Výzkum struktury nervové tkáně III: od Jana Evangelisty Purkyně ( ) k Ludwigovi Mauthnerovi ( )

PØEHLEDNÉ ÈLÁNKY

Výzkum struktury nervové tkáně III: od Jana Evangelisty Purkyně (1787–1869) k Ludwigovi Mauthnerovi (1840–1894) Revealing the structure of the nervous tissue III: From Jan Evangelista Purkyně (1787–1869) to Ludwig Mauthner (1840–1894) Chvátal A. Oddìlení bunìèné neurofyziologie, Ústav experimentální medicíny AVÈR, v. v. i., Praha Ústav neurovìd, Univerzita Karlova v Praze, 2. lékaøská fakulta, Praha SOUHRN Práce Jana Evangelisty Purkynì, Gabriela Valentina a Roberta Remaka prokázaly, že se v nervovém systému nacházejí nejen nervová vlákna, ale i bunìèné útvary. Použití mikroskopù a nových fixaèních technik umožnilo získat pøesnìjší údaje o struktuøe nervové tkánì a na mnohých evropských univerzitách docházelo k masovému používání mikroskopù pro histologická a morfologická studia. Následující pøehled shrnuje významné objevy struktury nervové tkánì, pøedevším obratlovcù, v období 1838–1865, které uèinili další významní uèenci. Byla popsána stavba vláken a bunìk v nervovém systému, objevily se první pokusy o cytoarchitektonický popis míchy a mozku a bylo prokázáno, že nervová vlákna periferního nervu jsou obalena pochvou. Vznikla koncepce neurogliové tkánì, nejprve jako tkánì pro stmelení nervových vláken, bunìk a krevních kapilár do jednoho celku, pozdìji však vznikly první popisy gliových bunìk. Mikroskopickými technikami se zaèaly studovat nejen fyziologická nervová tkáò, ale i prùbìh patologických zmìn. Celkový stav poznání se nacházel jen krùèek od vzniku koncepce neuronù a gliových bunìk. Klíèová slova: mozek, vlákna, buòky, neuroglie, ganglia, mikroskop, dìjiny neurovìd

SUMMARY The works of Jan Evangelista Purkynì, Gabriel Valentin and Robert Remak showed that the nervous system contains not only nerve fibers, but also cellular elements. The use of microscopes and new fixation techniques have enabled the retrieval of accurate data on the structure of nervous tissue and in many European universities microscopes began to be widely used for histological and morphological studies. The present review summarizes the discoveries of the structure of predominantly vertebrate nerve tissue during the period from 1838 to 1865, made by prominent scholars who described the structure of fibers and cells of the nervous system and demonstrated that some nerve fibers are enwrapped by a sheath. In addition, the first attempts were made to make a cytoarchitectonic description of the spinal cord and brain. During the same time the concept of a neuroglial tissue was introduced, first as a tissue for “gluing” nerve fibers, cells and blood capillaries into one unit, but later some glial cells were described for the first time. Microscopic techniques started to be used for examination of physiological as well as pathological nerve tissues. The overall state of knowledge was just a step away from the emergence of the concept of neurons and glial cells. Key words: brain, fibers, cells, neuroglia, ganglia, microscope, history of neuroscience

ÚVOD Práce Jana Evangelisty Purkyně, Gabriela Valentina a Roberta Remaka prokázaly, že v centrálním i v periferním nervovém systému se nacházejí nejen nervová vlákna, ale i buněčné elementy (Chvátal, 2014). Použití mikroskopů a nových fixačních technik umožnilo získat přesnější údaje o struktuře nervové tkáně, zároveň na mnohých evropských univerzitách docházelo k masovému používání mikroskopů pro histologická a morfologická studia. Následující přehled mapuje významné objevy struktury nervové tkáně, především obratlovců, od roku 1838 do roku 1865, kdy německý neuroanatom Otto Deiters (1834–1863) poprvé formuloval koncepci neuronu. Jsou popsány objevy dalších učenců uvedeného období, kteří výrazným způsobem přispěli k současnému poznání struktury nervové tkáně. Výrazy „gangliové“, „nervové“ či „mozkové“ buňky nebo tělíska, používané u různých autorů a citované dále v textu, 52

označovaly tytéž buněčné útvary nervového systému, avšak ještě stále odlišné od dnešního pojetí nervových buněk. NEUROVĚDNÍ VÝZKUM NA UNIVERZITĚ VE VRATISLAVI: JAN EVANGELISTA PURKYNĚ (1787–1869), SAMUEL PAPPENHEIM (1811–1882), DAVID ROSENTHAL (1821–1875) A JAN ČERMÁK (1828–1873) Výsledky výzkumu struktury nervové tkáně Jana Evangelisty Purkyně, jeho asistenta Gabriela Valentina a jeho žáka Josefa Rosenthala publikované v letech 1834–1839 byly již podrobně popsány v předchozím přehledu (Chvátal, 2014). Studium struktury nervové tkáně pod vedením Purkyně však pokračovalo dál. V roce 1838 publikoval Purkyně v ročence lékařské fakulty Jagellonské univerzity v Krakově výsledky svého mikroskopického studia nervových vláken (Purkyně, Československá fyziologie 64/2015 č. 2

Obr. 1: 1A: Nervové elementy mozkových obalù (a), sluchového ústrojí (b-d) a oka (e-h) podle Pappenheima (1840; 1842). a – nervy dura mater krávy: nervová pleteò neznámého pùvodu (*), vìtev trojklaného nervu (**), arteria meningea media (***); b – nervová pleteò na membránì kulatého okénka vnitøního ucha z myelinizovaných a nemyelinizovaných (*) vláken; c – buòky na vnitøním povrchu blanitého labyrintu s jádry a jadérky; d – vlákna a buòky s jádry a jadérky v blanitém labyrintu embrya. e – 1.–8., 13. a 18.–21. jsou rùzné formy èípkù, ve 14. a 15. je malé tìlísko, v 5. je jádro, 11. jsou karmínovì èervená tìlíska, 22. a 23. je pigmentový plášś, ostatní jsou tyèinky; f – tyèinka: vnitøní èást (a), èást v sítnici (b), vnìjší èást s širokou kulovitou základnou (e) pøechází ve vlákénko (c) a zakonèení (d), pøíèný zlom (f); g – sítnice èlovìka v oblasti fovea, na vnìjším okraji jsou gangliové buòky, uprostøed vrstva tyèinek a èípkù; h – mozkové buòky sítnice èlovìka. 1B: Nervová vlákna v kùži žáby (a, b) a v sluchovém nervu jesetera (c) podle Èermáka (1849; 1950). a –nervové vlákno kùže (N), jeho pochva (S), jádra pochvy (K), koagulovaný obsah pochvy (i); b – vìtvení vlákna: zúžení dvojitých kontur (a, b), nervové vlákno (N, N1) s malou odboèkou (N4) se dále dichotomicky vìtví (N2, N3), pochva vlákna (S) a její jádra (K), svazek nervových vláken (B), pigmentová buòka (P); c – nervové vlákno sluchového nervu s poškozenou nebo chybìjící myelinovou pochvou. 1C: Nervová vlákna a gangliová tìlíska podle Schwanna (1839). a – nervová vlákna bloudivého nervu telete: porušená bílá hmota bìhem preparace (a), bílá hmota obklopená tenkou membránou (b), bunìèná jádra v bílé hmotì (c, d); b – gangliová tìlíska v sympatických gangliích žáby s jednoduchou (a) a s dvojitou membránou (b). 1D: Nervová vlákna a gangliová tìlíska podle Hannovera (1842). a – velké buòky s dlouhými výbìžky, jádry a jadérky pod ètvrtou mozkovou komorou dospìlého èlovìka; b – buòky v gangliu bloudivého nervu platýse: buòky o rùzné velikosti (a), s ocasovitým výbìžkem a dlaždicovitým povrchem (b), s vegetativními vlákny (c); c – nervová vlákna pod ètvrtou mozkovou komorou okouna: mìchýøek vytvoøený uniklou tekutinou s patrným osovým válcem (a), vlákna obklopená døení (b, c), èást døenì vyhøezlá øezným otvorem (c‘).

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

53

1939). Publikace vyšla v polštině, proto ji později vydal v německém překladu (Purkyně, 1845) a česky (Purkyně, 1858). Purkyně podrobně popsal mikroskopickou stavbu nervových vláken zviditelněných kyselinou octovou. Rozdělil je na tlustá mozkomíšní, tenká mozková, tenká bez zrníček a tenká zrníčkovitá. Dále Purkyně popsal nervová vlákna v pia mater míchy a mozečku a v dura mater velkého mozku, která zařadil do sympatického nervového systému. Rovněž popsal nervová vlákna na velké mozkové žíle a na mozkových tepnách až do jejich třetího větvení, dále pak v okostici, zvláště na holenní kosti, v aponeurózách, v oční rohovce a v rodidlech. Významným Purkyňovým nálezem byla vlákna v srdci, dnes nazývaná Purkyňova vlákna (Kruta, 1977). Byly to specializované kardiomyocyty, zabezpečující synchronizované stahy srdečních komor. Mikroskopickou stavbu nervové tkáně studovali asistenti a studenti Purkyně. V roce 1839 vydal Purkyňův student, rodák z Güterslohu v Německu, Heinrich Otto Lüning (1818–1868) disertační práci zabývající se studiem obalů míchy (Luening, 1954). Stejně jako v jiných případech poskytl Purkyně Lüningovi k sepsání disertace výsledky svých pozorování. Při popisu stavby míšních plen, především pia mater, Lüning a Purkyně jako první pomocí kyseliny octové zjistili přítomnost velkého množství nervových vláken, která podle nich patřila k sympatickému nervovému systému. Uvedené zjištění se do té doby popíralo (Frankenberger, 1954). Arachnoidea nervy neobsahovala, zatímco v dura mater je pozorovali ve vnější vrstvě. V roce 1836 odešel Purkyňův asistent Gabriel Valentin do Bernu a přibližně v téže době nastoupil na místo Purkyňova asistenta vratislavský rodák Samuel Mořic (Moritz) Pappenheim, který spolu s Purkyněm vydal publikaci o trávení (Purkyně a Pappenheim, 1838). Zabýval se však rovněž výzkumem nervové tkáně, popsal nervová vlákna a nervový plexus v rohovce (Pappenheim, 1839) a své další výsledky studia mikroskopické struktury nervové tkáně shrnul ve dvou, již téměř zapomenutých monografiích. První monografie obsahující celostránkové věnování Purkyněmu se zabývala popisem nervů obecně, a zvláště nervů sluchového ústrojí (Pappenheim, 1840). Nepochybně se jednalo o pokračování výzkumu publikovaného Purkyněm o dva roky předtím. V první části Pappenheim podrobně popsal strukturu sluchového ústrojí a nervová vlákna inervující vnější, střední a vnitřní ucho, podrobně popsal i gangliová tělíska s jádry a jadérky v příslušných gangliích. Dále porovnal tloušťku nervových vláken různých nervů a diskutoval jejich příslušnost k sympatickému nervovému systému; popsal a zobrazil svazky myelinizovaných a nemyelinozovaných nervových vláken v membráně kulatého okénka vnitřního ucha (obr. 1Ab). Pappenheim rovněž popsal gangliová tělíska v ganglion spirale vnitřního ucha, a dokonce vyobrazil gangliové buňky, včetně jader a jadérek, na vnitřním povrchu blanitého labyrintu (obr. 1Ac, d). Dále porovnal nervová vlákna sluchového ústrojí s nervy ostatních smyslových orgánů, a sice oka, jazyka a čichového ústrojí, a s nervy dalších struktur: cév, svalů, chrupavek a kostí (obr. Aa). V další části Pappenheim podrobně popsal ontogenetický vývoj všech tkání sluchového ústrojí. Ve třetí 54

části se zabýval patologickými aspekty sluchu, včetně toxikologického působení různých látek. Monografie shrnula velký objem práce dokumentovaný množstvím histologických a mikroskopických údajů, a je škoda, že Pappenheimovy výsledky, prokazující vysokou úroveň poznatků struktury nervové tkáně získaných pod vedením Purkyně, unikly pozornosti pozdějších badatelů. O dva roky později vydal Pappenheim svou další monografii věnovanou struktuře oka (Pappenheim, 1842). Stejně jako v předchozí práci, popis buněčných elementů oka vznikl v průběhu dlouhého období výzkumu na základě množství preparátů tkání, včetně kostí, oční koule a přídatných očních orgánů, a to u různých druhů živočichů a u člověka. Podrobně popsal strukturu sítnice, která se podle dobových znalostí skládala ze tří vrstev: z vnější, tzv. membrana Jacobi, střední, tzv. nervové membrány a vnitřní, tzv. vaskulární membrány (Wilson, 1840). Membrana Jacobi se podle svého objevitele, irského oftalmologa Arthura Jacoba (1790–1874), skládala z granulární vrstvy (Jacob, 1819). Pappenheim v této vrstvě popsal a zobrazil velké množství tyčinek a čípků s rozmanitými tvary (obr. 1Ae), rovněž popsal tmavě červené granule (pravděpodobně rodopsin) a zřejmě i vláknité radiální buňky (obr. 1Af), jejichž objev se připisuje H. Müllerovi (viz dále). Jak sám Pappenheim poznamenal, jeho vyobrazení buněčných elementů sítnice vznikla před publikací Hannovera (viz dále) z roku 1840. Přítomnost buněk mezi membrana Jacobi a vnitřní vrstvou sítnice jako první podle Pappenheima prokázal Gabriel Valentin. Pappenheim je popsal jako kulové útvary o různé velikosti, obsahující granulární hmotu a různě veliká jádra a jadérka (obr. 1Ag, h); buňky podle něj vytvářely několik vrstev, zvláště u lidí. U telete pozoroval, že buňky často měly výběžek ve formě vlákna. Pappenheim se domníval, že buňky poblíž vnitřní vrstvy nebyly pouze gangliovými buňkami, ale podobaly se buňkám centrálního nervového systému; v mozkové kůře se podle Pappenheima nacházely ještě větší buňky. Rovněž tato monografie byla pozdějšími badateli téměř zapomenuta. Zdá se, že Pappenheim měl v úmyslu uveřejnit další pojednání o nervových vláknech ve vláknitých tkáních a v kostech, jak o tom svědčilo předběžné sdělení z roku 1843 (Pappenheim, 1843). Popsal v něm nervová vlákna okostice, šlach, šlachových pochev a tepen. Podle Pappenheima přítomnost nervových vláken uprostřed šlach krčních svalů slepice poprvé objevil Purkyně v roce 1842. V případě tepen se Pappenheim domníval, že je inervují vlákna nejen sympatická, ale i senzorická a motorická, takže podle něj tvořily vzájemně soudržný systém zabezpečující reflexní funkce. K sepsání monografie však nedošlo. Vzhledem k nadměrnému pracovnímu vytížení se u Pappenheima rozvinula duševní porucha, takže musel nějakou dobu strávit v sanatoriu, a poté z Vratislavi odešel (Hirsh, 1887). V roce 1845 uveřejnil rodák z polské Nisy a Purkyňův student David August Rosenthal (1821–1875) disertaci zabývající se počtem a rozměry elementárních vláken mozku a míchy (Rosenthal, 1954a). Podle něj již před léty Purkyně nabádal k rozlišování tlustých a tenkých elementárních nervových vláken mozku a míchy a vláken v gangliích. Československá fyziologie 64/2015 č. 2

