Сайт: Электронная библиотека НиТ
Субсидия Андерсона, выделяемая иностранным ученым, позволили М. провести следующий год в Институте физиологии Лейпцигского университета в Германии. Затем он работал ассистентом профессора физиологии в Медицинской школе при Лондонской больнице, где спустя два года был назначен преподавателем биохимии. В это же время он получил исследовательскую стипендию Макиннона Лондонского королевского общества. В 1903 г. М. вместе с другими авторами опубликовал учебник «Практическая физиология» ("Practical Physiology"), после чего переехал в Соединенные Штаты, где, несмотря на 27-летний возраст, получил должность профессора физиологии в Университете Вестерн-Резерв (ныне Кеиз-Вестерн-Резерв) в Кливленде (штат Огайо). Двумя годами позже он сотрудничает с сэром Леонардом Хиллом в написании книги «Новейшие достижения в области физиологии» ("Recent Advance in Physiology"); начинает также заниматься изучением метаболизма углеводов и болезни, известной ныне под названием «сахарный диабет».
Первое клиническое описание диабета датируется I в. н. э., когда римские врачи Цельс и Арет описали болезнь с такими симптомами, как обильное мочеотделение, чрезмерная жажда и потеря веса. В XVII в. английский врач Томас Уиллис заметил, что у пациентов с такими симптомами моча имеет сладковатый вкус. Позже, в XIX в., было установлено, что в тонкой кишке происходит превращение крахмала в глюкозу и ее всасывание; глюкоза затем поступает из кровеносного русла в печень, где и откладывается в форме гликогена (крахмалоподобного вещества, состоящего из остатков молекул глюкозы, соединенных в цепи). В 1889 г. немецкие физиологи Йозеф фон Меринг и Оскар Минковски удаляли хирургическим путем поджелудочную железу у собак и наблюдали в дальнейшем у этих животных резкий подъем концентрации глюкозы в крови и моче, а также наличие симптомов, сходных с клиническими проявлениями сахарного диабета.
Поджелудочная железа состоит из двух основных типов секреторных клеток. Ацинозные клетки синтезируют и секретируют в панкреатические протоки пищеварительные ферменты; затем ферменты поступают в тонкую кишку, где участвуют в процессе переваривания пищи. Островковые клетки (обнаружены в островках Лангерганса – структурах неправильной формы, расположенных в поджелудочной железе) синтезируют инсулин и выделяют его непосредственно в кровь. Инсулин способствует поглощению глюкозы клетками, где она используется в качестве источника энергии. Если клетки не могут получить глюкозу, они начинают утилизировать жиры (в виде жирных кислот). В результате биохимического расщепления жиров в условиях дефицита инсулина в крови и тканях резко возрастает содержание кетоновых тел и происходит сдвиг кислотно-щелочного равновесия организма в сторону ацидоза, т.е. развивается диабетический кетоацидоз. До использования инсулина в клинических целях это состояние обычно приводило к летальному исходу.
В Университете Вестерн-Резерв М. разработал экспериментальную модель глюкозурии (т.е. содержания глюкозы в моче, тогда как обычно она в ней отсутствует) и провел исследования по определению роли центральной нервной системы в развитии сахарного диабета. Он написал также многочисленные статьи по метаболизму углеводов и серию из 12 статей по глюкозурии. В 1916 г. британский физиолог Эдвард А. Шарпи-Шефер предложил назвать гипотетическое вещество поджелудочной железы, обладающее эффектом снижения сахара в крови, инсулайном (М. впоследствии заменил этот термин на «инсулин»). Хотя М. ясно видел связь между поджелудочной железой и сахарным диабетом, он не мог достоверно определить, какова роль именно этого органа в развитии заболевания.
В 1918 г. М. был назначен профессором физиологии Торонтского университета в Канаде. На следующий год к нему обратился за помощью молодой канадский хирург Фредерик Г. Бантинг, который просил предоставить необходимое оборудование для реализации исследовательского проекта по сахарному диабету. Бантинга особенно интересовало выделение инсулина из островковых клеток поджелудочной железы. В октябре предыдущего года Бантинг прочитал статью Мозеса Баррона, в которой описывались блокада панкреатического протока желчными камнями и развивающаяся вследствие этого атрофия ацинозных клеток. Бантинг надеялся, что, «перевязав протоки и выждав некоторое время, необходимое для разрушения ацинозных клеток, сумеет найти способ получения экстракта островковых клеток, не подверженного разрушающему воздействию трипсина и других панкреатических ферментов». По предложению Ф.Р. Миллера, одного из профессоров университета Западного Онтарио, Бантинг рассказал о своей идее М., который по своему положению мог предоставить в Торонтском университете нужное для проведения исследований оборудование.
