Tego dnia, 15 listopada, w 1874 r. urodził się August Krogh, który odkrył jak organizm dostarcza więcej tlenu podczas ćwiczeń niż podczas odpoczynku

Za swoje odkrycie w otrzymał Nagrodę Nobla z „fizjologii lub medycyny” w 1920 roku.

Krogh opracował metody precyzyjnego pomiaru poziomu tlenu we krwi i wyjaśnił, w jaki sposób dopływ tlenu do mięśni jest regulowany w zależności od obciążenia. Wcześniej uważano, że przyczyną jest szybkość przepływu krwi wzrasta podczas wysiłku. Jednak w latach 1910 Krogh wykazał, że przepływ tlenu był regulowany przez otwieranie mniejszych naczyń krwionośnych, a konkretnie naczyń włosowatych (mają średnicę od 7 do 15 mikrometrów) Podczas odpoczynku stosunkowo niewiele naczyń włosowatych jest otwartych, a wraz ze wzrostem wysiłku otwiera się ich coraz większa liczba.

Jednak osiągnięcia tego duńskiego naukowca obejmują znacznie więcej obszarów. Już jako dziecko interesował naukami przyrodniczymi i zachęcony przez swojego nauczyciela zajął się fizjologią. Studiował medycynę ale szybko zaczął specjalizować się w zoologii i na początku swojej kariery był uczniem i asystentem Christiana Bohr – ojca słynnego fizyka Nielsa Bohra. Konstruował też urządzenia medyczne np. spirometr, a także jako pierwszy sprowadził insulinę do Dani i stworzył laboratorium, które rozpoczęło jej produkcję. Od jego imienia pochodzi tzw. zasada Krogha, która głosi, że „przy dużej liczbie problemów (fizjologicznych, medycznych, biologicznych – moja uwaga) istnieje jakieś zwierzę lub kilka takich zwierząt, na których można je (te problemy) najwygodniej badać”. Ta koncepcja jest kluczowa dla tych dyscyplin biologii, które opierają się na metodzie porównawczej, takich jak neuroetologia, fizjologia porównawcza, a ostatnio genomika funkcjonalna. On sam doszedł do przełomowych odkryć dotyczących ludzkiej fizjologii głównie dzięki badaniu innych gatunków.

W wieku 22 lat w swoim prywatnym pokoju przeprowadził kilka eksperymentów na mechanizmie hydrostatycznym larwy Corethra, których wyniki zostały opublikowane dopiero kilkanaście lat później. Na ich podstawie opracował metody mikroskopowej analizy gazu zawartego w pęcherzach powietrznych larw i był w stanie udowodnić, że narządy te działały jak zbiorniki nurkowe łodzi podwodnej, a ich zawartość była regulowana do momentu przywrócenia równowagi z otaczającą wodą. W 1902 Krogh wziął udział w wyprawie do Disko na północnej Grenlandii, gdzie badał CO2 i zawartość tlenu w wodzie ze źródeł, strumieni i morza. Doprowadziło to do ważnych wyników dotyczących roli oceanów w regulacji CO2 atmosfery, a także określiło zasady tonometrycznego pomiaru rozpuszczonych gazów, które później zastosował do problemów fizjologicznych.

Rozprawa doktorska Krogha stanowiła studium wymiany gazu w żabie. Odkrył, że podczas gdy oddychanie skóry było względnie stałe, występowały duże różnice w odniesieniu do oddychania płuc. Krogh zinterpretował ten wynik jako kolejny przykład wydzielania tlenu, który według Bohra, zachodził w płucach. Wkrótce jednak zaczął wątpić w poprawność tego wniosku, a także całą doktryną wydzielania gazu w płucach. Częściowo we współpracy ze swoją żoną, dr Marie Krogh, poddał całe pytanie o naturę wymiany gazowej w płucach nowemu badaniu. W tym celu skonstruował swój dobrze znany mikrotonometr, w którym wyrównanie napięcia z krwią odbywa się względem pęcherza powietrza o wielkości około 0,01 ml. W związku z tym, że powierzchnia względna jest bardzo duża, szybko uzyskuje się równowagę, a dzięki mikrometodom analizy gazu opracowanym przez Krogha można łatwo ustalić końcowy skład pęcherzyka powietrza. Napięcie gazu krążącej krwi tętniczej zostało w ten sposób określone i porównane z napięciem w pęcherzykach płucnych uzyskanym pod koniec wydechu (*napięcie gazu – zwykle dotyczy tlenu i CO2 odnosi się do ciśnienia cząstkowego gazów we krwi) Okazało się, że napięcie tlenu było zawsze wyższe w powietrzu pęcherzykowym niż w krwi tętniczej, więc sama dyfuzja była wystarczająca do wyjaśnienia wymiany gazowej (1910). Te fundamentalne eksperymenty były zatem przeciwne poglądom Bohra i J. S. Haldane’a, ale zostały później potwierdzone i rozszerzone przez J. Barcroft w Cambridge i innych i są teraz ogólnie akceptowane.

Uzyskane wyniki rzuciły nowe światło na cały kompleks mechanizmów, które pozwalają organizmowi odpowiedzieć na różne „wezwanie do tlenu”. Wiele klasycznych problemów, takich jak wiązanie gazów we krwi, ich transport przez przepływ krwi oraz wymiana tlenu i CO2 w tkankach, zwróciło uwagę Krogha i do wszystkich z nich wniósł istotny wkład.

Wraz z innymi badaczami opracował metodę z użyciem podtlenku azotu do określania ogólnego przepływu krwi, co miało ogromne znaczenie dla dalszego rozwoju w tej dziedzinie. Widząc,że znaczny wzrost przepływu krwi następuje podczas pracy mięśni doszli do wniosku, że było to spowodowane zmianami w wypełnieniu serca podczas rozkurczu. Dopływ krwi żylnej musiał być zatem zmienny w szerokich granicach i podczas odpoczynku prawie zawsze musi być niewystarczający do wypełnienia komór. Jego późniejsze samodzielne badanie również doprowadziło do wniosku, że system krwionośny działa jako ogólny regulator ciśnienia w żyłach centralnych, a tym samym wpływa na pojemność (minutową) serca. Innym ważnym rezultatem oznaczeń przepływu krwi była demonstracja zwiększonego wykorzystania tlenu we krwi podczas pracy mięśni. Ponieważ ciśnienie tlenu w mięśniach spoczynkowych było, jak stwierdzili inni, raczej niskie, wyższe wykorzystanie należy wytłumaczyć wzrostem powierzchni dyfuzyjnej. Krogh doszedł do tego wniosku po tym, jak przeprowadził eksperymenty dotyczące zdolności dyfuzyjnej tkanek zwierzęcych, a te rozważania były powodem jego słynnych badań naczyń włosowatych podczas odpoczynku i pracy. Doszedł on do wniosku, że podczas pracy mięśniowej otwierają się nowe naczynia włosowate, które zostały zamknięte, powiększając w ten sposób powierzchnię, z której może dyfundować tlen. Badania te doprowadziły do przyznania Nagrody Nobla w 1920 r.

Na zdjęciu: August Krogh w swoim laboratorium w 1926 roku

Na podstawie informacji z: nobelprize.org i posiłowo wikipedia , zasada Krogha (poprawki mile widziane)

#nauka #gruparatowaniapoziomu #medycyna #chemia