«Чёрная реакция» Камилло Гольджи
В конце XIX века многие биологи были сторонниками «клеточной теории», гласившей,
что живые существа состоят из крошечных строительных кирпичиков, называемых
клетками. Неврологи же были не слишком уверены в этом. Да, отдельные клетки
могли существовать в остальных о?рганах тела. Но под микроскопом казалось, что
нейроны не имеют разрывов или промежутков между ними; они казались сплетёнными в
одну большую кружевную сеть.
Более того, неврологи полагали, что — в отличие от других, более автономных
клеток — нейроны действовали в унисон, пульсируя и мысля, как единое целое. Они
назвали эту большую нейронную сеть «ретикулярной нейронной тканью».
Развенчание ретикулярной теории началось со случайного инцидента, произошедшего
однажды вечером в 1873 году. Новая (и вечная для всех поколений учёных) проблема
«накрыла» Гольджи (Camillo Golgi, 1843 — 1926) 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 учёный мог себе позволить заниматься наукой за свои деньги и
дома. Микроскоп, стёкла — вот всё, что ему было нужно. По преданию, Камилло
Гольджи работал на кухне при свете свечи, когда задел локтем мензурку с
раствором нитрата серебра, пролившегося на срезы свиного мозга. Этот раствор
использовался для окрашивания тканей. Гольджи решил, что из-за его неловкости
образцы оказались испорченными.
Тем не менее через несколько недель он изучил их под микроскопом и с удивлением
обнаружил, что раствор серебра прокрасил клетки мозга особым и очень полезным
способом. Лишь немногие клетки абсорбировали серебро, но эти участки резко
выделялись, как чёрные силуэты на кремово-жёлтом фоне, а их тончайшие волокна и
отростки внезапно стали заметными. Воодушевлённый, Гольджи стал совершенствовать
технику окрашивания, которую он назвал lareazionenera, или «чёрной реакцией».
Рисунок 11. Нейрон, окрашенный по Гольджи.
Окрашивание проводят
следующим образом: препарат сначала обрабатывают раствором дихромата калия, а
затем раствором нитрата серебра. В результате оранжевый фон — это окраска
дихроматом калия, кирпично-коричневый — нитратом серебра.
Этот метод весьма капризен и позволяет маркировать довольно случайным образом
какие-нибудь отдельные нейроны — меньше 1% от их общего числа. Но при этом
каждый помеченный нейрон помечается целиком, позволяя исследователю увидеть его
тело и все отростки.
До К. Гольджи зафиксировать нейроны смог Зигмунд Фрейд. С 1876 по 1881 годы он
работал с Эрнстом Брюкке — директором института физиологии при Венском
университете, физиологом школы Германа Гельмгольца. Фрейд предложил метод
фиксации нейронов с помощью хлористого золота. Но его метод оказался более
дорогостоящим и поэтому менее привлекательным для исследователей. [10]
Преимущество метода Гольджи заключалось в том, что серебро, полностью
пропитывая нейроны, не проникает в окружающие их глиальные ткани.
В то время учёные уже знали, что нервная система состоит из двух главных типов
клеток: нейронов и глии. (Нейроны обрабатывают мысли и ощущения в мозге, а также
образуют материал нервов. Глия, что значит «клей», удерживает нейроны на месте,
защищает их и снабжает питательными веществами.) Однако, Гольджи стал первым
человеком, увидевшим эти клетки почти во всех подробностях.
Закруглённая глия с тонкими отростками, похожая на чёрную медузу, застывшую в
янтаре, поразила его. Нейроны, состоявшие из трёх отдельных частей, выглядели не
менее экзотично. Каждый нейрон имел круглую центральную часть, запутанную
поросль «дендритовых» ответвлений, отходящих от неё, и выделяющийся аксон —
длинный отросток, тянущийся от центральной части на огромные по клеточным меркам
расстояния и завершавшийся собственными крошечными ответвлениями на дальнем
конце. [5]
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» были опубликованы в 1875 году в его статье, посвящённой зрительным
колбочкам, а полностью метод был обстоятельно описан в монографии по анатомии
нервной системы в 1886 г.
Гольджи пришёл к выводу, что нейроны связываются друг с другом через аксоны, так
как ответвления на дальнем конце часто сцеплялись с другими нейронами.
Фактически аксоны были так тесно переплетены, что Гольджи не видел свободного
места между нейронами, и он выступил как твёрдый сторонник ретикулярной теории.
[1] Глия. Нейроны составляют лишь 25% от всех клеток мозга, остальные 75% клеток
относятся к нейроглии (glia — клей, греч.). Это название было дано в 1846 г. Р.
Вирховым, полагавшим, что глия — это цементирующая основа для объединения
нервных клеток. В среднем глиальные клетки составляют по величине примерно 1/10
размера нейрона. В отличие от нейронов они способны делиться.