блокада панкреатического протока желчными камнями и развивающаяся вследствие этого атрофия ацинозных клеток. Тогда же Бантинг записал для памяти: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть–восемь недель. Удалить и экстрагировать». Он надеялся, что, «перевязав протоки и выждав некоторое время, необходимое для разрушения ацинозных клеток, сумеет найти способ получения экстракта «островковых» клеток, не подверженного разрушающему воздействию трипсина и других панкреатических ферментов».

Для проведения такого эксперимента требовались и лаборатория, и помощники, и подопытные собаки. За помощью Бантинг обратился к профессору Джону Маклеоду, считавшемуся тогда большим специалистом по диабету.

По словам Бантинга, Маклеод вначале поднял на смех предложенный ему проект; лишь после нескольких повторных визитов молодой ученый получил необходимую поддержку. Как раз в это время Маклеод собирался поехать на некоторое время в Шотландию, лаборатория оставалась свободной, и он согласился.

В итоге Бантинг получил для исследований лабораторное помещение и десять собак. В помощь Бантингу был придан лаборант Чарлз Бест, 21-летний студент-медик, умеющий хорошо определять содержание сахара в крови и моче.

В мае 1921 года Бантинг и Бест приступили к серии экспериментов. Ученый перевязал у нескольких собак выводной проток поджелудочной железы. Затем он переждал несколько недель, пока та часть поджелудочной железы, которая вырабатывает пищеварительный сок, не сморщилась, подвергшись атрофии. Тогда он умертвил животных, а из остатков поджелудочной железы сделал кашицу и, очищая ее, получил чистую жидкость, после чего начал экспериментировать с этим соком.

И вот наступил долгожданный день триумфа – 27 июля 1921 года. Собаке с удаленной поджелудочной железой и находящейся в прекоме, ввели экстракт атрофированной поджелудочной железы. Тут-то и наступил решающий момент: если идея Бантинга правильная, то после этой инъекции содержание сахара в крови собаки, заболевшей сахарной болезнью вследствие удаления поджелудочной железы, должно было бы снизиться. Вскоре затем Бест, производивший один за другим анализ крови, радостно воскликнул: «Содержание сахара в крови падает, мы правы!» Да, они были правы, и задача теперь состояла лишь в том, чтобы получить это водянистое вещество, безусловно, являющееся гормоном островков Лангерганса, в возможно более чистом виде и применять его у людей, страдающих сахарной болезнью.

Через шесть месяцев это удалось, и чистую, как вода, жидкость, содержащую благословенный гормон – инсулин, можно было вводить людям. Поначалу Бантинг назвал полученный экстракт ислетином, но, по предложению Маклеода, переименовал его в инсулин (от латинского insula – остров).

В том же 1921 году Бантинг и Бест сообщили о результатах своих исследований на заседании клуба «Физиологического журнала» Торонтского университета, а в декабре выступили перед членами Американского физиологического общества в Нью-Хейвене.

Маклеод использовал все возможности своей кафедры, чтобы добиться получения и очистки больших количеств инсулина. Поскольку количество экстракта, получаемого из поджелудочных желез крупного рогатого скота стало расти, то потребовался специалист, который смог бы обеспечить тонкую очистку инсулина. В конце 1921 года Маклеод привлек к работе известного биохимика Д.Б. Коллина, который очень быстро добился хороших результатов.

Уже в январе 1922 года Бантинг и Бест начали клинические испытания инсулина на человеке. Вначале ученые ввели по 10 условных единиц инсулина себе, а затем получил инсулин 14-летний больной сахарной болезнью Леонард Томпсон, доставленный в Торонтскую больницу в том состоянии беспамятства, которое обычно означает конечную стадию болезни. Он был спасен, а вскоре Бантинг спас от неминуемой смерти своего друга – врача Джо Джилькриста, ставшего впоследствии его ближайшим помощником.

Мировая печать широко разрекламировала чудо-лекарство. Бантинг стал получать письма со всего мира с просьбами о спасении больных. Е. Добролежин рассказывает, как Бантинг спас одну из своих первых пациенток – американскую десятилетнюю девочку по имени Женева Штикельбергер из Северной Дакоты.

«Как-то осенью 1921 года мать девочки, доктор Жозефина Штикельбергер, заметила, что во время ужина Женева выпила 6 стаканов воды. Взяв у девочки мочу на анализ и обработав ее раствором Фелинга, доктор Штикельбергер получила положительный результат, который указывал на наличие у девочки сахарного диабета. Немедленно Женева была посажена на строгую диету из вареных овощей, раз в неделю ей предписывалось лежать целый день в постели и пить только черный кофе. Однако скоро девочка превратилась в живой скелет. Мать Женевы перерыла горы медицинской литературы по диабету, стремясь найти какую-либо информацию о способах лечения, но безуспешно.

