20世纪重大发明──胰岛素

发明创造的故事100字(发明创造的故事)(1)

弗雷德里克·班廷

每年的11月14日是大家熟知的“世界糖尿病日”。为什么选择这天呢?因为这天是胰岛素的发现者班廷的生日!胰岛素的发现不仅是糖尿病历史上,也是整个医学史上的里程碑。

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,强烈的阳光照进室内,空气异常湿热。班廷和白斯特在这里已经苦苦地奋斗了两个多月,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了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,欣喜若狂,相抱庆祝,四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,今天竟然由两个无名小卒实现了,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。

故事还应该从上一年(1920)10月未的金秋时节讲起。加拿大安大略省的西医学院28岁的生理学兼成形外科青年教师弗里达雷克•班廷,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知识讲得太少。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,动物切除胰腺,就会引起糖尿病昏迷等症状,一、二周内必然死亡。

但胰腺为什么能防止糖尿病的发生?在书上找不到答案。不错,从文献上了解到,确有一些有名的生理学家认为,胰岛能分泌一种未知的内分泌物来调节糖代谢。甚至在11年前一位科学家在急不可待的心情下,把这个诞生不出来的内分泌"婴儿",预先起了个名字,叫"胰岛素"。又在9年前一位科学家指出,正是胰腺外分泌中的胰蛋白酶在提取液中破坏了这个内分泌物。但人们就是无法克服技术上的难关以成功地提取胰岛素。

这里,不妨作一点解释。胰腺是一个兼有内外分泌两种功能的器官。它的外分泌是胰液,是一种重要的消化液,含有分解各种营养物质的酶,如胰蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。它的内分泌是由散处在胰腺外分泌组织中的岛状组织(胰岛)的细胞所分泌的。为什么这两种功能不同的组织拼凑在一起,至今还是一个谜。但在鱼类,两者是分开的。

事有凑巧。就在这时的一天,班廷收到一本新杂志。晚上上床后,他拿起来测览,发现其中有一篇病理学家的论文讲到,在胆石形成中,如果阻塞胰腺通向十二指肠的导管,就有可能引起胰腺萎缩。作者在动物实验中也观察到,结扎胰导管也能引起胰腺萎缩。班廷反复阅读这篇文章,感到十分兴奋。他立即产生了一个设想,并从床上起来写在笔记本上:"结扎狗的胰导管,待其腺泡萎缩只余胰岛后,试图分离其内分泌以治疗糖尿? 这时一看表,时间已经是第二天早晨两点钟了。重新上床后,脑内仍萦绕着讲这堂课和结扎胰导管以提取胰岛内分泌这两个问题。他浮想联翻,久久不能成眠。醒来时,已经旭日东升,红光满屋了。

当天上午一上班,班廷就找他的主任米勒教授汇报他的设想并希望能在这里开展研究工作。米勒是一个神经生理学家,对于这个问题没有经验,他听后表示支持,但认为自己的实验室既无这类技术,也无这类设备,无法在本校开展。他建议去找多伦多大学生理系的麦克劳德教授,他是一个有名的糖代谢权威,如果得到他的指导,事情就好办了。就这样,班廷就专程去找麦氏请教。多伦多大学医学院是班廷的母校,但麦氏没有教过他,他俩并不相识。

发明创造的故事100字(发明创造的故事)(2)

J. J. R. 麦克劳德

事情并不是一帆风顺的。第一次会见没有结果。麦氏认为,班廷是一个毫无研究经验的年轻人,只有浮浅的教科书知识,而过去有不少有名的科学家,具有好的实验室设备,在寻找这个控制糖尿病的激素中都失败了。因此,他认为这个设想不会成功。但班廷终不死心。经过几个月几次周旋,麦氏终于勉强答应了,允许他在暑期实验室空闲时间来自己这里工作两个月,给他十只狗,其余一切都自备。

没有助手怎么办?麦氏答应找两个四年级学生利用暑假轮流来帮忙。这两个学生一个叫白斯特,22岁;另一个叫瑙波尔,经过协商,决定白斯特帮做前一段实验,瑙波尔帮后一段。为了筹备实验费,班廷变卖了自己所有能卖的东西,真是大有破釜沉舟之势。当离开他所工作的那个小镇时,他的心情是沉重的。

1921年5月中,班廷和白斯特在麦氏实验室开始了实验。在开始时,麦氏也给了些指导,但不久,他就到苏格兰休假去了。

一开始的实验设计是,班廷觉得胰腺在糖尿病发病中可能发挥了很重要的作用,那咱们就把狗的胰腺切掉,看看怎么样。

实验的进行在开始时极不顺利。两周内,10只狗有7只在切除胰腺和结扎胰导管手术中死亡。不得已,只得自己到市上去买狗。他们心里十分焦急。当瑙波尔按时回来时,看见没有什么事可帮忙,就自动回家去了。因此,决定由白斯特把实验帮助到底。到7月初,他们料想结扎胰导管狗的胰腺已经萎缩,就把每只狗的腹腔打开观察,但出乎他们所料,原先结扎胰导管的肠线已经不见,胰导管又接通了,7只狗中有5只的胰腺仍正常,这时,只得又重新用丝线来做结扎手术,又需要等待一段时间。

