Paul Langerhans Dissertation

V roce 1889, před 120 lety, se přeli dva němečtí lékaři, Joseph von Mering a Oskar Minkowski, zda pankreas má skutečně význam pro štěpení tuků ve střevě. Dohodli se, že odstraní u psa slinivku a budou jej krmit stravou bohatou na tuky, u zvířete se však již druhý den vyvinula katastrofální polyurie a Minkowského napadlo otestovat moč na obsah cukru. Hypotéza, že slinivka břišní vylučuje jakousi „antidiabetickou“ látku, změnila medicínu. Paul Langerhans, objevitel pankreatických ostrůvků produkujících tuto látku, se tohoto objevu již nedožil, zemřel o rok dříve s pocitem, že po sobě nic významného nezanechal.

Paul Langerhans se narodil v r. 1847, jeho otcem byl významný berlínský lékař Paul Langerhans st. Když bylo Paulovi 6 let, zemřela matka na tuberkulózu. Zemřela velmi mladá, bylo jí teprve 29 let a otec se ze ztráty milované ženy dlouho nemohl vzpamatovat. Zapomenout mu pomáhala medicína a také stále intenzivnější zájem o komunální politiku. Prusko je u nás tradičně podáváno jako militaristická diktatura, která postupně požírala menší svobodné německé státy a připravovala se na expanzi do zbytku Evropy. V polovině 19. století však Prusko prodělávalo rychlý hospodářský rozvoj spojený s neodmyslitelnou demokratizací. Paul Langerhans starší byl více než 30 let členem berlínské městské rady a spolu s ním zde zasedal i jeho blízký přítel, patolog Rudolf Virchow. Oba spojovaly kromě profese také liberální politické názory, které stály v pozadí založení Liberální německé pokrokové strany v r. 1861. Virchow byl u Langerhansových častým hostem a pro mladého Paula byl od dětství vzorem, ke kterému pak vzhlížel celý život. Choval k němu bezmeznou úctu a toužil se mu vědecky vyrovnat.

V r. 1865 Langerhans maturoval a po prázdninách odešel na lékařskou fakultu do Jeny, k jejímuž věhlasu přispíval Ernst Haeckel, který ve stejném roce převzal katedru zoologie. Po čtyřech semestrech se však Langerhans vrátil do Berlína a hned nastoupil jako volontér do Virchowova patologicko-anatomického ústavu. Ve třetím ročníku zde zažil svůj první vědecký úspěch, popsal v kůži po obarvení solemi zlata dosud neznámé buňky s mnoha výběžky, do jisté míry podobné melanocytům, ale zcela bez pigmentu. Dendritický charakter těchto buněk jej vedl k hypotéze, že jde o modifikované neurony, snad s funkcí receptorů bolesti. Práce vyšla pod názvem „Über die Nerven der menschlichen Haut“ v prestižním Virchowově časopise Archiv für pathologische Anatomie. (V r. 1882 Langerhans opublikoval krátké sdělení, ve kterém původně předpokládaný vztah k nervové tkáni odmítl.)

Jako téma doktorské dizertační práce navrhl Virchow Langerhansovi studium histologie pankreatu. Exokrinní funkce slinivky v té době již byla známa a nepředpokládalo se, že by se zde snad mělo najít něco zajímavého. Langerhans předběžně prohlédl pod mikroskopem pankreas několika druhů zvířat a nakonec se rozhodl pro králíka, jehož slinivka má výrazně ploché uspořádání vhodné pro histologické studium. V dalších měsících vyzkoušel větší počet tradičních i nových způsobů barvení a provedl velký počet nástřiků vývodu slinivky, což byl od Ruyschových dob tradiční způsob studia exokrinních orgánů. V roce 1869 vyšla 32stránková dizertace věnovaná „Panu profesoru Virchowovi“. Langerhans v ní popisuje devět druhů buněk, pečlivě očíslovaných, počínaje „epitelovými“ buňkami peritonea přes buňky pojiva, krevních cév až po pravé sekreční buňky a epitelie vývodů. Na závěr – pod čísly 8 a 9 – pak uvádí dva druhy dosud neznámých buněk, a to tzv. centroacinózní buňky a jako poslední „malé buňky s homogenním obsahem“. Na základě nástřiků Langerhans usoudil, že centroacinózní buňky představují přechodnou formu mezi sekrečními buňkami a typickým epitelem vývodů. O funkci „ho­mo­gen­ních“ buněk však neměl nejmenší tušení.

