Джон Джеймс Рикард Маклеод - биография и открытие инсулина

Джон Джеймс Рикард Маклеод (John James Rickard Macleod, 1876–1935) - шотландский физиолог и биохимик, один из учёных, сыгравших ключевую роль в открытии и разработке инсулина. В 1923 году он вместе с Фредериком Бантингом получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине за работы, связанные с открытием инсулина.

Сегодня имя Маклеода известно гораздо меньше, чем имена Бантинга и Чарльза Беста, однако его роль в этой истории была значительно шире, чем иногда представляют. Именно Маклеод был опытным исследователем углеводного обмена, руководил лабораторией физиологии Торонтского университета и помог превратить смелую гипотезу Бантинга в систематическую научную программу. Он участвовал в разработке методики экспериментов, контролировал исследования, помогал интерпретировать результаты и организовывал дальнейшую работу над получением инсулина.

Его научная карьера не ограничивалась инсулином. Маклеод занимался физиологией дыхания, обменом углеводов и другими проблемами биохимии организма, написал несколько фундаментальных трудов и долгие годы преподавал в университетах США, Канады и Великобритании.

Детство и образование

Джон Джеймс Рикард Маклеод родился 6 сентября 1876 года в небольшом шотландском поселении Клуни (Clunie) в графстве Пертшир. Он был старшим ребёнком в семье священника Роберта Маклеода и Джейн Гатри Макуолтер.

Когда Джону было около трёх лет, семья переехала в город Кит, а позднее окончательно обосновалась в Абердине. Именно с этим городом впоследствии будет связана значительная часть его жизни.

Маклеод хорошо учился в Абердинской гимназии, а затем поступил в Маришаль-колледж Абердинского университета, где выбрал медицину.

Уже в университете он проявил себя как исключительно способный студент. В 1898 году Маклеод окончил медицинский факультет с отличием, получив степень M.B., Ch.B. и несколько академических наград.

Однако клиническая медицина не стала его главным призванием. Молодого врача гораздо сильнее интересовало то, что происходило внутри организма на уровне физиологии и химических процессов.

Лейпциг и первые научные исследования

После окончания университета Маклеод получил стипендию, позволившую ему продолжить обучение в Германии. В 1899 году он отправился в Лейпциг, где занимался физиологической химией в местном физиологическом институте.

Именно здесь появилась его первая научная публикация.

Германия в то время была одним из мировых центров физиологии и биохимии, поэтому обучение в Лейпциге дало молодому учёному возможность познакомиться с передовыми методами экспериментальной науки.

В 1900 году Маклеод вернулся в Великобританию и получил должность демонстратора физиологии в Лондонском госпитале. Там он начал работать под руководством физиолога Леонарда Хилла.

Одним из первых направлений его исследований стало влияние повышенного давления и кислорода на организм. Маклеод вместе с Хиллом изучал так называемую кессонную болезнь - опасное состояние, которое может возникнуть у водолазов и людей, работающих в условиях высокого давления.

Результатом стали несколько научных публикаций, посвящённых поведению газов в крови, дыханию и физиологическим последствиям работы под давлением.

В 1902 году Маклеод получил также диплом по общественному здравоохранению Кембриджского университета.

Переезд в США

В 1903 году Маклеод получил предложение возглавить кафедру физиологии в Western Reserve University в Кливленде, штат Огайо.

Ему было всего 27 лет.

Он переехал в США вместе с женой Мэри Уотсон Макуолтер, на которой женился в том же году. Детей у супругов не было.

В Кливленде Маклеод быстро приобрёл репутацию талантливого исследователя и преподавателя. Он не ограничивался одной темой и занимался различными вопросами физиологии.

Постепенно его всё больше интересовал обмен веществ, особенно то, каким образом организм получает и использует энергию из питательных веществ.

Главным направлением его исследований становится углеводный обмен.

