Camillo Golgi

Camillo Golgi (1843 1926), İtalyan bir hekim ve bilim insanı olarak sinir sisteminin yapısına ilişkin öncü keşifler yapmış ve modern nörobilimin temellerine katkı sağlamıştır. Özellikle 1873 yılında geliştirdiği siyah reaksiyon (Golgi yöntemi) adlı sinir doku boyama tekniği ve sinir hücreleri üzerine çalışmaları sayesinde 1906 da Santiago Ramón y Cajal ile birlikte Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü nü kazanmıştır. Golgi nin çalışmaları, yalnız kendi keşifleriyle sınırlı kalmayıp çağdaşları ile bilimsel tartışmaları, dönemin hücre kuramının gelişimi ve gelecekteki nörobilim araştırmalarına etkileri açısından da büyük önem taşır. Bu makalede, Dr. Camillo Golgi'nin hayatı, kariyeri, sinir sistemi ve hastalıklar üzerine yaptığı çalışmalar ayrıntılı bir şekilde ele alınacaktır.

Dr. Camillo Golgi'nin Hayatı ve Kariyeri

Camillo Golgi, 7 Temmuz 1843'te İtalya'nın Corteno köyünde doğdu. Babası Alessandro Golgi, Pavia kökenli bir doktor ve bölge sağlık görevlisiydi. Golgi, 1860 yılında Pavia Üniversitesi'nde tıp eğitimine başladı ve 1865 yılında tıp diplomasını aldı. Cesare Lombroso ve Giulio Bizzozero gibi önemli bilim insanlarından eğitim aldı. Lombroso'nun özellikle akıl hastalıkları, deha ve suçluluk gibi konulara odaklanan çalışmaları, Golgi'nin araştırma alanına ilgi duymasında etkili olmuştur. Bizzozero'nun ise Golgi'nin bilimsel araştırma yöntemlerini büyük ölçüde etkilediği belirtilmektedir.

Golgi, mezuniyetinin ardından San Matteo Hastanesi'nde staj yaptı. Kısa bir süre İtalyan Ordusu'nda sivil doktor ve Novara Hastanesi'nde yardımcı cerrah olarak çalıştı. Ayrıca Pavia çevresindeki köylerde kolera salgınının araştırılmasında görev aldı. 1867'de Lombroso gözetiminde akademik çalışmalarına devam etti ve 1868'de akıl hastalıklarının etiyolojisi üzerine bir tez yazarak tıp doktoru unvanını aldı.

Maddi zorluklar nedeniyle 1872'de Abbiategrasso'daki Kronik Hastalar Hastanesi'nde Başhekim olarak göreve başladı. Hastanenin mutfağını basit bir laboratuvara dönüştürdü ve burada sinir dokusu için yeni bir boyama tekniği arayışına girdi. Bu süreçte, 1873 yılında "siyah reaksiyon" olarak adlandırdığı sinir dokusu boyama tekniğini geliştirdi.

Golgi, 1875 yılında Siena Üniversitesi'nde anatomi profesörü olarak atandı. Bir yıl sonra Pavia Üniversitesi'nde histoloji profesörü oldu ve 1879'da genel patoloji profesörlüğüne yükseldi. Pavia Üniversitesi'nde uzun yıllar rektörlük yaptı ve İtalya Krallığı Senatosu'na seçildi. Ayrıca Pavia Bölgesi Sieroterapik-Aşı Enstitüsü'nü kurdu ve yönetti. Birinci Dünya Savaşı sırasında Pavia'da bir Askeri Hastane'nin sorumluluğunu üstlendi ve burada periferik sinir lezyonlarının incelenmesi ve tedavisi ile yaralıların rehabilitasyonu için bir nöropatolojik ve mekanoterapötik merkez kurdu. Golgi, 1877'de Lina Aletti ile evlendi.

