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Rektorats Reden © Prof. Schwinges

Die Physiologie und die Physiologen

Rektoratsrede von

Prof. Dr. Silvio Weidmann
Verlag Paul Haupt Bern 1974

ISBN 3-258-01067
Alle Rechte vorbehalten
Copyright © 1974 by Paul Haupt Berne
Printed in Switzerland
Druck: Paul Haupt AG Bern

Anläßlich des Dies academicus pflegt sich der neue Rektor vorzustellen. In der Regel versucht er dabei, sein eigenes Fachgebiet den Anwesenden näherzubringen und lässt gleichzeitig durchblicken, wie er persönlich zu gewissen Problemen seines Faches steht.

Die Physiologie ist die Lehre von den normalen Lebensvorgängen, handle es sich um den Gesamtorganismus, um einzelne Organe, um einzelne Zellen oder um subzelluläre Strukturen. Die Pflanzen- wie die Tierphysiologie — welch letztere ich vertrete — haben sich einen festen Platz im vorklinischen Unterricht der Mediziner errungen. Man könnte deshalb versucht sein, das Fach vom heutigen Unterrichtspensum her abzugrenzen. Ein anschaulicheres Bild ergibt sich aber, wenn Sie mir gestatten, einige historische Fakten an den Anfang meiner Betrachtungen zu stellen.

Dabei möchte ich nicht allzu weit zurückgreifen und mich im wesentlichen an das halten, was durch ältere, mir noch bekannte Kollegen überliefert ist (1, 2, 8, 11, 14, 17, 19, 21, 22).

Internationale Kongresse seit 1889

Um anzugeben, wann sich ein Fach verselbständigt hat, kann man den Zeitpunkt des ersten internationalen Kongresses in Betracht ziehen und nach den Gründen der Abspaltung von andern Disziplinen fragen. Am 10. September 1888 traf sich hier in Bern, an der Ecke Bühlstraße/Erlachstraße, im Hause von Hugo Kronecker, eine kleine Arbeitsgruppe. Offenbar hatten die internationalen Kontakte, die seit den Kongressen für Medizin im Jahre 1867 bestanden hatten, unter den Physiologen nicht ganz zu befriedigen vermocht. Besonders den britischen Physiologen lagen zwei Dinge am Herzen, die von nun an über viele Jahrzehnte hinweg die internationalen Physiologentreffen kennzeichnen sollten:

1. ein Minimum an Empfängen, offiziellen Reden, Festlichkeiten, und

2. die gegenseitige Belehrung durch praktische Vorführungen und freundschaftliche Kritik.

Als direkte Folge des Treffens an der Erlachstraße fand ein Jahr später in Basel der erste internationale Kongreß statt, mit Frithiof Holmgren aus Uppsala als Präsident (13) und Friedrich Miescher als Basler Gastgeber. Auf ein Schreiben des Initiativkomitees hin hatten sich 126 Physiologen nach Basel begeben. Nach einem Bericht des damals neunundzwanzigjährigen Willem Einthoven aus Leiden (5) befanden sich darunter die «lebenden Götter der Physiologie», v. Helmholtz, Ludwig, Fick, Heidenhain, Hering. Wie viel Gewichtiges damals von relativ wenigen zur Erweiterung einer Disziplin beigetragen worden ist, mag daraus hervorgehen, dass ich siebenunddreissig der aufgeführten Namen mit einer bestimmten Entdeckung oder zumindest mit einem bestimmten Arbeitsgebiet in Zusammenhang bringen kann.

An jenen ersten Treffen wurden beachtliche Experimente vorgeführt. Die Presseleute waren nicht zugelassen, doch sind nebst Auszügen aus den offiziellen Protokollen (9) auch Berichte von Teilnehmern in Fachzeitschriften erhalten.

So ist überliefert (5), dass Augustus Waller aus Oxford am Basler Kongress von 1889 die Aktionsströme seines eigenen Herzens sichtbar machte (s. 20). Er benutzte dazu das Lippmannsche Kapillarelektrometer. Bei diesem Instrument wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, das die Oberflächenspannung von Quecksilber, in Berührung mit Schwefelsäure, von der Größe einer angelegten Potentialdifferenz abhängt. Bei sich änderndem Potential tanzt das Quecksilber in einem Glasröhrchen auf und ab, was in Schattenprojektion sichtbar gemacht werden kann. Die Ableitung geschah zwischen einer Elektrode an der linken Hand und einem Silberlöffel im Mund. Seine rechte Hand benutzte Waller, um mittels eines Kompensationsstroms den Meniskus des Kapillarelektrometers nicht aus dem Gesichtsfeld des Mikroskops zu verlieren. Das Quecksilber bewegte sich im Takt des Herzschlags, wie aus der gleichzeitig registrierten Blutdruckkurve ersichtlich war. Der experimentelle Höhepunkt des zweiten Kongresses in Liege, 1892, muss eine zweistündige Demonstration von Chauveau aus Paris gewesen sein (10). Zusammen mit seinem Assistenten Kaufmann führte er

einem Pferd einen Doppelkatheter durch die Halsvene ins rechte Herz ein und zeigte den Zuschauern in Projektion gleichzeitig den Druckverlauf im rechten Vorhof und in der rechten Herzkammer.

