Fra tidlig barndom Joseph Lister viste en veslevoksen talent for observasjon og tegning, godt illustrert ved hans tegning av disseksjoner og osteologi.1 hans far, Joseph Jackson Lister, var en dyktig mikroskopist som utviklet den akromatiske linse, som ga det store tekniske fremskrittet for den fremtidige utviklingen av bakteriologi, og som han ble Valgt Til Medlem Av Royal Society i 1832. Lister senior ga sin sønn med utmerket teknologi og oppmuntret ham til å utvikle ferdigheter i mikroskopi som skulle drive mye av hans tidlige arbeid i eksperimentell fysiologi samt hans senere kliniske studier på sepsis og antisepsis. I tillegg til sin far skulle To Av Listers lærere ved University College London ha stor innflytelse på hans fremtidige karriere: Thomas Wharton Jones, Professor I Oftalmisk Medisin og Kirurgi, Og William Sharpey, Professor I Anatomi og Fysiologi.Wharton Jones hadde studert sirkulasjonen og effektene av betennelse ved å bruke det gjennomsiktige vevet av froskbaner og flaggermusvinger for sine mikroskopiske observasjoner på perifere blodkar, 2 arbeid som ble rapportert på klart og kortfattet språk og ga en modell for Listers senere undersøkelser av blodstrøm og betennelse.3 Sharpey,en av grunnleggerne av moderne fysiologi I Storbritannia, 4 var muligens mer innflytelsesrik på den unge Lister, som senere i livet erkjent: Som student ved Høgskolen ble Jeg sterkt tiltrukket Av Dr Sharpeys forelesninger som inspirerte Meg med en kjærlighet til fysiologi som aldri har forlatt meg.’5 Sharpey hadde studert medisin I Edinburgh, hvor han ble en livslang venn Av Edinburgh kirurg Professor James Syme. Mellom 1821 og 1823 Sharpey hadde studert under Dupuytren Og Lisfranc I Paris, 6 og selv om han fikk Fellowship Of The Royal College Of Surgeons I Edinburgh i 1830 bestemte han seg for å basere sin karriere på studiet av anatomi og fysiologi. I 1836 ble han Utnevnt Til Leder Av Anatomi Og Fysiologi Ved University College London og tre år senere ble valgt FRS. I 1853 Var Sharpey medvirkende til å anbefale Lister Til Syme som sin kirurgiske assistent I Edinburgh, hvor De fleste Av Listers eksperimentelle fysiologiske studier ble utført i årene mellom 1853 og 1859, før han flyttet til Glasgow for Å ta Opp Regius Chair Of Surgery. De to første publikasjonene var histologiske studier av kontraktil vev av iris og muskelvevet i huden. En periode med intens eksperimentering resulterte i 11 fysiologiske papirer mellom 1857 og 1859, basert på omfattende og omfattende forskningsaktivitet, som inkluderte studier på nervekontroll av arterier, de tidlige stadiene av betennelse, strukturen av nervefibre og en bemerkelsesverdig sekvens av eksperimenter på nervekontroll av tarmen, med særlig henvisning til virkningen av hemmende eller sympatiske nerver.Gjennom hele sitt liv Lister mente at papirene på mikroskopi og fysiologi av betennelse som han presenterte For Royal Society i 1857 var hans viktigste publikasjoner. Hans første observasjoner på de vaskulære responsene i froskfoten ble forsterket av studier på vingen av den varmblodige flaggermusen. I 1905, da han var 78 år, skrev han :’ hvis mine arbeider blir lest når jeg er borte, vil disse være de mest tenkte på’;7 Og I Huxley-Forelesningen i 1900 var det disse spesielle studiene som han detaljerte i forhold til sitt kliniske arbeid med årsaken til betennelse og suppuration.8 Listers fysiologiske undersøkelser var grundige. Edward Sharpey-Schafer, Professor i Fysiologi ved Edinburgh University, observerte senere at nøyaktigheten Som Lister hadde brakt til sine observasjoner i fysiologi og mikroskopisk anatomi hadde stått ham til god nytte i sitt senere arbeid med å revolusjonere praksisen med kirurgi, og viste verdien av en opplæring i fysiologi til den praktiske kirurgen.9

