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노벨상인물

울프 폰 오일러 Ulf von Euler

울프 폰 오일러 [이미지]
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KI (카롤린스카 연구소)
  • 작성 2015-06-16
  • 조회 7,065
  • 출생1905-02-07 스웨덴 스톡홀름
  • 국적 스웨덴
  • 분야신경생리학
  • 소속카롤린스카 연구소
  • 출신대학카롤린스카 대학교
  • 주요업적신경종말에 존재하는 체액성 전달물질에 대한 연구
  • 수상노벨 생리·의학상(1970)
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인물정보

스웨덴의 생리학자. 1948년 노르에피네프린을 발견하였으며, 1970년에는 신경말초부의 전달물질 발견과 그 저장·해리·비활성화의 메커니즘을 연구한 공로로 J.액설로드, B.카츠와 함께 노벨생리·의학상을 공동수상하였다.

울프 폰 오일러는 생리적 과정을 통제하는 화학적 신호에 대해 연구하는데 그의 삶을 바쳤다. 60년 동안 연구에 몰두하고 465논문을 발표하면서 그는 엄청난 성과를 거두었다. 20년 동안 그는 아픔의 감각을 일으키는 P화학 물질과 프로스타글란딘을 발견하였다. 프로스타글란딘은 혈압문제, 불임, 위궤양, 천식과 같은 많은 병을 치료하는 의사들에게 유용하게 활용되었다. 미국 약사 와서만(Wasserman)은 현대 의학에 있어서 프로스타글란딘의 중요성을 언급했고, 프로스타글란딘은 오늘날 어떠한 코르티손 이래로 어떠한 의학 용어 보다 더 과학자들에게 중요한 의미임을 진술했다. 프로스타글란딘은 전 세계 수백만명의 사람들에게 육체적 장애와 생명을 위협하는 병의 넓은 범위로부터 안전을 약속해 주었다. 또한 폰 오일러는 심장 박동에 따른 무의식적 기능을 통제하는 신경 충동의 중요 수신기인 노르아드레날린을 처음으로 분리시켜 밝혀낸 과학자였다. 이러한 연구에 대한 공로로 1970년 그는 노벨 생리 의학상을 수상하였다.

폰 오일러는 1905년 12월 7일 스웨덴 스톡홀름에서 탄생하였다. 그의 아버지 한스 폰 오일러켈핀(Hans von Euler-chelpin)은 당발효시험에 관한 효모의 열할을 연구한 공로로 1929년 노벨상을 수상한 화학자였다. 폰 오일러의 어머니 에스트리드 클레브 오일러(Astrid Cleve von Euler)는 식물학 교수였으며 그의 할아버지는 홀륨과 툴륨의 원소를 발견한 화학자였다. 또한, 폰 오일러의 먼 친척은 18세기 유명한 수학자였다. 훌륭한 과학자 집안에서 자라온 그는 어렸을 때부터 그는 훌륭한 과학자의 기질을 타고난 듯 보였다. 그의 아버지의 도움으로 폰 오일러는 그의 첫 번째 과학 논문을 17세에 쓸 수 있었다. 1930년 스톡홀름에 위치한 카롤린스카 연구소에서 의학 학위를 받는다. 같은 해에 록펠러 장학금 지원을 받아 영국으로 가서 1936년 신경 충격의 화학전 전이와 관련한 연구로 노벨 생리의학상 수상자인 헨리 핼릿 데일(Henry Hallett Dale) 연구소에서 연구할 수 있는 기회를 얻었다. 그 당시 폰 오일러가 영국에 도착했을 때 데일 연구실에서는 아세틸콜린에 중점을 두고 연구하고 있었고, 이 분야는 폰 오일러가 처음으로 중점을 두고 관찰하던 아세틸콜린을 포함한 실험을 수행하고 있었던 시기였다. 토끼의 대장 한 부분이 장의 체액에 노출 될 때마다 수축된 다는 사실을 알게 되었다. 놀랍게도, 그러나 유통체액에 아트로핀을 더한 것은 기대했던 수축의 정도를 억제하지 못했다. 어린 폰 오일러는 그가 새로운 생물학적 활동 물질을 발견했다고 발표다.

