इन्सुलिनची शताब्दी

डॉ. अविनाश भोंडवे
सोमवार, 29 नोव्हेंबर 2021

आरोग्य संपदा

मधुमेहासाठी वापरल्या जाणाऱ्या इन्सुलिन इंजेक्शनचा शोध लागून या वर्षी १०० वर्षे पूर्ण होताहेत. वैद्यकीय इतिहासाचे सुवर्णपान समजल्या जाणाऱ्या या विलक्षण संशोधनाने मधुमेहाच्या उपचारात क्रांती घडवून आणली. 

ता. ३१ ऑक्टोबर १९२०च्या दुपारी दोन वाजता, कॅनडामधील ओंटारिओ प्रांतातील लंडन शहरातील फ्रेडरिक बॅंटिंग या ऑर्थोपेडिक सर्जनला, मधुमेहाच्या उपचारासाठी स्वादुपिंडाचा अंतर्गत स्राव वेगळा करावा, अशी कल्पना सुचली. टोरंटोमधील तत्कालीन प्रख्यात शास्त्रज्ञ जॉन जे आर मॅक्लिओड यांच्यासह त्यांनी याबाबतच्या संशोधनाच्या योजनेचा घाट घातला. बॅंटिंग आणि त्यांचा विद्यार्थी चार्ल्स बेस्ट यांनी १९२१च्या ऑगस्ट महिन्याअखेर, कुत्र्याच्या स्वादुपिंडापासून एक प्रभावी अर्क तयार केला. १९२२च्या जानेवारीमध्ये जेम्स कॉलिप या बॅंटिंगच्या बायोकेमिस्ट सहकाऱ्याने मानवी वापरासाठी उपयुक्त असे विशुद्धप्राणिजन्य इन्सुलिन विकसित केले. 

जानेवारी १९२२मध्ये जन्मजात मधुमेह असलेल्या थॉम्पसन नावाच्या १३ वर्षांच्या मुलाला हा शुद्ध स्वादुपिंडाचा अर्क टोचून त्याची यशस्वी चाचणी बॅंटिंग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी केली. या पहिल्या यशस्वी चाचणीनंतर जगभरात प्राणिजन्य इन्सुलिन उत्पादन करण्याच्या तंत्रज्ञानाचा वेगवान विकास झाला. तत्पूर्वी अशा जन्मजात मधुमेही रुग्णांना आहार नियमनाशिवाय दुसरा कोणताही उपचार नव्हता. त्यांच्यात अपमृत्यूचे प्रमाण खूप जास्त होते. इन्सुलिनच्या शोधामुळे गेल्या शंभर वर्षांत अशा करोडो मानवांना जीवनदान मिळाले आहे, त्यांच्या आयुर्मानातही वेगाने वाढ होत गेली. 

बॅंटिंग, मॅक्लिओड, बेस्ट आणि कॉलिप यांना २५ ऑक्टोबर १९२३ रोजी इन्सुलिनच्या शोधाबद्दल वैद्यकशास्त्रातील फिजिओलॉजीमधील नोबेल पारितोषिक प्रदान करण्यात आले.     

मधुमेह कसा होतो?
आपल्या पोटातील स्वादुपिंड नावाच्या ग्रंथीमधून इन्सुलिन नावाचा एक हार्मोन स्रवतो. हा हार्मोन शरीरात गरजेपेक्षा जास्त असलेल्या साखरेचे रूपांतर ग्लायकोजेन नावाच्या पदार्थात करून यकृतामध्ये त्याचा साठा करण्याची तजवीज करतो. नंतरच्या काळात शरीराला साखरेची उणीव भासल्यास, यकृतातच असलेल्या ग्लुकॅगॉन हार्मोनद्वारे या ग्लायकोजेनचे रूपांतर पुन्हा ग्लुकोज साखरेत होते.

जनुकीय कारणांमुळे काही व्यक्तींमध्ये इन्सुलिन हार्मोन जन्मजात अस्तित्वात नसतो. शरीरातील साखर कमी करण्यासाठी कोणतेही साधन उपलब्ध नसल्याने, त्यांच्या रक्तातील साखर अमर्याद वाढत राहते. याला टाईप-१ मधुमेह म्हणतात. या व्यक्तींना मधुमेह नियंत्रणासाठी इंजेक्शन स्वरूपात कायमस्वरूपी इन्सुलिन टोचून घ्यावे लागते.     