总之,几乎两个月过去了,研究进展却远不理想。共做了19只狗,因感染及手术创伤等原因死了14只。班廷在物质和精神的双重压力下,几乎喘不过气来。他没有了工资,一切实验用费又都要自己付;实验室条件很差,湿热难耐。生活也很清苦,无昼无夜地工作,食住既无定时,也无定处。交好了几年并已定婚的女友也与他分手了。但这一切就没有动摇他对攻克胰岛素的信心。他和白斯特相互鼓励,再接再励,决心再从头做起。

经过多次练习,手术水平大幅度提高,这些被切除了胰腺的狗活过了手术这一关,可几天之后还是死了,一测狗的血糖发现,这些狗都快成蜜制的了,血糖高的冲破了房顶。

他们很受鼓舞,死了这么多狗,也算值了,胰腺肯定和糖尿病有关系。

班廷和白斯特一起讨论,一致认为,下一步应该把摘下来的胰腺再放回去,看看糖尿病能不能缓解。整个胰腺放回去的手术难度太大,不行就把胰腺弄碎了,把胰腺里的水打回去?不知道谁出的这个主意,行!接着试。

在初秋的8月里,他们的实验获得了令人兴奋的结果。在 l0只糖尿病狗身上,共注射了75次以上的提取液,收到了降低血糖的效果,特别是其中的两只狗,一只活了20天,一只活了70天,在反复注射提取液时.狗的状态维持得很好,像正常狗一样;当停止注射提取液时,糖尿病症状则出现。如此反复试验多次,提取液的治疗效果是确凿无疑的了,这使班廷和白斯特感到十分欣慰,一切过去受过的苦难都置之脑后。

实验虽然初步成功.但仍然有一大堆事摆在他们的面前:首先,经常感到胰岛素不够用,用这样的方法制备胰岛素,手续实在太复杂,有时提取液用尽了,只有看着活泼可爱的狗陷入昏迷而死亡;再则,提取液还很不纯净,必须大力改进,以便进一步应用于临床病人。

当麦克劳德教授从苏格兰休假归来时,发现班廷的工作大有进展,起初还抱着怀疑的态度,忽然态度转变了,立即动员他的有经验的助手参加到这项工作里来,特别是对于胰腺提取液的纯化,他的助手生化学家考立普做出了重大贡献。

那个时候,孩子们如果得了糖尿病,现在叫1型糖尿病,治疗办法就是饿着,学名叫严格的饮食控制,一般1年半年的,孩子就瘦成皮包骨头了,只有等死一条路了。1922年,在多伦多大学医院里一位叫汤姆森的孩子在等待死亡,班大夫决定死马当活马医,用他们自制的狗胰岛素试试,其效果只有用 “神奇”来形容,本来快死的孩子,打胰岛素时间不长就可以满院子乱跑了。作为首批注射这种胰岛素的病人,一个当时得糖尿病的孩子一直活到了1993年,这是另一个神奇。

以后又在几个成年糖尿病人身上治疗,也获得良好效果。这时,胰岛素对糖尿病的疗效,已经是确凿无疑了。

发现胰岛素的好消息,很快传播到全世界。班廷,这个不知名的29岁的年轻医生,成了创造奇迹的中心人物。报社记者纷纷前来访问,许多学术团体请他作报告、写文章,使他应接不暇。他本是一个呐呐不善言词的人,极不喜欢出风头和参加无味的应酬,经常躲闪和辞谢。特别是全世界各地的糖尿病人纷纷来信要药或要求前来治疗,更使他们穷于应付。

可问题出现了,一开始,善良的多伦多人民能容忍街上的野狗逐渐减少,最后完全消失了,可当他们发现连自己养的狗都一条一条的神秘失踪后,人们就不干了,经过多次上访,意见反映到了英国国王哪儿。国王下令, 糖尿病要治,狗也要养,英国开始帮助班大夫他们提取胰岛素。会做生意的美国人听说了,当时的礼来公司试着从来源更充分的猪胰腺里提取胰岛素,这一项业务就缔造了现在的世界级的大药厂。当时还有一位丹麦人,在回丹麦的船上听说了这件事,回丹麦后组建了一家生产胰岛素的公司,就是现在著名的诺和诺德公司。

国王给班大夫的名字前面加了个格兰特,以示恩宠。以后美国糖尿病协会成立,以班大夫的名字命名了一项糖尿病界的诺贝尔奖,班廷奖。他的母校多伦多大学医学院创立了以班廷和白斯特命名的医学研究所,聘请班廷担任所长和研究教授。短短的时间内,班廷接受了许多荣誉。

1923年,诺贝尔奖委员会授予班廷和麦克劳德生理学或医学奖。班廷对于没有给予和他同甘共苦的白斯特以应得的荣誉,感到不快,他立即宣布把自己份内的奖金分一半与白斯特;麦克劳德也随着宣布把他的奖金也分一半与他的助手考立普,表彰他在纯化和鉴定胰岛素中的功绩。白斯特后来也成了一位著名的生理学家,并接替麦克劳德担任多伦多大学医学院的生理学教授和继班廷担任班廷和白斯特医学研究所所长。

在第二次世界大战开始后,班廷积极参加军事医学问题的研究而东奔西走。1941年2月,在飞往英国途中,飞机在纽芬兰失事,班廷不幸遇难,终年49岁。

一项科学发明发现,其价值是无法用金钱来衡量的,因为这发明发现,拯救了无数人的生命,这也是科学家最珍贵的价值。班廷,白斯特 ,麦克劳德,考立普,就是这样的科学家。

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