D. Rosenthal proto studoval, zda existují nějaké typické vzájemně ustálené poměry těchto vláken u různých druhů zvířat. Na základě velkého množství experimentálních dat konstatoval, že vlákna hlavových motorických nervů mají téměř stejný objem jako vlákna předních kořenů míšních. Dále zjistil, že počet vláken v jednotlivých hlavových nervech je u různých jedinců téhož druhu vždy stejný, a navíc množství vláken těchto nervů je u jedinců různého druhu v jistém stálém vzájemném poměru. Výsledky výzkumu nervových vláken získané ve Vratislavi pod vedením Purkyně publikoval v roce 1849 pražský rodák, fyziolog a histolog, Jan Nepomuk Čermák (Johann Nepomuk Czermak). S rodinou Čermáků se Purkyně seznámil v Praze v roce 1837, kdy bylo Janovi teprve 9 let, a tehdy mu rovněž nabídl podporu, rozhodne-li se studovat medicínu (Brázda, 2011). Čermák studoval lékařství v Praze, ve Vídni, krátce pod vedením Purkyně ve Vratislavi a ve Würzburgu, kde promoval. Během svého pobytu ve Vratislavi vydal jako 21letý dvě publikace. V první, která se zabývala strukturou nervových vláken v kůži žab (Czermak, 1849), konstatoval, že svazky nervových vláken vytvářely pod epidermis sítě, odkud vycházela jednotlivá vlákna směrem k povrchu epidermis, kde se dále dělila mezi zde přítomnými žlázami (obr. 1Ba, b); nervové svazky byly vždy ve svém průběhu doprovázeny krevními kapilárami a pigmentovými buňkami. Čermák rovněž podrobně popsal dělení vláken, kdy svoje výsledky údajně konzultoval s Purkyněm; nervová zakončení však v kůži nepozoroval. Ve své druhé práci se Čermák zabýval průběhem primitivních vláken ve sluchovém nervu ryb (Czermak, 1850). Podobně jako v předchozí práci ho především zajímala otázka, zda primitivní nervová vlákna měla svá zakončení na blanitém labyrintu, nebo vytvářela jednoduché smyčky (obr. 1Bc). Čermák popsal volná nervová zakončení, smyčky nervových vláken a dělení vláken. Rovněž se kladně zmínil o použití sublimátu (chloridu rtuťnatého), který mu k fixaci nervové tkáně, především k zviditelnění axonů, poskytl Purkyně. Čermák dokonce vyslovil domněnku, že jím pozorovaná rozvětvení nervových vláken ve sluchovém nervu mohou být místem modulace zvukového vjemu. Purkyně údajně věřil ve velkou budoucnost Čermáka, jako nadaného a pracovitého badatele, v roce 1850 se Čermák v Praze dokonce stal Purkyňovým asistentem a nejbližším spolupracovníkem a byl považován za jeho nejvhodnějšího nástupce. Avšak jejich cesty se krátce nato rozešly a pražská fakulta tak ztratila vynikajícího vědce a mezinárodně uznávaného badatele (Brázda, 2011). PRVNÍ POPIS OLIGODENDROCYTŮ V PERIFERNÍCH NERVECH: THEODOR SCHWANN (1810–1882) Německý fyziolog, histolog a cytolog Theodor Schwann studoval medicínu a přírodní vědy v Bonnu, Würzburgu a v Berlíně, kde přišel do styku s Johannesem Müllerem (1801–1858). V roce 1839 Schwann ve své nejznámější knize, kterou napsal spolu s botanikem Matthiasem Schleidenem (1804–1881) a ve které byly shrnuty principy buněčné Československá fyziologie 64/2015 č. 2

teorie stavby rostlin a živočichů, podrobně popsal elementy nervového systému (Schwann, 1839). Podle Schwanna se nervový systém skládal z gangliových tělísek a z nervových vláken (obr. 1C), jež mohly být dvojího druhu: běžná bílá vlákna a šedá neboli organická vlákna. Gangliová tělíska se vyskytovala v šedé hmotě mozku a míchy a v gangliích, měla podobu poměrně velkých granulárních kuliček s excentricky umístěným kruhovým váčkem a obsahujících ve svém vnitřku jedno nebo dvě malá tmavá tělíska. Organická vlákna byla podle Schwanna odvozena ze sympatického nervového systému, nebyla trubicovitá, neboť nebyla obalena žádnými obaly, ale byla nahá a průsvitná, téměř želatinová, a mnohem tenčí než ostatní primitivní nervová vlákna. Nejpodrobněji popsal Schwann strukturu bílých vláken. Podle něj měla tato vlákna tmavé okraje tvořené látkou zřejmě totožnou s tou, která jim dávala bílou barvu během pozorování pouhým okem. Okraje vláken obecně vytvářely dvojitý obrys na obou stranách, takže vypadaly jako duté trubky, vzdálenost mezi těmito dvěma obrysy charakterizovala tloušťku bílé hmoty. Větší část hmoty netvořila spojená vlákna, ale skládala se ze samostatných okrouhlých útvarů nebo dlouhých nepravidelných malých válců, uspořádaných ve směru průběhu nervů. Kromě nich bylo možné pozorovat i jinak vyhlížející hmotu, která neměla tmavé obrysy, nejevila se čirou, ale granulární, a ve které byla zřetelně rozeznatelná buněčná jádra. Schwann tak byl první, kdo dokázal určit, že nervové obaly byly tvořeny specializovanými buňkami, dnes obecně nazývanými oligodendrocyty, i když si v periferních nervech zachovaly název Schwannovy buňky. Tyto buňky obsahují většinu cytoplazmy, jejich jádra zůstávají mimo myelinové pochvy a vytvářejí neurilema, které myelinové pochvy obklopuje. PŮVOD NERVOVÝCH VLÁKEN: ADOLPH HANNOVER (1814–1894) Dánský anatom a patolog Adolph Hannover byl velkým zastáncem využití mikroskopu v anatomických studiích. V letech 1839–40 absolvoval studijní pobyt v laboratoři J. Müllera v Berlíně, tamtéž spolupracoval i s Remakem, který ho zasvětil do výzkumu struktury nervové tkáně. Z tohoto pobytu vzešly dvě Hannoverovy publikace. Jedna se zabývala mikroskopickou stavbou sítnice (Hannover, 1840a), kde popsal tyčinky, čípky a další buněčné útvary u ryb, obojživelníků, ptáků a u savců a které pojmenoval jako mozkové buňky. Druhá publikace byla Hannoverovým dopisem dánskému lékaři a anatomovi Ludwigu Lewinovi Jacobsonovi (1783–1843), v němž popsal novou techniku dokonalejšího obarvení elementů nervové tkáně kyselinou chromovou (Hannover, 1840b). I když se fixační činidla používala v histologii i dříve, použití kyseliny chromové umožnilo Hannoverovi lépe rozlišit gangliové buňky a nervová vlákna. Hannover podrobně popsal strukturu myelinizovaného nervového vlákna, vlastní axon a myelinovou pochvu. Navíc metodou barvení tkáně pomocí kyseliny chromové popsal v míše ptáků, žab a ryb nervová vlákna, běžící jednotlivě i ve svazcích. Byl přesvědčen, že nervová vlákna vycházejí 55

z mozkových nervových buněk a udržují s nimi celoživotní trvalé propojení. Hannover doporučoval, aby se odlišovaly výběžky buněk, byť velmi dlouhé, a vlákna těchto buněk, která z nich vystupovala. I když podle Hannovera nejčastěji z buněk vycházela dvě vlákna, pozoroval v mozku a v mozečku buňky bez vláken. Gangliové buňky byly po obarvení zachovány velmi dobře, lišily se svou velikostí a velikostí svých jader a jadérek a jejich povrch se jako by skládal ze šestiúhelníkových šupinek. I když k této práci Hannover nepřidal žádné obrázky, nebylo pochyb, že popsal propojení nervových buněk a nervových vláken a pokládal je za obecný jev v gangliích, v mozku a v mozečku. O tři roky později uveřejnil Hannover rozsáhlou histologickou a mikroskopickou práci nejprve v dánštině (Hannover, 1843) a poté i ve francouzštině (Hannover, 1844), obě práce byly doprovázeny množstvím obrázků (obr. 1D). Hannover rozlišoval mozkové buňky od buněk gangliových (v gangliích) a stejně tak i mozkomíšní myelinizovaná vlákna od nemyelinizovaných vláken sympatických. Mozkové buňky popsal v mozku a v míše všude tam, kde mozková hmota nebyla úplně bílá, buňky o různé velikosti obsahovaly jádro a tekutý obsah. Gangliové buňky byly podobné mozkovým, avšak jejich povrch se mu zdál složený ze šestihranných šupinek. Nervová vlákna se skládala ze tří částí: pochvy, dřeně a osového válce, který byl podle Hannovera dutý. Sympatická a autonomní nervová vlákna byla tenká, jemná, průsvitná a jemně tečkovaná. Hannover byl přesvědčen, že mozkomíšní a vegetativní nervová vlákna bylo nutné považovat za prodloužení buněčné membrány mozkových a gangliových buněk; vlákna přitom nikdy nevycházela z buněčného jádra. Nervová vlákna podle něj vznikala bezprostředním protažením buněk. Hannover bezpochyby pozoroval začátek nervových vláken v mozkových a v gangliových buňkách a sjednotil vlastnosti nervových buněk v mozku, v míše a v gangliích. Zřejmě byl prvním, kdo s jistotou odvodil začátek nervových vláken z výběžků nervových buněk (Stieda, 1899). STRUKTURA NERVOVÉ TKÁNĚ V ANATOMICKÝCH MONOGRAFIÍCH: FRIEDRICH GERBER (1797–1872), VICTOR BRUNS (1812–1883) A JAKOB HENLE (1809–1885) Ve stejné době vyšlo několik anatomicko-histologických monografií, které dokumentovaly dobové znalosti o struktuře nervové tkáně. Za všechny lze uvést tři z nich. Švýcarský anatom, patolog a fyziolog Friedrich Andreas Gerber publikoval svou anatomickou a histologickou monografii nejprve německy (Gerber, 1840) a později i anglicky (Gerber, 1842). Gerber údajně na některých histologických výzkumech spolupracoval s Gabrielem Valentinem, který již v té době pobýval v Bernu (Chvátal, 2014), proto byl zcela ovlivněn Valentinovým pohledem na strukturu nervové tkáně. Nervy se podle Gerbera skládaly z jemných cylindrických a průsvitných vláken, obsahujících tekutinu, která se rychle srážela do granulární hmoty (obr. 2A). Jemná nervová vlákna byla v nervech spojena do svazků pojivovou 56