Летом 1922 года медсестра из Торонто, приехавшая по своим делам в Оберон, рассказала Жозефине Штикельбергер об экспериментах Бантинга. Жозефина незамедлительно написала ему, но ответа не получила. Тогда отчаявшаяся мать позвонила Бантингу, и он согласился принять девочку в качестве пациентки. Мать с дочерью отправились в Торонто на поезде. По пути Женева впала в гипергликемическую кому – состояние, вызванное высоким содержанием сахара в крови, потеряла сознание. Машинист поезда связался по рации со станцией в Торонто и попросил прислать карету «скорой помощи» к приходу поезда. Дали знать и Бантингу. На станции к Жозефине Штикельбергер подошел скромно одетый молодой человек, которого поначалу приняли за санитара «скорой помощи», и представился: «Я – Фред Бантинг». Он привез с собой шприц, полный инсулина, и прямо на месте сделал девочке инъекцию. Вскоре Женева пришла в сознание. Так была спасена девочка, которой впоследствии еще пришлось столкнуться с немалыми трудностями: возникли проблемы с доставкой инсулина в США, да и сам препарат был недостаточно стандартизован. Средств самоконтроля не было, дозы инсулина приходилось отмерять грубо, на глазок, случались и гипогликемические реакции организма, когда уровень глюкозы падал ниже нормы. Но постепенно доктор Штикельбергер научила дочь управлять диабетом, в чем, между прочим, опередила свое время. Женева Штикельбергер активно прожила жизнь, работая бухгалтером в нефтяной компании «Фармерз Юнион Ойл», и скончалась в 1983 году в возрасте 72 лет, «просидев» на инсулине 61 год».

Бантинг не стал получать патент на инсулин, а ведь это был путь к огромному богатству! Ученый передал все права Торонтскому университету. В дальнейшем права на производство инсулина перешли к Канадскому совету по медицинским исследованиям, и в конце 1922 года новый препарат появился на лекарственном рынке.

В том же году ученый завершил докторскую диссертацию по результатам своих исследований и получил в Торонтском университете степень доктора медицины. В 1923 году власти провинции Онтарио учредили в Торонтском университете отделение медицинских исследований имени Бантинга и Беста, а декретом канадского парламента Бантинг получил пожизненную ренту. В честь него в Торонто были учреждены также Исследовательский фонд имени Бантинга и Бантинговские мемориальные чтения.

Бантинг и Маклеод разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1923 год «за открытие инсулина». Взбешенный тем, что в числе лауреатов не оказалось Беста, Бантинг грозился отказаться от награды, но, вняв советам, не стал делать этого. Он, однако, отдал половину полученных им денег Бесту, во всеуслышание заявив о вкладе последнего в открытие инсулина. Позднее члены Нобелевского комитета высказывали конфиденциальное мнение, что Беста следовало включить в число награжденных.

В 1924 году Бантинг женился на Марион Робертсон. У них родился сын. В 1932 году они развелись, а в 1939 году Бантинг женился на Генриетте Белл.

В 1930 году в Торонто был открыт научно-исследовательский институт имени Бантинга, который он и возглавил. В Канаде ученый стал национальным героем, и не только в Канаде. В 1934 году он получил звание рыцаря в Великобритании и затем был избран членом Королевского общества в Лондоне. В 1935 году Бантинга пригласили на XV Международный конгресс физиологов, проходивший в СССР, и в течение двух месяцев он был гостем нашей страны.

Перед Второй мировой войной ученый занялся проблемами авиационной медицины. Так, в частности, он изучал биологические воздействия на человека полетов на больших высотах.

В 1940 году Бантинг добровольно поступил на службу в канадские военно-воздушные силы в качестве офицера связи взаимодействия. В его обязанности входила доставка важных сообщений из Канады в Англию.

В 1941 году военный самолет, в котором летел Бантинг, потерпел катастрофу в отдаленном районе Ньюфаундленда. Бантинг скончался 21 февраля – спасательная команда опоздала.

КАРЛ ЛАНДШТЕЙНЕР

(1868—1943)

Открытие Ландштейнером групп крови положило начало новым направлениям исследований во многих научных областях и позволило достичь больших успехов в практической медицине.

Карл Ландштейнер родился 14 июня 1868 года в Бадене, пригороде Вены, в семье Леопольда Ландштейнера, преуспевающего газетного издателя. Мать мальчика, Фаина, была хорошим музыкантом. Именно ей, после смерти мужа, пришлось воспитывать сына.

В семнадцать лет Карл окончил гимназию и поступил в медицинскую школу Венского университета. В 1891 году Ландштейнер завершил обучение в университете. В дальнейшем он специализировался в области органической химии и биохимии. В течение пяти лет он повышал квалификацию в лабораториях Мюнхена, Цюриха и Вюрцбурга.

