Tycho Brahe nezemřel na otravu rtutí

Zkoumání Brahových ostatků jadernými analytickými metodami

Tycho Brahe, původním jménem Tyge Ottesen Brahe, věhlasný dánský astronom, jenž od roku 1599 působil jako dvorní astronom na dvoře Rudolfa II., zemřel po krátké jedenáctidenní nemoci 24. října 1601 ve věku 54 let a byl pohřben v kostele Matky Boží před Týnem (Týnský chrám) v Praze. Dne 13. října 1601 se Brahe zúčastnil hostiny u Petra Voka z Rožmberka. Podle historických záznamů mnohou číši vína vypil a z důvodu dvorní etikety nebyl močit; později již močit nemohl.

Foto: Jacobs C. Ravn, Archiv autora
Jan Kameník extrahuje rtuť z ozářených vzorků vlasů.

O průběhu nemoci a okolnostech jeho smrti existují tři zápisy. Jeden od jeho asistenta Johanna Keplera, další od Brahova přítele a osobního lékaře Johanna Jessenia a třetí od mladého německého lékaře Johanna Witticha. První dva popisují příznaky urémie – zástavu močení, silné bolesti, nespavost, horečku, agónii a zvolna nastupující delirium. J. Wittich, jenž byl v Praze v době úmrtí Tychona Brahe, ale neléčil jej, mínil, že zástavu močení způsobil kámen a že mu praskl močový měchýř. Ačkoli je prasknutí měchýře z medicínského hlediska velmi nepravděpodobné, Wittichova „diagnóza“ se značně rozšířila a dala rovněž vzniknout prvním spekulacím, že byl Tycho Brahe otráven.
Hrobku Tychona Brahe otevřeli při příležitosti třístého výročí jeho smrti v roce 1901 antropolog doc. Jindřich Matiegka a konzervátor Jan Herain s cílem ověřit, zda i v pobělohorské době byly ostatky Tychona Brahe v Týnském chrámu zachovány (Brahe byl luterán pohřbený v původně utrakvistickém kostele, který přešel v roce 1621 do správy katolické církve), a také kvůli rekonstrukci jeho hrobky. Po úspěšné identifikaci byly Brahovy ostatky uloženy do nově vyrobené cínové rakve a umístěny zpět do hrobky. Část pohřebních textilií, vlasů a vousů byla deponována v Muzeu hl. města Prahy. V roce 1991 získalo darem některé textilie a vzorek vousů velvyslanectví Dánského království v Praze, které je převezlo do Dánska. O dva roky později provedl jejich analýzu spolu s dalšími zapůjčenými vzorky vlasů a vousů Bent Kæmpe z Ústavu soudního lékařství Univerzity v Kodani metodou atomové absorpční spektrometrie a v roce 1996 Jan Pallon z Univerzity v Lundu ve Švédsku metodou μ-PIXE (Particle Induced X-Ray Emission). B. Kæmpe zjistil obsah rtuti 6,20 μg g^–1, což – jak se dočteme dále – není nikterak vysoká hodnota. J. Pallon výsledky měření nekvantifikoval ani časopisecky nepublikoval; jeho výsledky umístěné na internetu ukazovaly zdánlivě „vysoké“ koncentrace rtuti v oblasti kořínku vlasu.
Tato informace však stačila manželům Joshuovi a Anne-Lee Gilderovým k vytvoření mnoha spekulací o otravě Tychona Brahe rtutí v bestselleru Heavenly Intrigue. Johannes Kepler, Tycho Brahe, and the Murder Behind One of History’s Greatest Scientific Discoveries (New York: Doubleday, 2004; česky Nebeská intrika. Johannes Kepler, Tycho Brahe a tragický příběh v pozadí jednoho z nejvýznamnějších vědeckých objevů, Praha, Leda 2008). Podle autorů měla být smrtelná dávka rtuti podána Brahemu dvakrát – v den hostiny u Petra Voka z Rožmberka a 13 hodin před smrtí. Hlavním podezřelým z otravy měl být J. Kepler – Brahův asistent. Dánský historik Peter Hvilshøj Andersen Vinilandicus označil za jiného podezřelého Erika Brahe, vzdáleného švédského Tychonova příbuz­ného; jednat prý měl na příkaz dánského krále Kristiána IV. Tato obvinění, jež se zakládají převážně na domněnkách či spekulacích, vedla dánského antropologa Jense Velleva k úsilí o znovuotevření Brahovy hrobky a prozkoumání jeho ostatků s cílem objasnit, byl-li skutečně otráven. J. Vellev povolení po několika letech získal a hrobka byla otevřena ve dnech 15. až 19. listopadu 2010. Ke zkoumání ostatků byl vytvořen dánsko-český tým zahrnující archeology, antropology, lékaře, fyziky a chemiky. Po prozkoumání hrobky a odběru vzorků byly ostatky znovu umístěny do cínové rakve a pietně uloženy zpět do hrobky.
Pro vyloučení nebo potvrzení úmrtí Tychona Brahe v důsledku otravy rtutí bylo nejdůležitější zjistit časový průběh obsahu prvku ve vlasech a vousech; vlasy i vousy uchovávají záznam o expozici organismu prvkům i jiným látkám. Při známé rychlosti růstu vlasů (přibližně 10 mm za měsíc) lze stanovením prvků po délce vlasu určit časový průběh expozice. Této vlastnosti vlasů se využívá i v kriminalistice, např. pro rozlišení akutní a chronické otravy organismu toxickými prvky. Nález vysoké koncentrace toxického prvku u kořínku vlasu značí nedávnou akutní otravu, nález zvýšené koncentrace podél celého vlasu znamená dlouhodobou chronickou otravu, která trvala několik měsíců. Vlasy jsme zbavili povrchové kontaminace a prozkoumali pod mikroskopem. Vlasy či vousy s jasně identifikovanými kořínky jsme rozdělili na úseky dlouhé 5 mm. První úsek od kořínku po­dává informaci o příjmu prvků organismem v posledních 14 dnech života, druhý úsek období života mezi 15–30 dny před smrtí atd. Analyzovali jsme soubory 20–25 úseků vlasů či vousů, které tvoří dostatečně reprezentativní vzorek, i když jejich hmotnost činila jen 220–629 μg. K chemickému rozboru jsme využili neutronovou aktivační analýzu (NAA). Při ozáření vzorku vysokou hustotou toku neutronů v jaderném reaktoru vzniknou radionuklidy, z jejichž radioaktivity se stanoví množství původně přítomných prvků.

