胰岛素的发现
胰岛素是如何被发现的?
胰岛素是如何被发现的?距今80多年前(1921年)的夏天,一位年轻的外科医生B与一位刚出校门的助理T在多伦多大学生理学教授M的实验室进行研究。
他俩发现胰脏的萃取液可以降低糖尿病狗的高血糖,以及改善其它的糖尿病症状。
接下来的1年内,多伦多大学的团队发展出初步纯化胰脏萃取物的方法,并进行临床试验。
他们将其中的有效物质定名为胰岛素。
为了解决量产与杂质的问题,他们与药厂合作,成功地从屠宰场取得的动物胰脏中,分离出足以提供全球糖尿病患者使用的胰岛素。
在不到两年的时间内,胰岛素已在世界各地的医院使用,取得空前的成效。
1923年10月,该年的诺贝尔生理及医学奖颁给B及M两人。
B得知消息后,马上宣布将自己的奖金与T 平分;稍晚,M也宣布将奖金与另一位参予研究的生化学者K共享。
多少年来,学习生理学或内分泌学的人大概都听过或读过,胰岛素是由B及T两人所发现的;知道多一点的人,还会告知B之所以成功,是因为他从阅读期刊中想到了个好点子:先将狗的胰管结扎,让分泌消化液的外分泌腺萎缩后,再将胰脏取出进行萃取,这样就可避免其中的活性物质(也就是胰岛素)遭到消化酵素分解的命运。
还有人会说,M对于胰岛素的发现,功劳及苦劳都无,他只是拣了现成的便宜。
至于他是何许人,有过什么贡献,出了内分泌学界,大概更是无人知晓。
这桩科学史上的公案,由于种种原因,被刻意隐藏超过半个世纪以上。
直到1982年,才由多伦多大学的历史系教授写了《胰岛素的发现》一书,大致还原了1921至1923年间发生的事件真相。
所谓“真实的人生更胜于小说家的创造”,在此得到再度的验证。
从B在1921年12月举行的美国生理学会年会上,第一次正式报告初步发现算起,不到两年的时间,就得到诺贝尔奖的肯定,可说是前无古人,后无来者;更不要说得奖时,胰岛素正式用在临床试验,只有1年多一点的时间,实在难以评估其长期的效益。
但今日看来绝无可能之事,的确发生了,究其主因,乃是因为糖尿病的严重性。
胰岛素发现及应用
胰岛素发现及应用胰岛素是一种由胰腺分泌的激素,对于调节血糖水平和能量代谢起着重要的作用。
它的发现与应用对于治疗糖尿病等疾病有着重要的意义。
在本文中,我将详细介绍胰岛素的发现过程、作用机制以及其在临床上的应用。
胰岛素的发现始于1921年的多伦多,由弗雷德里克·巴延特和查尔斯·贝斯汀这对科学家所取得。
他们通过将狗的胰腺提取出来进行实验,发现注射这种提取物可以降低狗的血糖水平。
这项重大的发现为胰岛素的研究与应用打开了大门。
胰岛素主要通过调节胰岛素受体与胰岛素信号转导通路来发挥作用。
它主要有三个作用:首先,胰岛素可以促进血糖的入胞转运,增加细胞对葡萄糖的摄取,并促进葡萄糖合成甘油三酯和脂肪酸的过程。
其次,胰岛素可以抑制葡萄糖的形成和释放,通过抑制肝脏中葡萄糖的合成作用来降低血糖水平。
最后,胰岛素可以抑制脂肪分解,减少血液中的游离脂肪酸含量。
胰岛素在临床上的应用主要针对糖尿病的治疗。
糖尿病是一种由胰岛素分泌不足或作用障碍引起的慢性疾病,主要表现为高血糖。
对于1型糖尿病患者来说,由于胰岛β细胞几乎完全损失,导致胰岛素分泌严重不足,因此需要通过外源性注射胰岛素来维持血糖的正常水平。
而对于2型糖尿病患者来说,胰岛素分泌量虽然相对较多,但因为周围组织对胰岛素的敏感性降低,导致胰岛素的作用不足。
因此,在这种情况下,胰岛素的治疗方法主要是通过改善胰岛素的敏感性,提高周围组织对胰岛素的反应,并通过食物控制、运动等方式来降低血糖水平。
除了糖尿病的治疗外,胰岛素在其他疾病的治疗中也有一定的应用价值。
例如,在某些妊娠糖尿病的患者中,由于胰岛素分泌不足或作用不足,可能需要通过胰岛素的注射来控制血糖。
此外,近年来研究发现,胰岛素在抗肿瘤治疗中也起到一定的作用。
一些研究表明,胰岛素可以通过调节细胞增殖和凋亡的平衡来影响肿瘤的生长。
这一发现为胰岛素在肿瘤治疗中的应用提供了新的方向。
综上所述,胰岛素的发现与应用对于糖尿病的治疗有着重要的意义。
胰岛素-百度百科
胰岛素科技名词定义中文名称:胰岛素英文名称:insulin定义:胰腺朗格汉斯小岛所分泌的蛋白质激素。
由A、B链组成,共含51个氨基酸残基。
能增强细胞对葡萄糖的摄取利用,对蛋白质及脂质代谢有促进合成的作用。
所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);激素与维生素(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。
胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。
目录胰岛β细胞中储备胰岛素约200U,每天分泌约40U。
空腹时,血浆胰岛素浓度是5~15μU/mL。
进餐后血浆胰岛素水平可增加5~10倍。
编辑本段体内胰岛素的生物合成速度体内胰岛素的分泌主要受以下因素影响:刺激胰岛素分泌血浆葡萄糖浓度血浆葡萄糖浓度是影响胰岛素分泌的最重要因素。
口服或静脉注射葡萄糖后,胰岛素释放呈两相反应。
早期快速相,门静脉血浆中胰岛素在2分钟内即达到最高值,随即迅速下降;延迟缓慢相,10分钟后血浆胰岛素水平又逐渐上升,一直延续1小时以上。
