Friedrich Sertürner e l'isolamento della morfina: l'alba della chimica degli alcaloidi
La formazione e l'apprendistato all'officina Cramer di Paderborn
Friedrich Wilhelm Adam Ferdinand Sertürner nacque il 19 giugno 1783 a Neuhaus, nei pressi di Paderborn, figlio di un ingegnere e geometra al servizio del principato vescovile, Josephus Simon Sertürner, e di Marie Sophie Bruchmann. La collocazione sociale della famiglia consentì al giovane di avere come padrino di battesimo lo stesso principe vescovo di Paderborn, Federico Guglielmo di Westfalia. Sin dalla prima giovinezza, Sertürner mostrò una spiccata inclinazione per le scienze della natura, la fisica e la chimica sperimentale, stimolato dai rudimenti tecnici e dal laboratorio paterno.
Nel 1798, a seguito della prematura scomparsa del padre, il quindicenne Sertürner dovette orientarsi verso una professione che gli garantisse autonomia economica. Nella primavera del 1799 intraprese l'apprendistato (Lehrling) presso la Cramer'sche Hof- und Ratsapotheke di Paderborn, sotto la guida del farmacista Franz Anton Cramer. All'interno dell'officina farmaceutica, Sertürner unì alle mansioni quotidiane di preparazione galenica un'intensa attività notturna di studio e sperimentazione chimica, incentrata sui metodi di estrazione, frazionamento e purificazione dei principi attivi contenuti nelle droghe vegetali grezze.
Il 2 agosto 1803, al termine del quadriennio prescritto, Sertürner superò con esito eccellente l'esame di abilitazione, assumendo il ruolo di collaboratore (Gehilfe) presso la medesima farmacia Cramer, dove rimase in servizio fino al 1806 prima di trasferirsi a Einbeck. Proprio durante l'estate del 1803 presero avvio le indagini sperimentali che avrebbero condotto alla scoperta del principio attivo dell'oppio.
L'isolamento del principium somniferum e la rottura del paradigma chimico
Agli inizi dell'Ottocento, l'oppio — lattice essiccato ricavato per incisione delle capsule immature di Papaver somniferum — costituiva uno dei capisaldi della farmacopea occidentale, somministrato come laudano, estratto idroalcolico o polvere grezza. L'impiego clinico era tuttavia limitato dalla drammatica variabilità del contenuto in principi attivi tra i diversi lotti commerciali, causa frequente di insuccessi terapeutici o di letali intossicazioni da sovradosaggio.
I tentativi di isolare la frazione farmacologicamente attiva condotti dai chimici contemporanei — tra cui Antoine-François Fourcroy, Louis-Nicolas Vauquelin e il farmacista parigino Charles Derosne, che nel 1803 aveva ottenuto una sostanza cristallina impura identificata successivamente come noscapina — erano rimasti vincolati al dogma della chimica di Antoine-Laurent Lavoisier, secondo cui tutti i composti vegetali salificabili o neutri possedevano natura acida.
Sertürner affrontò l'estrazione dell'oppio attraverso un protocollo sistematico basato sull'impiego combinato di acqua calda, acido, alcol etilico e ammoniaca concentrata per indurre la precipitazione selettiva. Il procedimento permise al giovane farmacista di separare due frazioni nettamente distinte:
- L'acido meconico (Mekonsäure): un acido organico vegetale privo di attività fisiologica e narcotica;
- Una base organica azotata: una polvere cristallina bianca insolubile in acqua fredda ma solubile in acidi minerali e alcol, caratterizzata da una netta reazione basica (alcalina), in grado di combinarsi con gli acidi per formare sali cristallizzabili.
La scoperta che un principio vegetale potesse comportarsi come una base chimica — proprietà fino ad allora ascritta esclusivamente al regno minerale — rappresentò una rottura epistemologica fondamentale. Le prime comunicazioni dei risultati, pubblicate tra il 1805 e il 1806 nel Journal der Pharmacie fondato da Johann Bartholomäus Trommsdorff, definivano la sostanza come «principio induttore del sonno» (principium somniferum), ma incontrarono l'iniziale scetticismo della comunità accademica tedesca ed europea.
La sperimentazione fisiologica e l'auto-somministrazione
Per dimostrare la corrispondenza tra la sostanza isolata e l'azione farmacologica dell'oppio grezzo, Sertürner intraprese un rigoroso percorso di verifica biologica. Dopo aver testato l'efficacia e la tossicità della polvere cristallina su piccoli animali (ratti, cani randagi e topi), passò alla sperimentazione sull'organismo umano, coinvolgendo se stesso e tre giovani volontari di diciassette anni.
I protocolli prevedevano una somministrazione frazionata a digiuno:
- Dose iniziale (mezzo grano, ca. 30 mg): produsse una transitoria sensazione di benessere, euforia e lieve obnubilamento del sensorio;
- Seconda dose (un grano, ca. 60 mg): indusse marcata sonnolenza, stanchezza muscolare, torpore mentale e rallentamento dei ritmi cardiocircolatori;
- Terza dose (dose tripla): determinò uno stato comatoso profondo, caratterizzato da grave depressione respiratoria, perdita di coscienza e rigidità articolare.
Gli sperimentatori furono destati con difficoltà e dovettero assumere abbondante aceto diluito per contrastare il quadro di avvelenamento acuto; al risveglio manifestarono cefalea intensa, vomito incoercibile, astenia e vertigini durate diversi giorni. Di fronte al rifiuto dei collaboratori di proseguire i saggi, Sertürner continuò in solitudine l'autosomministrazione controllata, registrando con precisione i fenomeni di assuefazione, tolleranza e dipendenza generati dalla molecola.
La consacrazione del 1817 e la nascita della classe degli alcaloidi
Nel 1817 Sertürner diede alle stampe sui Gilberts Annalen der Physik (diretti dal fisico Ludwig Wilhelm Gilbert) la memoria definitiva: «Ueber das Morphium, eine neue salzfähige Grundlage und die Mekonsäure als Hauptbestandteil des Opiums». Nello scritto l'autore battezzò formalmente la sostanza morfina (Morphium), traendo il nome da Morfeo (Morpheus), divinità greca tutelare dei sogni e del sonno ristoratore.
La traduzione e la ripubblicazione francese del trattato a opera di Joseph Louis Gay-Lussac negli Annales de chimie et de physique diedero risonanza planetaria alla scoperta. Nel 1819 il farmacista e chimico Wilhelm Meißner propose il termine scientifico alcaloidi per designare tutte le sostanze azotate basiche di origine vegetale dotate di marcata attività farmacologica. L'opera di Sertürner aprì la strada all'isolamento sistematico dei principi attivi vegetali da parte dei chimici e speziali europei, guidati dalla scuola parigina di Pierre-Joseph Pelletier e Joseph Bienaimé Caventou (stricnina nel 1818, brucina nel 1819, chinino e cinconina nel 1820, caffeina nel 1820).
Riconoscimenti accademici, carriera a Einbeck e l'eredità materiale
La portata dell'innovazione scientifica valse a Sertürner una serie prestigiosa di tributi accademici:
- Nel marzo 1817 fu nominato membro onorario della Societät für die gesamte Mineralogie di Jena, con diploma ratificato dal comitato direttivo presieduto da Johann Wolfgang von Goethe;
- Nello stesso anno ricevette la laurea honoris causa in medicina e filosofia dall'Università di Jena, seguita da affiliazioni onorarie conferite dagli atenei e dalle accademie di Berlino, Marburgo, San Pietroburgo, Batavia, Lisbona e Parigi;
- Il 22 giugno 1831 l'Académie Royale des Sciences dell'Institut de France di Parigi gli conferì il prestigioso premio Montyon (con una dotazione di 2.000 franchi) «per aver riconosciuto la natura alcalina della morfina e aver così inaugurato una nuova era della farmacologia e della medicina».
Nel 1820 Sertürner acquistò la Rats-Apotheke (farmacia civica) di Einbeck, dedicandosi alla gestione dell'officina e alla stesura di opere teoriche di fisica e chimica generale, tra cui il System der chemischen Physik (1820–1822) e gli Annalen für das Universalsystem der Elemente (1826–1829). Nel 1821 contrasse matrimonio con Eleonore von Rettberg, nobildonna hannoveriana ritratta insieme allo scienziato nelle tempere su avorio del pittore C.F. Overmeyer (1831).
La memoria materiale di Sertürner è custodita presso il Deutsches Apotheken-Museum nel castello di Heidelberg, dove è conservato il bauletto ligneo dello scienziato (53,4 cm di larghezza, 33 cm di altezza e 36,5 cm di profondità). Il manufatto racchiude un ricco fondo archivistico composto da lettere autografe, appunti di laboratorio, testimonianze e manoscritti originali relativi alle ricerche sull'oppio e sulle basi vegetali.
L'evoluzione terapeutica: l'avvento della via parenterale
Per oltre quattro decenni dopo la scoperta di Sertürner, l'impiego clinico della morfina rimase vincolato alla via orale o rettale sotto forma di polveri, sciroppi, pozioni ed estratti magistrali, con tempi di assorbimento lenti e biodisponibilità irregolare.
La piena valorizzazione analgesica della molecola si compì a partire dalla metà dell'Ottocento con la rivoluzione tecnologica della via parenterale:
- 1844: il medico irlandese Francis Rynd sviluppò il primo ago cavo (hollow needle), consentendo l'infusione locale di soluzioni oppiate per la nevralgia del trigemino;
- 1853: il medico scozzese Alexander Wood e il chirurgo francese Charles Pravaz misero a punto in modo indipendente la siringa ipodermica a stantuffo graduato collegata all'ago metallico, permettendo la somministrazione sistemica volumetrica e precisa;
- Dal 1860: l'impiego della morfina per via sottocutanea e intramuscolare si diffuse capillarmente negli ospedali civili e nelle ambulanze chirurgiche dei grandi conflitti dell'epoca (la guerra di secessione americana e la guerra franco-prussiana), consacrando la morfina idrocloruro come cardine insostituibile dell'analgesia maggiore moderna.