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테오도르 슈완

Theodor Schwann
미국 연합군 장교는 테오도르 슈완을 보라.
테오도르 슈완
Theodor Schwann Litho.jpg
테오도르 슈완
태어난(1810-12-07)7 1810년 12월
프랑스 제1제국 네우스
죽은1882년 1월 11일 (1882-01-11) (71)
쾰른, 독일 제국
교육
로 알려져 있다.
수상코플리 메달(1845년)
과학 경력
필드생물학
영향요하네스 페테르 뮐러

테오도르 슈완(독일어 발음: [ˈteːodoːɐ̯̯̯̯ ̯̯van];[1][2] 1810년 12월 7일 – 1882년 1월 11일)은 독일의 의사 및 생리학자였다.[3] 생물학에 대한 그의 가장 중요한 공헌은 동물에 대한 세포이론의 확장이라고 여겨진다. 그 밖에 말초신경계 내 슈완세포의 발견, 펩신의 발견과 연구, 효모의 유기성 발견,[4] 신진대사라는 용어의 발명이 기여하고 있다.[5]

조기생활과 교육

테오도르 슈완은 1810년 12월 7일 네우스에서 레오나드 슈완과 엘리자베스 로텔스 사이에서 태어났다.[6] Leonard Schwann은 골드스미스였고 나중에 프린터였다. 테오도르 슈완은 쾰른에 있는 예수회 학교인 드레이코니그스 체육관(트리코로나툼 또는 삼왕학교로도 알려져 있다)에서 공부했다.[6][7] 슈완은 독실한 로마 가톨릭 신자였다. 쾰른에서 그의 종교지도자 빌헬름 스메츠 [de] 사제 겸 소설가는 인간 영혼의 개성과 자유의지의 중요성을 강조했다.[8]: 643 [6][7]

1829년 슈완은 본 대학에 예비의학 교육과정에 등록했다. 그는 1831년에 철학 학사학위를 받았다.[9] 본에 있는 동안 슈완은 생리학자 요하네스 피터 뮐러를 만나 함께 일했다.[3] 뮐러는 1837–1840년에 독일 과학의학을 창간한 것으로 여겨지며, 그의 Handbuch der Phronologie des Menschen für Vorlesungen을 출판했다.[10]: 387 1837~1843년 영어로 '생리의 요소'로 번역되어 1800년대 대표적인 생리학 교과서가 되었다.[6]

1831년 슈완은 뷔르츠부르크 대학교로 옮겨 의학의 임상 훈련을 받았다.[7][11] 1833년 뮐러가 현재 해부생리학 교수로 있는 베를린 대학에 진학했다.[7] 슈완은 1834년 베를린 대학에서 의학 석사 학위를 받고 졸업했다. 그는 1833–1834년에 뮐러를 고문으로 하여 논문 작업을 했다. 슈완의 논문은 닭의 배아 발달 과정에서 산소의 필요성에 대한 신중한 연구를 포함했다. 이를 수행하기 위해 특정 시간에 배양실에서 가스 산소와 수소를 퍼낼 수 있는 장치를 설계하고 만들었다. 이를 통해 그는 알이 산소를 필요로 하는 임계 기간을 설정할 수 있었다.[12]: 60

슈완은 1834년 여름 의학을 개업하기 위해 국가고시에 합격했지만, 뮐러와 함께 의학을 개업하기보다는 연구를 계속하는 것을 선택했다.[11] 그는 적어도 단기적으로는 가업상속 때문에 그렇게 할 여유가 있었다.[12]: 60 그의 조수로서의 봉급은 겨우 120달러였다. 이후 5년 동안 슈완은 유산의 나머지 4분의 3을 지불할 것이다. 장기적인 전략으로는 지속가능하지 않았다.[12]: 86