hmotou. Membrána samotných vláken byla pokryta ciliemi, tato struktura byla poprvé, jak uvádí Gerber, pozorována Valentinem. Krátce po usmrcení pokusného zvířete se nervová vlákna smršťovala, pravděpodobně v důsledku nerovnoměrné hustoty koagulované nervové tekutiny, která jinak proudila nervovými vlákny směrem k periferii, kde se prostřednictvím smyček vracela zpět. Křížící se cerebrospinální vlákna vytvářela ganglion, kde se nacházela gangliová tělíska a odkud vycházela nervová vlákna. Mezi motorickými a senzorickými vlákny nenalezl žádný rozdíl. Rovněž významný německý chirurg Paul Victor Bruns byl zastáncem Valentinových názorů na strukturu nervové tkáně (Bruns, 1841). Rozeznával v ní dvě zcela odlišné části, a sice primitivní nervová vlákna a zaplňující (nervová) tělíska (Belegungskugeln), případně gangliová tělíska. Primitivní vlákna se skládala z cylindrických, průsvitných obalů bez vnitřní struktury; obsah těchto vláken byl tekutý. Nervová a gangliová tělíska byla obklopena průsvitným membránovitým obalem a uvnitř se nacházela červenošedá granulární hmota. Tělíska měla rozmanitý tvar a uvnitř ganglií byla obalena fibrózní pochvou. Bruns byl přesvědčen, že vzájemné uspořádání jmenovaných útvarů v nervové tkáni se mohlo lišit, ale primitivní vlákna a tělíska se vždy pouze těsně dotýkala. Na rozdíl od Valentina Bruns v nervovém systému rozlišoval 4 sekundární útvary, a sice: a) útvary pouze z kontinuálních zaplňujících tělísek (kontinuierliche Belegungsformation), tj. gangliových tělísek v mozku a míše bez vláken, b) útvary z intersticiálních zaplňujících tělísek (interstitielle Belegungsformation), tj. gangliových tělísek s obklopujícími nervovými vlákny buď periferně v gangliích, nebo centrálně v mozku a míše, c) nervové útvary (Nervenformation) a d) útvary plexů (Plexusformation). Poměrně obsáhlou monografii vydal i německý lékař, patolog a anatom Jakob Henle, objevitel Henleovy kličky v ledvinách (Henle, 1841). Několik let pracoval jako prosektor anatomie u J. Müllera v Berlíně, a tudíž byl velmi dobře obeznámen s výzkumem Roberta Remaka a Theodora Schwanna. Henle popsal strukturu myelinizovaných a nemyelinizovaných vláken a gangliových tělísek (obr. 2B). U myelinizovaných vláken popsal pochvu z pevné pojivové tkáně, kterou pojmenoval neurilema. Vlákna byla světlá a bezbarvá, s tmavými okraji. Každé vlákno bylo ohraničeno dvěma tmavými obrysy na každé straně. Oválné útvary s buněčnými jádry v pochvě nervu pozorované Schwannem a J. F. Rosenthalem (Rosenthal, 1954b) však Henle zařadil do pojivové tkáně. Při popisu osových válců (axonů) se Henle přiblížil popisu Purkyně, avšak nebyl si jist, zda se vyskytují všude; byl přesvědčen, že byly zvláštními nezávislými strukturami. Primitivní, tj. nemyelinizovaná, vlákna byla podle něj rovněž obalena pochvou. Gangliová tělíska popsal jako spíše protáhlá, a často tří- a čtyřhranná a s výběžky. V gangliích byla podle Henleho tato tělíska uzavřena ve zvláštním obalu, který obsahoval malé kulaté buňky s jádry. Tyto buňky z dnešního pohledu připomínají satelitní buňky astrocytového původu a lze předpokládat, že se jednalo o první popis a vyobrazení savčích periferních astrogliových buněk. Gangliová tělíska v mozku a míše popsal Československá fyziologie 64/2015 č. 2

Obr. 2: 2A: Nervová tkáò podle Gerbera (1840). a – gangliové buòky a nervy: tìlíska mozkové døenì (1), vejèitá buòka (2; a – jádro, b – jadérko), buòka (3; a – jádro, b – jadérko), hruškovitá buòka (4), spojené buòky s obaly (5; a – propojení, a‘ – obaly, b – buòky), buòka s vláknitým obalem (6), koøen hlavového nervu (7; a – døeòová tìlíska mezi vlákny), koøen míšního nervu (8; ab – úsek v míše, ac – po opuštìní míchy, c – v místì dura mater, c-8 – mimo míchu); b – souèásti nervù: vlákna èerstvì usmrceného zvíøete (1, 2, 3; a – membrána, b – tekutý obsah), zvìtšené vlákno (4; a – membrána, b – pochva s ciliemi), zvìtšené cilie (5), zvìtšené vlákno (6; a – tubulus, b – obsah), tenké svazky vláken (7, 8; a – vinoucí se svazek, b – cylindrická pochva), svazek ze ètyø vláken (9), cylindrický svazek (10), pøíèné øezy nervy (11; a – cylindrický svazek, b – svazek s jednou vrstvou vláken, c – se tøemi vrstvami, d – hruškovitý svazek). 2B: Elementy nervové tkánì podle Henleho (1841). a – gangliová buòka v trigeminálním gangliu telete: jádro ve vnìjší pochvì na okraji (a) a na povrchu (b), uzavøená buòka (c), tìlísko (d); b – tatáž buòka nahá: uzavøená buòka (b) s jádrem (c); c – buòka v ganglion cervicale superius telete: výbìžek nebo komisura (a), uzavøená buòka (b) a její jádro (c); d – nervové vlákno v sedacím nervu žáby: bílá pochva (a) a její jádra (b), dvojitì ohranièená døeò (c), èástice (d) spojené s dvojitì ohranièenou døení (e); e –vlákno trojklaného nervu ovce: vnìjší (a) a vnitøní (b) kontury se pøekrývají a vytváøejí zvlnìné útvary (c). 2C: Struktura nervových bunìk podle Stillinga (1856). a – nervová buòka v šedé hmotì míchy mihule: fibrilární šedá hmota (a), dvojitì ohranièená pochva buòky (b) a její propojení s parenchymem (b‘), svìtlý prostor (c) mezi pochvou a parenchymem (d), pøíèný øez výbìžkem (g), pøerušovaný okraj parenchymu (x) a jádra (n), svìtlejší parenchym (o), jadérko (m), výbìžek (k) obalený pokraèující pochvou (k‘); b – schéma ideální nervové buòky: z pochvy (a) vycházejí fibrily ven (b) a dovnitø (c), bunìèný parenchym (e), jádro (N) s dvojitými obrysy (g), parenchym jádra (h), jadérko (N‘) a jeho výbìžky (*) z rùzných vrstev (n), fibrily (o) spojující rùzné èásti jadérka, velké nervové výbìžky (x), jeden z nich obsahuje parenchym (x‘). 2D: Nervová tkáò podle Hassalla (1849). Popis viz text. Československá fyziologie 64/2015 č. 2

57

Henle podobně jako Valentin a Purkyně a zdůraznil, že mají různě dlouhé výběžky. Gangliová tělíska v substantia nigra, v šedé hmotě míchy a v prodloužené míše vysílala do všech směrů mnohočetné výběžky, které se dále opět rozdělovaly. O propojení gangliových tělísek s nervovými vlákny se Henle nezmínil. PROPOJENÍ NERVOVÝCH BUNĚK A NERVOVÝCH VLÁKEN: HERMANN VON HELMHOLTZ (1821–1894) Německý lékař a fyzik Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz svými poznatky významně přispěl ve fyziologii, psychologii, teorii vidění, vizuálním vnímání prostoru, barevném vidění a vnímání zvuku. Je rovněž znám svými studiemi, kdy určil rychlost vedení vzruchu v motorickém nervovém vlákně (Helmholtz, 1850). Avšak méně známá je jeho stručná disertační práce vypracovaná pod vedením J. Müllera v Berlíně (Helmholtz, 1842), která se zabývala strukturou nervové tkáně bezobratlých (plžů, červů, pijavek a korýšů). Helmholtz u nich popsal nervová vlákna a nervové buňky, které byly podobné vláknům a buňkám u obratlovců. Nervová vlákna se však na rozdíl od obratlovců u bezobratlých téměř nelišila. Gangliové buňky (globuli gangliosi) byly podobné měchýřkům ohraničeným jednoduchou nestrukturovanou membránou a obsahovaly granulovanou hmotu, jádro a jadérko. Důležitým Helmholtzovým pozorováním bylo, že výběžky nervových buněk přecházely přímo do nervových vláken. Konstatoval, že i když nervové buňky byly různého tvaru, kulaté, oválné, bez výběžků či s výběžky, z výběžků vždy vycházela nervová vlákna, a sice z centrální části buňky, jak již předtím popsal Remak. Podle Helmholtze se cylindrické výběžky nervových buněk postupně zužovaly a na začátku zúžení obsahovaly stejnou granulovanou hmotu, kterou byl naplněn vnitřek buněk. A i když podle Valentina vlákna v periferních gangliích nebo v šedé hmotě mozku a míchy nikdy do buněk neprocházela, Helmholtz vyslovil předpoklad, že i u obratlovců jsou nervová vlákna a buňky navzájem propojeny jako u bezobratlých. Bohužel Helmholtzova disertace neobsahovala žádné obrázky, bylo však zřejmé, že opravdu viděl propojení nervových buněk a nervových vláken, které považoval za obecný jev u bezobratlých a u obratlovců. Práce Helmholtze a dalších autorů rovněž potvrdila skutečnost, že bezobratlí a studenokrevní živočichové poskytovaly mnohem lepší možnosti pro studium nervové tkáně vzhledem k jejímu snazšímu zpracování a uchování než tkáně teplokrevných živočichů a člověka (Chvátal, 2013). PRVNÍ ÚDAJE O CYTOARCHITEKTUŘE MÍCHY: BENEDIKT STILLING (1810–1879) K poznání struktury mozku a míchy významně přispěl německý anatom a chirurg Benedikt Stilling. Byl první, kdo popsal a pojmenoval vazomotorické nervy (Stilling, 1840); rovněž zavedl techniku zhotovení tenkých řezů mozku a míchy a následně rekonstruoval jejich struktury. Věnoval se především studiu míchy, jeho jménem je pojmenován 58

shluk nervových buněk tvořící nc. thoracicus, někdy nazývané jako Stillingovo jádro, při bázi zadního míšního rohu, z něhož vychází dráha do mozečku. V roce 1842 spolu se svým kolegou, německým lékařem Josephem Wallachem (1813–1878), vydal první část třísvazkového pojednání o stavbě nervového systému, kde rovněž popsali strukturu míchy (Stilling a Wallach, 1842) získanou z míšních řezů zhotovených v různých rovinách, tj. příčných, podélných a šikmých, ze zamražené tkáně nebo míšní tkáně fixované alkoholem. Překvapivě v době, kdy již většina histologů akceptovala přítomnost buněk v nervové tkáni a již se diskutovalo propojení vláken a buněk, Stilling a Wallach se ve své práci postavili proti existenci nervových buněk. Podle nich byla buněčná těla, o kterých se předpokládalo, že tvořila většinu šedé hmoty, výsledkem optického klamu a celá hmota míchy, od cauda equina do prodloužené míchy, byla tvořena pouze vlákny, která v šedé a bílé hmotě probíhala rovnoběžně s osou míchy. Z šedé hmoty zároveň vycházely paprskovitě svazky vláken do bílé hmoty a oblasti šedé hmoty na obou stranách míchy byly navzájem propojeny příčnými svazky vláken. Druhý díl, který vyšel v následujícím roce, obsahoval Stillingův podrobný popis struktury prodloužené míchy (Stilling, 1843). Autor již připustil existenci buněk a svůj původní odmítavý názor vysvětlil tím, že je považoval za ohyby cév nebo varikózní zduření vláken. Nervové buňky podle něj vykazovaly morfologické rozdíly: v míše měly hvězdicovitý tvar a množství výběžků, kterými byly propojeny navzájem nebo s okolními vlákny, zatímco v gangliích byly eliptické nebo kulaté a bez výběžků. Proto je Stilling považoval za různé druhy nervových buněk a ty v míše pojmenoval jako „míšní tělíska“ (Spinalkörper). Pozoroval je mezi vlákny šedé hmoty předních rohů míchy, kde obsahovaly jádro a několik dlouhých výběžků, které spolu s výběžky ostatních tělísek podle něj vytvářely ucelený systém. Propojení tělísek a nervových vláken Stilling nepozoroval, avšak vzhledem k tomu, že se tělíska údajně nacházela pouze v šedé hmotě předních rohů, měla podle něj vztah k funkci předních míšních kořenů. V této práci autor poprvé použil výrazy jako nucleus nervi hypoglossi nebo nucleus spinalis nervi accessorii, avšak nikoliv v dnešním pojetí jako shluk neuronů, ale jako oblast šedé hmoty obsahující míšní tělíska, odkud vycházela nervová vlákna míšních kořenů. Ve své další práci z roku 1846 Stilling setrval na svém popisu struktury míchy a prodloužené míchy z let 1842–1843 (Stilling, 1846), ačkoliv se již všeobecně předpokládal vztah mezi nervovými buňkami a nervovými vlákny nejen u bezobratlých, ale i u obratlovců. Z novějších poznatků Stillinga lze uvést jeho rozdělení a charakterizaci nervových buněk podle jejich velikosti a porovnání struktury nervové tkáně ve fixovaných preparátech a v čerstvých řezech. Stilling rozdělil nervové buňky ve fixované tkáni na několik skupin. Největší nervové buňky, tj. míšní tělíska, se nacházela ve skupinách v šedé hmotě předních rohů míchy, v prodloužené míše a ve Varolově mostu. Středně veliké buňky se nacházely např. v nucleus olivaris inferior. Nejmenší nervové buňky, které zároveň tvořily největší část šedé hmoty a byly jejich základem, Stilling charakterizoval jako jemnou Československá fyziologie 64/2015 č. 2

granulární hmotu; vytvářela rovněž substantia gelatinosa v míše. Tyto buňky měly nepravidelný tvar a výběžky podobné největším nervovým buňkám. Nervová vlákna a nervové buňky Stilling popsal i v čerstvě izolované nervové tkáni. V bílé hmotě rozlišil tlustá a tenká (nemyelinizovaná) nervová vlákna, v šedé hmotě popsal nervová vlákna a jejich svazky. Nervové buňky měly rozdílnou velikost, obdobně jako ve fixovaných řezech. V roce 1856 zveřejnil Stilling rozsáhlé pojednání o struktuře nervových vláken a nervových buněk (Stilling, 1856). Každé nervové vlákno se podle něj skládalo ze dvou částí, periferní a středové. Okrajová část a pochva vlákna se skládaly ze sítě velmi jemných fibril, které byly uspořádány, často souběžně, ve všech směrech: podélném, příčném a šikmém (obr. 2C). Středová část, tj. osový válec, byl tvořen ze tří soustředně ležících do sebe vnořených vrstev, tyto byly rovněž tvořeny malými fibrilami směřujícími k vnějšímu okraji a propojenými s fibrilami obvodové části vlákna. Fibrily na vnějším okraji byly propojeny s fibrilami sousedních vláken. Stilling zjistil, že působením kyseliny chromové se jednotlivé vrstvy těchto fibril barvily různým odstínem. V obalu z těchto „základních“ fibril se nacházelo nervové vlákno. Jak centrální, tak i periferní nervové buňky se podle Stillinga rovněž skládaly z fibril, které vytvářely jejich pochvy. Fibrily vycházely z buněk ven, větvily se a propojovaly se s jinými sousedními buňkami, přičemž některé fibrily vstupovaly do vnitřku sousedních buněk. Parenchym (cytoplazma) a jádro buněk se rovněž skládaly z husté sítě nejjemnějších základních fibril, ze kterých se rovněž skládaly výběžky všech centrálních neuronů, jimiž byly podle Stillinga někdy sousední buňky propojeny. Není jisté, zda byla Stillingova pozorování ovlivněna zpracováním tkání, případně optickým klamem, nebo skutečně v řadě případů viděl cytoskelet buněk a perineuronální sítě. Později Stilling vydal rozsáhlou práci, kde shrnul své výsledky za 17 let (Stilling, 1859). Na téměř 1000 stranách velmi podrobně popsal nejen vlastní výsledky a metody zpracování tkáně, ale zhodnotil i výsledky svých předchůdců a současníků. Stilling dále rozvinul své předchozí představy o struktuře šedé a bílé hmoty míchy. Domníval se, že šedá hmota se skládala z pojivové tkáně a krevních cév, kde se rovněž nacházely nervové buňky, zatímco bílá hmota se skládala z nervových vláken. Stejně jako ve své předchozí práci Stilling rozlišoval nervové buňky pouze podle jejich velikosti a tvaru, ale nikoliv podle jejich fyziologických vlastností. Popsal přítomnost multipolárních (polygonálních) buněk, podlouhlých vřetenovitých buněk a kulových buněk. Všechny nervové buňky podle Stillinga měly výběžky o různé délce, některé i více než 5 výběžků. Podle něj neexistovala žádná zákonitost určující směr a délku nervových výběžků. Stilling rovněž popsal svou představu cytoarchitektury míchy. Například multipolární nervové buňky podle něj vysílaly své výběžky do předních kořenů a ganglia zadních kořenů byly zdrojem vláken zadních míšních sloupců a části bočních sloupců. Část podélných vláken míchy byla odvozena od velkých nervových buněk, které vysílaly výběžky do předních kořenů míchy.

