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Der lange Weg der Insulin-Entwicklung wurde immer von einer Frage begleitet, nämlich der, wie die Substanz am besten appliziert wird. Im Narrenturm ist eine entsprechende Instrumentensammlung zu besichtigen.
 
Diabetologie 27. November 2008

Acomatol, Isletin, Insulin

Das geheimnisvolle Sekret der Bauchspeicheldrüse.

Der Straßburger Internist Oskar Minkowitsch (1858–1931) zeigte gemeinsam mit dem Pharmakologen Joseph von Mering (1849–1908) im Jahr 1889, dass es bei Hunden nach Entfernung des Pankreas zu Diabetes kommt. Minkowitsch hatte daraus den Schluss gezogen, dass die Bauchspeicheldrüse einen Wirkstoff produziert, der für den Zuckerstoffwechsel im Körper verantwortlich ist. Er stellte auch fest, dass die Symptome einer Zuckerkrankheit ausblieben, wenn er Teile des entfernten Pankreas unter die Haut der Versuchstiere implantierte. Seine Versuche, den Diabetes mit Extrakten aus der Bauchspeicheldrüse zu behandeln, scheiterten aber.

 

 

 

Nahe daran, das anti-diabetische Prinzip zu enträtseln, war auch der Berliner Kinderarzt Georg Ludwig Zuelzer (1870–1949). Bereits im Jahr 1908 gelang es ihm, mit einem Präparat aus Pankreasextrakten von Kälbern den Blutzuckerspiegel einiger Diabetiker zu senken. Der Erfolg war zwar eindeutig, aber wegen der starken Nebenwirkungen konnte das Präparat – Zuelzer nannte es „Acomatol“ – nicht weiter verwendet werden. Auch ein besser gereinigtes Präparat schien im Tierversuch höchst bedrohliche Nebenwirkungen zu haben: Zittern, Schweißausbrüche, Tachykardien und bisher nie beobachtete schwere Krämpfe. Was Zuelzer beobachtete und als gefährliche Nebenwirkung seines Präparats einstufte, war aber möglicherweise eine Überdosierung seines – vermutlich höchst potenten – Pankreasextraktes, der wahrscheinlich eine Hypoglykämie hervorgerufen hatte. Leider ging Zuelzer dieser merkwürdigen Nebenwirkung nicht nach und brach seine Forschungen ab. Da er noch keine Blutzuckerbestimmungen durchführte, glaubte er ein Krampfgift in Händen zu haben.

Die Entdeckung der Insel

Seit Beginn des 20. Jahrhunderts versuchten einige Forscher auf unterschiedliche Weise, durch Verschluss des exkretorischen Pankreasganges das Gewebe des Pankreas zur Degeneration zu bringen und so die Langerhansschen Inselzellen zu isolieren. Dem Russen Leonid W. Ssobolew (1876–1919) fiel dabei auf, dass derart behandelte Versuchstiere keinen Diabetes entwickelten. Er schloss daraus, dass vermutlich ein Teil der Drüse nicht zu Grunde ging und weiter einen Stoff ins Blut abgab, der anscheinend die Zuckerkrankheit verhinderte. Die Sektion der Tiere bestätigte seine Vermutung: die Langerhansschen Inselzellen des Pankreas waren tatsächlich nicht degeneriert. Für Ssobolew war somit klar, dass die Inselzellen das gesuchte Hormonorgan der Bauchspeicheldrüse waren. Ssobelew publizierte seine Ergebnisse im Jahr 1902 – in Russisch. So wurde seine Arbeit in der wissenschaftlichen Welt kaum bekannt und es sollte noch zwei Jahrzehnte dauern, bis das geheimnisvolle Sekret entdeckt wurde. Am 5. November 1920 erschien im „Journal of Surgery, Gynecology and Obstetrics“ ein Artikel des Pathologen Moses Barron (1883–1961), in welchem er die Ergebnisse von Ssobolew bestätigte und die Möglichkeit ausführlich diskutierte, durch Ligatur des Ganges eine Atrophie der so genannten azinischen Zellen des Pankreas herbeizuführen und dabei die Langerhansschen Inselzellen unbeschädigt zu lassen. Diesen Artikel bekam Frederick Grant Banting (1891–1941), ein junger Hilfsdozent für orthopädische Chirurgie, der auch Kurse über Physiologie halten musste, an der medizinischen Fakultät der „Universität of Western Ontario“ in Kanada in die Hände. Diese Arbeit brachte Banting auf die Idee, dass nur die degenerierte Bauchspeicheldrüse einen puren Extrakt des Sekrets der Langerhansschen Inseln liefern und hier die Quelle für das gesuchte Zuckerhormon sein könne. Dass die früheren Versuche mit Gesamtpankreas-Extrakten gescheitert waren, führte er darauf zurück, dass die in der Bauchspeicheldüse vorhandenen Verdauungssekrete das verzweifelt gesuchte Hormon in seiner Wirkung beeinträchtigt oder möglicherweise sogar zerstört hatten. Er beschloss, bei einem Versuchstier den Ausführungsgang des Pankreas zu unterbinden, dann zu warten, bis die Atrophie des Organs eingetreten ist, und aus dem Rest – der eigentlich nur mehr aus unbeschädigten Langerhansschen Inselzellen bestehen sollte – das Sekret mit der antidiabetischen Substanz zu extrahieren.