早期快速相显示葡萄糖促使储存的胰岛素释放,延迟缓慢相显示胰岛素的合成和胰岛素原转变的胰岛素。
进食含蛋白质较多的食物进食含蛋白质较多的食物后,血液中氨基酸浓度升高,胰岛素分泌也增加。
精氨酸、赖氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有较强的刺激胰岛素分泌的作用。
进餐后胃肠道激素增加进餐后胃肠道激素增加可促进胰岛素分泌如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、肠血管活性肽都刺激胰岛素分泌。
自由神经功能状态可影响胰岛素分泌迷走神经兴奋时促进胰岛素分泌;交感神经兴奋时则抑制胰岛素分泌。
胰岛素是与C肽以相等分子分泌进入血液的。
临床上使用胰岛素治疗的病人,血清中存在胰岛素抗体,影响放射免疫方法测定血胰岛素水平,在这种情况下可通过测定血浆C肽水平,来了解内源性胰岛素分泌状态。
编辑本段胰岛素的结构不同种族动物(人、牛、羊、猪等)的胰岛素功能大体相同,成分稍有差异。
胰岛素发展史
1920年 Banting和Best发现胰岛素, 开始了动物胰岛素的应用。
1930-1940年 NPH(鱼精蛋白锌胰岛素)上市
1950-1960年 1970-1980年 化学合成胰岛素 英国和美国基因工程生产了 人胰岛素
二、胰岛素的生物活性:
它是一种合成蛋白激素,可以促进: • 葡萄糖氧化和代谢,降低血糖 • 肝、肌糖原、脂肪、蛋白质的合成 • 抑制糖原分解,糖异生,脂肪、蛋白质分 解,酮体产生。
• 解决胰岛素的不足(胰岛素分泌障碍和胰 岛素抵抗) • 维持碳水化合物、蛋白质和脂肪的正常代 谢,预防严重的代谢紊乱 • 预防大血管和微血管并发症 • 利于组织的修复,减少感染,促进伤口愈 合 • 改善生活质量,延长寿命。
新诊断的2型糖尿病 -----短期用胰岛素强化治疗的益处
• 可以得到较长的非药物治疗期的血糖稳定 • 解除高血糖的毒性作用,可以延迟β--细胞分 泌胰岛素的衰减,减轻胰岛素的抵抗;如高 血糖的毒性短期能够控制,β--细胞分泌的衰 减和胰岛素的抵抗可以逆转
三、胰岛素种类:
(一)、动物胰岛素 • 猪胰岛素中有一个氨基酸不同 • 牛胰岛素中有三个氨基酸不同,易产生抗体 (二)、半合成人胰岛素: 将猪的胰岛素第30位丙氨酸置换成与人 胰岛素相同的苏氨酸,即为半合成胰岛素。
三、胰岛素种类
(三)、生物合成人胰岛素:
利用生物工程技术,获得的高纯度的生物合成 胰岛素,其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身 的胰岛素完全相同。
胰岛素治疗的不良反应
常见的反应: • 低血糖反应 • 胰岛素性水肿(治疗后4—6周出现) • 眼屈光不正 • 2型肥胖人体重增加 • 高胰岛素血症,可以促进动脉硬化
胰岛素治疗的不良反应
备课素材知识点:胰岛素研究历程 高中生物学选择性必修一
胰岛素研究历程在人类的认知历史中,没有什么比糖尿病更悠久了,直到二十世纪二十年代初,"饥饿疗法"都是当时唯一一种有效治疗糖尿病的方法,但同样也被很多人视为"惨无人道"。
后来加拿大一位年轻的外科医生站了出来,直面人类可怕的对手——糖尿病,几经波折,最终发现了胰岛素。
而这位先驱者正是弗雷德里克•班廷。
饥饿治疗前后儿童变化人物经历●1891年11月14日生于安大略省阿利森;●1916年获得医学学位后,在第一次世界大战后两年中,作为一名军医在海外服役;●1918年由于在炮火中表现的英勇精神而荣获陆军十字勋章;●1921年到多伦多大学寻求麦克劳德教授的帮助,开始实验研究;●1922年实验完成,1923年获得医学或生理学诺贝尔奖;●1934年被授予爵士职位,二战爆发后从事战地医疗工作,1941年因空难去世。
胰岛素溯源◆十七世纪,英国国王查理二世的御医Thomas Willis 发现diabetes 患者的尿甜如蜜;◆十八世纪,William Cullen将此种疾病称之为diabetes mellitus;◆1776年英国利物浦的医师Mathew Dobson发现diabetes mellitus 患者的尿有甜味的原因是尿内含有糖;◆1869年德国柏林的Paul Langerhans 在他的博士论文中首先记述了胰腺内有群集成岛的细胞团块;◆1889年Josef von Mering 与Oskar Minkowski做动物实验,发现去胰犬出现了糖尿病;◆1891年G.Vassal氏用结扎胰管的方法,证明胰岛与胰腺泡确实具有不同的结构与功能;◆1893年laguessc氏提出胰岛细胞可能产生某种激素;◆1909年Demeyer氏给胰岛细胞激素一个名字——胰岛素;◆1921年F.G.Banting和C.H.Best首次从胰腺中分离出相当纯净的胰岛素,并用来治疗糖尿病,才正式确定胰腺的内分泌功能。
文献演讲胰岛素
胰岛素制剂的剂型与使用方法
注射剂
液体制剂,需冷藏保存,使用 时需摇匀。
笔芯剂
预填充的注射装置,方便患者 使用。
贴剂
通过皮肤吸收,减少注射痛苦 。
使用方法
根据患者的血糖水平、饮食和 生活习惯制定个体化的治疗方 案,选择合适的剂型和使用时
间。
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胰岛素的临床应用与效果