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

NERVOVÉ BUŇKY A GANGLIA JAKO ŽLÁZY: ARTHUR HASSALL (1817–1894) Britský lékař, chemik a odborník na mikroskopii Arthur Hill Hassall vydal v roce 1849 dvoudílnou monografii zabývající se mikroskopickou anatomií lidského těla (Hassall, 1849). Byla to první učebnice v angličtině v tomto oboru, která v letech 1846–1849 postupně vyšla v 15 menších svazcích a poté byla ještě vydána mnohokrát a přeložena i do jiných jazyků. Nervový systém byl podle Hassalla rozdělen na dva systémy: mozkomíšní systém, který zahrnoval mozek, míchu a odtud vycházející nervy, a sympatický systém. Hmota mozkomíšního systému byla dvojí: buď šedá, s buněčnou neboli sekreční strukturou, nebo bílá, s vodicí neboli trubicovitou strukturou (obr. 2D). Sekreční (šedá) hmota mozku byla podle Hassalla tvořena granulárním základem, který obsahoval velký počet jaderných buněk o různé velikosti a tvaru. Tento granulární základ se podle něj nacházel ve velkém množství v šedé hmotě velkého mozku, zatímco v tuber cinereum, v mozečku a v šedé hmotě míchy velký počet malých granulárních buněk dokonce svým obsahem překračoval objem granulárního základu. V některých oblastech však podle Hassalla bylo možné pozorovat jiné buňky, které se odlišovaly svou velikostí a tvarem a které pojmenoval jako gangliové buňky. Tyto buňky se podle něj nacházely v různých částech mozkomíšního systému, jako např. v substantia nigra, v šedé hmotě mozečku, v prodloužené míše, v míše, v mozkových hemisférách, zejména v zadních lalocích, a v šedé vrstvě cornu Ammonis hipokampu. Úlohou gangliových buněk bylo podle Hassalla sekrece nervové tekutiny, avšak nevěděl, zda se při tom uplatňovaly i jejich výběžky. V každém případě odmítal názor, že by výběžky těchto buněk a vlákna byly propojené. Další gangliové buňky se nacházely v gangliích, která se skládala z oddělených buněk a nervových vláken. Celkové uspořádání struktury ganglií, která se podle Hassalla podobala žlázám, bylo podle něj pádným důkazem toho, že měly sekreční úlohu a nervová vlákna, která gangliem procházela, odváděla tekutinu do nervových zakončení v cílových tkáních a orgánech. Bílá vláknitá hmota mozku a míchy a motorické a senzitivní nervy se podle Hassalla skládaly z nerozvětvených vláken, která obsahovala tekutinu. V důsledku tlaku této tekutiny bylo možné podle něj v některých částech vláken pozorovat rozšíření způsobující jejich varikózní tvar. Každé vlákno motorického nervu se skládalo z obalu neboli neurilema a vnitřní elastické, ale málo konzistentní hmoty, tzv. bílé Schwannovy hmoty. Ta podle Hassala vytvářela pseudomembránu obklopující třetí složku nervového vlákna, tzv. osový válec, tvořený měkkou a polotekutou hmotou, která se však v některých případech jevila jako tuhá. PATOLOGICKÉ ZMĚNY NERVOVÉ TKÁNĚ: KAREL ROKYTANSKÝ (1804–1878) Patologické změny nervové tkáně podrobně studoval významný český anatom a patolog Karel Rokytanský (Carl Freiherr von Rokitansky). Narodil se v Hradci Králové, 59

zahájil studium na lékařské fakultě v Praze, avšak v průběhu studií přestoupil na lékařskou fakultu ve Vídni, kde v roce 1828 promoval a pracoval do konce svého života. Již jako zkušený patolog vydal Rokytanský v letech 1842–46 trojdílnou příručku patologické anatomie, kde se rovněž zabýval patologickými změnami nervové tkáně (Rokitansky, 1844). Rokytanský podrobně popsal změny struktury výstelky vnitřního povrchu mozkových komor u hydrocefalu, a zvláště v ependymu, který se podle současných poznatků skládá z neurogliových buněk. Množství a hustota tkáně se podle něj zvyšovaly a vznikala buněčná nebo vazivová tkáň, pokrytá vrstvou mozaikovitého epitelu. Podle Rokytanského bylo možné mikroskopicky rozlišit až pět různých druhů tkáně. Samotný ependym byl pokryt šedivě bílou granulární vrstvou, připomínající zrníčka písku, a rozeznatelnou pouze při příznivém průchodu světla tkání. Občas bylo možné rozeznat hrubší granulární útvary, podobné uzlíkům se stopkou a připomínající podle Rokytanského granulationes arachnoideae Pacchioni. Rovněž bylo možné rozeznat sítě řídkého (areolárního) vaziva. Dále Rokytanský popsal změny mozkové tkáně vyvolané krvácením do mozku, především změny v okolí hematomu, kde podle současných poznatků vzniká gliální jizva. Reakční zánětlivý proces začínal podle Rokytanského v sousední nezraněné mozkové tkáni, kde se měnila její struktura. Tato vrstva se skládala z vláken podobných buněčné tkáni, z četných jaderných útvarů, zaoblených nebo podlouhlých jako vlákna, z jemných jaderných vláken, z elementárních jadérek, částečně oddělených a částečně spojených, a z určitého množství žlutého nebo žlutočerveného amorfního pigmentu. Někdy podle Rokytanského docházelo k vymizení hematomu a k úplnému zahojení nervové tkáně, kdy prostor hematomu zaplnily velké buňky. Rokytanský rovněž studoval patologické změny pojivové tkáně (Rokitansky, 1851; Rokitansky, 1852a). V publikaci srovnávající vývoj kostry nádorů s vývojem jiných tkání poprvé upozornil na podobnost stavby nádorů mozku s nervovou pojivovou tkání a rovněž zobrazil sítě propojených buněčných útvarů v metastáze melanomu v mozku (Rokitansky, 1852b). Tkáň se skládala z multiformních kulovitých a vřetenovitých buněk s výběžky a obsahujících jádro (obr. 3A). Hnědavě žlutý, difuzní a granulovaný pigment se nacházel částečně v těchto buňkách a částečně v jejich jádrech. Rovněž byla přítomna volná menší a větší zrníčka, vlákna a ve velkém množství nažloutlé koloidní kulovité útvary. V další publikaci zabývající se pojivovou tkání všeobecně (Rokitansky, 1854) upozornil na to, že zánětlivé procesy mohou významně ovlivnit nervovou pojivovou tkáň, která podle něj byla zásobárnou (Lager) a kostrou (Gerüste), případně vazebnou hmotou (Bindemasse) pro specifické elementy nervové tkáně. Tato velice jemná pojivová tkáň byla ve velkém množství přítomna zejména v gangliové hmotě, kde obsahovala mnohočetná jádra a rovněž se podílela na uspořádání vnějších a vnitřních povrchů mozku a míchy, včetně mozkových komor, kde byla výrazná přítomnost amyloidních tělísek. Rokytanský rovněž krátce popsal degenerativní změny nervové tkáně, zvláště v míše. Ve své další práci se Rokytanský zabýval patologickými změnami výlučně nervové pojivové tkáně (Rokitansky, 60

1857). Popsal stavy, kdy primární a zásadní změnou byl nárůst počtu jader a zvýšení objemu pojivové tkáně, která podle něj oddělovala nervové buňky, jejich vlákna a cévy a během fyziologického stavu vytvářela téměř homogenní matrix. Během degenerativních změn však docházelo ke zvětšení objemu pojivové tkáně a k její fibrilaci, způsobující podle Rokytanského stlačení nervových buněk a jejich výběžků a jejich následnou atrofii a rozpad na tukové částice (Fettkörnchen-Agglomerat) a na koloidní nebo amyloidní tělíska. Uvedené degenerativní změny pozoroval Rokytanský v mostu (pons), v pedunkulech mozečku, v mozkové kůře a dokonce i v hlavových nervech. Avšak nejběžnější a přitom nejvýraznější ve svých pokročilých stadiích bylo možné toto onemocnění podle Rokytanského pozorovat v míše, kdy postupně docházelo k ochrnutí dolních končetin. Dalším průvodním znakem onemocnění byly křeče. Rokytanský tak snad jako jeden z prvních popsal degenerativní změny v průběhu amyloidní dystrofie, tzv. amyloidózy, kterou rovněž jako první pojmenoval. Z dnešního pohledu amyloidní degenerativní onemocnění mozku zahrnují taková onemocnění, jako je Alzheimerova nemoc, Parkinsonova nemoc, Huntingtonova chorea, Creutzfeldtova-Jakobova nemoc, případně amyotrofická laterální skleróza (Stefani, 2008). Podle jiných zdrojů Rokytanský popsal léze vzniklé v průběhu roztroušené sklerózy (Murray, 2004; Murray a Murray, 2004). NERVOVÁ POJIVOVÁ TKÁŇ JAKO NEUROGLIE: RUDOLF VIRCHOW (1821–1902) V polovině devatenáctého století již byla nashromážděna řada údajů o tom, že se nervová tkáň neskládala pouze z velkých nervových buněk a nervových vláken, ale i z další složky. Snad jako první si tuto skutečnost uvědomil Albrecht von Haller (1708–1777), který vypracoval teorii iritability a senzitivity (Chvátal, 2013). Haller si všiml, že kromě tkání přímo odpovědných za dráždivost a citlivost existuje ještě další druh tkáně nepatřící ani do jedné skupiny, kterou pojmenoval „Zellgewebsfaser“ (Dierig, 1994). Na rozdíl od dráždivých svalů a senzorických nervových vláken tvořila podle Hallera inertní tkáň výplň, podporu nebo základní hmotu. Samotný výraz „pojivová tkáň“ (Bindegewebe) poprvé použil J. Müller při popisu ledvin, jater a žláz u člověka (Müller, 1834). Na J. Müllera navázal Schwann (Schwann, 1839), který se jako první pokusil popsat buněčnou stavbu pojivových tkání, avšak vzhledem k jejich komplikované stavbě zahrnující různé typy buněk a vláken rozličného původu nejistota ohledně jejich složení přetrvávala až do 50. let (Dierig, 1994). Základní koncept nervové pojivové tkáně poprvé formuloval Valentin v publikaci, která shrnovala výsledky jeho mikroskopických studií provedených společně s Purkyněm (Chvátal, 2014; Valentin, 1836). Valentin pozoroval nervová vlákna a nervové buňky obklopené strukturou, kterou pojmenoval jako „Zellgewebsscheide“; tyto tři součásti byly podle něj specifickými útvary nervové soustavy a tvořily jeden celek. Jestliže lze Valentina považovat za „dědečka“ neurogliové koncepce nervové pojivové tkáně (Dierig, 1994), Československá fyziologie 64/2015 č. 2

