Нобелевские лауреаты: покрасивший нервные клетки учитель полярника
Камилло Гольджи.
Родился 7 июля 1843 г. в Кортено, Италия.
Умер 21 января 1926 г. в Павии, Италия.
Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1906 года (1/2 премии, совместно с Сантьяго Рамон-и-Кахалем).
Фамилию нашего героя автор поста узнал лет в шесть-семь. Тогда он добрался до учебника биологии, где была большая красивая картинка «Клетка под электронным микроскопом». Правда, это была не электронно-микроскопическая фотография, а рисунок художника, но от этого дух захватывало не меньше. Какой огромной, таинственной и неисчерпаемой казалась клетка, которую и глазом-то не увидеть. Сколько там всего было: ядро, ядрышко, митохондрии, рибосомы... И некий загадочный «аппарат Гольджи». Слово «аппарат» я знал, слово «Гольджи» - нет. Не знали его и родители, а интернета тогда, в начале 1980-х, не было и в помине. Так что это слово надолго стало для меня символом чего-то непонятного, интересного и таинственного, связанного с живым. То, что это - фамилия человека, получившего одну из первых Нобелевских премий по физиологии и медицине, автор узнал гораздо, гораздо позже.
Итак, знакомьтесь - итальянец Камилло Гольджи, получивший Нобелевскую премию за то, что разрушило его собственную теорию вместе с тем, кто ее, в итоге, и разрушил. Но обо всём по порядку.
Наш герой родился еще в первой половине старого доброго XIX века в городке Кортено близ Брешии. Сейчас эта коммуна с населением менее двух тысяч человек гордо носит имя Кортено-Гольджи в честь своего знаменитого земляка.
Выбор судьбы юного Камилло был предопределен: его отец Алессандро Гольджи был врачом, и Гольджи-младший отправился в Университет Павии за медицинской степенью. И уже в университете он начал заниматься тем, что наполняло всю его дальнейшую научную жизнь - под руководством Эусебио Оэла он занялся микроскопией тканей. Получив степень в 1865 году, Гольджи остался в Павии - он перешел на работу в психиатрическую клинику больницы Сан-Маттео (Св. Матвея). Впрочем, работу в университете он продолжил - под руководством своего любимого преподавателя Джулио Биццоцеро, одного из пионеров гистологии (в 1892 году он еще оставит одно из первых описаний знаменитой Helicobacter pylori).
Джулио Биццоцеро (1846-1901). Врач, патолог и гигиенист, отец итальянской гистологии. Окончил Павийский университет в 20 лет, через год (!) возглавил в нем лабораторию экспериментальной патологии, а в 26 лет основал в Турине Институт общей патологии. Один из пионеров применения микроскопа в медицине и описания микроскопической структуры тканей. Его имя связывают с открытием роли тромбоцитов (бляшек Биццоцеро) в свертывании крови и десмосом (узелков Биццоцеро) в шиповатых клетках эпидермиса. Биццоцеро известен также благодаря работам по гемопоэзу и глазному фагоцитозу. Ну и благодаря обнаружению (судя по всему, третьему в истории) «нобелевской» бактерии H. pylori, конечно. Правда, премию она принесла не ему.
Вместе с Биццоцеро Гольджи продолжил микроскопические изучение тканей центральной нервной системы.
И вот тут всех ожидала огромная проблема. После выхода в 1850 году книги Рудольфа Вирхова «Клеточная патология» микроскопия тканей стала очень популярна, однако подобраться к нормальному изучению нервной ткани гистологи так и не смогли: очень уж необычные клетки. Плюс сами препараты срезов нервной ткани оказались очень неудачными для окрашивания. Гольджи столкнулся с этой проблемой сам. Впрочем, свою первую работу он посвятил психиатрии. В 1869 году под влиянием идей знаменитого Чезаре Ломброзо - преподавателя Павийского университета с 1862 г. - о «врожденности» всех преступных наклонностей, Гольджи публикует статью о том, что психические заболевания вызваны органическими повреждениями нервных центров. Сейчас мы знаем, что некоторые болезни действительно обусловлены органическими повреждениями коры головного мозга, но далеко не все. Гольджи не смог найти подтверждения своей теории и оставил психиатрию, сконцентрировавшись на неврологии.
Чезаре Ломброзо (1835-1909). Итальянский психиатр, криминолог, объединивший психиатрию с физиогномикой, френологией, ранней евгеникой и социал-дарвинизмом в криминальную антропологию.
