August Krogh og Dyrefysiologisk Laboratorium i Ny Vestergade 11

Transkript

1 Udgivet af Lægeforeningen Journal of The Danish Medical Association Ugeskrift for Læger 2001;163: Særtryk August Krogh og Dyrefysiologisk Laboratorium i Ny Vestergade 11 Dr.scient. Erik Hviid Larsen

2 7240 VIDENSKAB OG PRAKSIS August Krogh og Dyrefysiologisk Laboratorium i Ny Vestergade 11 STATUSARTIKEL Dr.scient. Erik Hviid Larsen Lørdag den 9. juni 2001 afsløredes en mindeplade for zoofysiologen og nobelpristageren August Krogh ( ) i Ny Vestergade 11, København, hvor Universitetets Dyrefysiologiske Laboratorium havde til huse, og hvor Krogh og hans familie boede fra 1910 til Beslutningen om at oprette et laboratorium til August Krogh blev taget på et tidspunkt, da Krogh alvorligt overvejede at tage til udlandet for at få mulighed for at forske, og efter at det matematisk-naturvidenskabelige fakultetet i et brev til Kultusministeriet gjorde opmærksom på, at»dr. Kroghs eminente Evner i eksperimentel Retning [ikke burde] blive ubenyttede nu, da han var i sine bedste Arbejdsaar; han vilde ellers nødes til at søge Anvendelse for dem i Udlandet, hvor han nød stor Anseelse«(1). Lykkeligvis blev Krogh i Danmark, hvor han startede en epoke i dansk naturvidenskabelig og biomedicinsk forskning, hvis betydning rækker langt ind i nutiden. Kroghs forskning i Ny Vestergade dannede international skole, og det var her, at han gennemførte de undersøgelser, der førte til, at han fik Nobelprisen i Tidligt i sin karriere blev Krogh dybt engageret i den videnskabelige forsknings praktiske betydning. Et af mange eksempler er hans samarbejde med Hans Christian Hagedorn om fremstilling af insulin i Danmark. Dette førte ikke alene til meget hurtig etablering i Danmark af den nye revolutionerende behandling af diabetikere, men også til dannelse af en af Danmarks mest succesrige farmaceutiske virksomheder. I international sammenhæng blev August Krogh en af 1900-tallets mest indflydelsesrige fysiologer. I Danmark placerer han sig med sin grundforskning og sit forpligtende samfundsengagement blandt vore allerstørste videnskabsmænd. Københavns Universitet, August Krogh Instituttet. Fig. 1. August Krogh ( ). Professor i zoofysiologi ved Københavns Universitet Modtog Nobelprisen i 1920»for his discovery of the capillary motor regulating mechanism«(august Krogh Institutets billedarkiv). Hvem var»dr. Krogh med eminente Evner i eksperimentel Retning«? August Krogh var 36 år, da han flyttede til Ny Vestergade. Han blev født i Grenå, og skoletiden dér og på Aarhus Katedralskole mente han ikke gav synderligt udbytte. Han skriver selv, så det ikke kan misforstås (2):»,Opfindelsernes Bog,,Naturkræfterne og enkelte andre bøger blev grundlaget for min egentlige uddannelse«. I en stor del af fritiden gjorde han feltstudier i de omkringliggende naturområder, hvor han inspireret af zoologen William Sørensen iagttog dyrelivet og botaniserede. Påvirkningen fra William Sørensen fortsatte, da Krogh flyttede til København for at studere. Han lod sig indskrive på lægestudiet, men efter at have fuldført den medicinske forberedelseseksamen valgte han naturhistoriestudiet. Krogh kom hyppigt hos William Sørensen, som han opfattede som sin tutor og videnskabelige lærer. Helt afgørende blev det, at William Sørensen opfordrede Krogh til at følge Christian Bohrs ( ) forelæsninger i fysiologi på det medicinske fakultet. Krogh skriver (2):»Jeg vidste dengang næppe hvad fysiologi var, men da jeg lærte det at kende gennem professor Bohrs vækkende forelæsninger og eget studium gik det hurtigt op for mig at dette var mit egentlige arbejdsfelt; det omfattede alle mine varmeste interesser og førte mig på en maade tilbage til den beskæftigelse, samtidig med fysik og biologi, som havde udfyldt min barndom«. (Med undtagelse af officielle henvendelser, bl.a. via Københavns Universitet [se nedenfor], skrev Krogh substantiver med små begyndelsesbogstaver længe før retskrivningsbekendtgørelsen af 22. marts 1948). Siden sine studieophold i 1880 erne hos Carl Ludwig i Leipzig var Christian Bohr optaget af mekanismen for udveksling af ilt og kuldioxid mellem alveoler og lungekapillærer. Hans undersøgelser førte ham til den opfattelse, at udvekslingen beror på nervøst reguleret sekretion. Bohr var en af datidens dygtigste metodikere, og med ham som vejleder i fysiologisk metodik gik Krogh i sin studietid nu i gang med undersøgelser af frøens hud- og lungerespiration. Disse videreførtes efter magisterkonferensen i zoologi og gav ham

3 VIDENSKAB OG PRAKSIS 7241 dr.phil.-graden i Inspireret af samarbejdet med Bohr udviklede Krogh en metode til bestemmelse af blodets iltbinding ved forskellige CO 2-tryk, som han publicerede i 1904 og efterfølgende anvendte sammen med Bohr og Hasselbalch til at vise, at blodets iltbinding formindskes med øget CO 2-tryk (og faldende ph), den såkaldte Bohr-effekt. I en besvarelse af en prisopgave, der var stillet af Østrigs Videnskabsakademi, viste Krogh, at kvælstof ikke deltager i det respiratoriske stofskifte. Emnet var på den tid genstand for megen diskussion, og Kroghs afhandling, der gav ham Seegenprisen i 1906, markerer hans internationale gennembrud. Kroghs næste meget betydningsfulde videnskabelige arbejde er publiceret som syv afhandlinger i 1910 i Skandinavischen Archiv für Physiologie med fællestitlen The Mechanism of Gas-Exchange med hustruen Marie Krogh ( ) som medforfatter til to af artiklerne. Ved udvikling af det berømte Kroghs mikrotonometer til præcis måling af iltog kuldioxidtryk i arterielt blod og i eksperimentelle undersøgelser på kaniner, skildpadder og sig selv viste de, at lungernes iltoptagelse og kuldioxidafgivelse beror på diffusion. Også under fysisk arbejde vistes luftudvekslingen at bero på diffusion alene. De kom derved i modsætning til samtidens to toneangivende respirationsfysiologer, Christian Bohr og John Scott Haldane i Oxford, hvis undersøgelser førte til den modsatte konklusion, nemlig at»vitale kræfter«beroende på alveolecellerens energistofskifte bidrog til gastransporten. Ulykkeligvis ville Christian Bohr ikke vide af de nye fund, som han nægtede at diskutere med Krogh. De syv afhandlinger fra 1910 udgør feltets ubestridte klassikere. Her 91 år efter deres udgivelse er de stadig inspirerende at læse både på grund af den stringente eksperimentelle bevisførelse og Kroghs indgående diskussion i afhandling VII af den litteratur, der på udgivelsestidspunktet fandtes om dette kontroversielle emne. En vanskelig begyndelse Anledningen til erhvervelsen af Ny Vestergade 11 var en tidligere fakultetsbeslutning om at oprette et dyrefysiologisk laboratorium og et dertil knyttet docentur. I en indstilling til lærerforsamlingen hed det (1),»at vore Zoologer savner en Vejledning, der kan indøve fysiologisk og ekperimentel Metode«. Her tænktes både på magisterstuderende med hovedfag i zoologi og de kommende gymnasielærere, der skulle forberedes til at varetage undervisningen i menneskets fysiologi, der var blevet en del af gymnasiets pensum med den nye skolelov af Som docent havde Krogh allerede inden indflytningen i Ny Vestergade 11 givet en meget engageret undervisning til fakultetets naturhistoriestuderende på Plantefysiologisk Laboratorium i Gothersgade og Polyteknisk Læreanstalt på Sølvtorvet. Dette var gjort muligt ved en ekstraordinær bevilling på Finansloven I en anmodning af 16. maj 1908 skriver han bl.a. (3):»Undertegnede, Dr. phil. August Krogh, der under 3. Maj 1908 er ansat som midlertidig Docent i Dyrefysiologi, tillader sig herved at andrage det høje Ministerium om, at der på Finanslovsforslaget for maa blive optaget en Bevilling paa 4,000 Kr. til Anskaffelse af fysiologisk Undervisningsmateriel og til Apparatur og Hjælpemidler til fysiologiske Undersøgelser. I Virkeligheden maa Tilvejebringelsen af et fysiologisk Laboratorium anses for en absolut Livsbetingelse for en frugtbringende Undervisning i det Fag, som jeg er sat til at docere. Da der ved den Undervisning i Faget, som nu er indført i Skolernes Gymnasieklasser, skal benyttes Forsøg i saa vid Udstrækning som muligt, maa de vordende lærere for at uddannes forsvarligt gennemgaa et Laboratoriekursus i Anstillelse af saadanne Forsøg, som egner sig for Skolen. Hvis Fysiologien skal blive til virkelig Nytte for den videnskabelige Zoologi, maa det ligeledes ske derved, at der paa et Laboratorium gives Undervisning i fysiologiske Undersøgelsesmethoder og deres Anvendelse paa de Problemer, som Zoologien frembyder, og der maa gives Lejlighed for dem, som vil og kan, til at optage saadanne Problemer og løse dem«. Krogh opfattede således samspillet mellem eksperiment og teori som det bærende element i undervisningen, hvilket tegner hans første betydningsfulde lærerindsats i fakultetets naturhistoriske faggruppe. For de bevilgede midler gav han forelæsninger og demonstrationer for zoologistuderende og»feriekursus«for gymnasielærere. Oprettelse af Dyrefysiologisk Laboratorium med embedsbolig til August Krogh i Ny Vestergade 11 fik en meget tung sagsgang, der flere gange var uhyggelig nær ved at kuldsejle. Der var andre bejlere til adressen, og det så en overgang ud til, at Kommisionen for Danmarks geologiske Undersøgelser skulle overtage bygningen. Bevillingen blev først indsat på Finanslovens tredjebehandling i efteråret 1909, efter at både universitetet og August Krogh selv forgæves havde forsøgt at få den med på Finanslovens første- og andenbehandling. Ny Vestergade 11 rummede fra 1859 til 1893 et kemisk laboratorium, og fra 1893 havde laboratoriet for medicinsk bakteriologi til huse her. Det var allerede vedtaget, at dette laboratorium i 1910 skulle flytte til nye lokaler på Blegdamsfælleden, og i en ansøgning til ministeriet pegede universitetet på, at bygningerne»er rigeligt forsynet med Vand, Gas, og Motorelektricitet og til Dels med elektrisk Belysning. Endvidere med fotografisk Atelier og Mørkekammer, med særlig Dyrestald til store Forsøgsdyr (Heste, Geder o.s.v.) med Hønsegård, Dueslag, med en Dam til Frøer og andre Vanddyr, med Akvarieværelser o.s.v.«(1). Man talte således sin sag igennem ved at pege på, at et biologisk laboratorium kunne indrettes for relativt små midler, da omkostningskrævende specialudstyr og laboratoriefaciliteter allerede var til stede. I laboratoriets første årsberetning, der omfatter perioden , redegør Krogh for, hvordan han anvendte laboratoriets første ordinære bevilling på kr. For eksempel indrettede han laboratorier med i alt 120 gashaner, 80 vandhaner, 60 kontakter til stærkstrøm og 40 til svagstrøm og 60 haner til trykluft fra en af Krogh selv konstrueret automatisk trykluftsmaskine. Han måtte dertil supplere det elektriske lys med gasbelysning. Endvidere påbegyndte han et»håndbibliotek«med litteratur, der var anskaffet for egen regning, og fik etableret et snedkerværksted og et mekanisk værksted. Krogh anførte i årsberetningen (4):»Jeg har under Laboratoriets Indretning bestræbt mig for og, som jeg tror, ogsaa opnaaet at få det mest mulige ud af den bevilgede Sum. Alt Inventar er saaledes fremstillet paa Laboratoriets Værksted af Laboratoriebetjenten og en dertil antaget Snedkersvend, og

4 7242 VIDENSKAB OG PRAKSIS Fremstillingsomkostningerne har herved kunnet nedbringes med pct af de Priser, som ellers maa betales. Et betydeligt Antal af simplere Apparater er ligeledes lavede her paa Værkstedet efter mine Tegninger og under mit Tilsyn, saa at Anskaffelse af de dyre udenlandske Instrumenter er indskrænkede til et Minimum. Med midler fra en bevilling fra Carlsbergfondet indrettede Krogh et isoleret isrum med køleledninger til at holde termostater ved lav temperatur. Fra efteråret 1911 ansatte han en maskinmester fra Frederiksberg Elektricitetsværk til at lede maskinværkstedet. Til trods for den opfindsomme sparsommelighed og den eksterne Carlsbergbevilling fik Krogh i dette første år et underskud på kr., som han ikke kunne afdrage med laboratoriets annuum. Med begrundelse i»statskassens øjeblikkelige vanskelige Forhold«(Konsistoriums ordvalg) var der ikke udsigt til, at Ministeriet for Kirke- og Undervisningsvæsenet ville dække beløbet ved en ekstraordinær bevilling. Efter en særdeles fyldig skriftlig opregning af betænkeligheder optog Konsistorium modvilligt gælden på Kommunitetets budget (4). Laboratoriets forskning profileres For Krogh blev 1910 et meget anstrengende år, hvor han ikke alene deltog i indretning af de nye laboratorierum, undervisningslokaler, isrum og værksteder, men tillige afholdt laboratorieøvelser og kollokvier samt afsluttede udviklingen af apparatur til mikroskopiske luftanalyser til undersøgelse af myggelarven Corethras svævemekanisme. Resultaterne af undersøgelserne blev udgivet i Krogh publicerede i alt tæt ved 300 arbejder (inkl. monografier, populærvidenskabelige artikler, lærebøger, kommissionsrapporter mv.), og kun i 1909 og 1911 offentliggjorde han blot ét arbejde. Corethrastudierne blev påbegyndt på Kroghs studenterværelse i 1896, men blev afbrudt allerede året efter, da han indledte sit arbejde hos Christian Bohr. Afhandlingen tegner et smukt billede af Kroghs eminente evner for metodeudvikling og minutiøs iagttagelse kombineret med idérigdom og åbenhed for øjeblikkeligt at korrigere sin hypotese, når forsøgsresultaterne gik den imod. Hans første hypotese gik i korthed ud på, at svævemekanismen var sammenlignelig med den, der var beskrevet for luftblæren hos fisk. For at kunne demonstrere udveksling af luftarterne mellem de fire trachéblærer og hæmolymfen udviklede han en metode til analyse af luftsammensætningen i en blære med en diameter på 300 mm Fig. 3. Den 26-årige magisterstuderende August Krogh på Fysiologisk Laboratorium i Frederiksgade 18. Det var i disse år, at han modtog den inspiration fra laboratoriets leder, Christian Bohr, der førte ham ind i fysiologien (billedet er fra litteraturreference 10). Fig. 2. Mindepladen på forhuset i Ny Vestergade 11 er tegnet af Tegnestuen Klint & Vejse og doneret af Novo Nordisk Fonden. På dagen for afsløringen modtog Bengt Saltin Dansk Medicinsk Selskabs August Krogh Pris Marie og August Kroghs tre døtre var alle til stede ved afsløringen og ses her på billedet. Fra venstre: Bengt Saltin, Agnes Lindberg, Ellen Ljunghusen, Bodil Schmidt-Nielsen og Erik Hviid Larsen (foto: Troels Kardel).

5 VIDENSKAB OG PRAKSIS 7243 med en nøjagtighed på 1% af blærens volumen. Den oprindelige hypotese måtte afvises, og med større succes opstillede han en ny, som postulerede, at de luftfyldte trachéblærer som undervandsbåde (Kroghs sammenligning) udveksler vand med omgivelserne for at regulere massefylden. Krogh opfattede opstilling af en arbejdshypotese som en uomgængelig indledende fase i en videnskabelig undersøgelse. Men han fremhævede, at arbejdshypotesen udmærket kunne vise sig at skulle korrigeres eller at være direkte forkert. Han skriver om sig selv (5):»Jeg betragter mig, måske uden rimelig grund, som værende en forsigtig iagttager. I hvert tilfælde kommer jeg let til at tvivle på mine egne resultater såvel som på andres, og den påstand at noget i biologien er»endgültig bewiesen«har sjælden undladt at vække min dybeste mistro«. Corethra-afhandlingen er et koncentreret mestereksempel på Kroghs opfattelse af naturvidenskabens spilleregler. Det er tillige interessant at se på stabslisten i denne første årsberetning. Jeg vil her især hæfte mig ved to medarbejdere, der er med allererede fra begyndelsen, og som optræder i beretningerne også i de følgende år. Den ene er Marie Krogh, der havde afsluttet medicinsk embedseksamen i 1907, og som nu havde egen lægepraksis i deres nye bolig. Marie Krogh tog sig tillige tid til egen forskning, der i årsberetningen omtales med:»m. Krogh påbegyndte i 1911 en Undersøgelsesrække over Lungediffusionen hos Mennesket«. Undersøgelserne nævnes også i de følgende år, indtil der i årsberetningen optræder en disputatsafhandling om»luftdiffusion gennem Menneskets Lunger«. Marie Krogh blev den fjerde kvinde i Danmark, der erhvervede den medicinske doktorgrad, og det på et arbejde gennemført i de første meget travle år på Dyrefysiologisk Laboratorium, hvor hun bistod sin mand i undervisningen, passede sin egen lægepraksis og havde to små børn omkring sig, Erik ( ) og Ellen (1913). Marie og August Krogh fik senere Agnes (1917) og Bodil (1918). Kort tid efter erhvervelsen af doktorgraden blev Marie Krogh klinisk assistent på Rigshospitalet, hvor hun deltog i stofskifteundersøgelser af patienter med anormal thyroideaaktivitet. For at lette undersøgelserne for de tidsrøvende og omstændelige luftanalyser konstruerede August Krogh vippespirometeret. En artikel om opfindelsen blev offentliggjort i Ugeskrift for Læger i 1922 (6), og apparaturet fik derefter hurtigt udbredt anvendelse i kliniske undersøgelser af menneskets energistofskifte. Den anden medarbejder, som jeg vil hæfte mig ved, er Johannes Lindhard ( ), der også var læge, og som på dette tidlige tidspunkt indledte sammen med Krogh undersøgelser af organismens fysiologiske reaktioner på det, de kaldte»strengt arbejde«. Udgangspunktet var lungeundersøgelserne fra De meget klare resultater førte naturligt til spørgsmål om lungeventileringens og kredsløbets tilpasning til vedvarende hårdt fysisk arbejde, hvor organismens iltforbrug og kuldioxidproduktion stiger mange gange i forhold til i hvile. I disse første år spiller metodeudvikling i Ny Vestergades værksteder en helt afgørende rolle for samarbejdet mellem Krogh og Lindhard. I årsberetningerne står der bl.a. anført:»udvikling af cykelergometret til måling af organismens fysiske arbejde og apparater til luftanalyser på små prøver«. I Kroghs geniale version af cykelergometeret udnyttes bremsevirkningen af den elektriske strøm, der induceres i en kobberskive, der er anbragt som roterende hjul mellem to sæt magnetpoler. Ved en vægtanordning kunne magneterne holdes i lodret position. Når nu forsøgspersonen (med hjælp fra en metronom) trådte pedalerne med konstant omdrejningshastighed kunne arbejdet måles i kg meter med uovertruffen præcision. Allerede i årsberetningen skriver Krogh, at de har haft en indtægt på kr. ved salg af udstyr til danske og udenlandske laboratorier, og året efter opnår de en indtægt på kr. Disse beløb skal sammenholdes med de ca kr. om året, der gik til aflønning af en videnskabelig assistent. Lige fra begyndelsen lå det Krogh stærkt på sinde at indrette et håndbibliotek til studenterne og til danske og udenlandske gæsteforskere. Umiddelbart efter indflytningen i 1910 tillod budgettet ikke mere end to større håndbøger, men i årsberetningen for anføres det, at han opstillede sin egen særtrykssamling samt indledte bytteordninger,» og for at lette dette udsendtes de første 5 Publikationer fra Laboratoriet som»collected Papers«til en Række Laboratorier. Laboratoriet modtog foruden talrige enkelte Særtryk samlede Afhandlinger fra The Nutrion Laboratory, Boston, samt de fysiologiske Instituter ved følgende Universiteter: London (University College), Glasgow, Utrecht, Leiden, Budapest, Western Reserve (H.K. Cushing Laboratory)«(7). Det er i disse år, at Krogh og Lindhard publicerede arbejder, der blev internationalt banebrydende for arbejdsfysiologien og som grundlagde den fornemme position, som dette fag har i Danmark. Blandt meget andet viste de, at menneskekroppen under hårdt muskelarbejde udnytter kulhydrat bedre end fedt. Begrebet»iltgæld«blev introduceret, og de fandt, at atleter har bedre iltudnyttelse end ikke-atleter som følge af tilpasning af kredsløbet ved træning. Ved at måle hjertets minutvolumen under hårdt muskelarbejde kunne de beregne, at det venøse tilbageløb måtte være øget som følge af refordeling af blodet mellem forskellige karområder, og de sandsynliggjorde, at det abdominale portakredsløb her spiller den dominerende rolle. I årsberetningen anføres det:»paa Fysiologkongressen i Groningen udstilledes og demonstreredes: Laboratoriets Cycleergometer, Instrumentarium til Kredsløbsmaaling på Mennesker, Mikrorespirometer og Apparat til mikroskopisk Luftanalyse. Laboratoriets Mekaniker fulgte med til Groningen, deltog i Demonstrationerne og studerede Konstruktionen af en Række dér udstillede, fysiologiske Apparater«(8). De internationale kongresser i fysiologi afholdes nu hvert fjerde år, og her i 2001 arrangeres den 34. i rækken. Det er en særlig glæde for dansk og skandinavisk Fysiologi, at Bengt Saltin er udpeget til at holde den meget fornemme August Krogh Distinguished Lecture på dette års kongres i New Zealand, hvor han vil tale om»skeletmuskulaturens stofskifte, fra gener til funktion«. Danmark har været med i forreste række lige siden arbejdsfysiologien blev taget op af Krogh og Lindhardt i de første år af laboratoiets 17-årige periode i Ny Vestergade. I 1916 oprettedes et professorat i zoofysiologi til

6 7244 VIDENSKAB OG PRAKSIS August Krogh, og året efter blev et professorat i gymnastikteori oprettet til Johannes Lindhard. I samme periode publicerede Krogh tillige en lang række undersøgelser over zoofysiologiske emner, hvoraf flere står som klassikere den dag i dag. De fortjener ligeledes omtale, men af pladshensyn er de ikke medtaget i denne fremstilling. Nævnes skal det dog, at zoofysiologen Richard Ege ( ) fik sin forskeruddannelse i Ny Vestergade. I 1928 blev Ege udnævnt til professor i fysiologisk kemi (biokemi) på det medicinske fakultet ved Københavns Universitet. Nobelprisen i 1920 Krogh vendte sig nu mod spørgsmålet om, hvorledes musklerne forsynes med ilt under arbejde, og i 1919 publicerede han som eneforfatter fire afhandlinger i Journal of Physiology om dette emne. Disse afhandlinger indbragte ham Nobelprisen i fysiologi og medicin i Han viste her, at blodet i den hvilende muskel ikke løber gennem alle kapillærerne, men kun gennem et mindre antal. Og at antallet af åbne kapillærer øges med øget arbejde og det på en sådan måde, at de åbne kapillærer altid er nogenlunde ligeligt fordelt i musklen. Diffusionsafstanden mellem kapillærer og det arbejdende, iltforbrugende muskelvæv mindskes altså på regelmæssig måde med øget arbejde og dermed øget behov for ilt. Krogh skriver meget interessant i sin Nobelforelæsning (9), at han allerede i 1915 havde indset, at den herskende hypotese, at iltforsyningen til den arbejdende muskel blev øget blot ved at blodgennemstrømningen i det enkelte kapillær øgedes, måtte være forkert. Ideen om, at hovedparten af alle kapillærer er lukket i hvile, og at de åbne altid er ligeligt fordelt, fik han således inden han gik i gang med undersøgelserne. I de fire afhandlinger præsenteres resultater, der var baserede på mikroskopiske, histologiske og fysiologiske målinger, og det berømte matematiske udtryk for diffusion i»kroghs cylinder«præsenteres. Ligningen blev opstillet af matematikeren Agner Krarup Erlang ( ), men det er tydeligt at se, at Krogh var fuldstændig klar over, hvad han havde bedt Erlang om. I ligningen indgår således fire observerbare variable: musklens iltforbrug, blodets ilttension, iltens diffusionskonstant samt diffusionslængder inde i musklen. Ligningens ubekendte størrelse er ilttensionen inde i musklen. I Kroghs omhyggelige eksperimentelle undersøgelser opnåede han talværdier for de fire observerbare størrelser under forskellige arbejdsintensiteter. Han kunne herefter beregne, at ilttensionen inde i den stationært aerobt arbejdende muskel selv med stort iltforbrug er næsten på højde med ilttensionen i venøst blod. Han kunne derfor konkludere, at diffusion fra åbne kapillærer rigeligt kan holde muskelcellerne forsynet med ilt. Kroghs cylinder udgør i dag et uundværligt værktøj i matematiske modeller over vævenes iltforsyning under forskellige fysiologiske tilstande, som for eksempel ved cerebral CT, hvor afgrænsede hjerneområders gennemblødning og metabolisme skal vurderes. Insulinet Nobelprisen førte i 1922 Krogh til USA, hvor han holdt forelæsninger om kapillærernes fysiologi. Under dette ophold blev det kendt, at en gruppe i Toronto, ledet af J.J.R. Macleod og bestående af F.G. Banting, C.H. Best og J.B. Collip, havde isoleret insulin fra bugspytkirtel og vist, at hormonet kunne bringe sukkersygepatienter ud af diabetisk koma. Tilskyndet af Marie Krogh, der sandsynligvis allerede på dette tidspunkt havde erkendt, at hun havde en sent debuterende diabetes, ændrede ægteparret nu rejseplaner for at tage op til Toronto (10). Krogh fik her eksklusivrettigheden til fremstilling af insulin i Skandinavien og information om, hvorledes man i Toronto fremstillede hormonet i passende ren form. I Danmark tog Krogh øjeblikkelig kontakt til sin ven Hans Christian Hagedorn ( ), der var 1. reservelæge på Kommunehospitalet i København og specialist i sukkersyge. De fik sat metoden op i Ny Vestergade, og på ni dage tæt op mod juleaften 1922 og kun én måned efter Canadabesøget havde de fremstillet de første insulinpræparater af friske bugspytkirtler fra haj og okse. Til vurdering af præparaternes styrke valgte de et bioassay, der var udviklet i Toronto, hvor en prøve af præparatet blev injiceret i en kanin. Den dosis, der netop fremkaldte kramper hos kaninen, udgjorde en insulinenhed. Ved efterfølgende indgift af glukose bragtes kaninen ud af sin krampetilstand igen. I sin omfattende og informationsrige bog om sine forældre skriver Bodil Schmidt- Nielsen om, hvorledes hendes fars bioassay i begyndelsen nær havde bremset udviklingen (10). Af praktiske grunde måtte Krogh bruge mus, som imidlertid reagerede ved at rulle sig sammen og ligge stille uden kramper. Dette skyldtes, opdagede han, at laboratoriets lave temperatur i den kolde januarmåned bragte musene i en slags dvaletilstand med nedsat stofskifte og blodsukkerkoncentration. Da musene blev placeret nær en kakkelovn, steg deres legemstemperatur med de ønskede reaktioner til følge. Det første præparat, Insulin Leo, blev finansieret og sat i produktion af direktør August Kongstad, der ejede Løvens Kemiske Fabrik. I sin aftale med Macleod havde Krogh lovet, at insulinfremstillingen i Danmark ikke måtte føre til privat formuedannelse. Allerede i 1923 grundlagde de derfor Nordisk Insulinlaboratorium, der skulle forestå produktionen og tage vare på økonomien. Nordisk Insulinfond blev grundlagt i 1926 og Niels Steensens Hospital i 1932 (nu Steno Diabetes Center). Krogh blev formand for Nordisk Insulinfond, og sammen med Poul Brandt Rehberg ( ) undersøgte han insulinets indflydelse på stofskiftet. I de år var Krogh forfatter til flere afhandlinger i Ugeskrift for Læger om insulinet og diabetesforskningen (11-15). Men ikke alt gik som planlagt. Hagedorn ansatte i efteråret 1923 farmaceuten Thorvald Pedersen. Samarbejdet førte imidlertid til uoverensstemmelser mellem de to, og året efter blev den unge Thorvald Pedersen fyret af den impulsive Hagedorn. Sammen med sin bror Harald Pedersen, der var maskinmester hos Krogh, og som konstruerede og fremstillede de apparater, der blev anvendt til insulinfremstillingen, gik han nu sine egne veje for sammen med broderen i 1925 at grundlægge Novo Terapeutisk Laboratorium. I 1989 blev Nordisk Gentofte sammenlagt med Novo Industri til Novo-Nordisk, der med årlige indtægter på nær 10 mia. kr. producerer mere end 40% af det globale forbrug af insulin.

7 VIDENSKAB OG PRAKSIS 7245 Fig. 4. Marie Krogh i sit laboratorium på 1. sal i forhuset i Ny Vestergade 11, hvor hun gennemførte de undersøgelser, der indbragte hende dr.med.-graden i Marie Krogh viste, at også under lavt ydre ilttryk beror lungernes iltoptagelse på diffusion (August Krogh Institutets billedarkiv). Fig. 5. August Krogh i sit arbejdsværelse i Ny Vestergade 11 (billedet er fra litteraturreference 10). Rockefeller-komplekset på Juliane Maries Vej og indførelsen af isotoper i fysiologisk forskning Efter ansøgning i midten af 1920 erne fra August Krogh besluttede Rockefeller Foundation og International Educational Board at donere en større sum penge til Københavns Universitet. Med støtte også fra Rask-Ørsted Fondet, hvis formue kom fra salget af De Vestindiske Øer, samt Carlsbergfondet blev det muligt at bygge det store Rockefeller kompleks på Juliane Maries Vej. Fra 1928 husede det zoofysiologi, gymnastikteori og biofysik fra det matematisk-naturvidenkabelige fakultet samt medicinsk fysiologi og biokemi fra det medicinske fakultet. I den efterfølgende periode tog Krogh sammen med danske og udenlandske kolleger mange nye opgaver op (16). I nærværende sammenhæng er isotopernes indførelse i biologisk forskning af særlig interesse, da denne begivenhed fik vidtrækkende betydning for lægevidenskaben både internationalt og i Danmark. Omkring midten af 1930 erne vendte Krogh tilbage til de spørgsmål, Christian Bohr modtog ham med i 1897: Kan»vitale kræfter«(dvs. aktiv transport) bidrage til udveksling af stof gennem biologiske membraner? Georg von Hevesys arbejde hos Niels Bohr ( ) fik August Krogh til at indse, at med anvendelse af isotoper kunne han angribe denne centrale fysiologiske problemstilling på en helt ny måde. Til en begyndelse anvendte Krogh tungt vand til at undersøge, om cellers vandpermeabilitet beror på diffusion og diffusion alene. Men resultaterne var skuffende. Blandt flere eksempler skal her nævnes undersøgelser foretaget af Hans H. Ussing ( ) af frøskinds vandpermeabilitet, hvor diffusionshastigheden i indadgående retning blev bestemt med deuteriummærket vand og nettooptagelsen blev målt ved vejning af frøen. Med den

8 7246 VIDENSKAB OG PRAKSIS Fig. 6. Ligesom i Ny Vestergade 11 fremstillede og solgte maskinværkstedet på Juliane Maries Vej Kroghs apparater til danske og udenlandske universitets- og sygehuslaboratorier. Hele indtjeningen gik til forskning. Både finmekanikere og lærlinge havde deres daglige arbejde på værkstedet, der var rigeligt forsynet med drejebænke, fræsere osv. Poul Brandt Rehberg skimtes i døren til venstre. Bemærk også remtrækket fra loftet. Det blev drevet af en jævnstrømsmotor helt frem til begyndelsen af 1960 erne, da Østerbro som den sidste bydel fik vekselstrøm. Derefter fungerede det frem til 1971, hvor laboratoriet flyttede til sin nuværende adresse på August Krogh Institutet i Universitetsparken (August Krogh Instituts billedarkiv). målte diffusionskoefficient kunne de beregne nettooptagelsen under forskellige osmotiske forhold, men til deres store overraskelse fandt de en betydelig afvigelse mellem den beregnede og den målte nettotransport. Ussing viste senere i et teoretisk arbejde, at strømning af vand gennem vandkanaler ville kunne forklare afvigelsen i mange af forsøgene. Vandkanaler i biologiske membraner er nu påvist. En familie af membranproteiner, de såkaldte aquaporiner, er blevet klonet og i undersøgelser på Aarhus Universitet, i samarbejde med læger på Skejby Sygehus og kolleger i udlandet gennemføres i disse år en molekylærbiologisk beskrivelse af de sygdomme, der beror på defekt regulering af epitelvævs vandpermeabilitet. Bemærkelsesværdigt er det imidlertid, at man hermed ikke kan forklare alle typer af vandtransport. Visse epiteler kan transportere store mængder af isotonvæske uden målelige osmotiske trykforskelle (fx tyndtarmens epitel og nyrens proksimale tubuli). Mekanismen for isotonvæsketransport må stadig betragtes som en gåde til trods for omfattende undersøgelser gennem flere årtier. Krogh og Ussing blev hurtigt enige om, at i spørgsmålet om aktiv transport i biologiske membraner var vand for vanskelig at arbejde med. Da Niels Bohr i mellemtiden havde opnået økonomiske midler fra Rockefeller Foundation til at bygge en cyklotron på instituttet på Blegdamsvej, som kunne levere radioaktive isotoper af alkalimetaller og halider, besluttede de at studere transporten af små diffusible ioner som Na +, K + og Cl. Krogh havde selv mod slutningen af 1930 erne vist, at frøer og guldfisk kan optage klorioner imod en koncentrationsgradient, og i sin Croonean Lecture (17) diskuterede han den mulige udbredelse og biologiske betydning af aktiv transport. I opsummeringen foreslog Krogh, at den højst forskellige sammensætning af diffusible ioner mellem celler og omgivelser må afspejle et steady state, der opretholdes ved, at en passiv diffusion i den ene retning balanceres af aktiv transport i modsat retning. I 1951 lykkedes det Ussing med en genial anvendelse af radioaktive isotoper og måling af elektriske strømme at bevise aktiv transport af natriumioner i frøskindets epitelceller. I 1957 isolerede Jens Christian Skou (1918) en ATPase fra krabbenervens membran, hvis aktivitet viste sig at være afhængig af Na + og K +, og som han kunne hæmme med digitalisglykosidet ouabain, der var kendt for at blokere natriumpumpen. Et iontransporterende enzym var hermed for første gang blevet påvist. For denne vidtrækkende opdagelse modtog Skou Nobelprisen i kemi i Kroghs mangesidige begavelse Krogh havde meget bemærkelsværdige evner for visuel tænkning. Når en analysemetode skulle udvikles, så han for sig det endnu ikke konstruerede apparat, som»luftbilleder i loftet«(5), hvor alle detaljer stod tydeligt og bevægelser kunne studeres. Ideerne om nye konstruktioner kom af sig selv, hvorimod den efterfølgende tilretning var bevidst og logisk gennemtænkt. Dette udnyttede han til at rette fejl i konstruktionen for derefter at tegne en arbejdsskitse til laboratoriets værksted. Efter at have indset, at en fysiologisk mekanisme ikke umiddelbart kunne begribes, kunne løsningen komme til ham, når han sov. Om sin mest berømte idé skrev han (5):»Og en dag så jeg for mig en mekanisme som gik ud på at hovedparten af kapillærerne var lukkede under hvile, og resten, var åbne. Nogle teleologiske betragtninger medførte at jeg for mig så at kapillærerne åbnede og lukkede sig skiftevis og således forsynede alle dele af vævet ligeligt med ilt, når man betragtede det over et vist tidsrum«. Sin eminente iagttagelsesevne udviklede han som dreng på sine ture i naturen, og hele livet bevarede han en dyb interesse for naturhistorie og zoofysiologiske problemstillinger. Flere af hans bidrag til den sammenlignende fysiologi udgør fagets

9 VIDENSKAB OG PRAKSIS 7247 klassikere, og hans monografier»the anatomy and physiology of capillaries«(1922),»osmotic regulation in aquatic animals«(1939) og»the comparative physiology of respiratory mechanisms«(1941), som er baseret på et væld af egne iagttagelser og undersøgelser, foreligger i flere genoptryk. Krogh havde et heftigt temperament og kunne være kompromisløs i sager, som han var alvorligt optaget af. Med megen opmærksomhed i dagspressen udtrådte han i 1949 af Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. Hans vrede skyldtes, at han i en henvendelse til præsidiet og præsidenten, Niels Bohr, ikke havde formået at trække Videnskabernes Selskab ud af, hvad han opfattede som tillukket fornemhed og forskningspolitisk dvaletilstand. Efter Kroghs mening burde man beskæftige sig også med forskningens opgaver i samfundet og rådgive politikerne herom. Uden omsvøb foreslog Krogh, at man efter at være fyldt 70 år skulle være passivt medlem, så der kunne gives plads til yngre forskere, som havde vilje til at formulere den fremadrettede forskningspolitik, som det danske samfund havde så hårdt brug for (18). Efter Kroghs sortie gik der 40 år, inden Videnskabernes Selskab nedsatte et forskningspolitisk udvalg. Krogh holdt mange foredrag både i Dansk Naturhistorisk Forening og i Biologisk Selskab, og han var forfatter til mange populærvidenskabelige artikler. Hans første undervisning af naturhistorestuderende ledsagede han med et håndskrevet og duplikeret manuskript:»forelæsninger over Fysiologi i Foraarssemestret 1906 Manuskript for Tilhørere«. Det blev udvidet til lærebogen»menneskets Fysiologi«, der var skrevet for gymnasiet og udkom i flere end ti udgaver fra 1908 til 1950 erne (Rehberg var medforfatter til de sidste udgaver). Næppe nogen anden gymnasielærebog kan have været brugt af 50 årgange af elever, og talrige er de studenter, der lod sig inspirere af Kroghs redegørelse for kroppens funktioner til i et videregående universitetsstudium at læse til læge, biolog eller biokemiker. Reprints: Erik Hviid Larsen, August Krogh Institutet, Universitetsparken 13, DK-2100 København Ø. [email protected] Litteratur 1. Aarbog for Kjøbenhavns Universitetet København: Københavns Universitet, 1914: Fig. 7. I de sidste år af sit liv studerede August Krogh flyvende vandregræshoppers energistofskifte i sit hjem på Søbredden i Gentofte, hvor han havde indrettet et privatlaboratorium. I samarbejde med Torkel Weis-Fogh ( ) konstruerede de en karrusel (billedet), der gnidningsfrit kunne drives af omkring 20 insekter, mens iltoptagelsen og kuldioxidudskillelsen blev målt. Undersøgelserne, der blev publiceret efter Kroghs død, førte til en ny og overraskende indsigt i trachéernes ventillationsmekanisme og insektets udnyttelse af de fedtdepoter, der opbygges af den fouragerende græshoppesværm. Weis-Fogh fortsatte med at studere insektflyvningens fysiologi og anvendte her aerodynamiske principper. Han gjorde den opsigtsvækkende opdagelse, at et elastisk protein, som han døbte resilin, opsamler mekanisk energi under vingernes opslag for at blive udnyttet i nedslaget (August Krogh Institutets billedarkiv).

10 7248 VIDENSKAB OG PRAKSIS 2. Indbydelsesskrift til Kjøbenhavns Universitets Aarsfest til Erindring om Kirkens Reformation, November 1903 [Doktorbiografi]. København: Københavns Universitet, XVIII: Aarbog for Kjøbenhavns Universitetet København: Københavns Universitet 1913: Aarbog for Københavns Universitetet København: Kjøbenhavns Universitet 1917: Krogh A. Visuel tænkning. Vor Viden 12: 45-49, Et efterladt manuskript oversat fra Krogh A. Visual thinking. An autobiographical note. Organon II: Warsaw: Mianowski Institute for the Promotion of Science and Letters in Poland, Krogh A. Et respirationsapparat til klinisk bestemmelse af menneskets energiomsætning. Ugeskr Læger 1922; 84: Aarbog for Kjøbenhavns Universitetet København: Københavns Universitet, 1918: Aarbog for Kjøbenhavns Universitetet København: Københavns Universitet, 1919: Krogh A. Bidrag til kapillærernes fysiologi. Nobelforedrag afholdt den 11 dec i Svenska Läkaresällskapets hörsal i Stockholm. Les Prix Nobel en Stockholm: Imprimerie Royale, P.A. Norstedt & Fils, Schmidt-Nielsen B. August og Marie Krogh. Lives in Science. New York: American Physiological Society, Findes også i dansk oversættelse, redigering og billedredaktion ved Gitte Lyngs. Schmidt-Nielsen B. August og Marie Krogh. Et fælles liv i videnskaben. København: Gyldendal, Krogh A. Pankreashormonet insulin og dets anvendelse i diabetesterapien. Ugeskr Læger 1923; 85: Krogh A. De nordiske landes forsyning med insulin. En redegørelse. Ugeskr Læger 1923; 85: 392, Krogh A. Det medicinske fakultet og medicinen. Ugeskr Læger 1923; 85: Hagedorn HC, Krogh A. Insulin standardisering.ugeskr Læger 1923; 85: Krogh, A. Insulinforsyningen for ubemidlede. Ugeskr Læger 1926; 88: Jørgensen CB. Dyrefysiologi og gymnastikteori. Københavns Universitet Bind XIII. København: G. E. C. Gads Forlag, 1979: Krogh, A. The active and passive exchanges of inorganic ions through the surfaces of living cells and through living membranes generally. Proc R Soc B 1946; 133: Krogh A. Aabent brev til det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. Dateret 14 Januar (Venligst stillet til min rådighed af KDVS s sekretariat).