Hans Krebs: A química de se manter vivo

Em março de 1937, num laboratório em Sheffield, Hans Krebs e um colega picaram o músculo peitoral de um pombo recém-morto, suspenderam-no numa solução e observaram a sua taxa metabólica diminuir durante a meia hora seguinte. Depois, adicionaram sais de ácido cítrico e o tecido continuou a respirar cerca de três vezes mais tempo. O artigo que explicava o porquê foi rejeitado pela Nature. Dezasseis anos depois, ganhou o Prémio Nobel.

O filho do cirurgião

Krebs nasceu a 25 de agosto de 1900 em Hildesheim, Alemanha, filho de Georg Krebs, um cirurgião de ouvido, nariz e garganta, e Alma Davidson. Frequentou o Gymnasium Andreanum na sua cidade natal e depois estudou medicina de 1918 a 1923 em três universidades — Göttingen, Friburgo em Brisgóvia e Berlim — obtendo o seu doutoramento na Universidade de Hamburgo em 1925. Passou então mais um ano em Berlim a estudar química, uma decisão que transformou um médico num bioquímico.

Aprendiz de Otto Warburg

De 1926 a 1930, Krebs trabalhou como assistente de Otto Warburg no Instituto Kaiser Wilhelm de Biologia em Berlim. Warburg era o experimentalista mais formidável da bioquímica alemã, e a aprendizagem deu a Krebs a técnica que definiria a sua carreira: o estudo quantitativo de fatias de tecido em respiração, no qual a química de uma preparação viva podia ser medida enquanto ainda estava em funcionamento. Posteriormente, Krebs ocupou cargos hospitalares em Altona e Friburgo sob os professores Lichtwitz e Thannhauser.

O primeiro ciclo

Em Friburgo, trabalhando com um estudante de investigação chamado Kurt Henseleit, Krebs resolveu o problema de como os mamíferos eliminam a amónia. A resposta, publicada em 1932, foi que a amónia é convertida no fígado em ureia — um composto muito menos tóxico, excretado na urina e uma fonte importante do aminoácido arginina. O mecanismo importava menos do que a sua forma. Era um ciclo: uma sequência de reações que consumia as suas entradas, libertava o seu produto e regenerava o seu próprio material de partida, pronto a funcionar novamente. Foi a primeira via metabólica cíclica alguma vez descoberta, e Frederick Gowland Hopkins apresentou o trabalho à Royal Society no inverno de 1932.

Demissão, 1933

Em abril de 1933, o governo nazi demitiu-o do seu cargo na clínica médica da Universidade de Friburgo; a sua nomeação foi formalmente terminada em junho desse ano. Hopkins, que tinha seguido o trabalho sobre a ureia na literatura alemã, convidou-o para Cambridge. Krebs chegou em julho de 1933 como bolseiro Rockefeller e depois como demonstrador no Departamento de Bioquímica, cargo que ocupou até 1935. A perda da Alemanha foi total e permanente: o homem que explicaria como cada célula do corpo extrai energia dos alimentos passou o resto da sua vida profissional em Inglaterra.

A experiência do peito de pombo

Em 1935, Krebs mudou-se para a Universidade de Sheffield como professor de Farmacologia. Lá, com William Johnson, realizou as experiências com músculo de pombo que produziram o seu segundo e maior ciclo. A observação de que o citrato prolongava a respiração três vezes apontava para algo contraintuitivo: o ácido cítrico não estava a ser consumido como combustível, mas a atuar cataliticamente dentro de um ciclo fechado que consumia os produtos de degradação do açúcar, libertava dióxido de carbono e regenerava-se a si próprio.

O que o ciclo do ácido cítrico explica é a transação central da vida animal. Açúcares, gorduras e os componentes das proteínas são alimentados nele e convertidos em dióxido de carbono, água e energia, sendo os eletrões libertados usados para construir ligações de fosfato de alta energia sob a forma de trifosfato de adenosina — o reservatório de energia química da célula. A avaliação da Britannica é que o ciclo é "central para quase todas as reações metabólicas e a fonte de dois terços da energia derivada dos alimentos nos organismos superiores". A Nature, em 1937, recusou-se a publicá-lo.

Sheffield e Oxford

Krebs tornou-se professor em Sheffield em 1945 e, em 1954, mudou-se para Oxford como professor Whitley de Bioquímica, onde permaneceu no corpo docente até 1967. Continuou a encontrar ciclos: trabalhando com H. L. Kornberg, descreveu o ciclo do glioxilato em plantas e microrganismos, e em 1957 os dois publicaram um relato das transformações energéticas na matéria viva. Tinha sido eleito membro da Royal Society em 1947, recebeu a Medalha Real em 1954, foi nomeado cavaleiro em 1958 e foi galardoado com a Medalha Copley da Royal Society em 1961. Em 1953, partilhou o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina com Fritz Lipmann, com a citação: "pela sua descoberta do ciclo do ácido cítrico".

Tinha casado com Margaret Cicely Fieldhouse em 1938; tiveram dois filhos, Paul e John, e uma filha, Helen. Morreu em Oxford a 22 de novembro de 1981, com oitenta e um anos.

Por que Hans é chamado de génio

A faculdade distintiva aqui não é o poder matemático ou a audácia teórica, mas um tipo particular de reconhecimento de padrões: a capacidade de olhar para uma lista de intermediários químicos e ver um círculo onde todos os outros viam uma linha. O metabolismo tinha sido imaginado como uma cadeia que ia da comida aos resíduos. Krebs descobriu, duas vezes, que funciona em ciclos — que uma molécula pode ser um catalisador para a sua própria regeneração dentro de uma célula viva. O ciclo da ureia foi a primeira via deste tipo alguma vez identificada, e o ciclo do ácido cítrico revelou-se a casa das máquinas da vida aeróbica. Esse é um movimento conceptual de primeira ordem, e foi ganho não por especulação, mas por medição quantitativa incessante de tecido que ainda estava vivo.

Vale a pena expor o contra-argumento honesto. A técnica que o tornou possível — o estudo manométrico de preparações de tecido em respiração — ele herdou de Otto Warburg em vez de a inventar. Ambos os ciclos foram encontrados em colaboração, com Henseleit e com Johnson, e o Nobel foi partilhado. E a rejeição da Nature é instrutiva: para os especialistas contemporâneos em 1937, o trabalho não foi lido como revolucionário, porque foi montado a partir de incrementos em vez de anunciado como uma revelação. Nenhuma lei ou equação leva o nome de Krebs; uma via metabólica leva. A sua conquista é empírica e cumulativa em vez de singular, o que é precisamente a razão pela qual nunca precisou de ser revista.

Legado

O ciclo de Krebs é agora ensinado a todos os estudantes de biologia na Terra, geralmente como um diagrama numa única página, o que disfarça o quão difícil foi vê-lo. A sua descoberta converteu a bioquímica de uma ciência descritiva numa ciência mecanística e forneceu a estrutura sobre a qual ainda repousa a compreensão moderna da energia celular, e grande parte da compreensão da medicina sobre as doenças metabólicas. Um refugiado demitido pelo seu próprio país em 1933 explicou, a partir de um laboratório inglês provincial, como os seres vivos se mantêm vivos.