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Fotos (3):  Nanut/Regal
Weltdiabetestag, Sir Frederick Banting und Medizinstudent Charles Herbert Best entdeckten 1922 das lebenswichtige Insulin (v.r.n.l.).

Pathologe Paul Langerhans entdeckte 1869 die Inseln des Pankreas.

Die Langerhans‘schen Inseln machen etwa ein bis zwei Prozent der Masse der Bauchspeicheldrüse aus.

 
Diabetologie 9. November 2010

„Der Durst quält sie wie ein loderndes Feuer.“

Jahrtausendelang stand die Medizin der Zuckerkrankheit hilflos gegenüber.

„Let´s take control of diabetes. Now”. Das ist das Motto des Weltdiabetestages 2010. Dieser weltweite Aktionstag wird seit 1991 am 14. November, dem Geburtstag von Sir Frederick Banting, begangen. Banting entdeckte 1922 mit Charles Best das lebenswichtige Insulin. Wehrlos stand bis dahin die gesamte Medizin der Zuckerkrankheit gegenüber. Erst die Isolierung des Zuckerhormons aus den Inselzellen des Pankreas änderte die Situation entscheidend.

Fast zwei Jahrtausende führten die Zuckerkranken „ein elendes Leben und sterben nach gar nicht langer Zeit, denn der Durst quält sie wie ein loderndes Feuer“. So beschrieb der antike Arzt Aretaios von Kapadokien um das Jahr 100 n. Chr. ein für ihn rätselhaftes Krankheitsbild als Erster. Diabetes – von „diabeinein“, hindurchlaufen – nannte er es, „weil nämlich die Flüssigkeit den Menschen wie eine Röhre benutzt, durch welche sie abfließen kann.“ Was Aretaios hier beschrieb, sind die klassischen Symptome des unbehandelten Diabetes.

Die Ursache der Krankheit war bis ins 20. Jahrhundert ein ungelöstes Rätsel. Aretaios hielt Diabetes für eine akute Erkrankung des Magens, verursacht durch den Biss einer Schlange, „welche Dipsas, die Durstnatter, genannt wird“. Galen wiederum vermutete eine Atonie der Nieren und Paracelsus sprach von einer veränderten Zusammensetzung des Blutes. Paracelsus vermutete, dass „Ablagerungen eines Salzes um die Niere“ für die Krankheit verantwortlich seien. „Der Mensch ist, was er isst“, war eine seiner Thesen. Den Diabetes behandelte er mit Hungerkuren. Ein Therapieansatz, der lange Zeit seine Gültigkeit hatte. Beim Eindampfen von Urin eines Diabetikers fand Paracelsus „4 Unzen Salz“. Obwohl er vielfach in seinen Schriften den Rat gab, den Urin zu kosten, dürfte er es selbst nie getan haben. Einen süßen Geschmack des Harns erwähnte er jedenfalls nirgends. Interessant ist jedenfalls, dass weder die griechischen noch die islamischen noch die mittelalterlichen europäischen Ärzte – obwohl sie alle die Harnschau als Diagnostik betrieben – das wichtigste und auch leicht zugängige Symptom der Zuckerkrankheit, die Glukosurie, nicht kannten. Erst dem englischen Arzt Thomas Willis fiel 1674 der honigartige Geschmack des Urins von Diabetikern auf. In medizinischen Manuskripten aus dem alten Indien – entstanden zwischen 300 v. Chr. und 600 n. Chr. – finden sich zwar immer wieder Hinweise auf Patienten, bei denen „Zuckerrohrharn“ zu finden sei, auch, dass die Kranken „Harn wie ein brünstiger Elefant“ lassen und ihr Urin „Ameisen und Insekten“ anlockt, aber Medizinhistoriker sind heute eher der Ansicht, dass die altindischen Sanskrittexte meist recht frei gedeutet wurden. Tatsächlich dürfte auch in Indien niemand den Harn gekostet haben. Der englische Arzt Dr. Matthew Dobson beschrieb 1776 beim Verdampfen von Harn eines Diabetikers ein weiße Masse, die „vom Geschmack dem braunen Zucker gleicht“. Einige Jahre später gelang dem britischen Militärarzt Francis Home der Nachweis von Zucker im Urin. Sein Landsmann John Rollo fand schließlich den Zucker im Blut.