Lister var svært oppmerksom på moderne fremskritt innen fysiologisk forskning I Frankrike, Tyskland og Andre land I Europa, og han diskuterte ofte observasjoner og resultater med ledende etterforskere som Albert von Köliker, Wilhelm von Wittich, Theodor Schwann og Rudolf Virchow. Han var grundig i å henvise til arbeidet til andre etterforskere, og han testet sine observasjoner og hypoteser med en rekke eksperimenter av sine egne. Hans grunnleggende observasjoner på nervekontroll av blodkar, for eksempel, førte til en delvis uenighet Med Eduard Pflü, som i 1857 hadde konkludert med at de splanchniske nerver ga spesifikke hemmende fibre til muskel i tarmveggen (Hemmungs-Nervensystem).10 Lister etablerte en rekke eksperimenter for å undersøke innerveringen av tarmen for seg selv, hvorfra han publiserte mange nøyaktige og originale observasjoner, og hvor han var nøye med å erkjenne andres innflytelse. I 1884, for eksempel, 26 år etter utgivelsen av hans undersøkelser om funksjonen av intestinale sympatiske nerver, skrev han :» jeg tror jeg var den første til å bruke ordet «hemmende»i engelsk fysiologi, etter råd fra min gamle venn Dr Sharpey, med henvisning til et tidlig papir jeg skulle publisere om Hva Tyskerne kalte «Hemmungs-Nervensystem».’11

Listers tidlige fysiologiske undersøkelser

publiseringen i 1853 av Listers første store forskningsprosjekt handlet om irisens mikroskopiske struktur og funksjon.12 det var på den tiden motstridende syn på tilstedeværelse eller fravær av separate constrictor og dilator muskelfibre i iris.Lister foretok en oversikt over eksisterende litteratur, studerte vev fra hest, katt, kanin og marsvin i tillegg til seks kirurgiske prøver tatt fra pasienter under kirurgiske prosedyrer på øyet, og beskrev strukturen og arrangementet av iris. Hans analyse av observasjonene fra tidligere arbeidere var mesterlig: I sin beskrivelse av det mikroskopiske utseendet av granulater i muskelcellene, Lister ga kreditt til sin tidligere lærer, sier :’ denne tendensen til tverrgående arrangement av granulatene var lenge siden lagt merke Til Av Mr Wharton Jones, som denne herren har informert meg’. I kontrast, han var ikke uvillig til å gi konstruktiv kritikk og forsiktig skjente den eminente kirurg Og fysiolog William Bowman for forvirrende muskelfibre med veggene i blodårene. Papiret avslører grundig og grundig arbeid, rapportert med en ydmykhet som preget Lister, som uttalte at hans engasjementer hindret ham fra å bære henvendelsen videre, apologizing for å tilby resultatene av en ‘ufullstendig etterforskning’. Hans nøkkelfunn var å demonstrere at iris består av glatte muskelfibre arrangert i både constrictor og dilator muskler, korrigere troen på tidligere arbeidere at det ikke var noen spesifikk dilator pupillae muskel.Listers neste studie,på muskelvevet i huden, 13 dukket også opp I Quarterly Journal Of Microscopical Science i 1853. Han var i stand Til å bekrefte Albert von kö observasjoner at I motsetning til andre pattedyr – der de store taktile hårene (vibrissae) er forbundet med striated muskel—hos mennesker, er glatte muskelfibre ansvarlige for erektilfunksjonen (horripilering) av hår. Hans fingerferdighet ble demonstrert ved å beskrive en ny metode for å kutte tynne histologiske deler av det relativt faste vevet i hodebunnen. Slik var Den ekstraordinære ferdigheten Til Listers mikroskopi at Han forsiktig kunne korrigere Friedrich Gustav Henle, en forsker ansett som kanskje den største tyske histologen i det nittende århundre, for å forveksle små blodkar med muskelfibre. Begge disse histologiske papirer ble illustrert med dyktige tegninger laget med kameraet lucida, hvilken, Lister bekreftet, ‘har den store fordelen av å sikre riktigheten av proporsjoner’.histologien og funksjonen til vanlig (ustripet) muskel var gjenstand For Listers tredje papir, på den minste strukturen av ufrivillig muskelfiber, 14 som dukket opp i samme journal i 1857. Arbeidet ble designet For å teste kö observasjoner på strukturen av individuelle muskelfibre. Lister bekreftet observasjonene i foten av frosken og utvidet dem til muskelen i veggen av arterier, arbeidet han foretok parallelt i sin studie av inflammatoriske responser. Han rapporterte at muskelfibrene i blodårene var lik De Som Köliker hadde funnet i grisetarmen, men de ble viklet spiral og individuelt rundt karene i mellomlaget av veggen.

