Science & Nature 3, Frederick Banting and the Discovery of Insulin 과학 & 자연 3, 프레더릭 밴팅과 인슐린의 발견
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Diabetes is an illness that has been known for thousands of years, and for most of history, people diagnosed with diabetes have suffered short and painful lives. After its symptoms appeared, the patient would invariably die, usually within a year. It causes blindness, nerve damage, and gangrene, which can lead to the loss of limbs. Early physicians knew that sugar was somehow involved because patients with diabetes produced urine with a strange, sweet smell. For thousands of years, the suffering of diabetics went unchecked, until a small-town doctor in Canada thought of a new approach to studying the disease.
Dr. Frederick Banting was born on a farm near Alliston, Ontario. In 1920, he had a small medical practice in London, Ontario, but was teaching classes to earn some supplementary income.
당뇨병은 수천 년 동안 알려졌던 병이며, 그 역사 대부분에 걸쳐 당뇨병을 앓는 사람들은 짧고 고통스러운 삶에 시달려야 했다. 증상이 나타난 후에는 환자는 보통 1년 안에 예외없이 사망하곤 했다. 당뇨병은 눈을 멀게 하고, 신경을 손상시키고, 사지를 잃을 수도 있는 괴저를 일으킨다. 일찍이 의사들은 어쨌든 당분과 관련되어 있다는 것은 알고 있었다. 왜냐하면 당뇨병에 걸린 환자들은 이상하게 달콤한 냄새가 나는 오줌을 누었기 때문이다. 캐나다의 한 시골 마을 의사가 이 병을 연구하는 새로운 접근 방법을 생각해낼 때까지 당뇨 환자들의 고통은 수 천 년 동안 그대로 계속되었다.
닥터 프레더릭 밴팅은 온타리오 주 앨리스튼 근처의 한 농장에서 태어났고, 1920년 온타리오 주 런던에서 소규모로 개업을 하고 있었으며, 그는 부수입을 얻기 위해 학생들을 가르쳤다.
Doctors of his time knew that the pancreas was linked to diabetes. Experiments had shown that dogs whose pancreases had been surgically removed died from diabetes. They knew that something essential must be present in the pancreas, but finding it was frustrating. A healthy pancreas, it was believed, released a substance to deal with the sugar our bodies absorb when we eat.
One evening, when preparing a lecture for his class, it occurred to Banting that the pancreas of a diabetic might destroy this substance before it can be used by the body. At two o’clock in the morning, he jotted down a quick note. It read, "Ligate pancreatic ducts of dogs." Banting’s idea was to close off the small passages in a dog’s pancreas that release its products into the rest of its body. His idea led to the discovery of insulin.
그 시대 의사들은 췌장이 당뇨와 관련이 있다는 것을 알고 있었다. 실험을 통해 췌장을 수술로 떼어낸 개들은 당뇨병으로 죽는다는 것을 알았다. 그들은 뭔가 필수적인 것이 췌장에 있다는 것을 알았으나 그것을 찾는 일은 실망스러웠다. 건강한 췌장은 음식을 먹을 때 우리 몸이 흡수하는 당을 처리하는 물질을 만들어낸다고 여겨졌다.
어느날 저녁 그는 강의 준비를 하다가, 당뇨병 환자는 우리 신체가 이 물질을 사용하기 전에 이것을 파괴하는 췌장을 가지고 있다고 생각하게 되었다. 밴팅은 오전 2시에 재빨리 메모를 했다. 메모는 이런 내용이었다. "개의 췌장 도관 묶기." 밴팅의 아이디어는 몸의 나머지 부분으로 생성물을 내보내는 개의 췌장의 좁은 통로를 차단하는 것이었다. 그의 아이디어는 인슐린의 발견으로 이어졌다.
Banting took his theory to the University of Toronto’s physiology department. John R. Macleod, the head of the department, was skeptical of Banting’s ideas, but nevertheless gave Banting laboratory space, ten laboratory dogs, and an assistant, a medical student named Charles Best. Banting tested his idea by performing surgery on some of the dogs to tie off the ducts in the pancreas. That way, any insulin they produced would remain inside the organ. After several weeks, Banting removed the pancreases and ground them in a solution of salt water. When this solution was injected into a diabetic dog, its symptoms improved almost instantaneously.
Our bodies get energy by converting the carbohydrates in sweet or starchy foods into a particular sugar called glucose. But despite hours between meals and the occasional dessert loaded with sugar, the level of glucose in our blood stays relatively constant.
밴팅은 자신의 이론을 토론토 대학의 생리학과로 가져갔다. 그 학과의 학과장인 존 R. 매클라우드는 밴팅의 생각에 회의적이었지만 밴팅에게 실험 공간과 열 마리의 실험용 개, 찰스 베스트라는 의대생을 조수로 대주었다. 밴팅은 개 몇 마리를 수술하여 췌장 안의 도관을 묶어 버리는 것으로 자신의 아이디어를 실험했다. 이렇게 하면 개들이 만들어내는 인슐린은 모두 췌장 안에 남아있게 되는 것이다. 몇 주 후 밴팅은 췌장을 제거하고 이것들을 소금 용액에 넣어 갈았다. 이 용액을 당뇨에 걸린 개에게 주사하자, 개의 증상은 거의 즉석에서 호전되었다.
