Efter Ulf von Eulers pensionering efterträddes han 1971 på professuren av Bengt Andersson (BA), som kom från Veterinärhögskolan, där han 1965 hade efterträtt Yngve Zotterman på professuren i fysiologi. BA:s då redan klassiska studier på 50- och 60-talet av centralnervösa kontrollen av vätskebalans och temperaturreglering hade fört honom till en internationellt ledande position inom dessa fält. Det kom också att innebära ett helt nytt forskningsområde på fysiologen. BA:s experimentella verksamhet flyttades inte till fysiologiska institutionen på KI förrän på hösten 1974, då tillkomsten av försök på vakna stordjur, getter, krävde omfattande ombyggnad av djuravdelningen och med anslutande laboratorier. Den tidigare redan planerade moderniseringen av djuravdelningen var också motiverad av nya lagar och regelverk kring hållande av försöksdjur. Med BA från Veterinärhögskolan följde laboratorietekniker Lars-Erik Åkerlund, som arbetat med Bengt sedan 16 års ålder! Efter BA:s återvändande till sitt Alma Mater (se nedan) så blev Lars-Erik institutionstekniker och arbetade sedermera på den för Fysiologi I och II gemensamma instrumentverkstaden fram till pensionen i slutet av 1990-talet.
En klassisk bild av Bengt Andersson med en av sina getter. Tagen på 1960-talet på Veterinärhögskolan.
I väntan på laboratoriernas iordningsställande påbörjade BA:s två första doktorander på KI sina experiment på Veterinärhögskolan i Frescati. Därmed etablerades kontakter med Bengts tidigare medarbetare och som sedan kom att vidmakthållas efter Veterinärhögskolans flytt (1976) till Uppsala och inlemmandet i Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU). En stor del av de initiala studierna på KI var därmed en direkt fortsättning av på Veterinärhögskolan påbörjade experiment. En viktig del i Lars Leksells avhandling utgjordes av lesioner i hypothalamusområdet för att närmare inringa utbredningen av de sensorer som känner av kroppsvätskornas salthalt och därvid reglerar vattenintag och vasopressininsöndring. Tillsammans med undersökningar av prostaglandiners ev. roll i feberutlösande mekanismer i hjärnan utgjorde dessa delar huvudpunkten i Leksell avhandling 1976 (”Studies on central control of fluid balance”). BA:s första doktorander på fysiologen KI. L. Leksell och M. Rundgren. Bilden tagen 1977.
BA:s första doktorander på fysiologen KI. L. Leksell och M. Rundgren. Bilden tagen 1977.
Nästa doktorand, Mats Rundgren, försökte i fortsatta lesionsstudier på getter och via centralnervösa infusioner av olika ämnen som påverkar Na+-transport närmare ytterligare inringa nämnda sensorers utbredning och beskriva funktionella egenskaper. Förutom bortfallssymptom i form av upphört viljemässigt drickande gav även vissa lesioner upphov till det kliniskt beskrivna ”syndromet inappropriate ADH-insöndring” (SIADH). Dessa studier presenterades i en avhandling 1978 (”Cerebral regulation of water intake and ADH secretion – Studies on the spatial and functional organisation”). Under tiden hade ytterligare två doktorander anslutit till gruppen. Björn Appelgren och Stefan Eriksson hade ”auskulterat” i några olika grupper på institutionen för att slutligen kontakta Bengt A. I deras respektive avhandlingsarbeten studerades bl.a. den ömsesidigt förstärkande effekten på vätskebalansregleringen av kroppsvätskornas Na+-koncentration och peptiden angiotensin II. Under arbetet utvecklades också en känslig radioimmunologisk metod för bestämning av vasopressin i urin och sedermera även i plasma. Ett skedde i samarbete med laboratorieingenjör Fjodor Lishajko, som tidigare arbetat med von Euler. Appelgren (”Reflex and hormonal influences on cerebral control of water balance. – Studies of alimentary and cardiovascular factors, and of systemic angiotensin in the regulation of water intake and ADH secretion”) och Eriksson (”Cerebrospinal fluid salinity and body fluid homeostasis – Studies on putative juxtacerebroventricular sodium sensitivity in the goat”) disputerade båda 1982. Gruppens huvudsakliga försöksdjur, get och sedermera under 1980-talet får. Fåren var i princip en förutsättning för de mer omfattande hemodynamiska registreringarna.
Redan tidigare (1978-1979) anslöt Michael McKinley som post doc stipendiat från Howard Florey Institute i Melbourne. Det kom att utgöra början på ett långvarigt och fruktbart utbyte och samarbete mellan dessa båda grupperingar. Lars Leksell fortsatte studier på urinutsöndring av Na+ under en post doc vistelse där 1979-1980. Senare (1984-1985) skulle Mats R samarbeta med M. McKinley kring Na+ och vätskebalansreglering på samma institut. Andra internationella samarbeten skedde med E. Simons grupp vid Max-Planck Institutets WG Kerckhoffs Institut i Bad Nauheim och D. Ramsays grupp i San Fransisco där Eriksson respektive Appelgren genomförde sina post doc-studier. Redan under slutet av Appelgrens och Erikssons forskarutbildning övertalades Bengt A att söka sin gamla professur då hans efterträdare oväntat avlidit. Han lämnade därför KI 1981 för att tillträda som professor på Veterinärmedicinska fakulteten på Sveriges Lantbruksuniversitet i Uppsala. Gruppen stod därmed utan senior ledare, men då Leksell fortsatt på en klinisk karriär som anestesiolog kom Rundgren att leda det fortsatta arbetet, senare i kompanjonskap med Eriksson som återvände till fysiologen på heltid under slutet av 1990-talet efter olika administrativa uppdrag. Stefan Eriksson blev sedermera prefekt (2007) på institutionen och därefter (2017) vice dekan för infrastruktur på KI.
Björn Appelgren och Stefan
Eriksson spikar sina avhandlingar
1982
Under 80-talet påbörjade Hallgrimur Jònasson sin forskarutbildning i gruppen. Han blev registrerad vid KI och kom att bli Rundgrens första doktorand. P.g.a. den senares post doc vistelse i Melbourne utfördes en väsentlig del av experimenten i Uppsala under BA:s handledning. Hans studier av bl.a. endotoxinutlösta feberreaktioner och betydelsen av olika prostaglandiner ledde till en avhandling (”Studies on endotoxin-induced fever – Association with endocrine, renal and ophtalmic events”) som försvarades vid KI 1987. Jonasson fortsatte sedan en karriär på Astra i Södertälje.
Hallgrimur Jonasson i labbet
1983.
I och med Leksells återkomst från sin post doc-vistelse i Melbourne så introducerade han en övergång från getter till får som försöksdjur. Övergången motiverades också av större svårigheter att finna uppfödare av getter än får i Stockholms närhet. En annan fördel var också att de köttraser av får, som blev aktuella, hade en väsentligt mer flegmatisk inställning än getter till alla infusions- och andra slangar som blev en naturlig följd av introduceringen av mer omfattande hemodynamiska (blodcirkulation) mätningar under 80-talet. Fortfarande utgjorde studier på vakna ostressade djur ett viktigt särdrag för gruppen, även om senare allt fler undersökningar kom att göras på sövda får. Efter Rundgrens återkomst från Melbourne 1985, inleddes en serie studier rörande de hemodynamiska effekterna av de i vätskebalanssammanhang viktiga hormonerna vasopressin (AVP) och angiotensin II (ANGII). Hormonernas kärlkontraherande effekter var sedan länge välkända, men det var mindre klart i vad mån de bidrog till cirkulationsregleringen vid situationer där de frisätts eller bildas i större mängd, som vid blödningar och akuta blodtrycksfall. Det visade sig att båda Björn Appelgren och Stefan Eriksson spikar sina avhandlingar 1982 Hallgrimur Jonasson i labbet 1983. T.v. Johan Ullman under blödningsförsök 1993. T.h. Ulf Gunnarsson och Hans Hjelmqvist under internationella fysiologikongressen i Helsingfors 1989. hormonerna bidrar till cirkulationsomställningarna och att toleransen mot blödning sänks vid förlängt eller upprepad blodtrycksfall, då f.f.a. ökningen i AVP-frisättningen kraftigt reduceras. Betydelsen av såväl AVP som ANGII vd akut blodtrycksfall visades också i studier med farmakologisk blockad av respektive ämne.
Vid den här tiden hade också rapporterats från grupper i Brasilien att behandling med koncentrerade (hypertona) koksaltlösningar hade en remarkabel effekt på blödningschock hos människa. I den
kliniska situationen handlar det förstås om intravenösa infusioner, och via data från djurstudier framhölls att den positiva hemodynamiska effekten av hyperton koksalt utlöstes, på obekant sätt,
från lungcirkulationen. Mot bakgrund av gruppens studier av centralnervösa mekanismer i vätskebalanskontrollen, och de effekter på cirkulationsapparaten som setts vid bl.a. centralnervöst (intracerebroventrikulära (ICV) infusioner) infunderad hyperton koksalt, föll det sig naturligt att undersöka om de klinisk observerade effekterna vid blödning kunde vara centralnervöst utlösta. Det visade sig vara fallet och toleransen mot blodförlust ökade dramatiskt vid höjning av cerebrospinalvätskans (CSF) Na+-koncentration. Senare kunde också visas att även höjd ANG IIkoncentration i CSF (som i likhet med Na+- koncentrationen inducerar vattenintag, AVPfrisättning och höjer blodtrycket) har motsvarande effekt i blödningssituationer. Dessa studier utgjorde huvuddelarna i Hans Hjelmqvists (1991) (”Central and peripheral mechanisms in fluid balance and cardiovascular control”) och Johan Ullmans (1993) (”Humoral cardiovascular control during anaesthesia and haemorrhage”) avhandlingar. Hjelmqvist var fortsatt verksam i gruppen in på 2000-taler och gjorde en post-doc vistelse i Bad Nauheim (1992), för att senare satsa på en klinisk karriär som anestesiolog, och är sedan 2015 professor vid Örebro universitet, med huvudansvar för läkarutbildningen. Ullman, som under hela forskarutbildningen var färdig specialist i anestesiologi, genomförde en post doc-vistelse i Portland, USA, i mitten av 90-talet. Ytterligare en doktorand, Ulf Gunnarsson, fortsatte dessa studier kring hemodynamiska förändringar vid blödning med en utökad metodologisk arsenal där regionala blodflöden registrerades via kronisk inopererade ultraljudsflödesprober. Därvid kunde gamla observationer, om än inte allmänt uppmärksammade, gällande det tvåfasiga förloppet vid en kraftig okontrollerad blödning kompletteras. Initialt vid en blodförlust vidmakthålls blodtrycket via ökad hjärtfrekvens och perifer kärlkontraktion för att det vid en viss grad av blodförlust (även beroende av blödningshastighet) sker ett akut blodtrycksfall och åtminstone en relativ bradycardi (minskad hjärtfrekvens). Något överraskande fann vi att blodflödet till njurarna och muskulaturen (representerat av flödet i lårbensartären) i stort vidmakthålls till det akuta blodtrycksfallet. Dessa effekter förstärktes också av koncentrerade saltlösningar tillförda såväl ICV som intravenöst. I sitt avhandlingsarbete kunde Gunnarsson också visa att en annan peptid (förmaksnatriuretisk peptid – ANP), med i många sammanhang ”antagonistiska” effekter till ANG II, saknar effekter på hemodynamik och förlopp i övrigt vid blodförlust. Gunnarsson disputerade 1994 (”Haemodynamic responses in haemorrhagic shock – Centrally mediated effects of hypertonic saline,, angiotensin II and atrial natriuretic peptide”) och fortsatte sedan en klinisk karriär som kirurg, och har varit professor i kirurgi i såväl Uppsala, Stockholm, och som f.n. i Umeå. En viss stagnation i gruppens forskning skedde under andra hälften av 90-talet, delvis beroende på försvårad finansiering och tilltagande undervisningsengagemang. Samtidigt gjordes en ansats att via nya metoder komma närmare en av gruppens kärnfrågor, nämligen lokalisation av och aktiveringsmekanismer för de i vätskebalansregleringen oundgängliga centrala Na+-känsliga sensorerna. Ambitionen var att på enskilda celler i primärkultur från olika strukturer i hypothalamusområdet med elektrofysiologiska tekniker studera jonkanaler involverade i aktiveringen av nämnda sensorer.
Azar Baharpoor i labbet
För att utveckla tekniker för cellodling rekryterades biomedicinska analytikern Azar Baharpoor, som snabbt etablerade fungerande rutiner för detta. I samarbete med Bo Rydqvist gjordes sedan patch clampstudier av celler från särskilt subfornikalorganet och ”organum vasculosum laminae terminalis”. I likhet med studier på getter och får noterades att särskild känslighet för Na+ föreligger, snarare än en generell dehydrering (osmotiska stimuli) av cellerna. Studiernas resultat rapporterades på ett antal kongresser, men ledde aldrig till någon ”riktig” publikation. Azar B assisterade sedan under många år all försöksverksamhet, särskilt de laborativa momenten med hormonanalyser och histologiskt arbete. Hon fortsatte 2008 med att arbeta med Camilla Svenssons grupp på institutionen. I början av 2000-talet anslöt två studenter, Karin Sköldefors och Robert Frithiof, varav den senare kom att bli gruppens sista heltidsdoktorand. Studier av relationen mellan Na+ och blödning utökades och Frithiof initierade ytterligare monitorering vid blödningsförsöken. Initieringen av den tidigare omnämnda senare fasen vid blödning då blodtrycket faller (”dekompensationsfasen”) visades vara delvis avhängig av centrala opioida mekanismer (via kappaoch delta-receptorer). I omfattande studie (i samarbete med studenterna Frida Bayard och Tor Svensson) kunde visas att de för klinisk behandling av blödningschock mer relevanta intravenösa infusionerna av hyperton NaCl utövas via en centralnervös effekt av höjd Na+-koncentration, samt att den sker via en central ANGIImedierad effekt på sympatisk nervaktivitet. I en avslutande studie kunde Frithiof visa att de centralnervösa kardiovaskulära effekterna av höjd Na+-koncentration är beroende av neuronal aktivitet i den hypothalamiska paraventrikulariskärnan. Frithiof disputerade 2007 (”Cerebral mechanisms in cardiovascular control – Studies on haemorrhage and effects of sodium”) och åkte i nästan direkt anslutning till en post doc-vistelse på Howard Florey Institutet i Melbourne där han grundlade ett fortsatt samarbete med Clive May. Efter återkomsten från Melbourne har Frithiof fortsatt sin forskningsverksamhet, parallellt med slutförande av sin läkarutbildning och ATtjänstgöring. Han kom snabbt i kontakt med intresserade kliniker och blev handledare för två anestesiologer (Johan Fenhammar och Andreas Andersson), med vilka han initierade djurexperimentella studier av sepsis. 2012 påbörjade han en VR-finansierad tjänst med kombinerad specialistutbildning i anestesiologi och forskning. Han har i Uppsala engagerat flera doktorander i projekt med såväl kliniska som djurexperimentella studier. De sista av gruppens experimentella studier på fysiologen genomförde Frithiof tillsammans med en av de nya doktoranderna i Uppsala (Mikael Tawo) och de två kvarvarande seniorerna (Rundgren och Eriksson). De senares förestående pensioneringar, samt Frithiofs flytt till Uppsala, gjorde det aldrig aktuellt att planera för institutionens flytt till nya Biomedicum, vilket också i sig omöjliggjorde den typ av studier på vakna stordjur, som varit gruppens kärna.
Robert Frithiof under försök med av honom utvecklat digitalt försöksprotokoll.
Förutom en del kliniska samarbetsprojekt under åren så var Rundgren på slutet delhandledare åt en anestesiolog, Vibeke Moen, som 2017 disputerade på en avhandling om vätskebalans vid förlossning och effekt av sänkt Na+-koncentration på värkarbetet (”Novel aspects on plasma osmolality and plasma sodium during pregnancy and labour”).