Эта тема впоследствии окажется непосредственно связана с диабетом и инсулином.

Исследования углеводного обмена

В начале XX века учёные уже понимали, что сахар играет важнейшую роль в энергетическом обмене организма, однако механизмы регулирования уровня глюкозы в крови оставались далеко не полностью изученными.

Диабет был особенно тяжёлым заболеванием. До появления инсулина тяжёлые формы болезни часто приводили к постепенному истощению организма и смерти. Врачи могли ограничивать питание пациента, но эффективного средства, способного восстановить нормальное использование глюкозы организмом, не существовало.

Маклеод много лет занимался именно физиологией углеводного обмена.

В 1913 году он опубликовал работу «Диабет: физиологическая патология» (Diabetes: Its Physiological Pathology), а позднее написал несколько других крупных трудов, посвящённых обмену веществ и физиологии.

К моменту переезда в Канаду он уже был признанным специалистом в своей области. В University of Toronto он приехал не начинающим исследователем, а опытным профессором с большим количеством научных публикаций и международной репутацией.

Торонтский университет

В 1918 году Маклеод получил должность профессора физиологии в Торонтском университете.

К этому моменту ему было 42 года. За плечами были почти два десятилетия научной работы, многочисленные публикации и большой опыт преподавания.

Именно здесь произошёл главный поворот в его карьере.

В 1920 году в кабинет Маклеода пришёл молодой канадский врач Фредерик Бантинг.

Бантинг интересовался диабетом и поджелудочной железой. Он предполагал, что в поджелудочной железе существует вещество, регулирующее содержание сахара в крови, и хотел попробовать выделить его.

Идея была интересной, но практических методов для её реализации у Бантинга практически не было.

Маклеод отнёсся к предложению серьёзно, хотя и не без осторожности. Он предоставил Бантингу лабораторию, оборудование и возможность проводить эксперименты.

Для работы с ним был назначен студент-медик Чарльз Бест.

Так сформировалась команда, которая впоследствии войдёт в историю медицины.

Поиск вещества, которое позже назвали инсулином

В 1921 году Бантинг и Бест начали эксперименты с поджелудочной железой животных.

Их цель заключалась в том, чтобы получить вещество, которое могло бы снижать уровень сахара в крови.

Исследования оказались чрезвычайно сложными. Получаемый экстракт был нестабильным, содержал большое количество примесей и мог вызывать серьёзные побочные эффекты.

Маклеод помогал исследователям организовать экспериментальную работу и контролировал её научную сторону. Во время летних месяцев, когда Бантинг и Бест проводили эксперименты, он находился в Шотландии, но после возвращения активно включился в анализ результатов и дальнейшее развитие проекта.

Постепенно стало очевидно, что исследователи действительно получили вещество, способное резко снижать содержание сахара в крови у животных.

Это было огромным научным достижением.

Но впереди оставалась гораздо более сложная задача - превратить экспериментальный экстракт в безопасный препарат, который можно было бы вводить человеку.

Роль Джеймса Коллипа

На этом этапе к работе подключился биохимик Джеймс Коллип.

Перед исследователями стояла сложная задача: очистить получаемый экстракт настолько, чтобы его можно было использовать для лечения людей.

Именно Коллип добился значительного прогресса в очистке препарата.

В январе 1922 года в Торонтской больнице была проведена первая успешная инъекция инсулина пациенту с тяжёлым диабетом. Первоначальный препарат оказался недостаточно чистым, однако после дальнейшего улучшения метода лечения результаты стали впечатляющими.

Инсулин начал возвращать пациентам силы и позволял снижать смертельно высокий уровень сахара в крови.

То, что ещё недавно было экспериментальной идеей, постепенно превращалось в реальное медицинское лечение.

Почему открытие инсулина стало революцией

До появления инсулина тяжёлый диабет практически не оставлял пациенту возможности на нормальную жизнь.