Der dritte Kongreß fand 1895 in Bern statt, nachdem das Physiologische Institut am Bühlplatz inzwischen für eine Bausumme von 287000 Franken fertiggestellt worden war und den Namen «Hallerianum» erhalten hatte. Charles Scott Sherrington aus Oxford erläuterte an einem Affen das Prinzip der reziproken Innervation. Am narkotisierten Tier kam es bei Reizung einer gewissen Stelle des Grosshirns zu koordinierten Bewegungen beider Augen nach rechts. Nun wurden am linken Auge alle Nerven durchtrennt mit Ausnahme jenes Nervs, der eine Bewegung des Augapfels nach außen vermittelt. Dem normalen Zug des noch innervierten Muskels folgend, wich die Blickrichtung nach aussen ab. Diese Abweichung wurde durch lokalisierte Reizung des Grosshirns deutlich vermindert: ein Beweis für die Abnahme des Tonus des noch innervierten Muskels. Sherrington hatte damit ein Prinzip erkannt, das sich als allgemein gültig erweisen sollte: Zentral ausgelöste Bewegungen werden nicht nur durch Kontraktion gesteuert; es werden gleichzeitig jene Muskeln gehemmt, die der vorgesehenen Bewegung entgegenwirken. Das Experiment muss ein derartiges Interesse hervorgerufen haben, das Sherrington es tags darauf an einem zweiten Affen wiederholen mußte.

Im Jahre 1926 fand in Stockholm der zwölfte Kongreß statt. Nicht weniger als drei spätere Nobelpreisträger boten Demonstrationen: Otto Warburg, Berlin, Corneil Heymans, Gent, und Otto Loewi, Graz.

Zwei weitere Demonstrationen seien hier ausführlicher beschrieben (22). Genichi Kato war, von Tokio kommend, mit drei Assistenten und 200 japanischen Kröten durch Sibirien gereist und einen ganzen Monat vor Kongreßbeginn in Stockholm angekommen. Von den Kröten überlebten nur wenige die Reise. Wer je mit Fröschen oder Kröten gearbeitet hat, wird leicht auf die Vermutung kommen, dass Kato das Risiko nicht auf sich nehmen wollte, mit der schwedischen Krötenart Überraschungen zu erleben. Einer internationalen Zuschauerschaft erläuterte

Kato seine Technik der Isolierung einzelner Nervenfasern aus einem Gesamtnerv. Damit brachte Kato eine grundlegende Technik nach Europa. Die komplexen Vorgänge, deren Gesamtheit wir mit «Erregung» bezeichnen, lassen sich weit besser an einzelnen Fasern als an ganzen Nervenbündeln erforschen.

Eine weitere eindrückliche Demonstration auf dem Stockholmer Kongress muß jene von Joseph Barcroft aus Cambridge gewesen sein (22). Barcroft hatte zwei Hunde mitgebracht, deren Milz auf Grund einer vorangegangenen Operation der direkten Betrachtung zugänglich war. Am ruhenden Hund erschien die Milz rötlich, das heisst blutgefüllt, doch wurde sie blaß. sobald das Versuchstier sich anstrengen musste. Damit war eindrücklich gezeigt, daß die Mehrdurchblutung der arbeitenden Muskulatur auf Kosten der Durchblutung anderer Organe erfolgt.

Auf dem Kongress in Boston, 1929, führte Walter Cannon einen Hund vor, dessen sympathisches Nervensystem er zuvor chirurgisch ausgeschaltet hatte. Das ruhende Tier schien sich wohl zu fühlen. Zu einer Anstrengung auf der Tretmühle war dieser Hund aber nicht mehr fähig (3). Damit war die Bedeutung des sympathischen Nervensystems gezeigt, das ohne unser bewusstes Zutun bei der Flucht, beim Angriff, beim Kampf aktiviert wird und uns auch bei der Überwindung von Zuständen hilft, die wir summarisch als «stress» bezeichnen.

Ohne Übertreibung darf man sagen, das die Demonstrationen auf den internationalen Kongressen ziemlich getreu die jeweiligen Fortschritte auf dem Gebiet der Physiologie widerspiegeln.