糖尿病的治疗
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糖尿病是一种常见的慢性疾病 ,胰岛素是治疗糖尿病的重要
然而,胰岛素也存在一 些副作用,如低血糖反 应、体重增加、过敏反 应等。
低血糖反应是最常见的 副作用之一,患者可能 会出现头晕、心悸、出 汗等症状。为避免低血 糖反应,患者应遵循医 生的建议,合理使用胰 岛素。
体重增加也是胰岛素常 过敏反应是胰岛素非常 见的副作用之一。这是 罕见的副作用之一。如 因为在胰岛素的作用下, 果患者对胰岛素过敏, 身体能够更有效地利用 应立即停止使用并咨询 葡萄糖,从而减少脂肪 医生的建议。 的分解和利用。为避免 体重增加,患者应控制 饮食和加强体育锻炼。
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胰岛素的未来研究方向与 展望
新型胰岛素的研发
研发长效、短效、超短效等不同 作用时间的胰岛素,以满足不同
患者需求。
开发低免疫原性、低血糖反应的 胰岛素,提高患者用药安全性。
探索新型胰岛素类似物的研发, 以增加药物的疗效和降低副作用。
胰岛素给药系统的改进
开发新型胰岛素注射 装置,提高患者用药 的便利性和舒适性。
探索智能化给药系统, 根据患者血糖水平自 动调节胰岛素剂量。
研究口服、吸入、经 皮等非注射给药方式, 降低患者的用药负担。
胰岛素基因治疗与细胞治疗的研究进展
胰岛素的发现发展及对胰岛素的见解与未来的展望
一、胰岛素的发现与发展1、寻找胰岛素历史上最早记载的糖尿病可追溯至公元前1500年的古埃及,埃及Ebers古医籍上记录糖尿病属于一种多饮、多尿的疾病。
“糖尿病(diabetes)”一词最早由希腊医生Aretaeus使用,意为消耗或虹吸。
“diabetes”即来源于希腊文字“diabeinein”的衍生词。
随后,1675年Thomas Willis在糖尿病命名中增加了文字“mellitus”,它的拉丁意思是“甜”,以表明该类患者的尿液呈甜味。
直至1776年,英国医生Mathew Dobson才通过测量发现糖尿病患者尿液中的葡萄糖浓度明显增加。
胰腺最早由希腊解剖学家、外科医生Herophilus在公元前335—公元前280年发现。
1869年,科学家Paul Lang er hans发现胰腺中存在胰岛结构。
1889年,Minkowski 和von Mering这2名科学家发现切除胰腺的狗出现了糖尿病,并推测胰腺中的某种内生物质参与了调节碳水化合物的代谢过程。
至此,发现其中的内生物质成为医生和科学家的研究重点。
[1]2、发现胰岛素20世纪初期,英国学者指出胰腺胰岛能够分泌出一种控制葡萄糖代谢的物质,并称之为“胰岛素”。
1921年,加拿大医生Banting和Best从狗的胰腺中提取出了胰岛素,他们将提取的胰岛素静脉注射给切除胰腺后患糖尿病的狗,发现患糖尿病狗的血糖和尿糖均下降。
1922年,1位少年糖尿病患者接受了Banting提纯的胰岛素治疗,血糖和尿糖均出现了下降,并恢复正常。
胰岛素的本质揭晓:糖尿病的本质在于胰岛素的(分泌/作用)异常,导致人体糖代谢紊乱。
1936年,英国医生Himsworth根据饮用糖水并静脉注射胰岛素后患者对胰岛素的反应,将糖尿病分为“胰岛素敏感型”(血糖升高能被胰岛素抑制)和“胰岛素不敏感型”(胰岛素几乎无法抑制血糖升高)。
[1]3 探索胰岛素当Banting等的发现公布后,研究人员开始从动物(通常是猪或牛)胰腺中提取胰岛素,但提取的动物胰岛素除了导致注射部位出现脓肿和疼痛,还会引起患者一定程度的免疫反应,产生的抗体影响患者的胰岛功能,且作用时间短、需每天多次注射也影响了胰岛素在患者中的使用。
胰岛素的发现和临床应用
胰岛素的发现、发展及临床应用考古学上可追溯的最早可能关于糖尿病的文字记录是在埃及出土的公元前1550年Ebers Papyrus。
纪录是1862年德国的埃及学家George Ebers发掘出的古埃及人书写在纸莎草(papyrus,是一种茎杆含粗纤维的芦苇样水生植物)上的文献,上面记载着一种多饮多尿的病。
后人称此文献为Ebers Papyrus。
公元前400年,中国最早的医书《黄帝内经•素问》中已有“消渴”病记载,且述及消渴与肥胖的关系。
Diabetes mellitus是希腊语。
Diabetes意为“排出”(to pass through)。
公元二世纪Cappadocia的Aretaeus用diabetes称一种多尿、口渴及消瘦的病。
他认为这种病是由于病人的肌肉和肢体融化了从尿中排出。
Mellitus意为“甜”。
十七世纪英国国王查理二世的御医Thomas Willis(1621~1675)发现diabetes患者的尿甜如蜜。
一个世纪以后,William Cullen(1709~1790)将此种疾病称之为diabetes mellitus。
1776年英国利物浦的医师Mathew Dobson(1735~1784)发现diabetes mellitus患者的尿有甜味的原因是尿内含有糖。
11.胰岛的发现德国的医科大学学生鲍尔·朗格汉斯(Paul Langerhans。