en kort rapport15 av 1858 handlet om strømmen av lymf og emulgert fett (chyle) i mesenteri av musetarmen. Studien hadde to mål: å definere karakteren av strømmen i lymfatene, og å undersøke den vanlige troen på at laktaler i tarmveggen kunne absorbere fast materiale fra lumen. Etter å ha bedøvet en mus med kloroform åpnet han magen og trakk en tarmsløyfe på en glassplate under et mikroskop og så mesenterisk lymfe som strømmer i en jevn strøm uten synlige sammentrekninger av lymfekarene. Han bemerket muskelfibre i veggene av fartøyene, som inneholdt ventiler, men rapporterte ikke rytmisk kontraktil aktivitet (det er mulig at kloroformbedøvelsen han hadde ansatt tjente til å hemme bevegelser i lymfatiske vegger). I den andre delen av denne studien Lister matet mus med indigo, et farget stoff som består av ufordøyelige fettbaserte molekyler. Han fant at indigo ikke ble absorbert av tarmen, og han uttrykte stor tvil om muligheten for absorpsjon av fast stoff av laktalene.Lister publiserte syv artikler i 1858 om resultatene av eksperimentelle fysiologiske undersøkelser om opprinnelsen og mekanismen til betennelse. To av dem handlet om nervøs kontroll av blodkar16 og de tidlige stadier av betennelse.17 de refererte til eksperimenter som var planlagt for å undersøke en moderne tvist mellom fysiologer, om opprinnelsen til kontrollen av blodkarets kaliber av det sympatiske nervesystemet. En rekke eksperimenter, der han observerte diameteren av blodkar i froskbanen med en okulær mikrometer før og etter ablation av deler av sentralnervesystemet, og før og etter deling av nervesystemet, førte ham til å konkludere-i uenighet Med Wharton Jones2 – at vaskulær tone i beinet var under kontroll av ryggmargen og medulla oblongata. Disse forsøkene var bemerkelsesverdige for finessen av teknikk og for logikken i planleggingen.progresjonen av betennelse til suppuration—og ofte død-var en vanlig og mye fryktet hendelse etter operasjonen, og ga impuls til Listers studier på betennelse og vævsfluidstrøm. Hans eksperimenter på de tidlige stadiene av betennelse ble gjort på nettet av froskfoten og flaggermusfløyen, og utviklet Wharton Jones arbeid. Lister utført undersøkelser av erytrocytt klebrighet, undersøke blod tatt fra sin egen betent distal falanks og sammenligne den med blod fra en normal finger, og delt sin rapport i fire seksjoner:

(i) aggregering av røde blodlegemer når de fjernes fra kroppen (koagulering),

(ii) struktur og funksjon av blodkar,

(iii) effektene av irriterende stoffer på blodkar, og

(iv) effektene av irriterende stoffer på vev.han demonstrerte at kapillærstrømmen i froskbanen ble styrt av innsnevring eller utvidelse av arteriene og ble påvirket av lokal irritasjon, traumer eller refleksaktivitet gjennom sentralnervesystemet. Han var fast i sine observasjoner at veggene i kapillærene var blottet for muskelfibre, men svært elastisk og i stand til store variasjoner i kapasitet bestemt av arteriell flyt inn i karseng. De vaskulære reaksjonene på traumer og ulike irriterende stoffer ble illustrert med flotte kamera-lucida tegninger som illustrerte vaskulær stasis og overbelastning i en innledende nervøs respons på skade. Han påpekte at de første vaskulære endringene var resultatet av reflekser gjennom nervesystemet, etterfulgt av vaskulære endringer sekundært til lokal vevskader. Rickman Godlee skrev om dette papiret at det ‘ imponerer leseren av skjønnhet og enkelhet av forsøkene beskrevet, originalitet av tanker, og soliditeten i resonnementet.’18 I et brev datert 10 April 1859 Lister sitert eminente nevrofysiologen Brown-Sé, som hadde snakket om’ de vakre undersøkelser Av Mr Lister, og gi meg full kreditt for å etablere vesentlige om betennelse.’19

I konklusjonen av papiret relaterte Lister sine eksperimentelle observasjoner til kliniske situasjoner som hudskader fra kokende vann og traumer fra kirurgiske inngrep. Selv om infeksjonsrollen ennå ikke var oppdaget, var disse tidlige studiene av betennelse av fundamental betydning for Listers fremtidige kliniske arbeid med helbredelse av sår og effekten av infeksjon på vev. Godlee rapportert at ‘ papiret ble godt mottatt hjemme og på kontinentet og dens konklusjoner har, med knapt et unntak, sto testen av tid.’20

Etter en observasjon at den inflammatoriske prosessen i noen former for sepsis påvirker slimhinnen i blodårene, som fører til blodpropp i karene, Lister senere tilbake til emnet for Hans Croonian Foredrag Ved Royal Society I 1863.21 Tidligere teorier hadde antydet at blod forblir flytende i karene på grunn av tilstedeværelsen av en liten mengde ammoniakk. Lister viste disse teoriene feil, og fra eksperimenter ved hjelp av lengder av vena jugularis dyr konkluderte han med at skade på slimhinnen i blodårene var en viktig årsak til intravaskulær koagulasjon. Han hadde ikke kunnskap om koagulasjonskaskaden, men hans observasjoner på syke blodkar bidro til dagens forståelse av koagulering.Listers dype interesse for nervekontroll av blodkar førte ham til en undersøkelse av nervekontrollen i tarmen som konkluderte med en bemerkelsesverdig slutning om virkemåten til sympatiske nerver på tarmmotoraktivitet, som ikke ble bekreftet histologisk i et århundre. Hans undersøkelser, publisert I Proceedings Of The Royal Society, var i form av et brev adressert Til Dr Sharpey, Sekretær For Society.22 Listers interesse for tarmen, på et tidspunkt da han gjorde omfattende arbeid med blodkarets funksjon i betennelse, hadde blitt stimulert Av Pfl ④ers forslag om At de splanchniske nerver forsynte tarmens muskellag og inneholdt spesifikke hemmende fibre, Hemmungs-Nervensystemet.10 Det Var Sharpey som først foreslo at denne setningen kunne oversettes som ‘hemmende nervesystem’.11 Pflü hadde foreslått ideen om spesifikke hemmende nerver, men Lister var uenig: han trodde at de samme nervefibrene var ansvarlige for både økt og redusert muskelaktivitet, avhengig av styrken av stimulansen som ble brukt. Denne utsikten stammer fra studier av blodkar i betent vev der Lister hadde observert at arteriene i froskfoten innsnevret etter påføring av mild stimulus og avslappet med sterkere stimulering, og virket—han trodde-gjennom de samme nerver.Til Tross for denne feil hypotesen, i eksperimenter som kombinerer både mekanisk og elektrisk nervestimulering utført i juni og juli 1858 Lister gjort en viktig slutning om virkemåten av splanchnic nerver. Han valgte kaniner, med sine svært aktive tarmbevegelser, for eksperimenter uten kloroformbedøvelse for å unngå dens depressive effekt på tarmreflekser. I det første forsøket ble en lengde av tynntarm tillatt å stikke gjennom et snitt i dyrets flanke, og elektroder ble påført de viscerale nerver ved opprinnelsen fra ryggmargen. Elektrisk stimulering forårsaket fullstendig avslapning av tarmen, men lokal stimulering av tarmen forårsaket en liten lokalisert sammentrekning som ikke spredte seg til tilstøtende tarm. Lister konkluderte: ‘denne observasjonen er av fundamental betydning, siden den viser at den hemmende innflytelsen ikke virker direkte på muskelvevet, men på det nervøse apparatet som dets sammentrekninger under vanlige omstendigheter fremkalles.i det andre eksperimentet undersøkte han effekten av devaskularisering ved å ligere fartøyene som leverer et tarmsegment, en prosedyre som resulterte i økt peristaltikk. Stimulering av sympatiske nerver forårsaket igjen en avslapping av tarmen. Lister konkluderte igjen med at tarmaktiviteten ble kontrollert av nerver i tarmveggen som hadde blitt stimulert av tap av blodtilførsel.i det siste forsøket fjernet han de fine nervene til et tarmsegment uten å skade blodtilførselen. Sympatisk nervestimulering hadde nå ingen effekt på det denerverte tarmsegmentet, som fortsatte å trekke seg spontant, slik At Lister kunne konkludere:

persistensen av vermikulærbevegelsen etter fullstendig deling av mesenteriske nerver viser at bevegelsen … utføres av en mekanisme i tarmen: og dens fortsettelse i den delen av tarmen som behandles, mens andre deler er avslappet, ved anvendelse av galvanisme til ryggraden, viser at den hemmende effekten virker gjennom mesenteriske nerver … .i tillegg til disse forsøkene avslørte hans histologiske undersøkelse av tarmveggen tilstedeværelsen av et plexus av nevroner, som bekrefter George Meissners observasjon av året før (1857), 23 og konkluderte med den bemerkelsesverdige slutningen: ‘det ser ut til at tarmene har et iboende ganglionisk apparat som i alle tilfeller er avgjørende for peristaltiske bevegelser, og, selv om de er i stand til uavhengig handling, kan stimuleres eller kontrolleres av andre deler av nervesystemet. Merkelig nok benektet Lister eksistensen av hemmende sympatiske nerver og konkluderte med å si:det er tryggest i den nåværende tilstand av vitenskap å betrakte som en grunnleggende sannhet som ennå ikke er forklart, at en og samme afferente nerve kan, ifølge som den opererer mildt eller energisk, enten opphøye eller undertrykke funksjonene til nervesenteret som den virker på. Det er, tror jeg, på dette at all hemmende innflytelse avhenger … .hans sinn syntes å være lukket for den spesifikke hemmende funksjonen til det sympatiske nervesystemet, men han konkluderte med at ytre nerver kontrollerte intestinal motoraktivitet indirekte gjennom deres effekt på intramural plexus av nevroner. Denne konklusjonen ble generelt ignorert, og troen fortsatte at hemmende sympatiske nerver forårsaket avslapping av en direkte effekt på muskelfibrene i tarmen.Det var ikke før utviklingen av histokjemiske teknikker i midten av det tjuende århundre At Listers tro på effekten av ytre nerver på det intramurale plexus ble bekreftet, av Ka Norberg I 1964.24 Teknikker som formalin-indusert fluorescens i adrenerge sympatiske nerver viste endelig det synaptiske forholdet til indre tarmneuroner (se figur 1). Videre viste histokjemiske og fysiologiske undersøkelser av tarmresektert fra pasienter født med tilstanden kjent som medfødt Aganglionose (Hirschsprungs sykdom), der de indre gangliene i tarmveggen er fraværende fra fødselen, at koordinerte sammentrekninger og avslappninger ikke forekommer i slik tarm til tross for en ofte tett muskulær innervering av sympatiske og parasympatiske nerver. Som et resultat lider pasienter med tilstanden av kronisk tarmobstruksjon, 25 noe som i prinsippet kunne vært spådd fra Listers serie eksperimenter.

Konklusjoner

I denne artikkelen et forsøk har blitt gjort for å belyse Lister ferdigheter som en mikroskopist og eksperimentell fysiolog i en tid da teknologien tilgjengelig for fysiologer var i sin spede begynnelse, og for å vise hvordan mikroskopi gitt en avgjørende del av det vitenskapelige grunnlaget for hans fremtidige kliniske arbeid på betennelse og sepsis. Mange av konklusjonene Som Lister trakk fra grundig tidlig arbeid, hjulpet av hans akutte observasjonsevne, har stått tidstesten. Den anerkjente patologen Cuthbert Dukes var ikke i tvil om dette tidlige arbeidet, som dannet grunnlaget for senere studier om infeksjon og innføring av antiseptisk kirurgi, da Han skrev: ‘Listers papirer kan bli studert med stor fortjeneste av de som ville vie seg til eksperimentelt arbeid. Gjennom sine papirer viser han seg å ha vært en induktiv filosof med et geni for å se på en gang det nøyaktige eksperimentet som er nødvendig for å rydde opp et tvilsomt punkt.’26

Fotnoter

Notater

1 R. B. Fisher, Joseph Lister, 1827-1912, pp. 128-129 (Stein & Dag, New York, 1977).

2 T. Wharton Jones, ‘Observasjoner på tilstanden til blodet og blodkarene i betennelse’, Med. Chir. Trans.36, 391–402 (1853).

3 M. Worboys, ‘Joseph Lister og utførelsen av antiseptisk kirurgi’, Bemerker Rec. R. Soc. 67 (dette problemet) (http://dx.doi.org/rsnr.2013.0028).

4 E. A. Schä, ‘ Erindringer av professorer. William Sharpey, Univ. Coll. Gaz.3, 238–239 (1902).

5 J. Lister, ‘en adresse på etsende sublimat som en kirurgisk dressing’, Br. Med. J. ii, 804 (1884).6 D. W. Taylor, ‘William Sharpeys liv Og lære (1802-1880),» Far til moderne fysiologi «I Storbritannia’, Med. Hist.15, 126–153 (1971).

7 Fisher, op. cit. (merk 1), s. 89.

8 J. Lister, ‘The Huxley Lecture’, Br. Med. J. ii, 969-177 (1900).

9 E. A. Sharpey-Schafer, Joseph Lister 1827-1927, s. 54 (Oliver& Boyd, Edinburgh, 1927).

10 Efw Pflü, På Det Hemmende Nervesystemet for gendarmens peristaltiske bevegelser (Verlag von August Hirschwald, Berlin, 1857).

11 Lister, op.cit. (note 5), s.804.

12 J. Lister, ‘Observasjoner på kontraktil vev av iris’, Qj Microsc. Sci.1, 8–17 (1853).

13 J. Lister, ‘Observasjoner på muskelvevet i huden’, Q. J. Microsc. Sci.1, 262–268 (1853).

14 J. Lister, ‘på minuttstrukturen av ufrivillig muskelfiber’, Qj Microsc. Sci.6, 5–14 (1858).

15 J. Lister, ‘på strømmen av laktalvæsken i musens mesenteri’, Q. J. Microsc. Sci.6, 681–682 (1858).

16 J. Lister, ‘en forespørsel om de delene av nervesystemet som regulerer sammentrekninger av arteriene’, Phil. Trans. R. Soc. Lond.148, 607–625 (1858).

17 J. Lister, ‘på de tidlige stadier av betennelse’, Phil. Trans. R. Soc. Lond.148, 645–702 (1858).

18 R. J. Godlee, Lord Lister, S. 49 (Macmillan & Co.(London, 1917).

19 Godlee, op.cit. (note 18), s.77.

20 Godlee, op.cit. (note 18), s.49.

21 J. Lister, ‘på koagulering av blodet’, Proc . R. Soc. Lond.12, 580–611 (1863).

22 J. Lister, ‘Foreløpig redegjørelse for en gransking av funksjonene til visceral nerver, med spesiell henvisning til den såkalte «hemmende system»‘, Proc. R. Soc. Lond.9, 367–380 (1857–59). Mange år etter disse forsøkene ble Lister spurt På Dronning Victorias vegne for hans støtte til ny lovgivning som ble planlagt mot viviseksjon. Lister avvist. (Se Fisher, op.cit. (merk 1), s. 218.) Han var faktisk en doughty tilhenger av eksperimentering på dyr: Som Svar på Et Spørsmål Fra Thomas Huxley under proceedings of The Royal Commission i 1875 om saken, Lister svarte: ‘Disse tidlige eksperimenter hadde effekten av å gi meg en slags patologisk informasjon, uten noe som jeg ikke kunne ved mulighet har gjort min vei i faget antisepsis.’Se Rapport Om Royal Commission on the practice of utsette levende dyr til eksperimenter for vitenskapelige formål, s. 215 (Eyre & Spottiswoode, London, 1876).

23 G. Meissner, ‘Ü die nerven der darmwand’, Z. Rat. Med.8, 364–366 (1857).

24 K. A. Norberg, ‘Adrenerg innervasjon av tarmveggen studert ved fluorescensmikroskopi’, Int. J. Neuropharmacol.3, 379–382 (1964).25 J. R. Garrett, E. R. Howard Og H. H. Nixon, ‘Autonome nerver i rektum og kolon I Hirschsprungs sykdom’, Arch. Dis. Childh.44, 406–417 (1969).

26 C. Hertuger, Lord Lister (1827-1912), s. 177 (Leonard Parsons, London, 1924).