Отто Варбург

Отто Варбург — немецкий биохимик, физиолог и врач, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1931 года за открытие природы и механизма действия дыхательного фермента. Варбург считается одним из основоположников современной биохимии и клеточной биологии, а также автором гипотезы о связи раковых заболеваний с особенностями клеточного метаболизма (эффект Варбурга).

Биография

Ранние годы и образование

Отто Генрих Варбург родился 8 октября 1883 года во Фрайбурге-им-Брайсгау (Германия) в семье физика Эмиля Варбурга, который был профессором Берлинского университета. С юных лет Отто проявлял интерес к естественным наукам. Он изучал химию в Берлинском университете под руководством Эмиля Фишера, а затем — медицину в Гейдельбергском университете. В 1906 году Варбург получил степень доктора химии, а в 1911 году — степень доктора медицины.

Научная карьера

С 1913 года Варбург работал в Институте биологии кайзера Вильгельма (ныне Институт Макса Планка) в Берлине, где в 1918 году стал профессором. В 1931 году он был назначен директором Института клеточной физиологии общества кайзера Вильгельма, который возглавлял до конца жизни. Несмотря на еврейское происхождение по материнской линии, Варбургу удалось сохранить пост в нацистской Германии благодаря личному вмешательству некоторых высокопоставленных чиновников и его выдающейся научной репутации. После Второй мировой войны он продолжил исследования в Западном Берлине.

Отто Варбург скончался 1 августа 1970 года в Берлине в возрасте 86 лет.

Научные достижения

Открытие дыхательного фермента

Основным достижением Варбурга, за которое он получил Нобелевскую премию, стало открытие и характеристика цитохромоксидазы — фермента, участвующего в клеточном дыхании. Он показал, что этот фермент, содержащий железо, катализирует перенос электронов на кислород в митохондриях, что является ключевым этапом аэробного метаболизма. Варбург разработал методы манометрии для измерения потребления кислорода клетками, что позволило количественно изучать дыхательные процессы.

Эффект Варбурга

В 1920-х годах Варбург обнаружил, что раковые клетки потребляют глюкозу и производят молочную кислоту в анаэробных условиях значительно интенсивнее, чем нормальные клетки, даже при наличии кислорода. Это явление получило название «аэробный гликолиз» или «эффект Варбурга». Варбург предположил, что причиной рака является нарушение клеточного дыхания, вызванное повреждением митохондрий. Хотя эта гипотеза не получила однозначного подтверждения, эффект Варбурга стал основой для разработки методов диагностики и лечения рака, в том числе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая использует меченую глюкозу для визуализации опухолей.

Другие исследования

Варбург внёс вклад в изучение фотосинтеза, открыв процесс, при котором свет поглощается хлорофиллом и преобразуется в химическую энергию (так называемая «реакция Варбурга»). Он также исследовал механизмы действия витаминов и ферментов, в частности, никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и флавинадениндинуклеотида (ФАД). Варбург разработал метод спектрофотометрии для анализа ферментов и коферментов.

Критика и наследие

Спорность гипотезы о раке

Гипотеза Варбурга о том, что рак возникает исключительно из-за нарушения дыхания, подвергалась критике со стороны многих онкологов. В середине XX века было установлено, что мутации в онкогенах и генах-супрессорах опухолей являются первичными причинами рака, а метаболические изменения — вторичными. Однако в последние десятилетия интерес к эффекту Варбурга возрос в связи с развитием метаболической терапии рака и изучением роли митохондрий в канцерогенезе.

Влияние на биохимию

Варбург считается одним из пионеров биохимии. Его методы (манометрия, спектрофотометрия, использование радиоактивных изотопов) стали стандартными в лабораторной практике. Он воспитал плеяду учеников, среди которых были нобелевские лауреаты Ханс Кребс и Отто Мейерхоф. Варбург был членом многих научных обществ, включая Лондонское королевское общество и Национальную академию наук США.

Интересные факты

• Варбург был известен своей эксцентричностью: он работал по 12–14 часов в сутки, не имел семьи и посвящал всё время науке.
• Несмотря на давление нацистского режима, Варбург отказался вступать в нацистскую партию и не эмигрировал, хотя его мать была еврейкой. Его защищал лично рейхсмаршал Герман Геринг, который ценил его научные заслуги.
• Варбург был номинирован на Нобелевскую премию 47 раз, но получил её только один раз. В 1944 году он был вновь номинирован, но награждение не состоялось из-за войны.
• В честь Варбурга назван астероид (10306) и кратер на Луне.

Источники

• Krebs, H. A. (1972). Otto Warburg: Cell Physiologist, Biochemist, and Eccentric. Oxford University Press.
• Warburg, O. (1930). The Metabolism of Tumours. Constable & Co.
• Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1922–1941. Elsevier Publishing Company, 1965.
• Koppenol, W. H., Bounds, P. L., & Dang, C. V. (2011). Otto Warburg's contributions to current concepts of cancer metabolism. Nature Reviews Cancer, 11(5), 325–337.