В 1896 году молодой ученый возвратился на родину, где начал работать на кафедре гигиены Венского университета. Теперь его интересы сфокусировались на иммунологии, бурно развивавшейся в то время. В 1898 году под руководством А. Вейхсельбаума – известного бактериолога, открывшего возбудителей менингита и пневмонии, на кафедре патологической анатомии Венского университета Ландштейнер проводил свои исследования.

В 1890 году Э. фон Беринг нашел в человеческой крови антитела, которые вырабатываются после перенесенного инфекционного заболевания или прививки, а затем взаимодействуют с микроорганизмами, «против которых» они выработаны, и обезвреживают их. Еще через шесть лет Ж. Борде открыл явление агглютинации – склеивания эритроцитов – при переливании крови животного одного вида животному другого вида.

Изучая действие антител, Ландштейнер установил, что при добавлении иммунной сыворотки крови лабораторные культуры бактерий могут быть агглютинированы. В 1900 году вышла работа австрийского ученого, где описывалась агглютинация, происходящая при смешивании плазмы крови одного человека с эритроцитами крови другого. При этом ученый был категоричен – это явление носит физиологический характер.

Как указывается в книге «Великие ученые XX века»: «В 1901 году исследователь делит кровь человека на три группы: A, B и C, в дальнейшем к ним добавляется четвертая группа AB, а группа C обозначается как 0. Ландштейнер смешивает эритроциты с пробными сыворотками, названными им анти-A и анти-B. Он обнаруживает, что эритроциты группы 0 не агглютинируются ни анти-A, ни анти-B, а эритроциты группы AB, наоборот, агглютинируются обеими сыворотками. Эритроциты группы A агглютинируются сывороткой анти-A и не агглютинируются сывороткой анти-B. Эритроциты группы B агглютинируются сывороткой анти-B и не агглютинируются сывороткой анти-A. Эта достаточно простая и наглядная схема позволила разработать принципы переливания крови от человека к человеку.

Перед самым началом Первой мировой войны, в 1914 году, были открыты антикоагулирующие свойства цитрата натрия[11]. Добавляя это вещество в кровь, можно предотвратить ее свертывание. Так был найден способ консервации донорской крови на достаточно длительное время. Эти исследования помогли медицинской науке сделать большой шаг вперед, в частности, производить операции на сердце, легких и крупных сосудах, разработанные ранее теоретически, но почти не применявшиеся на практике из-за большой потери крови.

Впоследствии также было доказано, что группы крови передаются по наследству. Серологические методы исследования долгое время использовались в экспертизах по установлению отцовства. В настоящее время они постепенно уступают место анализу ДНК, дающему однозначный ответ. Результат исследования групп крови давал два результата: или «Отцовство исключается», или «Отцовство не исключено». Как вы сами понимаете, последняя формула не могла быть применена в юридической практике без дополнительных доказательств».

Другой важной работой австрийского ученого по изучению крови стало описание физиологических механизмов холодовой агглютинации эритроцитов. Ландштейнер разработал совместно с Дж. Донатом метод диагностики холодовой гемоглобинурии. Этот способ получил в медицинской практике название «Метод Доната–Ландштейнера».

В 1909 году ученому удалось сделать большой шаг к разгадке природы полиомиелита. Как пишет М.И. Яновская: «Ландштейнер первым добился экспериментального заражения полиомиелитом – он заставил заболеть им обезьян. Он достал немного спинного мозга человека, умершего от полиомиелита, растер его, простерилизовал, освободив от каких бы то ни было бактерий (что в данном случае чрезвычайно важно!) и ввел прямо в мозг обезьянке макаке-резус. Вслед за ней он заразил таким же образом павиана и еще нескольких макак.

Почему очень важно, что в той взвеси, которой заражал несчастных обезьян Ландштейнер, не было микробов? Потому что, если обезьяны все-таки заболевают, это будет значить, что возбудитель полиомиелита есть невидимый в микроскоп микроорганизм.

Обезьяны заболели. Бедняга павиан, который, кстати сказать, здоровее и сильнее макак, погиб первым, спустя неделю после заражения. А макаки – все до единой – через две недели уже лежали парализованные в своих клетках.

Ландштейнер тщательно исследовал мозг погибшего павиана, мозг, кровь и выделения своих остальных парализованных жертв – возбудителя обнаружить не удалось. Так же, впрочем, как не удавалось его обнаружить в крови и мозге болевших полиомиелитом людей.

Но коль скоро лишенное микробов заразное начало все-таки заражает обезьян, Ландштейнер сделал логический вывод, что это заразное начало – фильтрующийся вирус. Что и подтвердилось в дальнейшем».

В 1916 году Ландштейнер женился на Хелен Влатсо. У них родился сын.

В 1923 году ученый получил предложение переехать в США. Он принял его и начал работу в Рокфеллеровском университете. В 1929 году Ландштейнер стал гражданином США.

