Jak znakowanie izotopów odkrywa tajemnice ludzkiego metabolizmu

15

Rudolf Scheinheimer był człowiekiem, który patrząc na kawałek chleba, widział poruszający się cel.

Urodzony w Berlinie w 1898 roku, został biochemikiem, który zmienił nasze rozumienie ludzkiego ciała. Nie mówimy o sekcjach zwłok. Nie opiera się to na domysłach. Można to jednak osiągnąć poprzez tagowanie.

Opracował technikę „znakowania” cząsteczek izotopami radioaktywnymi. To brzmi jak science fiction. Wtedy wydawało się to magią. Umożliwiło to naukowcom śledzenie ruchu materii organicznej w zwierzętach i roślinach. Wcześniej metabolizm był czarną skrzynką. Wiemy, że żywność przychodzi i wiemy, że wyrzucane są odpady. Nie wiemy, co dzieje się w chaotycznym środku.

Scheinheimer otworzył to pudełko.

Połączenie z ciężkim wodorem

Scheinheimer studiował medycynę na Uniwersytecie w Berlinie, którą ukończył w 1923 r. Do 1933 r. wykładał biochemię w Lipsku i Fryburgu. Sytuacja polityczna w Niemczech zmieniała się. Pojechał do Stanów Zjednoczonych.

Wstąpił na Uniwersytet Columbia. Współpracował tam z Haroldem Ureyem. Urey odkrył deuter, znany również jako ciężki wodór. To jest izotop wodoru. Ma neutron w swoim rdzeniu. Dlatego jest cięższy od zwykłego wodoru. Jednak chemicznie zachowuje się prawie tak samo.

To jest kluczowy punkt.

Scheinheimer i jego kolega David Rittenberg wykorzystali te izotopy do oznaczania składników żywności. Karmili zwierzęta oznakowanymi składnikami odżywczymi. Następnie zbadali tkankę. Pojawiły się izotopy. Pozostali na miejscu. Lub przeniesiony. Pokazali drogę.

„Te izotopy znajdują się w tkankach karmionych zwierząt i pomagają nam zrozumieć, co dzieje się z żywnością podczas metabolizmu”.

Dlaczego to wszystko zmienia

Większość ludzi uważa metabolizm za proces statyczny. Jesz. Płoniesz. Gromadzisz.

Scheinheimer pokazał, że jest dynamiczny. Jest to stan stale zmieniający się. Cząsteczki w organizmie nie są utrwalone. Trwa ich wymiana. Stale.

Zastosował to do cholesterolu. Badał jego związek z miażdżycą. Pokazał, że cholesterol ma więcej aspektów, niż się wydaje. Jest syntetyzowany i niszczony. To część cyklu.

To zrozumienie pomaga wyjaśnić, dlaczego dieta jest ważna. Dlaczego organizm tak reaguje? Dlaczego niektóre substancje pozostają, a inne nie?

Tragiczny koniec

Scheinheimer był u szczytu swojej kariery. Zrewolucjonizował badania nad metabolizmem. Dał nauce nowe narzędzia. Sposób na zobaczenie niewidzialnego.

Zmarł w Nowym Jorku 11 września 1941 r. Popełnił samobójstwo. Przyczyny są złożone. Presja czasu. Stres z pracy. Cena osobista. Pozostaje ponurym przypisem w barwnej historii nauki.

Jednak jego metoda przetrwała. Śledzenie izotopowe stało się standardem we współczesnych badaniach. Używamy go do śledzenia leków. Do badań nad rakiem. Aby zrozumieć odżywianie. Nadal korzystamy z narzędzi, które pomógł stworzyć. Nadal monitorujemy izotopy.

Nadal nie widzimy wszystkiego. Ale widzimy więcej niż kiedykolwiek wcześniej.

Ciało to nie maszyna. To jest rzeka. Scheinheimer nauczył nas obserwować przepływ wody.