Ульф Сванте фон Ейлер: Першовідкривач «джерела болю», нащадковий лауреат нобелівської премії

 

Чи етично присуджувати собі премію, коли ти голова ради фонду Нобеля. Напевно, так, якщо твоє відкриття має історичне значення і є серйозною віхою у розвитку науки. Так у 1929 році вчинив шведський вчений Ганс Карл Август фон Ейлер, а ще через 41 його син — Ульф Сванте фон Ейлер. У 1970 році Ульф Сванте фон Ейлер разом зі своїми колегами Бернардом Кацем та Джульєсом Аксельродом отримав Нобелевську премію з фізіології і медицини «за відкриття, що стосуються гуморальних передавачів у нервових закінченнях і механізмів їхнього зберігання, виділення та інактивації» («for their discoveries concerning the humoral transmittors in the nerve terminals and the mechanism for their storage, release and inactivation»). І треба відзначити, що цю престижну премію вчений отримав цілком заслужено. Ульф фон Ейлер зробив ряд революційних відкриттів, які глибоко вплинули на розуміння функції нервової системи. Він досліджував процес передачі нервових імпульсів у симпатичній нервовій системі, відкрив простагландин, піперидин та норадреналін.

 

Академічна родина

Ульфу Сванте фон Ейлеру дуже пощастило із сім’єю. Він є нащадком, а, вірніше, правнуком Леонарда Ейлера, легендарного математика вісімнадцятого століття [1], який винайшов нескінченно малу теорію обчислення та графіків і зробив новаторські внески в топологію та теорію аналітичних чисел. Він був також відомим фізиком, астрономом, логіком та інженером. До речі, Леонарда Ейлера досі вважають найпродуктивнішим математиком світу [2].

Дід зі сторони матері Пер Теодор Клеве — відомий шведський хімік, мінералог та океанограф. У 1874 пан Клеве відкрив новий мінерал (різновид уранініту). На честь вченого цей мінерал згодом був названий клеївіт. У 1879 році він довів, що відкритий Л.Ф. Нільсоном скандій повністю відповідає передбаченому
Д.І. Менделєєвим екабору. Того ж року відкрив два нові хімічні елементи — гольмій та тулій [4]. У 1895 році Клеве разом зі своїм учнем Абрагамом Ланглетом(незалежно від Вільяма Рамзая), відкрили елемент гелій. В галузі органічної хімії займався вивченням нафталіну та його похідних. Синтезував шість із десяти його дихлорпохідних. Відкрив аміносульфонову кислоту, яка називається кислотою Клеве [5].

Батько Ульфа Сванте фон Ейлера Ханс Карл Август Симон фон Ейлер-Хельпін — відомий шведський біохімік, Член Королівської шведської Академії наук, лауреат Нобелівської премії з хімії (1929) «за дослідження з ферментації цукру та ферментів бродіння» [6].

Мати нашого героя Астрід Клеве — шведська вчена-ботанік, геологіня, хімік, дослідниця Упсальського університету. Вона була першою жінкою у Швеції, яка здобула ступінь доктора наук. А загалом серед ближніх і далеких родичів Ульфа Сванте фон Ейлера налічується понад 400 відомих вчених, політичних діячів військовоначальників, представників мистецтв [7].

 

Дитячі роки

Ось у такій знаменитій академічній родині народився наш герой. Ульф Сванте фон Ейлер з’явився на світ 7 лютого 1905 року в Стокгольмі, він був другою дитиною у родині. На той час його батьки працювали у Стокгольмському університеті та разом займалися дослідженням полісахаридів [8].

Хоча родина Ханса фон Ейлер-Хельпін та Астрід Клеве була і знаменита, але не дуже міцна та щаслива. Батьки Ульфа прожили разом десять років, народили п’ять дітей і у 1912 році тихо та мірно, як і подобає академічній родині, розлучилися. Після розлучення усі п’ять дітей залишилися з мамою, яка на той час стала викладачем у Стокгольмській жіночій семінарії.[9] У 1917 році сім’я переїхала до Вермланду, де Астрід Клеве очолювала Науково-дослідну лісову лабораторію (Skoghallsverkens), дочірню компанію «Uddeholm Company». Тож середню освіту хлопчик отримував спочатку в Стокгольмі, а потім у Карлстаді [10].