우리의 몸은 달거나 전분이 함유된 음식에 있는 탄수화물을 특수한 당분인 포도당으로 전환하여 에너지를 얻는다. 그러나 식사 시간 사이가 몇 시간이나 되고, 가끔 설탕이 잔뜩 들어간 디저트를 먹어도 우리 혈액의 포도당은 비교적 일정한 수치로 유지된다.
It is insulin, a hormone produced in the pancreas, that regulates the amount of glucose in the blood. But diabetics either don’t produce insulin or their bodies do not react to the insulin in their blood correctly. In a healthy person, insulin removes the excess blood sugar by storing it in the kidneys, as well as in muscle and fat cells, from where it can be released as needed. When a diabetic consumes food, the amount of sugar in the blood rises to toxic levels, damaging the body’s tissues. The insulin Banting injected into the diabetic dog was all it needed to improve its health. The result was confirmed in other dogs.
바로 췌장에서 분비하는 호르몬인 인슐린이 피 속의 당의 양을 조절하는 것이다. 그런데 당뇨병 환자들은 인슐린을 분비하지 못하거나 몸이 혈액 속의 인슐린에 적절하게 반응하지 못하는 것이다. 건강한 사람의 경우 인슐린은 여분의 혈당을 신장 뿐 아니라 근육과 지방 세포로 옮겨 저장하여 필요할 때 거기서 분비한다. 당뇨병 환자가 음식을 섭취하면 피 속의 당의 양이 독성 수준까지 올라가서 신체 조직을 손상시킨다. 밴팅이 당뇨병이 있는 개에게 주사한 인슐린은 개의 건강이 호전되는 데 필요한 유일한 것이었다. 이 결과는 다른 개에서도 확인되었다.
After this success, Macleod decided he would turn his attention to the project as well, and he brought in an expert in biochemistry to help, James Collip. Now that a team of four was assembled, new discoveries came quickly. They found that it wasn’t necessary to ligate a dog’s pancreatic ducts in order to collect insulin. With the proper technique, insulin could be extracted from a healthy pancreas. With the help of Collip, the team was able to purify the insulin they extracted.
In 1922, their insulin extract was tried for the first time on a human patient, a 14-year-old boy named Leonard Thompson. Leonard was desperately sick with diabetes, but the treatment had a remarkable effect. His symptoms improved, but it was too early to celebrate. Leonard Thompson suffered a severe allergic reaction to the insulin extract.
이러한 성공 후에 매클라우드는 자신도 이 프로젝트에 주의를 기울이기로 결정하고, 생화학 전문가인 제임스 콜립을 초빙했다. 4명이 팀으로 모이자 새로운 발견들이 빠르게 이루어졌다. 그들은 인슐린을 모으기 위해 개의 췌장 도관을 묶을 필요가 없다는 것을 발견했다. 적절한 기술이 있으면 인슐린은 건강한 췌장에서 추출해낼 수 있었다. 콜립의 도움으로 이 팀은 추출해낸 인슐린에서 불순물을 제거할 수 있었다.
1922년 그들의 인슐린 추출물이 최초로 인간 환자에게 사용되었는데, 그는 레너드 톰슨이라는 이름의 14살 소년이었다. 레너드는 당뇨병에 걸려 상태가 심각했지만, 이 치료는 놀라운 효과가 있었다. 레너드의 증상은 호전되었지만 축하를 하기에는 너무 일렀다. 레너드 톰슨은 인슐린 추출물에 심한 알레르기 반응을 보였다.
Although Banting and his colleagues had treated the boy’s diabetes, they had also exposed him to unwanted chemicals. While Banting and Best searched for a better source of insulin, Macleod and Collip worked on its purification.
Banting and Best had demonstrated that diabetes could be successfully treated. Turning a laboratory experiment into a treatment for an illness found all over the globe, however, was another matter entirely. One problem was collecting enough insulin. Cows and pigs were being slaughtered by the thousands in Toronto’s abattoirs. Banting thought they might be a good and abundant source of the material. Experiments on cows and pigs were successful, meaning that both animals could be sources of insulin for diabetics. Banting and Best worked very hard to improve their formula, but they were both aware that while they were studying the problem, diabetics around the world were dying. Both realized that only a large pharmaceutical company had the resources needed to produce insulin extract in massive quantities and quickly purify it.
밴팅과 그의 동료들이 이 소년의 당뇨병은 치료했지만, 그를 원치 않는 화학물질에 노출시켰던 것이다. 밴팅과 베스트가 좀 더 나은 인슐린의 출처를 찾는 동안, 매클라우드와 콜립은 정화에 대해 연구했다.
