Odkaz Jana Evangelisty Purkyně současné medicíně

FASCINUJÍCÍ SPEKTRUM VĚDECKÝCH ZÁJMŮ A PRIORIT

Jan Evangelista Purkyně byl bezesporu mimořádnou postavou světové lékařské vědy, přitom zdaleka nejde jen o význam jeho objevů a prioritních studií, ale především o jejich až neuvěřitelný rozsah, nesmírnou oborovou pestrost a mnohočetnost. Jen velmi málo vědců se dokázalo tak zásadně zapsat do rozvoje tolika lékařských disciplín. Můžeme postupně procházet široké spektrum jeho vědeckých zájmů a budeme fascinováni, kam všude svými pracemi zasáhnul.

V roce 1819 vydal svoji disertační práci, kterou rok předtím obhájil na pražské lékařské fakultě a jež se zabývala studiem oka a vidění, ke kterému ho možná přivedla jeho vlastní refrakční vada. Purkyňův zájem o smyslové vnímání dokládají i jeho rané pokusy s vnímáním zvukových vln a především jeho práce z roku 1820 shrnující jeho první výzkumy problematiky závratí, k nimž se v pozdějších letech ještě opakovaně vracel (1824, 1827), podobně jako se vracel i ke studiu zrakového vnímání (1825, 1828).

To se už ovšem odehrávalo v době, kdy působil jako profesor fyziologie a patologie na univerzitě ve Vratislavi. Hned po svém nástupu do této pozice publikuje práci, v níž se mimo jiné zajímal o papilární linie na prstech rukou (1823) a položil tak základy kriminalistické metodě známé jako daktyloskopie. Za mimořádně významný lze považovat také Purkyňův výzkum v oblasti funkce mozečku a jeho vztahu k mozku (1824–1826) a zcela jistě také rozsáhlý výzkum struktury a funkce srdce (1836–1845) a souběžně vedené studie věnované morfologii nervové tkáně a fyziologii nervové činnosti (1837–1845).

V roce 1850 se Purkyně vrací do Prahy, kde získal místo profesora fyziologie na lékařské fakultě. Zde vznikají jeho pozdní práce o kožním čití (1853) a o fyziologii dýchání (1856) a také se vrací ke svým dřívějším výzkumům fyziologie lidské řeči. A to jsme vlastně vynechali objevné práce z morfologie (především histologie) a fyziologie téměř všech dalších orgánových systémů.

Vedle anatomických, histologických, biologických a fyziologických studií a objevů navíc Purkyně významně zasáhnul i do vývoje farmakologie. Nemůžeme totiž nepřipomenout jeho zásadní práce zabývající se výzkumem účinků řady látek: alkaloidů náprstníku a rulíku, ale také emetinu, kafru nebo opia. Vedle toho přispěl k pochopení některých principů farmakoterapie, kdy pozitivní nebo negativní účinek léčby závisí na individualitě pacienta, dávkování léčiv a synergismu či antagonismu různých léků.

„OBJEVIL LIDSTVU NOVÝ SVĚT“

Nejpodstatněji Purkyně přispěl lékařské vědě svým systematickým mikroskopickým pozorováním. Měl nepochybně velký pozorovací talent, který navíc posiloval systematickým rozvíjením metodiky mikroskopického studia tkání a jejich přípravy (mimo jiné zavedení fixace tkání, jejich zpracování prvním moderním mikrotomem sestrojeným v jeho laboratoři, zavedení analýzy sériových řezů atd.). Když nastupoval na místo přednosty Fyziologického ústavu v Praze 15. října 1936 profesor Vilém Laufberger, hodnotil Purkyňovy práce s mikroskopem těmito slovy: „Mikroskopem objevil Purkyně lidstvu nový svět. Teprve genialita Purkyňova spojila kontury v mikroskopu zachycených vjemů v nové pojmy vědeckých objevů. Tak se stal Purkyně spolutvůrcem histologie a embryologie, ale hlavně objevitelem buněk, čímž učinil pro histologii to, co značí pro chemii teorie atomová… Proto přívlastek génia nenáleží Purkyňovi ozdobou, ale právem.“

