Siapa yang menemukan insulin?
Insulin sangat penting untuk pengobatan diabetes, karena semua jenis diabetes terjadi karena ketidakmampuan tubuh untuk menggunakan gula darah secara efisien akibat suplai insulin yang tidak mencukupi, tidak efektif, atau tidak ada.
Ilmuwan inovatif yang menemukan insulin memenangkan hadiah Nobel, tetapi penemuan itu juga menimbulkan kontroversi.
Penemuan insulin terjadi pada tahun 1921 mengikuti gagasan seorang ahli bedah ortopedi Kanada bernama Frederick G. Banting, keterampilan kimiawi asistennya Charles Best, dan John MacLeod dari Universitas Toronto di Kanada.
Beberapa laporan yang bertentangan tentang penemuan insulin telah beredar selama bertahun-tahun, dan bahkan Hadiah Nobel yang dianugerahkan untuk penemuannya pada tahun 1923 dipertanyakan beberapa tahun kemudian.
Dalam artikel ini, kami melihat orang-orang yang bertanggung jawab atas perawatan diabetes yang inovatif ini.
Sejarah insulin
Pemahaman tentang diabetes telah berkembang selama ribuan tahun; bahkan orang Yunani kuno tahu tentang itu dan akan mendiagnosis diabetes dengan mencicipi air seni.
Kesadaran bahwa keadaan urin tertentu dan tingkat rasa haus yang terkait dengan kadar gula darah telah berkembang selama berabad-abad.
Sementara ahli fisiologi abad ke-19 memahami bahwa pankreas memiliki peran kunci dalam memproses energi di seluruh tubuh, mereka tidak memahami peran langsung pankreas pada diabetes sampai dua ahli fisiologi mengeluarkan pankreas dari seekor anjing pada tahun 1890.
Kedua ilmuwan ini mengamati perkembangan diabetes parah dalam kurun waktu 3 minggu, termasuk gejala yang akan akrab bagi pengidap kondisi saat ini, antara lain:
- gula darah tinggi
- urin yang sangat encer, seperti yang terlihat pada diabetes insipidus
- koma diabetes
- kematian karena ketosis
Ahli fisiologi pertama yang menyarankan bahwa pulau pankreas, atau pulau Langerhans, mungkin mendorong efek pankreas pada kontrol gula darah adalah Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, yang pertama kali membuat klaim ini sekitar tahun 1894.
Meskipun dia tidak mengisolasi zat yang sekarang kita pahami sebagai insulin, dia menggunakan istilah "insuline" untuk menggambarkan zat yang belum ditemukan ini dan menunjukkan keberadaan dan pentingnya zat tersebut pada tahun 1913.
Pada tahun 1901, para ilmuwan telah menemukan bahwa pengikatan, atau pengikatan, saluran pankreas pada anjing, kucing, dan kelinci menghancurkan banyak sel yang menghasilkan hormon di pankreas.
Namun, pulau Langerhans, yang sekarang diketahui oleh ilmuwan modern memproduksi insulin, masih utuh. Yang penting, tidak ada tanda-tanda gula darah dalam urin, yang merupakan gejala umum diabetes. Ini adalah indikasi jelas pertama bahwa sel pulau memang berperan dalam perkembangan diabetes.
Penemuan
Pada tahun 1921, Dr. Frederick G. Banting menjadi orang pertama yang mengisolasi sekresi dari sel pulau dan menyebutnya sebagai pengobatan potensial untuk diabetes.
Dia mengamati bahwa ilmuwan lain mungkin gagal menemukan insulin karena enzim pencernaan telah menghancurkan insulin sebelum ada yang bisa mengekstraknya.
Rencana Banting adalah mengikat saluran pankreas anjing laboratorium sampai sel-sel yang memproduksi enzim tersebut merosot, meninggalkan sel-sel pulau yang kokoh itu tetap hidup. Dia kemudian akan mengekstrak residu.
Banting tidak memiliki pengetahuan yang cukup tentang perkembangan baru dalam pengujian gula darah untuk memeriksa diabetes secara akurat, jadi dia memeriksa urin yang kurang dapat diandalkan.
Namun, gagasan itu bukanlah hal baru - ilmuwan lain juga mencoba menghasilkan ekstrak dari pankreas yang mengurangi gula darah - juga tidak terlalu berguna karena Banting hanya dapat mengisolasi sejumlah kecil hormon.
