Embryo Project Encyclopedia

Golgi-värjäystekniikka, jota kutsutaan myös mustaksi reaktioksi tahran värin jälkeen, kehitettiin 1870-ja 1880-luvuilla Italiassa, jotta aivosolut (hermosolut) näkyisivät themikroskoopin alla. Camillo Golgi kehitti tekniikan työskennellessään aivokudoksen kanssa, mikä vaati Golgia tutkimaan solun rakennetta mikroskoopilla.Golgi paransi jo olemassa olevia värjäysmenetelmiä, mahdollistaen tutkijoiden tarkastella kokonaisia neuroneja ensimmäistä kertaa ja muuttaen tapaa, jolla ihmiset keskustelivat aivosolujen kehityksestä ja koostumuksesta. 2000-luvulle Golgin stainingmethod jatkoi hermoston tutkimusta, erityisesti alkion kehityksen osalta.

Golgi aloitti hermojärjestelmää ja sen sellulaarirakenteita koskevan tutkimuksen julkaisemisen vuosina 1870-1872 työskennellessään Giulio Bizzozeron laboratoriossa Pavian yliopiston yleisen Patologianlaitoksessa Paviassa Italiassa. Myöhemmin Golgista tuli lääkäri Pio Luogo degli Incurabili-nimisessä sairaalassa Abbiategrassossa Italiassa. Hän rakensi laboratorion sairaalan keittiöön, jossa hän kehitti uuden tekniikan hermokudoksiin. Hänen aikansa värjäysmenetelmään kuului orgaanisen kudoksen värjääminen punaisella karmiinilla tai mustahematoksyliinilla ja sen altistaminen reagenssille, kuten kaliumdikromaatti-kromihapolla, joka kovetti yksittäisiä hermosoluja. Tutkijat eristivät yksittäisiä soluja erottamalla ne mikroskoopilla neuloilla. Koska hermosolut ovat eri muotoisia kuin muut kehon solut, tutkijat usein rikkoivat ulokkeet pois kennosta yrittäessään erottaa niitä. Projisointeihin kuului verkkomaisia dendriittejä, jotka vastaanottavat hermoimpulsseja ja välittävät ne soluruumiiseen, ja pitkä aksoni soluruumiin toisella puolella, joka välittää nämä impulssit.

Golgin varhaiset yritykset värjäytymisen parantamiseksi sisälsivät solujen infusoimista eri metalleilla kokonaisten hermosolujen ja muiden kudosten tarkastelemiseksi tarkemmin. Kokeiltuaan solujen altistamista kullalle ja elohopealle Golgi käytti hopeanitraattia. Hopeanitraattitahra osoitti hänen näkevän hermosolut kokonaisuudessaan, muuttaen ne mustiksi vaaleankeltaisesta taustasta. Värjäytyneiden neuronien musta väri johti hänet nimeämään tekniikkansa la reazione neraksi (mustareaktio). Värjäysprosessi värjäsi viidestä kymmeneen prosenttia cellsper-näytteestä, minkä ansiosta Golgi pystyi näkemään yksittäisiä solurakenteita hermokudoksen massojen keskellä.

Golgin värjäystekniikan mekanismit olivat samanlaiset kuin hänen aikalaisillaan. Ensinnäkin kovettaakseen pehmeää hermokudosta Golgi upotti näytteitä jopa neljäkymmentäviisi päivää 2,5-prosenttiseen kaliumdikromaattiliuokseen. Seuraavaksi hän liotti näytteet nollaan.5-1 prosenttia hopeanitraattiliuosta eri määrille aikaa värjätä osa soluista mustiksi. Tämän jälkeen Golgi kuivatti näytteet alkoholilla ja viipaloi ne 100 mikronin välein, mikä vastaa paperinpalan paksuutta, joka on riittävän leveä pitämään yhden hermosolun. Sitten Golgi huuhteli kudoksen tärpätissä ja liitti sen liukumäkeen kirkkaalla purukumidamarilla, jotta se säilyisi. Siinä vaiheessa hän tarkasteli näytettä mikroskoopilla.