Проте настав час здобувати вищу освіту й Ульф вибрав медичну стезю та вступив до Каролінського інституту в Стокгольмі. Тож з 1922 року він став жити з батьком та мачухою Елізабет Уггла.

 

Початок наукової діяльності

Науковою діяльністю Ульф розпочав займатися майже з першого курсу й вже в 1925 році отримав свою першу наукову премію за дослідження властивостей крові пацієнтів з лихоманкою, що дозволило йому працювати на кафедрі фармакології Каролінського інституту під керівництвом Горана Лілієстранда. Разом зі своїм науковим керівником ще у студентські роки Ульф Сванте фон відкрив так званий рефлекс Ейлера-Лілієстранда, пізніше він також досліджував патофізіологію звуження судин (звуження дрібних легеневих артерій при гіпоксії). У 1926 році його призначили на посаду асистента на кафедри фармакології, водночас він почав працювати над дисертацією та здобув докторський ступінь в 1930 році. Після чого став асистент-професором
кафедри фармакології. Незабаром завдяки рекомендації свого наукового керівника Ульф отримав стипендію та поїхав до Великобританії, де працював у лабораторії нобелівського лауреата Генрі Дейла [11].

 

Відкриття речовини«Р»

 

 

Саме у лабораторії Генрі Дейла Ульф фон Ейлер разом з Джоном Геддумом зробив своє перше важливе відкриття. Науковці виділили хімічну речовину, яка діяла на м’язи подібно за ацетилхолін. Цю речовину вони назвали «речовина P» або «субстанція P». Літера «P» означає «powder» — «порошок». Так що перший в історії відкритий нейропептид, (речовина, що складається з 11 амінокислотних залишків Arg-Pro-Lys-Pro-Gln-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met), досі називається «речовина порошок». Речовина Р скорочувала м’язи шлунково-кишкового тракту та знижувала артеріальний тиск у піддослідних кроликів. На цю наукову працю пішло кілька місяців, Ульф фон Ейлер описав поліпептидну структуру речовини Р, вивчив її розподіл в організмі, а також розробив методи її очищення.

«Речовина Р» виконує багато функцій у нашому організмі, й основна з них — передача больових імпульсів до центральної нервової системи [12].

Після Лондона дослідник працював ще у Бірмінгемі, у Франкфурті, а потім у Генті з Корнеєм Хеймансом, ще одним майбутнім Нобелівським лауреатом.

У 1931 році молодий вчений повернувся до рідного Стокгольма, де поновився на посаді доцента альма-матер та продовжив свою дослідницьку роботу.

 

Простагландини — від відкриття до сьогодення

Вже в 1935 році, використовуючи методи майбутнього нобелівського лауреата Хуго Теорелля (1955), Ульф виділив із насіннєвої рідини людини речовину, що знижує артеріальний тиск і впливає на тонус гладкої мускулатури. Цю речовину Ейлер назвав проста-
гландин. Це речовина, яка сама не проводить болючі відчуття, але підвищує чутливість больових рецепторів — так званих ноцицепторів.

Саме синтез простагландинів ферментом циклооксигеназою пригнічує нестероїдні протизапальні препарати, і саме цим обумовлена їхня дія проти
болю.

До речі, простагландини, а вірніше, перший прогландин фон Ейлер виявив випадково, намагаючись додатково дослідити субстанцію Р. Однак, попри очікування, активну речовину екстрактів передміхурової залози та насіннєвої рідини він виявив у фракції жиророзчинних кислот, а не в білковій фракції. Ейлер описав деякі хімічні та фармакологічні властивості активного екстракту, назвав його простагландином (від glandula prostatica — передміхурова залоза), і припустив, що простагландин має широке регуляторне значення в організмі. Але ні виділити речовину у чистому вигляді, ні вивчити хімічну структуру тоді не дозволяв примітивний рівень аналітичних методів дослідження [13].

 

Простагландини у роботах учнів професора Ейлера

Роботу над простагландинами продовжив учень Ейлера Карл Суне Детлоф Бергстрем, перед яким стояло завдання виділити в кристалічному вигляді цю речовину. Спочатку Суне Бергстрему вдалося зробити небагато: він з’ясував тільки, що простагландин знаходиться у фракціях разом з ненасиченими жирними оксикислотами, і змушений був перервати подальші дослідження на кілька років.

У 1957 році Суне Бергстрем разом зі своїм учнем отримали кілька міліграмів речовини в кристалічному стані й назвали ії простагландин F за його розчинність у фосфатному буфері. Отриманої кількості вистачило лише на те, щоб встановити, що простагландин F — це ненасичена жирна кислота, визначити температуру його плавлення і продемонструвати здатність у концентрації всього 5х10-9 г в 1 мл розчину давати хороший ефект зі скорочення гладкого м’яза. Потім у кристалічному ж стані було отримано ще одну речовину подібного типу — простагландин Е (позначення виникло від слова ester — ефір, яким витягувався цей простагландин). Обидві сполуки мали однакову молекулярну вагу й дуже подібну будову, але в корені відрізнялися біологічними властивостями: простагландин Е знижував кров’яний тиск, а простагландин F скорочував гладку мускулатуру [14].

Роботи з простагландинів розвивалися швидкими темпами, і за 1972–1976 роки С. Бергстрем, Б. Самуельссон та Дж. Вейн отримали в чистому вигляді ще 10 простагландинів, встановили їхню структуру та визначили біологічні властивості. У 1979 р. Б. Самуельсон з колегами відкрив ще один тип сполук — близькі простагландинам лейкотрієни.

Виділення простагландинів, вивчення структури та властивостей — робота надзвичайно важка: мало того, що їх концентрації в об’єктах виділення дуже низькі, ці речовини вкрай нестійкі, вони втрачають свою біологічну активність протягом 1–2 хв. Недарма за дослідження простагландинів Суне Бергстрему разом з Бенгтом Самуельссоном і Джоном Вейном у 1982 р. було присуджено Нобелівську премію [15].

В останнє десятиліття простагландини та споріднені з ними біологічно активні сполуки (лейкотрієни, простацикліни, тромбоксани) були предметом пильної уваги дослідників. Пояснюється це тим, що, крім широкого поширення в тканинах, вони мають сильну фармакологічну дію на безліч фізіологічних функцій організму, регулюючи гемодинаміку нирок, скорочувальну функцію гладкої мускулатури, секреторну функцію шлунка, жировий, водно-сольовий обмін тощо. Тож дослідження цих цікавих речовин, початок якому положив Ульф фон Ейлер, продовжується [16].

 

Везигландин та інші речовини

Після відкриття простагландинів Ульф фон Ейлер продовжив свої дослідження у галузі фармакології. У 1935 році фон Ейлер відкрив ще одну ендогенну діючу речовину під назвою везигландин. Це білкова речовина, що виділена з екстрактів тканини простати і насіннєвої рідини. Вона має різку гіпотензивну дію, скорочує гладком’язові органи, ефект не знімається атропіном.

У 1940 році Ейлер написав статтю з фармакології ферменту козимази, відкритої його батьком.

У 1942 році вчений виявив ще одну ендогенну діючу речовину, яку назвав піперидин [17].

 

Норадреналін — головне відкриття Ейлера

А 1946 року, вже після війни, він відкрив речовину, яка отримала назву норадреналін — і з того часу Ейлер зосередився саме на ній. Здавалося, це — лише ще один з нейромедіаторів, але, власне, саме вивчення того, як норадреналін виділяється з пресинаптичної мембрани, й привело Ейлера до його Нобелівської премії. Саме він, незалежно від Бернарда Каца, зумів відкрити, що катехоламіни (нейромедіатори подібної структури — дофамін, адреналін і норадреналін) синтезуються в нейронах і транспортуються в синапси в спеціальних бульбашках — везикулах, дуже схожих на «кванти» ацетилхоліну Бернарда Каца. Його робота не лише поглибила пізнання в галузі теоретичної медицини, а й має найважливіше значення для розуміння та лікування захворювань центральної периферичної нервової системи, зокрема, хвороби Паркінсона та гіпертонічної хвороби. У 1970 році він разом зі своїми колегами Бернардом Кацем та Джульєсом Аксельродом отримав Нобелівську премію з фізіології і медицини «за відкриття, що стосуються гуморальних передавачів у нервових закінченнях і механізмів їхнього зберігання, виділення та інактивації»

Пізніше вчений також працював над функціями різних хімічних агентів у регулюванні дихання, кровообігу та артеріального тиску [18].