Einen Meilenstein in der Diabetesforschung setzte Paul Langerhans im Jahr 1869 mit seiner Dissertation Beiträge zur mikroskopischen Anatomie der Bauchspeicheldrüse. Erstmals beschrieb er hier die inselförmigen Zellstrukturen – heute Langerhanssche Inseln bezeichnet –, die ungleichmäßig über das gesamte Pankreas verteilt sind. Langerhans musste aber zugeben, dass ihm über die Funktion dieser eigenartigen Zellen „jede Möglichkeit einer Erklärung fehle“. Das Rätsel des Diabetes lösten erst die beiden Straßburger Ärzte Dr. Joseph von Mering und Dr. Oskar Minkowski. Im Jahr 1889 veröffentlichten sie die kaum eine Seite umfassende, Aufsehen erregende Mitteilung mit dem Titel Diabetes mellitus nach Pankreasexstirpation.

Minkowsi vermutete, dass die Bauchspeicheldrüse einen Wirkstoff produziert, der für den Zuckerstoffwechsel im Körper verantwortlich ist. Er versuchte, diese Idee auch praktisch anzuwenden. Tatsächlich blieben die Symptome einer Zuckerkrankheit aus, wenn er Teile des zuvor entfernten Pankreas seinen Versuchstieren unter die Haut implantierte. Seine Versuche, den Diabetes mit Extrakten aus der Bauchspeicheldrüse zu behandeln, scheiterten aber. Dies gelang erst dem jungen kanadischen Hilfsdozenten für Chirurgie, Dr. Frederick Grant Banting. Durch die Kurse über Physiologie, die er an der medizinischen Fakultät der „Universität of Western Ontario“ halten musste, kam er mit dem ungelösten Problem Zuckerkrankheit – noch dazu war gerade sein Jugendfreund im diabetischen Koma verstorben – in Berührung. Dass die bisher durchgeführten Versuche mit Extrakten aus dem Gesamtpankreas gescheitert waren, führte Banting darauf zurück, dass die in der Bauchspeicheldrüse vorhandenen Verdauungssekrete das verzweifelt gesuchte Zuckerhormon in seiner Wirkung zerstörten.

Extrakt aus den Inselzellen

Irgendwie gelang es dem wissenschaftlich recht unerfahrenen Banting, den Chef des Physiologischen Instituts in Toronto, John James Rickard MacLeod – 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. Nach einigen Misserfolgen gelang es den beiden Forschern im Jahr 1921, eine Operationsmethode zu entwickeln, die zu einer Degeneration der Bauchspeicheldrüse und zur Isolierung der Inselzellen führte. Den aus den Inselzellen gewonnenen Extrakt injizierten sie Hunden, die sie vorher durch Entfernung des Pankreas zu Diabetikern gemacht hatten. Tatsächlich zeigten schon die ersten Versuche, dass mit der Substanz – sie nannten sie zunächst Isletin – der Blutzuckerspiegel gesenkt werden konnte. Später veranlasste MacLeod, dass die Substanz den Namen „Insulin“ erhielt. Der belgische Pathologe Dr. Jean de Meyer hatte bereits im Jahr 1909 der unbekannten Substanz aus den Inselzellen des Pankreas diesen Namen gegeben.

Insulin aus Kälberpankreas

Um Insulin beim Menschen einsetzen zu können, musste die Substanz aber sowohl einfacher herzustellen als auch in größeren Mengen verfügbar sein. Die Lösung des Problems fanden die Forscher am Schlachthof. Aus den Bauchspeicheldrüsen von Kälbern gelang es mit einem neuen, vom Biochemiker Dr. James Bertram Collip entwickelten Extraktions- und Reinigungsverfahren, größere Mengen reines Insulin herzustellen. Anfang des Jahres 1922 war das Präparat therapeutisch einsetzbar. Der erste Patient, der mit dem neuen Insulin behandelt wurde, war der bereits komatöse juvenile Diabetiker Leonard Thompson. Schon die erste Behandlung am 11. Jänner 1922 war erfolgreich. Sein Blutzuckerspiegel sank sofort. Nach anfänglichen Schwierigkeiten mit der Reinheit des Präparats besserte sich der Zustand des bereits todgeweihten 14-jährigen Patienten innerhalb weniger Wochen.

Für die Entdeckung des Insulins erhielten Banting und MacLeod 1923 den Nobelpreis für Physiologie. Empört darüber, dass Best und Collip dabei übergangen wurden, teilten die beiden Preisträger das Preisgeld mit ihren Mitarbeitern. Im Jahr 1955 gelang dem Biochemiker Dr. Frederick Sanger die Aufklärung der chemischen Struktur des Insulins. Von nun an war die synthetische Herstellung von Insulin möglich.

Von Dr. Wolfgang Regal und Dr. Michael Nanut, Ärzte Woche 45 /2010

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