요한 가덤(John H. Gaddum)과 함께 폰 오일러는 새롭게 밝혀진 복합체를 체계적으로 연구하게 위해 몇 달간 머문다. 두 사람은 뇌 추출물이 토끼의 내장을 수축시킨 다는 것을 증명했고, 혈압 또한 낮추는 효과가 있다는 사실을 밝혔다. 그들의 조사를 진행하는 동안, 이러한 현상에 원인이 되는 화학적 연결 물질인 P물질로 알려져 있는 순수 프레퍼레이션(P)을 사용하였다. 스웨덴으로 돌아와 폰 오일러는 이러한 물질이 폴리펩티드, 아미노산 분자 쇄의 속성을 갖고 있다는 이론을 설립했다.

폰 오일러는 카롤린스카 연구소에서 약물학과 생리학 부교수로 역임하였다. 1939년에 그는 생리학부 교수이자 학과장을 맡아 1971년 은퇴 전까지 임무를 다하였다. 1934년에는 그의 연구에서 두 번째로 중요한 발견을 한다. 조직 추출물의 다른 종류에 관해 실험을 계속해 오던 중 그는 양 포상샘 체액을 동물에게 주사하였을 때 혈압을 급격히 떨어트린다는 사실을 발견했다. 그는 추출에 관한 알려지지 않은 사실들이 강력한 생리적 효과를 주고 있었다는 것을 깨달았다. 인간 중요 유동체 또한 이 밝혀지지 않은 물질을 포함하고 있는 것으로 보았다. 이 요소는 지방산이라는 사실로 이내 밝혀지면서 폰 오일러는 이 물질을 프로스타글란딘으로 명명하였다.

1930년대 그는 복합체를 추출하기 위한 방법을 설명하는 연구와 이 방법의 기초적인 가치 규정하는 일을 계속해 나갔다. 그러나 그의 후배 수네 베리스트룀(Sune Karl Bergstrom)이 새롭게 계발된 기술을 프로스타글란딘의 첫 번째 정재를 얻어 내기 위해 사용했던 1950년대 후반까지 활용되지는 않았다. 이에 폰 오일러는 과학 저널에 이렇게 썼다. “발견은 발명 혹은 예술의 한 부분과 같은 원리입니다. 부분들을 합쳐 놓은 완성품 보다 한 조각, 한부분이 하나가 모두 소중합니다. 이것은 프로스타글란딘이 발견된 후 20년 동안 활용되지 않았지만 베스트림(Sune Bergstrom)이 1945년에 내가 발견한 결과를 기반으로 완벽한 기술과 인내를 갖고 화학적 반응을 분리하고 정의하여 프로스타글란딘의 두 번째 역사가 시작되었기 때문입니다.”

오일러는 신경 세포가 전달할 수 있도록 하는 화학적 전달 물질을 계속해서 연구했다. 신경전달 물질이 존재 할 것이라는 생각은 1905년 초에 제기 되었지만 폰 오일러가 스트레스에 대한 몸의 반응에 따른 자동적인 반응들을 억제하는 교감 신경계의 중요한 부분을 발견하기까지 41년간 언급되지 않았었다. 폰 오일러는 확실한 생물학적 체액이 아드레날린과 유사한 물질을 포함하고 있다는 것을 발견했다. 그는 이 물질을 정확히 찾아 보여주는 것에 주력하여 노르아드레날린이 밝혀졌다. 후에 폰 오일러는 확실한 신경 말단을 저장하고 노르아드레날린을 방출하는 방법을 조사했다. 그는 또 다른 분야로 호흡을 조절하는 화학적 중재역할에 대해 연구하였다. 이 연구는 노르아드레날린을 포함하여 줄리어드 엑설로드, 버나드 카츠와 1970년 노벨상을 수상하게 만든 획기적인 실험이였다.

폰 오일러는 저명한 연구원이기도 하지만 그의 학생들을 키운 훌륭한 선생님으로도 잘 알려져 있다. 미국 저널에 실린 과학과 교육의 접근에 관한 그의 사설을 요약하자면 “과학자로써 보상받는 순간들이 종종 있는데, 연구를 시작하는 어린 학생들이 무언가를 관찰하고 밝혀내는 모습을 보는 기쁨이며, 그것은 내가 연구한 시간들이 학생들의 실험의 기반이 되는 것을 지켜보는 기쁨입니다. 우리는 마음의 자유를 지켜야 하며 이 단계가 종종 영적 삶에 있어서 건강의 신호임을 기억해야 합니다.” 폰 오일러는 스웨덴 왕립과학 아카데미회원 이였으며 Acta Physiologica Scandinavica의 편집장을 맡았었다. 그는 스웨덴, 브라질, 프랑스, 스페인, 노벨상 등 수많은 상으로 국제적으로 평판을 굳혔다. 몇몇 과학자들은 폰 오일러가 노벨상을 수상할 수 있었던 것은 그의 순전한 노력 때문이기도 하지만 그의 아버지, 멘토, 후배의 영향도 컸다고 말한다. 폰 오일러는 1966년부터 1975년까지 노벨 제단 회장으로도 섬겼다. 폰 오일러는 1930년 12월 첫 번째 아내 제인(Jane Sodenstierna)와 결혼 후 1957년 이혼 하였다. 그 이듬해에 다그머 크론스티드(Dagmar Cronstedt)와 재혼 후 4명의 아이들을 낳았다. 그는 심장 수술에 따른 합병증으로 1983년 3월 10일 스톡홀름에서 숨을 거두었다.

