din copilăria timpurie Joseph Lister a arătat un talent precoce pentru observare și desen, bine ilustrat prin desenul său de disecții și osteologie.1 Tatăl Său, Joseph Jackson Lister, a fost un microscopist priceput care a dezvoltat lentila acromatică, care a oferit marele progres tehnic pentru dezvoltarea viitoare a bacteriologiei și pentru care a fost ales membru al Societății Regale în 1832. Lister senior i-a oferit fiului său o tehnologie excelentă și l-a încurajat să dezvolte abilitățile în microscopie care urmau să alimenteze o mare parte din munca sa timpurie în fiziologia experimentală, precum și studiile sale clinice ulterioare asupra sepsisului și antisepsiei. Pe lângă tatăl său, doi dintre profesorii lui Lister de la University College London urmau să aibă o influență profundă asupra viitoarei sale cariere: Thomas Wharton Jones, profesor de Medicină oftalmică și chirurgie și William Sharpey, profesor de anatomie și fiziologie.

Wharton Jones a studiat circulația și efectele inflamației folosind țesuturile translucide ale pânzelor de broască și aripilor de liliac pentru observațiile sale microscopice asupra vaselor de sânge periferice,2 lucrări care au fost raportate într-un limbaj clar și concis și au oferit un model pentru investigațiile ulterioare ale lui Lister despre fluxul sanguin și inflamație.3 Sharpey, unul dintre fondatorii fiziologiei moderne din Marea Britanie, 4 a fost posibil mai influent asupra tânărului Lister, care în viața ulterioară a recunoscut: Ca student la University College, am fost foarte atras de prelegerile doctorului Sharpey, care m-au inspirat cu o dragoste pentru Fiziologie care nu m-a părăsit niciodată.’5 Sharpey a studiat medicina la Edinburgh, unde a devenit prieten de-o viață al Profesorului chirurg din Edinburgh, James Syme. Între 1821 și 1823 Sharpey a studiat sub Dupuytren și Lisfranc la Paris,6 și, deși a câștigat Bursa Colegiului Regal al Chirurgilor din Edinburgh în 1830, a decis să-și bazeze cariera pe studiul anatomiei și fiziologiei. În 1836 a fost numit la Catedra de anatomie și fiziologie la University College London și trei ani mai târziu a fost ales FRS. În 1853, Sharpey a avut un rol esențial în recomandarea lui Lister lui Syme ca asistent chirurgical la Edinburgh, unde majoritatea studiilor fiziologice experimentale ale lui Lister vor fi efectuate în anii între 1853 și 1859, înainte de a se muta la Glasgow pentru a prelua Catedra de Chirurgie Regius. Primele două publicații au fost studii histologice ale țesutului contractil al irisului și țesutului muscular al pielii. O perioadă de experimentare intensă a dus la 11 lucrări fiziologice între 1857 și 1859, bazate pe o activitate de cercetare extinsă și amplă, care a inclus studii privind controlul nervos al arterelor, stadiile incipiente ale inflamației, structura fibrelor nervoase și o secvență remarcabilă de experimente privind controlul nervos al intestinului, cu referire specială la acțiunea nervilor inhibitori sau simpatici.de-a lungul vieții sale, Lister a crezut că lucrările despre microscopia și fiziologia inflamației pe care le-a prezentat Societății Regale în 1857 au fost cele mai importante publicații ale sale. Observațiile sale inițiale asupra răspunsurilor vasculare la piciorul broaștei au fost întărite de studii asupra aripii liliacului cu sânge cald. În 1905, când avea 78 de ani, a scris :’ dacă lucrările Mele vor fi citite când voi fi plecat, acestea vor fi cele mai bine gândite’;7 și în prelegerea Huxley din 1900, aceste studii particulare le-a detaliat în legătură cu munca sa clinică privind cauzalitatea inflamației și supurației.8 investigațiile fiziologice ale lui Lister au fost meticuloase. Edward Sharpey-Schafer, profesor de fiziologie la Universitatea din Edinburgh, a observat mai târziu că acuratețea pe care Lister o adusese observațiilor sale în fiziologie și anatomie microscopică l-a pus în locul bun în lucrarea sa ulterioară de revoluționare a practicii chirurgiei și a arătat valoarea unei pregătiri în fiziologie chirurgului practic.9