1847—1888),是柏林一位名医之子,在耶拿(Jena)和柏林的大学学习医学,毕业于1869年。
同年,为了研究胰脏的组织结构,他在显微镜下观察多种动物的胰脏,发现胰腺中有一些细胞聚集成岛状的斑点,这些细胞形成无数个直径为0.1~0.24 mm的“细胞堆”(德语zellhaufen)并且遍及整个胰腺,尤其胰尾处最多。
朗格汉斯首次认真详细地描述了这些斑点的显微结构,将这些“细胞堆”中的细胞按大小、形状、有无颗粒等形态结构差异划分为9种⋯。
胰岛素发展历程
胰岛素发展历程胰岛素是一种重要的激素,可以调节血糖水平,对于患有糖尿病的患者来说,胰岛素的发现对于他们的生活至关重要。
胰岛素的发现是一个经历了漫长发展历程的故事。
胰岛素的发现可以追溯到19世纪末。
1893年,法国医生埃米尔·冯德康东(Emil von Behring)首次提出了胰岛素的存在。
但当时科学家并不能准确地提取和纯化胰岛素,因而无法广泛使用。
他们发现,从狗的胰脏中提取的物质可以降低血糖水平,但是难以控制剂量和效果。
但是真正的突破发生在1921年。
当时,两位科学家弗雷德里克·巴廷(Frederick Banting)和查尔斯·贝斯特(Charles Best)在加拿大进行了一系列实验,并成功地从狗的胰脏中提取到了纯化的胰岛素。
他们将胰岛素注射到了糖尿病的病人身上,发现可以显著降低他们的血糖水平。
这一发现被认为是胰岛素的真正发现,并且为巴廷和贝斯特赢得了诺贝尔医学奖。
这一发现对于糖尿病患者来说是一个重大突破,为他们带来了新的希望。
然而,在胰岛素的发展历程中,还面临着很多的挑战。
一方面,胰岛素的生产和提取过程很复杂,需要大量的胰脏供应,这在过去是很困难的。
另一方面,不同的病人对胰岛素的需求不一样,剂量和频率可能会因人而异。
为了克服这些困难,科学家们进行了进一步的研究和探索。
在20世纪中叶,科学家们发明了合成胰岛素的方法。
利用基因工程技术,他们可以通过重组脱氧核糖核酸(DNA)来合成胰岛素。
这种方法简化了胰岛素的生产过程,并大大增加了供应量。
此外,科学家们还研究和发展了不同类型的胰岛素,以满足不同患者的需求。
例如,长效胰岛素可以帮助控制血糖水平更长时间,减少注射次数。
随着技术的进步,胰岛素的生产和使用变得更加便捷和安全。
现在,胰岛素已经成为糖尿病患者管理血糖的重要工具之一。
患者可以通过自己注射胰岛素来控制血糖水平,并在医生的指导下进行剂量调整。
胰岛素的发现和发展改变了糖尿病患者的生活,让他们能够更好地控制病情,减少并发症的发生。
胰岛素的发展史PPT课件
insulin
insulin 胰岛素的发现之旅
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1
Headline
一、胰岛素的发现 二、胰岛素发展史 三、胰岛素的分类 四、胰岛素的临床应用
五、糖尿病的危害 六、关注和思考
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2
时间表 – 1920s 1921年 制备出胰岛素
--Banting和Best
在1920s前, 糖尿病没
每年都有大量的儿童死于糖尿病
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16
人胰岛素的衍生物
---预混人胰岛素:
诺和灵30/70 优泌林30/70 甘舒林30/70
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17
预混胰岛素
血浆胰岛素 (mU/L)
50 40 30 20 10
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间
预混胰岛素: 一天两次注射,简单方便
BG = 血糖
.
.
20
胰岛素的结构
A链
S
S
GLy LIe Val Glu GLn Cys Cys Thr Ser Lle Cys Ser Leu Tyr Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn
1
5
10
15
S
21 S
B链
S
S
Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Lau Tyr Leu Val Cys
1925 1930 唯一的要求:我只要10条狗,1名助手,做8周实验”。 Banting与22岁的助手Charles Best将犬的胰脏取出 切碎,用冰冻过的捣臼研细,加入冷Ringer液稀释, 滤掉颗粒,制成了第一份粉红色的胰提取液。 随后又发现,不结扎胰管使外分泌腺萎缩, 用乙醇就可从胰腺内提取降糖物质。 4个月后,胰岛素提取成功。 而后,MacLeod和James B. Collip 也加入到胰岛素的提纯过程中。
胰岛素是谁发现的
灯谜
七 仙女嫁 出去 一
打 个 。 (
发现 的
口 天 津医科大学总医 院 寿松涛
胰 岛素 的发 现 , 改变 了糖尿 病患者 的命运 , 使许多糖尿 病患 者重新获得新生 , 能像正 常人那 样 生 活 学 、 习 和 工 作 。 那 么 , 你 知 道胰 岛素的发 明者是谁 吗?
