Prof. dr Otto Heinrich Warburg

Czy kiedykolwiek słyszałeś/ słyszałaś nazwisko, Otto Heinrich Wartburg?

Podejrzewam, że nie, a jeśli tak to jesteś jedną z naprawdę nielicznych osób, które o tym wielkim człowieku, kiedykolwiek słyszały i cokolwiek wiedzą. 


     Obecnie co rusz słyszymy w mediach o rewolucji w walce z nowotworami, o nowej metodzie, nowym leku, nowym urządzeniu, po czym zapada ponownie cisza, do następnego newsa a choroba ta nadal zbiera, jak zbierała ogromne żniwa i przenosi ludzi w ogromnym cierpieniu na tamten świat. Należałoby sobie, a może raczej zarządom czy udziałowcom, potężnych korporacyjnych koncernów farmaceutycznych, zadać jedno zasadnicze pytanie, mianowicie, dlaczego nie rozwijają dalej badań profesora doktora Otto Heinricha Wartburga, dlaczego nie idą w tym kierunku. Skoro już raptem sto lat temu, ten właśnie człowiek, trzykrotny laureat Nagrody Nobla, a raz w 1931 jej zdobywca, odkrył, opisał i udowodnił cały przebieg powstawania, rozwoju i funkcjonowania komórek nowotworowych. Chyba każdy sam potrafi na to pytanie odpowiedzieć, ja nie będę tego komentował. Ale do rzeczy, przyjrzyjmy się może bliżej osobie Otto Wartburga oraz jego pracy. 

Profesor doktor Otto Heinrich Wartburg urodził się 8 października 1883 we Fryburgu Bryzgowijskim (Badenia), zmarł 1 sierpnia 1970 w Berlinie. Wybitny niemiecki biochemik, trzykrotnie nominowany, a w roku 1931 zdobywca Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Od 1915 profesor Uniwersytetu w Berlinie, od 1930 dyrektor Kaiser-Wilhelm-Institut für Zellphysiologie w Berlinie-Dahlem. Od 1934 członek Towarzystwa Królewskiego (Royal Society) w Londynie. 

Otto Heinrich Warburg uczył się początkowo w szkole prywatnej i Berthold-Gymnasium w rodzinnym mieście. W domu ojca profesora fizyki Emila Gabriela Warburga i jego żony Elisabeth z domu Gärtner przebywali czołowi naukowcy tacy jak Max Planck, Albert Einstein, Walther Nernst i Emil Fischer. Po przeprowadzeniu się rodziny do Berlina w 1895 roku kontynuował naukę w Friedrichswerdersches Gymnasium. Po zdanej w 1901 roku maturze studiował chemię na uniwersytecie we Fryburgu w Bryzgowi, a od 1903 roku kontynuował studia na uniwersytecie w Berlinie, gdzie w 1906 roku doktoryzował się z zakresu chemii u profesora Emila Fischera, którego styl i dyscyplina pracy wywarły na niego trwały wpływ. Od 1906 roku studiował medycynę na uniwersytecie w Heidelbergu, gdzie w 1911 uzyskał stopień doktora nauk medycznych. W Heidelbergu został asystentem Ludolfa von Krehla w Klinice Medycznej. W następnym roku habilitował się na uniwersytecie w Heidelbergu z dziedziny fizjologii. Do 1914 roku opublikował około 30 prac, które ugruntowały jego renomę wybitnego badacza. Już w tym czasie jego studia dotyczyły zagadnień oddychania komórkowego, przy czym był przekonany, że prawa chemii i fizyki obowiązują w dziedzinie żywych komórek. 


