Rudolf Schoenheimer (10 de mayo de 1898 – 11 de septiembre de 1941) fue un bioquímico germano-estadounidense que desarrolló la técnica de etiquetado / marcado isotópico de biomoléculas , lo que permitió el estudio detallado del metabolismo . [1] Este trabajo reveló que todos los componentes de un organismo están en un estado constante de renovación química. [2]
Nacido en Berlín , después de graduarse en medicina en la Universidad Friedrich Wilhelm de esa ciudad, continuó sus estudios de química orgánica en la Universidad de Leipzig y luego estudió bioquímica en la Universidad de Friburgo , donde llegó a ser director de Química Fisiológica. [3]
Pasó el año académico 1930-31 en la Universidad de Chicago. [4]
En 1933, tras el ascenso de los nazis al poder, emigró de Alemania a la Universidad de Columbia para unirse al departamento de Química Biológica. [1] Trabajando con David Rittenberg , del laboratorio de radioquímica de Harold C. Urey y más tarde junto con Konrad Bloch , utilizaron isótopos estables para etiquetar alimentos y rastrear su metabolismo dentro de los seres vivos. [3]
Estableció además que el colesterol es un factor de riesgo en la aterosclerosis . [3]
Sufrió depresión maníaca toda su vida, [2] lo que lo llevó a suicidarse en 1941 utilizando cianuro . [ 5] Había sido honrado con la solicitud de dar la Conferencia Dunham en Harvard antes de su muerte. Se leyó para él después de su muerte. [6]
Rudolf Schoenheimer nació en Berlín , Alemania , el 10 de mayo de 1898. [4] Era hijo de Gertrude Edel y Hugo Schoenheimer, quien era médico . [3] Era judío, sin embargo su familia se convirtió al cristianismo. [1] Asistió a escuelas locales en Berlín antes de graduarse del Dorotheen-Stadtische Gymnasium en 1916. [3] Después de su graduación, Schoenheimer fue reclutado en el ejército alemán . [4] Sirvió en la artillería en el frente occidental durante dos años durante la Primera Guerra Mundial . [3] Después de su servicio en la guerra, comenzó sus estudios de medicina en la Universidad de Berlín . [4] En 1922 recibió su doctorado en medicina. Su disertación de doctorado se tituló "Über die experimentelle Cholesterinkrankheit der Kaninchen" ("Acerca de la enfermedad experimental del colesterol en conejos"). [3] Luego pasó un año trabajando en el Hospital Moabit en Berlín como patólogo . [3] Continuó su investigación científica durante este tiempo y estudió la producción de aterosclerosis en animales a través de la administración de colesterol . [4]
En 1924, Schoenheimer comenzó su estudio de 3 años en la Universidad de Leipzig , en un programa destinado a avanzar en su conocimiento en química . [3] El programa fue ayudado por la Fundación Rockefeller e impartido por Karl Thomas, profesor de química fisiológica en la Universidad de Leipzig. [3] Durante su tiempo en Leipzig, Schoenheimer pudo desarrollar un método para sintetizar péptidos . [4]
Después de terminar sus estudios en Leipzig, comenzó un año de trabajo en el Hospital Moabit de Berlín como patólogo residente. [6] Durante este tiempo, comenzó su investigación y estudios sobre el tema de la aterosclerosis . [4] Sus primeros trabajos publicados, fechados durante este período, fueron sobre el desarrollo de la aterosclerosis en animales de experimentación cuando se les administraba colesterol. [6] También pasó un tiempo trabajando en el laboratorio de Peter Rona en el Hospital Municipal de Berlín. [4]
En 1926, Ludwig Aschoff invitó a Schoenheimer a unirse a la facultad de la Universidad de Friburgo . [7] Allí trabajó como profesor asistente. [3] La investigación de material patológico era parte de sus tareas laborales. [6] Durante este tiempo, también investigó la aterosclerosis y el papel del colesterol dietético en su desarrollo. [7] Se convirtió en el jefe activo de su división en 1927, y luego en el jefe titular en 1931. [6]
En 1930 y hasta 1931, Schoenheimer estuvo en los Estados Unidos como becario Douglas Smith en la Universidad de Chicago . [6] Durante este tiempo, Schoenheimer entró en contacto con la Fundación Josiah Macy Jr. Más tarde, en 1931, la Fundación Macy, con Ludwig Kast como su presidente, comenzó a apoyar a Schoenheimer en sus estudios sobre la aterosclerosis. [1] Después de su beca, regresó a la Universidad de Friburgo, donde asumió el cargo de director del departamento de Química Patológica. [4]
En abril de 1933, Schoenheimer emigró a los Estados Unidos en respuesta a la política del régimen nazi de despedir a los profesores judíos en las universidades. [4] Se le ofreció trabajo en la Universidad de Columbia como profesor asistente, donde continuó su investigación sobre el metabolismo y la síntesis del colesterol, junto con Walter M. Sperry y David Rittenberg . [4]