告诉你 , 这 位伟 大 的科 学家 就是 加拿大外 科 医 生 班廷 (B a n t— in g F G )。 班 廷 生 于 18 9 1 年 1 1 月 14 日 , 19 16 年 毕 业 于 加 拿 大 多 伦 多大学 医学 院。 后来在加拿大安 大略州 的伦敦城开业 行 医 。 与此 同时 , 他还 在 安 大 略州 医 学 院兼 职 临时实验教员 。 这样 ,他才有机 会借用多伦多大学生理 学教授麦 克 劳 德 ( Ma c le o d JJR ) 的 实 验 室 进行他改变糖尿病患者命运 的划 时代 的实验 。
19 2 1 年 12 月 30 日 他 第 一 次在美 国生 理 学会会议上 报告该 发 现 时 却 , 引 来 许 多 怀 疑 和 非 议 。 后来麦克劳德教授又 派生物化学 家 柯 力 普 (Co ll ip J B )对 班 廷 胰 腺 提取物的实验进行指导和帮助 。 19 2 2 年 5 月 3 日 在 华 盛 顿 召 开 的美 国医 师协会会议上 班廷 再 次 宣 读 《胰 腺 提 取 物 对 糖 尿 病 的 作 用 》一 文 时 终 , 于 赢 得 参 会 人 员 的 热烈鼓掌 。
1 9 2 2 年 1 月 1 日 班 , 廷 首 次 将含有胰 岛素的牛胰腺提取 物给
住在 多伦多总 医 院的一 位生命垂 危 的糖尿病患者汤姆森进行注 射 。 遗 憾 的 是 首 , 次 注 射 未 获 得 疗 效 。 1 月 2 3 日再 次 给 这 位 患 者 注 射 后 血 , 糖 才 恢 复 到 正 常 水 平 尿 , 糖 和酮体也 消失 了 。 他 的这次试 验性治疗开辟 了糖尿病胰 岛素治 疗 的先河 。
发现胰岛素——[加拿大]班廷(1891~1941年)
能不能将狗胰脏 的导管扎住 , 使胰
脏退 化 , 这样 可 以使 胰 岛 细 胞 不 受 消 化 液 的 影 响 , 而 提 取 仍 然 健 康 从
同学吉尔 克里 斯特 , 患 了严重 的 他
糖 尿 病 , 知 道 医 学 界 对 糖 尿 病 束 他
才 分 明 还 想 喝 水 而 拾 不 起 头 来 的 狗, 已经 抬 起 头 , 坐 了起 来 , 小 并 1 时 后 , 竟 站 了起 来 。 他 们 终 于 救 它
了新 生 。 12 9 2年 1月 2 日 , 们 3 他 案 , 应 当 在 这 个 答 案 中 寻 找 新 的 就 大 量 资 金 购 买 狗 来 帮 助 自 己 的 实
问题 , 达 了 终 点 后 , 得 到 新 的 到 会 奖 牌 , 新 的 奖 牌 一 经 到 手 , 又 但 它 不 值 得 一 顾 了 。 人 生 最 大 的 快 乐 不 在 于 占 有 什 么 , 在 于 追 求 什 而
活 了 一 条 狗 , 使 得 两 位 年 轻 人 欣 这
的胰 岛细胞 , 来使 已经全部切 除了
胰脏 而 得 糖 尿病 的狗 活 下 去 呢? 几 经 周 折 , 廷 找 到 多伦 多 大 班
学 生理 系 的麦 克 劳 德 教 授 , 求 得 以
手无 策, 能采用饥饿疗 法。班廷 只 找 到吉 尔克里 斯特 , 这位正 “ 请 迅
经过 多次努力 , 麦克劳德教授 终于
允 许 他 在 大 学 暑 假 期 间 来 自 己 的 实 验 室 工 作 两 个 月 , 为 班 廷 提 供 并 了1 O条狗 , 余 的材 料 自备 。 麦 克 其 劳 德 教 授 还 给 班 廷 找 了 一 个 名 叫
终 于发 现胰 岛提 取物 具 有维 持糖 尿病狗 生命 的作用 , 他们给 它取名
胰岛素的发现史
2020年11月14日是胰岛素发现人班廷诞辰129周年纪念日,也是世卫组织和国际糖尿病联盟为纪念班廷而确定的世界糖尿病日。
小编在此特梳理胰岛素发现的过程,作为纪念。
前人研究奠定基础1.1869年德国病理学家保罗•兰格尔翰斯(Paul Langerhans,1847-1888)发现了胰岛,胰岛因而得名“Islets of Langerhans”,彼时保罗认为这是一种神经细胞。
2.1910年,英国生理学家Edward Albert Sharpey-Schafer(1850-1935)经过研究,提出糖尿病人是由于缺乏胰腺在正常状态下分泌的一种物质所导致,他将这种物质命名为Insula。
3.在胰岛素真正被发现之前,糖尿病是一种广泛存在而且极具死亡威胁的疾病,病人只能采取饥饿疗法,这种疗法是否有效并不清楚,但病人别无选择。
与此同时,众多科学家试图从胰腺中提取胰岛素,但是都以失败告终,因为胰岛素会随着胰腺的破坏被消化酶破坏。
班廷(Frederick Grant Banting,1891-1941)登场:初生牛犊不怕虎故事到这里,主角开始登场。
1917年,弗雷德里克•班廷刚刚从多伦多大学毕业,此时正值一战,班廷应召入伍奔赴法国前线。
战争中班廷英勇负伤,被医生建议截肢,倔强的班廷没有答应,最终反而痊愈。
战争结束后,班廷回国却找不到像样的工作,只能开了一家小诊所同时在一家医学院兼课勉强度日。
1920年,班廷在备课时看到一份病例报告,发现一个病人因为胰脏导管被结石堵塞,分泌消化酶的消化腺萎缩,但胰岛细胞依然存活良好。
班廷感到大受启发,如果手术结扎动物导管,等到消化腺萎缩岂不是就可以提取具有活性的胰岛素了!班廷踌躇满志,毅然关掉诊所辞掉兼职教师的工作,回到母校多伦多大学寻求糖尿病权威麦克莱德(JohnMcLeod,1876-1935)教授的资源支持。