Примеры «преступных стигматов», проявляющихся во внешности правонарушителей. Иллюстрация из книги Ч. Ломброзо «Человек преступный» («L’Uomo delinquente», 1878).Ломброзо считал, что преступниками всех сортов рождаются, а не становятся под влиянием общества (за исключением удержавшихся от падения на эволюционной лестнице условных, или случайных, правонарушителей - криминалоидов). И преступника - изначально психически неполноценного субъекта - можно отличить по специфическим «дегенератским» антропометрическим признакам: «первобытной» форме черепа, расплющенности и кривизне носа, особой форме ушных раковин, несимметричности черт и т.п.
Новая (и вечная для всех поколений ученых) проблема «накрыла» Гольджи в 1872 году: стало туго с деньгами. И он принял предложение перейти на хлопотную, но нормально оплачиваемую работу санитарного инспектора больницы для хронических больных небольшого городка Абьятеграссо. Разумеется, заниматься наукой санитарному инспектору не положено, и лаборатории в Абьятеграссо у Гольджи не было. Но в те блаженные времена ученый мог себе позволить заниматься наукой за свои деньги на кухне. Микроскоп, стекла - вот всё, что ему было нужно. И именно там Гольджи сделал важнейшее открытие своей жизни - «черную реакцию».
Что это такое? Чтобы заниматься тканевой микроскопией, в первую очередь нужны окрашенные срезы. Ткань обрабатывали бихроматом калия, после чего она затвердевала, и ее можно было резать. Гольджи установил, что если опустить готовый срез нервной ткани в слабый раствор нитрата серебра, оно окрасит нейроны в черный цвет, делая их хорошо видимыми на общем оранжевом фоне, созданном бихроматом калия. Первое сообщение об опытах Гольджи с растворами металлов (без особых результатов) появилось в 1873 году в коротенькой статье «К структуре серого вещества мозга» в Gazzetta Medica Italiana. Первые рисунки новой окраски «по Гольджи» (рис. 4) были опубликованы в 1875 году в его статье, посвященной зрительным колбочкам, а полностью метод был обстоятельно описан в монографии по анатомии нервной системы в 1886 г. [1].
Примеры вклада К. Гольджи в познание строения нервной системы человека. Вверху - гиппокамп (рисунок Гольджи). Внизу - пирамидальные нейроны, окрашенные «по Гольджи».
Именно выход этой монографии запустил с новой силой дебаты о природе нервной ткани. О сложности ее изучения мы уже упоминали: микроскопом позволял видеть длинные клетки, как бы переходящие одна в другую. Возникли две теории - нейронная и ретикулярная.
Ретикулярную («сетевую», reticula - сетка) теорию строения нервной системы предложил немецкий гистолог и анатом Йозеф фон Герлах. Главный ее постулат - нервные клетки не имеют индивидуальности, соединяются анастомозно (незаметно переходят одна в другую, не имея четких границ). Этой теории придерживался и Гольджи.
Нейронную теорию, созданную в 1838-1839 годах ботаником (!) Матиасом Якобом Шлейденом и физиологом Теодором Шванном (оба они вместе с Рудольфом Вирховом еще и основатели клеточной теории), особенно рьяно представлял испанский гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль, о котором мы уже писали. В ней утверждалось, что нервная ткань состоит из индивидуальных нейронов, границу между которыми можно обнаружить.
Удивительное дело: метод Гольджи максимальное распространение получил именно благодаря Рамону-и-Кахалю, главному сопернику Гольджи. Метод они применяли один, а видели разное. Судя по всему, Кахаль был более тонким экспериментатором, имел более острое зрение и смог разглядеть синапсы.
Интереснее всего то, что даже присуждение общей Нобелевской премии за изучение нервной системы Гольджи и Рамону-и-Кахалю не примирило ни теории, ни их адептов. В своей нобелевской лекции Гольджи активно нападал на теорию, поддерживаемую Кахалем, и приводил доводы в поддержку ретикулярной теории [2].
Точку в споре в итоге поставил другой нобелиат - Чарльз Шеррингтон, о котором мы тоже писали[3]. В многолетнем споре победил Рамон-и-Кахаль.
