Theodor Schwann (Polski)

patrząc w kontekście jego niepublikowanych prac i notatek laboratoryjnych, badania Schwanna można postrzegać jako „spójny i systematyczny program badawczy”, w którym procesy biologiczne są opisane w kategoriach obiektów materialnych lub „czynników” i przyczynowych zależności między siłami, które wywierają, a ich wymiernymi skutkami. Koncepcja komórki Schwanna jako podstawowej, aktywnej jednostki może być postrzegana jako fundamentalna dla rozwoju mikrobiologii jako „rygorystycznie zgodna z prawem nauka”.,: 121-122

tkanka mięśniowa

niektóre z najwcześniejszych prac Schwanna z 1835 roku dotyczyły skurczu mięśni, który uważał za punkt wyjścia dla „wprowadzenia obliczeń do fizjologii”.: 122he opracował i opisał eksperymentalną metodę obliczania siły skurczu mięśnia, kontrolując i mierząc inne zaangażowane zmienne. Jego technika pomiarowa została opracowana i wykorzystana później przez Emila du Bois-Reymonda i innych.Notatki Schwanna sugerują, że miał nadzieję odkryć prawidłowości i prawa procesów fizjologicznych.,

pepsyna

w 1835 roku stosunkowo niewiele wiadomo o procesach trawiennych. William Prout w 1824 roku poinformował, że soki trawienne zwierząt zawierały kwas solny. Schwann zdał sobie sprawę, że inne substancje w sokach trawiennych mogą również pomóc w rozbiciu żywności. Na początku 1836 roku Schwann zaczął badać procesy trawienne. Konceptualizował trawienie jako działanie czynnika fizjologicznego, który, choć nie od razu widoczny lub mierzalny, mógłby być eksperymentalnie scharakteryzowany jako „specyficzna substancja”.,: 124-125

W końcu Schwann znalazł pepsynę enzymatyczną, którą z powodzeniem wyizolował z błony śluzowej żołądka i nazwał w 1836. Schwann ukuł swoją nazwę od greckiego słowa πέψις pepsis, oznaczającego ” trawienie „(od πέπτειν peptein”trawienie”).Pepsyna była pierwszym enzymem wyizolowanym z tkanki zwierzęcej.Wykazał, że może on rozkładać albuminę z białka jaja kurzego na peptony.

co ważniejsze, Schwann napisał, że przeprowadzając takie analizy można w końcu „wyjaśnić cały proces rozwojowy życia we wszystkich zorganizowanych organizmach.,”: 126 W następnym roku badał zarówno rozkład, jak i oddychanie, konstruując aparaturę, którą później zaadaptował do badania drożdży.:128

drożdże, fermentacja i samoistne wytwarzanie

następny Schwann badał drożdże i fermentację. Jego praca na temat drożdży była niezależna od prac Charlesa Cagniarda de la Tour i Friedricha Traugotta Kützinga, z których wszyscy opublikowali pracę w 1837 roku. Do 1836 roku Schwann przeprowadził liczne eksperymenty dotyczące fermentacji alkoholowej., Potężne mikroskopy umożliwiły mu szczegółową obserwację komórek drożdży i rozpoznanie, że były to maleńkie organizmy, których struktury przypominały struktury roślin.

Schwann wykraczał poza innych, którzy po prostu zauważyli namnażanie drożdży podczas fermentacji alkoholowej, najpierw przypisując drożdże roli głównego czynnika przyczynowego, a następnie twierdząc, że są żywe. Schwann wykorzystał mikroskop do przeprowadzenia starannie zaplanowanej serii eksperymentów, w których przeciwstawiono dwie popularne teorie fermentacji w drożdżach., Najpierw kontrolował temperaturę płynu z fermentacji piwa w zamkniętym naczyniu w obecności tlenu. Po podgrzaniu ciecz nie może już fermentować. Obaliło to spekulacje Josepha Louisa Gay-Lussaca, że tlen powoduje fermentację. Zasugerował, że pewien rodzaj mikroorganizmu był niezbędny do tego procesu. Następnie Schwann przetestował działanie oczyszczonego i nieoczyszczonego powietrza. Sterylizował powietrze przepuszczając je przez podgrzewane szklane żarówki. Fermentacja nie zachodzi w obecności oczyszczonego powietrza., Nastąpiło to w obecności nieoczyszczonego powietrza, co sugeruje, że coś w powietrzu rozpoczęło proces. Był to silny dowód przeciwko teorii spontanicznego generowania, idei, że żywe organizmy mogą rozwijać się z nieożywionej materii.

Schwann udowodnił, że fermentacja wymaga rozpoczęcia obecności drożdży i zatrzymała się, gdy drożdże przestały rosnąć.Stwierdził, że cukier został przekształcony w alkohol w ramach organicznego procesu biologicznego opartego na działaniu żywej substancji, drożdży., Wykazał, że fermentacja nie jest nieorganicznym procesem chemicznym, takim jak utlenianie cukru. Żywe drożdże były niezbędne do reakcji, która produkowałaby więcej drożdży.

chociaż Schwann miał rację, jego pomysły wyprzedziły większość jego rówieśników. Przeciwstawiali się im Justus von Liebig i Friedrich Wöhler, którzy postrzegali jego nacisk na znaczenie żywego organizmu jako wspierającego witalizm. Liebig natomiast postrzegał fermentację jako serię czysto chemicznych zdarzeń, bez udziału żywej materii.,Jak na ironię, praca Schwanna była później postrzegana jako pierwszy krok od witalizmu.: 56-57 Schwann był pierwszym z uczniów Müllera, który pracował nad fizyczno-chemicznym wyjaśnieniem życia. Pogląd Schwanna poparł konceptualizację żywych istot w kategoriach biologicznych reakcji chemii organicznej, podczas gdy Liebig starał się zredukować reakcje biologiczne do chemii czysto nieorganicznej.

wartość prac Schwanna nad fermentacją ostatecznie zostanie rozpoznana przez Louisa Pasteura, dziesięć lat później., Pasteur rozpoczął swoje badania nad fermentacją w 1857 roku, powtarzając i potwierdzając pracę Schwanna, akceptując, że drożdże są żywe, a następnie kontynuując badania nad fermentacją. Pasteur, a nie Schwann, zakwestionowałby poglądy Liebiga w Liebig-Pasteur dispute.In teoria zarodka Pasteura, a także jego antyseptyczne zastosowania przez Listera, można prześledzić wpływ Schwanna.

teoria komórek

w 1837 roku Matthias Jakob Schleiden zauważył i stwierdził, że nowe komórki roślinne powstają z jąder starych komórek roślinnych., Jadając ze Schwannem pewnego dnia, ich rozmowa obróciła się w jądra komórek roślinnych i zwierzęcych. Schwann pamiętał, że widział podobne struktury w komórkach notochordu (co wykazał Müller) i natychmiast zdał sobie sprawę, jak ważne jest połączenie tych dwóch zjawisk. Podobieństwo zostało potwierdzone przez obu obserwatorów. W dalszych eksperymentach Schwann badał tkanki notochordalne i chrząstki z larw ropuchy, a także tkanki z zarodków świń, ustalając, że tkanki zwierzęce składają się z komórek, z których każda ma jądro.,

Schwann opublikował swoje obserwacje w 1838 roku w Neue notisen geb. nat.- heilk. W 1839 roku ukazała się jego książka Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen (badania mikroskopowe nad podobieństwem struktury i wzrostu zwierząt i roślin). Jest uważany za dzieło przełomowe, fundamentalne dla współczesnej biologii.

w nim Schwann oświadczył, że „wszystkie żywe istoty składają się z komórek i produktów komórkowych”., Wyciągnął trzy dalsze wnioski na temat komórek, które uformowały jego teorię komórek lub doktrynę komórkową. Pierwsze dwa były poprawne:

1. komórka jest jednostką struktury, fizjologii i organizacji w żywych istotach.
2. komórka zachowuje podwójne istnienie jako odrębny byt i budulec w budowie organizmów.

w latach sześćdziesiątych XX wieku zasady te były akceptowaną podstawą teorii komórek, używaną do opisu elementarnego składu anatomicznego roślin i zwierząt.

Teoria i obserwacje Schwanna stworzyły podstawy współczesnej histologii., Schwann twierdził, że ” istnieje jedna uniwersalna zasada rozwoju elementarnych części organizmów, jednak inna, a zasadą tą jest tworzenie komórek.”Schwann poparł to twierdzenie, badając dorosłe tkanki zwierzęce i pokazując, że wszystkie tkanki można zaklasyfikować pod względem pięciu rodzajów wysoce zróżnicowanych tkanek komórkowych.

1. komórki, które są niezależne i oddzielone, np. komórki krwi
2. komórki, które są niezależne, ale splecione ze sobą warstwami, np. skóra, paznokcie, pióra
3. komórki, których ściany łączące się połączyły, np., chrząstki, kości i szkliwo zębów
4. wydłużone komórki tworzące włókna, np. ścięgna i więzadła
5. komórki powstałe w wyniku połączenia ścian i ubytków, np. mięśnie, ścięgna i nerwy

jego obserwacja, że jednokomórkowa komórka jajowa ostatecznie staje się kompletnym organizmem, ustanowiła jedną z podstawowych zasad embriologii.

trzecia zasada Schwanna, spekulująca na temat powstawania komórek, została później obalona. Schwann postawił hipotezę, że żywe komórki formowały się w sposób podobny do powstawania kryształów., Biolodzy ostatecznie zaakceptowali pogląd Rudolfa Virchowa, który spopularyzował maximum Omnis cellula e cellula-że każda komórka powstaje z innej komórki—w 1857 roku. Epigramat został pierwotnie przedstawiony przez François-Vincenta Raspaila w 1825 roku, ale pisma Raspaila były niepopularne, częściowo ze względu na jego republikańskie uczucia. Nie ma dowodów na to, że Schwann i Raspail byli świadomi swojej pracy.:630-631

wyspecjalizowane komórki

Schwann szczególnie interesował się tkankami nerwowymi i mięśniowymi., W ramach swoich starań, aby sklasyfikować tkanki ciała pod względem ich komórkowej natury, odkrył komórki, które otaczają włókna nerwowe, które są obecnie nazywane komórkami Schwanna na jego cześć. Jak powstawały tłuste osłonki mielinowe nerwów obwodowych była kwestią dyskusyjną, na którą nie można było odpowiedzieć, dopóki nie wynaleziono mikroskopu elektronowego. Wszystkie aksony w obwodowym układzie nerwowym są obecnie owinięte w komórki Schwanna. Ich mechanizmy są nadal badane.

Schwann odkrył również, że tkanka mięśniowa w górnym przełyku była prążkowana., Spekulował, że muskularny charakter przełyku umożliwił mu działanie jak rura, przenosząc pokarm między ustami a żołądkiem.

badając zęby, Schwann jako pierwszy zauważył „cylindryczne komórki” połączone zarówno z wewnętrzną powierzchnią szkliwa, jak i miazgi. Zidentyfikował również włókna w zębach zębowych, które później stały się znane jako włókna „Tomes”s”. Spekulował na temat możliwego znaczenia strukturalnego i funkcjonalnego rurek i włókien.,

metabolizm

w swoich badaniach mikroskopowych Schwann wprowadził termin „metabolizm”, który po raz pierwszy użył w Niemieckiej formie przymiotnikowej „metabolische”, aby opisać chemiczne działanie komórek. Teksty francuskie w latach 60. zaczęły używać le métabolisme. Metabolizm został wprowadzony na język angielski przez Michaela Fostera w jego podręczniku fizjologii w 1878 roku.