] Научная карьера
В 1931 году - лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины за открытие природы и функций «дыхательных ферментов».
В −1933 годах описал желтый дыхательный фермент и впервые осуществил кристаллизацию флавина («люмифлавин»).
В −1937 годах - проводил работы, связанные с открытием водородпереносящего фермента и его коферментной части, содержащей никотинамид.
В −1937 годах описал ферменты прямого окислительного превращения фосфорилированных гексоз с освобождением угольной кислоты.
В 1938 году изолировал и получил в кристаллическом виде флавинадениндинуклеотид, принимающий участие в качестве кофермента в построении ряда дегидрогеназ.
В −1944 годах исследовал ряд промежуточных реакций брожения и гликолиза, описал кристаллическую энолазу, механизм торможения фторидами энолазной реакции, получил в кристаллическом виде мышечную альдолазу и другие ферменты.
Видимо, нацистами «мишлинге » Варбург считался «полезным евреем» («Wertvolle Juden»), известно, например, что Адольф Гитлер в 1941 году приказал ему продолжить исследования рака в Институте физиологии клетки. В сентябре 1942 года Варбурга прировняли к немцам. Надо полагать, нацисты хотели всё-таки получить лекарство от этой пугающей болезни (Гитлер очень опасался заболеть раком), и поступились в случае с Варбургом своими «принципами». О деятельности Варбурга во время Второй мировой войны известно немного; например, что его лаборатория была переведена на окраину Берлина, чтобы избежать бомбовых ударов.
Исследования посвящены проблемам клеточного дыхания и фотосинтеза, изучению аэробных и анаэробных превращений углеводов. Разработал манометрический метод изучения дыхания и гликолиза и применение оптических, спектроскопических методов исследования с использованием как видимой, так и ультрафиолетовой части спектра. Изобрёл аппарат для изучения клеточного дыхания. Изучал окислительно-восстановительные процессы в живой клетке. Разработал и усовершенствовал многие приборы и инструменты, методы исследования биологических объектов, широко используемые в химии и физиологии. Изучал обмен веществ в клетках опухолей, вопросы фотосинтеза и химии брожения. Исследовал железосодержащий дыхательный фермент. Открыл железоорганическую природу дыхательных клеточных ферментов. Применил спектроскопическое исследование и установил характерное изменение спектра при подавлении дыхания окисью углерода. Пытаясь выявить биохимические изменения, происходящие в процессе превращения нормальных клеток (с контролируемым ростом) в раковые (с неконтролируемым ростом), Варбург измерял скорость потребления кислорода, используя тканевые срезы. Варбург обнаружил, что, хотя нормальные и опухолевые клетки потребляют эквивалентные количества кислорода, последние в присутствии кислорода вырабатывают ненормально большое количество молочной кислоты (глюкоза в присутствии кислорода распадается до молочной кислоты в большинстве тканей). Варбург заключил, что опухолевые клетки чаще используют анаэробный путь метаболизма глюкозы и что в действительности нормальные клетки трансформируются в злокачественные из-за недостатка кислорода. Варбург наблюдал, что нормальное аэробное дыхание ингибируется такими веществами, как цианид. Варбург полагал, что подобные окружающие вещества были вторичными причинами рака, и поэтому настаивал на выращивании собственных продуктов питания без применения искусственных удобрений или пестицидов. Он считал, что причиной рака может быть загрязнение окружающей среды. Варбург говорил: «Рак, в отличие от других заболеваний, имеет бесчисленное множество вторичных причин возникновения. Но даже для рака, есть всего одна первичная причина. Грубо говоря, первопричина рака - это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики - ферментацию глюкозы». Правда, позднее учёные пришли к выводу, что ведущей причиной онкологических заболеваний являются изменения на генетическом уровне.
Отто Генрих Варбург (нем. Otto Heinrich Warburg) - немецкий биохимик, доктор и физиолог, ученик Эмиля Фишера , лауреат Нобелевской премии, член Лондонского королевского общества. Один из выдающихся учёных двадцатого века в области цитологии.
