cuando se ve en el contexto de sus escritos inéditos y notas de laboratorio, la investigación de Schwann puede verse como » un programa de investigación coherente y sistemático «en el que los procesos biológicos se describen en términos de objetos materiales o» agentes», y las dependencias causales entre las fuerzas que ejercen, y sus efectos medibles. La idea de Schwann de la célula como una unidad fundamental y activa puede verse como fundamental para el desarrollo de la microbiología como «una ciencia rigurosamente legal».,: 121-122
Muscle tissue
Some of Schwann»s earliest work in 1835 involved muscle contraction, which he saw as a starting point for «the introduction of calculation to physiology».: 122el desarrolló y describió un método experimental para calcular la fuerza de contracción del músculo, mediante el control y la medición de las otras variables involucradas. Su técnica de medición fue desarrollada y utilizada más tarde por Emil du Bois-Reymond y otros.Schwann » s notas sugieren que esperaba descubrir regularidades y leyes de los procesos fisiológicos.,
pepsina
en 1835, se sabía relativamente poco sobre los procesos digestivos. William Prout había informado en 1824 que los jugos digestivos de los animales contenían ácido clorhídrico. Schwann se dio cuenta de que otras sustancias en los jugos digestivos también podrían ayudar a descomponer los alimentos. A principios de 1836, Schwann comenzó a estudiar los procesos digestivos. Conceptualizó la digestión como la acción de un agente fisiológico, que, aunque no es inmediatamente visible o medible, podría caracterizarse experimentalmente como una «sustancia específica peculiar».,: 124-125
finalmente Schwann encontró la enzima pepsina, que aisló con éxito del revestimiento del estómago y nombró en 1836. Schwann acuñó su nombre de la palabra griega πέψις pepsis, que significa » digestión «(de πέπτειν peptein»digerir»).La pepsina fue la primera enzima que se aisló del tejido animal.Demostró que podía descomponer la albúmina de la clara de huevo en peptonas.
aún más importante, Schwann escribió, al llevar a cabo tales análisis uno podría eventualmente » explicar todo el proceso de desarrollo de la vida en todos los cuerpos organizados.,»: 126 durante el año siguiente, estudió la descomposición y la respiración, construyendo aparatos que más tarde adaptaría para el estudio de la levadura.: 128
levadura, fermentación y generación espontánea
NEXT Schwann estudió levadura y fermentación. Su trabajo sobre la levadura fue independiente del trabajo realizado por Charles Cagniard De La Tour y Friedrich Traugott Kützing, todos los cuales publicaron trabajos en 1837. En 1836, Schwann había llevado a cabo numerosos experimentos sobre la fermentación alcohólica., Potentes microscopios le permitieron observar las células de levadura en detalle y reconocer que eran organismos diminutos cuyas estructuras se asemejaban a las de las plantas.
Schwann fue más allá de otros que simplemente habían notado la multiplicación de la levadura durante la fermentación alcohólica, primero asignando a la levadura el papel de un factor causal primario, y luego afirmando que estaba viva. Schwann utilizó el microscopio para llevar a cabo una serie de experimentos cuidadosamente planificados que contraindicaron dos teorías populares de la fermentación en levadura., Primero controló la temperatura del fluido de la fermentación de la cerveza en un recipiente cerrado en presencia de oxígeno. Una vez calentado, el líquido ya no podía fermentar. Esto refutó la especulación de Joseph Louis Gay-Lussac de que el oxígeno causó la fermentación. Sugirió que algún tipo de microorganismo era necesario para que el proceso sucediera. A continuación, Schwann probó los efectos del aire purificado y el aire no purificado. Esterilizó el aire pasándolo a través de bombillas de vidrio calentadas. La fermentación no se produjo en presencia de aire purificado., Ocurrió en presencia de aire no purificado, lo que sugiere que algo en el aire comenzó el proceso. Esta fue una fuerte evidencia contra la teoría de la generación espontánea, la idea de que los organismos vivos podrían desarrollarse a partir de la materia no viviente.
Schwann había demostrado que la fermentación requería la presencia de levaduras para comenzar, y se detuvo cuando las levaduras dejaron de crecer.Concluyó que el azúcar se convirtió en alcohol como parte de un proceso biológico orgánico basado en la acción de una sustancia viva, la levadura., Demostró que la fermentación no era un proceso químico inorgánico como la oxidación del azúcar. La levadura viva era necesaria para la reacción que produciría más levadura.
aunque Schwann tenía razón, sus ideas estaban por delante de la mayoría de sus compañeros. Se opusieron fuertemente Justus von Liebig y Friedrich Wöhler, quienes vieron su énfasis en la importancia de un organismo vivo como apoyo al vitalismo. Liebig, por el contrario, vio la fermentación como una serie de eventos puramente químicos, sin involucrar materia viva.,Irónicamente, el trabajo de Schwann fue visto más tarde como un primer paso lejos del vitalismo.: 56-57 Schwann fue el primero de los alumnos de Müller en trabajar hacia una explicación físico-química de la vida. La visión de Schwann promovió una conceptualización de los seres vivos en términos de las reacciones biológicas de la química orgánica, mientras que Liebig buscó reducir las reacciones biológicas a la química puramente inorgánica.