En 1933, Alemania entró en una crisis política y vio el ascenso de Hitler y el Partido Nazi , lo que llevó a Schoenheimer a emigrar a los Estados Unidos . [1] Schoenheimer tenía herencia judía de la que era consciente a pesar de que su familia se había convertido al cristianismo . Schoenheimer se había unido a un movimiento juvenil judío y participó activamente en la Organización Sionista después de la Primera Guerra Mundial . [1] Debido a la situación en Alemania en ese momento y la política nazi de despedir a la facultad judía, era poco probable que Schoenheimer permaneciera viviendo en Alemania. [1] Ludwig Kast fue informado de esta situación y se puso en contacto con las universidades estadounidenses, Cornell y Columbia en nombre de Schoenheimer. Hans T. Clarke, presidente del Departamento de Química Biológica de la Universidad de Columbia , invitó a Schoenheimer a trabajar en la Universidad. [7] Comenzó a trabajar en el Departamento de Química Biológica como asistente de investigación. [4] La Fundación Josiah Macy proporcionó su salario y apoyo de investigación mientras trabajaba en Columbia. [1] En Columbia, Schoenheimer estaba entre otros que compartían intereses similares en la bioquímica y querían que ésta se orientara hacia la química orgánica . [1]
El trabajo científico de Schoenheimer contribuyó a los estudios bioquímicos y metabólicos , siendo su trabajo más significativo la aplicación de isótopos al estudio del metabolismo intermediario . El trabajo científico anterior de Schoenheimer en la década de 1920 se centró en la fisiología y patología de los esteroles . [1]
En 1926, mientras estaba en la Universidad de Leipzig , Schoenheimer desarrolló un método para sintetizar péptidos. [4] De 1903 a 1909, el trabajo científico de Emil Fischer había impulsado la síntesis de muchos péptidos , sin embargo, su método tenía limitaciones. [3] Fischer utilizó un método de acoplamiento de haluro de aminoácido acilo halógeno. [8] Se necesitaba un método adecuado, que implicara la eliminación de un grupo bloqueador de amino mediante un proceso no hidrolítico. [8] Este método fue propuesto por primera vez por Rudolph Schoenheimer, ya que utilizó hallazgos anteriores de Michel Bergmann que demostraron que con una mezcla de yoduro de hidrógeno y yoduro de fosfonio , los aminoácidos p-toluenosulfonílicos podían destosilarse de forma reductiva. [8] Schoenheimer utilizó el método de acoplamiento de azida introducido por Theodor Curtius y el método de cloruro de ácido introducido por Emil Fischer para fabricar varios péptidos. [8]
En 1929, Schoenheimer investigó cómo diferentes esteroles impactaban la deposición de colesterol en conejos. [1] Se había asumido que solo las plantas podían sintetizar compuestos complejos mientras que los animales se veían obligados a obtener estos compuestos indirectamente de las plantas. [9] También se suponía que solo serían necesarios pequeños cambios químicos al modificar estos compuestos para satisfacer necesidades específicas. [9] Estudios previos del equilibrio del colesterol indicaron que, en condiciones específicas, los animales podrían poseer la capacidad de formar colesterol , ya que se descubrió que a veces hay balances negativos en estudios metabólicos, en los que se excreta más esterol del que se consume. [9] Estas observaciones no demostraron si el colesterol presente en el cuerpo animal se debía a la síntesis o si en realidad provenía de alimentos vegetales. [9] La transformación de esteroles vegetales en colesterol dentro del cuerpo de un animal requiere que el esterol sea absorbible. Esta es la noción que Schoenheimer investigó en sus experimentos. [9] Uno de sus experimentos implicó administrar dos dietas diferentes a un grupo de conejos . [1] Los conejos son sensibles a una dieta que incluye colesterol , y sus respuestas corporales, particularmente la de la aorta, demuestran un cambio que se asemeja de manera similar a la aterosclerosis humana . [9] En el experimento, una dieta involucraba una gran cantidad de sitosterol, que es un tipo de esterol vegetal. La otra dieta incluía colesterol . [9] Las observaciones del experimento indicaron que las teorías de Schoenheimer y sus asociados de que los esteroles vegetales no eran absorbibles eran probables. [9] Se realizaron estudios adicionales y los hallazgos concluyeron que los esteroles vegetales no eran absorbibles y, por lo tanto, los animales con dietas solo vegetales deben sintetizar el colesterol necesario para sus tejidos, ya que no reciben colesterol absorbible. [9] Durante este período, Schoenheimer se dio cuenta de que el colesterol tenía un metabolismo intermediario y que era químicamente inconvertible con otros esteroles . [1] En uno de sus experimentos posteriores con esteroles , descubrió un pequeño porcentaje de un esterol , el dihidrocolesterol, en el tejido animal. [1]Schoenheimer investigó este hallazgo utilizando un perro que demostró que se formaba dihidrocolesterol en los tejidos. Este hallazgo le reveló a Schoenheimer que el colesterol era un metabolito activo. [1] Schoenheimer y sus colaboradores también investigaron el ergosterol y su comportamiento dentro de los cuerpos de ratas, ratones y conejos. [9] Los hallazgos de este estudio revelaron que el egrosterol no era absorbible. [9] Esta investigación dio forma a la carrera científica y la trayectoria de investigación de Schoenheimer. [7]