Врачи могли назначать крайне строгие диеты, иногда настолько ограниченные, что пациенты буквально голодали. Это могло несколько продлить жизнь, но не устраняло причину заболевания.

Инсулин изменил ситуацию.

Пациенты, которые ещё недавно считались обречёнными, получили возможность жить значительно дольше и вести обычную жизнь при постоянном лечении.

Открытие стало одним из важнейших достижений медицины XX века.

В 1923 году Нобелевская ассамблея присудила премию по физиологии или медицине Фредерику Бантингу и Джону Маклеоду за открытие инсулина.

Для Маклеода это стало высшим признанием его научной карьеры. В том же году он был избран членом Лондонского королевского общества. Ранее он также получил премию Камерона Эдинбургского университета.

Споры вокруг Нобелевской премии

История открытия инсулина не обошлась без конфликтов.

После объявления Нобелевской премии Бантинг был недоволен тем, что награду разделили именно с Маклеодом. Он считал, что основная заслуга принадлежит ему и Чарльзу Бесту.

Позднее между участниками исследований возникли серьёзные разногласия относительно того, кто именно сделал наиболее важный вклад.

Бантинг публично подчёркивал роль Беста, а Маклеод долгое время не стремился активно защищать собственную репутацию.

Историки науки позднее изучили сохранившиеся документы и показали, что история была значительно сложнее популярной версии о двух молодых исследователях, самостоятельно открывших инсулин.

Маклеод был руководителем лаборатории, предоставил необходимые условия для исследований, участвовал в разработке экспериментальной программы и научной интерпретации результатов. Его вклад в развитие проекта был существенным, хотя конкретный вклад каждого участника команды до сих пор остаётся предметом исторического обсуждения.

При этом сам Нобелевский комитет официально признал Маклеода одним из лауреатов за открытие инсулина.

Инсулин становится лекарством

После первых успешных экспериментов перед учёными встала ещё одна проблема: как сделать инсулин доступным для большого количества пациентов.

Маклеод активно участвовал не только в научной, но и в организационной стороне работы.

В 1922–1923 годах он был секретарём Инсулинового комитета Торонтского университета, занимавшегося вопросами патентования, лицензирования и дальнейшего производства препарата.

Он вёл переговоры и переписку с представителями фармацевтических компаний, в том числе с американской Eli Lilly & Company.

Важной особенностью проекта стало решение не превращать открытие в личный источник огромного состояния. Патент на инсулин был передан университету за символическую сумму, а права использовались прежде всего для организации производства и обеспечения контроля качества.

В 1926 году появились стандарты биологической активности инсулина, что было особенно важно для его массового медицинского применения.

Научные книги

Маклеод был не только экспериментатором, но и известным автором научных книг.

Одной из наиболее известных стала работа «Физиология и биохимия в современной медицине» (Physiology and Biochemistry in Modern Medicine), которая выдержала несколько изданий.

Он также написал книги «Диабет: физиологическая патология», «Углеводный обмен и инсулин» и «Топлива жизни».

Всего Маклеод опубликовал около двух сотен научных статей и более десяти книг и монографий.

Его интересы были значительно шире диабета. Он исследовал различные стороны обмена веществ и физиологии, а также продолжал заниматься преподаванием и научным руководством.

Возвращение в Шотландию

Несмотря на успехи в Канаде, Маклеод решил вернуться в Шотландию.

В 1928 году он оставил Торонтский университет и стал профессором физиологии в Маришаль-колледже Абердинского университета.

Возвращение в Абердин стало своеобразным завершением его профессионального пути.

Когда-то именно здесь он начинал изучать медицину, а теперь вернулся в родной университет уже всемирно известным учёным и Нобелевским лауреатом.

В Абердине он продолжил научную и преподавательскую деятельность. Он также участвовал в работе различных научных организаций, занимал руководящие должности и оставался активным исследователем.

Последние годы

Маклеод много работал даже после возвращения в Шотландию.

