W XIX i XX wieku, nie mówiąc już o początku wieku XXI, medycyna wobec wielu chorób wewnętrznych była i jest zupełnie bezradna. Wystarczy wspomnieć takie schorzenia jak AIDS, zakażenie wirusem HIV czy wirusem EBOLA. Ale zostawmy czas dzisiejszy i cofnijmy się do schyłku wieku XVIII. To właśnie wtedy miało miejsce odkrycie enzymów, co powoli „ruszyło bryłę świata” w odkrywaniu dalszych „elementów”, np. alkaloidów, hormonów czy witamin i nie tylko ich. Ale po kolei.
Badanie roli soków
Enzymy odkrył i wstępnie opisał jeszcze w latach osiemdziesiątych XVIII w. Lazzaro Spallanzani (1729-1799), włoski przyrodnik, profesor fizyki w Modenie (od 1760 r.), a od 1769 r. nauk przyrodniczych w Pawii (potem został księdzem).
Spallanzani wsławił się licznymi doświadczeniami z różnych dziedzin, jednakże największy rozgłos przyniosły mu badania nad sokiem żołądkowym. Sok ten wydobywał z żołądka za pomocą gąbki przewiązanej nitką, którą ktoś połykał i którą - po pewnym czasie – dzięki nitce – można było wyciągnąć. Spallanzani, wiedziony ciekawością poznania na czym polega trawienie spożywanych pokarmów wykazał, że sok żołądkowy rozpuszcza mięso, nie rozpuszcza zaś mąki. Niestety, niski jeszcze poziom ówczesnej chemii (która u schyłku XVIII w. zaczęła dopiero zyskiwać nowe fundamenty), nie pozwolił na dokładniejsze zbadanie soków trawiennych i ich roli w organizmie.
Dopiero w 1836 r. niemiecki przyrodnik Theodor Schwann (1810-1882) odkrył w soku żołądkowym pepsynę, stwierdzając jednocześnie, że ma ona zdolność rozszczepiania białek. W ten sposób Schwann stał się niejako kontynuatorem badań rozpoczętych przez Spallanzaniego.
Theodor Schwann - fot. wikipedia: Wellcome Collection gallery
Wyciąg słodowy
Lata trzydzieste XIX wieku stanowiły istotny przełom dla tego kierunku badań. Zresztą, już na ich początku, w 1830 r., Augustin Dubrunfaut wykazał, że wyciąg słodowy zamienia skrobię na cukier prostszy, a w trzy lata później – w 1833 r. – Anselme Payen (1795-1871), fizjolog francuski oraz Jean Francois Persoz (1805-1868), chemik francuski, z wyciągu słodowego wyodrębnili substancję, która katalizowała (tj. rozkładała) proces rozpadu skrobi.
O tym, że w komórkach żywego organizmu trwa nieustanny przebieg licznych procesów chemicznych, wiedziano od dawna. Wiedziano też, że dzięki tym procesom organizm „buduje” bardzo złożone nieraz substancje organiczne, bądź rozkłada je na inne związki prostsze. Ale dopiero w końcu XIX w. udowodniono, że te swoiste zdolności syntezy i rozkładu żywy organizm zawdzięcza katalizatorom wytwarzanym w swoich komórkach i noszących dziś nazwę enzymów lub fermentów.
Człowiekiem, który pierwszy użył pojęcia „enzym” (z gr. en = w, „dzyme” = zaczyn) dla określenia tego typu substancji przyspieszających przebieg reakcji, był w 1878 r. niemiecki biochemik Wilhelm Kühne. Warto dodać, że w literaturze fachowej bardzo często, zamiast określenia „enzym”, można spotkać termin „biokatalizator”
Wytłumaczenie procesów
Rezultatem wszystkich odkryć i dotychczasowych spostrzeżeń był wielki wzrost zainteresowania enzymami jako czynnikami, których bliższe poznanie mogło choć w części pozwolić na wytłumaczenie wielu procesów życiowych. Zaczęto izolować te związki, badać ich budowę, właściwości i mechanizmy działania. Toteż wkrótce nauka o enzymach stała się jednym z najpoważniejszych działów biochemii.
Co prawda niniejszy tekst dotyczy głównie enzymów, ale przecież wiek XIX, to także wiek wielu wspaniałych odkryć i osiągnięć. Przecież na początku XIX w. (w 1805 r.) Fryderyk Wilhelm Sertürner (1783-1841) wyizolował czystą morfinę (w sensie chemicznym – alkaloid! I tak zaczęła się „era” alkaloidów). I nie był to koniec tego rodzaju wspaniałych odkryć.
Organiczna z nieorganicznych
Wielkim sukcesem w 1828 r. było zsyntetyzowanie substancji organicznej ze składników nieorganicznych przez Fryderyka Wöhlera. Co najśmieszniejsze, wykpionego przez ówczesną „sławę” chemiczną - szwedzkiego chemika Johna Jacoba Berzeliusa (1770-1848), który hołdował zasadzie „omne vivum e vivo”, czyli „co żywe pochodzi z żywego”. Osiągnięcie Wöhlera doprowadziło do nieoczekiwanych co prawda, ale ważnych odkryć w zakresie leków otrzymywanych na drodze syntezy chemicznej.
Poza tym, początkowe odkrycia hormonów, a w następnej kolejności witamin – ważnych czynników w diagnozowaniu wielu chorób wewnętrznych.
Identyfikacja bakterii
Obraz wydarzeń nie byłby pełny, gdyby nie wspomnieć o identyfikacji wielu bakterii chorobotwórczych, powodujących ciężkie schorzenia, choć do odkrycia skutecznych leków na choroby bakteryjne, też musiało minąć sporo lat. Szlak w tym zakresie przetarł Paul Ehrlich, odkrywca pierwszego chemioterapeutyku – salwarsanu. Ale to już początek XX wieku...
Autor: dr hab. n. farm. Aleksander Drygas
