Ulf Svante von Euler

V roce 1970 získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu tři badatelé v oblasti nervového přenosu – britský biofyzik Bernard Katz, švédský fyziolog a farmakolog Ulf Svante von Euler a americký biochemik Julius Axelrod.

ULF SVANTE VON EULER

(1905–1983)

V roce 1898 přijal profesor fyziky, rektor Stockholmské univerzity a tvůrce teorie elektrolytické disociace Svante Arrhenius do své laboratoře nového asistenta jménem Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin. Tento příslušník rodu proslaveného největším matematikem 18. století Leonardem Eulerem přišel na svět v roce 1873 v bavorském Augsburgu, na Mnichovské univerzitě studoval fyziku u Emila Warburga a Maxe Plancka a organickou chemii u Emila Fischera, pak na Göttingenské univerzitě fyzikální chemii u Walthera Nernsta. V roce 1899 byl Hans von Euler-Chelpin jmenován soukromým docentem Stockholmské univerzity, potom strávil rok v Berlíně u Jacobuse van’t Hoffa a Eduarda Buchnera a v roce 1902 získal švédské občanství. Ve výzkumu se zpočátku věnoval působení katalyzátorů v reakcích anorganických látek, pod vlivem Buchnerových prací o fermentaci se však brzy zaměřil na organickou chemii.

V roce jeho příchodu k Arrheniovi byla v Upsale promována první švédská doktorka přírodních věd a třetí švédská doktorka vůbec Astrid Cleveová, v roce 1875 narozená dcera upsalského profesora obecné chemie a agrochemie Pera Teodora Cleveho, objevitele chemických prvků holmia a thulia. V letech 1898–1904 pracovala na soukromé Stockholms högskola, na rozdíl od státních univerzit v Upsale a Lundu zaměstnávající i ženy. V roce 1902 se provdala za docenta Eulera-Chelpina a během desetiletého manželství se stala jeho asistentkou, spoluautorkou jeho chemických publikací i matkou pěti dětí, kdežto po rozvodu se plně věnovala botanice a geologii a získala světový věhlas pětisvazkovým dílem o rozsivkách Švédska a Finska.

Dne 7. února 1905 se ve Stockholmu narodil druhý syn Hanse a Astrid Eulerových Ulf Svante (jeho kmotrem byl otcův představený Svante Arrhenius, tehdy už předloňský laureát Nobelovy ceny za chemii). Ulf Svante von Euler, v prostředí své rodiny a jejího přátelského okolí předurčený k vědecké dráze, učinil k ní po absolvování škol ve Stockholmu a Karlstadu první krok v roce 1922 zápisem ke studiu lékařství na stockholmském Karolinském institutu. Během následujících let ho zaujala zvláště experimentální patologie, kterou přednášel průkopník výzkumu sedimentace krve a reologie docent Robin FĆhraeus. Ulf Svante se pustil do výzkumu také a za studii vlastností krve při horečce získal v roce 1925 školní cenu. O rok později začal pracovat jako asistent v Ústavu farmakologie Karolinského institutu, jehož přednostou byl docent, od roku 1927 profesor Göran Liljestrand. Když profesor Hans von Euler-Chelpin spolu s Angličanem Arthurem Hardenem přijímal v roce 1929 za výzkumy kvašení cukrů a kvasných enzymů Nobelovu cenu za chemii, dokončoval jeho syn Ulf Svante práci, po jejíž obhajobě získal v roce 1930 doktorát a téhož roku byl jmenován docentem farmakologie Karolinského institutu.

Téhož roku se také oženil s Jane Sodenstiernaovou. Z jejich čtyř dětí se Hans Leo stal vědeckým organizátorem Národních ústavů zdraví v americké Bethesdě, Johan Christopher anesteziologem ve Stockholmu, Ursula Katarina kurátorkou Královských sbírek na Královském dvoře ve Stockholmu a Marie Jane inženýrkou chemie v australském Melbourne.

Tehdy získal Euler Rockefellerovo stipendium pro akademický rok 1930/1931 k postdoktorskému studiu v zahraničí a zahájil je v laboratoři londýnského Národního ústavu lékařského výzkumu, kde několik let po objevu Otto Loewim byl stále středem badatelského zájmu neurotransmiter parasympatického a somatického nervstva acetylcholin. Ředitel ústavu Henry Hallett Dale přidělil Eulerovi úkol vyvolat vagovým drážděním uvolnění acetylcholinu ve střevních tkáních. Ulf zaznamenal stah úseku králičího střeva účinkem střevního výtažku s překvapením, že přidání atropinu stah nepotlačuje. S vedoucím asistentem Johnem H. Gaddumem strávil pak následující měsíce soustavným studiem jejích účinků a zjistil, že stah králičího střeva způsobují i mozkové výtažky a že výtažky takto účinkující vyvolávají také pokles krevního tlaku. K pokusům užívali purifikovaný, proto iniciálou P označený vzorek dosud bezejmenné autofarmakologicky pozoruhodné látky (An Unidentified Depressor Substance in Certain Tissue Extracts. J Physiol 1931; 72: 74–87; s Gaddumem). Euler tak s Gaddumem objevil ,látku P‘, jak ji brzy všichni nazývali (o 40 let později byla látka určena jako undekapeptid a zařazena mezi modulátory svalové aktivity). Zbytek stipendia využil k návštěvě fyziologa Ivana de Burgh Dalyho v Birminghamu, fyziologa Corneille Heymanse v Gentu a chemika Gustava Embdena ve Frankfurtu nad Mohanem.