Помимо собственных исследований, он участвовал в деятельности научных обществ и редактировал несколько профессиональных журналов. В 1921–1923 годах он был президентом Американского физиологического общества, а позднее занимал руководящие должности в других научных организациях.

При этом его здоровье постепенно ухудшалось.

16 марта 1935 года Джон Джеймс Рикард Маклеод умер в возрасте 58 лет в Билдсайде, недалеко от Абердина.

Он прожил сравнительно недолгую жизнь, но успел оставить заметный след сразу в нескольких областях физиологии и биохимии.

Каким был Маклеод как учёный

Маклеод отличался от образа молодого учёного-одиночки, который самостоятельно совершает великое открытие.

Его сильной стороной была прежде всего организация научной работы.

Он был опытным физиологом, преподавателем и руководителем. Умел оценивать перспективность научных идей, планировать эксперименты, анализировать результаты и объединять специалистов с разными знаниями.

Именно поэтому история инсулина особенно показательна.

Бантинг обладал смелой идеей и огромной настойчивостью. Бест участвовал в экспериментах. Коллип сыграл важнейшую роль в очистке препарата. Маклеод обеспечивал научное руководство, лабораторную базу и координацию работы.

Открытие стало результатом не одного мгновенного озарения, а совместной работы нескольких людей.

Наследие

Сегодня инсулин является одним из важнейших лекарственных средств в истории медицины. Его появление в начале 1920-х годов радикально изменило перспективы людей с тяжёлым диабетом.

Имя Маклеода при этом долгое время оставалось в тени более известных участников истории.

Причиной стали не только естественная популярность Бантинга и Беста, но и конфликты вокруг распределения заслуг. В Канаде именно Бантинг и Бест долгое время воспринимались как главные герои открытия инсулина, тогда как роль Маклеода часто недооценивалась.

Современные исторические исследования показывают гораздо более сложную картину. Университет Торонто, где проходили решающие исследования, подчёркивает, что Маклеод к моменту знакомства с Бантингом уже был признанным специалистом по углеводному обмену и имел более 18 лет исследовательского опыта.

Само открытие также не было завершено в один момент. Между первой гипотезой Бантинга и появлением пригодного для лечения людей препарата лежала огромная работа по экспериментам, очистке вещества, проверке его действия и организации производства.

Поэтому история Маклеода важна не только как история одного Нобелевского лауреата.

Она показывает, как научное открытие на самом деле превращается в медицинскую революцию.

Маклеод и инсулин

Если свести его биографию к нескольким ключевым этапам, получится довольно необычная история.

Шотландский мальчик из семьи священника поступает в Абердинский университет и выбирает медицину. Затем отправляется в Германию изучать физиологическую химию, работает в Лондоне, переезжает в США и становится профессором.

Затем он оказывается в Канаде, где возглавляет кафедру физиологии Торонтского университета.

В его лабораторию приходит молодой врач Фредерик Бантинг с идеей найти неизвестное вещество поджелудочной железы.

Маклеод предоставляет ему лабораторию и помогает превратить идею в экспериментальную программу.

Вместе с Бантингом, Бестом и позднее Коллипом он участвует в работе, которая приводит к получению инсулина.

Через несколько лет этот препарат начинает спасать жизни людей, которые раньше практически не имели шансов при тяжёлой форме диабета.

В 1923 году Маклеод получает Нобелевскую премию.

А спустя ещё пять лет возвращается в Абердин, где продолжает работать профессором до самой смерти.

История Джона Джеймса Рикарда Маклеода показывает, что великие научные открытия редко принадлежат одному человеку. За результатом, который потом можно выразить одним словом - «инсулин», стоят годы исследований, десятки экспериментов, научные споры, ошибки и работа целой команды.

И хотя имя Маклеода оказалось менее известным широкой публике, его вклад в эту историю был признан современниками и Нобелевским комитетом.