Foto: Jacobs C. Ravn, Archiv autora
Dánský antropolog Niels Lynnerup odebírá vzorky vousů

Pro stanovení co největšího počtu prvků jsme nejprve použili nedestrukční, tzv. instrumentální neutronovou aktivační analýzu (INAA). Tímto postupem bylo ve vlasech i v kostech stanoveno více než 20 prvků. Velký důraz jsme kladli na stanovení rtuti; v metodě INAA však při gamaspektrometrickém měření aktivity 203Hg dochází k rušení radionuklidem 75Se. Vzorky byly proto po změření metodou INAA mineralizovány koncentrovanou HNO3 v tlakovém uzav­řeném systému (aby nedošlo ke ztrátám rtuti vytěkáním) s mikrovlnným ohřevem a radioaktivní rtuť 203Hg byla selektivně vyseparována extrakcí diethyldithiokarbamidanem zinečnatým v chloroformu z prostředí 1 M HNO3. Uvedený postup, který se nazývá ­radiochemická neutronová aktivační analýza (RNAA), umožňuje vysoce správné stanovení rtuti na úrovni pouhých desítek pg při použité době ozařování 20 hod. v nejvyšším dostupném toku neutronů v reaktoru LVR-15 v Řeži a době měření osm hodin vyseparované frakce 203Hg vysoce účinným (studnovým) polovodičovým HPGe detektorem. Následující graf uvádí časový průběh koncentrace rtuti v úsecích vlasů označených TB38, které byly odebrány v roce 2010, vlasů TB77 odebraných v roce 1901 a později uložených v Muzeu hl. m. Prahy a vousů TB39 (2010). Nalezené obsahy rtuti jsou v grafu porovnány s mediánem a rozpětím koncentrace rtuti ve vlasech současné, profesionálně neexponované populace.
Výsledky RNAA jsme potvrdili lokální analýzou metodou μ-PIXE v jednom vlasu TB77; jde o nedestruktivní mnohaprvkovou analytickou metodu, jež se zakládá na detekci charakteristického rentgenového záření vybuzeného ve vzorku pomocí svazku vysoce energetických iontů, obvykle protonů s energií jednotek MeV. Pokud použijeme vysoce fokusovaný svazek rozmítaný po ploše vzorku, dostaneme také informaci o plošném rozložení (a v určitých konfiguracích i objemovou distribuci) koncentrací analyzovaných prvků ve vzorku. Hovoříme pak o metodě mikro-PIXE (μ-PIXE), jejímž prostřednictvím jsme nalezli ve vzdálenosti 0–2,5 mm od kořínku vlasu obsahy v rozmezí 3,1–7,6 μg g^–1; ve vzdálenosti 10–15 mm od kořínku činily obsahy rtuti 6,1–11,9 μg g^–1.
Hodnoty zjištěné metodami RNAA a μ-PIXE nejsou v rozporu s výsledkem, který v roce 1993 naměřil B. Kæmpe metodou atomové absorpční spektrometrie v neděleném vzorku vlasů TB77 (6,20 μg g^–1). Obsahy rtuti ve vlasech i vousech Tychona Brahe klesají v posledních fázích jeho života na úroveň mediánu u současné populace. Nejvyšší nalezené obsahy (asi dva měsíce před smrtí) mírně překračují horní hranici rozpětí u současné populace. Takové hodnoty se vyskytují převážně u osob konzumujících hodně ryb a plodů moře kontaminovaných methylrtutí. I nejvyšší nalezené hodnoty přes 12 μg g^–1 však nejsou toxikologicky významné, neboť jsou podstatně nižší než rozpětí 200–800 μg g­–1, jež se nachází u osob s mírnou otravou rtutí. Analýzou vlasů jsme tedy zjistili, že příčinou smrti Tychona Brahe nebyla akutní otrava rtutí, o níž spekulovali manželé Joshua a Anne-Lee Gilderovi ve své knize.

Závislost obsahu Hg ve vlasech (TB38 a TB77) a vousech (TB39) Tychona Brahe v různých obdobích před smrtí a porovnání s mediánem a rozpětím obsahů Hg ve vlasech současné, profesionálně neexponované populace (normální hodnoty)

Analýzou kostí metodou RNAA jsme získali údaje o expozici Tychona Brahe rtutí v mnohem delším období než z analýzy vlasů či vousů, i když s méně přesným časovým rozlišením. Na rozdíl od vlasů, v nichž zůstávají z organismu vyloučené prvky a další látky pevně deponovány, složení kostí se v průběhu života poněkud obměňuje. Obsah rtuti v kostech ukazuje na příjem rtuti v období před několika lety, u kompaktního typu kostí asi před 10 lety, u trabekulárního typu kostí v období o několik let kratším. V kompaktní části stehenní kosti jsme zjistili obsah rtuti 0,0077 ± 0,0002 μg g^–1, v trabekulární části kosti pánevní jsme nalezli obsah 0,036 ± 0,001 μg g^–1. Porovnání s literárními hodnotami pro zdravou současnou populaci v rozmezí 0,018–0,62 μg g^–1 ukazuje, že Brahe nebyl významně exponován rtutí ani v období několika let před smrtí. Příčinou úmrtí tak nemohla být ani chronická otrava rtutí.
Analýza úlomků kůstek ze vchodu do dutiny nosní (apertura piriformis) měla jiný cíl než zkoumat expozici rtuti. T. Brahe ztratil při souboji v roce 1566 značnou část svého nosu a od té doby nosil kovovou nosní protézu, o níž se myslelo, že byla vyrobena ze slitiny zlata a stříbra. Protéza se nenašla ani při otevření hrobky v letech 1901 a 2010. Analýzou úlomků uvedených kůstek jsme se pokusili zjistit, z jakého materiálu byla nosní protéza vyrobena. Metodou INAA jsme stanovili vysoké obsahy mědi (7780 ± 307 μg g^–1) a zinku (8070 ± 309 μg g^–1) – zřejmě v důsledku kontaminace otěrem nebo korozními produkty materiálu protézy. Z poměru obsahů obou prvků se jeví nejpravděpodobnější, že protéza byla vyrobena z mosazi.

Zdroj: SIL.SI.EDU
Portrét Tychona Brahe v knize Astronomiae instauratae mechanica (1598) s dobře viditelnou nosní protézou

Mírně zvýšené obsahy rtuti ve vlasech a vousech T. Brahe nejsou překvapivé. Po mnoho let se rtutí pracoval – při pozlacování svých pozorovacích přístrojů amalgamací či při alchymistických experimentech. Brahe byl nejen vynikajícím astronomem, ale zabýval se také alchymií jako mnoho jiných renesančních velikánů. Coby stoupenec Paracelsa se proto zajímal nikoli o transmutaci kovů, nýbrž o přípravu léčivých přípravků – elixírů či arkán. Je známo, že tzv. Tychonův elixír Medicamenta tria se skládal, jak název napovídá, ze tří složek, z nichž jedna obsahovala rtuť. Je pravděpodobné, že účinky elixíru mohl zkoumat na sobě, než jej darem předal přátelům a známým (údajně měl tímto elixírem obdarovat i císaře Rudolfa II.), nebo věřil jeho účinkům natolik, že ho užíval jako lék.

Foto: Jacobs C. Ravn, Archiv autora
Jan Kučera (vlevo) a Jens Vellev v hale reaktoru LVR-15

Stanovení rtuti ve vlasech, vousech a kostech Tychona Brahe bylo provedeno ve vzorcích s nezpochybnitelnou autenticitou. Správnost výsledků stanovení Hg metodou RNAA prokázala analýza standardního referenčního materiálu amerického National Institute of Standards and Technology NIST SRM 1515 Apple Leaves. Nalezený obsah rtuti 0,041 ± 0,002 μg g^–1 souhlasí v rámci nejistot s certifikovanou hodnotou NIST 0,044 ± 0,004 μg g^–1. Z porovnání hladin rtuti ve vlasech, vousech a kostech s normálními hodnotami pro současnou populaci vyplývá, že Tycho Brahe nebyl exponován toxikologicky významným množstvím rtuti ani několik dní, ani několik let před smrtí. Příčinou jeho úmrtí tedy nebyla ani akutní, ani chronická otrava rtutí.

Foto: Jacobs C. Ravn, Archiv autora
Iontové trasy na 3 MV elekrostatickém urychlovači Tandetron 4130MC. V popředí fokusující kvadrupólový triplet a vakuová terčíková komora pro μ-PIXE.

Analýzy metodou NAA a μ-PIXE byly provedeny v Ústavu jaderné fyziky AV ČR v rámci projektu velké infrastruktury pro výzkum, vývoj a inovace s názvem CANAM (Centre of Accelerators and Nuclear Analytical Methods – viz http://canam.ujf.cas.cz), který finančně podpořilo Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR (identifikační kód LM2011019).

JAN KUČERA,
JAN KAMENÍK a VLADIMÍR HAVRÁNEK,
Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i.