Ein Assistent und einige Hunde

Irgendwie gelang es dem wissenschaftlich ziemlich unbeleckten Banting, den Chef des Physiologischen Instituts in Toronto John James Rickard MacLeod (1876–1935) – er hatte selbst vergeblich das Zuckerhormon gesucht – zu überreden, ihm für kurze Zeit ein Labor, einige Hunde und einen Assistenten zur Verfügung zu stellen. Dieser Assistent war der Medizinstudent Charles Herbert Best (1899–1978). Nach einigen Misserfolgen gelang es den beiden jungen Forschern im Jahr 1921, eine Operationsmethode zu entwickeln, die zur Degeneration der Bauchspeicheldrüse und zur Isolierung der Inselzellen führte. Das aus dem Restorgan gewonnen Extrakt injizierten sie Hunden, die sie vorher durch Entfernung des Pankreas zu Diabetikern gemacht hatten. Tatsächlich zeigten schon die ersten Versuche, dass mit dem Extrakt – sie nannten es Isletin – der Blutzuckerspiegel gesenkt werden konnte. Später veranlasste MacLeod, dass die Substanz den Namen Insulin erhielt – der belgische Pathologe Jean de Meyer (1878–1934) hatte, abgeleitet vom lateinischen „Insula“, bereits im Jahr 1909 der unbekannten Substanz aus den Inselzellen des Pankreas diesen Namen gegeben. Um es beim Menschen einsetzen zu können, musste es aber einfacher herzustellen und in größeren Mengen verfügbar sein. Die Lösung des Problems fanden die Forscher im Schlachthof von Toronto. Aus den Bauchspeicheldrüsen von Kälberföten stellten sie mit einem neuen Extraktions- und Reinigungsverfahren, das der Biochemiker James Bertram Collip (1892 –1962) entwickelt hatte, größere Mengen besonders reines Insulin her. Bereits im Frühjahr 1922 war das Präparat therapeutisch einsetzbar. Der erste Patient war der todgeweihte 14-jährige Leonard Thompson mit Typ I Diabetes. Nach anfänglichen Schwierigkeiten verbesserte sich sein Zustand innerhalb einiger Wochen. Seither hat Insulin Millionen und Abermillionen Menschen das Leben gerettet.

Fotos: (2)  novonordisk

Der lange Weg der Insulin-Entwicklung wurde immer von einer Frage begleitet, nämlich der, wie die Substanz am besten appliziert wird. Im Narrenturm ist eine entsprechende Instrumentensammlung zu besichtigen.

Von Dr. Wolfgang Regal und Dr. Michael Nanut, Ärzte Woche

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