<공동수상>

버나드 카츠(Bernard Katz, 1911~2003)
1934년에 라이프치히 대학교에서 의학 박사학위를 취득한 후, 영국으로 이주하여 1938년에 런던 대학교 유니버시티 칼리지에서 신경생리학으로 박사학위를 취득하였다. 1939년부터 1942년까지 시드니 병원에서 연구하였으며, 제2차 세계대전 기간 동안 공군으로 복무하였다. 1950년부터 유니버시티 칼리지에서 강의하였으며, 1952년에 교수가 되어 1978년까지 재직하였다. 미세종판 전위를 발견함으로써 운동신경세포와 근육종판사이에 아세틸콜린이라는 전달물질이 존재함을 증명하였다.

줄리어스 액설로드(Julius Axelrod, 1912~2004)
미국의 생화학자이자 약리학자. 뉴욕 시립대학교 및 뉴욕 대학교에서 공부하였으며, 1955년에 조지 워싱턴 대학교에서 박사학위를 취득하였다. 공업위생 실험실 화학자, 골드워터 기념병원 연구원, 메릴랜드 주 베세즈다에 있는 국립 심장연구소 화학약리학부 연구원을 거쳐 1950년에 국립 정신건강연구소에 들어가 1955년에 임상과학 실험실의 약리학부 부장이 되었다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.

올해 노벨 생리·의학상을 수상하는 연구는 이미 노벨상을 수상했던 동일 분야의 연구에서부터 비롯하였습니다. 신경자극이 신경을 따라 신경종말까지 빠른 속도로 전달되는 전위의 변화를 의미한다는 사실은 이미 잘 알려져 있습니다. 일단 신경종말에 전달된 신경자극은 다시 새로운 자극을 일으키고 이를 신체 내 근육 또는 샘 등으로 전달합니다.

우리는 이와 같은 신경자극의 전달이 마치 전류가 전깃줄을 지나가는 것처럼 물리적으로 일어난다고 오랫동안 생각해 왔습니다. 그러나 20세기에 들어와서 헨리 데일 박사와 오토 뢰비 박사가 이 신경자극이 화학적으로 전달된다는 것을 밝혔습니다. 그들은 신경종말에서 어떤 생물학적 활성물질이 분비되면서 신경지배 구조가 전기적으로 활성화된다고 하였습니다. 이처럼 신경종말과 신경지배 구조는 기능적으로 연결되어 있습니다. 신경자극을 전달하는 화학적인 매개체가 발견되면서 우리는 여기에 보다 새로운 생각들을 하게 되었고, 신경화학, 신경생리학은 새로운 분야임에도 불구하고 빠르게 성장할 수 있었습니다.

여기서 우리는 다시 새로운 의문들을 갖게 됩니다. 이와 같이 높은 활성의 신경전달물질은 어떻게 합성되고 저장되며 분비되는 것일까요? 이들 신경전달물질은 어떻게 나타나 어떻게 작용하며, 또 어떻게 순식간에 사라질까요? 그리고 이들의 화학 작용으로 신경자극 전달 과정에서 순식간에 일어나는 일련의 반응들을 어떻게 설명할 수 있을까요? 또 어떤 물질들이 신경전달물질일까요? 오늘의 수상자들은 이 문제들의 해결에 결정적인 공헌을 하였습니다.

버나드 카츠 박사님은 특히 운동신경세포의 자극이 운동종판에 작용하여 근육운동이 유발될 때 발생하는 전기적인 반응을 연구하였습니다. 축전기와도 비슷한 근육의 구조는 신경자극으로 충전되며 이를 방전함으로써 근육을 활성화시킵니다. 카츠 박사님은 미세종판 전위를 발견함으로써 운동신경세포와 근육종판 사이에 전달물질이 존재함을 증명하였습니다. 이 물질이 바로 신경종말에서 소량 분비되는 아세틸콜린이라는 작은 입자물질입니다.

울프 폰 오일러 박사님은 특별히 교감신경계에 관심이 많아 일찍이 아드레날린성 전달물질인 노르아드레날린을 규명하였습니다. 뿐만 아니라 그는 스웨덴 출신의 고(故) 닐스에케 힐랍과 함께 노르아드레날린이 신경에서 합성되며 10-4밀리미터의 직경을 가진 작은 입자로 저장된다는 것을 확인하였습니다. 이처럼 그는 주로 과립 형태의 신경물질에 대해 많이 연구하여 이 분야를 크게 발전시켰습니다.

줄리어스 액설로드 박사님은 주로 노르아드레날린이 신경종말에서 분비된 뒤, 소멸되는 과정을 연구하였습니다. 이 과정에서 신경전달물질의 비활성화는 효소에 의해 이루어진다는 것을 발견하고 자세히 연구하였습니다. 그 결과 신경전달물질은 메틸화반응으로 활성화되며 남아 있는 노르아드레날린은 신경종말에서 재흡수되는 것을 발견하였습니다.

따라서 신경전달물질은 대량으로 분비되어 필요한 양을 충족함으로써 효과를 나타내며, 과량의 물질은 곧바로 신경종말이라는 저장소로 다시 흡수되었습니다. 바로 이 신속하고 효과적이며 경제적인 과정이 신경자극의 지속적인 작용을 막는 역할을 합니다. 혹자는 이것이 단지 이론적인 흥미만을 강조한다고 생각할지도 모르겠습니다. 하지만 이것은 실용적으로도 폭넓게 적용되었고 의학적으로도 중요합니다. 이에 관한 실례를 들어보겠습니다.

과거 멕시코 인디언들은 버섯 독에 만취하면 초자연적인 힘에 더욱 가까워질 수 있다고 믿고 이를 종교 의식으로 삼았습니다. 또한 오늘날 젊은 사람들은 자신감을 고취한다는 허울 아래 마약에 의존하기도 합니다. 그들은 이로 인해 꿈같은 경험을 하거나 정신적인 혼란을 겪습니다. 이것은 불가사의한 능력을 발휘하고 싶은 소망이나 초자연적인 정신세계를 기원하는 것과 같은 종교적인 문제가 아닙니다. 이 현상들은 바로 이런 약물의 독성이 뇌의 신경자극 전달 과정을 혼란시킨 결과입니다.

정신적이고 심리적인 과정이 갈수록 화학적인 조작에 노출되는 경우가 많아지고 있습니다. 따라서 오늘날 정신약리학은 전보다 많은 관심을 받는 분야가 되었습니다. 이제 우리는 신경전달 과정을 많이 이해하게 되었고, 이를 근거로 신경계 질병 또는 심리적인 마음의 질병에 대한 합리적인 처방도 할 수 있게 되었습니다.

실제로도 화학적 전이과정에 대한 이해를 바탕으로 고혈압이나 파킨슨병을 치료하는 새로운 약물들을 개발하였습니다. 가까운 미래에 우리는 심리적인 질병과 정신적인 혼란을 본질적으로 이해하고 치료할 수 있을 것으로 생각합니다.

그리고 이와 같은 미래가 완성된다면 그것은 바로 오늘 노벨상을 수상하는 세 분의 연구 결과 덕분일 것입니다.

버나드 카츠 박사님, 울프 폰 오일러 박사님, 그리고 줄리어스 액설로드 박사님.
화학적 신경전달 과정에 대한 세 분의 연구는 의약 이론에 많은 도움을 주었을 뿐 아니라 말초 및 중심 기관의 신경계 질병을 이해하고 치료하는 데 매우 중요한 역할을 하였습니다. 따라서 이 세 분의 연구는 이론적인 것과 실용적인 것을 모두 강조했던 이 상의 설립자 노벨 박사님의 의지에 잘 부합합니다. 이에 카롤린스카 연구소 생리·의학 위원회는 세 분을 올해의 노벨상 수상자로 결정하였습니다. 연구소를 대표하여 세 분께 축하를 전하게 된 것을 영광으로 생각합니다. 또한 세 분의 연구가 앞으로도 성공적으로 지속되기를 기원합니다. 이제 전하께서 세 분께 상을 수여하시겠습니다.

-왕립 카롤린스카 연구소 노벨 생리·의학위원회 뵈르제 우브네스

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자료출처
www.ki.se, wikipedia, naver, Nobelprize.org

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