麦克莱德教授对面前年轻人的想法不以为然,但经不住后者的软磨硬泡,最终同意在自己外出讲学的八周时间里使用自己的实验室,并派给他一个年轻的助手查尔斯•贝斯特,另外还有10条狗作为实验材料(麦克莱德实验室具有建立糖尿病狗模型的技术)班廷立刻按照之前的想法进行实验:首先进行胰脏导管结扎手术,等到消化腺萎缩,摘取胰脏进行提取。
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。
1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。
2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。
胰岛素的发现和提取
胰岛素的发现和提取1889年,科学家偶然发现,切除狗的胰脏会导致狗患糖尿病,这一发现表明糖尿病与胰脏有关。
1893年,科学家切除狗的胰脏后,从胰脏上切取一小块组织,埋植在该狗的皮下,这只狗不患糖尿病,这就表明与糖尿病有关的不是胰脏的外分泌液——胰液,因为埋植的胰脏组织块已不具外分泌功能,所以很可能是胰脏组织块分泌了一种物质,这种物质进入循环系统中,起到了降血糖的作用。
1869年,德国解剖学家朗格汉斯(P. Langerhans)在胰腺中发现了一群既没有泡腔,又没有分泌管的岛状细胞群,他把这些细胞群叫做“胰岛”。
科学家认为降血糖的物质很可能就是由胰岛分泌的,并将这种物质命名为“胰岛素”。
很多科学家尝试从胰腺中提取胰岛素,但是由于胰岛素含量非常少,在提取时会与各种胰酶混杂在一起,而且易被胰蛋白酶分解,因此一直没有提取成功。
1920年,加拿大医生班廷在研究糖代谢问题时,偶然在一本医学杂志上读到一篇文章《胰岛与糖尿病的关系》,文章中指出:“实验结扎胰导管或因胆结石阻塞胰导管,都会使胰腺组织萎缩,而胰岛却保持完好,这种情况下胰脏丧失了分泌胰液的功能,却不引起糖尿病。
”班廷受到启发,立即想到了提取胰岛素的方法,他在笔记本上记下了这样的设想:“结扎狗的胰导管,等待6到8周,胰腺萎缩后,用萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病。
”班廷向著名生理学家麦克劳德求助,得到了他的指导和在实验设备等方面的大力支持,还得到了一位实验助手——医科学生贝斯特。
班廷和贝斯特经过多次尝试,终于在一条编号为92的狗的结扎导管中成功地取出胰腺,发现胰腺几乎萎缩到原来的1/3,在显微镜下检查组织切片,也证实除了胰岛外没有正常的腺泡细胞了。
他们把胰腺切成薄片,在冰冻条件下研磨成泥状,加入约100毫升盐溶液。
他们从获得的溶液中取出5毫升,注射到因切除胰脏而患糖尿病的狗身上,然后每隔半个小时抽取狗的血液进行检测,发现血糖含量在两小时内从0.2%降到了0.11%,经过连续多天的治疗后,狗的糖尿消失,身体也强壮起来。
化学药物发现的典型案例
化学药物发现的典型案例化学药物发现的典型案例导语:化学药物是现代医学的重要组成部分,它们能够改善人类的健康状况,治疗各种疾病。
但是,化学药物的研发和发现并不是一个简单的过程。
在本文中,我将介绍一些化学药物发现的典型案例,探讨其中的科学原理和技术手段。
一、胰岛素的发现与研发胰岛素是一种能够调节人体血糖水平的激素,对于糖尿病患者来说尤为重要。
胰岛素的发现和研发经历了一个漫长而曲折的道路。
1921年,加拿大科学家弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特成功从犬腺提取出胰岛素,并通过临床试验验证了其疗效。
此后,人们开始寻找更高效和可靠的胰岛素制备方法,最终在20世纪60年代成功合成了人工胰岛素。
在胰岛素的发现和研发过程中,化学家们运用了许多先进的技术手段,如色谱法、质谱法和核磁共振等。
这些技术能够帮助化学家们快速准确地分离和鉴定药物中的活性成分,从而促进了胰岛素的研发进程。
合成化学也发挥了重要作用,研究人员能够根据分子结构设计和合成新的胰岛素类似物,以提高胰岛素的稳定性和活性。
尽管胰岛素的研发经历了许多困难和挑战,但正是科学家们的不懈努力和创新思维,使得胰岛素成为当今世界上最重要的化学药物之一。
二、抗生素的发现与研发抗生素是一类能够治疗细菌感染的化学药物,对人类的健康发挥了重要作用。
抗生素的发现和研发是一个具有里程碑意义的过程,它为人类解决了许多严重的感染病症。
英国科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现了青霉素,这是世界上第一个广谱抗生素,对革兰氏阳性细菌具有极强的杀菌作用。
随后,人们又陆续发现了许多其他抗生素,如链霉素、四环素和头孢菌素等。
抗生素的发现和研发过程中,化学合成和发酵技术发挥了关键作用。
通过合成或提取自微生物培养物中的天然产物,科学家们获得了许多新的抗生素。
高通量筛选技术也为抗生素的发现提供了重要手段。
研究人员能够快速筛选大量的化合物,寻找具有抗菌活性的化合物,并进一步优化它们的药理性质。
发现胰岛素
受饥饿 疗法 , 体 重 已不足 3 0 千克 , 时 估 计 几个 星期后 就会 死去
1 9 2 2年 1月 1 1口 , 多 伦 多 大 学 的 医 生 给 兰 纳 德 注 入 了 班 廷 队 提 取 的 胰 岛 素 。半 个 小 时 后 , 男 孩 的 血 糖 值 就 下降 了 2 5 % 。1 2天 以 后 , 医 牛 丌 始 给 他