Langerhansova dizertační práce je skvělým příkladem metodologie vědy 19. století, onoho přístupu, jenž stál v pozadí vědecké revoluce, která během necelých 50 let zcela změnila medicínu. Popis neobsahuje žádné apriorní spekulace o funkci pozorovaných struktur, přesto právě touha porozumět funkci studovaných orgánů bývá tou skutečnou motivací většiny morfologických studií. Buňky bez známé funkce, jakkoli nové, velkou slávu neznamenaly, jejich význam s odstupem od publikace klesal, a to i v očích samotného Langerhanse. Totéž platilo pro dendritické buňky v kůži.

K typickým rysům vědy 19. století patřily cestovatelské expedice. Začátkem roku 1870 se Langerhans zúčastnil výpravy známého kartografa Richarda Kieperta (1846–1915) do Sýrie a dalších zemí předního Východu. Jedním z cílů expedice bylo studium lepry. Virchow se v té době intenzivně zajímal o antropologii, Langerhans byl proto pověřen, aby provedl měření lebek obyvatelstva Palestiny, výsledky později vyšly v časopise Archiv für Anthro­pologie.

Z cesty se však Langerhans vrací předčasně, vypukla totiž prusko-francouzská válka a Langerhans rukuje jako vojenský lékař do jednoho z lazaretů. Po skončení války v r. 1871 pracuje několik měsíců jako asistent na patologii v Lipsku, na přímluvu Virchowa pak ještě téhož roku získává místo prosektora na lékařské fakultě ve Freiburgu. Na podkladě práce o sympatických gangliích je zakrátko habilitován a o tři roky později se zde stává mimořádným profesorem. Již několik týdnů před jmenováním se však necítí dobře, kašle, v noci se potí a posléze je potvrzeno jeho zlé tušení: má tuberkulózu, která navíc kromě plic postihuje i ledviny. V rodině matky se na tuberkulózu po generace umíralo v mladém věku, Langerhans musí přerušit slibnou vědeckou dráhu a odjíždí do sanatorií ve švýcarském Davosu, později na ostrov Capri poblíž Neapole. Léčba však není úspěšná, proto se rozhodne odjet do Portugalska, na ostrov Madeira. Postup odpovídá své době, Alpy sice mnohým pomáhají, avšak pobyt v Portugalsku má výsledky nejlepší, jaké bylo možné v druhé polovině 19. století očekávat.

V říjnu 1875 Langerhans přistává ve Funchalu, hlavním městě ostrova. Prožívá zde hlubokou depresi, od mládí žil jen pro medicínu, sen o vědecké slávě se nyní stává spíše noční můrou s pocitem promarněného života. Jeho zdravotní stav se zde však skutečně zlepšil a v roce 1879 si Langerhans na Madeiře otevřel lékařskou praxi, jeho klientelu tvořili zejména zámožní Němci a Angličané trpící tuberkulózou. Vrátil se dokonce i k mikroskopu, objektem jeho zkoumání však je nyní mořská fauna. V letech 1879 až 1884 Langerhans popisuje více než 20 dosud neznámých druhů červů, včetně jednoho nového rodu, pro který navrhuje jméno Virchowia. Jeho přínos k zoologii červů byl v průběhu dalších let oceněn podobně, Langerhansovo jméno nese několik druhů (Myrianida langerhansi, Demonax langerhansi aj.) a také rod Langerhansia.

V roce 1882 objevil Robert Koch původce tuberkulózy a Langerhansův postoj k tomuto objevu výstižně ilustruje ideový konflikt, který dělil německé patology na dva tábory. V čele jednoho stál Virchow – kdysi bouřlivák neochotný ctít konvence a papouškovat nesmysly z pouhé úcty k zasloužilým osobnostem. S postupem let, tak jak se objevy jeho mládí stávaly samozřejmostí, začal žárlit na úspěchy mladých mikrobiologů, kteří – v čele s Robertem Kochem tvořili druhou stranu názorového střetu. Langerhans, ač mladší než Koch, sdílel bez výjimky Virchowův rezervovaný postoj k myšlence, že tuberkulózu vyvolává jakási bakterie. Přinejmenším tu jeho, o níž byl hluboce přesvědčený, že má dědičný charakter, jeho rodinná anamnéza byla jasným důkazem. Zaslal své spútum do Berlína a když v něm Koch „své“ bacily nenašel, ve svém názoru se utvrdil.

