The Embryo Project Encyclopedia

La tecnica di colorazione del Golgi, chiamata anche blackreaction dopo il colore della macchia, è stata sviluppata negli anni 1870 e 1880 in Italia per rendere visibili le cellule cerebrali (neuroni) sotto il microscopio. Camillo Golgi ha sviluppato la tecnica mentre lavorava contessuto nervoso, che richiedeva a Golgi di esaminare la struttura cellulare al microscopio.Golgi ha migliorato i metodi esistenti di colorazione, abilitando gli scienziati a visualizzare interi neuroni per la prima volta e cambiando il modo in cui le persone hanno discusso lo sviluppo e la composizione delle cellule del cervello. Nel ventunesimo secolo, il metodo di colorazione di Golgi ha continuato a informare la ricerca sul sistema nervoso, in particolare per quanto riguarda lo sviluppo embrionale.

Golgi iniziò a pubblicare ricerche sul sistema nervoso e sulla sua struttura cellulare tra il 1870 e il 1872, mentre lavorava nel laboratorio di Giulio Bizzozero presso l’Istituto di Patologia Generale dell’Università di Pavia. In seguito, Golgi divenne medico presso il Pio Luogo degli Incurabili di Abbiategrasso. Ha costruito un laboratorio nella cucina dell’ospedale, dove ha sviluppato una nuova tecnica per contenere tessuti neurali. Il metodo di colorazione del suo tempoinvolgeva la colorazione di un tessuto organico con carminio rosso o neroematossilina ed esponendolo a un reagente, come il bicromato di potassio o l’acido cromico, che induriva i singoli neuroni. Gli scienziatiquindi hanno isolato le singole cellule separandole al microscopicon aghi. Poiché i neuroni hanno una forma diversa dagli altricellule del corpo, gli scienziati spesso hanno rotto le proiezioni della cellula quando cercavano di separarle. Queste proiezioni includevano dendriti simili a ragnatele che ricevono impulsi neurali e li trasmettono al corpo cellulare, e l’assone lungo sull’altro lato del corpo cellulare che trasmette quegli impulsi.

I primi tentativi di Golgi di migliorare la colorazione implicavano l’infusione di cellule con vari metalli per visualizzare interi neuroni e altri tipi di tessuti. Dopo aver sperimentato l’esposizione delle cellule all’oro emercurio, Golgi usava nitrato d’argento. La macchia di nitrato d’argento gli ha permesso di vedere i neuroni nella loro interezza, trasformandoli in nero contro uno sfondo giallo pallido. Il colore nero dei neuroni macchiati lo ha portato a nominare la sua tecnica la reazione nera. Il processo di colorazione ha tinto dal cinque al dieci percento del campione di cellsper, consentendo a Golgi di vedere le singole strutture cellulari in mezzo a masse di tessuto nervoso.

I meccanismi della tecnica di colorazione del Golgi erano simili a quellidei suoi contemporanei. In primo luogo,per indurire il tessuto neurale morbido, Golgi ha immerso i campioni per un massimo di quarantacinque giorni in una soluzione di dicromato di potassio 2.5 percentpotassium. Successivamente, ha immerso i campioni in uno 0.5 a 1 per cento soluzione di nitrato d’argento per diverse quantità di tempo per tingere alcune delle cellule nero. Golgi ha quindi disidratato i campioni con l’alcol e li ha affettati a intervalli di 100 micron, l’equivalente dello spessore di un pezzo di carta, abbastanza largo da mantenere un neuronintact. Golgi poi risciacquato il tessuto in trementina e attaccato itto una diapositiva con clear gum damar per conservarlo. A quel punto, heviewed un campione sotto un microscopio.

Golgi pubblicò i risultati della sua procedura di colorazione in una carta del 1873 intitolata “Sulla Struttura della Sostanza Grigia del Cervello”. In Germania, Franz Boll pubblicò note del lavoro di Golgi su riviste tedesche, che diffusero notizie del lavoro di Golgi. Golgi continuò ad usare la sua tecnica di colorazione per esaminare i tessuti neurali, e in seguito accumulò la sua scoperta sulla Fina Anatomia degli Organi Centrali del Sistema Nervoso pubblicata nel 1885. Quell’anno, Eugen Bleuler, uno psichiatra in Svizzera, ha usato il metodo di colorazione di Golgi e ha presentato esemplari della corteccia cerebrale di coniglio alla Società Medica di Zurigo.

Nel 1880, Albert von Kölliker, un fisiologo in Svizzera,studiò lo sviluppo del cervello, le vie neuro-sensoriali e lo sviluppo degli organi interni nei mammiferi usando la tecnica della colorazione di Golgi. Imparò la tecnica sotto le istruzioni di Golgiin 1887, e pubblicò “Ueber Golgi’s Untersuchungen, den FeinerenBau des Centralen Nervensystems Betreffend” (Sugli studi di Golgi sulla struttura più fine del sistema nervoso centrale) più tardi quell’anno. Kölliker lodò la tecnica di colorazione di Golgi, portando piùcienziati ad adottarla.

Nel 1887, Santiago Ramón y Cajal in Spagna modificò la tecnica introducendo il nitrato d’argento nel tessuto in due assorbimenti più brevi,piuttosto che in un lungo ammollo. Questa alterazione ha migliorato il colore e la dettaglio della macchia. Ricercatori come Golgi e Ramón y Cajal usatirisultati da tali studi di colorazione per aiutare a sviluppare la neurondoctrina, che ha dichiarato che i neuroni erano cellule individuali che trasmettevano impulsi elettrici l’uno dall’altro. Questa teoria ha trasformato le teorie della struttura e della funzionalità del sistema nervoso. Gli scienziati hanno confermatola teoria usando la tecnica di colorazione del Golgi per mostrare le lacune, o sinapsi, tra i neuroni. Golgi e Ramón y Cajal hanno condiviso ilpremio Obel in Fisiologia o Medicina a nel 1906.

Nel 1917, Pío del Río Hortega adattò ulteriormente il metodo di Golgi fissando i tessuti con formalina, idrato di cloralio e cromato di potassio, che diminuì il tempo necessario per completare la colorazione. Nel ventunesimo secolo, i ricercatori hanno utilizzato il metodo di delRío Hortega per tingere cellule cerebrali non neuronali come neurogliae cellule del cervelletto. Dopo una pausa in popolarità fra le guerre di theWorld, la tecnica di colorazione di Golgi ha riguadagnato la popolarità in thelate 1930s con l’introduzione del microscopio elettronico.

Gli scienziati hanno utilizzato la tecnica di colorazione di Golgi per spiegare meglio la formazione dei neuroni, del cervello e dei percorsi sensoriali. Golgistaining ha anche aiutato gli scienziati a classificare gli organelli all’interno delle cellule,compresi gli organelli delle cellule muscolari che immagazzinano e trasportano il calcio,chiamati reticolo sarcoplasmatico, e gli organelli che modificano le proteine nelle cellule chiamate apparato del Golgi. La tecnica di colorazione del Golgi rimase un metodo primario di colorazionenel ventunesimo secolo.