En 1933, Schoenheimer emigró a los Estados Unidos , donde su investigación científica tomó un enfoque diferente. Antes de su emigración, su trabajo se centró principalmente en el metabolismo del colesterol. En 1934, Schoenheimer comenzó su trabajo sobre el metabolismo intermediario y cómo los isótopos estables podrían aplicarse al estudio. [10] Schoenheimer trabajó junto a David Rittenburg y más tarde Konrad Bloch . Schoenheimer y sus colegas comenzaron su investigación realizando experimentos con el uso de deuterio . El deuterio , que es un isótopo estable del hidrógeno, fue descubierto por el químico físico Harold Urey en 1932. [11] Uno de los métodos utilizados en el experimento implicó la administración de agua pesada a animales para analizar el deuterio presente en los diferentes componentes del cuerpo. [10] Esto sugirió qué tipo de sustancias utilizaban el hidrógeno presente en los fluidos corporales y reveló el papel que desempeñaba el agua en los procesos metabólicos. [4] Su experimento también proporcionó información sobre el proceso de descomposición de los compuestos lipídicos que contienen deuterio en animales de experimentación. Antes de este estudio, se suponía que los animales utilizaban las grasas directamente de los alimentos que habían ingerido recientemente y que las reservas de grasa solo se utilizaban en situaciones de inanición. El experimento reveló que los ácidos grasos permanecían almacenados en los depósitos corporales incluso durante la inanición. [10]
Schoenheimer y sus colegas comenzaron entonces un estudio del metabolismo proteico usando el isótopo de nitrógeno a medida que estaba disponible. [6] Schoenheimer y su colega David Rittenberg analizaron cómo los aminoácidos sintetizados que contenían nitrógeno funcionarían dentro del cuerpo de un animal. Utilizaron ratas adultas como sujeto de su experimento y añadieron aminoácidos sintetizados a partir de amoníaco isotópico a su dieta. [6] Cuando se aplicaron estas dietas en equilibrio de nitrógeno, se descubrió que se incorporaban a las proteínas tisulares a un ritmo intensivo y rápido. [6] También hubo evidencia de transformación química ya que el nitrógeno pesado estaba presente en los aminoácidos , que se aislaron de la proteína , después de la ingestión. [6] Esta transformación química fue similar a la demostrada en los ácidos grasos de sus experimentos anteriores sobre el metabolismo intermediario . [6] Los resultados del experimento revelaron que las proteínas corporales están en un estado continuo y dinámico de síntesis y degradación. [4] Schoenheimer y Rittenberg fueron responsables de descubrir que los componentes corporales estaban en un estado de renovación química constante, ya que anteriormente se creía que estaban en un estado estático. [2] Los experimentos sobre el metabolismo de aminoácidos , ácidos grasos y productos excretores se utilizan para apoyar y demostrar este concepto de "regeneración" metabólica. [12] Estas moléculas pasan por un proceso de reemplazo e intercambio en el tejido corporal , así como otras transformaciones y reacciones químicas fundamentales. [12] Este método de marcado de moléculas con isótopos permitió a Schoenheimer y sus colegas investigar varias cuestiones en el metabolismo intermediario . [12]
A finales de la década de 1930, el trabajo de Schoenheimer había contribuido al creciente interés en el metabolismo intermediario y el método isotópico . [1]
Schoenheimer se había casado con Salomé Glucksohn , una destacada zoóloga y genetista , en 1937. Emigraron juntos a los Estados Unidos y no tuvieron hijos. Más tarde se divorciaron. [4] Schoenheimer fue invitado a realizar conferencias que detallaran su trabajo científico y sus hallazgos. En 1937, dirigió su Conferencia Harvey y en 1941 sus colegas llevaron a cabo su Conferencia Dunham en su nombre. [6] En el apogeo de su carrera, se suicidó ingiriendo cianuro de potasio en su casa de Yonkers , después de haber luchado contra la depresión durante varios años. [4]
El trabajo científico de Schoenheimer y su desarrollo de técnicas de etiquetado de isótopos permitieron a los bioquímicos descubrir las diversas vías metabólicas del cuerpo. [4]
Schoenheimer fue uno de los primeros científicos en identificar que los cuerpos de los humanos y los animales tenían procesos de renovación y regeneración. [13] Los métodos y técnicas utilizados por Schoenheimer también proporcionaron un medio para medir las cantidades de sustancias dentro del cuerpo antes de la llegada de las tecnologías y el software para el modelado dinámico. [13]
El estudio de equilibrio metabólico en animales realizado por Schoenheimer en 1933 presentó evidencia temprana de "inhibición de la síntesis de colesterol por retroalimentación del producto final ". [14] En años posteriores, con mayores avances en ciencia y tecnología, incluido el advenimiento de los isótopos radiactivos , se descubrió mayor información sobre la retroalimentación del colesterol. [14]
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