Selain itu, ekstrak tersebut tampaknya memiliki sifat beracun dan menyebabkan efek samping yang parah, termasuk rasa sakit dan demam, pada hewan.
Pengembangan
Banting bukanlah ahli di bidang metabolisme karbohidrat, jadi ketika dia meminta ruang dan fasilitas laboratorium dari Profesor John James Rickard Macleod, Kepala Fisiologi di Universitas Toronto, ahli fisiologi ternama itu pada awalnya enggan.
Namun, kegigihan Banting dan kemungkinan hasil yang lebih dapat diandalkan mendorong MacLeod untuk menyumbangkan ruang laboratorium. Sementara mengikat pankreas untuk membuatnya rusak bukanlah alat investigasi baru, gagasan mengisolasi pulau karena degenerasinya yang lebih lambat menarik minat Macleod.
Tidak ada yang mencoba mengekstraksi pulau dari pankreas yang rusak sepenuhnya.
Banting mengambil asisten, Charles Herbert Best, untuk membantu mengisolasi insulin. Macleod membantu struktur umum penelitian, dan Best mengkhususkan diri dalam pengujian kimiawi darah untuk memeriksa kadar glukosa.
Penelitian dimulai pada tanggal 17 Mei 1921.
Tujuannya adalah untuk mengikat pankreas anjing sampai rusak dan mulai menghasilkan ekstrak pulau kecil. Ekstrak ini kemudian akan diberikan kepada anjing lain tanpa pankreas untuk mengukur pengaruhnya terhadap diabetes.
Kemajuan awalnya lambat. Banting berjuang dengan operasi hewan, dan 7 dari 10 anjing yang diikat saluran mati. Banting dan Best harus membeli anjing yang berpotensi di pasar gelap di jalan dengan harga beberapa dolar Kanada.
Pada 27 Juli, mereka akhirnya menyiapkan seekor anjing dengan pankreas yang berhasil diangkat dan seekor anjing dengan saluran pankreas yang diikat. Tiga hari kemudian, para peneliti membekukan pankreas yang rusak, menggilingnya menjadi pasta dan menyaringnya, sebelum menghangatkannya hingga suhu kamar dan menyuntikkan 5 mililiter (ml) ke dalam anjing tanpa pankreas.
Para ilmuwan mengambil sampel darah dari anjing tersebut setiap 30 menit dan melihat penurunan sementara gula darah dari 0,2 persen menjadi 0,12 persen. Anjing itu mati keesokan paginya karena infeksi, tetapi para ilmuwan mencatat tanda-tanda pertama tindakan anti-diabetes dari ekstrak tersebut, yang mereka beri nama isletin.
Sementara banyak dari percobaan mereka gagal, mengakibatkan kematian anjing laboratorium, Banting dan tim melihat penurunan kadar gula darah yang cukup secara teratur sebagai hasil dari ekstrak mereka sehingga mereka yakin dengan sifat anti-diabetes dari isletin, yang kemudian akan menjadi insulin. .
Banting dan Best kemudian memutuskan bahwa alih-alih memecah pankreas secara bertahap, mereka akan menggunakan hormon yang disebut secretin untuk bekerja berlebihan dan menguras pankreas, dengan harapan hal ini akan mengurangi efek toksik sambil tetap menyediakan insulin.
Prosedur untuk mendapatkan sekretin sulit dan tidak praktis tetapi menunjukkan cara yang lebih aman untuk mengekstraksi insulin dari pankreas.
Mereka juga menghadapi tantangan untuk mencoba mengumpulkan ekstrak larutan pankreas tanpa merusak bahan aktif - zat yang menciptakan efek terapeutik dalam pengobatan - dalam hal ini, insulin.
Langkah selanjutnya
Tantangan berikutnya adalah menemukan metode produksi sel pulau kecil, dan oleh karena itu, insulin, dalam skala massal, sehingga dapat digunakan sebagai obat diabetes berskala luas.
Menyadari bahwa persediaan anjing untuk ligasi pankreas akan membatasi kemajuan penelitian, Banting dan Best beralih menggunakan pankreas sapi sebagai bahan sumber.
Dengan mengadaptasi proses ekstraksi dan pemekatan larutan, para ilmuwan berhasil menghasilkan zat yang mengandung lebih banyak bahan aktif (insulin). Mereka kemudian menyuntikkan ekstrak ini ke salah satu anjing laboratorium yang tidak memiliki pankreas.