    साखर आणि कर्बोदके आहारात सातत्याने जास्त प्रमाणात आल्यास, या साखरेचे प्रमाण कमी करणारा इन्सुलिन हार्मोन निर्माण करणाऱ्या स्वादुपिंडाच्या पेशी या सततच्या ओझ्याने थकून अशक्त होऊ लागतात. त्यांच्यापासून निर्माण होणारे इन्सुलिन कमी प्रमाणात तयार होते. परिणामी, रक्तात मर्यादेपेक्षा वाढलेली साखर आवश्यक प्रमाणात कमी न होता, वाढलेलीच राहते. याला टाईप-२ मधुमेह म्हणतात.

    काही व्यक्तींच्या आहारात गोड पदार्थ तसेच तेल, तूप अशा स्निग्ध पदार्थांचा समावेश खूप जास्त प्रमाणात असल्याने आवश्यकतेपेक्षा जास्त उष्मांक मिळत राहतात. हे उष्मांक जाळून कमी करण्यासाठी आवश्यक असलेली शरीराची हालचाल आणि एरोबिक व्यायाम त्यांच्या बैठ्या जीवनशैलीमुळे होत नाहीत. परिणामतः अनावश्यक वजनवाढ होऊन त्वचेखाली अतिरिक्त प्रमाणात चरबी जमा होते. या अतिरिक्त चरबीमुळे स्वादुपिंडामधून स्रवणाऱ्या इन्सुलिनचा परिणाम कमी होतो. याला इन्सुलिन अवरोध (इन्सुलिन रेझिस्टन्स) म्हणतात. त्यामुळे स्वादुपिंडातून अधिकाधिक प्रमाणात इन्सुलिन स्रवू लागते. यातून शेवटी स्वादुपिंडाच्या पेशी थकून जातात आणि इन्सुलिन स्रवणे कमी होत जाऊन टाईप-२ मधुमेह होतो.

टाईप-२चा मधुमेह गोळ्यांनी नियंत्रणात राहतो, पण वाढते वय, अतिरिक्त वजनवाढ, आहारावर ताबा नसणे यामुळे शरीरातील इन्सुलिन तयार होणे काही काळाने पूर्ण थांबते आणि टाईप-२च्या मधुमेहाचे टाईप-१मध्ये रूपांतर होते. या व्यक्तीच्या रक्तातील साखरेची पातळी कमी करण्यास गोळ्या असमर्थ ठरू लागतात आणि त्यांना इन्सुलिन घ्यावे लागते.  थोडक्यात, इन्सुलिन म्हणजे जन्मजात मधुमेही आणि टाईप-१ मधुमेह असलेल्या मधुमेही रुग्णांना एक वरदानच आहे. इन्सुलिनचा नियमित वापर करून सातत्याने मधुमेह नियंत्रणात ठेवला, तर या व्यक्ती इतर कोणाही माणसाइतकेच सर्वसामान्य जीवन जगू शकतात. आज जगामध्ये इन्सुलिन घ्यावे लागणाऱ्या मधुमेही रुग्णात जागतिक आणि राष्ट्रीय पातळीवर यशस्वीपणे कारकीर्द गाजवणारे अनेक जगप्रसिद्ध खेळाडू, अॅथलिट्स आणि मल्ल आहेत.    

इन्सुलिन उपचाराच्या इतिहासातील टप्पे

प्राणिजन्य 
सुरुवातीच्या काळात गाय आणि डुक्कर या प्राण्यांच्या शरीरातील स्वादुपिंडातून स्रवणारे इन्सुलिनचे मानवी वापराच्या दृष्टीने शुद्धीकरण करून वापरले जायचे. सुरुवातीपासूनच इन्सुलिन रेफ्रिजरेटरमध्ये ठेवावे लागायचे. नंतर १९३० ते ५० या काळात अनेक संशोधकांनी केलेल्या विविध प्रक्रियांमुळे इन्सुलिनचे दीर्घकालीन कार्य करणारे अनेक प्रकार निर्माण करण्यात आले. पण, हे इन्सुलिन पूर्णपणे शुध्द नसायचे, त्यामुळे इंजेक्शन घेतलेल्या जागांवर पुरळ येणे, वारंवार इंजेक्शन जिथे घेतले जाते त्या त्वचेखालील चरबी नष्ट होऊन तिथे खड्डा पडणे (लायपोडिस्ट्रॉफी), त्याचप्रमाणे शरीरात इन्सुलिन विरोधी प्रतिपिंडे (अँटी-इन्सुलिन अँटीबॉडीज) तयार होणे असे दुष्परिणाम दिसून येत होते. या कारणांनी इन्सुलिनचा परिणाम रुग्णावर कमी होतो असेही दिसून येत होते. १९७०च्या दशकात प्राणिजन्य इन्सुलिनमधील अशुद्धता क्रोमॅटोग्राफी तंत्रज्ञानाने दूर केल्याने अत्यंत शुद्ध स्वरूपातील (अल्ट्रा प्युअर) प्राणिजन्य इन्सुलिन तयार झाले. त्यांना मोनोपिक किंवा मोनोकम्पाउंड्स म्हटले जाऊ लागले.