Krátce po příjezdu do Vratislavi se Purkyně začíná zabývat studiem vývoje slepičího vejce, které nakonec dovádí až ke zcela zásadnímu objevu, a sice popisu buněčného jádra (Purkyně jej nazýval zárodečným měchýřkem). Protože se snažil své objevy a popisy histologických struktur spojovat s jejich funkcí, lze za jeho zcela prioritní závěr považovat spojení zárodečného měchýřku s vývojem zárodku. Zcela mimořádným výsledkem Purkyňovy práce s mikroskopem byl ovšem jeho příspěvek k buněčné teorii (jako první na světě ji vyslovil v roce 1837 na pražském sjezdu německých lékařů a přírodovědců) a pak bezesporu řada histologických objevů, z nichž těm nejvýznamnějším bylo dáno i jeho jméno: Purkyňova vlákna v srdci a Purkyňovy buňky v mozečku.

PILNÝ BADATEL, KTERÝ NERAD PSAL

Každopádně uvedený výčet Purkyňových objevů a priorit je velmi povrchní a ani zdaleka není vyčerpávající, mimo jiné proto, že Purkyňova badatelská práce výrazně přesahovala jeho aktivity publikační. Byl výborným experimentátorem, a jak již bylo zmíněno, věnoval také mnoho svých skvělých myšlenek pracovním postupům a metodikám, které však bohužel často ani nebyly dostatečně uvedeny v publikacích. Purkyně vůbec na rozdíl od řady svých současníků, z nichž převážnou většinu jednoznačně předčil objemem i významem svých výzkumů, uveřejnil překvapivě málo původních vědeckých publikací. Strašně nerad psal rozsáhlé spisy, obvykle o svých výzkumech vědeckou veřejnost písemně informoval pouze v podobě krátkých sdělení, jen jakýchsi „souhrnů“ svých přednášek, případně se o nich stručně zmínil ve vzpomínkách na svou vědeckou činnost, které zveřejňoval v časopise Živa v letech 1857–1858. Podrobněji se tak o celé řadě Purkyňových objevů nejčastěji dozvídáme z disertačních prací jeho žáků, jejichž výchově a vědeckému růstu se Purkyně systematicky věnoval zejména v období svého působení na univerzitě ve Vratislavi.

Z pohledu současné medicíny a všeobecné znalosti jména Jana Evangelisty Purkyně ve světě jsou mimořádné zejména jeho objevy v oblastech morfologie a fyziologie srdce a morfologie a fyziologie nervové tkáně, kdy především pojmy Purkyňova vlákna v srdci a Purkyňovy buňky v mozečku jsou zmiňovány v lékařských učebnicích po celém světě. Nelze však zapomenout na řadu dalších prioritních nálezů v těchto dvou oblastech, byť ne tak široce známých.

PURKYNĚ A SRDCE

Asi nejméně známým, ale přesto zcela prioritním a dodnes v učebnicích fyziologie pravidelně uváděným Purkyňovým objevem (byť bez odkazu na jeho jméno) v oblasti morfologie a fyziologie srdce je objev sací síly srdce. V roce 1843 Purkyně ve své přednášce „Über die Saugkraft des Herzens“ popisuje pohyb atrioventrikulárních chlopní směrem do komor během komorové systoly v důsledku kontrakce papilárních svalů. Purkyně správně odvodil, že důsledkem tohoto pohybu je rozšíření předsíní vytvořením konického prostoru, do kterého se nasává krev z žil, což napomáhá především žilnímu návratu ze systémového oběhu. Purkyně takto dokázal, že srdce nefunguje během systoly komor pouze jako tlakové čerpadlo.

Další významnou prioritou Purkyňovou je popis myokardiálních rukávců plicních žil. Podle současných elektrofyziologických poznatků je fibrilace síní spouštěna ektopickým vzruchem, jenž ve velké většině případů vzniká v plicních žilách, konkrétně ve výběžcích myokardu levé síně přecházejících na tyto žíly jako tzv. myokardiální rukávce. Jako autor prvého popisu této anatomické struktury je v literatuře uváděn Ferdinand Raeuschel, který tyto úseky myokardu pokrývající terminální úseky plicních žil popsal roku 1836 ve své disertační práci „De arteriarum et venarum structura“. Uvedená publikace je ale ukázkovým příkladem, kdy je Purkyňův objev publikován v disertační práci jeho studenta. Raeuschel ovšem zásluhy svého učitele nepopírá, naopak mu v úvodu práce děkuje za uvedení do problematiky a za pomoc, a dokonce uvádí, že všechny nové poznatky v práci mají být přičteny Purkyňovi.