Gula darah anjing turun dari 0,46 persen menjadi 0,18 persen - peningkatan besar-besaran. Hemat biaya dan tersedia secara luas, mereka percaya bahwa pankreas sapi adalah jalan mereka ke depan.
Pada titik ini, MacLeod mengalihkan semua sumber daya lain untuk mendukung penelitian ini. Namun, ketegangan antara Banting dan MacLeod semakin meningkat, karena Banting merasa MacLeod menghargai karyanya.
MacLeod, sebaliknya, menjadi frustrasi dengan sikap dan kecurigaan Banting yang terus menerus.
James Bertram Collip, seorang ahli biokimia Kanada yang mapan, bekerja untuk memurnikan insulin. Begitu dia mencapai tingkat kemurnian yang sesuai, mereka mengujinya terlebih dahulu pada kelinci, kemudian manusia.
Namun, insulin tidak lolos uji klinis pertamanya.
Tes pertama melibatkan seorang anak laki-laki berusia 14 tahun dengan diabetes parah. Sementara ekstrak tersebut menyebabkan penurunan gula darah dari 0,44 persen menjadi 0,32 persen dan sedikit penurunan jumlah glukosa yang diekskresikan, abses berkembang di tempat suntikan dan tingkat keton, indikator diabetes lainnya, tidak berubah.
Collip bekerja pada pemurnian ekstrak lebih jauh, dan uji klinis kedua, yang berlangsung pada tanggal 23 Januari 1922, melihat kesuksesan langsung dan mendalam. Kadar gula darah pada anak laki-laki berusia 14 tahun yang sama berkurang dari 0,52 persen menjadi 0,12 persen dalam waktu 24 jam, dan keton menghilang dari urin. Jumlah glukosa yang diekskresikan turun dari 71,1 gram (g) menjadi 8,7 g.
Para pemimpin uji coba mengulangi peningkatan signifikan ini pada enam pasien lainnya selama bulan berikutnya.
Sementara semua eksperimen ini berlangsung, Banting terutama telah mempersiapkan anjing untuk eksperimen dan menemukan cara baru untuk membuat insulin untuk produksi massal dan memiliki sedikit keterlibatan dalam uji coba atau makalah yang dihasilkan.
Banting menjadi sangat ingin mendapatkan pengakuan, dan pada akhir tahun 1922 kemarahan dan kekecewaannya mulai menimbulkan konflik. Collip pernah mengancam akan meninggalkan grup tanpa melalui proses pemurnian. Banting dilaporkan bertengkar dengannya di aula universitas.
Sementara banyak laporan berbeda masih beredar tentang siapa yang harus diberi penghargaan untuk menemukan insulin, Banting-lah yang memulai roda bergerak - terlepas dari pengalamannya yang terbatas di lapangan - dan membentuk tim yang mengembangkan kemajuan paling signifikan untuk manajemen diabetes.
Kontroversi Hadiah Nobel
Pada tahun 1923, seorang ahli fisiologi Denmark bernama August Kroch mengajukan nominasi Penghargaan Nobel bersama untuk Banting dan MacLeod, berdasarkan ide Banting dan panduan MacLeod.
Banting adalah nominasi Nobel pertama dari Kanada, dan sebagai hasilnya, sebotol insulin sekarang termasuk dalam uang kertas 100 dolar Kanada.
Namun, panitia Nobel hanya bisa memberikan hadiah yang didambakan itu kepada satu sampai tiga orang. Banting sangat marah mendengar tentang pencalonan bersama MacLeod, percaya bahwa Best seharusnya diberi nominasi, dan hampir menolak penghargaan tersebut.
Namun, dia berubah pikiran dan malah membagikan kredit dan hadiah uangnya kepada Best. Ketika MacLeod mengetahuinya, dia melakukan hal yang sama dengan Collip.
Bertahun-tahun kemudian, lama setelah kematian Banting dalam kecelakaan pesawat pada tahun 1941, sejarah resmi Hadiah Nobel secara terbuka mengakui kontribusi Best terhadap pengembangan insulin.
Ringkasan
Sekelompok orang menemukan insulin.
Frederick G. Banting menemukan cara untuk mengekstrak ekstrak pankreas pada tahun 1921; John MacLeod, kepala fisiologi di Universitas Toronto, mengawasi proses ini; Charles Best, asisten Banting, membantu menyempurnakan proses tersebut, dan seorang ahli biokimia bernama James Collip membantu memurnikan insulin lebih jauh agar berguna secara klinis.