Golgi'nin Nobel Ödülüne Neden Olan Keşifleri

Siyah Reaksiyon (Golgi Boyama Yöntemi)

Golgi nin en meşhur keşfi, 1873 te sinir dokusunu incelemek için geliştirdiği siyah reaksiyon tekniğidir. Bu yöntemde taze sinir dokusu potasyum dikromat ile sertleştirilip ardından gümüş nitrat ile işleme tabi tutulur; sonuçta az sayıda nöron rastlantısal olarak tamamen siyah renkte boyanır. Golgi nin kısa bir not olarak yayınladığı ilk bulgularında ( Beyin gri maddesinin yapısı üzerine , 1873), bu metal emprenye tekniği ile sinir dokusunun elemanlarını tüm dallanmalarıyla görebildiğini bildirmiştir. La reazione nera ( kara reaksiyon ) adı verilen bu yenilikçi boyama yöntemi, bir sinir hücresi gövdesini ve tüm uzantılarını (akson ve dendritleri) ilk defa net bir şekilde görünür hale getirmiştir. O güne dek mevcut hiçbir histolojik boyama, nöronların ince ve saydam uzantılarını göstermeyi başaramamıştı; Golgi nin siyah reaksiyonu ise karmaşık sinir ağı içinde bireysel nöronları tüm dallarıyla ortaya çıkararak beyin dokusunun temel mimarisini aydınlatmıştır.

Golgi yöntemiyle elde edilen görüntüler, sinir sisteminin yapısının anlaşılmasında devrim yaratmıştır. Örneğin, Golgi bu teknikle beyincikteki Purkinje hücrelerinin büyük ve dallı dendritik ağaçlarını ilk kez eksiksiz çizebilmiştir. Öncesinde klasik boyalarla (Nissl boyası gibi) yapılan kesitlerde sadece hücre gövdeleri seçilebiliyor, dallanan uzantılar belirsiz kalıyordu; Golgi boyası ise Purkinje hücresinin tüm dallanmasını ve diğer nöronlarla bağlantılarını gözler önüne serdi. Bu sayede, örneğin beyincik korteksinin organizasyonu ve işlevi hakkında önemli ipuçları elde edildi: Granül hücrelerinden çıkan ve paralel lifler olarak uzanan aksonların, Purkinje hücrelerinin yaygın dendritleriyle yüz binlerce temas yaptığı anlaşıldı. Benzer şekilde Golgi tekniği, beyin ve omuriliğin diğer bölgelerinde de nöronal yapıların çözülmesine imkân verdi. Bu yöntem hala günümüzde de kullanılmaktadır ve geliştirildiği günden bu yana Golgi boyası adıyla anılmaktadır.

Golgi, 1870 lerin sonunda ve 1880 lerde siyah reaksiyonla merkezi sinir sisteminin ayrıntılı haritasını çıkarmaya devam etti. 1875 te köpek koku soğanı (olfaktör bulb) kesitlerini boyayarak çizdiği ilk sinir hücresi görsellerini yayımladı; 1885 te ise çeşitli beyin bölgelerinin ince yapısını anlatan bir monografi yayımladı. Bu çalışmalarda beyin kabuğu, hipokampus, omurilik gibi pek çok yapının nöronal örgütlenmesini ortaya koyan zarif çizimler yer aldı.

Golgi nin sinir sistemine ilişkin diğer önemli keşifleri de bu boyama tekniğine dayanır. Glia hücrelerinin morfolojik özelliklerini ve bunların kan damarlarıyla ilişkilerini ilk tanımlayanlardan biri Golgi dir; boyası sayesinde glia (destek hücreleri) da görünür hale gelmiş ve beyindeki konumları anlaşılmıştır. Ayrıca Golgi, nöronların iki temel tipini tanımlamıştır: Uzun aksonlu ve uzak bölgeleri bağlayan Golgi Tip I nöronlar (bugün projeksiyon nöronları denir) ile kısa aksonlu, yerel devre yapan Golgi Tip II nöronlar (günümüzde internöron veya yerel devre nöronu olarak bilinir). Örneğin beynin korteksinde veya beyincikte görülen küçük internöronlar Golgi Tip II olarak anılırken, omurilikten kasa uzanan motor nöronlar Tip I sınıfındadır. Bu sınıflandırma, sinir sisteminin işlevsel organizasyonunu anlamada temel bir kavram olarak günümüzde de geçerlidir.