Ein Blick hinter die Kulissen

Die wissenschaftliche Welt nimmt Kenntnis vom Fertigprodukt unserer Bemühungen, im besten Fall als Zuschauer anlässlich einer Demonstration, in der Regel aber mittels einer unpersönlich gehaltenen Publikation. Von Irrwegen, die oft über Monate begangen werden, erhält die Nachwelt kaum Kunde.

Walter Cannon nennt in seinem 1945 erschienenen Buch «The way of an investigator» drei verschiedene Arten der Wissensvermehrung (3). An die erste Stelle setzt er den Zufallsbefund. Persönlich bin ich bestimmt an vielen derartigen Resultaten achtlos vorübergegangen. Einmal aber kam ein Ereignis derart unerwartet, dass ich es nicht übersehen konnte. Zellmembranen wie die des Herzmuskels sind durch depolarisierende elektrische Ströme nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz erregbar. Am Abend des 4. April 1950 war ich damit beschäftigt, die Wirkung des elektrischen Stroms im Laufe der Erregung — sie dauert am Herzmuskel ungefähr 0,3 Sekunden — zu untersuchen. Das Membranpotential war erwartungsgemäss in Abhängigkeit der Richtung und der Stärke des Stromes zu verschieben. Ganz unverhofft kam es bei Erreichen einer kritischen Stromstärke zu einem Alles-oder-Nichts-Ereignis: zur vollständigen Repolarisation. Der Erregungszustand konnte durch diesen Eingriff frühzeitig beendet werden. In der Folge konnte ich feststellen, dass sich eine erzwungene Verkürzung des Aktionspoteritials auf benachbarte Herzteile ausbreitet. So wurde die längst bekannte Tatsache verständlicher, das der Beginn der elektrischen Erregung und deren Ende annähernd gleichzeitig erfolgen, was für die Ökonomie der Herzkontraktion nicht unwesentlich ist.

Ein anderer Zufallsbefund — aus einem benachbarten Gebiet — hat zu praktisch verwertbaren Ergebnissen geführt und ist deshalb allgemein bekannt (11; 18, S. 75-146). Alexander Fleming, Bakteriologe in London, beobachtete 1928, das eine Pilzart in eine Kultur von Staphylokokken eingedrungen war und in ihrer Umgebung zu einer bakterienfreien Zone führte. Aus wissenschaftlichem Interesse untersuchte Fleming die Stoffwechseleigenschaften des Eindringlings «penicillium notatum». Erst Florey und Chain scheinen die grosse Bedeutung dieses Zufallsbefundes erkannt zu haben: Sie begannen 1939 mit der Gewinnung von Penicillin, einem Antibiotikum, dem unter anderen viele Verletzte des Zweiten Weltkrieges ihr Leben verdanken.

Die zweite Art der Wissensvermehrung ist die weitaus anerkannteste: Man geht vom Ist-Zustand der Kenntnisse aus, formuliert Fragen, die

eine experimentelle Bearbeitung zulassen, beobachtet, wertet Resultate aus und interpretiert.

Eine dritte Art, die bei fast jedem Experimentator bewußt oder unbewußt eine Rolle spielt, ist die Eingebung. Sie erfolgt dann, wenn man sie am wenigsten erwartet. Voraussetzung ist, daß man über längere Zeit intensiv mit einem Problem beschäftigt war. Ich könnte über ein eigenes Geschenk dieser Art näher berichten, das mir am 28. September 1959 zufiel und mich in der Folge während sechs Jahren beschäftigte. Nicht aus Bescheidenheit, sondern der besseren Verständlichkeit wegen beschreibe ich aber hier einen Vorfall aus Otto Loewis Leben. Loewi muss verschiedenen Kollegen zu verschiedenen Zeiten die gleiche Geschichte verschieden erzählt haben. Meine persönliche Information stammt aus dem Jahre 1955, als ich das Glück hatte, mit diesem liebenswürdigen alten Herrn — wir pflegten ihn «Onkel Otto» zu nennen — einen Sommer in Woods Hole zu verbringen.

Bis 1921 bestand allgemein die Auffassung, dass die elektrische Erregung eines Nervs direkt auf den Muskel überspringt. Vorerst sei eine Reihe von Vorbedingungen zu Loewis nächtlicher Eingebung genannt (17).