밴팅과 베스트는 당뇨병 환자들이 성공적으로 치료될 수 있다는 것을 증명했다. 그러나 실험실에서의 실험을 전세계적으로 발견되는 이 질병의 치료법으로 바꾸는 것은 완전히 다른 문제였다. 한 가지 문제는 충분한 인슐린을 모으는 일이었다. 소와 돼지가 토론토의 도살장에서 수천 마리씩 도살되고 있었다. 밴팅은 이 도살장이 인슐린의 풍부하고 좋은 공급처가 될 수 있을지도 모른다고 생각했다. 소와 돼지에 대한 실험은 성공적이었고, 이것은 이 동물들 모두가 당뇨병 환자를 위한 인슐린 공급원이 될 수 있다는 것을 의미했다. 밴팅과 베스트는 인슐린 제조 공식을 개선하기 위해 열심히 노력했다. 그러나 그들은 자신들이 이 문제를 연구하는 동안 전 세계의 당뇨병 환자들이 죽어가고 있다는 것을 알았다. 밴팅과 베스트는 대규모 제약회사만이 인슐린 추출액을 재빨리 정화시켜 대량으로 생산할 수 있는 자원을 가지고 있다는 것을 깨닫게 되었다.
Banting wanted insulin to be affordable and available to everyone who needed it, so he sold the commercial rights to insulin to the University of Toronto for a single dollar. The university then negotiated a deal with Eli Lilly and Company, an American pharmaceutical company, to mass-produce insulin in North America. Within one year of its discovery, insulin went from a laboratory experiment to a medicine. Insulin is not a cure for diabetes. It is, however, an effective treatment. With regular injections and a carefully managed diet, diabetics now look forward to longer, healthier lives.
All four men played significant parts in creating a treatment for diabetes, but when the discovery of insulin was first reported, newspapers credited Macleod alone. Although Macleod corrected them and explained Banting’s role, the event led to discord between the two men.
밴팅은 인슐린이 저렴해져서 필요로 하는 모든 이들이 구할 수 있기를 바랐다. 그래서 그는 인슐린에 대한 상업적인 권리를 토론토 대학에 1달러에 팔았다. 그러자 대학은 미국 제약회사인 일라이릴리사와 협상을 해서 북미에서 인슐린을 대량 생산하기로 했다. 발견된 지 1년 이내에 인슐린은 실험실 실험에서 약으로 변모할 수 있었다. 인슐린이 당뇨병을 낫게 하는 것은 아니다. 하지만 이것은 효과적인 치료이다. 규칙적인 주사와 엄격한 식이요법으로 당뇨병 환자들은 이제 보다 오래 건강하게 사는 것을 기대할 수 있다.
네 사람이 모두 당뇨병 치료제 개발에 중요한 역할을 했지만 인슐린 발견이 처음 보도되었을 때 신문들은 매클라우드의 공적만 인정했다. 매클라우드는 이것을 수정하여 밴팅의 역할을 설명했으나, 이 일은 두 사람 사이의 불화로 이어졌다.
When the Nobel Prize in Physiology or Medicine was announced in 1923, Macleod and Banting were honored. Banting shared his prize money with Best, whom he considered his real partner, and Macleod shared his with Collip. Later, in 1934, Dr. Banting was knighted and became Sir Frederick Banting.
For many years, the insulin extract used to treat diabetics came from animals. Some people, however, are allergic to the insulin that animals produce because it is slightly different from that produced by humans. With the advent of genetic engineering, it has become possible to change the DNA of small bacteria so that they produce insulin identical to that of humans. Today, it is estimated that over 175 million people worldwide have diabetes. Thanks to the work of a small-town doctor in Ontario, Canada, diabetes is no longer a death sentence. Now, people diagnosed with this disease can live long and healthy lives.
1923년 생리의학 부문 노벨상이 발표되었을 때, 매클라우드와 밴팅이 그 영예를 차지했다. 밴팅은 상금을 자신의 진정한 파트너라고 생각했던 베스트와 나누었고, 매클라우드는 콜립과 나누었다. 그후 1934년 닥터 밴팅은 작위를 받아 프레더릭 밴팅 경이 되었다.
여러 해 동안 당뇨병 치료에 쓰인 인슐린 추출액은 동물에서 나왔다. 동물들이 만들어내는 인슐린은 인간이 분비하는 인슐린과 약간 다르기 때문에 어떤 사람들은 이 인슐린에 알레르기 반응을 보인다. 유전공학의 도래로 이제는 작은 박테리아의 DNA를 바꾸어서 동물들이 순수한 인간 인슐린을 분비하도록 하는 것이 가능해졌다. 오늘날 전세계 1억7천5백만 명 이상이 당뇨병을 앓고 있는 것으로 추정된다. 캐나다 온타리오 주 한 작은 시골 마을 의사의 연구 덕택에 당뇨병은 더 이상 사형선고가 아니다. 이제 이 질병을 앓는 사람들은 길고 건강한 삶을 살 수 있다.