Do Londýna se vrátil v roce 1934, aby se v laboratoři sira Archibalda Viviana Hilla zdokonalil v biofyzice. Doma pak téhož roku zaznamenal výraznou stimulaci hladké svaloviny lidským spermatem (Information on the Pharmacological Effect of Natural Secretions and Extracts from Male Accessory Sexual Glands. Arch Exp Pathol Pharm 1934; 175: 78–84) a pak opičím, ovčím a kozím i výtažky z ovčích semenných váčků. V roce 1935 současně s londýnským Mauricem Walterem Goldblattem a nezávisle na něm v lidském spermatu objevil prostaglandin (Über die spezifische blutdrucksenkende Substanz des menschlichen Prostata- und Samenblasensekrets. In: Wien Klin Wochenschr 1935; 14: 1182–1183), jak účinnou látku nazval v domnění, že je to sekret prostatických žláz. Téhož roku v semenných váčcích makaka objevil veziglandin, jak opět sám nazval látku s vlastnostmi podobnými prostaglandinu (A Depressor Substance in the Vesicular Gland. Proc Physiol Soc 1935; 84: 21P–22P).

V roce 1938 ho G. L. Brown v Londýně poučoval o nervosvalovém přenosu vzruchů. V roce 1939 byl Euler jmenován řádným profesorem fyziologie Karolinského institutu a pokračoval ve výzkumu prostaglandinu (Further Investigations into Prostaglandin, the Physiologically Active Substance of Certain Genital Glands. Skand Arch Physiol 1939; 81: 65–80). Na protějším břehu Baltského moře přepadlo Německo v září téhož roku Polsko a rozpoutalo druhou světovou válku, která mnohé britské a americké badatele zaměstnala vývojem radarů nebo projektem Manhattan, zatímco Eulerovi zajišťovala švédská neutralita po celá válečná léta nerušené pokračování výzkumné práce, při níž v kravské moči objevil piperidin, biogenní amin s účinky na nervovou soustavu podobnými nikotinu, avšak 20krát slabšími, jako přirozenou složku moči savců (Piperidine as a Normal Pressor Constituent of Human Urine. Acta Physiol Skand 1944; 8: 380).

S Göranem Liljestrandem objevil hypoxickou plicní vazokonstrikci jako adaptivní mechanismus, který místním zúžením cév reflexně omezuje prokrvení nevzdušných okrsků ve zdravé plíci, čímž brání průtoku nedostatečně okysličované krve (Observations on the Pulmonary Arterial Blood Pressure in the Cat. Acta Physiol Scand 1946; 12: 301–320; s Liljestrandem). Podle objevitelů je označován jako Euler-Liljestrandův mechanismus. Téhož roku Euler objevil noradrenalin jakožto neurotransmiter v sympatické nervové soustavě (A Specific Sympathomimetic Ergone in Adrenergic Nerve Fibres (Sympathin) and Its Relations to Adrenaline and Noradrenaline. Acta Physiol Scand 1946; 12: 73–97). Zkoumal pak jeho distribuci v nervech a orgánech i jeho exkreci za rozličných fyziologických a patologických podmínek. V akademickém roce 1946/47 v Institutu experimentální biologie a medicíny v Buenos Aires s Eduardem Braun-Menéndezem na nefrektomovaných krysách poprvé experimentálně vyvolal vznik renoprivní hypertenze (Hypertension after Bilateral Nephrectomy in the Rat. Nature 1947; 160: 905; s Braun-Menéndezem).

Od roku 1953 byl členem Nobelova výboru pro fyziologii nebo lékařství.

S Nils-Ākem Hillarpem z Histologického ústavu univerzity v Lundu objevil, že v adrenergních neuronech jsou katecholaminy skladovány a přepravovány ve váčcích o průměru desetiny mikrometru, podobných těm, jež pro ukládání a přepravu acetylcholinu předpokládal ve své měchýřkové hypotéze Bernard Katz (Evidence for the Presence of Noradrenaline in Submicroscopic Structures of Adrenergic Axons. Nature 1956; 177: 44–45; s Hillarpem). Dosavadní výsledky výzkumu noradrenalinu shrnul v monografii (Noradrenaline: Chemistry, Physiology, Pharmacology, and Clinical Aspects. Springfield: Charles C. Thomas 1956). Po rozvodu s první manželkou Jane v roce 1957 se rok nato oženil s hraběnkou Dagmar Cronstedtovou, která za 2. světové války pracovala v rozhlasové stanici Radio Königsberg, šířící německou propagandu do Švédska. Právě tehdy se z Lundu do Karolinského institutu vrátil profesor biochemie Sune Karl Bergström, navázal na Eulerův výzkum ,látky P‘ a v letech 1959–1962 s Bengtem Ingemarem Samuelssonem izoloval z purifikovaného výtažku z beraních semenných váčků tři prostaglandiny, vesměs deriváty kyseliny arachidonové.

Euler obdržel v roce 1961 Mezinárodní cenu Gairdnerovy nadace za lékařský výzkum významně přispívající ke zlepšení kvality lidského života. V letech 1961–1965 zastával funkci tajemníka Nobelova výboru pro fyziologii nebo lékařství, od roku 1965 předsedy výboru Nobelovy nadace a místopředsedy Mezinárodní unie fyziologických věd. Německá farmakologická společnost mu v roce 1968 udělila Schmiedebergovu plaketu. Byl poctěn řadou dalších cen a vyznamenání, čestných doktorátů a členství v učených společnostech.

Několik měsíců před odchodem z Karolinského institutu na odpočinek dostal Euler spolu s britským biofyzikem Bernardem Katzem a americkým biochemikem Juliem Axelrodem v roce 1970 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu „za své objevy týkající se humorálních přenašečů v zakončeních nervů a mechanismu jejich skladování, uvolňování a inaktivace“. Na slavnostním shromáždění ve Stockholmu 10. prosince 1970 je představil profesor farmakologie Karolinského institutu a člen Nobelova výboru Börje Uvnäs. Řekl, že jejich dílo má počátek v již dříve oceněném Daleově a Loewiho objevu chemické povahy přenosu nervových vzruchů vedoucím ke zrodu neurochemie a neurofarmakologie i nových otázek, k jejichž zodpovězení zásadně přispěl každý z trojice laureátů: Katz, zaměřený na elektrické děje při indukci svalového stahu vzruchy v motorickém nervu prostřednictvím nervosvalové ploténky, prokázal objevem miniaturních ploténkových potenciálů, že přenašeč vzruchů mezi motorickým nervem a nervosvalovou ploténkou – acetylcholin – je z nervových zakončení uvolňován v malých kvantech. Euler při studiu sympatického nervstva určil, že adrenergním přenašečem je noradrenalin, s Nils-Ākem Hillarpem později prokázal, že noradrenalin je v nervech syntetizován a skladován v granulech o průměru jedné desetitisíciny milimetru, a významně přispěl ke studiu vlastností těchto tělísek. Axelrod, který zkoumal hlavně osud noradrenalinu po uvolnění z nervových zakončení, objevil a studoval enzymatickou inaktivaci přenašeče metylací a především prokázal reabsorpci noradrenalinu nervovými zakončeními jako rychlý, účinný a hospodárný způsob zkrácení účinku nervového vzruchu. Základním výzkumem podstaty chemického procesu nervového přenosu se trojice badatelů zasloužila o významný pokrok v teoretické medicíně i v léčebné praxi u nervových chorob periferního i centrálního původu. Dne 12. prosince 1970 měl Euler nobelovskou přednášku (Adrenergic Neurotransmitter Functions. Science 1971; 173: 202–206. Idem in: Lindsten J. (ed.) Nobel Lectures: Physiology or Medicine, 1963–1970. Singapore: World Scientific 1999; 470–481).

V roce 1971 ukončil své působení jako řádný profesor fyziologie Karolinského institutu i jako místopředseda Mezinárodní unie fyziologických věd. Čtyřicet let poté, co s Gaddumem objevil ,látku P‘, byla tato určena jako undekapeptid a zůstala předmětem výzkumu své mediátorové či modulátorové role. Při 37. nobelovském sympoziu ve Stockholmu v červnu 1976 byl čestný předseda organizačního výboru Euler také koeditorem sborníku (Substance P. New York: Raven Press 1977; s Bengtem Pernowem), autorem 1. kapitoly Historical Notes i doplňující kapitoly Effects of Substance P on Some Adrenergic Neuroeffector Junctions. Stav poznání funkce vezikulárních granul pro noradrenalin v zakončeních adrenergních nervů shrnul později v monografii (Release and Uptake Functions in Adrenergic Nerve Granules. Liverpool: Liverpool University Press 1980). V závěrečném ohlédnutí za výzkumem ,látky P‘ poctivě připomněl i svůj dávný terminologický omyl založený v nepřesném posouzení z hlediska srovnávací anatomie: spíše než ,prostaglandin‘ a ,veziglandin‘ měl tehdy raději volit názvy ,veziglandin A‘ a ,veziglandin B‘ (Prostaglandin, Historical Remarks. Oxford: Pergamon Press 1982).

Poslední z velkých badatelů klasického období fyziologické farmakologie třicátých a čtyřicátých let 20. století zemřel 9. března 1983 ve Stockholmu na komplikace po operaci na otevřeném srdci.

MUDr. Pavel Čech

Kabinet dějin lékařství 3. LF UK

Ruská 87, 100 00 Praha 10

e-mail: pavel.cech@lf3.cuni.cz