Интересно, что если бы «нобелевки» выдавались по итогам простого подсчета номинаций (набравшему большинство), то не видать Камилло премии, пожалуй, никогда. Несмотря на то, что с 1901 года его номинировали 31 раз [4], ни разу он не оказывался в большинстве. В том же 1906 году он был номинирован лишь трижды (а в 1904 - 12 раз!). Три номинации из 98 [5]! Достаточно взглянуть на список номинантов, чтобы понять, как велика была конкуренция. Великие Кох, Эрлих, Мечников, так и не получивший премию Ру... Вообще, больше всего номинаций получил... германский гидробиолог, крупный специалист по планктону Виктор Хенсен, открывший одну из структур внутреннего уха [6].
Кстати, сам Гольджи как лауреат Нобелевской премии достаточно активно пользовался правом выдвигать ученых на «нобеля» [4]. Мало кто знает, что лауреат может выдвигать номинантов не только по своей специальности. Так, Гольджи трижды номинировал своего соотечественника Аугусто Риги (рис. 6) на премию по физике; по химии он «продвигал» соотечественника Джакомо Чамичана.
Аугусто Риги (1850-1920). Чрезвычайно плодовитый на открытия и публикации итальянский физик. Изучал электромагнетизм, оптику, атомную физику и рентгеновские лучи. Предложил термин «фотоэлемент» и сам же воплотил его в жизнь. В 1880 г. открыл магнитный гистерезис, создал генератор сантиметровых волн, изучил их свойства и показал общность природы световых и радиоволн.
Среди номинаций по медицине тоже почти все - итальянцы. Однако никому из них, даже великому терапевту Карло Форланини, предложившему способ лечения туберкулеза искусственным пневмотораксом, протекция Гольджи не помогла увеличить количество итальянских лауреатов Нобелевской премии.
Бельгийская марка, посвященная Карло Форланини (1847-1918) - итальянскому врачу, специалисту по туберкулезу, окончившему всё тот же Павийский университет. Знаменитый авиатор Энрико Форланини приходился Карло родным братом.
Сам же Гольджи провел всю свою жизнь за изучением нервной системы и сделал немало открытий. Впрочем, не только в этой области. Восемь лет своей жизни - с 1885 по 1893 - Гольджи посвятил малярии (кстати, на этой почве он успел рассориться с признанным специалистом по малярии и будущим нобелиатом 1902 года, индийцем шотландского происхождения Рональдом Россом). Именно Гольджи установил, что все малярийные паразиты делятся почти одновременно с интервалом в 72 часа, и именно это вызывает новый приступ болезни (так называемая четырехдневная малярия).
Гольджи оказался неплохим научным руководителем в основанной им самим лаборатории. Кстати, среди его учеников и иностранных сотрудников есть один нобелевский лауреат. Да-да, мало кто знает, что великий путешественник, верховный комиссар Лиги Наций по делам беженцев и лауреат Нобелевской премии мира Фритьоф Нансен по своей первой научной специальности гистолог (!) и учился у Гольджи окрашиванию тканей.
Фритьоф Нансен
Ну а что же до аппарата (или комплекса) Гольджи, благодаря которому я узнал фамилию нашего героя?.. Что ж, с ним тоже была интересная история. Продолжая изучать нервную ткань, Камилло Гольджи в 1898 году обнаружил внутри нейронов тонкую сеть переплетенных линий [7]. Ее наблюдали еще и еще, но в 40-е годы XX века после изобретения электронного микроскопа почему-то стали считать, что аппарат Гольджи - артефакт, возникающий при окрашивании клеток. И только более поздние исследования более совершенной техникой показали: комплекс Гольджи, или просто «гольджи», как сейчас пишут всё чаще, действительно существует и служит для выведения веществ, синтезированных в эндоплазматической сети.
Литература
1.Golgi C. Sulla fina anatomia degli organi centrali del sistema nervosa. Milano: Reggio-Emilia, S. Calderini, 1886;
2. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1906/golgi-lecture.html
3. http://med-history.livejournal.com/3261.html
4. http://www.nobelprize.org/nomination/archive/list.php
5. http://www.nobelprize.org/nomination/archive/show_people.php?id=3527
6. http://en.wikipedia.org/wiki/Victor_Hensen
7. Fabene P.F., Bentivoglio M. (1998). 1898-1998: Camillo Golgi and «the Golgi»: one hundred years of terminological clones. Brain Res. Bull. 47 (3), 195-198.
Следить за обновлениями нашего блога можно и через его страничку в фейсбуке и паблик вконтакте