Отто Генрих Варбург родился во Фрайбурге и был единственным сыном из четырех детей Элизабет (Гертнер) и Эмиля Варбургов. Отец Отто, профессор физики и талантливый музыкант, происходил из известной еврейской династии Варбург из Альтоны. Из рода Варбургов вышли известные учителя, ученые, бизнесмены, артисты, банкиры и филантропы.
Когда мальчику исполнилось 12 лет, семья переехала в Берлин, где его отец был назначен профессором физики местного университета. Отто получил начальное образование в гимназии Фридриха Вердера.
В доме Варбургов часто бывали музыканты, артисты и коллеги отца, в том числе физики Макс Планк , Альберт Эйнштейн , Вальтер Нернст , химик-органик Эмиль Фишер и физиолог Теодор Энгельман. Неудивительно, что мальчик увлекался литетраторурой, музыкой, историей и естественными науками.
В 1901 году Отто Варбург стал студентом-химиком знаменитого Фрайбургского университета , а два года спустя перешел в лабораторию Фишера в Берлинском университете. В 1906 году он получил степень доктора по химии в Берлинском университете, защитив диссертацию по оптической активности пептидов и их ферментативному гидролизу.
В надежде сделать открытия, которые могли бы привести к лечению рака, он начал изучать медицину в Гейдельбергском университете, работая в лаборатории выдающегося терапевта Рудольфа фон Креля и в 1911 г. он получил медицинскую степень.
В 1913 году Отто Варбург был избран членом Общества кайзера Вильгельма, самого известного научного общества Германии, и назначен руководителем отдела и лаборатории Института биологии кайзера Вильгельма в Берлине. Эти посты давали ему полную независимость в выборе предмета научных исследований.
Началась Первая Мировая война. В 1914 году молодой ученый пошел добровольцем в армию и в течение четырех лет служил в кавалерии. Он получил звание старшего лейтенанта, был ранен на русском фронте и награжден Железным крестом. Ему нравилась военная служба, и он приобрел себе в армии друзей на всю жизнь. Но в 1918 году Варбург вернулся в берлинскую лабораторию в должности профессора. Однако с военной поры он сохранил любовь к верховой езде и каждое утро до начала работы в течение многих лет совершал прогулки верхом.
В начале 20-х годов прошлого века ученый пытался выявить биохимические изменения, происходящие в процессе превращения нормальных клеток в раковые. Измеряя скорость потребления кислорода, он обнаружил, что, хотя нормальные и опухолевые клетки потребляют эквивалентные количества кислорода, последние в присутствии кислорода вырабатывают ненормально большое количество молочной кислоты.
Отто Варбург заключил, что опухолевые клетки чаще используют анаэробный путь метаболизма глюкозы и что в действительности нормальные клетки трансформируются в злокачественные из-за недостатка кислорода.
В конце 20-х гг. Варбург открыл дыхательный фермент цитохромоксидазу, катализирующую окислительные реакции на поверхности гранул и установил, что активным коферментом (органическим дополнительным фактором, необходимым для обеспечения нормальной активности фермента) цитохромоксидазы является молекула порфирина с атомом железа, действующим как переносчик кислорода. Это было первой идентификацией активной группы фермента.
Отто Генрих Варбург был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине 1931 г. «за открытие природы и механизма действия дыхательного фермента». Вручая премию за его «смелые идеи... проницательный ум и редкое совершенство в искусстве точного измерения», Эрик Хаммарстен из Каролинского института заметил, что это открытие «было первой демонстрацией эффективного катализатора, фермента, в живом организме; эта идентификация наиболее важна, потому что она проливает свет на основной процесс поддержания жизни».
К началу 30-х гг. Варбург, назначенный в 1931 г. директором вновь созданного Института физиологии клетки кайзера Вильгельма (позднее Макса Планка), выделил и кристаллизировал 9 ферментов анаэробного пути метаболизма глюкозы. Разработанный им спектрофотометрический метод был необходим для очистки ферментов. Занявшись фотосинтезом, ученый определил, насколько эффективно растения превращают углекислый газ и воду в глюкозу и кислород.