Lister a fost foarte conștient de progresele contemporane în cercetarea fiziologică din Franța, Germania și alte țări din Europa și a discutat frecvent despre observații și rezultate cu anchetatori de frunte precum Albert von Kevilliker, Wilhelm von Wittich, Theodor Schwann și Rudolf Virchow. El a fost meticulos în ceea ce privește munca altor anchetatori și le-a testat observațiile și ipotezele cu o serie de experimente proprii. Observațiile sale fundamentale privind controlul nervos al vaselor de sânge, de exemplu, au dus la un dezacord parțial cu Eduard PFL, care în 1857 a concluzionat că nervii splanchnici furnizau fibre inhibitoare specifice mușchiului peretelui intestinal (Hemmungs-Nervensystem).10 Lister a stabilit o serie de experimente pentru a investiga inervația intestinului pentru el însuși, din care a publicat multe observații exacte și originale și în care a fost atent să recunoască influența altora. În 1884, de exemplu, la 26 de ani de la publicarea investigațiilor sale privind funcția nervilor simpatici intestinali, el a scris: „Cred că am fost primul care a folosit cuvântul” inhibitor „în fiziologia engleză, la sfatul vechiului meu prieten Dr.Sharpey, cu referire la o lucrare timpurie pe care urma să o public despre ceea ce germanii numesc”Hemmungs-Nervensystem”.’11

cercetările fiziologice timpurii ale lui Lister

publicarea în 1853 a primului proiect major de cercetare al lui Lister a vizat structura și funcția microscopică a irisului.12 în acel moment existau opinii opuse cu privire la prezența sau absența unor fibre musculare constrictoare și dilatatoare separate în iris.

Lister a realizat o prezentare generală a literaturii existente, a studiat țesutul de la cal, pisică, iepure și cobai în plus față de șase probe chirurgicale prelevate de la pacienți în timpul procedurilor chirurgicale pe ochi și a descris structura și dispunerea irisului. Analiza sa a observațiilor de la lucrătorii anteriori a fost magistrală: în descrierea aspectului microscopic al granulelor din celulele musculare, Lister i-a acordat credit fostului său profesor, afirmând: ‘această tendință de aranjare transversală a granulelor a fost observată de mult de Domnul Wharton Jones, așa cum m-a informat acest domn’. În schimb, el nu a fost disprețuit să dea critici constructive și l-a mustrat ușor pe eminentul chirurg și fiziolog William Bowman pentru confuzia fibrelor musculare cu pereții vaselor de sânge. Lucrarea dezvăluie o muncă minuțioasă și meticuloasă, raportată cu o umilință care l-a caracterizat pe Lister, care a declarat că angajamentele sale l-au împiedicat să continue ancheta, cerându-și scuze pentru că a oferit rezultatele unei ‘investigații incomplete’. Constatarea sa cheie a fost să demonstreze că irisul este compus din fibre musculare netede dispuse atât în mușchii constrictori, cât și în mușchii dilatatori, corectând credința lucrătorilor anteriori că nu există un mușchi specific dilatator pupillae.

următorul studiu al lui Lister, privind țesutul muscular al pielii,13 a apărut și în Jurnalul trimestrial de științe microscopice în 1853. El a fost în măsură să confirme observațiile lui Albert von K. El a fost în măsură să confirme că, în contrast cu alte mamifere—în care firele de păr tactile mari (vibrissae) sunt asociate cu mușchiul striat—la om, fibrele musculare netede sunt responsabile pentru funcția erectilă (oripilarea) părului. Dexteritatea sa manuală a fost demonstrată în descrierea unei noi metode de tăiere a secțiunilor histologice subțiri ale țesutului relativ ferm al scalpului. Aceasta a fost abilitatea extraordinară a microscopiei lui Lister, încât a putut să-l corecteze ușor pe Friedrich Gustav Henle, un cercetător considerat probabil cel mai mare histolog German al secolului al XIX-lea, pentru că a confundat vasele mici de sânge cu fibrele musculare. Ambele lucrări histologice au fost ilustrate cu desene abile realizate cu aparatul foto lucida, care, a afirmat Lister, ‘are marele avantaj de a asigura corectitudinea proporțiilor’.