По словам Бантинга, М. вначале поднял на смех предложенный ему проект; лишь после нескольких повторных визитов в его кабинет Бантинг получил наконец необходимую поддержку, которая выразилась в предоставлении лабораторного помещения и оборудования, в выделении десяти подопытных собак, а также в обеспечении помощи студента-медика Чарлза Беста, умеющего хорошо определять содержание сахара в крови и моче. В мае 1921 г. Бантинг, ассистируемый Бестом, приступил в Торонтском университете к серии экспериментов, в то время как М. отправился отдыхать в Шотландию. К его возвращению в августе Бантингу и Бесту удалось экстрагировать инсулин из островковой ткани поджелудочной железы собак. Экспериментаторы удалили также поджелудочную железу у одной собаки, а затем ввели экстракт островковой ткани умиравшему от кетоацидоза животному. Собака выздоровела: уровень глюкозы в крови снизился до нормальных пределов, а в моче глюкоза вообще исчезла.
Несколько позднее в этом же году Бантинг и Бест сообщили о результатах своих исследований на заседании клуба «Физиологического журнала» ("Physiological Journal") Торонтского университета, а через месяц вновь выступили перед членами Американского физиологического общества в Нью-Хейвене (штат Коннектикут). На этот раз на докладе присутствовал и М., который в дальнейшем использовал все возможности своей кафедры, чтобы добиться получения и очистки больших количеств инсулина. Когда для этого понадобилась помощь биохимика Дж.Б. Коллипа, тот был подключен к работе. В январе 1922 г. в детской больнице г. Торонто было впервые проведено успешное лечение инсулином 14-летнего мальчика, в течение двух лет страдавшего тяжелой формой сахарного диабета. Инсулин получили из поджелудочных желез забитого на бойне крупного рогатого скота.
В конце 1922 г. лабораториями Конно Торонтского университета и американской фармацевтической фирмой «Эли Лили энд компани» было налажено коммерческое производство инсулина. Патентные права на производство инсулина были переданы канадскому Совету по медицинским исследованиям. Ни один из членов рабочей группы не извлек из этого никакой выгоды.
М. и Бантинг разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1923 г. «за открытие инсулина». Узнав, что Бест не вошел в число лауреатов, Бантинг грозился отказаться от награды, но, вняв советам, не стал этого делать. Он, однако, отдал половину полученных денег Бесту, во всеуслышание заявив о вкладе последнего в открытие инсулина. Впоследствии М. также выделил некоторую сумму денег Коллипу. (Члены Нобелевского комитета позже пришли к конфиденциальному мнению, что Беста следовало включить в число награжденных.)
Через два года после получения Нобелевской премии М. опубликовал книгу «Инсулин и его применение при диабете» ("Insulin anb It's Uses in Diabetes") и на один год стал президентом Королевского канадского института. В 1926 г. вышел из печати его труд «Метаболизм углеводов и инсулин» ("Carbohydrate Metabolism and Insulin"), а двумя годами позже – цикл лекций, прочитанный им в Принстонском университете и озаглавленный «Топливо жизни» ("Fuel for Life"). В это же время М. получил должность профессора – руководителя физиологических исследований в Абердинском университете, где впоследствии стал деканом медицинского факультета. Он пользовался уважением за свои организаторские способности, высокий уровень исследований, за умение так излагать в лекциях идеи и факты, чтобы стимулировать любознательность студентов.
В 1903 г. М. женился на Мэри Уотсон Макуолтер; детей у них не было.
М. умер 16 марта 1935 г. от тяжелого артрита, сделавшего его инвалидом.
М. был членом Американского физиологического общества и Королевского канадского института, иностранным членом Филадельфийского колледжа врачей, почетным академиком Королевской академии медицины в Риме, членом Канадского королевского общества, Лондонского королевского общества и Королевского колледжа врачей.