मानवी इन्सुलिन  
गायीच्या स्वादुपिंडापासून तयार केल्या जाणाऱ्या मानवी इन्सुलिनची जैवरासायनिक रचना एफ. सेंगर या बायोकेमिस्टने १९५५मध्ये शोधली. सेंगरला त्यासाठी १९५८चा नोबेल पुरस्कार देण्यात आला. १९८०च्या दशकात प्राणिजन्य इन्सुलिनची जागा मानवाच्या शरीरात असलेल्या नैसर्गिक इन्सुलिनसारख्याच रचनेच्या मानवी इन्सुलिनने घेतली. मानवी इन्सुलिन हे मानवाच्या शरीरातील स्वादुपिंडापासून तयार केले जात नाही. हेमिसिंथेसिस नावाची रासायनिक प्रक्रिया वापरून डुकरांमधील इन्सुलिनचे रूपांतर मानवी इन्सुलिनसारखी हुबेहूब अंतर्गत रचना असलेल्या इन्सुलिनमध्ये केले जाते. त्यासाठी जिवाणू किंवा यीस्ट यांचा वापर असलेली जनुकीय अभियांत्रिकी (जेनेटिक इंजिनिअरिंग) प्रणाली वापरली गेली. 

या संशोधनाने केवळ प्राणिजन्य इन्सुलिन वापरणे बंद होऊ लागले. इन्सुलिन विरोधी प्रतिपिंडे तयार होणे थांबले आणि इन्सुलिनची निर्मिती अमर्याद प्रमाणात वाढली.

इन्सुलिन अॅनालॉग्स 
१९९०च्या दशकात बायोसिंथेसिस प्रणालीचा वापर करून प्रयोगशाळेत कृत्रिमरीत्या तयार केलेल्या (सिंथेटिक) इन्सुलिनमुळे मधुमेही रुग्णाची साखर कमी करण्याचा वेग आणि इन्सुलिन रक्तात टिकून राहण्याचा काळ वाढला. यांना ‘इन्सुलिन अॅनालॉग्स’ म्हटले जाऊ लागले. मानवी इन्सुलिनच्या तुलनेत ही अॅनालॉग्स रुग्णाला टोचल्यावर त्याचा परिणाम झाला आणि क्रियेचा कालावधी वेगवेगळ्या प्रकारे नियंत्रित करण्यात यश मिळाले. त्यामुळे शॉर्ट-अॅक्टिंग (२ ते ४ तास), लाँग-अॅक्टिंग (१२ तास), इंटरमीडिएट (६ तास), स्लो-अॅक्टिंग (२४ तास) इन्सुलिन अॅनालॉग्स उपलब्ध झाली. 

आजमितीला सर्व इन्सुलिन, जनुकीय अभियांत्रिकी प्रणालीद्वारे उत्पादित केली जाणारी मानवी इन्सुलिनसारखीच रचना असलेली रीकॉम्बिनंट प्रकारातली असतात.
सन १९९३मध्ये मधुमेह नियंत्रण आणि गुंतागुंत चाचणी (डीसीसीटी) या संशोधनाचे निष्कर्ष जाहीर झाले. त्यानुसार लाल रक्तपेशीवरील साखरेची तपासणी (एचबीए१सी) महत्त्वाची ठरू लागली. या संशोधनानुसार इन्सुलिनचा नियमित वापर करून टाईप-१ मधुमेही रुग्णाच्या रक्तातील साखरेची पातळी सातत्याने नियंत्रित ठेवल्यास, दृष्टीपटल निकामी होणे (रेटायनोपाथी), मूत्रपिंडे निकामी होणे (नेफ्रोपाथी), मज्जातंतूंची क्षमता कमी होणे (न्यूरोपाथी) असे गुंतागुंतीचे गंभीर परिणाम टाळता येतात हे सिद्ध झाले.

यातूनच टाईप-२ पद्धतीच्या मधुमेहाचे टाईप-१मध्ये रूपांतर होताना मधुमेहाच्या शिस्तबद्ध नियंत्रणासाठी इन्सुलिन लवकरात लवकर वापरणे अधोरेखित झाले. मधुमेही व्यक्तींना त्यांच्या दीर्घकालीन आजाराचे व्यवस्थापन करण्यासाठी उपचारात्मक शिक्षणाची संकल्पना आणि साधने वापरणे याबाबत प्रबोधन सुरू केले गेले.     