Anläßlich eines Studienaufenthaltes in England, 1902, hatte er Bekanntschaft mit Gaskell, Dale und Starling gemacht und, offenbar ganz nebenbei, die Ähnlichkeit zwischen der Wirkung bestimmter Nerven und der Wirkung bestimmter Arzneimittel diskutiert. In einem Gespräch mit Walter Fletcher aus Cambridge muss 1903 in Marburg der Gedanke erstmals aufgetaucht sein, das die Endigungen des Herzvagus den Herzmuskel über die Abgabe einer muskarinähnlichen Substanz beeinflussen. Eine ähnliche Hypothese veröffentlichte 1905 T. R. Elliott, mit dem Loewi in Cambridge engen Kontakt gehabt hatte, in bezug auf das sympathische Nervensystem. Annehmbare Beweise für solche Vermutungen fehlten jedoch. An dieser Stelle muss man zur Kenntnis nehmen, dass Kaltblüterherzen stunden- und tagelang weiterschlagen, wenn sie, aus dem Körper isoliert, an eine Kanüle gebunden und mit einer Nährlösung versorgt werden. Otto Loewi hatte sich zwischen 1905 und 1912

intensiv mit Froschherzen und speziell mit deren Nervenversorgung beschäftigt. Ferner war ihm die Methode der Übertragung der Flüssigkeit aus der Kanüle eines Herzens in die Kanüle eines zweiten Herzens seit 1914 bekannt (4).

Otto Loewi war also nicht unvorbereitet, als er in der Osternacht 1920 halb schlafend, halb wachend, plötzlich ganz klar vor sich sah, wie ein entscheidendes Experiment durchzuführen wäre. Er machte sich sogleich Notizen, aus denen er am folgenden Morgen nicht klug wurde. Glücklicherweise wiederholte sich der Vorfall in einer der kommenden Nächte, morgens um 3 Uhr. Diesmal kleidete sich Loewi an, ging ins Labor und präparierte zwei Froschherzen. Reizung des Nervus vagus am ersten Herzen hatte die bekannte Wirkung: Verlangsamung des Herzschlags und Erniedrigung der entwickelten Kraft. Dem zweiten Herzen wurde nun abwechslungsweise die Lösung angeboten, die sich während einer Ruheperiode beziehungsweise während einer Vagus-Reizperiode in der Kammer des ersten Herzens befunden hatte. Auch das zweite Herz reagierte entsprechend, nämlich mit einer Verminderung seiner Schlagkraft, falls die Flüssigkeit einer Reizperiode des ersten Herzens entsprach. Damit war wunderbar einfach die Theorie von der stofflichen (humoralen) Erregungsübertragung gestützt. So klar waren in der Tat die Befunde, das sie auf vier Seiten, illustriert durch drei Figuren und ohne statistische Auswertung, wiedergegeben werden konnten (16).

Otto Loewi schreibt in seinen Memoiren: «Wäre mir der Gedanke tagsüber gekommen, hätte ich das Experiment nicht ausgeführt. Ich hätte mir dann überlegt, das die von den Nervenendigungen abgegebene Wirksubstanz zwar den unmittelbar benachbarten Muskel beeinflussen könnte, dass aber kaum eine genügende Menge im Inhalt der Herzkammer zu erwarten wäre, als dass der Wirkstoff ein zweites Herz zu beeinflussen vermöchte.» Otto Loewi schliesst die Mahnung an, man sollte einer plötzlichen Intuition gegenüber nicht allzu skeptisch sein. Um Mißverständnisse zu vermeiden, möchte ich nun doch hinzufügen, was auch für Loewi selbstverständlich war: Wer das Glück hat, hin und

wieder im Halbschlaf eine Eingebung zu empfangen, ist nicht davon dispensiert, diese bei Tageslicht mit aller Unvoreingenommenheit zu prüfen.

Die Sorge um den Nachwuchs

An dieser Stelle möchte ich die Fragen aufwerfen: Wer soll Physiologe werden? Welche Fähigkeiten sind erwünscht? Wie steht es mit dem Platzangebot?

Es muss klar zwischen «Durchgangsstellen» und «Dauerstellen» unterschieden werden. Der Andrang zu Assistentenstellen ist gegenwärtig nicht groß, doch glücklicherweise im Wachsen begriffen. Wünschbar für einen Mediziner, der die Physiologie als Durchgangsstation in seine Ausbildung nach dem Staatsexamen einbaut, ist ein etwa zweijähriges Verweilen auf diesem Spezialgebiet.

Die meisten Neulinge vermissen in der Physiologie den gewohnten Druck von aussen: Es gibt keine Patienten mehr, die man möglichst gewissenhaft mit einer Diagnose versehen sollte, um sie dann rasch der richtigen Behandlung zuzuführen. Viele Kollegen scheinen zur Wahrung des eigenen psychischen Wohlergehens täglich auf konkrete Ergebnisse ihres Tuns angewiesen zu sein. Diese Feststellung trifft insbesondere für den «homo helveticus», den arbeitseifrigen Schweizer, zu. Das Gefühl, Tag für Tag etwas Nützliches getan zu haben, kann die Physiologie nicht bieten. Es verstreichen in der Regel Monate des Sicheinlebens in die experimentelle Arbeitsweise und in das gestellte Problem, bis ein Neuling Freude an der eigenen Tätigkeit bekommt. Was wir einem jungen Mitarbeiter geben können, der sich zwei Jahre lang bei uns aufgehalten hat, ist in der Regel das Gefühl, selbst einen bescheidenen Beitrag zur Wissensvermehrung geleistet zu haben, ferner — und vielleicht wichtiger — eine kritischere Einstellung sich selbst und andern gegenüber.