Golgi julkaisi värjäysmenetelmänsä tulokset vuonna 1873 julkaistussa tutkielmassa “Sulla Struttura della sostanza Grigia del cervello”(harmaan Aivoaineen rakenteesta). Saksassa Franz Bolljulkaisi muistiinpanoja Golgin työstä saksalaisissa lehdissä, jotka levittivät Golgin työstä kertovia uutisia. Golgi jatkoi värjäystekniikkansa käyttämistä hermokudosten tutkimiseen ja keräsi myöhemmin vuonna 1885 julkaistun löytönsä inSulla Fina Anatomia degli Organi Centrali del sistema Nervoso(hermojärjestelmän Keskuselinten hienosta anatomiasta). Samana vuonna inswitzerlandilainen psykiatri Eugen Bleuler käytti Golgin värjäysmenetelmää ja esitteli Zürichin lääketieteelliselle seuralle näytteitä Rabbitin aivokuoresta.

1880-luvulla Sveitsiläinen fysiologi Albert von Kölliker tutki nisäkkäiden aivojen kehitystä, neuroaistin reittejä ja sisäelinten kehitystä Golgi stainingtechniquen avulla. Hän oppi tekniikan Golginin johdolla 1887, ja julkaisi myöhemmin samana vuonna teoksen “Ueber Golgi’ s Untersuchungen, den FeinerenBau des Centralen Nervensystems Betreffend” (Golgin tutkimuksista keskushermoston hienompaa rakennetta koskien). Kölliker ylisti Golgin värjäystekniikkaa, mikä sai morescientistit omaksumaan sen.

vuonna 1887 espanjalainen Santiago Ramón y Cajal muutti tekniikkaa lisäämällä kudokseen hopeanitraattia kahdessa lyhyemmässä liotuksessa yhden pitkän liotuksen sijaan. Tämä muutos paransi väriä jayksityiskohtaa tahra. Tutkijat kuten Golgi ja Ramón y Cajal käyttivät tällaisista värjäystutkimuksista saatuja tuloksia neurondoktriinin kehittämiseen, jonka mukaan neuronit olivat yksittäisiä soluja, jotka välittivät sähköimpulsseja toisiinsa ja toisiltaan. Tämä teoriatransformoi teorioita hermoston rakenteesta ja toimivuudesta. Tutkijat vahvistivat teorian käyttämällä Golgi-värjäystekniikkaa näyttääkseen hermosolujen väliset aukot eli synapsit. Golgi ja Ramón y Cajal jaettu theNobel palkinnon fysiologian tai lääketieteen vuonna 1906.

vuonna 1917 Pío del Río Hortega sovelsi edelleen Golgin menetelmää lisäämällä kudoksia formaliinilla, kloraalihydraatilla ja kaliumkromaatilla, mikä lyhensi värjäykseen tarvittavaa aikaa. 2000-luvulle tutkijat käyttivät delRío Hortegan menetelmää ei-neuronaalisten aivosolujen, kuten neuroglian ja pikkuaivojen solujen värjäämiseen. Jälkeen lull Suosio välillä theWorld Wars, Golgi värjäys tekniikka takaisin suosioon vuonna 1930 käyttöönoton elektronimikroskoopin.

tutkijat käyttivät Golgin värjäystekniikkaa selittämään paremmin hermosolujen, aivojen ja aistiratojen muodostumista. Golgistaining auttoi myös tutkijoita luokittelemaan organelleja solujen sisällä,mukaan lukien lihassolujen organelleja, jotka varastoivat ja kuljettavat kalsiumia, jota kutsutaan sarkoplasmiseksi retikulumiksi, ja proteiineja muokkaavia organelleja soluissa, joita kutsutaan Golgin laitteiksi. Golgi-värjäystekniikka pysyi ensisijaisena värjäystapana 2000-luvulla.