Langerhans na Madeiře prožíval svůj druhý život, patřil nyní k místní honoraci, jeho nový okruh přátel tvořili lidé zcela odlišní od berlínské intelektuální smetánky. Jedním z nich se stal jistý Alfred Ebart (1848–1883), syn berlínského továrníka, majitele jedné z velkých německých papíren. Ebart se na Madeiru přestěhoval i se svou ženou Margaretou a malou dcerkou a hned se hlásil u Langerhanse jako nový pacient. Zakrátko se Langerhans stal u Ebartových pravidelným návštěvníkem a později téměř členem domácnosti. Ebart však trpěl velmi pokročilou tuberkulózou a v roce 1883 zemřel. Langerhans však již Ebartovu domácnost neopustil, 34letá Margareta byla na rozdíl od svého zesnulého muže zdravá a plná života. A díky velkému dědictví také finančně zcela nezávislá. Chuť do života cítil nyní i Langerhans a kromě jiného se pustil do psaní „Průvodce Madeirou“, k němuž jej inspiroval rostoucí počet návštěvníků ostrova. Po povinných dvou letech smutku se s Margaretou Ebartovou oženil, svatba se konala v červnu 1885 v Berlíně a zde také vyšel Langerhansův turistický průvodce. Novomanželé se nastěhovali do nejhonosnější vily ve Funchalu (dnes je zde sídlo guvernéra) a osmatřicetiletému lékaři se zdálo, že začalo nejkrásnější období života, jeho stav byl nyní nejlepší za posledních 10 let. Toto období však mělo trval jen něco přes dva roky, v zimě roku 1888 se objevil neztišitelný kašel a také bolesti, které si vyžádaly podávání morfia. V červenci téhož roku, pět dní před svými 41. narozeninami, Langerhans ve svém domě ve Funchalu na Madeiře zemřel. Pravděpodobnou příčinou bylo selhání ledvin.

Paulův otec syna přežil o více než 20 let, v té době ještě netušil, že přežije také syna Roberta, který ve stopách svého staršího bratra vystudoval medicínu, pracoval jako patolog a rovněž zemřel na tuberkulózu. Přes drtivé rány osudu však Paul Langerhans starší našel sílu a jako člen berlínského městského kuratoria pro tuberkulózu celý zbytek života prosazoval epidemiologická opatření pro snížení prevalence této zákeřné choroby.

Meringův a Minkowského objev souvislosti pankreatu a cukrovky způsobil v medicíně revoluci. Po desetiletích nadvlády Virchowovy celulární patologie bylo nutné vzít opět na milost i patologii humorální. Samozřejmě v nové podobě, jež se měla během dalších dvaceti let vyvinout v endokrinologii a imunologii. V r. 1893 francouzský patolog Gustave-Edouard Laguesse pochopil, že místem syntézy antidiabetické látky budou ostrůvky buněk popsané Langerhansem a navrhl pro ně dnešní eponymický název. V r. 1900 ruský fyziolog Leonid Sobolev prokázal, že podvaz pankreatického vývodu vede k atrofii celé zevně sekretorické části, avšak bez výraznějších změn na ostrůvcích a bez příznaků diabetu. O rok později pak americký patolog Eugene Opie popsal souvislost diabetu s pokročilým stupněm zničení Langerhansových ostrůvků. Langerhansovo jméno se s počátkem nového století stalo trvalou součástí učebnic medicíny a biologie.

Také první Langerhansův objev, dendritické buňky kůže, se dočkal uznání, i když teprve po více než 100 letech. V roce 1973 byla prokázána antigen-prezentující funkce Lan­ger­han­so­vých buněk a jejich zásadní význam v imunitním systému.

K Langerhansovu jménu se dnes hlásí jak diabetologické, tak dermatologické a imu­nologické společnosti v mnoha zemích. S Langerhansovým jménem je spojena řada stipendií, medailí a cen. Jednu z nejprestižnějších – Langerhans-Virchow Award – uděluje Pacific North­west Research Institute, v roce 2004 tuto cenu obdržel např. Lee Hart­well, laureát Nobelovy ceny z r. 2001. Langerhans se tak zde symbolicky postavil po bok svého celoživotního vzoru Rudolfa Virchowa.

