Johann Nathanael Lieberkühn: Il costruttore di strumenti che illuminò l'intestino

Johann Nathanael Lieberkühn trasformò i suoi telescopi in microscopi e i suoi specchi in fonti di luce, per poi puntare l'intero marchingegno verso un pezzo di intestino umano che nessuno aveva mai realmente osservato prima. Morì a quarantacinque anni dopo aver trascorso appena una quindicina d'anni come scienziato attivo, ma lasciò uno strumento così efficace che i contemporanei lo chiamarono "vetro meraviglioso", e una serie di strutture intestinali che portano ancora il suo nome in ogni libro di anatomia stampato oggi.

Il figlio di un orafo distolto dalla teologia

Lieberkühn nacque a Berlino il 5 settembre 1711, figlio di un orafo. Suo padre voleva che diventasse teologo, e Lieberkühn si iscrisse diligentemente a studiare teologia all'università di Jena. Non funzionò. Si orientò verso la matematica, la fisica e la filosofia pur essendo nominalmente uno studente di teologia, e questa deriva divenne infine un completo cambio di direzione verso la medicina. Nel 1739 si trasferì all'Università di Leida nei Paesi Bassi, allora centro della formazione medica europea, e vi ottenne la laurea in medicina. Da Leida viaggiò a Londra e Parigi per vedere in prima persona gli ultimi lavori medici e scientifici prima di tornare a casa.

Costruire gli strumenti prima di fare la scoperta

Ancora prima di aver terminato la formazione come medico, Lieberkühn era già un abile costruttore di strumenti, e questa abilità si rivelò la chiave della sua carriera scientifica. Nel 1738 inventò quello che divenne noto come il riflettore di Lieberkühn: uno specchio concavo montato attorno alla lente obiettivo di un microscopio che reindirizzava la luce su un campione opaco dal davanti, migliorando drasticamente l'illuminazione dei tessuti che non trasmettevano luce propria. Due anni dopo sviluppò l'idea con un microscopio solare, utilizzando la luce solare e il suo sistema di riflettori insieme per ottenere un livello di risoluzione sui tessuti anatomici che i microscopisti precedenti non riuscivano semplicemente a gestire. I contemporanei soprannominarono i suoi strumenti "vetri meravigliosi". Si sostenne in parte producendo e vendendo questi strumenti matematici e ottici, il che significò che la sua scienza e la sua attività commerciale furono, per gran parte della sua carriera, la stessa attività.

Lieberkühn si stabilì di nuovo a Berlino intorno al 1740, fu ammesso al Collegium Medico-Chirurgicum e vi lavorò come professore e medico praticante continuando la sua attività di costruttore di strumenti e la ricerca anatomica. La sua posizione scientifica crebbe rapidamente: fu eletto membro dell'Accademia delle Scienze di Berlino nel 1735, membro dell'Accademia Imperiale delle Scienze Naturali di Erfurt, membro della Royal Society di Londra nel 1740 e, nel 1755, l'anno prima della sua morte, membro straniero della Reale Accademia Svedese delle Scienze.

Vedere le cripte

Il risultato scientifico definitivo di Lieberkühn fu pubblicato nel 1745 come De fabrica et actione villorum intestinorum tenuium hominis — "Sulla struttura e l'azione dei villi dell'intestino tenue umano". Utilizzando i suoi microscopi solari e dotati di riflettore, e senza alcuna delle tecniche di colorazione istologica che sarebbero state sviluppate solo un secolo dopo, esaminò il rivestimento dell'intestino tenue abbastanza da vicino da identificare piccole ghiandole tubolari che si aprivano alla base dei villi intestinali — le minuscole proiezioni a forma di dito che rivestono l'intestino e assorbono i nutrienti. Quelle ghiandole, ora note come cripte di Lieberkühn, secernono fluido digestivo e costituiscono una delle unità strutturali di base del tessuto intestinale; sono ancora descritte con quel nome nella gastroenterologia e nell'istologia moderne. Lieberkühn andò oltre il semplice avvistamento delle ghiandole: elaborò l'architettura vascolare circostante, mappando come i vasi sanguigni fossero disposti in relazione a ciascun villo, e dedusse che le ghiandole che aveva trovato secernessero sostanze digestive nell'intestino — un'affermazione funzionale costruita direttamente su ciò che poteva effettivamente vedere sotto i suoi strumenti, in un momento in cui quasi nessun tessuto del corpo era stato esaminato a quel livello di risoluzione.

Sostenne il lavoro anatomico con un'abilità tecnica distinta: la preparazione di campioni anatomici durevoli iniettando fluidi a base di cera nei vasi sanguigni e nelle cavità corporee per fissarne la forma per l'esposizione e lo studio successivo. Queste preparazioni furono considerate capolavori tecnici fino a gran parte del XIX secolo — una grande collezione di oltre quattrocento dei suoi campioni vascolari finì in mostra in Russia, associata all'Accademia Medica Militare Russa, molto tempo dopo la sua morte.

Perché Johann è chiamato genio

Il caso di Lieberkühn come genio è insolitamente concreto, perché può essere ricondotto a uno specifico collo di bottiglia tecnico che egli risolse personalmente. La microscopia del XVIII secolo era limitata meno dalla qualità delle lenti che dall'illuminazione — il tessuto animale opaco semplicemente non poteva essere illuminato abbastanza bene da rivelarne la struttura più fine. Lieberkühn diagnosticò quel problema con precisione e costruì il sistema di riflettore e microscopio solare che lo risolse, poi utilizzò immediatamente la sua invenzione per fare una vera scoperta anatomica che nessun altro aveva risolto. Quella combinazione — riconoscere una limitazione strumentale, progettare una soluzione per essa e poi applicare quella soluzione per rispondere a una vera domanda biologica — è un tipo di brillantezza più stretto e verificabile rispetto a una visione teorica generale, ed è ben documentata nel suo lavoro pubblicato e nei suoi progetti di strumenti.

Il controargomento onesto è che Lieberkühn non era un teorico. Non propose alcun nuovo ampio modello di digestione o fisiologia; il suo contributo fu una scoperta strutturale precisa più lo strumento che la rese possibile, non un riordino di come gli anatomisti comprendessero il corpo. Morì anche giovane, a quarantacinque anni, con appena quindici anni di lavoro scientifico attivo alle spalle, il che limitò quanto lontano potesse estendersi il suo programma. È compreso più accuratamente come un eccezionale costruttore di strumenti e anatomista osservativo — qualcuno il cui genio risiedeva nel progettare occhi migliori per la scienza piuttosto che in grandi teorie — e questo è precisamente il tipo di contributo che gli storici della microscopia gli riconoscono oggi.

Eredità

Lieberkühn morì a Berlino il 7 ottobre 1756. Il suo nome sopravvive nelle cripte di Lieberkühn, un termine usato in anatomia e patologia ovunque vengano descritti l'intestino tenue e crasso, e nel "riflettore di Lieberkühn", ancora riconosciuto nella storia della strumentazione ottica come un vero progresso nel modo in cui gli scienziati illuminavano il mondo microscopico prima che esistessero tecniche di colorazione per fare il lavoro al posto loro.