경력

1834년부터 1839년까지 슈완은 베를린 대학의 아나토미슈 주토미슈 박물관에서 뮐러의 조수로 일했다.[11] 슈완은 신경, 근육, 혈관의 구조와 기능을 연구하는 데 초점을 맞춘 일련의 현미경적이고 생리적 실험을 수행했다.[13] 슈완은 뮐러의 생리학 서적에 대비하여 실험을 행하는 것 외에, 스스로 연구를 했다. 그의 많은 중요한 기여는 그가 뮐러와 베를린에서 일하던 시기에 이루어졌다.[6]

Schwann은 동물 조직을 검사하기 위해 새로운 강력한 현미경을 사용했다. 이것은 그가 동물의 세포를 관찰하고 그들의 다른 성질을 관찰할 수 있게 했다. 그의 작품은 식물에서 마티아스 야콥 슐레이덴의 작품을 보완하고 그것에 의해 정보를 얻었다; 두 사람은 친한 친구였다.[14][12]: 60

조용하고 진지한 것으로 묘사된 슈완은 특히 그의 실험을 위한 기구의 제작과 사용에 재능이 있었다. 그는 또한 중요한 과학적 질문들과 그것들을 체계적으로 시험하기 위한 디자인 실험들을 확인할 수 있었다. 그의 글은 접근하기 쉽고, 그의 논리는 "명확한 진보"[12]: 60 라고 묘사되어 왔다. 그는 자신이 답하고 싶은 질문을 식별했고 다른 사람들에게 자신의 발견의 중요성을 효과적으로 전달했다. 그의 동료인 Jakob Henle은 그를 실험하기 위해 타고난 추진력을 가졌다고 말했다.[12]: 60

1838년까지 슈완은 더 많은 봉급을 받는 직책이 필요했다. 그는 가톨릭 도시 본으로 돌아가기를 희망했다. 그는 1838년과 1846년에 다시 그곳에서 교수직을 얻으려 했으나 실망했다.[9]: 85–86 대신, 1839년 슈완은 또 다른 가톨릭 도시인 벨기에 루벤에 있는 카톨리크 드 루바인 대학의 해부학 강좌를 수락했다.[11][9]: 85–86

슈완은 헌신적이고 양심적인 교수임을 증명했다. 새로운 교직으로 그는 새로운 과학 작업을 할 시간이 줄어들었다. 그는 실험에 사용할 수 있는 실험 기법과 도구를 완성하는데 상당한 시간을 보냈다. 그는 논문을 거의 내지 않았다. 한 가지 예외는 개에 대한 일련의 실험을 보고하고 소화에 있어서 담즙의 중요성을 확립한 1844년의 논문이었다.[12]: 87 [13]

슈완은 근육수축, 발효, 소화, 퍼트 리액션 등의 과정을 검사하면서 생활현상이 '일부 중요하지 않은 생명력'[8]: 643 이 아니라 물리적 원인에 의한 결과라는 것을 보여주려 했다. 그럼에도 불구하고 그는 여전히 '유기성'과 '신성한 계획'[8]: 645 을 조화시키려 했다. 일부 작가들은 1838년 슈완의 움직임과 그 이후 그의 과학 생산성이 감소했다는 것은 종교적인 우려와 어쩌면 세포 이론에 대한 그의 연구가 갖는 이론적 함의와 관련된 위기까지도 반영한다고 제안했다.[13][9]: 85–86 그러나 다른 저자들은 이것을 자신의 생각을 잘못 표현하는 것으로 간주하고, 슈완이 실존적 위기나 신비적 단계를 거쳤다는 생각을 거부한다.[9]: 85–86 오하드 파네스는 슈완의 실험실 노트와 그의 출판물과 함께 그의 연구를 통일된 진행으로 재구성하기 위해 다른 미발표 자료들을 사용한다.[15]: 126 플로렌스 비엔느는 세포 이론이 슈완을 포함한 다양한 지지자들의 철학적, 종교적, 정치적 사상과 관련된 "유기적 발전의 통일된 원리"로서 어떤 방식을 논의하기 위해 미발표된 글을 그린다.[8]