1 9 2 2年 1月 , 胰 岛 素 第 一 次 成 功
合 成 的蛋 白质 。 稍 后 美 吲 和联 邦 德 国 的
科 学 家 也 完 成 了类 似 的 1 _ 作 。 卜世 纪 7 0年 代 初 期 , 英 和 中
地用 于人 体 试验 。它被 汴射 到 一 个 1 4
岁 的 糖 尿 病 患 者 的 体 内 这 个 1 4 的 男孩 叫兰 纳德 ・ 汤姆森 。 时他 j E 梭
和非 凹 陷性 水 肿 , 常 见 近处 淋 巴结 肿 大 , 有 的
伴 有 淋 巴结 炎 ; 也 可 出现脓 疱 、 水 疱 或 小 面积
的出血性 坏 死 。其好 发于 小腿 和颜 面部 。 丹 毒 多 突然 而 起 , 发无定处 , 中 医 认 为 多 因火毒 邪 风感 于肌肤 郁蕴 而 突发 ; 发 于 头 部 者 名 日抱 头火 丹 , 发无 定 处 者名 为赤 游 丹 , 发 于 下 肢 者 又 称 为 流 火 。 辨 证 尚需 注 意 : 发 于 上 部
基 端 的一个 氨基 酸不 同 。上世纪 8 0年
糖尿病患者 , 由于 病 毒感 染 、 身
免疫 、 遗传 基 因等各 种 发 病 冈素 , 其 病 理 生 理 主 要 是 由 于 胰 岛 素 活 性 相 对 或 绝 对 不 足 以 及 胰 升 糖 素 活 性 相 对 或 绝
胰岛素的发现
胰岛素于1921年由加拿⼤⼈F.G.班廷和C.H.贝斯特⾸先发现。
1922年开始⽤于临床,使过去不治的糖尿病患者得到挽救。
⾄今⽤于临床的胰岛素⼏乎都是从猪、⽜胰脏中提取的。
不同动物的胰岛素组成均有所差异,猪的与⼈的胰岛素结构最为相似,只有B链羧基端的⼀个氨基酸不同。
80年代初已成功地运⽤遗传⼯程技术由微⽣物⼤量⽣产⼈的胰岛素,并已⽤于临床。
1955年英国F.桑格⼩组测定了⽜胰岛素的全部氨基酸序列,开辟了⼈类认识蛋⽩质分⼦化学结构的道路。
1965年9⽉17⽇,中国科学家⼈⼯合成了具有全部⽣物活⼒的结晶⽜胰岛素,它是第⼀个在实验室中⽤⼈⼯⽅法合成的蛋⽩质。
稍后美国和联邦德国的科学家也完成了类似的⼯作。
70年代初期,英国和中国的科学家⼜成功地⽤X射线衍射⽅法测定了猪胰岛素的⽴体结构。
这些⼯作为深⼊研究胰岛素分⼦结构与功能关系奠定了基础。
⼈们⽤化学全合成和半合成⽅法制备类似物,研究其结构改变对⽣物功能的影响;进⾏不同种属胰岛素的⽐较研究;研究异常胰岛素分⼦病,即由于胰岛素基因的突变使胰岛素分⼦中个别氨基酸改变⽽产⽣的⼀种分⼦病。
这些研究对于阐明某些糖尿病的病因也具有重要的实际意义。
胰岛细胞根据其分泌激素的功能分为以下⼏种: ①B细胞(β细胞),约占胰岛细胞的60%~80%,分泌胰岛素,胰岛素可以降低⾎糖。
②A细胞(α细胞),约占胰岛细胞的24%~40%,分泌胰升糖素,胰升糖素作⽤同胰岛素相反,可增⾼⾎糖。
③D细胞,约占胰岛细胞总数的6%~15%,分泌⽣长激素抑制激素。
糖尿病患者,由于病毒感染、⾃⾝免疫、遗传基因等各种发病因素,其病理⽣理主要是由于胰岛素活性相对或绝对不⾜以及胰升糖素活性相对或绝对过多所致,也即B和A细胞双边激素功能障碍所致。
胰岛素依赖型糖尿病胰岛素分泌细胞严重损害或完全缺如,内源性胰岛素分泌极低,需⽤外源性胰岛素治疗。
⾮胰岛素依赖型糖尿病,胰岛素分泌障碍较轻,基础胰岛素浓度正常或增⾼,⽽糖刺激后胰岛素分泌则⼀般均较相应体重为低,即胰岛素相对不⾜。
胰岛素的发现历史健康知识健康科普
胰岛素的发现历史1889年,科学家通过切除小狗的胰腺,发现血糖升高、多尿和糖尿的糖尿病的典型症状,从而猜测人体胰腺当中应该存在某种未知的、可以降低血糖水平的物质,而这种物质存在于胰腺当中。
1901年,美国医生尤金从糖尿病患者的胰腺中央部位的胰岛中发现,它的形态发生明显的变化和萎缩,从而知道胰岛中含有降低血糖的某种物质,后被人们命名为「胰岛素」。
随后一场提纯胰岛素的竞赛拉开帷幕。
同时代的许多科学家都利用胰腺提取液观察到血糖降低的情况,但是第一次世界大战让研究出现了停滞。
1922年,加拿大医生班廷利用酸化酒精浸泡牛胰脏,并从中提取出可以降低血糖的溶液,也就是胰岛素。
人类有史以来第一次胰岛素治疗开始了。
虽然胰岛素已经被发现,但是从动物身上提取所涉及的工艺复杂,自动化又远远达不到要求。
胰岛素的纯度难以保证,就是在这样的情况下,仍然供不应求,科学家们最终选择与工业界联手生产胰岛素。
尽管暂时解决了问题,但是消耗了庞大的人力物力,且生产出的胰岛素仍然无法满足人们的需求。
面对如此庞大的糖尿病患人群,意味着每天要消耗大量的胰岛素,显然提取和消耗不成比例,还造成了成千上万的动物生命的终结,从长远看来,这是难以为继的,所以必须寻求新的出路。
1955年,弗雷德里克·桑格发现了牛胰岛素的氨基酸序列,让人们开始了对人胰岛素的氨基酸序列研究,人们意识到每一种蛋白质都有属于自己的序列,胰岛素终于可以通过蛋白质人工合成。
1982年,科学家们利用重组DNA技术将人的胰岛素氨基酸序列放进细菌质粒里,第一支人工合成的胰岛素:优泌林上市。
后来科学家们又根据起作用时间的长短,生产出「甘精胰岛素」,延长了胰岛素的半衰期,降低胰岛素注射的频率。
同时新的注射方式也出现了,即胰岛素泵,它可以根据胰岛素的水平调节注射量。
而未来,通过皮肤、口服给药的途径将指日可待。
后记作为一个吃货,我们胡吃海喝,我们懒于运动,我们的疏于关注都是罪魁祸首。
人们总喜欢抱着侥幸的态度,一如既往地过着一成不变的生活。
胰岛素如何发现的?