В 1930 году «за открытие групп крови человека» Ландштейнер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. В нобелевской лекции ученый, говоря о группах крови, сказал: «Удивительным было то, что, когда агглютинация происходила, она была выражена так же, как уже известная реакция взаимодействия между сывороткой и клетками животных разных видов».

Ландштейнер был удостоен многих других высоких наград: Берлинской премии Фонда Ханса Аронсона (1926), золотой медали нидерландского общества Красного Креста (1933), премии Камерона и звания почетного лектора Эдинбургского университета (1938). Он был также кавалером французского ордена Почетного легиона.

В 1940 году Ландштейнер и его коллеги А. Винер и Ф. Левин описали еще один фактор крови человека – так называемый резус-фактор. Была обнаружена связь между этим фактором и гемолитической желтухой новорожденных. Оказалось, что если у матери отсутствует резус-фактор (т е. резус-фактор отрицателен), то резус-положительный плод может приводить к выработке у матери антител против резус-фактора плода. Эти антитела вызывают гемолиз эритроцитов плода, в результате чего гемоглобин превращается в билирубин, что и является причиной желтухи.

26 июня 1943 года во время работы в лаборатории у Карла Ландштейнера случился сердечный приступ, и ученого не стало.

ТОМАС МОРГАН

(1866—1945)

В тридцатые годы прошлого века Н.И. Вавилов писал: «Законы Менделя и Моргана легли в основу современных научных представлений о наследственности, на которых строится селекционная работа как с растительными, так и с животными организмами… Среди биологов XX века Морган выделяется как блестящий генетик-экспериментатор, как исследователь исключительного диапазона».

Томас Хант Морган родился 25 сентября 1866 года в Лексингтоне, штат Кентукки. Его отцом был Чарльтон Хант Морган, консул США на Сицилии и родственник знаменитого магната Дж.П. Моргана, а матерью – Эллен Кей Морган. С детства Томас проявлял интерес к естествознанию. Он поступил в университет в Кентукки и окончил его в 1886 году. Летом того же года он отправился на морскую станцию в Эннисквам на побережье Атлантики, севернее Бостона. (Это был последний год существования местной лаборатории, и на следующий год группа перебралась в Вудс-Хоул.)

В 1887 году Томас поступил в Университет Джонса Гопкинса. В 1888 году Морган начал трудиться в Вудс-Хоуле, а летом того же года стал работать на государственной станции рыболовства.

В 1890 году Морган получил докторскую степень. Его диссертация касалась эмбриологии одного из видов морских пауков и сделана на материале, который он собирал в Вудс-Хоуле. Эта работа базировалась на данных описательной эмбриологии с выводами, простирающимися в область филогенеза.

Доктор Морган снова возвратился в Вудс-Хоул. На этой биологической станции в дальнейшем ученый проводил каждое лето. В том же году Морган занял пост руководителя отдела в Брайн-Маур-Колледже.

Томас рано почувствовал интерес к экспериментальной эмбриологии. Два лета молодой ученый провел на Неаполитанской биологической станции: первый раз в 1890 году, а затем – в 1895-м. Здесь он познакомился и сошелся со многими из тех, кто способствовал развитию экспериментальной эмбриологии – с Дришем, Бовери, Дорном и Гербстом. Хотя Морган был уже и сам экспериментальным эмбриологом, но именно это общение направило его интересы в эту сторону по-настоящему. Они образовали группу исследователей, весьма активных как за рубежом, так и в США.

В 1897 году Моргана избрали одним из попечителей станции Вудс-Хоул. Тогда же на станции появился биолог Вильсон из Чикагского университета. Именно по его совету в 1904 году Морган занял профессорскую кафедру в Колумбийском университете. В течение двадцати четырех лет они работали в очень тесном общении. В том же году он женился на Лилиан Воган Сэмпсон, цитологе, своей бывшей студентке в Брин-Майре. У супругов родились четверо детей.

Подобно большинству биологов и зоологов того времени, Морган был образован в области сравнительной анатомии и особенно в описательной эмбриологии. Занимался молодой ученый и физиологическими исследованиями. Но настоящую славу ему принесла генетика.

В конце девятнадцатого века Морган побывал в саду Гуго де Фриза в Амстердаме, где он увидел дефризовские линии энотеры. Именно тогда у него проявился первый интерес к мутациям. Сыграл свою роль в переориентации Моргана и директор биостанции в Вудс-Хоуле Уитмен, который был генетиком-экспериментатором. Он многие годы посвятил изучению гибридов между разными видами горлиц и голубей, но никак не желал применять менделевский подход. Это понятно, так как у голубей в этом случае получалась, мягко выражаясь, мешанина. Странные признаки, не дающие красивое соотношение 3:1, смущали и Моргана. До поры до времени и он не видел выхода.