1848년 슈완의 동료 앙투안 프레데릭 스프링이 그를 설득하여 벨기에에 있는 리에지 대학교로 편입시켰다.[11] 리에지에서, 슈완은 해부학과 생리학의 최신 발전을 계속 따라갔지만, 스스로 중요한 새로운 발견을 하지는 않았다. 그는 대단한 발명가가 되었다. 그의 프로젝트 중 하나는 주변이 숨을 쉴 수 없는 환경에서 인간의 삶을 지원하기 위해 폐쇄적인 시스템으로 설계된 휴대용 호흡기였다.[13] 1858년까지 그는 생리학, 일반 해부학, 발생학 교수로 재직하고 있었다. 1863년 미국철학회는 그를 국제회원으로 선출했다.[16] 1872년 현재, 그는 일반 해부학을 가르치는 것을 중단했고, 1877년 현재, 발생학을 가르쳤다. 그는 1879년에 완전히 은퇴했다.[11]

슈완은 동료들로부터 깊은 존경을 받았다. 1878년, 그의 수년간의 교직과 많은 공헌을 기념하기 위한 축제가 열렸다. 그는 독특한 선물을 받았다: 다양한 나라의 과학자들의 263개의 자필 서명이 들어간 사진 초상화가 들어 있는 책, 그 책들은 각각 슈완에게 선물로 보내진 것이다. 이 책은 "세포이론의 창시자, 현대 생물학자들에게"[13]라고 헌정되었다.

은퇴한 지 3년 후인 1882년 1월 11일 쾰른에서 스완이 세상을 떠났다.[7] 그는 쾰른의 멜라텐 묘지에 있는 가족 무덤에 묻혔다.[17]

벨기에 리게 대학교 동물학 연구소 입구에 있는 테오도르 슈완의 청동상

기부금

슈완의 연구는 발표되지 않은 글과 실험실 노트의 맥락에서 볼 때 생물학적 과정이 물질적 객체나 "대리인"의 관점에서 기술되는 "일관적이고 체계적인 연구 프로그램"과 그들이 행사하는 힘 사이의 인과 의존성, 그리고 그 측정 가능한 효과로 볼 수 있다. 슈완이 세포에 대해 근본적이고 활동적인 단위로 생각하는 것은 그때 미생물학의 발달에 기초하여 "엄정히 합법적인 과학"[15]: 121–122 이라고 볼 수 있다.

근육 조직

1835년 슈완의 초창기 작품 중에는 근육수축이 포함되어 있었는데, 이를 '생리에 대한 계산의 도입'의 시발점으로 보았다.[15]: 122 그는 다른 관련 변수를 제어하고 측정함으로써 근육의 수축력을 계산하는 실험적인 방법을 개발하고 기술했다.[15] 그의 측정 기술은 후에 에밀 뒤 보이스 레이몬드 등이 개발하여 사용하였다.[18] 슈완의 노트는 그가 생리학적 과정의 규칙성과 법칙을 발견하기를 희망했음을 암시한다.[15]

펩신

1835년에는 소화 작용에 대해 비교적 거의 알려지지 않았다. 윌리엄 프라우트는 1824년에 동물의 소화액에 염산이 함유되어 있다고 보고했었다. 슈완은 소화액의 다른 물질들도 음식을 분해하는데 도움을 줄 수 있다는 것을 깨달았다.[6] 1836년 초에 슈완은 소화 과정을 연구하기 시작했다. 그는 소화를 생리적 물질의 작용으로 개념화했는데, 이 작용은 즉각적으로 눈에 보이거나 측정할 수는 없지만, 실험적으로 "생리학적 특정 물질"[15]: 124–125 로 특징 지을 수 있었다.

결국 슈완은 위벽에서 성공적으로 격리되어 1836년에 이름을 붙인 펩신 효소를 발견했다.[19][6][3] 슈완은 그리스어인 έιςς pe pe 펩시스에서 그 이름을 만들어 냈는데, 이는 '소화( meaning化)'라는 뜻의 말이다.[20][21] 펩신은 동물 조직에서 격리된 최초의 효소였다.[19] 그는 그것이 알부민을 계란 흰자에서 펩톤으로 분해할 수 있다는 것을 보여주었다.[17][22]

더욱 중요한 것은, 슈완은 그러한 분석을 수행함으로써, 결국 "모든 조직화된 신체에서 삶의 모든 발달 과정을 설명할 수 있다"[15]: 126 고 썼다. 그 다음 해 동안, 그는 분해와 호흡 모두를 연구했고, 나중에 효모 연구를 위해 적응할 장치를 만들었다.[15]: 128

효모, 발효, 자연발생

다음 슈완은 효모와 발효를 연구했다. 효모에 대한 그의 연구는 찰스 카그니아드 드 라 투어와 프리드리히 트라우고트 뷔칭의 작업과는 무관했는데, 이들은 모두 1837년에 작품을 출판했다.[6][23][24][25] 1836년까지 슈완은 알코올 발효에 대한 수많은 실험을 수행했다.[6] 강력한 현미경은 그가 효모세포를 자세히 관찰하고 그것들이 식물의 구조와 유사한 작은 유기체라는 것을 인식하는 것을 가능하게 했다.[26]

슈완은 알코올 발효 중 효모의 증식을 단순히 주목했던 다른 사람들을 뛰어넘어 우선 효모에게 1차 인과 인자의 역할을 부여한 다음 그것이 살아있다고 주장함으로써 더 나아갔다. Schwann은 현미경을 이용하여 효모 발효에 관한 두 가지 일반적인 이론을 금지시키는 세심하게 계획된 일련의 실험을 수행했다. 우선 그는 산소가 있는 밀폐된 용기에 맥주를 발효시키는 것으로부터 액체의 온도를 조절했다. 일단 가열하면 액체는 더 이상 발효될 수 없었다. 이것은 산소가 발효를 유발한다는 조셉 루이스 게이 루삭의 추측을 반증했다. 그것은 그 과정이 일어나기 위해서는 어떤 종류의 미생물이 필요하다는 것을 시사했다. 다음으로 슈완은 정화공기와 정화되지 않은 공기의 효과를 시험했다.[27] 그는 가열된 유리 전구를 통해 공기를 살균했다.[24] 정제된 공기가 있는 곳에서는 발효가 일어나지 않았다. 그것은 공기 정화되지 않은 곳에서 발생했고, 공기 중의 무언가가 그 과정을 시작했음을 암시했다. 이것은 살아있는 유기체가 무생물로부터 발전할 수 있다는 생각인 자발적 생성 이론에 대한 강력한 증거였다.[27]

Schwann은 발효가 효모의 존재를 시작해야 한다는 것을 증명했고 효모가 성장을 멈추자 멈췄다.[28] 그는 생물질인 효모의 작용에 기초하여 유기적인 생물학적 과정의 일부로 설탕이 알코올로 전환되었다고 결론지었다. 그는 발효가 설탕 산화와 같은 무기 화학적 과정이 아니라는 것을 증명했다.[27] 살아 있는 효모는 더 많은 효모를 생산할 수 있는 반응에 필요했다.[23]

슈완이 옳았지만 그의 생각은 대부분의 동료들보다 앞서 있었다.[6] 그들은 쥐스투스 폰 리비히와 프리드리히 뵐러에 의해 강하게 반대하였는데, 둘 다 생명주의를 지지하는 것으로서 살아있는 유기체의 중요성을 강조하였다. 반대로 Liebig는 발효를 생물과 관계 없이 순수하게 화학적인 사건의 연속이라고 보았다.[29] 아이러니컬하게도 슈완의 작품은 나중에 활력주의에서 한 발짝 떨어진 것으로 여겨졌다.[23]: 56–57 Schwann은 뮐러의 제자 중 최초로 생명에 대한 물리 화학적 설명을 위해 노력했다.[3] 슈완의 견해는 유기화학에 대한 생물학적 반응의 측면에서 생물체의 개념화를 꾀한 반면, 리빅은 순수 무기화학에 대한 생물학적 반응을 줄이려고 노력했다.[30]