100年前生物学重大成就-胰岛素如何发现的?问题的提出今天是中国共产党成立100周年,新中国的建立离不开中国共产党,奋斗百年路,启航新征程。
100年前的生物学重大成就中也诞生了一项重大成果。
那就是,1921年弗雷德里克·班丁(F r e d e r i c k B a n t i n g)与约翰·麦克劳德(J o h n M a c l e o d)合作首次成功提取到了胰岛素。
问题:胰岛素如何发现?试题:某兴趣小组的同学以小鼠为实验材料,以小鼠活动状况为观察指标,设计实验验证胰岛素具有降低血糖的作用.以下为同学们的实验设计方案,请回答相关问题:(1)实验原理胰岛素具有降低血糖的仵用.体内胰岛素含量过高时,引起血糖下降,机体出现活动减慢,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。
(2)实验步骤①将正常的小鼠随机分成A、B两组,观察并记录小鼠活动状况;②A组小鼠注射适量的用,B组小鼠注射等量的生理盐水,然后在适宜且相同的条件下培养,观察并记录小鼠活动状况;③A、B两组小鼠注射等量的溶液,观察并记录小鼠活动状况。
(3)实验现象④实验步骤②中发现A组小鼠出现四肢无力、活动减少、甚至昏迷等低血糖症状,原因是。
⑤实验步骤c中A组小鼠活动情况是。
(4)实验结论胰岛素具有降低血糖的作用。
(5)该实验过程中,B组小鼠的作用是作为对照(空白对照),每组小鼠在实验步骤中每一步都要观察记录活动状况,这样前后就形成了自身对照。
答案:(2)②用生理盐水配制的胰岛素③葡萄糖(3)④注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞特别是脑细胞因能量供应不足,出现功能障碍,从而引起低血糖症状。
⑤低血糖症状缓解,活动恢复正常(5)作为对照(空白对照)自身对照解析:实验设计遵循对照原则和单一变量原则.要验证胰岛素具有降低血糖浓度的作用,对正常小白鼠注射一定浓度的胰岛素。
一段时间后,当小鼠出现低血糖症状,再对其注射一定量的葡萄糖溶液,观察其症状是否缓解,如果缓解,即可证明。
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组员 林海露 吴辰钟 李蕾 徐莎 胡镓瑶 俞俊杰 吴文明
胰岛素的必要性
• 胰岛素这类活性蛋白多肽和细胞因子居有高度生物活性, 分子量很大,立体结构异常复杂,体外难以人工合成。所 以过去糖尿病患者只能服用从牛、猪体中提取的胰岛素来 治疗;但牛、猪胰岛素结构上与人胰岛素有差别,如与猪 胰岛素B链第30个基酸残基不同,长期服用会引起肾和眼 的疾病,故必需要用基因工程方法获得重组人胰岛素进行 治疗。
第三代
胰岛素类似物
优点:起效快,低血糖风险低,使用 诺 和 诺 德 、 礼 来 、 方便 赛诺菲、甘李药9年 Ullrich 和 Itakura —— 阐明了胰岛素质粒的分子序列 1979 -1981年 Goeddel 和 Chance —— 开始用DNA技术生物合成人胰岛 素
1981年 —— 基因合成重组人胰岛素系列
制剂
胰岛素类似物时代
90年代至今---重组人胰岛素类似物 成功研发上市,包括超短效和长效 人胰岛素类似物。
制药工艺 大致过程
诺和灵人胰岛 素的生产过程
AB链合成法
反转录酶法
反转录酶法具体步骤
国内使用现状
类别 第一代 名称 动物胰岛素 第二代 人胰岛素 优缺点 优点:价格便宜 缺点:产生免疫反应,胰岛素耐药, 血糖不稳定 优点:以人体自身分泌的胰岛素结构 一致,免疫原性低; 缺点:不能模拟生理性胰岛素分泌模 式,需要餐前30min注射,低血糖风险 生产企业 江苏万邦生化、上 海第一生化、南京 新百药业 诺和诺德、礼来、 通化东宝、联邦、 拜耳
1921年 从狗的胰脏提取了胰岛素 并用于临床
为纪念四位科学家为糖尿病治疗做出的杰出贡献 将班丁(Banting)医生的生日(11月14日)定为世界糖尿病日
发展历史--动物胰岛素和人胰岛素时代
• 1926年 John J. Abel • —— 得到结晶胰岛素 —— 获得高纯度结晶胰岛素 • 1935年 Scott and Fiacher • • 1965年 王应睐,邹承鲁,龚岳亭等 (中) Katsoyannis PG (美) Meienhorer (德) • —— 人工合成牛胰岛素
• 发展历史 • 制药工艺 • 使用现状 • 应用前景
发展历史
Frederick G. Banting (医生) 获1923年 诺贝尔医学奖 J.J.R Macleod (生理学家) 获1923年 诺贝尔生理学奖
Charies H Best (学生助理)
James B Collip (化学家)