Otto Heinrich Warburg pracował w latach 1908–1914 w ramach pobytów badawczych w Stacji Zoologicznej (wł. Stazione Zoologica Anton Dohrn) w Neapolu. W 1913 roku został członkiem Towarzystwa im. Cesarza Wilhelma (Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft) w Berlinie, gdzie działalność rozpoczął 1 kwietnia 1914 roku. Po uczestnictwie w I wojnie światowej był od 1918 roku kierownikiem oddziału biologicznego w Instytucie im. Cesarza Wilhelma (Kaiser-Wilhelm-Institut) w Berlinie-Dahlem. Poza tym od 1921 do 1923 piastował funkcję profesora nadzwyczajnego fizjologii na Wydziale Medycznym Uniwersytetu im. Fryderyka Wilhelma w Berlinie. W 1924 roku udało mu się odkryć enzym oddechowy (tzw. oddechowy enzym Warburga, oksydaza cytochromowa), za co 7 lat później otrzymał Nagrodę Nobla (1931). Inne wieloletnie badania Warburga dotyczyły fotosyntezy, jej energetyki i związanej z nią rolą chlorków. Od okresu studenckiego zajmował się także metabolizmem tkankowym, a szczególnie zainteresowały go kwestie nowotworów. W 1927 roku nominowano go pierwszy raz do Nagrody Nobla za prace dotyczące raka. W 1930 roku założył w Berlinie-Dahlem Instytut Cytofizjologii im. Cesarza Wilhelma (Kaiser-Wilhelm-Instituts für Zellphysiologie), którego dyrektorem był do 1967 roku, a który od 1953 roku nosi nazwę Instytut Cytofizjologii im. Maxa Plancka (Max-Planck-Institut für Zellphysiologie). Od 1939 roku zaczęły się naciski nazistów na Warburga z powodu jego żydowskiego pochodzenia i jedynie dzięki Hermannowi Göringowi został zaklasyfikowany jako „mieszaniec 4 stopnia” (według obowiązującego prawa był „mieszańcem 1 stopnia), co przypuszczalnie spowodowane było jego badaniami nad przyczynami powstawania raka. W 1941 roku zdymisjonowano go wprawdzie ze stanowiska dyrektora instytutu, ale nadal pracował, a w 1942 (przypuszczalnie dzięki pośrednictwu chemika Waltera Juliusa Viktora Schoellera) przywrócono go na poprzednie stanowisko. Instytut zakwalifikowano jako „uznane przedsiębiorstwo gospodarki wojennej”. W 1944 roku nominowano Warburga trzeci raz do Nagrody Nobla za odkrycie i wyjaśnienie sposobu działania dwóch katalizatorów oddechowych. Po wojnie Otto Heinrich Warburg został w 1946 roku członkiem Niemieckiej Akademii Nauk i profesorem w nowo utworzonym Instytucie Cytofizjologii im. Maxa Plancka (Max-Planck-Institut für Zellphysiologie). W 1956 roku powołano go na członka Niemieckiej Akademii Przyrodników Leopoldina. 


W dowód uznania za dokonania Warburg otrzymał liczne nagrody, wyróżnienia i odznaczenia m.in. Orden Pour le mérite für Wissenschaften und Künste (za zasługi w dziedzinie nauki i sztuki, 1951), Wielki Krzyż Zasługi Republiki Federalnej Niemiec (Großes Verdienstkreuz der Bundesrepublik Deutschland, 1953), Nagrodę im. Paula Ehrlicha i Ludwiga Darmstaedter (Paul-Ehrlich-und-Ludwig-Darmstaedter-Preis, 1962) i Medal im. Harnacka (Harnack-Medaille nadawany przez Max-Planck-Gesellschaft, 1963). Poza tym był doktorem honoris causa kilku uniwersytetów niemieckich i zagranicznych; chociaż liczne uniwersytety na świecie chciały mu nadać tytuł doktora honoris causa, to on odmawiał, gdyż uważał związany z tytułem wyjazd do uniwersytetu, który go chciał uhonorować, za czas stracony i jedynie odrywanie go od prac badawczych. 


Otto Heinrich Warburg pochłonięty prowadzonymi badaniami tolerował wokół siebie grono tylko nielicznych współpracowników w instytucie i to samo dotyczyło studentów, wśród których znalazło się trzech laureatów Nagrody Nobla: Otto Meyerhoff, Hans Krebs i Hugo Theorell. Badał między innymi, procesy oddychania komórkowego, grup prostetycznych enzymów flawinowych i dehydrogenaz, enzymów oddechowych (tzw. oddechowy enzym Warburga, cytochromy) oraz mechanizm oddychania tkanek nowotworowych. Dokonał odkrycia roli witaminy (PP i B2) w dziedzinie procesów fizjologii komórek nowotworowych oraz odkrył enzymy oddechowe w żywych komórkach, określił ich budowę i działanie, za co otrzymał w 1931 Nagrodę Nobla, w dziedzinie medycyny. Prowadził badania dotyczące fotosyntezy, jej energetyki i związanej z nią rolą chlorków oraz nad powstawaniem i rozwojem komórek nowotworowych. Duży udział w naukowym sukcesie Warburga stanowiła metodyka badań, którą częściowo sam stworzył i ciągle rozwijał. Jego udoskonalenie manometrii (pomiar ciśnienia) do mierzenia reakcji, w których uczestniczą gazy, stało się najważniejszą metodą biochemiczną na wiele lat. Została ona zastąpiona przez czulszą spektrofotometrię, do której rozwoju także istotnie się przyczynił. Badania Warburga dotyczyły także sekcjonowania tkanek, jak również techniki krystalizacji enzymów. 


     Otto Warburg już na początku XX wieku twierdził, że osłabiony układ immunologiczny i zaburzona przemiana materii prowadzą do powstawania komórek nowotworowych w organizmie człowieka. Udowodnił, że rozwój raka jest procesem anaerobowym. Już na początku swoich badań nad przyczynami powstawania nowotworów opowiedział się za ograniczeniem palenia, stosowaniem używek (szczególnie cukru) i emisji spalin samochodowych. W ostatnim dziesięcioleciu swojego życia unikał wszelkich dodatków do jedzenia, zdając sobie sprawę z ilości zawartych w nich substancji rakotwórczych. Kazał dla siebie piec chleb ze specjalnej mąki, utrzymywał własny ogród z owocami i jarzynami, jak również hodował własne kury, kaczki, gęsi i itp. Nawet masło i śmietana wytwarzane były w jego laboratorium z wybranego mleka. 