В годы Второй Мировой войны Варбург оставался в Германии и, несмотря на еврейское происхождение, имел возможность продолжать исследования по этиологии рака, к которому Гитлер испытывал болезненный страх. Хотя ему не разрешили преподавать, он занимался исследованиями в Институте физиологии клетки до 1943 г., пока бомбардировки союзных войск не вынудили его перевести лабораторию в имение, расположенное в 30 милях севернее Берлина. В конце войны библиотека и лабораторное оборудование ученого были конфискованы советскими оккупационными властями. Он продолжил свои исследования в Берлине спустя четыре года. Прежние ограничения были сняты и он смог ежегодно публиковать около пяти статей по результатам изучения фотосинтеза и рака.
На протяжении пятидесяти лет своей научной деятельности Отто Варбург вел исследования в трех направлениях: изучение фотосинтеза, рака и ферментов клеточных окислительных реакций. Им разработаны аналитические методы, включающие манометрию, спектрофотометрию, методы тканевых срезов для определения потребления кислорода без механического разрушения клеток.
Отто Варбург никогда не был женат. С 1919 г. и до конца жизни он дружил с Якобом Хейсом, который был неизменным его компаньоном и вел домашнее хозяйство, а позднее стал неофициальным секретарем и менеджером института. Верховая езда оставалась любимым развлечением ученого пока в возрасте 85 лет он не упал с лестницы, получив перелом шейки бедра. Через два года у него развился тромбоз глубоких вен.
Эту статью я специально решил посвятить личности Отто Варбурга (Уорбурга в английском произношении), поскольку его исследования позволили сформулировать основную причину возникновения любых раковых опухолей.
Иначе говоря, имя – Отто Варбург – должны знать все, кто уважает науку, ценит свое здоровье и, в частности, интересуется причиной возникновения раковых опухолей.
Несколько слов о биографии этого выдающегося человека
— Немецкий биохимик, доктор и физиолог.
— Один из выдающихся учёных двадцатого века в области цитологии
. Цитология изучает строение клеток, а также процессы их функционирования, размножения, старения, перерождения и т. п.
— Лауреат Нобелевской премии 1931 года.
— Член Лондонского королевского общества.
Некоторые факты из биографии
Родился 8 октября 1883 года в немецком городе Фрайбурге у Эмиля и Элизабет (Гертнер) Варбургов. У него было три сестры.
Отец Отто, был профессором физики и талантливым музыкантом, его предками были учителя, ученые, бизнесмены, артисты, банкиры и филантропы. Предки матери Варбурга были администраторами, судьями и военными. В доме Варбургов часто бывали музыканты, артисты и коллеги отца, в том числе физики Макс Планк, и Альберт Эйнштейн.
Начальное образование Варбург получил в гимназии Фридриха Вердера.
В 1901 году Варбург поступает в Фрейбургский университет, на отделение химии, где учится химии у выдающегося учёного Эрнста Фишера. В 1906 году Варбург защищает докторскую диссертацию по химии.
Далее Отто Варбург продолжил свое образование в Гейдельбергском универитете у Людольфа фон Крэля и в 1911 году заслужил степень Доктора медицины.
Между 1908 и 1914 годами работал в Международном центре биологических исследований: морской биологической станции Неаполя (Stazione Zoologica).
Когда началась первая мировая война, Варбург записался добровольцем в армию и непродолжительное время прослужил в чине офицера, в кавалерии вплоть до своего ранения. За заслуги во время Первой мировой войны Варбург награжден Железным крестом.
С 1915 года Варбург получает должность профессора физиологии Берлинского университета.
В 1931 возглавил Институт физиологии клетки в Берлине.
Варбург увлекался историей и литературой. Помимо своей работы, он получал большое удовольствие от музыки, особенно любил произведения Бетховена и Шопена.
Научная работа
На протяжении пятидесяти лет своей научной деятельности Варбург вел исследования в трех направлениях:
— изучение фотосинтеза;
— изучение рака;
— изучение ферментов клеточных окислительных реакций.
Варбург изучал процессы обмены веществ в клетках опухолей
, процессы фотосинтеза и химии брожения.
Кроме того исследования Варбурга были посвящены процессам клеточного дыхания, ферментам, окислительно-восстановительным реакциям в живой клетке.
Нобелевская премия
За открытие природы и функций «дыхательных ферментов» Варбург был удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины в 1931 году.
Раковая гипотеза
Вот что Варбург говорил о причине возникновения раковых опухолей: «Рак
, в отличие от других заболеваний, имеет бесчисленное множество вторичных причин возникновения. Но даже для рака, есть всего одна основная причина
. Грубо говоря, основная причина рака - это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики – ферментацию глюкозы
».
За работу по метаболизму опухолевых клеток Нобелевский комитет в 1926 году рассматривал вопрос о присуждении ему Нобелевской премии по физиологии и медицине, но в тот год решено было присудить ее датскому врачу и исследователю Йоханнесу Фибигеру.
Таким образом:
Основной причиной возникновения раковых опухолей является кислородное голодание (гипоксия) клеток (гипоксия на клеточном уровне)!
Почему возникает кислородное голодание и перерождение клеток?
Каждая из триллионов клеток нашего организма получает кислород и питание из окружающей ее межклеточной жидкости.
А межклеточная жидкость состоит из тех веществ, которые организм получает из пищи, в процессе пищеварения и усвоения потребляемых продуктов питания.
Кроме того немаловажное значение имеет кислотно-щелочной баланс межклеточной жидкости, который в норме должен иметь слабощелочную реакцию и соответственно показатель pH = около 7,1 – 7,43. По крайней мере, эти значения pH строго-настрого поддерживаются организмом для крови.
Когда межклеточная жидкость закисляется (pH меньше 7) и засоряется токсинами из денатурированной пищи
, которую мы употребляем, клетка начинает постоянно голодать, то есть недополучать питательных веществ и кислорода! И что же ей остается, ведь ей нужно как-то выживать…
…И тогда она начинает мутировать (перерождаться) для того чтобы приспособиться питаться токсинами и кислотами!…
…Так зарождается процесс возникновения раковых опухолей и происходит их дальнейшее развитие…
Когда мальчику исполнилось 12 лет, семья переехала в Берлин, где его отец был назначен профессором физики местного университета. Молодой В. получил начальное образование в гимназии Фридриха Вердера. В доме Варбургов часто бывали музыканты, артисты и коллеги отца, в т.ч. физики Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Вальтер Нернст, химик-органик Эмиль Фишер и физиолог Теодор Энгельман.
В 1901 г. В. становится студентом-химиком Фрейбургского университета, а два года спустя переводится в лабораторию Фишера в Берлинском университете. В 1906 г. он получает степень доктора по химии в Берлинском университете, защитив диссертацию по оптической активности пептидов и их ферментативному гидролизу. В надежде сделать открытия, которые могли бы привести к лечению рака, он начинает изучать медицину в Гейдельбергском университете, работая в лаборатории Рудолфа фон Креля, выдающегося терапевта. Вместе с ним сотрудничали биохимик Отто Мейергоф и биолог Джулиан Хаксли. В первом самостоятельном исследовании В., опубликованном в 1908 г., было доказано, что потребление кислорода яйцами морского ежа после оплодотворения увеличивается в 6 раз. В 1911 г. он получил медицинскую степень Гейдельбергского университета.
В течение следующих трех лет В. проводил исследования в этом университете и на зоологической станции в Неаполе (Италия) – международном центре биологических исследований. В 1913 г. он был избран членом Общества кайзера Вильгельма, самого известного научного общества Германии, и назначен руководителем отдела и лаборатории Института биологии кайзера Вильгельма в Берлине. Эти посты давали ему полную независимость в выборе предмета научных исследований; административные указания только мешали бы его работе.
В 1914 г., когда началась первая мировая война, В. пошел добровольцем в армию и в течение четырех лет служил в кавалерии; получил звание старшего лейтенанта, был ранен на русском фронте и награжден Железным крестом. В. нравилась военная служба, и он приобрел себе в армии друзей на всю жизнь. В 1918 г. Эйнштейн написал ему письмо, настаивая на возвращении для занятий наукой: «Вы один из самых обещающих молодых физиологов Германии... Ваша жизнь постоянно висит на волоске... Это ли не безумие? Неужели Вам не найдется замены?» Прислушавшись к совету Эйнштейна и убедившись, что Германия уже выходит из войны, В. вернулся в берлинскую лабораторию в должности профессора. Однако с военной поры он сохранил любовь к верховой езде и каждое утро до начала работы в течение многих лет совершал прогулки верхом на лошади.
Лабораторные фонды В. использовал в основном для приобретения оборудования для физических и химических исследований. В штате лаборатории состояло несколько сотрудников-исследователей, большинство из которых были квалифицированными техниками, обученными В. Когда его впоследствии спрашивали, почему он не желает подготовить будущих ученых, В. возражал: «Мейергоф, [Хуго] Теорелль и [Ганс] Кребс были моими учениками. Разве это не говорит о том, что я достаточно сделал для следующего поколения?» На протяжении пятидесяти лет своей научной деятельности В. вел исследования в трех направлениях: изучение фотосинтеза, рака и ферментов клеточных окислительных реакций. Им разработаны аналитические методы, включающие манометрию, используемую для измерения изменений давления газов, как, например, при клеточном дыхании и ферментативных реакциях; спектрофотометрию, или использование монохроматического света для измерения скорости реакций и количества метаболитов; методы тканевых срезов для определения потребления кислорода без механического разрушения клеток.
В 1913 г., изучая потребление кислорода клетками печени, В. обнаружил субклеточные частицы, которые он назвал гранулами; как оказалось впоследствии, это были митохондрии. Он предположил, что окислительные ферменты для реакций, в которых конечные продукты расщепления глюкозы окисляются в дальнейшем до двуокиси углерода и воды, были связаны с этими гранулами. Пытаясь выявить биохимические изменения, происходящие в процессе превращения нормальных клеток (с контролируемым ростом) в раковые (с неконтролируемым ростом), В. измерял скорость потребления кислорода, используя тканевые срезы. Он обнаружил, что, хотя нормальные и опухолевые клетки потребляют эквивалентные количества кислорода, последние в присутствии кислорода вырабатывают ненормально большое количество молочной кислоты. (Глюкоза в присутствии кислорода распадается до молочной кислоты в большинстве тканей.) Он заключил, что опухолевые клетки чаще используют анаэробный путь метаболизма глюкозы и что в действительности нормальные клетки трансформируются в злокачественные из-за недостатка кислорода.
В. наблюдал, что нормальное аэробное дыхание ингибируется такими веществами, как цианид. Он полагал, что подобные окружающие вещества были вторичными причинами рака, и поэтому настаивал на выращивании собственных продуктов питания без использования искусственных удобрений или пестицидов. Во избежание дополнительного отбеливания, используемого в общественных пекарнях, он выпекал хлеб дома. Хотя в дальнейшем ученые пришли к выводу, что основной причиной рака являются изменения на генетическом уровне, до 1967 г. В. придерживался мнения, что рак возникает в результате нарушения энергетического метаболизма.
За работу по метаболизму опухолевых клеток Нобелевский комитет в 1926 г. рассматривал вопрос о присуждении ему Нобелевской премии по физиологии и медицине, но в тот год решено было присудить ее датскому врачу и исследователю Йоханнесу Фибигеру.
В конце 20-х гг. В. открыл дыхательный фермент цитохромоксидазу, катализирующую окислительные реакции на поверхности гранул, или митохондрий («энергетических станций» клетки). Используя метод радиационной физики, в котором раствор комплекса фермент – кофермент освещается монохроматическим светом и получающийся образец абсорбции анализируется, В. установил, что активным коферментом (органическим дополнительным фактором, необходимым для обеспечения нормальной активности фермента) цитохромоксидазы является молекула порфирина с атомом железа, действующим как переносчик кислорода. Это было первой идентификацией активной группы фермента.
В. был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине 1931 г. «за открытие природы и механизма действия дыхательного фермента». Вручая премию В. за его «смелые идеи... проницательный ум и редкое совершенство в искусстве точного измерения», Эрик Хаммарстен из Каролинского института заметил, что это открытие «было первой демонстрацией эффективного катализатора, фермента, в живом организме; эта идентификация наиболее важна, потому что она проливает свет на основной процесс поддержания жизни».
К началу 30-х гг. В., назначенный в 1931 г. директором вновь созданного Института физиологии клетки кайзера Вильгельма (позднее Макса Планка), выделил и кристаллизировал 9 ферментов анаэробного пути метаболизма глюкозы. Разработанный им спектрофотометрический метод был необходим для очистки ферментов. Вместе с коллегой Уолтером Христианом он также изолировал два кофермента: флавинадениндинуклеотид (ФАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ), которые участвуют в переносе водорода и электронов в окислительных реакциях, катализируемых желтыми ферментами, или флавопротеинами. Открытие НАДФ, который содержит никотиновую кислоту, выявило функцию витаминов как коферментов.
Занявшись фотосинтезом, В. пытался определить, насколько эффективно растения превращают углекислый газ и воду в глюкозу и кислород. Используя количественные методы, разработанные в лаборатории отца, а также с помощью своих новых методов В. выявил корреляцию между интенсивностью света в фотохимической реакции и скоростью фотосинтеза. Он обнаружил, что поглощение четырех световых квантов приводит к выработке одной молекулы кислорода и эффективность трансформации электромагнитной энергии в химическую составляет около 65%. В недавно полученных исследованиях было показано, что необходимо от 10 и более квантов света для получения каждой молекулы кислорода. Изучая восстановление нитратов в зеленых растениях, В. также открыл переносчик электронов – ферредоксин.
В годы второй мировой войны В. оставался в Германии и, несмотря на еврейское происхождение, имел возможность продолжать исследования по этиологии рака, к которому Гитлер испытывал болезненный страх. Хотя ему не разрешили преподавать, В. занимался исследованиями в Институте физиологии клетки до 1943 г., пока бомбардировки союзных войск не вынудили его перевести лабораторию в имение, расположенное в 30 милях севернее Берлина. В конце войны библиотека и лабораторное оборудование В. были конфискованы советскими оккупационными властями. Он продолжил свои исследования в Берлине спустя четыре года. Прежние ограничения были сняты для В., и он смог ежегодно публиковать около пяти статей по результатам изучения фотосинтеза и рака.
В. никогда не был женат; с 1919 г. и до конца жизни он дружил с Якобом Хейсом, который был неизменным его компаньоном и вел домашнее хозяйство В., а позднее стал неофициальным секретарем и менеджером института. Верховая езда оставалась любимым развлечением В., пока в возрасте 85 лет он не упал с лестницы, получив перелом шейки бедра. Через два года у него развился тромбоз глубоких вен, и он умер от эмболии легких 1 августа 1970 г.
В. увлекался историей и литературой. Помимо своей работы, он получал большое удовольствие от музыки, особенно любил произведения Бетховена и Шопена. Его выводило из себя, когда ему мешали работать. Однажды он сказал назойливому журналисту: «Профессора Варбурга нельзя интервьюировать: он умер». Друзья и коллеги В. считали его человеком большого обаяния и внимательным к людям.
Многочисленные почетные награды В. включают премию Лондонского королевского общества, почетную степень Оксфордского университета, орден «За заслуги» правительства ФРГ.
О знаменитом отце – и еще более великом сыне, об одном страхе Адольфа Гитлера, о цитатах в Интернете и несостоявшейся второй Нобелевской премии одного из самых известных цитологов XX века рассказывает наш сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».
Отто Генрих Варбург
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1931 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие природы и механизма действия дыхательного фермента (for his discovery of the nature and mode of action of the respiratory enzyme)».
Про нобелевского лауреата по физиологии и медицине 1931 года можно смело говорить: он родился с золотой ложкой во рту. Единственный сын из четырех детей в семье Элизабет Варбург и Эмиля Варбурга, потомка еврейского банкира, очень талантливого музыканта и профессора физики. Нужно сказать, что отец нашего героя был не просто профессором. Он вообще был не самым последним человеком в науке и в «нобелевской тусовке». Он был автором экспериментального подтверждения кинетической теории газов, подтвердил планковскую теорию излучения и фотохимический закон эквивалентности Эйнштейна (кстати, и с Планком, и с Эйнштейном Эмиль Габриель Варбург был весьма дружен, и оба великих физика часто гостили у Варбургов дома, став постепенно друзьями и Варбурга-сына).
Эмиль Варбург
Wikimedia Commons
И если бы ему чуть больше сопутствовала удача, то мы бы имели уникальный случай – совершенно независимо друг от друга отец и сын получают нобелевские премии в разных областях, причем с разницей в два года. Такого в истории Нобелевских премий не было, но факт остается фактом: в 1929 году 83-летний Эмиль Варбург был номинирован нобелевским лауреатом по физике Джеймсом Франком на премию. Не сложилось, однако сам Варбург-старший оставил немалый след в нобелевской истории. С самого первого года премии он имел право номинировать на «нобелевку» и активно им пользовался. Можно сказать, что самая первая нобелевская премия Вильгельму Конраду Рентгену – его рук дело, потому что и он тоже номинировал соотечественника. Всего своим правом предлагать ученого на премию Варбург воспользовался 30 раз. Среди его «протеже» – Эрнест Резерфорд и Сванте Аррениус (которые в итоге получили премию, но по химии), в физике он номинировал получивших в итоге премию Макса Планка , Хейке Камерлинг-Оннеса , Джона Уильяма Стрета (лорда Рэлея), Анри Беккереля , Пьера и Марию Кюри, Уильяма Брэгга-старшего , Вильгельма Вина , Джозефа Джона Томсона , Петруса Дебая, Йоханнеса Штарка , Макса фон Лауэ , Альберта Эйнштейна . Так и не получилось у Варбурга сделать нобелиатами абсолютно заслуженных Джеймса Дьюара (вместе с Оннесом), Фридриха Кольрауша и Отто Луммера. Так что стоит признать, что из Варбурга получился весьма и весьма успешным «лоббистом» нобелевских лауреатов.
Друг семьи Варбургов, Альберт Эйнштейн
Wikimedia Commons
Естественно, в такой среде развитие юного Отто шло в режиме максимального благоприятствования. Среднее образование он получил в очень престижной берлинской гимназии Фридриха Вердера. А вот начало своего высшего образования Варбург-младший получал во Фрейбургском университете (1901 год). Впрочем, как и было принято в те годы в Германии, он через пару лет сменил университет, переехав в Берлин и начав работать в лаборатории еще одного друга семьи – Эмиля Фишера, который к тому времени уже стал Нобелевским лауреатом по химии (домашнее задание для тех, кто читает все материалы нашей рубрики – постарайтесь сосчитать, скольких нобелевских лауреатов учил этот выдающийся химик-органик).
Впрочем, «классическим» химиком-органиком Варбургу было не суждено стать. Он решил найти способ лечения рака и снова отправился учиться. После получения докторской степени по химии в 1906 году, Отто отправляется в Гейдельберг – получать медицинское образование и поработать в лаборатории выдающегося терапевта и физиолога, Людольфа фон Креля.