Die Anstellung eines Assistenten wirft — was die Sicherung seiner Zukunft betrifft —selten größere Probleme auf. Für ausgebildete Ärzte war bisher der Auslauf in die Klinik kein Problem; Physiker, Chemiker und Biologen fanden ihren endgültigen Arbeitsplatz zur Hauptsache in der pharmazeutischen Industrie.

Größer ist die Verantwortung, wenn man einen Mitarbeiter zur akademischen Laufbahn ermuntert, wenn man ihn beispielsweise, mit einem Stipendium versehen, für längere Zeit zur Weiterbildung ins Ausland schickt. Neben der persönlichen Eignung spielt hier, wenn auch erst in zehn bis zwanzig Jahren, das Gesetz von Angebot und Nachfrage seine Rolle. Physiologie ist zwar eine internationale Wissenschaft. Wenn es aber um die Besetzung von Lebensstellen geht, tut man gut, sich an den «Raum Schweiz» zu halten. Vor einundzwanzig Jahren, als ich mich eben habilitiert hatte, galt noch die Regel, dass an jedem der sechs Institute unseres Landes lediglich einer, nämlich der Lehrstuhlinhaber, materiell so gestellt war, dass er mit seiner Familie auf die Dauer unter zumutbaren Bedingungen leben konnte. Ein Blick in den schweizerischen Hochschulkalender genügte mir damals, um anhand der Geburtsjahre der sechs ordentlichen Professoren herauszufinden, dass ich in einem Fall zu jung war und dass in allen andern Fällen ein Wechsel frühestens nach zwanzig Jahren erfolgen würde. Also zog ich die Konsequenzen und meldete mich eines Tages in der Augenklinik bei Professor Hans Goldmann, mit der Frage, ob er mich für eine Ausbildung an seiner Klinik in Betracht ziehen würde. Nachdem er sich meine Überlegungen hatte vortragen lassen, riet er mir: «Fahren Sie weiter mit dem, was Sie gerne tun; zu einem Wechsel von der Physiologie in die Augenklinik ist es früh genug, wenn Sie es finanziell gar nicht mehr aushalten.» Ich bin Hans Goldmann für diesen ziemlich mutigen Rat stets dankbar.

Bald stiegen die Studentenzahlen, und damit stieg die Zahl jener Stellen, die man als Lebensstellen bezeichnen darf.

Heute hat die Ausbildungskapazität ihre obere Grenze erreicht, aus Gründen, die mit der personellen Besetzung an der Vorklinik nichts zu

tun haben. Es ist mein persönlicher Eindruck, daß gesamtschweizerisch das Angebot an Fachphysiologen ungefähr dem Bedarf entspricht. Die Vermehrung der Stellenzahl, wie sie in den letzten zehn bis fünfzehn Jahren erfolgt ist, dürfte aber zu Ende sein. Damit ist die Verantwortung, die wir eingehen, wenn wir jüngere Kollegen zu einer akademischen Laufbahn ermuntern, wieder gestiegen. Immerhin: Es wird stets einen Ersatzbedarf geben, und es wäre falsch, den wirklich fähigen Leuten ihre Zukunft düster zu schildern.

Wechselwirkungen zwischen Physiologie und Medizin

Auf Ernest Starling geht der bekannte Ausspruch zurück: «Die Physiologie von heute ist die Medizin von morgen.» Ich möchte diesen Satz zwar nicht unterschreiben, gibt es doch viele Entdeckungen auf dem Gebiet der Physiologie, die kaum je zum Wohle des Kranken werden beitragen können. Immerhin möchte ich an einigen Beispielen erläutern, das sich der Ausspruch Starlings in einzelnen Fällen rechtfertigen lässt.