Hipoteza Warburga  

   Otto Heinrich Warburg ustalił, że komórki nowotworowe wyróżniają się niezwykłą koncentracją mleczanu, produktu glikolizy beztlenowej, chociaż dostępna była wystarczająca ilość tlenu do spalania za pomocą mitochondriów. Z tego wyprowadził w 1930 roku hipotezę, że zaburzenie lub przerwanie funkcji mitochondriów w komórkach nowotworowych jest podstawową przyczyną rozrostu nowotworu. Grupa naukowców z Jeny i Poczdamu wykazała w badaniach prowadzonych na myszach laboratoryjnych, że tempo wzrostu nowotworu zależne jest od procesów metabolicznych, i że można na nie skutecznie wpływać. Amerykańscy naukowcy z Boston College odkryli w 2008 roku, że kardiolipina występująca w mitochondrium u myszy chorych na raka i zdrowych się różni. Odkrycie to wskazuje na prawdziwość hipotezy Warburga. 

A więc reasumując w wielkim skrócie. 

Otto Heinrich Wartburg odkrył, że. Przyczyną nowotworów jest zbyt duża kwasowość organizmu. Co oznacza, że pH, czyli potencjał wodorowy w organizmie, jest poniżej normalnego poziomu wynoszącego 7,365. Warburg badał metabolizm guzów nowotworowych oraz oddychanie komórkowe i odkrył, że komórki nowotworowe utrzymują się i rozwijają w niższym pH, już przy pH=6, czyli środowisku kwaśnym, jest to spowodowane produkcją kwasu mlekowego i podniesionego poziomu CO2. Warburg twierdził, że istnieje bezpośredni związek pomiędzy pH a tlenem. Wyższe pH, czyli odczyn zasadowy, oznacza większe stężenie cząsteczek tlenu, podczas gdy niższe pH – odczyn kwaśny, oznacza niższe stężenie tlenu … sam tlen jest potrzebny do utrzymania i funkcjonowania zdrowych komórek.   

Poniżej znajduje się kilka bezpośrednich cytatów wygłoszonych przez Warburga podczas wykładów z medycyny:   

     „Tkanki nowotworowe są kwaśne, natomiast zdrowe tkanki są alkaliczne. Woda rozdziela się na jony H + i OH-, jeśli istnieje nadmiar jonów H + to występuje odczyn kwaśny. Gdy istnieje nadmiar jonów OH-, to mamy do czynienia z odczynem zasadowym”.

     W swojej pracy „Metabolizm Nowotworów”, Warburg wykazał, że wszystkie formy nowotworowe charakteryzowane są przez dwa podstawowe warunki: kwasica oraz hipoksja (brak tlenu).

     „Brak tlenu i występowanie kwasicy to dwie strony tego samego medalu: jeśli masz jedno, masz też drugie”

     „Wszystkie zdrowe, normalne komórki bezwzględnie wymagają tlenu, ale komórki nowotworowe mogą żyć bez niego – Reguła, od której nie ma wyjątku”

     „Jeśli by pozbawić komórkę 35% jej tlenu, to przez 48 godzin może zamienić się w komórkę nowotworową”.

Dla Warburga stało się jasne, że główną przyczyną raka jest niedobór tlenu, który tworzy kwaśny stan w organizmie człowieka. Dr Warburg odkrył również, że komórki nowotworowe są beztlenowe (nie oddychają tlenem) i nie mogą przetrwać w obecności dużej ilości tlenu, która jest obecna w alkalicznym organizmie.  

     Wybrane dzieła 

– Über den Stoffwechsel der Tumoren (O metabolizmie nowotworów), 1926. 
– Über die katalytischen Wirkungen der lebendigen Substanz (O katalitycznym działaniu substancji żywej), 1928. 
– Schwermetalle als Wirkungsgruppen von Fermenten (Metale ciężkie jako grupy funkcyjne enzymów), 1946. 
– Ideen zur Fermentchemie der Tumoren (Idee dotyczące chemii enzymów nowotworów), 1947. 
– Wasserstoffübertragende Fermente (Enzymy przenoszące wodór), 1948. 
– Weiterentwicklung der zellphysiologischen Methoden (Dalszy rozwój metod cytofizjologicznych), 1962.   

     Literatura  
– Hans Krebs: Otto Warburg. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1979, ISBN 3-8047-0569-3. 
– Ekkehard Höxtermann i Ulrich Sucker: Otto Warburg. BSB B. G. Teubner, Leipzig 1989, ISBN 3-322-00690-5. 
– Petra Werner: Otto Warburg. Von der Zellphysiologie zur Krebsforschung. Biographie. Berlin 1988, ISBN 3-355-00789-7.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *