Zarys dziejów fizjologii

Gustaw Piotrowski (1833-1884)

Urodził się w Tarnowie. W latach 1851-56 odbył studia medyczne w Wiedniu, mając za swoich nauczycieli m. in. E. Brücke’go oraz w latach 1856-57 w Getyndze, gdzie słuchał wykładów F. Wöhlera, uczonego który jako pierwszy zsyntetyzował mocznik. Swoje kształcenie dopełniał na uniwersytecie w Heidelbergu, gdzie jego nauczycielami byli R. Bunsen i H. von Helmhotlz. W 1857 uzyskał tytuł doktora medycyny uniwersytetu wiedeńskiego. W tym też roku otrzymał asystenturę przy Katedrze Fizjologii UJ, a w 1859 stanowisko kierownika Katedry Fizjologii UJ. W latach 1860-1884 Pitrowski był profesorem fizjologii UJ, piastował także stanowisko Dziekana Wydziału Lekarskiego oraz rektora UJ. Za jego czasów zorganizowany został nowy Zakład Fizjologii UJ w budynku przy ulicy Św.Anny.

Piotrowski zajmował się przede wszystkim zagadnieniami związanymi z fizjologią trawienia oraz fizjologią krwi. M. in. wspólnie z O. Widmanem stwierdzili występowanie zależności procesu krzepnięcia krwi od zjawisk bioelektrycznych zachodzących w ścianach naczyń krwionośnych (1862).

  • Profesor Piotrowski zasłynął opisem reakcji biuretowej. Istotą tej reakcji jest wykrywanie wiązań peptydowych i ilościowego oznaczenia związków białkowych. Polega ona na występowaniu charakterystycznego zabarwienia po zadaniu rozcieńczonym roztworem siarczanu miedziowego (CuSO4) i 10% KOH związków w których występuje sprzężone ze sobą wiązanie CO-NH. W tym celu badaną substancję ogrzewa się wraz z w/w roztworem. W obecności białek roztwór zabarwia się na kolor intensywnie fioletowo-czerwony, natomiast w przypadku polipeptydów powstaje zabarwienie pururowo-czerwone. [praca „Ueber neue Reaktion auf Eiweissenkörper und ihre naheren Abkömmlinge”, 1857]

 

Napoleon Nikodem Cybulski (1854-1919), twórca krakowskiej i polskiej szkoły fizjologicznej. Współtwórca  światowej endokrynologii.

Urodzony w Krzywonosach (pow. święciański). Studia medyczne rozpoczął  w 1875 roku w Akademii Wojskowo-Medycznej w Petersburgu. Już od pierwszych miesięcy studiów szczególnym zainteresowaniem darzył fizjologię, której wybitnym wykładowcą był profesor I. Tarchanow.  Tarchanow wysoko cenił Cybulskiego i darzył przyjaźnią. Jeszcze w trakcie studiów zapewnił Cybulskiemu u siebie asystenturę, którą ten piastował aż do momentu ukończenia studiów w 1880 roku. Kiedy w 1884 postał wakans na stanowisku kierownika w Katedrze i Zakładzie Fizjologii przy Wydziale Lekarskim UJ, Tarchanow z całą mocą poparł kandydaturę Cybulskiego. Jego protegowany wygrał, mimo że w chwili rozpoczęcia konkursu nie miał jeszcze doktoratu! Egzaminy doktorskie złożył dopiero w 1885 roku. W latach 1885-1919 Cybulski był profesorem fizjologii UJ. Był wybrany dziekanem Wydziału Lekarskiego oraz rektorem UJ. Jednocześnie prowadził praktykę dentystyczną, która uzupełniała jego dochody wynikające z uposażenia profesorskiego.

 

  • Największym dokonaniem naukowym Cybulskiego było odkrycie dokonane w  1894 roku. Cybulski, współpracując z Szymonowiczem, stwierdził wyraźną hipertonię i bradykardię po dożylnym podaniu wyciągów z  rdzenia nadnerczy (nazwanych przez nich nadnerczyną) oraz wykazanie podobnych właściwości fizjologicznych krwi w żyle nadnerczowej po drażnieniu nerwów trzewnych i po podaniu wyciągów z nadnerczy, czyli hormonów katecholowych. Tym samym możemy mówić o narodzinach endokrynologii. Trzeba bowiem mieć w świadomości że u schyłku XIX wieku nie znana była żadna regulacja hormonalna, ani nawet samo pojęcie hormonu. Nadnerczyna była pierwszą znaną substancją, która była wydzielana do krwi i wywoływała bardzo silny fizjologiczny efekt. Dziś wiemy, że nadnerczyna w istocie składa się z paru substancji aktywnych wśród których wymienić trzeba; noradrenalinę i dopaminę, które na drodze przemian metabolicznych dają adrenalinę.

 Gruczoły nadnerczowe (kapsuły nadnerczowe) po raz pierwszy opisane zostały przez anatoma włoskiego Bartolomeo Eustachio (Eustachiusza). O tym, że nadnercza muszą pełnić istotną funkcję wiedziano już znacznie wcześniej. W roku 1716 Akademia Nauk w Bordeeaux ogłosiła konkurs z wysoka nagrodą za udzielenie zadawalającej odpowiedzi na pytanie: do czego służą gruczoły nadnerczowe? Na to pytanie zadawalającą odpowiedź dali dopiero Cybulski z Szymonowiczem. Ten drugi pisał o następstwach usunięcia nadnerczy u psów m. in. o spadku ciśnienia tętniczego i o tym, że ciśnienie wzrasta ponownie po wstrzyknięciu zwierzęciu wyciągów z części rdzeniowej nadnerczy.

 

Wyniki tych badań Cybulski z Szymonowiczem przesłali w marcu 1895 roku do Zentralblatt für Physiologie. Niebawem Cybulski otrzymuje wyniki pracy prof. Schäfera i dr Olivera, którzy również badali właściwości wyciągów z nadnerczy i uzyskali zupełnie zgodne, z krakowskimi, rezultaty. Pierwsze doniesienie o swoich wynikach, londyńscy badacze zamieścili już w marcu 1894 roku, a drugie, niemal dokładnie rok później, w marcu 1895. Oba ukazały się w prestiżowym wydawnictwie Proccedings of the Physiological Society.

  • Pionierskie badania z zakresu neurofizjologii i fizjologii trawienia. Prace z zakresu higieny żywienia.

            W roku 1888 wspólnie z Adolfem Beckiem opublikował pracę ‘Badania poczucuia smaku u osoby pozbawionej języka’. Natomiast z Janem Mikuliczem-Radeckim wydał artykuł pt. ‘O fizjologicznym zachowaniu się przełyku i mechaniźmie połykania”.

W roku 1907 wspólnie z Tarchanowem wydał drukiem w „Lwowskiem Tygodniku Lekarskim” pracę zatytuowaną ‘Kilka słów w sprawie jadów w jelicie prawidłowym’. Autorzy dowodzą w niej, że treść jelit cienkich, może być bardziej toksyczna niż jelit grubych i tłumaczą to dużą ilością soków trawiennych w tych pierwszych.           

  • Jako pierwszy w Polsce zainteresował się elektrokardiografią.
  • Twórca licznych oryginalnych aparatów medycznych;

 

Mikrokalorymetru – aparatu do pomiarów minimalnych ilości ciepła produkowanych w mięśniach szkieletowych.

Aparat działał dzięki efektowi wzmożonego parowania eteru pod wpływem ciepła i wyzyskaniu wzoru Joule’a dla teoretycznego wyrównania różnic cieplnych. Zasady działania nowego urządzenia Cybulski opisuje w 1890, w biuletynie Polskiej Akademii Umiejętności. Aparat składał się z dwóch szklanych naczyń połączonych ze sobą przy pomocy poziomej rurki włosowatej. Wewnątrz naczyń znajdowały się dwa srebrne naczyńka. W jednym z nich można było pobudzać mięsień żaby. W drugim, zaopatrzonym w przewodnik o ustalonym oporze, przepuszczano prąd o różnym natężeniu. Do szklanych naczyń wlewano eter, którego opary wypełniały rurkę łączącą. Po środku rurki umieszczano kroplę barwnika alkanna. Powstające w czasie skurczu mięśnia ciepło powodowało wzmożone parowanie eteru w najbliższym sąsiedztwie naczynia z mięśniem. Wskutek tego kropla barwnika przesuwała się w kierunku chłodnego naczynia. Przesunięcie to można było wyrównać wytwarzając znaną ilość ciepła podczas przepuszczania prądu przez drucik w drugim naczyniu i dokonując obliczeń w oparciu o wzór Joule’a. Po raz pierwszy Cybulski demonstrował swój przyrząd na zjeździe lekarzy w Rzymie w 1894 roku.

 

Fotohemotachometru – konstrukcja przyrządu do pomiarów szybkości przepływu krwi w naczyniach. Dzięki fototachometrowi Cybulski dokonał jednego z pierwszych na świecie pomiarów i opisu szybkości linearnego przepływu krwitętnicy szyjnej i udowej.

Głównym elementem konstrukcyjnym aparatu były specjalnie ułożone rurki Pitota (znane w hydraulice). Rurek tych używano do pomiaru prędkości przepływu wody w otwartych korytach, a zmiany prędkości przepływu były obserwowane dzięki zmianom poziomu cieczy w rurkach.

Oryginalny, hydrauliczny aparat składał się wąskich, szklanych rurek, zgiętych pod kątem prostym. Instalowano je w grubszej rurze, przez którą płynął strumień cieczy. Cybulski zlikwidował poziome rurki, pozostawiając wyłącznie dwie, blisko siebie położone rurki pionowe. Pierwsze doniesienie opisujące modyfikację rurek Pitota dla potrzeb określenia szybkości krwioobiegu ukazała się już w 1884 roku.

Niebawem Cybulski udoskonalił swój instrument pomiarowy, co opisał w pracy „Badania nad szybkością ruchu krwi za pomocą fotohemotachometru”. Do badania szybkości przepływu krwi zastosował szklaną rurę zgiętą pod kontem prostym z dwoma piezometrami. Jeden z piezometrów był przedłużeniem ramienia doprowadzającego. Drugi piezometr był równoległy w stosunku do pierwszego i oddalony od niego o parę centymetrów. Oba odgałęzienia łączyły się z ramionami powietrznego manometru różnicowego o formie odwróconej litery „U”. Manometr, podobnie jak rurka, był do połowy wypełniony solą fizjologiczna z dodatkiem substancji zapobiegającej krzepnięciu krwi.

Zasada działania fotohemotachometru opierała się na tym, że prąd krwi zbaczając pod katem prostym powodował nadwyżkę ciśnienia w odgałęzieniu pierwszym w stosunku do drugiego. Różnica poziomów w obu ramionach manometru jest miarą szybkości krwioobiegu. Będzie ona tym większa, im prędzej płynie krew. Dodatkowo dla utrwalenia wahań ciśnienia, zachodzących w poszczególnych okresach czynności serca, Cybulski zastosował ruchomą fotografię.

  • Cybulski był organizatorem nowoczesnego Zakładu Fizjologii UJ, uzyskując na ten cel fundusze z publicznych wykładów oraz prywatnych sponsorów. Jego uczniami byli m. in. Adolf Beck, Leon Wachholz, Aleksander Rosner, Stanisław Maziarski.
  • Był wielkim społecznikiem. Wraz z Odonem Bujwidem założył pierwsze w Krakowie gimnazujum żeńskie (1891).
  • W Krakowie, na Nowym Świecie nazwano jego imieniem ulicę.

 

Adolf Beck (1863-1942)

Urodzony w Krakowie w 1863 roku. Studiował medycynę na Uniwersytecie Jagiellońskim u N. N. Cybulskiego (1884-89). Tytuł doktora wszech nauk lekarskich został mu nadany w 1890 roku. W latach 1889-1892 pełnił funkcję asystenta przy katedrze fizjologii Wydziału Lekarskiego UJ. W 1894 habilitował się na podstawie pracy „O ciśnieniu krwi w żyłach”. W rok później został zaproszony do objęcia katedry na Wydziale Lekarskim Uniwersytetu Lwowskiego. W latach 1895-1934 pełnił funkcję profesora fizjologii Uniwersytetu Lwowskiego. Piastował także stanowiska  Dziekana Wydziału Lekarskiego i Rektora ULw. W roku 1935 nadano mu tytuł profesora honorowego.

  • Jako pierwszy na świecie badał wsteczne wahania potencjałów w korze mózgowej w następstwie drażnienia nerwów obwodowych → stwierdzenie powstawania w miejscu lokalizacji czucia potencjału ujemnego i w okolicach potencjałów dodatnich wyjaśnienie stałego występowania i ciągłego wahania prądu czynnościowego w korze mózgowej.
  • Pierwsze w Polsce i drugi w historii światowej fizjologii opisał charakter fal elektroencefalograficznych (1890).
  • Doskonały dydaktyk, którego nazwisko cytowano wielokrotnie w literaturze światowej. M. Brazier w „A History of the Electrical Activity of the Brain” (1971) uznała Becka za jednego z najwybitniejszych elektrofizjologów świata.

 

Leon Popielski (1866-1920), twórca lwowskiej szkoły biochemiczno-fizjologiczno-farmakologicznej.

Urodzony w 1866 we wsi Sośniczany, pow. sandomierski. W 1884 roku zapisał się na I rok wydziału matematycznego petersburskiego uniwersytetu. Studia matematyczne i fizyczne oraz technologiczne w Petersburgu kontynuował do roku 1888. Następnie w latach 1889-94 studiował medycynę u I. Tarchanowa oraz I. Pawłowa w Akademii Wojskowo-Medycznej w Petersburgu. Studia ukończył z wyróżnieniem ze stopniem lekarza cum eximia laude. W 1895 roku  złożył egzaminy doktorskie. W roku 1899 i 1900 pełnił obowiązki asystenta przy zakładzie fizjologii przy Żeńskim Instytucie Lekarskim w Petersburgu. Jednocześnie w 1899 Akademia Wojskowo-Lekarska przyznała mu tytuł docenta fizjologii. W roku 1904 otrzymał stypendium zagraniczne, dzięki któremu mógł wizytować liczne laboratoria medycyny eksperymentalnej w Europie. W 1905 roku został mianowany na stanowisko profesora farmakologii i farmakognozji Uniwersytetu Lwowskiego. Stanowisko to otrzymał przy dużym poparciu I. Pawłowa i piastował w latach 1905-1920. Uczniami Popielskiego byli m.in. J. Modrakowski, Wł. Koskowski, Fr.Czubalski, J. Pruszyński, J. Heller.

  • Popielski wykazał, że wydzielanie soku żołądkowego nie zależy wyłącznie od sekretyny (hormon peptydowy zbudowany z 27 aminokwasów), wydzielanego w dwunastnicy i jelicie cienkim, ale także od działania wyciągu z innych narządów. Dowiódł, że bodźce gruczołów trawiennych mają swe źródło w krwi i krwioobiegu, w zmianach ciśnienia i poziomie krzepliwości krwi.
  • Wraz z Kazimierzem Pankiem wykrył substancję wywołującą wstrząs peptydowy oraz wstrząs anafilaktyczny, którą nazwano wazodylatyną. Dzięki temu stało się możliwe odkrycie sekretonicznych właściwości histaminy, najsilniej działającej substancji odpowiedzialnej za wydzielanie soku żołądkowego i innych soków trawiennych.

            Histamina jest aminą biogenną. Pełni funkcję mediatora w  ośrodkowymobwodowym układzie nerwowym. Działa za pośrednictwem receptorów (tzw. receptorów histaminowych), których wyróżnia się obecnie trzy typy; H1,  H2, H3. Za pośrednictwem receptorów  H1  wywołuje zwężenie naczyń płucnych i zwiększenie przepuszczalności naczyń. Za pomocą  receptorów H2 histamina powoduje wydzielanie soku  i śluzu żołądkowego, aktywuje limfocyty supresyjne oraz zwiększa przepuszczalność naczyń. Receptory H3  to autoreceptory, za pomocą których histamina hamuje swoje wydzielanie.

            Ponad to histamina jest regulatorem wydzielania hormonów przedniego płata przysadki oraz  pośredniczy w pobudzeniu receptorów bólowych.

Odkrytym przez siebie substancjom Popielski poświęcił kilka prac, wśród których znajdują się m. in. (wspólnie z K. Pankiem) O fizyologicznych i chemicznych właściwościach wazodilatyny, czynnego ciała narządów prawidłowego ustroju [„Przegląd Lekarski” 1909 z. 2], Nowe ciało w ustroju, podnoszące ciśnienie krwi [„Przegląd Lekarski” 1909, z. 18] oraz Histamina i wyciągi z narządów [„Księga pamiątkową w 25-letnią rocznicę Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Jana Kazimierza”, Lwów 1920].

 

Włodzimierz Koskowski (1893-1965)

Urodzony w Łaszczowie k. Tomaszowa Lubelskiego. Studia medyczne na Uniwersytecie Lwowskim u J. Parnasa i L. Popielskiego (1911-1918) oraz w Paryżu u Ch. Richeta, laureata nagrody Nobla, i w Lozannie u N. M. Arthusa (1921-23). Tytuł doktora wszech nauk lekarskich otrzymał  roku 1918 na Uniwersytecie Lwowskim. W roku 1924 został docentem farmakologii doświadczalnej. Koskowski był profesorem farmakologii doświadczalnej Uniwersytetu Jana Kazimierza (1925-39). W latach 1932-36 pełnił funkcję dziekana Uniwersytetu Lwowskiego. Profesor farmakologii Polskiego Wydziału Lekarskiego w Edynburgu (1941-47) oraz farmakologii i fizjologii uniwersytetu w Aleksandrii (1949-63).

  • Udowodnił istnienie pohistaminowych efektów ogólnoustrojowych i wydzielniczych żołądka u człowieka, wprowadzając sobie samemu podskórnie histaminę (1917)
  • Wyjaśnił specyficzną interakcję histaminy i katecholamin na naczynia krwionośne z pomocą oryginalnej tezy wg. której „miejsce działania β-imidazolyletylaminy jest właśnie to samo co adrenaliny” (1918). Innymi słowy, choć nie użył tej nazwy, Koskowski wykazał istnienie receptorów.
  • Ostatecznie udowodnił pobudzający wpływ histaminy na wydzielanie soku żołądkowego u człowieka (1922).