Literatura:

  • Beiträge zur mikroskopischen Anatomie der Bauchspeicheldrüse. Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doctorwürde; Berlin, 1869.
  • Egeler R.M. The Langerhans Cell Histiocytosis X Files Revealed. Historical Review. British Journal of Haematology 2002;116:3–9
  • Fidlerová, M., Hugo, J. Kapitoly z historie: Paul Langerhans (1847– 888). Kazuistiky v diabetologii 3, č. 2: 50–51, 2005.
  • Firkin B. G., Whitworth J. A.: Dictionary of Medical Eponyms, Editiones Roche, Basel 1996
  • Glaser H. Vývoj moderního lékařství. Orbis Praha 1962
  • Jablonski S.: Jablonski’s Dictionary of Syndromes and Eponymic Diseases, Krieger, Malabar 1991
  • Jolles S. Paul Langerhans (editorial) Journal of Clinical Pathology 2002;55:243
  • Meyer B. Hoffnung der Diabetiker, Opfer der Tuberkulose. Der Arzt Paul Langerhans (1847–1888). Berlinische Monatsschrift 1997;7:56–60
  • Seyda B.: Dzieje medycyny w zarysie. 2. wyd. PZWL, Warzszawa 1973
  • www.pnri.org/news

[článek je chráněn autorským zákonem; copyright © maxdorf, 2009]

Paul Langerhans (1847 – 1888) – whose face is depicted in the logo of the German Center for Diabetes Research (DZD) – is the discoverer (1869) of the islets of Langerhans in the pancreas, which were later named after him. These cell clusters are also referred to as Langerhans islets or islet cells and often collectively as islet organ. Since among other functions these cells produce and secrete insulin, they are of great importance for diabetes research.

Paul Langerhans was born on July 25, 1847 in Berlin as son of the physician Paul Langerhans (1820 – 1909) and his wife Anna, born Keibel. He graduated first in his class from school (Abitur 1865) and demonstrated a special interest in science. In 1867, as a student in Berlin, he began his studies on the pancreas under the supervision of Rudolf Virchow.

Microscopic anatomy of the pancreas
Virchow suspected “that this gland, too, not only secreted outwardly but also inwardly into the blood”, i.e. that it was endocrine-active. Langerhans’ studies confirmed this, but he was unable to make further observations about the secretory processes as such. “Due to the total lack of suitable devices to study a rabbit pancreas with a tolerable prospect of sustaining life for a lengthy period, I had to refrain from studying such a favorable object from the very beginning.”
In his “Contributions on the microscopic anatomy of the pancreas” Langerhans described nine different cell types and describes one of these groups as follows: “… small cells of almost perfect homogeneous content and of a polygonal form, with round nuclei without nucleoli, mostly lying together in pairs or small groups.” The significance of insulin, which was secreted by these cell groups, was not recognized until 1921 by Frederick Banting and Charles Best. The cell clusters first described by Langerhans were rediscovered 16 years later by Gustave Edouard Laguesse in his pancreas studies, and in 1893 they were named “ilôts de Langerhans” after their discoverer in a meeting of the Biological Society of Paris.
Although Langerhans himself did not continue research on the pancreas, he discussed the topic in many letters to colleagues and suggested that more attention should be paid to this organ.

Associate professor
Langerhans received his doctorate in 1869 with the dissertation “On contributions to the pathological anatomy of the pancreas”. In the Franco-Prussian War he served as a military doctor at the front lines.
In an accelerated procedure, he submitted his Habilitation thesis in October 1871 to the University of Freiburg, where he received the coveted position of leading dissector and was appointed lecturer (Privatdozent). In 1873 he became Associate Professor of Pathology and Anatomy at the Faculty of Medicine in Freiburg.

Dermatological studies
While still a student, Langerhans conducted studies on the nerve endings in the skin. More than a hundred years later it was discovered that the Langerhans cells (dendritic cells) in the epidermis are immunocompetent cells which play an important role in many skin diseases. The Langerhans granular layer of the skin remained associated with his name up into the 20th century, until the dermatological term stratum granulosum became common.

Tuberculosis patient and physician
In 1874 Langerhans was diagnosed with pulmonary tuberculosis and subsequently moved to Capri. He then resigned from his professorship in Freiburg in order to spend his last years on the island of Madeira. In 1879 he opened a practice for tuberculosis patients in the city center. He also conducted marine biological studies, which are also associated with his name.
Paul Langerhans died on July 20, 1888 in Quinta Lambert, the current seat of the governor of Madeira. A bust of Paul Langerhans was erected in his honor on the campus of the Charité in Berlin in October 2012. You can read more about this here.


This information on the life and work of Paul Langerhans was taken from the book Die Inseln des Paul Langerhans. Eine Biographie in Bildern und Dokumenten [The Islets of Paul Langerhans. A biography in pictures and documents (in German only)] by Björn M. Hausen.

 

 

0 thoughts on “Paul Langerhans Dissertation

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *