Rozhovor s laureátem Studentského velemloka za akademický rok 2020/2021 – Geologie + Životní prostředí

Doc. Dr. Ing. Petr Klusoň, DSc., ze stránek Evropské federace chemického inženýrství (EFCE).

Získal jste Studentského velemloka za Vybrané kapitoly z praktické toxikologie. Můžete nám prosím tento předmět blíže představit?

Ten předmět má poněkud zvláštní „historii“. Již řadu let přednáším v zimním semestru Toxické látky přírodního původu. Jde o cizorodé sloučeniny (xenobitika), které produkují například rostliny, plísně, vyšší houby, bakterie, sinice, jedovatí zástupci živočišné říše a další. Je to dosti rozsáhlá problematika a dlouho mě trápilo, že se mi do jednoho semestru nedaří zařadit vše, co bych považoval pro studenty za prospěšně. Vybrané kapitoly z praktické toxikologie byly původně zamýšleny právě jako navazující předmět na ty podzimní přednášky. Název jsem se po poradě s kolegy rozhodl zvolit spíše obecnější, aby bylo možné případně zařadit i další témata.   

V posledních ročnících jsem mezi oceněnými zaznamenala několik předmětů, které byly praktického zaměření. Myslíte si, že právě to je klíčem k úspěchu u posluchačů?

Uznávám, že název není příliš jasný a informativní. Na první přednášce to také většinou studentům otevřeně říkám. „Vybrané kapitoly“ musel někdo vybrat, podle nějakého klíče. Zde jsem je vybíral já, no a těch klíčů jsem použil nakonec celý svazek 😊. Pro vysvětlení další části názvu si zkusme nejprve položit otázku, co by mohlo být náplní nepraktické toxikologie? Zatím se mi nepodařilo odpověď nalézt, nebo ji od někoho získat, a tak setrvávám i u této části názvu předmětu. Toto vysvětlení je samozřejmě trochu nadsázkou.  

Co je náplní, pro koho je určen, případně jak vypadá zkouška?

Z hlediska tématiky je předmět skutečně velmi heterogenní. Zabýváme se například tím, co bychom měli, nebo spíše neměli v laboratoři, případně kdekoliv jinde, při práci s chemickými látkami dělat, aby nedošlo k otravě nebo nějaké jiné pohromě. A také tím, když se něco takového už bohužel přihodí, jak se správně zachovat. Tím začínáme. Velmi podstatnou část tvoří kapitoly zaměřené na vztah mezi strukturou chemické látky a jejím biochemickým účinkem. Pokládáme si řadu otázek: Proč některé sloučeniny voní a jiné spíše chutnají? Proč je jed lysohlávek strukturně takřka shodný s molekulou serotoninu v lidském mozku a jak je to s podobností diethylamidu kyseliny lysergové odvozeného od námelových alkaloidů? Proč prostupnost hypnotik hematoencefalickou bariérou závisí na jejich lipofilitě a jak to lze dokumentovat na příkladu 5,5-disubstituovaných derivátů kyseliny barbiturové (barbituráty)? Proč je ibuprofen prodáván jako směs dvou optických isomerů a proč to nevadí a uvádíme si řadu příkladů, kdy to už možné není atd.  Na příkladu jedné velmi populární bakterie si ukazujeme, přes jaké chemické struktury postupoval vývoj léku, který ji dokázal velmi selektivně potlačit. Na počátku byla látka se silnými antibakteriálními účinky, ovšem značně neselektivní a mimořádně toxická pro lidský organismus. Po více než 600 dalších sloučeninách bylo dosaženo cíle. Krok za krokem, drobnými úpravami chemické struktury. Velmi rád vyprávím o biotransformačních procesech. Řada velmi nebezpečných látek je v tom svém původním stavu vlastně k organismu netečná. Ovšem lidské tělo má k dispozici řadu pochodů, ve kterých je sloučenina přeměněna na meziprodukty, se kterými to už tak dobré není. A není bez zajímavosti, že opravdu jen nepatrná změna ve struktuře sloučeniny může její osud v organismu zcela proměnit. Velmi jednoduchý příklad: Nebezpečný benzen se transformuje přes opravdu problematický epoxidický meziprodukt, jeho nejbližší příbuzný, toluen, přes kyselinou benzoovou. Ta se řadu let využívala jako nejběžnější potravinářský konzervant, například v kečupech. Podobných příkladů jsou desítky.

Už jenom anotace Vaší přednášky vypadá velmi lákavě. Pokrýváte témata od jedů ve středověku, přes škodlivost ohňostrojů nebo automobilů pro životní prostředí až po rezidua pesticidů v potravinách. Na jednu stranu nesmírně zajímavá historie, na druhou tak trochu apokalyptická přednáška. Nebývají studenti někdy velmi nemile překvapeni, když zjistí, co všechno se jim dostává do těla?

Občas ano. Významnou částí „Vybraných kapitol“ jsou také látky, které jsou z nějakého důvodu přítomny v potravinách. Buď je tam přidáváme sami jako potravinářská aditiva, nebo jde o residua agrochemikálií, mohou to být další a velmi rozličné kontaminanty životního prostředí, nebo se jedná o toxické metabolity plísní, bakteriální toxiny apod. Je jen velmi těžké zvolit „menší zlo“. Vyvážený přístup k výkladu téhle problematiky je zvláště nutný. Ovšem přiznávám, že se mě občas studenti po této přednášce ptají, co jím? Má odpověď je velmi jednoduchá. Totéž, co Vy. Velmi silně posluchači vnímají problematiku ohňostrojů. Uvažte, že se v ČR dostane do životního prostředí díky ohňostrojům asi 12,5 tuny hořčíku, 10,5 tuny baria, 1 tuny stroncia, 0,8 tuny titanu, 0,5 tuny mědi, 1,2 tuny rubidia a tak dále. Množství uvolněného zinku, draslíku a sodíku jsou tak obrovská, že je lze postihnout problematicky i jen bilančně. Přestože je použití mnoha dalších prvků v zábavní pyrotechnice v zemích Evropské Unie zakázáno, objevuje se velké množství produktů s obsahem olova, thoria, arsenu a antimonu. Zdravotní rizika těchto emisí jsou enormní. Ohňostrojový smog představuje velmi podivnou směs sloučenin s velkým zdravotním rizikem, směs, která se jinak nemůže vyskytovat. Bohužel jsou však rizika zcela, nebo téměř zcela ignorována, nebo při nejmenším velmi podceňována. Pokud by se podobné produkce polutantů dopouštěl jakýkoliv průmyslový závod a podobně, jistě by čelil soudnímu stíhání a rychlému uzavření. Reakce obyvatelstva by jistě byla panická a velmi prudká. 

Čím si myslíte, že jste posluchače ještě dále zaujal – způsob výuky, netradiční metody a podobně?

Mám velmi rád historii a pro zpestření předmětu přidávám občas historické téma, které je nějak spjato s toxikologií. Před několika lety se mi podařilo, za vydatné pomoci  mé velké kamarádky, paní doktorky Yvetty Dörflové z Památníku národního písemnictví, objevit dvě unikátní publikace. První je z roku 1821 a jejím autorem byl učitel z Jimramova, Václav Leopold Kostrošyc. Jeho spisek se jmenuje Wýstraha před gedem w přirozenosti (v přírodě) a jde o první česky psané pojednání o jedech. I ta další publikace je pozoruhodná. Pochází od obrozeneckého vzdělance a polyhistora, Karla Slavoje Amerlinga. Je z roku 1850 a stále ještě je psaná švabachem. Název: Naučení pro lid obecný o domácích gedech a kazigedech. Zvláště ta první přináší půvabné počtení, posuďte sama:

Truchliwých příkladů w hojnosti nalézáme, že nezkušení lidé, obwzláště pak dítky owoce, semeno neb kořeny jedowatých bylin, ano y hauby jedovaté požíwali, a tak sobě welmi zle poslaužili. Od ledna roku 2015 do února roku 2017 jsem prožíval velmi silně, velmi specifické období svého života. Byl jsem členem mezioborového týmu, který se zaměřil na nalezení DNA paní Boženy Němcové, z pramene jejích vlasů a z pramene vlasů jejího syna Hynka, oba prameny jsou uchovávány v Muzeu Boženy Němcové v České Skalici. Součástí byly i některé toxikologické testy. V průběhu těchto roků jsem si nastudoval velkou šíři pramenů o životě a době paní Němcové, včetně velmi podrobného studia její vydané čtyřsvazkové korespondence. Velmi záhy jsem si povšiml, jak se v té době dlouho stonalo a také s jakými často zvláštními příznaky. Na mnoha místech je v dopisech explicitně uvedeno, jaké „léky“ byly tehdy běžně užívány. Odtud pak vedla cesta do tehdejších lékopisů a odborných statí, mimo jiné i k již zmíněnému Amerlingovi. To, co obsahovala obrozenecká lékárnička, nebo skutečná městská lékárna, byly ve skutečnosti v mnoha případech velmi silné jedy. I při správném dávkování nebylo možné se vyhnout vážným chronickým otravám. I o tom si povídáme.   

Odkdy na Přírodovědecké fakultě přednášíte a měl jste o učení zájem sám, nebo jste k tomu byl víceméně donucen okolnostmi?

Učím už opravdu velmi, velmi dlouho. Na počátku 90. let minulého století jsem měl výuku mladších studentů (undergraduates) při svém doktorském studiu na SUNY Buffalo jako povinnost, abych mohl pobírat takzvané Tuition Fellowship. Byly to semináře, na kterých se počítaly příklady z fyzikální chemie. Pamatuji si, jak jsem sám měl tehdy v mnoha výpočtech mezery a před seminářem jsem se vždy celou noc na ty dvě hodiny odpoledne připravoval. Od roku 1995 jsem začal přednášet toxikologii na pražské VŠCHT. K předmětu mě přizval velmi laskavý a mimořádně vzdělaný pan profesor Josef Horák, na kterého velmi rád a s velkou úctou vzpomínám. Měli jsme dvě paralelky, v každé přes 100 studentů, každý jsme to dělali trochu jinak, ale jemu to od začátku nevadilo. I tak se pozná, myslím si, skutečná osobnost. A ta toxikologie mi už zůstala, přednáším ji, jen s přestávkami, kdy jsem pobýval v zahraničí, až do současnosti. Ve Velké Británii jsem se také vrátil ještě na několik let k výuce fyzikální chemie. Na Přírodovědecké Fakultě UK vyučuji od roku 2016. Měl jsem možnost poznat posluchače na řadě vysokých škol, ti na „Karlovce“ jsou skvělí. Bez nadsázky. Člověk se od nich učí, neustále. Vážím si jejich názorů.  

Můžete prosím představit, čím se zabýváte ve Vašem výzkumu? Laikům asi nebude zcela jasné, co to jsou „strukturované, funkční nanočástice“?

Náš výzkum se odehrává ve dvou hlavních směrech. Prvním jsou homogenní a heterogenní katalytické reakce, které jsou obvykle směřovány do oblasti tzv. speciálních chemikálií, především farmaceutických meziproduktů. Tam patří i výše zmíněné stereoselektivní hydrogenace vedené v mikrofluidním prostoru na opticky čistých Ru-BINAP komplexech nebo v současnosti N-alkylační reakce jednoho z derivátů kyseliny lysergové. Ten je meziproduktem při průmyslové syntéze sloučeniny Nicergolinu, používané při léčbě věkem podmíněné demence a Parkinsonovy choroby. Řešíme to jako tzv. kontinuální proces ve velmi malém reakčním prostoru, v tzv. mikrofluidním čipu. Je to moc hezká chemie, moc hezky uspořádaný proces a opravdu krásná analytika 😊. Právě na tomto tématu nyní participují odborně tři naše posluchačky z Přírodovědecké Fakulty. Druhou, a do značné míry nezávislou tématikou, jsou ty vzorované a strukturované funkční nanočástice. Největším úspěchem v této oblasti byly tenkovrstvé dermatologické a galerijní dozimetry pro kontrolu UV expozice, za které jsem v roce 2017/2018 získali výroční cenu Technologické agentury České Republiky a Ministerstva průmyslu a obchodu České Republiky.      

Máte raději vlastní výzkum, pedagogickou činnost, nebo preferujete obojí? Jak by vypadal Váš ideální poměr výuka/výzkum?

Učím velmi rád, kdybych z nějakého důvodu učit nemohl, velmi by mi to chybělo. Stejně tak mám velmi rád odbornou práci. V tomto ohledu bych chtěl zvláště ocenit náš vědecký tým, jehož členy je i řada studentů. Daří se nám spojovat přívětivé prostředí s důrazem na kvalitu výzkumu. V tomto ohledu jsem měl téměř vždy velké štěstí na kolegy spolupracovníky. Je to radost.

Působil jste také na několika zahraničních univerzitách. Jak byste porovnal přístup studentů ke studiu a přednáškám v České republice a v zahraničí?

Opověď není jednoduchá a srovnávat nelze vždy a všechno. Spíše tedy zopakuji, že přírodovědci na UK patří mezi nejlepší studenty, se kterými jsem měl možnost se za těch mnoho a mnoho let potkávat!

Snažíte se získat zpětnou vazbu od studentů i jinak než z ankety Velemlok? Reagujete na připomínky i při přípravě na další přednášky?

Ano. Vždy a neustále. 

Jak má podle Vás vypadat ideální přednáška? Jak posluchače takzvaně neotrávit, když už se bavíme o toxikologii?

V tomto ohledu byl prubířským kamenem Covid. Snažil jsem se do těch zoomových on-line přednášek dávat skutečně maximum. Bylo mě těch našich dětí vlastně hrozně líto. Jsou na VŠ a mnozí z nich zatím ještě ani neviděly naživo své spolužáky. O studentském životě ani nemluvě. Občas jsem měl pak takový neurčitý pocit, že se na přednášky těší, že jsou tam rády, že je to pro ně v téhle divné době zvláště důležité, a tak. Při běžné výuce se to pozná jednodušeji, ale vždy je to spíše jen takový pocit, intuice. Tedy, že je to takto dobře. Jistotu nemáte nikdy. Ale to je asi v pořádku.

Jaké jsou kromě vědy Vaše další zájmy a koníčky?

Mám velmi rád historii a vážnou hudbu. Hraju na klavír a jezdím mnoho tisíc kilometrů ročně na závodních koloběžkách. Teď jich máme v rodině sedm, tedy koloběžek 😊. A potřebuji přírodu.   

Mnohokrát Vám děkuji za rozhovor a přeji hodně dalších úspěchů ve Vaší pedagogické a vědecké činnosti.

Děkuji také.

Darina Koubínová

Vybrané komentáře studentů z ankety Studentský velemlok k předmětu Vybraných kapitoly z praktické toxikologie (2020/2021):

Moc děkuji za zajímavé přednášky, které byly přínosem nejen do běžného života. Vaše přednášky byly plné pozitivní energie během covidového období.

Docent Klusoň je doopravdy výjimečný a skvělý přednášející i člověk :)

Přednášky byly velmi zajímavé. Vyučující všechna témata přednášel poutavě a bylo vidět, že má obrovský všeobecný přehled. Témata doplňoval o vlastní zážitky a příklady z praxe. Přednášky byly doprovázeny prezentacemi s velkým množstvím doplňujících textů. Celkově se mi tento předmět velmi líbil a dozvěděla jsem se spoustu nových informací.

[...]  Za mne to byla asi jedna z nejlepších přednášek, kterou jsem navštěvovala.

Přednášející umí velmi poutavě vyprávět a má velmi příjemný hlas. Rád vše vysvětlí a odpoví na otázky, které studenty napadnou.

Tento předmět je opravdu velmi zajímavý. Člověk se dozví spoustu informací, které by jen tak někde nezjistil.