Людольф фон Крель
Wikimedia Commons
Кстати, именно там вместе с Варбургом работал еще один будущий Нобелевский лауреат, его ученик, который в 1922 году получил премию за изучение метаболизма клеток – Отто Мейергоф. Вероятно, именно поэтому уже первая научная работа Варбурга была посвящена дыханию и метаболизму – в 1908 году он доказал, что после оплодотворения икринки морского ежа начинают потреблять кислород в шесть раз активнее, чем до оплодотворения.
В 1911 году наш герой стал дважды доктором, получив звание доктора медицины. Три оставшиеся до войны года время Варбурга было поделено между Гейдельбергом и Неаполем, где располагалась крупнейшая в Европе зоологическая станция, где Варбург проводил свои эксперименты. Уже в 1913 году Варбург в клетках печени морской свинки выделил субклеточные частицы и назвал их гранулами, впервые связав их с клеточным дыханием. Так были в очередной раз открыты митохондрии (их открывали с середины XIX века) – и впервые была частично поняты их функции. Впрочем, какое-то время Варбург отрицал химическую природу клеточного дыхания.
Митохондрии
Wikimedia Commons
Началась война, и Варбург (как и многие ученые по обе линии фронта) ушел добровольцем на фронт, в кавалерию, был ранен на русском фронте, получил Железный крест и был абсолютно счастлив: он впервые увидел настоящую жизнь, приобрел настоящих боевых друзей, научился ценить совсем другие ценности, в отличие от тех, которые были в ходу у людей его круга. Тем не менее, он вернулся в науку – незадолго до окончания войны, по просьбе друзей Отто, ему написал письмо сам Альберт Эйнштейн, красноречиво убедивший его, что и в науке есть нужные и полезные вещи. «Вы один из самых обещающих молодых физиологов Германии... Ваша жизнь постоянно висит на волоске... Это ли не безумие? Неужели Вам не найдется замены?», - писал Эйнштейн. Варбург вернулся в академическую среду – но верховая езда станет его любовью до самой смерти, до девятого десятка жизни.
Начались новые работы. Снова Варбург пытался разгадать секрет рака – уже на основе клеточного дыхания. Варбург предположил, что окислительные ферменты для реакций, в которых конечные продукты расщепления глюкозы окисляются в дальнейшем до двуокиси углерода и воды, были связаны с этими «гранулами»-митохондриями. Целью Варбурга стало найти биохимические триггеры, которые превращают нормальные клетки в раковые, с неконтролируемым ростом. Экспериментируя с тканевыми срезами, Варбург начал измерять, сколько потребляют кислорода нормальные и опухолевые ткани. Оказалось, что и те, и другие клетки «едят» одинаковое количество кислорода, однако раковые клетки в присутствии кислорода выделяют гораздо больше молочной кислоты (до нее распадается глюкоза при аэробном метаболизме).
Наш герой сделал вывод, что раковые клетки используют анаэробный путь метаболизма глюкозы (бескислородный) и постулировал первопричину рака: недостаток кислорода в клетках. Вторичной же причиной рака Варбург считал всяческие пестициды и цианид, которые ингибируют нормальное аэробное дыхание клетки.
Идея Варбурга была настолько захватывающая, что в 1926 году наш герой стал главным кандидатом в «шорт-листе» потенциальных нобелиатов. Однако Нобелевский комитет решил дать премию Йоханнесу Фибигеру, который якобы открыл вызывающих рак червей. Ирония судьбы: шведские академики вместо того, чтобы дать главную премию в науке автору одной ошибочной теории, присудилии ее автору еще более ошибочной теории.
Да-да, Фибигер ошибся, ошибся и Варбург, хотя его теория была популярна вплоть до 1980-х годов. Впрочем, сейчас по Интернету гуляет «цитата Варбурга» - «никакая болезнь, включая рак, не может существовать в щелочной среде», которую наш герой вообще никогда не произносил.
А что же Нобелевская премия? Варбург все-таки получил ее, в 1931 году (в скобках отметим, что Варбург-старший не дождался триумфа сына всего нескольких месяцев), но за другое.
