Hans Krebs: La química de mantenerse vivo

En marzo de 1937, en un laboratorio de Sheffield, Hans Krebs y un colega trituraron el músculo pectoral de una paloma recién sacrificada, lo suspendieron en una solución y observaron cómo su tasa metabólica disminuía durante la media hora siguiente. Luego añadieron sales de ácido cítrico y el tejido siguió respirando aproximadamente tres veces más tiempo. El artículo que explicaba el porqué fue rechazado por Nature. Dieciséis años después ganó el Premio Nobel.

El hijo del cirujano

Krebs nació el 25 de agosto de 1900 en Hildesheim, Alemania, hijo de Georg Krebs, cirujano de oído, nariz y garganta, y Alma Davidson. Asistió al Gymnasium Andreanum en su ciudad natal y luego estudió medicina de 1918 a 1923 en tres universidades —Gotinga, Friburgo de Brisgovia y Berlín—, obteniendo su doctorado en la Universidad de Hamburgo en 1925. Luego pasó un año más en Berlín estudiando química, una decisión que convirtió a un médico en bioquímico.

Aprendiz de Otto Warburg

De 1926 a 1930, Krebs trabajó como asistente de Otto Warburg en el Instituto Kaiser Wilhelm de Biología en Berlín. Warburg era el experimentalista más formidable de la bioquímica alemana, y el aprendizaje le dio a Krebs la técnica que definiría su carrera: el estudio cuantitativo de cortes de tejido en respiración, en el que la química de una preparación viva podía medirse mientras aún estaba en funcionamiento. Posteriormente, Krebs ocupó puestos hospitalarios en Altona y Friburgo bajo los profesores Lichtwitz y Thannhauser.

El primer ciclo

En Friburgo, trabajando con un estudiante de investigación llamado Kurt Henseleit, Krebs resolvió el problema de cómo los mamíferos eliminan el amoníaco. La respuesta, publicada en 1932, fue que el amoníaco se convierte en el hígado en urea, un compuesto mucho menos tóxico, excretado en la orina y una fuente importante del aminoácido arginina. El mecanismo importaba menos que su forma. Era un bucle: una secuencia de reacciones que consumía sus entradas, liberaba su producto y regeneraba su propio material de partida, listo para funcionar de nuevo. Fue la primera vía metabólica cíclica jamás descubierta, y Frederick Gowland Hopkins presentó el trabajo a la Royal Society en el invierno de 1932.

Despido, 1933

En abril de 1933, el gobierno nazi lo despidió de su puesto en la clínica médica de la Universidad de Friburgo; su nombramiento fue formalmente terminado ese junio. Hopkins, que había seguido el trabajo sobre la urea en la literatura alemana, lo invitó a Cambridge. Krebs llegó en julio de 1933 como becario Rockefeller y luego como demostrador en el Departamento de Bioquímica, puesto que ocupó hasta 1935. La pérdida de Alemania fue total y permanente: el hombre que explicaría cómo cada célula del cuerpo extrae energía de los alimentos pasó el resto de su vida laboral en Inglaterra.

El experimento del pecho de paloma

En 1935, Krebs se trasladó a la Universidad de Sheffield como profesor de Farmacología. Allí, con William Johnson, realizó los experimentos con músculo de paloma que produjeron su segundo y mayor ciclo. La observación de que el citrato prolongaba la respiración tres veces apuntaba a algo contraintuitivo: el ácido cítrico no se consumía como combustible, sino que actuaba catalíticamente dentro de un bucle cerrado que consumía los productos de degradación del azúcar, liberaba dióxido de carbono y se regeneraba a sí mismo.

Lo que explica el ciclo del ácido cítrico es la transacción central de la vida animal. Los azúcares, las grasas y los componentes de las proteínas se introducen en él y se convierten en dióxido de carbono, agua y energía, utilizándose los electrones liberados para construir enlaces de fosfato de alta energía en forma de trifosfato de adenosina, el depósito de energía química de la célula. La evaluación de Britannica es que el ciclo es "central para casi todas las reacciones metabólicas y la fuente de dos tercios de la energía derivada de los alimentos en los organismos superiores". Nature, en 1937, declinó publicarlo.

Sheffield y Oxford

Krebs se convirtió en profesor en Sheffield en 1945 y en 1954 se trasladó a Oxford como profesor Whitley de Bioquímica, donde permaneció en la facultad hasta 1967. Continuó encontrando bucles: trabajando con H. L. Kornberg describió el ciclo del glioxilato en plantas y microorganismos, y en 1957 ambos publicaron un relato de las transformaciones energéticas en la materia viva. Había sido elegido miembro de la Royal Society en 1947, recibió la Medalla Real en 1954, fue nombrado caballero en 1958 y recibió la Medalla Copley de la Royal Society en 1961. En 1953 compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina con Fritz Lipmann, con la mención: "por su descubrimiento del ciclo del ácido cítrico".

Se había casado con Margaret Cicely Fieldhouse en 1938; tuvieron dos hijos, Paul y John, y una hija, Helen. Murió en Oxford el 22 de noviembre de 1981, a los ochenta y un años.

Por qué se llama genio a Hans

La facultad distintiva aquí no es el poder matemático o la audacia teórica, sino un tipo particular de reconocimiento de patrones: la capacidad de mirar una lista de intermedios químicos y ver un círculo donde todos los demás veían una línea. El metabolismo se había imaginado como una cadena que iba de la comida a los desechos. Krebs descubrió, dos veces, que funciona en bucles: que una molécula puede ser un catalizador para su propia regeneración dentro de una célula viva. El ciclo de la urea fue la primera vía de este tipo identificada, y el ciclo del ácido cítrico resultó ser la sala de máquinas de la vida aeróbica. Ese es un movimiento conceptual de primer orden, y se ganó no mediante la especulación, sino mediante la incesante medición cuantitativa de tejido que aún estaba vivo.

Vale la pena exponer el contraargumento honesto. La técnica que lo hizo posible —el estudio manométrico de preparaciones de tejido en respiración— la heredó de Otto Warburg en lugar de inventarla. Ambos ciclos se encontraron en colaboración, con Henseleit y con Johnson, y el Nobel fue compartido. Y el rechazo de Nature es instructivo: para los expertos contemporáneos en 1937, el trabajo no se leyó como revolucionario, porque se ensambló a partir de incrementos en lugar de anunciarse como una revelación. Ninguna ley o ecuación lleva el nombre de Krebs; una vía metabólica sí. Su logro es empírico y acumulativo más que singular, que es precisamente por lo que nunca ha necesitado revisión.

Legado

El ciclo de Krebs se enseña ahora a todos los estudiantes de biología de la tierra, generalmente como un diagrama en una sola página, lo que disfraza lo difícil que fue verlo. Su descubrimiento convirtió la bioquímica de una ciencia descriptiva en una mecanicista y proporcionó el marco sobre el que todavía descansa la comprensión moderna de la energía celular y gran parte de la comprensión de la medicina sobre las enfermedades metabólicas. Un refugiado despedido por su propio país en 1933 explicó, desde un laboratorio inglés provincial, cómo los seres vivos se mantienen vivos.