नावीन्यपूर्ण साधने

  • इन्सुलिन पंप ः १९६४मध्ये डॉ. आर्नोल्ड काडिश या अमेरिकन शास्त्रज्ञाने इन्सुलिन पंप शोधला. १९७३मध्ये डीन कामेन याने शरीरावर सतत लावून ठेवता येईल असा वेअरेबल इन्सुलिन पंप विकसित केला. १९८०पासून त्याचे व्यावसायिक उत्पादन सुरू झाले.  
  • मधुमेह नसलेल्या एखाद्या व्यक्तीच्या शरीरात रक्तातील साखर कमी करण्यासाठी त्याचे स्वादुपिंड जसे कार्य करते, अगदी तसेच कार्य इन्सुलिन पंप करतो. रक्तातील साखरेची पातळी वाढली की या पंपातून इन्सुलिन रक्तात जाते आणि साखर कमी होते. असंख्य बालमधुमेही रुग्णांना या इन्सुलिन पंपाचा फायदा होतो आहे. 
  • इन्सुलिन सिरींजेस ः १९२४मध्ये इन्सुलिन घेण्यासाठी वेगळ्या प्रकारच्या खुणा असलेली काचेची इन्सुलिन सिरींज शोधली गेली. १९२५मध्ये नोव्हो सिरींजचा वापर सुरू झाला. १९५४मध्ये हायपॅक ही वापरून टाकून देण्याजोगी काचेची डिस्पोझेबल सिरींज तयार केली गेली. टोचण्यासाठी सुरुवातीला काचेच्या वेगळ्या सुया वापरल्या जायच्या. १९९०च्या दशकापासून डिस्पोझेबल सिरींजेस आणि सुया वापरल्या जाऊ लागल्या. 
  • इन्सुलिन पेन ः याचा वापर प्रथम १९८५मध्ये सुरू झाला. लिहिताना आपण वापरतो तशा पेनसारख्या दिसणाऱ्या आणि महिन्याभराचे इन्सुलिन आधीच भरलेल्या सिरींज, रुग्णांना इन्सुलिन टोचण्यासाठी नोव्होपेन या नावाने वापरल्या जाऊ लागल्या. फिरतीवर असणाऱ्या, प्रवास करावा लागणाऱ्या मधुमेही रुग्णांची यामुळे उत्तम सोय झाली. 
  • ग्लुकोमीटर ः बोटावरील केशवाहिनीतून रक्त तपासणाऱ्या ग्लुकोमीटरचा शोध अँटोन ह्युबर्ट क्लीमेंस याने सप्टेंबर १९७१मध्ये लावला. त्यामुळे रुग्णांना घरच्याघरी आपल्या रक्तातील साखर गरजेप्रमाणे तपासता येऊ लागली. इन्सुलिन घेताना याचा अनेकांना उपयोग होतो आहे.

इन्सुलिनबाबत समस्या
टाईप-१च्या रुग्णांना इन्सुलिन घेण्याशिवाय पर्याय नसतो. परंतु १०० वर्षे होऊनही आज जगभरात इन्सुलिन अत्यावश्यक असलेले सर्व रुग्ण इन्सुलिनचा वापर करताना दिसत नाहीत. यामध्ये इंजेक्शनची भीती, इन्सुलिनबाबत गैरसमज हे जसे कारणीभूत आहेत, तशीच इन्सुलिनची गरिबांना आणि सर्वसामान्यांना न परवडणारी किंमत हेही एक कारण आहे. 

गेल्या काही वर्षांत मधुमेही रुग्णांची संख्या गरीब आणि विकसनशील देशात वाढते आहे. भारतात आजमितीला सुमारे साडेसहा कोटी मधुमेही आहेत. संख्येच्या बाबतीत जागतिक पातळीवर दुसऱ्या क्रमांकावर असलेल्या भारतात, यापैकी ८० टक्के रुग्ण निम्न मध्यमवर्गीय आणि आर्थिकदृष्ट्या गरीब स्तरातील आहेत. त्यामुळे मधुमेहाच्या नियंत्रणाबाबत भारतात प्रबोधन होणे जसे आवश्यक आहे, तसेच इन्सुलिनची गरज असलेल्या गरिबातील गरीब रुग्णाला ते कसे उपलब्ध होईल याची जबाबदारी लोककल्याणकारी सरकारवर आहे. त्यादृष्टीने नियोजनपूर्वक ठोस पावले उचलण्याची नितांत गरज आहे.

संबंधित बातम्या