Die Technik der Herzkatheterisierung und der Registrierung von Druckschwankungen im rechten Vorhof und in der rechten Herzkammer war 1892 den Teilnehmern des zweiten internationalen Physiologenkongresses an einem Pferd vorgeführt worden (10). Niemand dachte Ende des vergangenen Jahrhunderts daran, die Methode in die Klinik zu übertragen. Damals hätte man mit Druckwerten von erkrankten Herzen wenig anfangen können. Im Jahre 1929 kam es zu einem heroischen Selbstversuch durch Werner Forssmann. Als Assistent an einer chirurgischen Klinik in der Nähe von Berlin führte sich Forssmann durch eine Armvene einen dünnen Schlauch von 65 cm Länge in Richtung Herz ein und kontrollierte vor dem Röntgenschirm die Lage der Katheterspitze im rechten Vorhof. Erst in den vierziger Jahren, als der Herzchirurgie wesentliche Fortschritte bevorstanden, war ein wirkliches Bedürfnis für den Ausbau der Kathetermethode zu klinischen Zwecken gegeben. In

den USA waren es Cournand und Richards, in England McMichael, die der Pionierarbeit von 1892 zu einer Routinemethode verhalfen (18; S. 499-543). Ohne das Ergebnis von Druckmessungen würde die Mehrzahl der heutigen Herzchirurgen keine Eingriffe unternehmen.

Als zweites Beispiel sei die Geschichte der Elektrokardiographie herangezogen. Ein Physiologe in Utrecht, Theodor Engelmann, machte 1873 die erste Mitteilung darüber, dass die Kontraktion des Froschherzens von Schwankungen eines elektrischen Stroms begleitet ist (7). Es waren Physiologen in Oxford — Burdon-Sanderson und Page —, die zehn Jahre später diese Schwankungen registrierten. Einem ihrer Schüler, Augustus Waller, gelang die Ableitung der Potentialschwankungen am Menschen (20). Das damals übliche Registrierinstrument, das Kapillarelektrometer, war indessen träge und erlaubte keine befriedigende zeitliche Auflösung des elektrischen Geschehens. Wallers Demonstration von 1889 in Basel weckte aber das Interesse von Willem Einthoven, Physiologe in Leiden (5), der heute allgemein als «Vater des Elektrokardiogramms» gilt. In zielstrebiger und mühevoller Arbeit verbesserte Einthoven über Jahre die Registriertechnik. Das nach ihm benannte Saitengalvanometer schrieb 1903 (6) Kurven von einer Qualität, die mit modernsten Direktschreibern nicht zu überbieten ist. Die technische Entwicklung seit 1903 hat lediglich kleinere Instrumente hervorgebracht, die auch von wenig begabten Leuten bedient werden können. Einthovens Instrument füllte einen ganzen Keller seines Instituts. Der wesentliche Teil war eine feine Saite aus Quarzglas, überzogen mit einer Silberschicht. Durch Stromfluß bewegte sich die Saite in einem äußerst starken Magnetfeld hin und her. Als früherer Augenarzt besass Einthoven die nötigen optischen Kenntnisse, um die feinen Bewegungen sichtbar zu machen und zu registrieren.

Früh hat Einthoven selbst den Kontakt mit der Klinik gesucht. Davon zeugt eine direkte Drahtverbindung zwischen der Medizinischen Klinik in Leiden und Einthovens Keller; davon zeugen auch Einthovens Arbeiten zwischen 1907 und 1916 (s. 2). Dass die Methode nach 1903 nicht rascher ihren Platz in der klinischen Diagnostik fand, ist leicht erklärlich:

Über lange Zeit stand das einzige taugliche Saitengalvanometer in Leiden bei Einthoven. Erst durch die Aufnahme einer Serienproduktion durch die Cambridge Instrument Company, 1911, wurde das Saitengalvanometer allgemein zugänglich. Während vieler Jahre diente das Elektrokardiogramm fast ausschließlich der Diagnose von Rhythmusstörungen (15). Es ist erstaunlich, das der erste klare Bericht über die Anwendbarkeit des EKG bei Verdacht auf Mangeldurchblutung und Herzinfarkt erst 1919 erschien (12).

Man gestatte mir nun, anhand weniger Beispiele summarisch anzudeuten, wie die Kenntnis des normalen Geschehens oft Voraussetzung für therapeutisches Handeln ist.

Die Kenntnis der normalen Funktionen des Zentralnervensystems, mühsam erarbeitet durch Reiz- und Ausschaltversuche, bildet die Voraussetzung für manchen neurochirurgischen Eingriff beziehungsweise für den Verzicht auf einen Eingriff.

Kenntnisse in Nierenphysiologie weisen den Weg auf der Suche nach diuretisch wirksamen Stoffen mit verschiedenen Angriffspunkten.

Experimente an ausgeschnittener Muskulatur von normalen Blutgefäßen deuten dem Pharmakologen an, welche Wege zur Bekämpfung eines erhöhten Blutdrucks eingeschlagen werden könnten.