A samozřejmě nejznámějším Purkyňovým objevem je objev zvláštních vláken pod serózou stěn komor, která se dnes nazývají Purkyňova vlákna a pod tímto názvem jsou také celosvětově známá a uváděná. Purkyně se poměrně dlouho systematicky zajímal o morfologii srdce. Popsal histologii endokardu včetně její rozdílné tloušťky v různých částech srdce, popsal velmi pečlivě rozdíly ve struktuře cípatých a poloměsíčitých chlopní, ale nejvíce se zajímal o texturu myokardu, tedy o průběh svalových vláken srdečního svalu.

V disertační práci jeho studenta Buguslawa Palického z roku 1839 „De musculari cordis structura“ je obsažen podrobný anatomický popis průběhu myokardiálních vláken subendokardiální i subepikardiální vrstvy svaloviny předsíní a komor, dále papilárních svalů a oblasti srdečního hrotu. Mylně se ovšem uvádí, že v této práci je obsažen i objev Purkyňových vláken, možná proto, že k jeho prvnímu zveřejnění dochází ve stejném roce. Autorem tohoto sdělení je tentokrát sám Purkyně, ovšem jeho práce je otištěna v ročence lékařské fakulty Jagellonské univerzity v polštině, a tak teprve německá verze popisu tohoto významného objevu „Mikroskopisch-neurologische Beobachtungen“, kterou Purkyně publikuje o 6 let později, a zejména pak její anglický překlad ze stejného roku vzbudí zasloužený ohlas.

Práce se zabývá popisem nervových vláken v srdci, ale současně se zmiňuje o síťovitě uspořádaných vláknech světlejších než okolní srdeční svalovina, která Purkyně poprvé objevil v subendokardiální vrstvě myokardu ovčích srdcí. Poznal, že se nejedná o nervová vlákna, a i když o jejich svalovém původu v uvedeném německy psaném sdělení z roku 1845 již uvažuje, skutečnou histologickou podstatu vláken jakožto zvláštní formy srdečního svalu rozpoznal až v roce 1862 jeho významný současník a v oblasti studia struktury nervové tkáně i konkurent Robert Remak. Skutečný fyziologický význam a funkci Purkyňových vláken jako součást převodního systému srdce ale odhalil až téměř tři čtvrtě století po Purkyňově objevu Sunao Tawara.

PURKYNĚ A NERVOVÁ TKÁŇ

Purkyně se věnoval studiu struktury nervové tkáně téměř po celý svůj vědecký život, a i když jeho nejvýznamnější objevy v této oblasti pocházejí z pozdějších let jeho vratislavského působení, počátky jeho zájmu o mozek a nervovou tkáň vůbec lze vystopovat již krátce po jeho příjezdu do Vratislavi.

V roce 1847 pokládá Purkyně základ neuronové teorii, když podává svůj výklad funkce nervového systému jako celku: neurony jsou propojeny výběžky a jejich funkce je dána jejich postavením v hierarchii nervového systému. To nám dnes sice připadá jako naprostá samozřejmost, nesmírný význam tohoto Purkyňova pojetí nervového systému se však stává zřejmým, jakmile si uvědomíme, že v uvedené době ještě nebylo známo, že nervové buňky a jejich výběžky tvoří dohromady jediný rozsáhlý funkční celek.

Řada prioritních objevů v oblasti nervové tkáně byla, jak už patřilo v Purkyňově laboratoři k běžným zvykům, publikována jeho žáky – v případě nervového systému zejména pak Gabrielem Gustavem Valentinem, který mimochodem podobně jako Ferdinand Raeuschel Purkyňův zásadní přínos k jednotlivým objevům opakovaně zmiňuje. Mimo jiné spolu popsali vláknitou strukturu mozku včetně jednotlivých nervových vláken jako jeho základních stavebních jednotek, ale také třeba řasinkový pohyb a jeho charakter u vyšších obratlovců, který do té doby byl znám jen u bezobratlých a nižších obratlovců, a to nejprve v dýchacích cestách a v pohlavním ústrojí (1835). Vzápětí ale Purkyně už samostatně oznamuje objev řasinkového pohybu také v mozkových komorách v práci „Über Flimmerbewegungen im Gehirn“ (1836). S výzkumem mozkových komor a řasinkového pohybu navíc souvisí i další Purkyňův významný objev zveřejněný ve stejné studii, a sice jeho zcela prioritní popis ependymových buněk.

Purkyně ale také popsal a nakreslil různé gangliové buňky v centrálním nervovém systému včetně odlišností jejich struktury v různých částech mozku „Untersuchungen aus der Nerven-und Hirnanatomie“ (1837). Mimořádně zajímavý je rovněž popis vztahu gangliových buněk (s největší pravděpodobností se jednalo o astrocyty) a mozkových cév. Z pohledu dneška je jednoznačně nejznámější objev hruškovitých gangliových tělísek v mozečku, dnes známých jako Purkyňovy buňky. Ve skutečnosti ovšem Purkyně nezjistil v mozečku pouze tyto útvary, ale poměrně podrobně popsal (či lépe řečeno nakreslil) celou strukturu kůry mozečku.

V disertační práci dalšího z Purkyňových žáků Josefa Ferdinanda Rosenthala jsou prioritní údaje o počtu a tloušťce nervových vláken v řadě senzitivních i motorických nervů (1839).

A konečně za zmínku jistě stojí i skutečnost, že Purkyně položil také základy spánkové medicíny. Popsal různé stupně bdělosti a spánku (1849), změny smyslové a vegetativní aktivity během usínání, mimo jiné například změnu postavení očních bulbů.

PURKYNĚ ORGANIZÁTOR A PEDAGOG

Z organizačních aktivit Jana Evangelisty Purkyně je pro naši současnost asi hlavní prosazení fyziologie jako samostatné lékařské disciplíny a vybudování fyziologického ústavu na vratislavské a pak i na pražské lékařské fakultě. Dnes totiž bezesporu můžeme s delším časovým odstupem hodnotit Purkyňovu myšlenku postavit fyziologii na experimentech (a to jak badatelsky, tak i pedagogicky) v samostatné instituci jako jeden z jeho největších přínosů pro lékařskou vědu vůbec. Purkyně jako první chápal fyziologii jako samostatnou vědu a nespokojil se v jejím výkladu „… s pouhým historickým podáním, co jiní dovedli, nebo pouhými spekulacemi teoretickými.“

Purkyně přichází na pražskou univerzitu z Vratislavi jako 63letý slavný vědec, jenž má za sebou řadu základních objevů světového významu, a jako věhlasný profesor fyziologie, který na tamní univerzitě navíc založil vůbec první samostatný fyziologický ústav na světě (1839). Purkyňův zakladatelský čin měl ohlas i na dalších univerzitách. V Praze například podal návrh na zřízení fyziologického ústavu již v roce 1846 Karel Patruban, a to zcela podle Purkyňova pojetí. Návrh byl přijat, ale realizoval jej až sám Purkyně v roce 1851 po svém návratu do Prahy.

Také Purkyňova pedagogická činnost by si zasloužila zvláštní pojednání. A nejednalo se o pouhou výuku fyziologie, ale také o výuku systematiky vědecké práce. Opakovaně bylo rovněž zmíněno, že studenti měli zásadní význam i pro Purkyňovu vědeckou publicitu, a to nejen proto, že se o řadě jeho velkých objevů dozvídáme pouze z prací jeho žáků, obvykle z jejich prací disertačních. Purkyně se totiž nestaral o výchovu mládeže ke vzdělání a vědeckému přístupu jen na univerzitní půdě. Propagoval extenzivní šíření vzdělání a osvěty, byl spoluzakladatelem a redaktorem přírodovědeckého časopisu Živa (1. ročník 1853), spolupracoval se studentskými spolky, podílel se na založení Společnosti českého musea a Matice české, jejímž byl i kurátorem. Především se však významně zasloužil o založení Spolku českých lékařů (základ dnešní České lékařské společnosti J. E. Purkyně) a Časopisu lékařů českých v roce 1862.

Jan Evangelista Purkyně zemřel o 7 let později, 28. července 1869, ale svými vědeckými objevy a neúnavnou výchovnou činností si v přírodních vědách a zejména v medicíně zajistil nesmrtelnost, a to nejen na lokální, národní úrovni.

Adresa pro korespondenci:

prof. MUDr. Otomar Kittnar, CSc.

Fyziologický ústav 1. LF UK

Albertov 5

128 00  Praha 2

Tel.: 224 968 483

e-mail: otomar.kittnar@staff.cuni.cz