발효에 관한 슈완의 연구의 가치는 결국 10년 후 루이 파스퇴르에 의해 인정받게 될 것이다.[6] 파스퇴르는 1857년에 슈완의 작업을 반복하고 확인하면서 효모가 살아 있다는 것을 받아들이고 나서 발효 연구를 더 진행함으로써 그의 발효 연구를 시작하곤 했다. 슈완이 아닌 파스퇴르는 리빅-파스퇴르 분쟁에서 리빅의 견해에 이의를 제기할 것이다.[30] 돌이켜 보면, 파스퇴르의 세균 이론은 물론 리스터의 방부제 응용도 슈완의 영향에서 추적할 수 있다.[3]

세포이론

1837년 마티아스 야콥 슐레이덴은 새로운 식물 세포가 오래된 식물 세포의 핵으로부터 형성되는 것을 보고 진술했다. 어느 날 슈완과 식사를 하면서 그들의 대화는 식물과 동물 세포의 핵에 불을 붙였다. 슈완은 (뮐러가 보여주었던 것처럼) 노토코드의 세포에서 비슷한 구조를 본 것을 기억했고, 두 현상을 연결하는 것의 중요성을 즉시 깨달았다. 그 유사성은 양쪽 관찰자에 의해 지체 없이 확인되었다. 슈완은 추가 실험에서 돼지 배아에서 나온 조직뿐만 아니라 두꺼비 유충에서 나온 비척조직과 연골을 검사해 동물조직이 각각 핵을 가진 세포로 구성돼 있다는 사실을 규명했다.[14]

슈완은 1838년에 Neue notisen geb. nat.heilk에 그의 관찰 결과를 발표했다.[31] 이는 1839년 그의 저서 《Mikroskopische Untersuchungen über die Ueebereinstimung in der Struktur und dem Wachsthum der Tiebre und Pflanzen(동식물의 구조와 성장의 유사성에 관한 미시적 조사)》이 출간되면서 이어졌다. 그것은 현대 생물학의 기초가 [14]되는 획기적인 작품으로 여겨진다.[32]

슈완은 이 책에서 "모든 생물은 세포와 세포 생산물로 구성되어 있다"[33]고 선언했다. 그는 세포에 대해 세 가지 더 결론을 이끌어 냈고, 그것은 그의 세포 이론이나 세포 교리를 형성했다. 처음 두 가지는 정확했다.

  1. 세포는 생물체에서 구조, 생리, 조직의 단위다.[32]
  2. 그 세포는 유기체의 구성에서 구별되는 실체와 빌딩 블록으로서 이중적인 존재를 유지하고 있다.[32]

1860년대까지, 이 교리는 식물과 동물의 기본적인 해부학적 구성을 설명하는 데 사용되는 세포 이론의 인정된 기초가 되었다.[3]

슈완의 이론과 관찰은 현대 역사학의 기초를 만들었다.[3] 슈완은 "생물의 기본적인 부분에 대해서는 아무리 다르더라도 하나의 보편적인 발달 원리가 있으며, 이 원리는 세포의 형성"이라고 주장했다.[34] Schwann은 성인 동물 조직을 검사하고 모든 조직이 고도로 차별화된 5가지 유형의 세포 조직으로 분류될 수 있다는 것을 보여줌으로써 이러한 주장을 지지했다.[23][6]

  1. 독립적이고 분리된 세포(예: 혈액 세포)
  2. 독립적이지만 피부, 손톱, 깃털과 같은 층으로 함께 압축된 세포
  3. 연골, 뼈, 치아 에나멜 등 연결벽이 결합한 세포
  4. 섬유질을 형성하는 긴 세포(예: 힘줄과 인대)
  5. 근육, 힘줄, 신경과[6] 같은 벽과 충치의 융합에 의해 형성된 세포

단세포 난자가 결국 완전한 유기체가 된다는 그의 관찰은 발생학의 기본 원리 중 하나를 확립했다.[23]

세포 형성을 추측하는 슈완의 세 번째 테닛은 나중에 반증되었다. 슈완은 살아있는 세포가 결정의 형성과 비슷한 방식으로 형성된다고 가설을 세웠다. 생물학자들은 결국 1857년에 모든 세포가 다른 세포에서 발생한다는 막심 오미스 셀룰라 e셀룰라를 대중화한 병리학자 루돌프 비르초우(Rudolf Virchow)의 견해를 받아들일 것이다. 이 경구는 원래 1825년 프랑수아 빈센트 라자일에 의해 발표되었지만 라자일의 글은 인기 없는 것이었는데,[35] 부분적으로는 그의 공화주의 정서 때문이었다. 슈완과 라사일이 서로의 일을 알고 있었다는 증거가 없다.[8]: 630–631

전문세포

슈완은 특히 신경조직과 근육조직에 관심이 많았다. 세포성 측면에서 신체조직을 분류하려는 노력의 일환으로, 그는 신경섬유를 감싸고 있는 세포들을 발견했는데, 현재는 그를 기리기 위해 슈완 세포라고 불린다.[17] 말초신경의 지방이 많은 몰린 껍질이 어떻게 형성되었는가는 전자현미경이 발명되기 전까지는 대답할 수 없는 논쟁거리였다.[36][37] 말초신경계의 모든 축은 현재 슈완세포에 싸여 있는 것으로 알려져 있다. 그들의 메커니즘은 계속 연구되고 있다.[36][38][39]

슈완은 또한 위 식도에 있는 근육 조직이 변형되었다는 것을 발견했다.[17] 그는 식도의 근육질의 성질이 식도가 입과 위 사이를 음식물을 이동시키면서 파이프의 역할을 할 수 있게 했다고 추측했다.[40]

이를 검사하면서 슈완은 에나멜의 내부 표면과 펄프의 양쪽 면에 연결된 "실린디컬 셀"을 가장 먼저 알아차렸다. 그는 또한 틀니 튜브에서 섬유질을 확인했는데, 이것은 나중에 "톰즈의 섬유"로 알려지게 되었다. 그는 관과 섬유질의 구조적, 기능적 중요성에 대해 추측했다.[17][41]

신진대사

슈완은 현미경 연구에서 세포의 화학 작용을 설명하기 위해 독일 형용사 형식인 메타볼리스체(metabolische)에서 처음 사용한 메타볼리즘(metabolism)이라는 용어를 소개했다. 1860년대 프랑스어 원문은 르 메타볼리즘을 사용하기 시작했다. 신진대사는 1878년 마이클 포스터에 의해 그의 생리학 교과서에서 영어로 소개되었다.[42]

참조

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추가 읽기

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  • Florkin, M. (1958). "Episodes in medicine of the people from Liège: Schwann & the stigmatized". Revue Médicale de Liège. 13 (18): 627–38. PMID 13591909.
  • Florkin, M. (1957). "1838; Year of crisis in the life of Théodore Schwann". Revue Médicale de Liège. 12 (18): 503–10. PMID 13466730.
  • Florkin, M. (1957). "Discovery of pepsin by Theodor Schwann". Revue Médicale de Liège. 12 (5): 139–44. PMID 13432398.
  • Florkin, M. (1951). "Schwann as medical student". Revue Médicale de Liège. 6 (22): 771–7. PMID 14892596.
  • Florkin, M. (October 1951). "Schwann at the Tricoronatum". Revue Médicale de Liège. 6 (20): 696–703. PMID 14883601.
  • Florkin, M. (1951). "The family and childhood of Schwann". Revue Médicale de Liège. 6 (9): 231–8. PMID 14845235.
  • Lukács, D. (April 1982). "Centenary of the death of Theodor Schwann". Orvosi Hetilap. 123 (14): 864–6. PMID 7043357.
  • Watermann, R. (1973). "Theodor Schwann accepted the honorable appointment abroad". Medizinische Monatsschrift. 27 (1): 28–31. PMID 4576700.
  • Watermann, R. (1960). "Theodor Schwann as a maker of lifesaving apparatus". Die Medizinische Welt. 50: 2682–7. PMID 13783359.

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테오도르 슈완
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