Retiküler Teori ve Nöron Doktrini

Golgi nin sinir hücreleri arasındaki bağlantılara ilişkin yorumları ise kendi tekniğinin açtığı pencereye rağmen dönemin tartışmalarını yansıtır. 19. yüzyılın ortalarında ortaya konan hücre kuramı, tüm canlı dokular gibi sinir sisteminin de ayrı ayrı hücrelerden (nöronlardan) oluştuğunu öngörüyordu. Fakat Golgi, boyasıyla gözlemlediği dallanmış sinir liflerinin birbirine çok yakın ve karmaşık biçimde ağ oluşturduğunu görünce, beynin bir istisna olabileceğini düşündü. Retiküler teori olarak bilinen görüşü savunarak, sinir sisteminin ayrı hücrelerden değil sitoplazmik olarak birbirine kaynaşmış sürekli bir ağdan (sinsityum) oluştuğunu ileri sürdü; sinir impulslarının da bu kesintisiz ağ boyunca yayılabileceğini varsaydı. O dönemde Alman anatomist Gerlach gibi bazı bilim insanları da benzer bir ağ görüşünü destekliyordu. Ancak diğer tarafta, Wilhelm Waldeyer in 1891 de nöron terimini ortaya atmasıyla ivme kazanan nöron doktrini, sinir sisteminin birbirine temas eden ama ayrı hücrelerden oluştuğunu savunuyordu. İlginçtir ki, Golgi nin icat ettiği siyah reaksiyon tekniği bu doktrinin en güçlü kanıtlarını sağlamış; Santiago Ramón y Cajal başta olmak üzere pek çok araştırmacı Golgi boyasını kullanarak nöronların ayrı yapılar olduğunu gösteren bulgular elde etmişlerdir. Cajal, 1888 den itibaren Golgi yöntemini geliştirip mükemmelleştirerek sinir hücrelerinin bağlantı yapmadan aralıklarla (daha sonra sinaps kavramı ortaya atılacaktır) iletişim kurduğunu sergilemiştir.

Golgi ise kendi gözlemlerini farklı yorumlayarak hayatı boyunca retiküler teoriyi savunmaya devam etti. 1906 da Nobel Ödülü nü paylaşmak üzere Stockholm de buluştuklarında bile Golgi, Nobel konuşmasında bu sürekli ağ teorisini savundu; Cajal ise ayrı hücre fikrini vurgulayarak aynı ödül töreninde tam tersini dile getirdi. Sonuçta bilim çevrelerinde Cajal ın nöron kuramı doğru kabul edildi, fakat Golgi nin yöntemi sayesinde yapılabilen bu keşifler her iki bilim insanını da Nobel e taşıdı. Nobel Komitesi üyesi İsveçli anatomi profesörü Gustaf Retzius un ifadeleriyle:

Golgi, sinir sisteminin sırlarla dolu binasının kapısını açacak anahtarı sağladı; fakat bu anahtarı nasıl kullanacağımızı bize öğreten Cajal oldu.

Diğer Önemli Keşifleri

Golgi nin Nobel Ödülü ne layık görülmesinde siyah reaksiyonun keşfi ve sinir sisteminin yapısına dair yaptığı tüm bu öncü çalışmalar belirleyici olmuştur. 1906 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü, sinir sistemi yapısının ortaya konulmasına ilişkin çalışmaları nedeniyle Camillo Golgi ve Santiago Ramón y Cajal a ortak olarak verilmiştir. Böylece, sinir hücresinin yapısı ve organizasyonuna dair o dönem yürütülen en önemli araştırmalar birlikte onurlandırılmıştır.

Bunun yanında Golgi, sinir sistemi dışındaki alanlarda da önemli keşiflere imza atmıştır. Golgi aygıtı (Golgi cisimciği) adıyla bilinen hücre içi organeli 1897 de sinir hücrelerini incelerken fark etmiş ve 1898 de iç ağsı aygıt olarak bilim dünyasına sunmuştur. Golgi, sinir hücrelerinin sitoplazmasında çekirdekten bağımsız bir ağsı yapının varlığını gösteren ilk kişi olmuştur. Sonradan kendi ismiyle anılan bu organel, hücre biyolojisinde proteinlerin hücre içinde ayrıştırılıp taşınmasında kilit rol oynayan Golgi aygıtıdır. İlk başta bazı bilim insanları bunun sadece bir boyama artifaktı olduğunu düşünerek varlığına inanmadıysa da, 1950 lerde elektron mikroskobunun gelişmesiyle Golgi aygıtının gerçekliği kesin olarak kanıtlanmıştır. Günümüzde Golgi kompleksi adı da verilen bu organel, hücre biliminde temel bir kavram olup Golgi nin adını ölümsüzleştiren keşiflerden biridir. Nitekim 1998 yılında bu buluşun 100. yılı, çeşitli bilimsel dergiler ve toplantılarda kutlanmış; bu organelin keşfi sayesinde Golgi, hücresel ve moleküler biyoloji literatüründe en çok atıf alan bilim insanlarından biri haline gelmiştir.

İlgilendiği Hastalıklar ve Tıpta Araştırmaları

Camillo Golgi, bir hekim ve patoloji uzmanı olarak çeşitli hastalıkların mekanizmalarını da incelemiş, özellikle enfeksiyon hastalıkları ve sinir sistemi patolojileri üzerine çalışmalarda bulunmuştur. Bu kapsamda sıtma (malarya) hastalığına dair araştırmaları, kendi adıyla anılan boyama yönteminden sonra en önemli katkılarından birini oluşturur. Ayrıca klinik ve deneysel çalışmaları sırasında menenjit gibi nörolojik enfeksiyonlar ile o dönemde tanımlanmaya başlayan bazı dejeneratif sinir hastalıklarına da ilgi göstermiştir.

Sıtma (Malarya) Araştırmaları

Golgi, 1880 lerin ortalarında İtalya da yaygın ve önemli bir halk sağlığı sorunu olan sıtma hastalığının etiyolojisini aydınlatmak üzere kapsamlı çalışmalar yürütmüştür. Fransız doktor Alphonse Laveran, 1880 de sıtmaya mikroskobik bir parazitin (Plasmodium) neden olduğunu keşfetmişti; ancak bilim camiası bu fikre başlangıçta şüpheyle yaklaşıyordu. Bu noktada Golgi nin çalışmaları belirleyici oldu: Golgi, Plasmodium parazitinin insan alyuvarları içindeki yaşam döngüsünü eksiksiz olarak tanımlayan ilk araştırmacılardandır. 1885 ten itibaren sıtma hastasının kan örneklerini düzenli aralıklarla inceleyerek parazitin gelişim evrelerini gözlemledi; sonuçta sıtma nöbetlerindeki periyodik ateş yükselmelerinin, parazitin kan hücreleri içinde bölünüp çoğaldıktan sonra aynı anda patlayarak kana yayılmasına denk düştüğünü ortaya koydu. Bu bulgu, sıtma ateşinin sebebinin parazitin eşeysiz üreme döngüsü (eritrositik siklus) olduğunu gösteriyordu.

Golgi ayrıca farklı sıtma tiplerini ayırt ederek, üç günlük (tertian) sıtma ve dört günlük (quartan) sıtmanın farklı Plasmodium türlerinden kaynaklandığını belirledi üç günlük ateş döngüsünün P. vivax (iyi huylu tertian) veya P. falciparum (habis tertian) tarafından, dört günlük döngünün ise P. malariae tarafından yapıldığını ortaya koydu. Bu keşifler, sıtmanın teşhis ve sınıflandırılmasında çığır açıcı olmuştur. Golgi aynı zamanda sıtmanın tedavisi için kinin uygulamasının etkinliğini de araştırmış; kininin uygun zamanlamayla verilerek parazit çoğalmasının engellenebileceğini göstermeye çalışmıştır. 1898 yılına gelindiğinde Golgi, Giovanni Battista Grassi ve meslektaşları (Bignami, Bastianelli, Celli ve Marchiafava) ile birlikte, sıtmanın Anopheles cinsi sivrisinekler aracılığıyla insana bulaştığını deneysel olarak teyit eden çalışmalar yapmıştır. Bu buluş, Ronald Ross un İngiltere de yaptığı benzer keşifle (1897) eş zamanlı olarak, sıtmanın tam yaşam döngüsünün (insan ve sivrisinek konaklarını içeren) anlaşılmasını sağlamıştır.

Nörolojik ve Nörodejeneratif Hastalıklar

Golgi nin ilgi alanına giren bir diğer konu, sinir sistemini tutan hastalıkların patolojisiydi. Kariyerinin başlarında ünlü psikiyatrist Cesare Lombroso nun etkisiyle akıl hastalıklarının nedenleri üzerine çalışmalar yapan Golgi, 1868 de bu konuda bir tıp tezi yazmıştır. Akıl hastalıklarının biyolojik temellerine dair erken bir ilgi göstermesi, onun beyin patolojisine yönelmesinde etkili olmuştur. Nitekim Pavia Üniversitesi nde Patoloji Enstitüsü nde görev yaparken menenjit (beyin zarı iltihabı), kuduz ensefaliti ve diğer nörolojik hastalıklardan ölen hastaların beyin dokularını incelemiş, bu hastalıklardaki mikroskobik değişiklikleri anlamaya çalışmıştır. Golgi nin döneminde, örneğin menenjitin mikrobiyolojik etkeni henüz yeni bulunmuştu (1887 de Anton Weichselbaum menenjit etkeni meningokoku tanımlamıştı). Golgi, menenjitli hastaların beyinlerinde iltihabi hücre birikimleri ve damar değişikliklerini saptayarak, enfeksiyonun sinir sistemi üzerindeki etkilerini dokusal düzeyde tanımlamıştır.

Golgi laboratuvarında yapılan bazı çalışmalar da sinir sistemini etkileyen enfeksiyon hastalıklarına ışık tutmuştur. Özellikle öğrencisi Adelchi Negri, kuduz hastalığı üzerine çalışırken 1903 te kuduz virüsüne özgü intranöronal inklüzyon cisimciklerini keşfetmiştir. Bu beyin hücrelerindeki küçük cisimcikler, bugün Negri cisimciği olarak anılır ve kuduz enfeksiyonunun histopatolojik tanısında belirleyicidir. Negri nin bu buluşu, Golgi nin Pavia daki laboratuvarında gerçekleşmiş olup Golgi nin danışmanlığında yapılmıştır.

Golgi nin yaşadığı dönemde Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklar yeni tanınmaya başlanmıştı. James Parkinson 1817 de titrek felç hastalığını tanımlamış olsa da, Parkinson hastalığının beyindeki spesifik değişiklikleri 20. yüzyılın başlarında anlaşılmıştır. Alois Alzheimer, 1906 yılında özel bir bunama vakasının beyin dokusunu inceleyerek daha sonra kendi adıyla anılacak Alzheimer hastalığını tanımlamıştır. Golgi bu gelişmeleri yakından takip etmiş, sinir hücrelerinin dejenerasyonuna ilişkin bulguların kendi yöntemiyle de incelenebileceğini öngörmüştür. Nitekim Alzheimer, hastasının beynindeki anormal protein birikimlerini ve nöron dejenerasyonunu saptarken gümüş boyama tekniklerinden faydalanmıştır bu tekniklerin geliştirilmesinde Golgi nin yöntemi ve Cajal ın modifikasyonları öncül rol oynamıştır. Golgi nin kendisi bu hastalıklar üzerinde birebir araştırma yapmamış olsa da, sinir sistemini hücresel düzeyde inceleme yaklaşımı, dejeneratif hastalıkların mekanizmalarının çözülmesinde temel oluşturmuştur.

Golgi'nin Çağdaşları ve Bilimsel İlişkileri

Camillo Golgi, döneminin birçok önemli bilim insanıyla etkileşim halinde olmuş, bazılarıyla işbirliği bazılarıyla da fikir ayrılığı yaşamıştır. Bu çağdaşlar arasında en dikkat çekeni kuşkusuz İspanyol nöroanatomist Santiago Ramón y Cajal dır. Ayrıca Alman hekim Paul Ehrlich, Golgi nin dönemdaşı olup farklı alanlarda çalışsa da sinirbilime dolaylı katkıları nedeniyle anılmaya değerdir. Golgi nin İtalya daki meslektaşları ve öğrencileri de (Giulio Bizzozero, Cesare Lombroso, Adelchi Negri gibi) onun bilimsel çevresini oluşturmuştur.

Santiago Ramón y Cajal (1852 1934): Cajal, Golgi nin boyama yöntemini devralıp geliştirerek sinir sisteminin hücresel yapısını ortaya koyan ve nöron doktrini ni kanıtlayan bilim insanıdır. İkili ilk başta birbirlerini mektuplar ve yayınlar yoluyla tanıdı. Cajal, 1887 de Golgi nin çalışmalarını öğrendiğinde küçük bir laboratuvarda kendi hazırladığı Golgi boyası kesitlerle kapsamlı çizimler yapmaya başladı. 1889 da Berlin de uluslararası bir konferansta Cajal ın hazırladığı muhteşem nöron çizimleri büyük ilgi çekti; Golgi nin tekniğini kullanarak sinir sisteminin her köşesinden örnekler sunan Cajal, kısa sürede bu alanda otorite haline geldi. Golgi, Cajal ın sonuçlarını tamamen reddetmese de kendi yorumunu sürdürdü ve ikili arasında mesafeli bir rekabet oluştu. 1906 Nobel Ödülü nü paylaşmaları, bu rekabetin doruk noktası oldu. Stockholm de Nobel töreninde aynı sahneyi paylaşan Golgi ve Cajal, Nobel konferanslarında zıt görüşlerini dile getirdiler: Golgi, retiküler teoriyi savunurken Cajal nöron teorisini doğrulayan bulguları anlattı. Bu olay, bilim tarihinde ünlü bir anekdot haline gelmiştir.

Paul Ehrlich (1854 1915): Golgi ile çağdaş bir Alman hekim olan Paul Ehrlich, esasen immünoloji ve kemoterapi alanındaki çalışmalarıyla 1908 Nobel Ödülü nü kazanmıştır. Ancak Ehrlich, gençlik yıllarında histoloji ve nöroloji ile de ilgilenmiş, özellikle doku boyama teknikleri konusunda öncü çalışmalar yapmıştır. 1880 lerin başında Ehrlich, metilen mavisi adlı boyayı sinir dokusuna uygulayarak mavi boyama yöntemini geliştirdi. Bu yöntem, sinir hücrelerinin incelenmesine katkı sağlamıştır.

Giulio Bizzozero ve Cesare Lombroso: Pavia da Patoloji Enstitüsü direktörü olan Giulio Bizzozero, Golgi yi araştırmaya teşvik eden kişidir. Cesare Lombroso ise Golgi nin tıp öğrenciliği yıllarında yanında vakit geçirdiği ünlü bir psikiyatrist ve antropologdur.

Bilim Dünyasına Etkileri ve Mirası

Camillo Golgi nin bilimsel mirası, günümüz nörobilim ve tıp alanlarında halen hissedilmektedir. Yaptığı keşifler ve geliştirdiği teknikler, aradan geçen yüzyıla rağmen önemini korumuş; ismi çeşitli yapılar ve kavramlarla özdeşleşmiştir.

• Nörobilim tekniklerine katkı ve devamlılık: Golgi nin siyah reaksiyon boyama yöntemi, halen modern sinirbilimde kullanılan bir tekniktir.
• Hücre biyolojisine katkı (Golgi aygıtı): Golgi nin adı, hücre biyolojisinin temel konseptlerinden biri olan Golgi aygıtı ile de anılır.
• Eponim yapılar ve kavramlar: Golgi nin adı, bilim literatüründe birçok yapı ve kavramda yaşamaktadır. Bunlardan bazıları: Golgi hücresi, Golgi Tip I/II nöron, Golgi tendon organı, Golgi refleksi.
• Nörobilim eğitimine ve araştırma kültürüne katkıları: Pavia Üniversitesi nde kurduğu patoloji ve histoloji laboratuvarı, 19. yy sonlarında uluslararası bir merkez haline geldi.

Sonuç

Sonuç olarak, Camillo Golgi hem kendi dönemi için bir kilit taşı hem de gelecek nesiller için tükenmez bir ilham kaynağı olarak hatırlanacaktır.