Es wäre schließlich mit Beispielen zu belegen, das die Neugierde der Physiologen für das normale Geschehen oftmals durch klinisch wichtige Probleme angeregt worden ist: Ulcera des Magens und des Zwölffingerdarms werden durch übermässige Salzsäuresekretion im Magen ungünstig beeinflußt. Ich darf Ihnen verraten, das mein früherer Lehrer, Torsten Teorell, sich nur deshalb über Jahre mit dem normalen Mechanismus der Säureproduktion befasste, weil er selbst an einem Duodenalulcus litt. Er darf die Entdeckung für sich buchen, das die normale Verdünnung des Magensaftes durch eine Rückdiffusion von H+-Ionen im Austausch mit Na+-Ionen erfolgt.

Das gute Einvernehmen mit den Chirurgen hat uns Physiologen in die Lage versetzt, ohne die geringste Benachteiligung des Patienten menschliche Skelettmuskel- und Herzmuskelfasern zu studieren.

Über ein schönes Beispiel der Wechselwirkung zwischen Klinik und Grundlagenforschung berichtet Yngve Zotterman, Ehrendoktor unserer Veterinärmedizinischen Fakultät (22). Ihm war einerseits das Krankheitsbild der Trigeminusneuralgie mit dem anfallweisen, heftigen, einseitigen Gesichtsschmerz bekannt; andererseits verfügte er über grosse Fertigkeit in der Registrierung der elektrischen Aktivität dünnster Nervenfasern, die den Schmerz vermitteln. Das Ausschalten des ganzen Nervs hat die unliebsame Nebenwirkung, das dabei auch alle andern Signale, die über diesen Nerv dem Gehirn zukommen, ausfallen. Dazu gehört insbesondere die Berührungsempfindung. Auf Drängen Zottermans und des Hirnchirurgen Olof Sjöquist erklärte sich der Anatom Gosta Häggqvist bereit zu untersuchen, ob sich nicht an irgendeiner Stelle im Verlauf des Nervus trigeminus die dickeren, markhaltigen Fasern von den dünnen, markarmen, trennen. Die Antwort war positiv, und Sjöquist erfuhr, an welcher Stelle er die dünnen Fasern isoliert durchtrennen könne. Als Sjöquists Chef, Herbert Olivecrona, 1938 aus den Sommerferien zurückkam, waren bereits drei Patienten auf diese Weise operiert worden — mit Erfolg.

Nun aber zur Bedeutung dieses Eingriffs, bekannt als «Sjöquist's Traktotomie», für den Fortschritt der Nervenphysiologie: Ein Nadelstich wurde, wie erwartet, auf der operierten Seite nicht mehr als Schmerz, sondern nur noch als leichte Berührung empfunden. Aber Zotterman durfte feststellen, das auch die Empfindungen für «Kalt», «Warm», «Kitzeln», «Reiben», «Kratzen» verschwunden waren, das heisst, das diese Sinnesmodalitäten ebenfalls durch dünne C-Fasern dem Zentrum signalisiert werden.

Unterricht und Forschung

Im Anfängerunterricht haben wir uns mit Gebieten auseinanderzusetzen, zu denen durch unsere Forschung keine direkte Beziehung besteht. Dies zwingt zur Umsicht bei der Stoffwahl; zu einer angemessenen

Bescheidenheit in der Beurteilung der Hörer bezüglich ihres Aufnahmevermögens. Ich erfahre oft — aus Reaktionen der Studenten —, das meine Vorlesungen dann am verständlichsten sind, wenn ich selbst am Vorabend noch Mühe hatte, mir die Dinge zurechtzulegen. Besonders unverständlich pflegen fachlich hochstehende Kollegen aus Forschungsinstituten über ihr Arbeitsgebiet zu sprechen. Sie kommen nie in die unglückliche Lage, anläßlich eines Examens beurteilen zu müssen, wo die Grenzen der Aufnahmefähigkeit ihrer Hörer liegen. Der ständige Kontakt mit dem Gesamtgebiet der Physiologie im Unterricht sorgt auch dafür, dass Physiologen mit verschiedenen Forschungsinteressen einander verstehen. So wird einer Zersplitterung des Faches vorgebeugt — hoffentlich noch auf viele Jahre hinaus.

Blättert man in den Sonderdrucken der Arbeiten, die zur Zeit meines «Großvaters» auf dem Berner Lehrstuhl der Physiologie, Leon Asher, entstanden sind (1914 bis 1935), fällt das breite Spektrum der Forschungsinteressen auf. Dies war ein starker Anreiz für spätere Kliniker, einen Teil ihrer Ausbildungszeit an einem physiologischen Institut zu verbringen.

Die Zeiten haben sich geändert. Spezialisierung in der Forschung ist geradezu eine der Vorbedingungen für den möglichen Erfolg geworden. Die Abhängigkeit von kostspieligen Grundausrüstungen hat dazu geführt, dass ganze Institute oder zumindest Abteilungen in der gleichen Richtung vorstoßen.

Erspriessliche Forschung setzt äussere und innere Ruhe voraus. Der Hauptfeind im Streben nach diesem Zustand ist nicht eine vernünftige Belastung durch Unterricht, es sind die verschiedenen administrativen Pflichten, wozu ich auch die Organisation des Unterrichts und der Forschung zählen möchte. Lässt man sich durch solche Betätigungen die Hälfte der Zeit nehmen, ist man — was unser Fach betrifft — nicht mehr in der Lage, daneben mit der erforderlichen Ruhe ersprießliche Forschung zu betreiben. Schon das Bewußtsein, dass man jederzeit durch einen Besucher oder einen Telefonanruf gestört werden könnte, ist dem Verlauf der Arbeit abträglich. Es gibt in der Tat nur wenige Kollegen,

die sich erfolgreich gegen diese Fehlentwicklung zur Wehr setzen. Einer von ihnen war Edgar Douglas Adrian, den ich während meiner Assistentenzeit in Cambridge kennenlernte. Von 9 bis 10 Uhr morgens war er für Menschen zu sprechen. Nach 10 Uhr unterhielt er sich ausschliesslich mit dem Nervensystem von Kaninchen und Katzen. Abends verliess er fluchtartig das Institut, um ohne Unterbrechung den Beobachtungen des Tages nachsinnen zu können.

Wenn erst einmal der Leiter einer Einheit, sei sie gross oder klein, zum Administrator geworden ist, wenn er nicht, oder nur ganz selten mit eigenen Händen experimentiert, pflegen auch die Ideen auszubleiben, auf die seine jüngeren Mitarbeiter zum Teil angewiesen sind. Gelingt es dann — durch eigene Maßnahmen oder glückliche äussere Umstände —, den Weg ins Laboratorium wieder zu finden, so ist die erste Zeit eine Bewährungsprobe: Man muss sich daran gewöhnen, dass man das moralische Recht immer noch besitzt, während Wochen und Monaten ohne spürbaren Fortschritt zu arbeiten. Damit bin ich ins allzu Persönliche abgeschweift, und es wird Zeit, zu einem Schluss zu kommen.

Danken möchte ich nun verschiedenen Leuten für das, was sie mir gegeben haben. Meine Lehrer in den bernischen Schulen haben mich ohne ungehörigen Leistungsdruck der Universität übergeben. Alexander von Muralt hat mich bereits in der Vorklinik für das Fach der Physiologie begeistert. Dem Doktoranden hat er beigebracht, über alle Experimente genau Protokoll zu führen. Seinem Nachfolger hat er 1968 den einzigen Rat gegeben: «Versuche nie, Dich gleichzeitig mit mehr als einem Problem zu befassen.»

Am Beispiel Torsten Teorells in Uppsala hätte ich lernen können, wie man fertige Manuskripte mit Vorteil ein Jahr in eine Schublade legt, um sie dann so zu beurteilen, als wären sie von einem andern geschrieben. Auf fruchtbaren Boden meinerseits ist ein beliebter Ausspruch Teorells gefallen: «Während Du ruhst, arbeitet Dein Unterbewusstes für Dich.» Ich erinnere mich zuweilen gern an diese Mahnung.

Für die Zeit in Cambridge, bei Alan Hodgkin und Andrew Huxley, könnte ich einen ganzen Katalog erstellen: Die Gabe, sich nicht allzu heftig um administrative Dinge zu kümmern, wurde mir leider nicht vollumfänglich zuteil. Dafür glaube ich, aus meiner Zeit in Cambridge etwas Wesentliches zur Ökonomie der biologischen Forschung mitgenommen zu haben: Man soll getrost wagen, ein Problem mittels einer noch nicht optimalen Methode anzugehen. Methodische Verbesserungen schaltet man am besten allmählich ein, während einer Folge von Experimenten. Die für die letzten und entscheidenden Versuche benutzte Methode entspricht ohnehin nie derjenigen, die man auf dem Papier für die beste gehalten hätte.

In Chandler Brooks, New York, hatte ich schliesslich das Vorbild eines Institutsleiters, dessen erste Sorge seinen Mitarbeitern und ihren persönlichen Problemen galt, der es verstand, jeden Einzelnen auf die ihm angemessene Art zu fördern. Allen Genannten, meinen akademischen Lehrern, möchte ich für eines besonders danken: Sie haben mir größtmögliche Freiheit in meiner Arbeit gewährt und Ratschläge erst erteilt, wenn ich den Rat selbst suchte.

Literatur