Camillo Golgi: Der Mann, der Neuronen sichtbar machte

Am 16. Februar 1873 schrieb ein 29-jähriger italienischer Arzt aus einer umgebauten Küche in einem Krankenhaus für Unheilbare außerhalb Mailands an einen Freund, dass er "eine neue Reaktion gefunden habe, um selbst den Blinden die Struktur des interstitiellen Stromas der Hirnrinde zu demonstrieren". Er übertrieb nicht. Die Färbung, die Camillo Golgi gerade erfunden hatte, würde es dem menschlichen Auge zum ersten Mal ermöglichen, eine einzelne Nervenzelle als Ganzes zu sehen. Sie würde auch, in den Händen eines Spaniers, dazu verwendet werden, Golgi das Gegenteil dessen zu beweisen, was er gesehen hatte.

Pavia und eine ins Stocken geratene Karriere

Golgi wurde am 7. Juli 1843 in Corteno, einem Dorf bei Brescia, als Sohn des Arztes und Amtsarztes Alessandro Golgi geboren. Er trat 1860 in die Universität Pavia ein und erlangte 1865 seinen medizinischen Abschluss. Er absolvierte ein Praktikum am Krankenhaus San Matteo, diente kurzzeitig als Militärarzt und als Assistenzchirurg in Novara, während er Choleraausbrüche untersuchte. 1867 kehrte er zurück, um bei dem Kriminalanthropologen Cesare Lombroso zu studieren, und schrieb eine Arbeit über die Ursachen von Geisteskrankheiten. Ein einflussreicherer Lehrer war Giulio Bizzozero am Institut für Allgemeine Pathologie, dessen histologische Arbeiten die Richtung von Golgis Leben bestimmten. Golgi heiratete später Bizzozeros Nichte, Lina Aletti.

Um 1872 war er ein versierter Histopathologe ohne Aussicht auf eine Professur und ohne Geld. Er nahm eine Stelle als leitender Arzt am Pio Luogo degli Incurabili in Abbiategrasso an – eine Institution für chronisch Kranke, die beruflich eine Sackgasse darstellte. Er richtete die stillgelegte Küche des Krankenhauses als Labor ein. Innerhalb weniger Monate hatte er eine der entscheidenden Entdeckungen in der Geschichte der Biologie gemacht.

Die schwarze Reaktion

Die Methode war fast absurd einfach. Härten Sie das Gewebe in Kaliumdichromat; behandeln Sie es dann mit Silbernitrat. Es bildet sich ein Silberchromatniederschlag, der den Zellkörper, das Axon und die Dendriten tiefschwarz vor einem klaren gelben Grund färbt.

Ihr Genie lag in einem Defekt. Die Reaktion färbt nur einen kleinen und scheinbar zufälligen Bruchteil der Zellen in einem Präparat. Hätte sie alle gefärbt, wäre das Ergebnis ein unleserlicher schwarzer Schmierfleck gewesen; da sie nur wenige färbt, heben sich einzelne Neuronen vollständig hervor, mitsamt Verästelungen, wie ein einzelner Winterbaum vor einem Feld. Golgi veröffentlichte am 2. August 1873 in der Gazzetta Medica Italiana, und die bedeutenden Arbeiten folgten zwischen 1875 und 1885.

Die Entdeckungen kamen wie eine Flut. Erste klare Beschreibungen der Feinstruktur des Kleinhirns, des Hippocampus, des Rückenmarks und des Riechkolbens. Die kortikalen und striatalen Läsionen bei Chorea. 1878 das Golgi-Sehnenorgan, der sensorische Rezeptor, der die Spannung in einem Muskel misst, und die Golgi-Mazzoni-Körperchen, die Druck transduzieren. Eine Myelinfärbung unter Verwendung von Kaliumdichromat und Quecksilberchlorid. Die Nervenzellen des Kleinhirns werden immer noch als Golgi-Typ-I- und Typ-II-Zellen klassifiziert. Er kehrte 1875 an die Fakultät von Pavia zurück, hatte 1879 ein Jahr lang den Lehrstuhl für Anatomie in Siena inne und kehrte als ordentlicher Professor nach Pavia zurück, wo er 1881 die Allgemeine Pathologie übernahm und zweimal als Rektor diente.

Malaria und Nieren

Golgi war nicht nur ein Neurohistologe, und die Bandbreite ist ein Teil seines Arguments für ihn. Zwischen 1882 und 1889 arbeitete er an der Nierenfunktion, wurde der erste, der ein intaktes Nephron sezierte, und zeigte, dass die Henle-Schleife zum Glomerulus zurückkehrt, aus dem sie stammt.

Ab 1885 wandte er sich der Malaria zu und half, Laverans umstrittene Behauptung zu bestätigen, dass ein Protozoon sie verursache. Er unterschied das Tertian- vom Quartanfieber und verband sie mit verschiedenen Parasiten – den heutigen Plasmodium vivax und Plasmodium malariae – und stellte 1886 fest, dass der Fieberparoxysmus mit dem ungeschlechtlichen erythrozytären Zyklus zusammenfällt, eine Synchronie, die noch heute als Golgi-Zyklus bekannt ist. Mit Ettore Marchiafava unterschied er benigne von maligner Malaria tertiana; 1898 gehörte er zu der Gruppe mit Grassi, Bignami, Bastianelli und Celli, die Anopheles-Mücken als Vektor bestätigten.

1898 wandte er eine modifizierte schwarze Reaktion mit Osmium auf Purkinje-Zellen aus dem Kleinhirn einer Waldohreule an und fand ein fadenförmiges Netzwerk innerhalb der Zelle, das er apparato reticolare interno nannte. Die meisten seiner Zeitgenossen taten es als Färbeartefakt ab – ihre Mikroskope konnten es nicht auflösen – und bis in die 1930er Jahre wurde die Beschreibung weitgehend abgelehnt. Die Elektronenmikroskopie rechtfertigte ihn etwa fünfzig Jahre später. Es ist der Golgi-Apparat, und er steht in jedem Biologielehrbuch der Welt.

Der Streit

Santiago Ramón y Cajal nahm Golgis Färbung und zog daraus den gegenteiligen Schluss. Golgi hielt an der retikulären Theorie fest, die von Gerlachs Idee eines protoplasmatischen Netzwerks von 1871 geerbt war: das Gehirn als ein kontinuierliches Netz verschmolzener Fasern. Cajal argumentierte für die Neuronenlehre – dass das Nervensystem aus diskreten Zellen besteht, die aneinandergrenzen, aber nicht kontinuierlich sind. Cajal hatte recht.

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1906 ging gemeinsam an beide Männer, "in Anerkennung ihrer Arbeit über die Struktur des Nervensystems". In Stockholm lobte Cajal Golgi. Golgi erwiderte dies nicht; seine Nobelvorlesung verteidigte das Retikulum und beschrieb die Kleinhirnrinde als ein Geflecht aus verzweigten und anastomosierenden Fortsätzen, obwohl seine eigenen Arbeiten von 1873–85 axonale Verbindungen als unabhängig dargestellt hatten. Die beiden Männer gingen, wie sie gekommen waren, ohne miteinander zu sprechen.

Warum Camillo ein Genie genannt wird

Die Eigenschaft, die man bei Golgi nennen muss, ist die erfinderische Technik – die Fähigkeit, die Natur mit chemischen Mitteln lesbar zu machen, was eine andere und seltenere Gabe ist als die Fähigkeit, das zu interpretieren, was lesbar wird. Niemand sagte ihm, dass Dichromat gefolgt von Silbernitrat etwas Nützliches bewirken würde; er arbeitete allein, in einer Krankenhausküche, in einer Position, die seine akademischen Aussichten effektiv beendet hatte. Die Reaktion, die er fand, war das notwendige Instrument für im Wesentlichen die gesamte moderne Neurowissenschaft, und er nutzte sie dann selbst, um ein Jahrzehnt lang erste Beschreibungen – Kleinhirn, Hippocampus, Rückenmark, Sehnenorgan – zu liefern, bevor er dieselbe methodische Geduld auf Malaria und Nieren anwandte und dauerhafte Ergebnisse in beidem erzielte.

Das Gegenargument ist ungewöhnlich sauber, weil er das zentrale Argument seines Fachgebiets verlor. Cajal sah mit Golgis eigener Färbung die Wahrheit, die Golgi nicht akzeptieren konnte, und Golgi ging zu seiner Nobelpreisverleihung und verteidigte immer noch ein Retikulum, das es nicht gibt. Er ist das stehende Beispiel für einen Wissenschaftler, dessen Methode seine Interpretation übertraf. Es gibt eine kompensatorische Ironie: Das Organell, von dem fast jeder sagte, es sei ein Artefakt, erwies sich als real, und es trägt seinen Namen in jeder Zelle im Körper des Lesers. Er hatte dort unrecht, wo er am sichersten war, und recht dort, wo man am meisten an ihm zweifelte. Was nie in Frage stand, war die Hand.

Vermächtnis

1900 von König Umberto I. zum Senator ernannt, mit Ehrendoktorwürden aus Cambridge, Genf, Athen, Kristiania und der Sorbonne geehrt, leitete Golgi während des Ersten Weltkriegs das Militärkrankenhaus am Collegio Borromeo in Pavia, trat 1918 in den Ruhestand und arbeitete bis 1923 privat in seinem Labor. Er starb am 21. Januar 1926 im Alter von 82 Jahren in Pavia und liegt unter einer Granitplatte mit einem Bronzemedaillon auf dem Monumentalfriedhof der Stadt. Ein Mondkrater, ein Kleinplanet, ein Enzym und ein Organell tragen seinen Namen.