 

Педагогічна та громадська діяльність

Ульф фон Ейлер був не тільки геніальним вченим, а й видатним викладачем та наставником студентів. Він заохочував студентів та молодих вчених випробувати нові ідеї та завжди був готовий їх вислухати й підтримати. Колись він сказав: «Немає нічого кориснішого для вченого, як те, що його студенти почали свою дослідницьку роботу й виявили, що вони зробили оригінальне відкриття у науці». Вченого дуже любили його учні й називали «великим старим хімічного обміну та передачі інформації». Багато його вихованців сталі відомими вченими та викладачами.

З 1953 року він брав активну участь у роботі Нобелівського фонду, бувши членом Нобелівського комітету з фізіології та медицини та головою правління з 1965 року. З 1965 до 1971 року він також обіймав посаду віце-президента Міжнародного союзу фізіологічних наук.

Крім Нобелівської премії, Ульф фон Ейлер отримав безліч почесних звань і премій: премію Гайрднера (1961), премію Яре (1965), премію Стоуффера (1967), медаль Карла Людвіга (1953), плакетку Шмідеберга (1969), Ла Мадонніна (1970), безліч почесних докторських ступенів університетів по всьому світу, а також членство в кількох медичних та наукових товариствах [19].

 

Особисте життя

 

 

Незважаючи на інтенсивну наукову та педагогічну діяльність, наш герой не забував про своє особисте життя — 27 років прожив з однією дружиною, Яною Соденстірн, обзавівся чотирма дітьми (сини Ганс Лео та Йохан Крістофер і доньки Урсула Катаріна та Марі Джейн). А потім благополучно розлучився в 1957 році й вже наступного 1958 року одружився з графинею Дагмар Кронстедт. Друга дружина мала вельми спірну репутацію: під час Другої світової війни вона була радіоведучою й вела нацистські пропагандистські передачі на Reichssender Königsberg («Радіо Кенігсберг»). Сам же Ульф політикою не цікавився, під час війни займався виключно наукою, хоча за поглядами більше тяжив до антигітлерівської коаліції. Що зовсім не заважало йому цілком дружно та мирно жити зі своєю другою дружиною [20].

Помер вчений у Стокгольмі 9 березня 1983 року у віці 78 років після ускладнень внаслідок операції на серці.

Отже, свою родину Ульф фон Ейлер жодного разу не осоромив. Прожив вдале та дуже яскраве життя, зробив ряд революційних відкриттів у науці, які глибоко вплинули на розуміння функції нервової системи, та виростив плеяду науковців, які продовжили його наукові дослідження.

 

Література:

1. Архів історії математики Мактьютор — 1994.
2. «Euler», Oxford English Dictionary, second edition, Oxford University Press, 1989.
3. Per Teodor Cleve (швед.) — 1917.
4. Giora Shaviv (2009), Life of Stars: The Controversial Inception and Emergence of the Theory of Stellar Structure, Springer, ISBN 9783642020889, с. 52(англ).
5. Bibliothèque nationale de France BNF: платформа відкритих даних — 2011.
6. SNAC — 2010.
7. Deutsche Nationalbibliothek Record #105159166 // Gemeinsame Normdatei — 2012—2016.
8. Astrid M Cleve von Euler — 1917.
9. Cleve, Astrid von Euler — Svenskagravar.se.
10. Ogilvie M. B. The Biographical Dictionary of Women in Science: Pioneering Lives From Ancient Times to the Mid-20th Century — Routledge, 2003. — Vol. 1. — P. 272. — 798 p. — ISBN 978-1-135-96342-2
11. https://www.nobelprize.org/medicine/laureates/1970/euler-bio.html
12. Catalog of the German National Library
13. Ганонг, Вільям Ф. (2002). Фізіологія людини (Переклад з англ.) . Львів: БаК. с. 784. ISBN 0-8385-8282-6.
14. Sune K. Bergström — Facts — Фундація Нобеля.
15. Bergström, KARL SUNE DETLOF — Svenskagravar.se.
16. http://www.pas.va/content/accademia/en/academicians/deceased/bergstrom.html
17. Ulf Svante Euler von — FinnGraven.se.
18. 18NNDB — 2002.
19. 19 Ogilvie M. B. The Biographical Dictionary of Women in Science: Pioneering Lives From Ancient Times to the Mid-20th Century — Routledge, 2003. — Vol. 1. — P. 272. — 798 p. — ISBN 978-1-135-96342-2
20. 20 https://www.svoboda.org/a/27541292.html

 

Марина Остапець, кандидат медичних наук, доцент