El valor del trabajo de Schwann en la fermentación finalmente sería reconocido por Louis Pasteur, diez años más tarde., Pasteur comenzaría su investigación de fermentación en 1857 repitiendo y confirmando el trabajo de Schwann, aceptando que la levadura estaba viva, y luego llevando la investigación de fermentación más allá. Pasteur, No Schwann, desafiaría las opiniones de Liebig en el Liebig-Pasteur dispute.In retrospect, la teoría de los gérmenes de Pasteur, así como sus aplicaciones antisépticas por Lister, se pueden rastrear a la influencia de Schwann.
teoría celular
en 1837, Matthias Jakob Schleiden vio y declaró que las nuevas células vegetales se formaron a partir de los núcleos de células vegetales antiguas., Cenando con Schwann un día, su conversación giró en torno a los núcleos de células vegetales y animales. Schwann recordó haber visto estructuras similares en las células de la notocordia (como había sido mostrado por Müller) e instantáneamente se dio cuenta de la importancia de conectar los dos fenómenos. El parecido fue confirmado sin demora por ambos observadores. En otros experimentos, Schwann examinó el tejido notocordal y el cartílago de las larvas de sapo, así como los tejidos de embriones de cerdo, estableciendo que los tejidos animales están compuestos de células, cada una de las cuales tiene un núcleo.,
Schwann publicó sus observaciones en 1838 en el Neue notisen geb. NAT.- heilk. Esto fue seguido en 1839 por la publicación de su libro Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen (investigaciones microscópicas sobre la similitud de la estructura y el crecimiento de animales y plantas). Se considera una obra histórica, fundamental para la biología moderna.
en él Schwann declaró que «todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares»., Extrajo tres conclusiones adicionales sobre las células, que formaron su teoría celular o doctrina celular. Las dos primeras fueron correctas:
- La célula es la unidad de estructura, fisiología y organización en los seres vivos.
- la célula conserva una existencia dual como una entidad distinta y un bloque de construcción en la construcción de organismos.
para la década de 1860, estos principios fueron la base aceptada de la teoría celular, utilizada para describir la composición anatómica elemental de plantas y animales.
La teoría y las observaciones de Schwann crearon una base para la histología moderna., Schwann afirmó que » hay un principio universal de desarrollo para las partes elementales de los organismos, sin embargo diferente, y este principio es la formación de células.»Schwann apoyó esta afirmación examinando los tejidos animales adultos y mostrando que todos los tejidos podrían clasificarse en términos de cinco tipos de tejidos celulares altamente diferenciados.
- Células que son independientes y separadas, por ejemplo, células sanguíneas
- Células que son independientes pero compactadas en capas, por ejemplo, piel, uñas, plumas
- Células cuyas paredes de conexión se han unido, por ejemplo., cartílago, huesos y esmalte dental
- células alargadas que forman fibras, por ejemplo tendones y ligamentos
- células formadas por la fusión de paredes y cavidades, por ejemplo músculos, tendones y nervios
su observación de que el óvulo unicelular finalmente se convierte en un organismo completo, estableció uno de los principios básicos de la embriología.
El tercer principio de Schwann, especulando sobre la formación de células, fue posteriormente refutado. Schwann hipotetizó que las células vivas se formaron de manera similar a la formación de cristales., Los biólogos eventualmente aceptarían la opinión del patólogo Rudolf Virchow, quien popularizó la máxima Omnis cellula e cellula—que cada célula surge de otra célula—en 1857. El epigrama fue presentado originalmente por François-Vincent Raspail en 1825, pero los escritos de Raspail fueron impopulares, en parte debido a sus sentimientos republicanos. No hay evidencia que sugiera que Schwann y Raspail estaban al tanto del trabajo del otro.: 630-631
células especializadas
Schwann estaba particularmente interesado en los tejidos nerviosos y musculares., Como parte de sus esfuerzos para clasificar los tejidos corporales en términos de su naturaleza celular, descubrió las células que envuelven las fibras nerviosas, que ahora se llaman células de Schwann en su honor. Cómo se formaron las vainas de mielina grasa de los nervios periféricos fue un tema de debate que no pudo responderse hasta que se inventó el microscopio electrónico. Ahora se sabe que todos los axones del sistema nervioso periférico están envueltos en células de Schwann. Se siguen estudiando sus mecanismos.
Schwann también descubrió que el tejido muscular en la parte superior del esófago estaba estriado., Especuló que la naturaleza muscular del esófago le permitía actuar como una tubería, moviendo los alimentos entre la boca y el estómago.
Al examinar los dientes, Schwann fue el PRIMERO en notar «células cilíndricas» conectadas tanto a la superficie interna del esmalte como a la pulpa. También identificó fibrillas en los tubos dentinales, que más tarde se conocerían como fibras de»tomos». Especuló sobre la posible importancia estructural y funcional de los tubos y las fibrillas.,
metabolismo
en sus investigaciones microscópicas, Schwann introdujo el término «metabolismo», que utilizó por primera vez en la forma adjetival alemana» metabolische » para describir la acción química de las células. Los textos franceses en la década de 1860 comenzaron a utilizar le métabolisme. El metabolismo fue introducido en Inglés por Michael Foster en su libro de Fisiología en 1878.