Theodor Schwann foi um médico e fisiologista alemão. Sua contribuição mais significativa para a biologia é considerada a extensão da teoria celular para animais. Outras contribuições incluem a descoberta das células de Schwann no sistema nervoso periférico, a descoberta e estudo da pepsina, a descoberta da natureza orgânica da levedura e a invenção do termo metabolismo.
Primeiros anos e educação
Theodor Schwann nasceu em Neuss em 7 de dezembro de 1810 de Leonard Schwann e Elisabeth Rottels. Leonard Schwann era ourives e posteriormente impressor. Theodor Schwann estudou no Dreikönigsgymnasium, também conhecido como Tricoronatum ou Three Kings School, uma escola jesuíta em Colônia. Schwann era um católico romano devoto. Em Colônia seu instrutor religioso Wilhelm Smets , um padre e romancista, enfatizava a individualidade da alma humana e a importância do livre arbítrio.
Em 1829 Schwann se matriculou na Universidade de Bonn no currículo de pré-medicina. Recebeu um diploma de bacharel em filosofia em 1831. Enquanto estava em Bonn, Schwann conheceu e trabalhou com o fisiologista Johannes Peter Müller. Müller é considerado ter fundado a medicina científica na Alemanha, publicando seu Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen em 1837–1840. Foi traduzido para o inglês como Elements of Physiology em 1837–1843 e se tornou o principal livro de fisiologia dos anos 1800.
Em 1831, Schwann se mudou para a Universidade de Würzburg para treinamento clínico em medicina. Em 1833, ele foi para a Universidade de Berlin, onde Müller era agora Professor de Anatomia e Fisiologia. Schwann se formou com um diploma de M.D. em medicina da Universidade de Berlin em 1834. Ele fez seu trabalho de tese em 1833–1834, com Müller como seu orientador. A tese de Schwann envolveu um estudo cuidadoso da necessidade de oxigênio durante o desenvolvimento embrionário do frango. Para realizá-la, ele projetou e construiu um aparelho que lhe permitia extrair os gases oxigênio e hidrogênio da câmara de incubação em momentos específicos. Isso o permitiu estabelecer o período crítico no qual os ovos precisavam de oxigênio.
Schwann passou no exame de estado para exercer a medicina no verão de 1834, mas escolheu continuar trabalhando com Müller, fazendo pesquisa em vez de exercer medicina. Ele podia fazer isso, pelo menos no curto prazo, devido a uma herança familiar. Seu salário como assistente era apenas 120 taler. Pelos próximos cinco anos, Schwann pagaria os outros três quartos de suas despesas de sua herança. Como estratégia de longo prazo, não era sustentável.
Carreira
De 1834 a 1839, Schwann trabalhou como assistente de Müller no Anatomisch-zootomische Museum da Universidade de Berlin. Schwann realizou uma série de experimentos microscópicos e fisiológicos focados no estudo da estrutura e função de nervos, músculos e vasos sanguíneos. Além de realizar experimentos em preparação para o livro de fisiologia de Müller, Schwann fez pesquisa própria. Muitas de suas contribuições importantes foram feitas durante o tempo que trabalhou com Müller em Berlin.
Schwann usou microscópios recém-poderosos para examinar tecidos animais. Isso o permitiu observar células animais e notar suas diferentes propriedades. Seu trabalho complementou o de Matthias Jakob Schleiden em plantas e foi informado por ele; os dois eram amigos próximos.
Descrito como quieto e sério, Schwann era particularmente talentoso na construção e uso de aparelhos para seus experimentos. Ele também foi capaz de identificar questões científicas importantes e projetar experimentos para testá-las sistematicamente. Sua escrita foi descrita como acessível, e sua lógica como uma "progressão clara". Ele identificou a pergunta que queria responder e comunicou a importância de seus achados de forma eficaz a outros. Seu colega Jakob Henle falou dele como tendo um "impulso inato" para experimentar.
Por 1838, Schwann precisava de uma posição com um salário mais substancial. Ele esperava retornar a Bonn, uma cidade católica. Ele tentou ganhar uma cátedra lá em 1838 e novamente em 1846, mas foi decepcionado. Em vez disso, em 1839, Schwann aceitou a cátedra de anatomia na Université Catholique de Louvain em Leuven, Bélgica, outra cidade católica.
Schwann se mostrou um professor dedicado e consciencioso. Com suas novas responsabilidades de ensino, ele tinha menos tempo para novos trabalhos científicos. Ele gastou considerável tempo aperfeiçoando técnicas experimentais e instrumentos para uso em experimentos. Ele produziu poucos artigos. Uma exceção foi um artigo em 1844 que relatava uma série de experimentos em cães e estabelecia a importância da bile na digestão.
Ao examinar processos como contração muscular, fermentação, digestão e putrefação, Schwann buscava mostrar que os fenômenos vivos eram resultado de causas físicas em vez de "alguma força vital imaterial". No entanto, ele ainda buscava reconciliar "uma natureza orgânica" com "um plano divino." Alguns escritores sugeriram que a mudança de Schwann em 1838 e sua diminuída produtividade científica após isso refletem preocupações religiosas e talvez até uma crise relacionada às implicações teóricas de seu trabalho sobre teoria celular. No entanto, outros autores consideram isso como uma deturpação de seu pensamento e rejeitam a ideia de que Schwann passou por uma crise existencial ou uma fase mística. Ohad Parnes usa os cadernos de laboratório de Schwann e outras fontes inéditas juntamente com suas publicações para reconstruir sua pesquisa como uma progressão unificada. Florence Vienne se baseia em escritos inéditos para discutir as maneiras pelas quais a teoria celular, como um "princípio unificador do desenvolvimento orgânico", se relacionava com as ideias filosóficas, religiosas e políticas de vários proponentes, incluindo Schwann.
Em 1848, o compatriota de Schwann Antoine Frédéric Spring o convenceu a transferir-se para a Universidade de Liège, também na Bélgica. Em Liège, Schwann continuou a acompanhar os últimos avanços em anatomia e fisiologia, mas não fez grandes novas descobertas. Tornou-se algo de um inventor. Um de seus projetos era um respirador portátil, projetado como um sistema fechado para apoiar a vida humana em ambientes onde os arredores não podem ser respirados. Por 1858 ele era professor de fisiologia, anatomia geral e embriologia. A partir de 1872, ele deixou de ensinar anatomia geral e a partir de 1877, embriologia. Ele se aposentou totalmente em 1879.
Schwann era profundamente respeitado por seus pares. Em 1878, um festival foi realizado para celebrar seus anos de ensino e suas muitas contribuições. Ele recebeu um presente único: um livro contendo 263 retratos fotográficos autografados de cientistas de vários países, cada um deles enviado pelo cientista para fazer parte do presente para Schwann. O volume foi dedicado "Ao criador da teoria celular, aos biólogos contemporâneos."
Três anos após se aposentar, Schwann morreu em Colônia, em 11 de janeiro de 1882. Ele foi enterrado no túmulo da família no Cemitério Melaten de Colônia.
Contribuições
Quando visto no contexto de seus escritos inéditos e notas de laboratório, a pesquisa de Schwann pode ser vista como "um programa de pesquisa coerente e sistemático" no qual processos biológicos são descritos em termos de objetos materiais ou "agentes" e as dependências causais entre as forças que exercem e seus efeitos mensuráveis. A ideia de Schwann da célula como uma unidade fundamental e ativa pode então ser vista como fundamental para o desenvolvimento da microbiologia como "uma ciência rigorosamente legalista".
Tecido muscular
Alguns dos primeiros trabalhos de Schwann em 1835 envolveram contração muscular, que ele viu como um ponto de partida para "a introdução do cálculo à fisiologia". Ele desenvolveu e descreveu um método experimental para calcular a força de contração do músculo, controlando e medindo as outras variáveis envolvidas. Sua técnica de medição foi desenvolvida e usada posteriormente por Emil du Bois-Reymond e outros. As notas de Schwann sugerem que ele esperava descobrir regularidades e leis dos processos fisiológicos.
Pepsina
Em 1835, relativamente pouco era conhecido sobre processos digestivos. William Prout havia relatado em 1824 que os sucos digestivos dos animais continham ácido clorídrico. Schwann percebeu que outras substâncias nos sucos digestivos também poderiam ajudar a quebrar alimentos. No início de 1836, Schwann começou a estudar processos digestivos. Ele conceitualizou a digestão como a ação de um agente fisiológico, que, embora não imediatamente visível ou mensurável, poderia ser caracterizado experimentalmente como uma "substância específica peculiar".
Eventualmente Schwann encontrou a enzima pepsina, que ele isolou com sucesso do revestimento do estômago e nomeou em 1836. Schwann cunhou seu nome da palavra grega πέψις pepsis, significando "digestão" de πέπτειν peptein "digerir". A pepsina foi a primeira enzima a ser isolada do tecido animal. Ele demonstrou que poderia quebrar a albumina da clara de ovo em peptídios.
Ainda mais importante, Schwann escreveu que através de tais análises se poderia eventualmente "explicar todo o processo de desenvolvimento da vida em todos os corpos organizados." Durante o próximo ano, ele estudou tanto decomposição quanto respiração, construindo aparelhos que ele adaptaria mais tarde para o estudo de levedura.
Levedura, fermentação e geração espontânea
Em seguida, Schwann estudou levedura e fermentação. Seu trabalho sobre levedura foi independente do trabalho realizado por Charles Cagniard de la Tour e Friedrich Traugott Kützing, todos os quais publicaram trabalho em 1837. Por 1836, Schwann havia realizado numerosos experimentos sobre fermentação alcoólica. Microscópios poderosos tornaram possível para ele observar células de levedura em detalhes e reconhecer que eram organismos minúsculos cujas estruturas se assemelhavam às de plantas.
Schwann foi além de outros que simplesmente notaram a multiplicação de levedura durante a fermentação alcoólica, primeiro atribuindo à levedura o papel de um fator causal primário e depois afirmando que estava viva. Schwann usou o microscópio para realizar uma série de experimentos cuidadosamente planejada que contradiziam duas teorias populares de fermentação em levedura. Primeiro, ele controlou a temperatura do fluido de cerveja fermentada em um recipiente fechado na presença de oxigênio. Uma vez aquecido, o líquido não podia mais fermentar. Isso refutou a especulação de Joseph Louis Gay-Lussac de que o oxigênio causava fermentação. Sugeriu que algum tipo de microrganismo era necessário para que o processo acontecesse. Em seguida, Schwann testou os efeitos do ar purificado e do ar não purificado. Ele esterilizou o ar passando-o por bulbos de vidro aquecidos. A fermentação não ocorreu na presença de ar purificado. Ocorreu na presença de ar não purificado, sugerindo que algo no ar iniciou o processo. Esta foi uma forte evidência contra a teoria da geração espontânea, a ideia de que organismos vivos poderiam se desenvolver a partir da matéria não viva.
Schwann havia demonstrado que a fermentação exigia a presença de leveduras para começar e parava quando as leveduras paravam de crescer. Ele concluiu que o açúcar foi convertido em álcool como parte de um processo biológico orgânico baseado na ação de uma substância viva, a levedura. Ele demonstrou que a fermentação não era um processo químico inorgânico como a oxidação do açúcar. Levedura viva era necessária para a reação que produziria mais levedura.
Embora Schwann estivesse correto, suas ideias estavam à frente de muitos de seus pares. Foram fortemente opostas por Justus von Liebig e Friedrich Wöhler, ambos que viam sua ênfase na importância de um organismo vivo como apoio ao vitalismo. Liebig, em contraste, via a fermentação como uma série de eventos puramente químicos, sem envolver matéria viva. Ironicamente, o trabalho de Schwann foi posteriormente visto como sendo um primeiro passo longe do vitalismo. Schwann foi o primeiro aluno de Müller a trabalhar em direção a uma explicação físico-química da vida. A visão de Schwann promoveu uma conceituação de seres vivos em termos das reações biológicas da química orgânica, enquanto Liebig procurava reduzir as reações biológicas à química puramente inorgânica.
O valor do trabalho de Schwann sobre fermentação eventualmente seria reconhecido por Louis Pasteur, dez anos depois. Pasteur começaria sua pesquisa de fermentação em 1857 repetindo e confirmando o trabalho de Schwann, aceitando que leveduras estavam vivas e depois levando a pesquisa de fermentação adiante. Pasteur, não Schwann, desafiaria os pontos de vista de Liebig na disputa Liebig–Pasteur. Retrospectivamente, a teoria do germe de Pasteur, bem como suas aplicações antissépticas por Lister, pode ser rastreada para a influência de Schwann.
Teoria celular
Em 1837, Matthias Jakob Schleiden visualizou e afirmou que novas células de plantas foram formadas a partir dos núcleos de células de plantas antigas. Jantando com Schwann um dia, sua conversa se voltou para os núcleos das células de plantas e animais. Schwann lembrou de ter visto estruturas semelhantes nas células do notocórdio como havia sido mostrado por Müller e instantaneamente percebeu a importância de conectar os dois fenômenos. A semelhança foi confirmada sem demora por ambos os observadores. Em experimentos posteriores, Schwann examinou tecido notocordal e cartilagem de larvas de sapo, bem como tecidos de embriões de porco, estabelecendo que os tecidos animais são compostos de células, cada uma delas com um núcleo.
Schwann publicou suas observações em 1838 no Neu
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