histologia și funcția mușchiului simplu (neinstruit) au făcut obiectul celei de-a treia lucrări a lui Lister, despre structura minusculă a fibrei musculare involuntare,14 care a apărut în același jurnal în 1857. Lucrarea a fost concepută pentru a testa observațiile lui K Inktilliker asupra structurii fibrelor musculare individuale. Lister a confirmat observațiile din piciorul broaștei și le-a extins la mușchiul din peretele arterelor, lucru pe care îl întreprinde în paralel în studiul răspunsurilor inflamatorii. El a raportat că fibrele musculare ale vaselor de sânge au fost similare cu cele pe care le-a găsit K Inktilliker în intestinul de porc, dar au fost înfășurate în spirală și individual în jurul vaselor din stratul intermediar al peretelui.

un raport scurt15 din 1858 se referea la fluxul de limfă și grăsimi emulsionate (chyle) în mezenterul intestinului șoarecelui. Studiul a avut două obiective: să definească caracterul fluxului în limfatică și să investigheze credința obișnuită că lactealele din peretele intestinal ar putea absorbi materia solidă din lumen. După anestezia unui șoarece cu cloroform, a deschis abdomenul și a retras o buclă de intestin pe o placă de sticlă sub microscop și a văzut limfa mezenterică curgând într-un flux constant, fără contracții vizibile ale vaselor limfatice. El a remarcat fibrele musculare din pereții vaselor, care conțineau supape, dar nu au raportat activitate contractilă ritmică (este posibil ca anestezia cu cloroform pe care a folosit-o a servit la inhibarea mișcărilor pereților limfatici). În a doua parte a acestui studiu Lister a hrănit șoarecii cu indigo, o substanță colorată constând din molecule pe bază de grăsimi indigestibile. El a descoperit că indigo nu a fost absorbit de intestin, și el a exprimat ‘mare îndoială cu privire la posibilitatea de absorbție a materiei solide de lacteals.Lister a publicat șapte lucrări în 1858 privind rezultatele investigațiilor fiziologice experimentale privind originea și mecanismul inflamației. Două dintre ele au vizat controlul nervos al vaselor de sânge16 și stadiile incipiente ale inflamației.17 ei s-au referit la experimente care au fost planificate pentru a investiga o dispută contemporană între fiziologi, cu privire la originea controlului calibrului vaselor de sânge de către sistemul nervos simpatic. O serie de experimente, în care a observat diametrul vaselor de sânge din pânza broaștei cu un micrometru ocular înainte și după ablația unor părți ale sistemului nervos central și înainte și după divizarea nervului sciatic, l—au determinat să concluzioneze—în dezacord cu Wharton Jones2-că tonul vascular al piciorului era sub controlul măduvei spinării și medulla oblongata. Aceste experimente au fost remarcabile pentru finețea tehnicii și pentru logica planificării lor.

progresia inflamației la supurație—și, adesea, moartea—a fost un eveniment comun și mult temut după operație și a dat un impuls studiilor lui Lister asupra inflamației și fluxului de lichide tisulare. Experimentele sale privind stadiile incipiente ale inflamației au fost făcute pe pânza piciorului de broască și a aripii de lilieci, dezvoltând opera lui Wharton Jones. Lister a efectuat investigații privind aderența eritrocitelor, examinând sângele prelevat din propria falangă distală inflamată și comparându-l cu sângele de la un deget normal și și-a împărțit raportul în patru secțiuni:

(i) agregarea celulelor roșii din sânge atunci când sunt îndepărtate din organism (coagulare),

(ii) structura și funcția vaselor de sânge,

(III) efectele iritanților asupra vaselor de sânge și

(IV) efectele iritanților asupra țesuturilor.

el a demonstrat că fluxul capilar în pânza broaștei a fost guvernat de constricția sau dilatarea arterelor și a fost afectat de iritații locale, traume sau activitate reflexă prin sistemul nervos central. El a fost ferm în observațiile sale că pereții capilarelor erau lipsiți de fibre musculare, dar foarte elastici și capabili de mari variații ale capacității determinate de fluxul arterial în patul vascular. Reacțiile vasculare la traume și diverși iritanți au fost ilustrate cu desene superbe ale camerei-lucida care ilustrau staza vasculară și congestia într-un răspuns nervos inițial la leziuni. El a subliniat că modificările vasculare inițiale au fost rezultatul reflexelor prin sistemul nervos urmate de modificări vasculare secundare leziunilor tisulare locale. Rickman Godlee a scris despre această lucrare că impresionează cititorul prin frumusețea și simplitatea experimentelor descrise, originalitatea gândurilor și soliditatea raționamentului.18 într-o scrisoare din 10 aprilie 1859 Lister l-a citat Pe eminentul neurofiziolog Brown-s Inktquard, care vorbise despre frumoasele cercetări ale Domnului Lister și mi-a acordat meritul deplin de a stabili elementele esențiale privind inflamația.’19

în concluzia lucrării, Lister și-a legat observațiile experimentale de situații clinice, cum ar fi deteriorarea pielii din apa clocotită și traumele din incizii chirurgicale. Deși rolul infecției nu a fost încă descoperit, aceste studii timpurii ale inflamației au avut o importanță fundamentală pentru viitoarea lucrare clinică a lui Lister privind vindecarea rănilor și efectele infecției asupra țesuturilor. Godlee a raportat că ‘ ziarul a fost bine primit acasă și pe continent și concluziile sale au, cu greu o excepție, a trecut testul timpului.’20

În urma unei observații că procesul inflamator în unele forme de septicemie afectează mucoasa vaselor de sânge, ducând la coagularea sângelui în vase, Lister a revenit mai târziu la subiect pentru prelegerea sa Crooniană la Royal Society în 1863.21 teoriile anterioare sugeraseră că sângele rămâne lichid în vase din cauza prezenței unei cantități mici de amoniac. Lister a dovedit că aceste teorii sunt greșite și, din experimente folosind lungimi ale venei jugulare animale, a concluzionat că deteriorarea mucoasei vaselor de sânge a fost o cauză importantă a coagulării intravasculare. El nu avea cunoștințe despre cascada de coagulare, dar observațiile sale asupra vaselor de sânge bolnave au contribuit la înțelegerea actuală a coagulării.interesul profund al lui Lister pentru controlul nervos al vaselor de sânge l-a condus într-o investigație a controlului nervos al intestinului care s-a încheiat cu o inferență remarcabilă asupra modului de acțiune al nervilor simpatici asupra activității motorii intestinale, care nu a fost confirmată histologic timp de un secol. Investigațiile sale, publicate în Proceedings of the Royal Society, au fost sub forma unei scrisori adresate Dr. Sharpey, secretarul Societății.22 interesul lui Lister pentru intestin, într-un moment în care făcea o muncă extensivă asupra funcției vaselor de sânge în inflamație, a fost stimulat de sugestia lui PFL că nervii splanchnici furnizau straturile musculare ale intestinului și conțineau fibre inhibitoare specifice, sistemul Hemmungs-Nervensystem.10 Sharpey a fost primul care a sugerat că această frază ar putea fi tradusă ca ‘sistem nervos inhibitor’.11 PFL Xvger propusese ideea unor nervi inhibitori specifici, dar Lister nu a fost de acord: el credea că aceleași fibre nervoase sunt responsabile atât pentru creșterea, cât și pentru scăderea activității musculare, în funcție de puterea stimulului aplicat. Această viziune a rezultat din studiile vaselor de sânge din țesuturile inflamate în care Lister observase că arterele din piciorul broaștei s—au restrâns după aplicarea unui stimul ușor și s—au relaxat cu o stimulare mai puternică, acționând-credea el-prin aceiași nervi.

În ciuda acestei ipoteze incorecte, în experimentele care combină atât stimularea mecanică, cât și cea electrică a nervilor efectuate în iunie și iulie 1858 Lister a făcut o deducție importantă cu privire la modul de acțiune al nervilor splanchnici. El a ales iepurii, cu mișcările lor intestinale foarte active, pentru experimente fără anestezie cu cloroform pentru a evita efectul deprimant asupra reflexelor intestinale. În primul experiment, o lungime a intestinului subțire a fost lăsată să iasă printr-o incizie în flancul animalului, iar electrozii au fost aplicați pe nervii viscerali la originea lor din măduva spinării. Stimularea electrică a provocat relaxarea completă a intestinului, dar stimularea locală a intestinului a provocat o mică contracție localizată care nu s-a răspândit în intestinul adiacent. Lister a concluzionat: această observație este de o importanță fundamentală, deoarece dovedește că influența inhibitoare nu acționează direct asupra țesutului muscular, ci asupra aparatului nervos prin care contracțiile sale sunt, în circumstanțe obișnuite, provocate.în cel de-al doilea experiment, el a examinat efectele devascularizării prin ligarea vaselor care alimentează un segment de intestin, o procedură care a dus la creșterea peristaltismului. Stimularea nervilor simpatici a provocat din nou o relaxare a intestinului. Lister a concluzionat din nou că activitatea intestinală a fost controlată de nervii din peretele intestinal care au fost stimulați de pierderea alimentării cu sânge.

în experimentul final, el a îndepărtat nervii fini într-un segment al intestinului fără a afecta alimentarea cu sânge. Stimularea nervului simpatic nu a avut acum niciun efect asupra segmentului denervat al intestinului, care a continuat să se contracte spontan, permițându-i lui Lister să concluzioneze:

în plus față de aceste experimente, examinarea histologică a peretelui intestinal a relevat prezența unui plex de neuroni, confirmând observația lui George Meissner din anul precedent (1857),23 și a concluzionat cu remarcabila deducție: ‘se pare că intestinele posedă un aparat ganglionar intrinsec care este în toate cazurile esențial pentru mișcările peristaltice și, deși capabil de acțiune independentă, este susceptibil de a fi stimulat sau verificat de alte părți ale sistemului nervos. În mod curios, Lister a negat existența nervilor simpatici inhibitori și a concluzionat spunând:

mintea lui părea să fie închisă funcției inhibitoare specifice a sistemului nervos simpatic, totuși el a dedus că nervii extrinseci controlează indirect activitatea motorie intestinală prin efectul lor asupra plexului intramural al neuronilor. Această concluzie a fost în general ignorată și a persistat credința că nervii simpatici inhibitori au provocat relaxarea printr-un efect direct asupra fibrelor musculare ale intestinului.

abia la dezvoltarea tehnicilor histochimice la mijlocul secolului al XX-lea, credința lui Lister în efectul nervilor extrinseci asupra plexului intramural a fost confirmată, de K. A. Norberg în 1964.24 tehnici precum fluorescența indusă de formalină în nervii simpatici adrenergici a demonstrat în cele din urmă relația sinaptică cu neuronii intestinali intrinseci (vezi Figura 1). Mai mult, investigațiile histochimice și fiziologice ale intestinului rezecat de la pacienții născuți cu afecțiunea cunoscută sub numele de aganglionoză congenitală (boala Hirschsprung), în care ganglionii intrinseci din peretele intestinal sunt absenți de la naștere, au arătat că contracțiile și relaxările coordonate nu apar în astfel de intestine, în ciuda unei inervații musculare adesea dense de către nervii simpatici și parasimpatici. Drept urmare,pacienții cu această afecțiune suferă de obstrucție intestinală cronică, 25 ceva care, în principiu, ar fi putut fi prezis din seria de experimente a lui Lister.

concluzii

În această lucrare a fost făcută o încercare de a elucida abilitatea lui Lister ca microscopist și fiziolog experimental într-un moment în care tehnologia disponibilă fiziologilor era la început și de a arăta cum microscopia a oferit o componentă crucială a bazei științifice pentru viitoarea sa lucrare clinică privind inflamația și sepsisul. Multe dintre concluziile pe care Lister le-a tras din munca timpurie meticuloasă, ajutate de puterile sale acute de observare, au trecut testul timpului. Renumitul patolog Cuthbert Dukes nu a avut nicio îndoială cu privire la statura acestei lucrări timpurii, care a stat la baza studiilor ulterioare privind infecția și introducerea chirurgiei antiseptice, când a scris: ‘lucrările lui Lister ar putea fi studiate cu mare profit de cei care s-ar dedica muncii experimentale. De-a lungul lucrărilor sale, el se arată a fi fost un filozof inductiv cu un geniu pentru a vedea imediat experimentul precis necesar pentru a clarifica un punct îndoielnic.’26

note de subsol