Obr. 3: 3A: Struktura lidské mozkové tkánì v místì metastázy melanomu podle Rokytanského (1852). Hyalinní trubice (a), hyalinní trubice s vøetenovitými buòkami propojenými do provazcù (b), vrásèitá trubice (céva) s podlouhlými jádry (c), multiformní kulovité a vøetenovité buòky s výbìžky a jádry (i), provazce z fúzovaných bunìk, z nichž se oddìlují buòky (d), buòka s výbìžkem a se skupinou koloidních tìlísek v blízkosti hyalinní trubice (f), vlákno z bunìk s výbìžky (g), vlákno s koloidními tìlísky (h), rozvìtvené trámèité útvary (e; α, β, γ) s buòkami a koloidními tìlísky. 3B: Pojivová tkáò (neuroglie) pod ependymem mozkových komor podle Virchowa (1858). Epitel (E), nervová vlákna (N), mezi nimi množství tìlísek a jader pojivové tkánì, céva (v), corpora amylacea (ca). 3C: Elementy nervové tkánì podle Wagnera (1846; 1854). a – gangliová tìlíska v ganglion gastricum; b – gangliová tìlíska s výbìžky (*) v granulované amorfní hmotì (**) elektrického orgánu ryb; c – vlákna tamtéž èásteènì (*) nebo úplnì pokrytá pochvou; d – schéma reflexního oblouku: podnìt pøichází vláknem trojklaného nervu (a) pøes periferní gangliové buòky (b) do centrální gangliové buòky (c) a dále se šíøí do bunìk (g, h, u, l, n, m) a do elektrických orgánù skrze vlákna (d, i, k, o, p, q), stejnou opovìï vyvolá i podnìt z kùže (r) pøes míšní gangliovou buòku (s) a vlákno (t); e – vlevo: multipolární gangliové buòky v substantia ferruginea èlovìka propojené komisurou (a); vpravo: gangliová buòka s jedním dlouhým výbìžkem, s korálkovitým výbìžkem (a) a s množstvím malých výbìžkù v hipokampu èlovìka. 3D: Gangliové buòky a nervová vlákna podle Biddera (1842; 1847). a – propojení sympatického a 3. míšního nervu žáby: sympatický nerv (BK), míšní nerv (CP), gangliové buòky; b – svazek nervových vláken mezi pøedním a zadním koøenem trojklaného nervu štiky. 3E: Stavba míchy ryb podle Ovsjannikova (1854). Fissura anterior (A), buòky (B) obklopující canalis centralis (C), fissura posterior (D), pøední koøeny míšních nervù (E), nervové buòky se tøemi výbìžky obsahující jádro a jadérko (F), komisury spojující protilehlé poloviny míchy (G), zadní koøeny míšních nervù (H), cévy (I), nahromadìní bunìk v substantia gelatinosa (K), hmota vzniklá pøíèným øezem podélných vláken (L). Československá fyziologie 64/2015 č. 2

61

za jejího „otce“ je všeobecně považován německý lékař, anatom, patolog a antropolog Rudolf Ludwig Karl Virchow (Kettenmann a Verkhratsky, 2008). Jako 25letý publikoval Virchow menší práci, která se zabývala strukturou pojivové tkáně pod ependymem mozkových komor (Virchow, 1846). Potvrdil přítomnost pěti základních prvků zmíněné tkáně, které Rokytanský popsal dříve (Rokitansky, 1844). Virchow rovněž na vnitřním povrchu komor pozoroval malé, okrouhlé útvary, podobné skleněným kuličkám nebo kapkám rosy, poměrně hustě uspořádané, aniž by byly navzájem spojeny. Pokud se tkáň dobře očistila od krve, bylo možné pozorovat, že tyto útvary byly hvězdicovitého tvaru, byly navzájem propojeny jemnými vlákny a celá oblast byla jakoby pokryta jemnou sítí. O deset let později vydal Virchow stejnou práci s dodatky (Virchow, 1856); v jednom z nich konstatoval, že ependym se skládal nejen z epitelu, ale z vrstvy pojivové tkáně pokryté epitelem. Tato pojivová tkáň, pozorovaná v mozku, v míše a v některých smyslových nervech, byla jakýmsi druhem lepidla (pojmenoval ji jako „neuroglie“), ve kterém se nacházely nervové prvky a které bylo hlavním místem corpora amylacea. Výraz „neuroglie“ se však neujal ihned, ještě nějakou dobu mnozí badatelé používali termín „nervová pojivová tkáň“. V čerstvé tkáni Virchow pozoroval jemnozrnnou hmotu s protáhlými jádry, která byla podle něj zaměňována za zvláštní typ nervové hmoty. Jádra se však nacházela v jemných a křehkých buňkách, což bylo možné ještě lépe pozorovat ve fixované tkáni. Tutéž představu, včetně vyobrazení (obr. 3B), Virchow dále rozvedl ve své stěžejní monografii zabývající se buněčnou patologií a vydanou o dva roky později německy (Virchow, 1858) a krátce nato i anglicky (Virchow, 1860). I když si nelze nevšimnout podobnosti s nálezy a s koncepcí Rokytanského, který již roku 1854 poprvé navrhl, že nervová pojivová hmota je zásobárnou, kostrou a vazebnou hmotou pro elementy nervové tkáně (Rokitansky, 1854), Virchowův koncept neuroglie a neurogliových buněk je považován za původní, a – byť v pozměněné podobě – přetrval až dodnes. NERVOVÉ BUŇKY, NERVOVÁ VLÁKNA A REFLEXNÍ OBLOUK: RUDOLF WAGNER (1805–1864) Studiu nervového systému téměř celý svůj život zasvětil německý anatom a fyziolog Rudolf Wagner, který potvrdil propojení nervových vláken a nervových buněk. V roce 1846 vydal třetí díl fyziologické příručky, do které přispěl osobně dvěma příspěvky týkajícími se sympatických nervů a ganglií, včetně mnoha podrobných vyobrazení (Wagner, 1846). V té době se Wagner po nemoci zotavoval v Itálii, a tak řada jím popsaných výsledků byla získána na rejnocích, kteří ho zaujali přítomností elektrických orgánů. Ve své práci Wagner konstatoval, že v míšních gangliích z jedné gangliové buňky vycházela dvě myelinizovaná vlákna, což považoval za základní zákonitost (obr. 3Ca). Podobné uspořádání pozoroval i v sympatických gangliích, pouze buňky byly vřetenovité a mnohem menší. V centrálních gangliích, jak Wagner popsal shluky gangliových buněk v mozku a míše, z každé buňky vycházelo několik výběžků, které byly 62

viditelné hůře než výběžky v periferních gangliích. Ze všech gangliových buněk elektrického orgánu podle něj vycházely hvězdicovité výběžky o různém počtu a délce, které se dále větvily (obr. 3Cb). Wagner pozoroval i granulární nervová vlákna, ale nebyl si jist, zda vycházejí z gangliových buněk (obr. 3Cc). Gangliové buňky v mozku a míše neměly žádné obaly a jejich výběžky podle něj tvořily začátky nervových periferních vláken nebo zprostředkovávaly kontakt mezi buňkami samotnými. Wagner rovněž formuloval hypotézu, podle které se podráždění v míšním reflexním oblouku přenášelo navzájem propojenými buňkami šedé hmoty (obr. 3Cd); jeho funkce tak byla založena na principu definovaném mnohem později jako „synaptický přenos“ (Clarke a Jacyna, 1987). V další práci Wagner shrnul výsledky svých pozorování elektrických ryb a podrobně popsal stavbu buněk a vláken v míšních a sympatických gangliích a propojení gangliových buněk a myelinizovaných vláken (Wagner, 1847). Později Wagner vydal soubor svých předchozích publikací s komentáři (Wagner, 1854), ve dvou z nich se zabýval strukturou nervové tkáně. V příspěvku popisujícím její základní stavbu rozdělil elementy mozku a míchy (kromě cév) do čtyř skupin: primitivní vlákna, gangliová tělíska, jádra a přechodná jemnozrnná hmota. V mozku se podle něj nacházely pouze multipolární buňky, zatímco všechny ostatní (apolární, unipolární a bipolární) byly pozměněnými multipolárními buňkami (obr. 3Ce). Buňky byly propojeny s nervovými vlákny, v místě jejich spojení vlákna ztrácela dvojitou (myelinovou) pochvu a nervové vlákno se postupně transformovalo ve výběžek gangliové buňky. Buňky měly různou velikost, a i když byly zdánlivě bipolární, měly od 4–6 do 15–20 výběžků, prostřednictvím kterých byly vzájemně propojené nebo z nich vycházela nervová vlákna. Nervová vlákna na míšní úrovni Wagner rozdělil na několik druhů. Část senzorických vláken procházela bez propojení s gangliovými buňkami do vyšších oddílů míchy a do mozku, jiná se propojovala s malými multipolárními buňkami zadních rohů míchy, odkud jejich část směřovala do mozku a část (jako komisury) k buňkám zadních rohů na opačné straně míchy. Další část vláken zadních kořenů procházela k velkým multipolárním buňkám předních rohů míchy. Motorická vlákna multipolárních buněk v předních rozích míchy procházela do předních kořenů. Každá buňka tak podle Wagnera reprezentovala malý systém vláken směřujících do mozku, na periferii a na opačnou stranu míchy. V šedé hmotě mezi gangliovými buňkami podle něj vyplňovala prostor jemnozrnná hmota a sloužila buď jako úložiště pro cévy, nebo plnila funkci pojivové hmoty a oddělovala buňky od cév. Podle Wagnera byl obsah buněk a jemnozrnné hmoty histologicky a chemicky totožný, proto mohl tvořit matrici pro tvorbu nových gangliových buněk. I v tomto případě však netvořil funkční součást nervové tkáně. O stavbě a funkci nervové tkáně se Wagner zmínil ještě v jedné kapitole své pozdější, poněkud filozofické, práce, kde zopakoval svou představu multipolárních gangliových buněk a jejich propojení s nervovými vlákny a mezi sebou (Wagner, 1857). Nervová vlákna byla podle něj pasivními vodiči, jejichž vodivá činnost byla aktivována gangliovými buňkami. Československá fyziologie 64/2015 č. 2

ALFRED VOLKMANN (1801–1877), GEORG BIDDER (1810–1894) A NEUROANATOMICKÁ ŠKOLA NA UNIVERZITĚ V TARTU Německý fyziolog a anatom Alfred Wilhelm Volkmann a pobaltský Němec, fyziolog a anatom Georg Friedrich Karl Heinrich von Bidder vydali v roce 1842 práci zabývající se sympatickým nervovým systémem, která vzbudila velký ohlas. Bylo to v době, kdy Volkmann pobýval na univerzitě v Dorpatu (nyní Tartu, Estonsko), která se nacházela na území Livonska, součásti tehdejšího carského Ruska. I když byl Volkmannův pobyt v Tartu poměrně krátký (1837–1843), počet jím tehdy samostatně vydaných vědeckých pojednání svědčí o tom, že to bylo pro něj poměrně plodné období. Obdobně publikačně aktivní byl v té době i Bidder. V oblasti sympatického (vegetativního) systému panovala nejednotnost, zda se jednalo o nezávislý nervový systém, nebo zda byl propojen s mozkomíšním. Ve své práci Bidder s Volkmannem nejprve provedli podrobnou analýzu dosavadních znalostí sympatických nervů a ganglií, mimo jiné velice podrobně popsali nálezy Purkyně, Valentina, J. F. Rosenthala a Pappenheima a srovnali je s nálezy Remakovými (Bidder a Volkmann, 1842). Na základě svých anatomických pozorování autoři dále dospěli k názoru, že sympatický nervový systém obsahoval dva druhy vláken: tlustá myelinizovaná (mozkomíšní) a nemyelinizovaná, přičemž vlákna nebyla propojena s gangliovými tělísky (obr. 3D). Pro podrobnější diferenciaci vláken použili mikrometrický postup vyvinutý Volkmannem, kdy velmi přesně měřili jejich průměr. Dále Bidder s Volkmannem studovali vztah mezi uvedenými typy vláken v různých oblastech periferního nervstva. V ramus communicans žab zjistili, že přibližně dvě třetiny vláken byly mozkomíšního původu a zbytek sympatického; obdobně v somatických nervech se nacházelo přibližně 10 procent tenkých vláken. Naopak nervová vlákna směřující do sliznice, jícnu, žaludku, střeva a močového měchýře se téměř výhradně skládala z tenkých vláken, a navíc podle Biddera a Volkmanna tato vlákna nevycházela z mozku nebo míchy, a proto sympatický nervový systém byl nezávislý. O něco později Bidder, souběžně s Wagnerem publikoval práci zabývající se vztahem mezi gangliovými tělísky a nervovými vlákny (Bidder, 1847); doslov napsal Volkmann, který však již v té době pracoval na univerzitě v Halle. I když Bidder a Wagner pozorovali téměř totéž, jejich interpretace byla rozdílná. Zatímco Wagner zcela správně popsal vlákna vystupující z gangliových buněk, Bidder se domníval, že v periferním nervovém systému bylo gangliové tělísko ztluštěninou nervového vlákna. V této interpretaci se odrážela skutečnost, že Bidder byl především fyziologem (Stieda, 1899). Podle něj toto tělísko obsahovalo jemnozrnnou, světle žlutou viskózní hmotu s jádrem a s jedním nebo dvěma jadérky. Gangliové tělísko podle Biddera plavalo v rozšíření nervového vlákna v nervové tekutině; bylo tedy zřejmé, že z něj nemohla vycházet vlákna. V mozku a míše se Bidderovi podobné struktury nalézt nepodařilo, i když popsal velké gangliové buňky s výběžky, které již před ním Československá fyziologie 64/2015 č. 2

popsali Purkyně i Hannover, ale domníval se, že výběžky byly artefakty vzniklé v průběhu zpracování tkáně. Byl přesvědčen, že během vývoje nejprve vznikají sítě nervových vláken podobné fibrilám pojivové tkáně, ve kterých později vznikají gangliová tělíska s olejovitým obsahem, nahromaděným sekrecí. V následujících letech Bidder intenzivně studoval vztah nervových vláken a nervových buněk v mozku a zvláště v míše. Do těchto studií se na univerzitě v Tartu rovněž zapojili i jeho studenti. Poměrně velký ohlas vyvolaly disertace prvního ruského histologa a pozdějšího objevitele vazomotorického centra v prodloužené míše Filipa Vasiljeviče Ovsjannikova (1827–1906) a pobaltského Němce, anatoma Karla Wilhelma von Kupffera (1829–1902). Ovsjannikovova disertace se zabývala strukturou nervové tkáně v míše ryb (Owsjannikow, 1854). Nervové buňky rozdělil do čtyř skupin: unipolární v sympatickém systému, bipolární v senzitivních drahách, čtyřpolární v míše, zabezpečující reflexní pohyby, a multipolární v mozku, ve kterých se podle něj nacházelo vědomí. Míšní buňky se mu na řezech jevily jako trojúhelníkovité a byly propojené s vlákny (obr. 3E). Z těchto buněk vycházelo několik výběžků přecházejících ve vlákna: po jednom do předního a zadního rohu míchy, třetí na protilehlou stranu, čtvrtý do mozku a pátým výběžkem byly buňky propojeny navzájem. Toto uspořádání velmi jednoduše vysvětlovalo funkci reflexu, a proto se záhy dostalo do mnoha učebnic (Stieda, 1899). Kupffer se ve své disertaci pokusil potvrdit nálezy Ovsjannikova v míše žab (Kupffer, 1854). Popsal v předních rozích velké, protáhlé a trojboké nervové buňky s několika vlákny, která vycházela do stejných oblastí, které Ovsjannikov popsal u ryb. Ostatní buněčné útvary považoval Kupffer za pojivovou tkáň, která se mu jevila jako síť vláken s buněčnými tělísky. Vlastní výsledky a práce svých studentů zabývající se strukturou míšní nervové tkáně shrnul Bidder později ve společné práci s Kupfferem (Bidder a Kupffer, 1857). Autoři nejprve podrobně popsali metody fixace tkáně pomocí kyseliny chromové, kyseliny sírové a pomocí glycerolu. Dále velkou část věnovali popisu pojivové tkáně, především metodám jejího odlišení od ostatních elementů nervové tkáně. Podle Biddera a Kupffera tvořila pojivová tkáň šedobílou, měkkou, vlhkou a lepkavou, velmi roztažitelnou elastickou hmotu, která nejen vytvářela ochranné obaly, ale spojovala jednotlivé prvky tkáně jako cement, který měl podle autorů jistý fyziologický význam. Výsledky studia samotné struktury nervové tkáně míchy autoři shrnuli do několika závěrů. Střed míchy podle Biddera a Kupffera tvořila šedá hmota, která se skládala z pojivové tkáně a z krevních cév obalujících nervové buňky. Neurony v šedé hmotě zadních a předních rohů měly tři až čtyři výběžky vycházející do různých směrů, které sloužily k vzájemnému propojení buněk. Příčná vlákna v bílé hmotě vycházela z buněk šedé hmoty a směřovala výhradně do míšních kořenů. Dále autoři konstatovali, že všechna vlákna směřující přímo do mozku vycházela z nervových buněk šedé hmoty. Každé nervové vlákno bylo přitom nutné považovat až k jeho perifernímu zakončení za obrovský výběžek nervové buňky.

63

PROPOJENÍ NERVOVÝCH VLÁKEN A NERVOVÝCH BUNĚK: ALBERT KÖLLIKER (1817–1905) Švýcarský anatom a fyziolog Rudolf Albert Kölliker po dokončení univerzity nějakou dobu strávil v Berlíně jako žák J. Müllera a Henleho, kteří v něm vzbudili zájem o studium mikroskopické stavby tkání. První Köllikerova publikace byla svéráznou odpovědí na práci Biddera a Volkmanna publikovanou o dva roky dříve (Kölliker, 1844). Kölliker se stejně jako Bidder a Volkmann zabýval vztahem mezi vlákny a buňkami sympatického nervového systému. Sympatický nerv se podle něj skládal z pojivové tkáně, z Remakovych vláken, z nervových vláken a z gangliových buněk. Sympatická ganglia se skládala z vláken, která buď gangliem procházela, nebo v něm vznikala, z buněk vysílajících nervová vlákna a z volných buněk. Na rozdíl od Biddera a Volkmanna se však domníval, že četná sympatická vlákna byla pokračováním výběžků gangliových buněk, a popsal průběh nervového vlákna, které začínalo výběžkem buňky až k jeho přeměně na nejtenčí nervové vlákénko. Podobné propojení gangliových buněk a vláken Kölliker rovněž pozoroval i v spinálních gangliích a v trigeminálním gangliu. O několik let později vydal Kölliker další, dnes již klasickou, publikaci zabývající se vztahem nervových buněk a nervových vláken (Kölliker, 1849). Podle něj bylo možné bezpochyby konstatovat, že v mozku a v míše byly přítomné nervové buňky s jedním nebo dvěma výběžky, že některé z těchto buněk byly propojeny s myelinizovanými vlákny a že byly přítomné nervové buňky s více než dvěma výběžky, které však určitě nebyly propojeny s periferními nervy. Kölliker rovněž konstatoval, že vnitřek gangliové buňky a jejího výběžku byl propojen s vnitřkem primárního vlákna, a tak jako první demonstroval bezprostřední vztah mezi buňkami a vlákny. Vlákno (axon) vycházející z buňky bylo nejprve nahé, nemyelinizované, a poté bylo obaleno myelinovou pochvou. Jemná vlákna sympatických nervů a tlustá vlákna mozkomíšních nervů se podle Köllikera nijak od sebe zásadně neodlišovala. Kromě sympatických vláken byla podle něj v různých oblastech nervového systému, např. v mozku, v senzorických nervech nebo v míšních kořenech, přítomna další nemyelinizovaná vlákna, která se rovněž navzájem nijak nelišila. Köllikerův závěr, že neexistují žádná nervová vlákna, která by nebyla propojena s nervovými buňkami, byl krokem vpřed ke koncepci nezávislého neuronu (Clarke a O‘Malley, 1968). Své názory o stavbě nervové tkáně Kölliker dále rozvinul v monografii popisující mikroskopickou anatomii člověka (Kölliker, 1850), která vyšla i v anglickém překladu (Kölliker, 1853). Tato monografie obsahovala četné historické poznámky a představovala ve své době nejpodrobnější souhrn znalostí o struktuře nervové tkáně. Kölliker rozdělil elementy nervové tkáně na dvě skupiny: na nervová vlákna a na nervové buňky, mezi nervové buňky zahrnul gangliové buňky, které se předtím vyčleňovaly zvlášť. Primitivní nervová vlákna byla podle něj tenkými válcovitými vlákny, která tvořila hlavní součást nervů a bílé hmoty mozku a míchy, i když nechyběla v šedé hmotě a v gangliích. Obal 64

nervového vlákna byl jemnou, pružnou a průsvitnou membránou, často neviditelnou, proto se pro její zviditelnění muselo použít činidel. Pod touto membránou se nacházela nervová dřeň (podle J. F. Rosenthala a Purkyně „dřeňový plášť“, podle Schwanna „bílá hmota“) ve formě válcové trubice, těsně obklopující centrální vlákno a tvořené dokonale homogenní hmotou, tekutou, ale lepkavou jako hustý olej a čirou. Uvnitř této trubice se podle Köllikera nacházelo centrální neboli osové vlákno (podle Remaka „primitivní vlákno“, podle Purkyně „osový válec“), válcovité nebo mírně zploštělé vlákno, měkké a poddajné, neroztékající se, lepkavé a velmi pružné a pevné. Kromě těchto myelinizovaných vláken byla v nervovém systému přítomna i nemyelinizovaná vlákna. Nervové buňky obsahovaly podle Köllikera jádra a vyskytovaly se ve velkém počtu v šedé hmotě mozku a míchy, v gangliích a v periferní části hlavových nervů (v sítnici a v hlemýždi vnitřního ucha). Obsah nervových buněk byl tvořen měkkou, ale pevnou a pružnou hmotou, která se skládala z homogenní světle žluté nebo bezbarvé látky a z různě velikých zrníček. Kölliker podrobně popsal a zobrazil různé druhy těchto buněk v míše, ve filum terminale, v prodloužené míše, v mozkových komorách, mozečku (tzv. Purkyňovy buňky) a ve velkém mozku (obr. 4A); zároveň popsal i průběh nervových vláken. Byl přesvědčen o tom, že přinejmenším v gangliích nervová vlákna vycházela z nervových buněk, avšak zda je tak i v mozku a míše, si jist nebyl. ZDOKONALENÉ BARVENÍ NERVOVÝCH BUNĚK: JOSEPH VON GERLACH (1820–1896) Německý anatom a histolog Joseph von Gerlach byl průkopníkem histologického barvení a anatomické mikrofotografie. Na rozdíl od jiných výzkumníků Gerlach pečlivě popisoval postupy barvení, takže je další badatelé mohli se stejným výsledkem zopakovat. Vydal příručku obecné a speciální histologie, která později vyšla v několika dalších vydáních (Gerlach, 1848). Nervová tkáň se podle něj skládala z vláken, gangliových a nervových buněk; rovněž popsal i jemnou granulární hmotu (obr. 4Ba, b, c). Obsah primitivních nervových vláken, včetně Schwannovy bílé hmoty, se podle Gerlacha v odraženém světle jevil velmi viskózní hmotou, dokonale homogenní, avšak kterou voda a kyseliny koagulovaly. Základními složkami vláken byly bílkoviny, tuk a voda. V centrální části nervových vláken se podle Gerlacha nacházel Purkyňův osový válec nebo primitivní Remakovo vlákno. Jak uváděl Gerlach, jeho pozorování ho vedla k přesvědčení, že osový válec nervového vlákna byl nezávislou morfologickou strukturou, přítomnou v každém nervovém vlákně a s určitým fyziologickým významem. Gangliové nebo nervové buňky byly podle Gerlacha kulaté, oválné nebo zploštělé váčky, ve kterých bylo možné rozlišit plášť, jemnozrnný obsah a excentricky umístěné jádro se zaobleným jadérkem. Velikost těchto buněk byla různá, největší se nacházely v míšních gangliích. Pouze malá část gangliových buněk měla podle Gerlacha dokonale kulovitý nebo oválný tvar; většina z nich měla výběžky, jejichž zakončení nebylo možné pozorovat. Gangliové buňky byly často unipolární, někdy bipolární se dvěma výběžky, Československá fyziologie 64/2015 č. 2

Obr. 4: 4A: Nervové buòky èlovìka podle Kollikera (1850). a – velké buòky šedé hmoty v kùøe mozeèku; b – nervová buòka v substantia ferruginea; c – nervové buòky a vlákno v šedé hmotì velkého mozku: velké buòky (a), malé buòky (b), nervové vlákno s osovým válcem (c). 4B: Elementy nervové tkánì podle Gerlacha (1848; 1858). a – gangliová buòka s èetnými rozvìtvenými výbìžky v míše mihule; b – nervová vlákna s osovými válci u èlovìka: v míše (a), v mozku (b), v periferním nervu (c); c – mozková tkáò v mozeèkových jádrech s jemnozrnnou šedou hmotou obsahující èetná jádra, gangliová tìlíska a nervová vlákna; d – schematické znázornìní vláken, zrníèek a bunìk ve vrstvách mozeèku: bílá hmota (A), stratum granulosum (B) a stratum gangliosum (C) šedé hmoty. 4C: Degenerace nervových vláken žáby podle Wallera (1850). a – kožní nerv 6 dnù po pøevázání; b – kožní nerv 3 týdny po pøevázání; c – motorický nerv jazyka 5 dnù po pøevázání. 4D: Nervové buòky podle Leydiga (1851; 1852; 1853). a – gangliové tìlísko s výbìžky vzniklé splynutím dvou tìlísek: vnìjší pochva nervového vlákna a gangliového tìlíska (a), myelinová pochva pøecházející z vlákna na gangliové tìlísko; b – nervové vlákno v ganglion trigeminale žraloka: osový válec (a) vstupuje pøímo do granulární hmoty gangliového tìlíska, pochva nervového vlákna (b) a její jádra (c); c – gangliové tìlísko v mozeèku kladivouna: svìtlý výbìžek (a) se postupnì ztlušśuje a obaluje tukovou pochvou (b); d – rozvìtvené nervové buòky v sítnici oka jesetera.

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

65

především v gangliích. V mozku a v míše měly buňky většinou hvězdicovitý tvar a byly multipolární, s několika výběžky, které se dále větvily. Gerlach dále popsal strukturu šedé a bílé hmoty v míše a v mozku a popsal různé tvary buněk, které v těchto oblastech pozoroval. V šedé hmotě velkého mozku dokonce popsal přechod výběžku nervové buňky do osového válce nervového vlákna. Smyčky na zakončeních nervových vláken, které podle Gerlacha popsali Valentin a Kölliker v šedé hmotě velkého mozku, údajně nikdy nepozoroval. Gerlach ke zviditelnění jednotlivých složek nervové tkáně používal krátkodobé, 10–15minutové, barvení karmínem nebo vstřikoval karmín do krevního řečiště. Mezitím svou techniku, kdy používal karmín v menší koncentraci, ale po delší dobu, v řádu několika dnů, zdokonalil natolik, že mohl údajně pozorovat velmi jemnou strukturu nervové tkáně. Své výsledky publikoval v menší práci, kde popsal tenký řez lidského mozečku obarvený karmínem (Gerlach, 1858). Podle něj byla zrníčka uvnitř buněk a jádra neuronů intenzivně obarvena červenou barvou a nervové výběžky byly mnohem delší a více rozvětvené než kdykoliv předtím (obr. 4Bd). Nervová vlákna procházela granulární vrstvou, kde se spojovala s jemnými výběžky vycházejícími přímo z těl neuronů granulární vrstvy nebo tato vlákna procházela do vrstvy Purkyňových buněk, kde se bohatě větvila. Obrázek, který dokumentoval tato pozorování, byl krátce nato uváděn v řadě učebnic (Stieda, 1899); později se Gerlach stal zastáncem retikulární stavby nervové tkáně. Gerlach však nebyl první, kdo barvil nervové buňky, nervová jádra dlouho před ním barvil indigem Purkyně a karmín k barvení neuronů používal Corti (viz dále). DEGENERACE NERVOVÉ TKÁNĚ: AUGUSTUS WALLER (1816–1870) Průběh degenerace nervových vláken, známé v současné době jako Wallerova degenerace, ve své práci jako první popsal britský neurofyziolog Augustus Volney Waller (Waller, 1850). Prováděl své pokusy na žábách, kdy přerušil jazykohltanový nebo podjazykový nerv a poté pozoroval změny, ke kterým docházelo v primitivních nervových vláknech (obr. 4C). Rozpad myelinové pochvy do samostatných částic o různé velikosti v přeťatém podjazykovém nervu popsal následovně. V průběhu prvních čtyř dnů nebyla pozorována žádná změna ve struktuře nervu. Na pátý den se nervová vlákna jevila více varikózní, než bylo obvyklé, a dřeň (bílá hmota) byla více nepravidelná. Na desátý den tvořila dřeň neorganizovanou, vřetenovitou hmotu, tvořící vzdálené ostrůvky; rovněž nebylo možné zjistit přítomnost bílé Schwannovy hmoty. Tyto změny byly nejvíce patrné v jednotlivých vláknech a také i v jejich odbočkách. Po dvanácti až patnácti dnech hmotu jednotlivých nervových vláken již nebylo možné pozorovat vůbec, jejich granulární dřeň byla absorbována a jejich odbočky obsahovaly množství amorfní dřeně. Wallerova práce tak poskytla další důkazy o propojení nervových vláken a nervových buněk, prokázala možnost sledování nervových vláken v nervovém systému a přispěla k pozdější formulaci neuronové teorie (Clarke a O‘Malley, 1968).

66

DALŠÍ DŮKAZ O PROPOJENÍ GANGLIOVÝCH BUNĚK A NERVOVÝCH VLÁKEN: FRANZ LEYDIG (1821–1908) Významný německý zoolog a srovnávací anatom Franz Leydig publikoval výsledky svých pozorování, kde popsal nervová vlákna a gangliové buňky v ganglion trigeminale paryby chiméry podivné (Leydig, 1851). Po obarvení kyselinou chromovou podrobně popsal v místě jejich vzájemného propojení, které odpovídala Bidderovým nálezům, homogenní povrchovou blanku, zřetelně ohraničené nervové vlákno a vnitřní jemně granulovaný osový válec. Podle Leydiga gangliová buňka vypadala jako rozšíření nervového vlákna, přičemž obsah osového válce postupně splýval s granulovaným obsahem buňky. Dokonce popsal gangliovou buňky se čtyřmi výběžky, o které se domníval, že vznikla splynutím dvou bipolárních buněk (obr. 4Da). V další své práci věnované rejnokům a žralokům Leydig popsal vlákna a buňky v mozečku kladivouna (Leydig, 1852). Jak uvedl, mohl potvrdit Wagnerovy nálezy, že z nervových buněk vycházela dvojitě ohraničená vlákna, která vytvářela paralelní svazky a dále se větvila až k periferii mozečku. Leydig byl přesvědčen, že tato vlákna byla pokračováním výběžků nervových buněk (obr. 4Dc). V šedé hmotě mozku dále popsal granulární hmotu obsahující volná jádra nebo větší světlé gangliové buňky, zároveň s jemnými, často varikózními vlákny a v bílé hmotě pozoroval pouze svazky nervových vláken probíhající v různých směrech. V další své práci věnované rybám a plazům (Leydig, 1853) rovněž popsal rozvětvené nervové buňky v sítnici oka (obr. 4Dd). O několik let později vydal Leydig učebnici histologie živočichů a člověka (Leydig, 1857), ve které podrobně shrnul dosavadní znalosti o struktuře různých tkání, včetně nervové. Ta se podle něj skládala z primitivních nervových vláken, gangliových tělísek a pojivové tkáně. Z části výběžků gangliových buněk vznikala podle Leydiga nervová vlákna, jiné výběžky propojovaly buňky mezi sebou, například ve velkých hemisférách mozku. Gangliové buňky měly v různých oblastech nervového systémů variabilní velikost a mohly mít až 20 výběžků. Leydig byl přesvědčen, že v mozku existují dva druhy nervových buněk, velké pro pohyb a malé pro čití. Ganglia obsahovala nervová vlákna a různé typy gangliových buněk. V míšních gangliích a v ganglion trigeminale se nacházely pouze bipolární a unipolární buňky, jejichž výběžek se však v malé vzdálenosti od buňky větvil. Ganglia sympatického systému většinou obsahovala multipolární gangliové buňky. Při popisu průběhu nervových vláken a cytoarchitektury míchy Leydig vycházel z poznatků Wagnera, Biddera a Ovsjannikova. CYTOARCHITEKTURA MÍCHY A DEGENERACE MÍŠNÍCH NEURONŮ: LOCKHART CLARKE (1817–1880) Mikroskopickým výzkumem nervového systému se zabýval britský fyziolog a neurolog Jacob Augustus Lockhart Clarke, který popsal řadu struktur mozku a míchy. Jeho první práce se věnovala struktuře míšní tkáně (Lockhart Clarke, Československá fyziologie 64/2015 č. 2

1851) a byla to první práce popisující zesvětlení míšních řezů použitím terpentýnu a následným zalitím do kanadského balzámu (Stieda, 1899). Kromě průběhu míšních nervových vláken Lockhart Clarke rovněž popsal přítomnost nervových váčků (buněk) v šedé hmotě míchy. Měly buď oválný, hruškovitý, nebo nepravidelný tvar a většina z nich měla mimořádně tenké výběžky, které se dále větvily, takže vytvářely jemnou síť, a kterými byly navzájem propojeny (obr. 5Aa). Podle Lockharta Clarka tyto buňky měly významný vztah k funkci míšních nervů, protože byly přítomné v jejich blízkosti a jejich počet se zvyšoval přímo úměrně s velikostí nervů, s nimiž byly spojeny. Struktuře míšní tkáně se Lockhart Clarke věnoval i ve své další práci (Lockhart Clarke, 1853), kde však konstatoval, že neměl žádný důkaz propojení mezi výběžky nervových buněk a míšními kořeny. V práci věnované struktuře mozku (Lockhart Clarke, 1858) popsal topografii nervových vláken v prodloužené míše a rovněž i morfologii buněčných útvarů v olivách a v některých gangliích (obr. 5Ab). Další Lockhartova Clarkova práce popisovala strukturu šedé hmoty míchy a filum terminale, včetně topografie různých druhů buněk a vláken na příčných řezech (Lockhart Clarke, 1859) (obr. 5Ac). Například substantia gelatinosa se podle něj skládala z nervových vláken, nervových buněk, krevních kapilár a pojivové tkáně obsahující jádra. Při popisu vláken vycházejících z nervových buněk se odvolával na předchozí studie Stillinga a mnohé jeho nálezy potvrdil. Lockhart Clarke rovněž popsal i strukturu nervových vláken (Lockhart Clarke, 1860), která se podle něj skládala ze tří vrstev. Obal vláken se skládal z jemných tubulů nebo fibril, které směřovaly na vnější stranu, kde se spojovaly s fibrilami sousedních nervových vláken, a dovnitř, kde se spojovaly s bílou Schwannovou hmotou; ta se rovněž skládala z jemných fibril, probíhajících v různých směrech a zabezpečujících propojení mezi obalem a osovým válcem. Samotný osový válec (axon) se skládal ze tří vrstev, vnější byly vlákenné povahy, zda byla prostřední jeho část dutá, či se skládala z fibril, si Lockhart Clarke nebyl jist. V publikaci, kterou vydal spolu s lékařem Charlesem Blandem Radcliffem (1822–1889), Lockhart Clarke provedl mikroskopickou analýzu míchy pacienta, jenž zemřel na paralýzu a svalovou atrofii (Radcliffe a Lockhart Clarke, 1862). V této práci zřejmě jako první popsal a zobrazil degeneraci míšních neuronů (obr. 5Ad), jako průvodní znak amyotrofické laterální sklerózy (Turner et al., 2010). SPECIALIZOVANÉ NEURONY A GLIOVÉ BUŇKY: ALFONSO CORTI (1822–1876), HEINRICH MÜLLER (1820–1864), MAX SCHULTZE (1825–1874) A CARL BERGMANN (1814–1865) Italský anatom a histolog Alfonso Giacomo Gaspare Corti vystudoval univerzitu ve Vídni a poté pracoval u Köllikera, kde studoval sluchový systém. Své výsledky shrnul v poměrně rozsáhlé práci, kde popsal smyslový epitel, spirální ganglion hlemýždě, tektoriální membránu a stria vascularis vnitřního ucha (Corti, 1851). Ve smyslovém epitelu obarveném karmínem popsal nervové buňky pravidelného Československá fyziologie 64/2015 č. 2

oválného tvaru se zrnitým obsahem, s jádrem a jadérkem, které se mu jevilo jako kapka oleje. Corti rovněž podrobně popsal propojení těchto bipolárních nervových buněk s nervovými vlákny sluchového nervu (obr. 5B). Německý anatom a histolog Heinrich Müller ve stejném roce jako Corti vydal předběžné sdělení o struktuře sítnice, kde podrobně popsal její vrstevnaté uspořádání po použití kyseliny chromové (Müller, 1851). V tyčinkách popsal červená zrna, rodopsin, a je považován za jeho objevitele. V sítnici popsal jednotlivé vrstvy buněk a radiální buňky, probíhající od vnitřní až k vnější vrstvě a s rozšířením obsahujícím jádro v granulární vrstvě. Další popis sítnice s vyobrazením jednotlivých buněčných elementů u různých druhů živočichů (obr. 5C) vydal Müller o pět let později (Müller, 1856). O tři roky později další německý histolog, Max Johann Sigismund Schultze, vydal u příležitosti jmenování profesorem anatomie a ředitelem anatomického ústavu v Bonnu své pojednání o stavbě sítnice (Schultze, 1859). Obrázky dokumentující její stavbu, a především zobrazení detailní stavby astrogliových Müllerových buněk byly na svou dobu naprosto dokonalé (obr. 5D). Je však nutné konstatovat, že ani Müller, ani Schultze pravděpodobně neznali Pappenheimovu monografii o stavbě oka, která vyšla o mnoho let předtím, kde Pappenheim v sítnici popsal přítomnost rodopsinu, pravděpodobně i radiálních gliových buněk a několik vrstev gangliových buněk (Pappenheim, 1842). Německý biolog, anatom a fyziolog Carl (Karl) Georg Lucas Christian Bergmann publikoval krátkou poznámku o některých strukturálních vztazích v mozečku a v míše (Bergmann, 1857). V první části práce Bergmann potvrdil nálezy Biddera o přítomnosti konických buněk obklopujících canalis centralis míchy žáby, jejichž výběžky vstupovaly do šedé hmoty míchy a navzájem se spojovaly. Nesouhlasil však s Bidderovým názorem, že se výběžky spojovaly s elementy pojivové tkáně. Ve druhé části práce popsal Bergmann řez mozečku novorozeného kotěte, fixovaný chromovou kyselinou. Mezi šedou hmotou a pia mater pozoroval množství velmi jemných rozvětvených paralelních a radiálně uspořádaných vláken. Struktury, které Bergmann popsal jako první, byla vlákna specializovaných astrocytů v mozečku, jejichž těla se nacházela ve vrstvě Purkyňových buněk a jejichž výběžky probíhaly napříč molekulární vrstvou k pia mater. VZÁJEMNĚ PROPOJENÉ NERVOVÉ BUŇKY: LOUIS GRATIOLET (1815–1865) A JACOBUS SCHROEDER VAN DER KOLK (1797–1862) Francouzský anatom, zoolog a antropolog Louis Pierre Gratiolet je znám svým výzkumem v oblasti srovnávací anatomie. V příspěvku o mikroskopické struktuře míchy popsal v předních rozích velké buňky s nervovými vlákny (Gratiolet, 1852). Podle Gratioleta tyto nervové buňky, které tvořily ostrůvky izolovaných center, byly navzájem propojené, jejich výběžky, pravděpodobně dendrity, se různě větvily a navzájem spojovaly anastomózami, takže vytvářely velké sítě. Navíc byly tyto buňky propojené s nervovými 67

Obr. 5: 5A: Nervové buòky podle Lockharta Clarkeho (1851, 1858, 1859). a – tìlíska s výbìžky, pøes které prochází nervová vlákna pøedních koøenù míchy; b – buòky v jádrech oliv èlovìka; c – velké buòky v zadních míšních provazcích krávy; d – degenerace lidských míšních neuronù: degenerované (a) a nedegenerované neurony (b, c, d). 5B: Schéma epitelu hlemýždì vnitøního ucha koèek a psù podle Cortiho (1851). Periost (a, l), lamina spiralis ossea (b), sluchový nerv (c), bazilární membrána (d), tìlíska na zvrásnìné membránì (e), epitelové buòky na vnitøní stranì (f), støešní (tektoriální) membrána (g), vas spirale (h), epitelové buòky druhé øady (i), epitelové buòky na vnìjší stranì (k). 5C: Buòky sítnice podle H. Müllera (1856). a – pøíèný øez sítnice žáby: pigmentové buòky s jádry (a), tyèinky (b), èípky (c), rozhraní mezi tyèinkami a granulární vrstvou (d), rozšíøení radiálního vlákna (e) a jeho kónické zakonèení (f), membrana limitans interna (g); b – izolovaná radiální vlákna žáby; c – buòky sítnice okouna a kapra; d – lidská sítnice: buòka s vodorovným korálkovitým výbìžkem a dalšími dvìma výbìžky, které se nacházejí v granulární hmotì (a), podobné buòky s výbìžkem (b), buòka s vláknem na vnitøní stranì a se shlukem granulární hmoty (c), buòka s rozvìtvenými výbìžky (d), buòka ve spojení s prvkem vnitøní jádrové vrstvy (e). 5D: Müllerova vlákna v sítnici ovce podle Schulzeho (1859). Výbìžky Müllerových vláken pøecházející do vnìjší jádrové vrstvy (y), vnitøní membrána (x) a otvory v membrana limitans interna (a), otvory v síti z jemných membrán pro optické nervy (b), tzv. molekulární síś (c), jádra v Müllerových vláknech (d), prostor, ve kterém jsou jádra bunìk vnitøní jádrové vrstvy (e). 5E: Morfologie nervových bunìk podle Gratioleta (1857). a – nervová buòka mozku: multipolární buòka (a), její jádro (b) a jadérko (c), výbìžek buòky (d), který pøechází v nervové vlákno (d‘); b – buòky propojené šedými výbìžky v krèní oblasti míchy krávy: multipolární buòka (a) a další multipolární buòka (b) propojené spojkou, která je souèástí stejného systému (c), rozvìtvené výbìžky (d). 5F: Nervové buòky podle Schroedera van der Kolka (1854). Èást skupiny gangliových bunìk v pøedním rohu bederní míchy krávy, jsou vidìt èetná vlákna propojující buòky.

68

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

vlákny předních kořenů. Svá pozorování Gratiolet znovu potvrdil v krátké poznámce o tři roky později (Gratiolet, 1855). Podobně jako v předních rozích pozoroval vztahy mezi multipolárními buňkami a nervovými vlákny v zadních rozích míchy, kdy na okraji substantia gelatinosa popsal několik tenkých výběžků buněk s myelinovou pochvou. Podle Gratioleta měly navzájem propojené buňky šedé hmoty přímý vztah k zadním a předním kořenům a mohly vysvětlovat reflexní pohyby. Své nálezy (obr. 5E) později vydal v atlasu srovnávací neuroanatomie (Leuret a Gratiolet, 1839–1857), který vydával spolu s francouzským anatomem Françoisem Leuretem (1797–851). Obrázek neuronu mozku s vláknem zobrazil podle německého anatoma Johanna Eckera (1816–1887). Propojení mezi nervovými buňkami pozoroval i holandský anatom a fyziolog Jacobus Ludovicus Conradus Schroeder van der Kolk. V roce 1854 vydal holandsky monografii zabývající se mikroskopickou strukturou míchy a prodloužené míchy (Schroeder van der Kolk, 1854), která později vyšla i v anglickém překladu (Schroeder van der Kolk, 1859). Schroeder van der Kolk zjistil, že gangliové buňky, zejména v předních rozích míchy, byly navzájem propojené pomocí rozvětvených vláken, takže vznikaly oddělené skupiny buněk (obr. 5F). Z gangliových buněk ve středních a předních částech předních rohů míchy vycházela vlákna motorických nervů. Zadní míšní kořeny obsahovaly dva druhy vláken, pro čití a pro reflexní činnost, proto byly podle něj zadní kořeny mnohem tlustší. Šedá hmota zadních rohů se skládala především z jemných podélných vláken. Zadní komisura, sestávající z bílých vláken, přecházela částečně do přilehlých gangliových buněk a částečně do buněk, které byly přítomny ve středu šedé hmoty. Vlákna přední a zadní komisury nebyla spojena s míšními kořeny přímo, avšak pravděpodobně nepřímo propojena s předními kořeny pomocí vláken spojujících několik skupin gangliových buněk. MORFOLOGIE MULTIPOLÁRNÍCH NERVOVÝCH BUNĚK: ROBERT REMAK (1815–1865) Robert Remak se po publikaci svých zásadních pozorování v letech 1836–1839 (Chvátal, 2014) i nadále věnoval studiu struktury nervové tkáně. V práci z roku 1841 popsal výsledky svých mikroskopických zkoumání mozku, míchy a míšních kořenů (Remak, 1841). Nervová vlákna podle Remaka nevytvářela kličky, jak tvrdil Valentin. Rovněž byl přesvědčen o tom, že volná buněčná jádra pozorovaná v šedé hmotě mozku a míchy se ve skutečnosti nacházela uvnitř buněk, jejichž membrány se rozpadly v průběhu fixace tkáně. Při popisu vláken a buněk šedé hmoty míchy a povrchových vrstev kůry si však jejich vzájemným propojením jist nebyl (Remak, 1844). Později Remak popsal v elektrických orgánech parejnoka multipolární gangliové buňky, z jejichž výběžků vycházela jemná nervová vlákna s tmavými okraji, která směřovala do prodloužené míchy (Remak, 1854). Propojení vláken a multipolárních buněk rovněž popsal na příčných a podélných řezech míchy člověka. Dále Remak potvrdil nálezy Leydiga a Köllikera, popisující v míšních gangliích přítomnost pouze bipolárních buněk. Ty na první Československá fyziologie 64/2015 č. 2

pohled vypadaly jako unipolární, avšak v určité vzdálenosti od buněčného těla se jejich výběžky rozdvojovaly. Naopak v sympatických gangliích se podle Remaka nacházely pouze multipolární buňky, jejichž výběžky přecházely v nervová vlákna. Buňky sympatických ganglií podle něj byly spojovacími prvky mezi senzitivními a motorickými vlákny. K morfologii multipolárních buněk se Remak vrátil v krátké poznámce o rok později (Remak, 1855), kde popsal jím objevenou zákonitost počtu výběžků velkých multipolárních nervových buněk v předních rozích míchy krávy. Podle něj každá nervová buňka byla propojena s motorickým vláknem předního míšního kořene a ostatní výběžky se od tohoto vlákna lišily. Dále konstatoval, že počet těchto výběžků byl sudý a že počet kraniálně a kaudálně směřujících výběžků byl stejný. Uvedené poměry podle Remaka byly platné u velkých buněk v předních rozích, avšak v zadních rozích, kde se nacházelo velké množství malých bipolárních buněk s rozvětvenými výběžky, toto pravidlo neplatilo. Přítomnost nervových buněk propojených anastomózami, které popsal Schroeder van der Kolk, Remak nepotvrdil. CYTOARCHITEKTURA MÍCHY A BUŇKY POJIVOVÉ TKÁNĚ: LUDWIG MAUTHNER (1840–1894) Strukturu nervové tkáně studoval český neurovědec a oftalmolog, pražský rodák Ludwig Mauthner, který roku 1861 vystudoval univerzitu ve Vídni. Již jako 19letý student vydal Mauthner práci, kde podrobně popsal strukturu míchy u ryb (Mauthner, 1859) a kde poprvé popsal obří vlákna spojená s těly neuronů v prodloužené míše, známá jako Mauthnerovy buňky. Mauthner rovněž poopravil některé tehdy všeobecně přijaté údaje, které před ním publikoval Ovsjannikov. Komisury mezi předními rohy podle Mauthnera tvořila myelinizovaná nervová vlákna, neurony se nenacházely v bílé hmotě, ale v šedé, těla neuronů byla o různé velikosti, počet výběžků v jedné rovině nebyl 3, ale 4 až 7, tvar buněk nebyl trojúhelníkový, ale velmi rozmanitý, směry výběžků gangliových buněk popisované Ovsjannikovem neodpovídaly směrům v míše štiky studované Mauthnerem. V další práci Mauthner provedl podrobnější analýzu nervových buněk a vláken na základě barvení karmínem (Mauthner, 1860). Nervové buňky rozdělil do čtyř skupin, avšak považoval za buněčná těla i prostory vzniklé v důsledku smrštění buněk (Stieda, 1899). Navíc předpokládal, že neurony jsou obaleny jakousi pochvou z pojivové tkáně a že výběžky nervových buněk vycházejí z buněčného jádra. V další práci Mauthner podrobně popsal buněčné elementy pojivové tkáně mozku a míchy (Mauthner, 1861). V horní části míchy štiky kolem centrálního kanálu pozoroval epitelové buňky s obrovskými výběžky (ependymogliové buňky), které bez kontaktu s dalšími buněčnými útvary probíhaly až k periferii míchy a ztrácely se ve vláknech míšních obalů. Podle Mauthnera byly buňky pojivové tkáně asi desetkrát menší než gangliové, nacházely se ve shlucích a v předních rozích míchy vytvářely sítě ze svých vlákenných výběžků. Podobné buňky pozoroval i v jádrech mozečku štiky. Buňky pojivové tkáně šedé hmoty byly podle Mauthnera 69

specifickými elementy pojivové tkáně, neboť je považoval za nervové buňky, a nikoliv za částice pojivové tkáně. Rovněž předpokládal, že útvary, které Bidder a Kupffer považovali za buňky pojivové tkáně, byly ve skutečnosti jádra větších buněk, jejichž cytoplazma byla natolik průsvitná, že kolem buněčných jader zdánlivě vznikal prázdný prostor. ZÁVĚRY

o to, zda buňky v gangliích a v centrálním nervovém systému mají stejné morfologické a funkční vlastnosti a zda nervová vlákna a buněčné útvary jsou vzájemně propojeny. Celkový stav poznání se nacházel jen krůček od vzniku koncepce neuronů a gliových buněk, ke kterému v dalším období kromě Otto Deiterse výraznou měrou přispěli i Camillo Golgi (1843–1926), Santiago Ramón y Cajal (1852–1934), Magnus Retzius (1842–1919) a další významní učenci.

Výzkum mikroskopické struktury nervové tkáně v období 1839–1865 umožnilo široké použití mikroskopu; zdokonalilo se zpracování nervové tkáně a metody její fixace a barvení. Začal se studovat nejen fyziologický stav nervové tkáně, ale i průběh patologických změn. Byla podrobně popsána stavba myelinizovaných i nemyelinizovaných nervových vláken a nervových buněk v periferním i centrálním nervovém systému a objevily se první pokusy o cytoarchitektonický popis míchy a mozku. Vznikla koncepce neurogliové tkáně, nejprve jako tkáně pro stmelení nervových vláken, buněk a krevních kapilár do jednoho celku, později však vznikly první popisy gliových buněk. Začaly se vést spory

doc. RNDr. Alexandr Chvátal, DrSc., MBA Oddělení buněčné neurofyziologie Ústav experimentální medicíny AVČR, v. v. i. Vídeňská 1083, 142 20 Praha 4-Krč a Ústav neurověd 2. LF UK V Úvalu 84, 150 06 Praha 5 e-mail: [email protected]

LITERATURA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13. 14. 15. 16.

70

Bergmann C. Notiz über einige Structurverhältnisse des Cerebellum und Rückenmarks. Zeit Rat Med 1857;8:360–363 Bidder FH. Zur Lehre von dem Verhältniss der Ganglienkörper zu den Nervenfasern. Leipzig: Breikopf und Härtel, 1847;89. Bidder FH, Kupffer C. Untersuchungen über die Textur des Rückenmarks und die Entwicklung seiner Formelemente. Leipzig: Breikopf und Härtel, 1857;151. Bidder FH, Volkmann AW. Die Selbständigkeit des sympathischen Nervensystems durch anatomische Untersuchungen nachgeweisen. Leipzig: Breikopf und Härtel, 1842;109. Brázda O. J. E. Purkyně – vědec – člověk. Příspěvek k profilu osobnosti. Živa 2011;5:208–211. Bruns V. Lehrbuch der allgemeinen Anatomie des Menschen. Braunschweig: Frierich Vieweg und Sohn, 1841;398. Clarke E, Jacyna LS. Nineteenth-Century Origins of Neuroscientific Concepts. Berkeley, Los Angeles: University of California Press, 1987;593. Clarke E, O‘Malley CD. The Human Brain and Spinal Cord. Berkeley and Los Angeles: University of California Press, 1968;926. Corti A. Recherches sur l‘organe de l‘ouïe des mammifères. Zeit Wiss Zool 1851;3:109–169. Czermak JN. Ueber die Hautnerven des Frosches. Müller’s Archiv, 1849:252–271. Czermak JN. Verästelungen der Primitivfasern des Nervus Acusticus. Zeit Wiss Zool 1850;2:105–109. Dierig S. Neuronen-Doktrin und Neuroglia. Zur Beharrungstendenz eines Denkstils in der Entstehungsgeschichte der modernen Neurobiologie. Inaugural-Dissertation. Konstanz: Universität Konstanz, 1994:435. Frankenberger Z. O. Luening. O obalech míchy. Komentář. In: Kruta V, Hornhof Z. JE Purkyně Opera Omnia VI. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, 1954:767–768. Gerber F. Handbuch der allgemeinen Anatomie des Menschen und der Haussäugethiere. Bern: Chur und Leipzig: J.F.J. Dalp, 1840:261. Gerber F. Elements of the general and minute anatomy of man and the mammalia. London: Hippolyte Bailliere, 1842:680. Gerlach J. Handbuch der allgemeinen und speciellen Gewebelehre des menschIichen Körpers. Mainz: Ed. Janitsch, 1848:517.

17. Gerlach J. Mikroskopische Studien aus dem Gebiete der menschlichen Morphologie. Erlangen: Ferdinand Enke, 1858:105. 18. Gratiolet LP. Structure de la moelle épinière. Bull Soc Philomath Paris 1852:65–69. 19. Gratiolet LP. Note sur la structure du système nerveux. C Hebd Seanc Acad Sci, Paris 1855;40:956–957. 20. Hannover A. Ueber die Netzhaut und ihre Gehirnsubstanz bei Wirbelthieren, mit Ausnahme des Menschen. Müller’s Archiv, 1840a:320– 345. 21. Hannover A. Die Chromsäure, ein vorzügliches Mittel bei mikroskopischen Untersuchungen. Müller’s Archiv, 1840b;5:549–558. 22. Hannover A. Mikroskopiske Undersögelser af Nervesystemet. Det Kongelige Danske Videnskaberes Selskabs Naturvidenskabelige og Mathematiske Afhandlinger 1843;10:1–112. 23. Hannover A. Recherches Microscopiques sur le Systeme Nerveux. Copenhague, Paris & Leipzig: P.G. Philipsen (Copenhague); Brockhaus & Avenarius (Paris & Leipzig). 1844:84. 24. Hassall AH. The microscopic anatomy of the human body, in health and disease. Vol. 1. London: Samuel Highley, 1849:601. 25. Helmholtz H. De Fabrica Systematis Nervosi Evertebratorum. Berolini: Typis Nietackianis. 1842:17. 26. Helmholtz H. Vorläufiger Bericht über die Fortpflanzungs-Geschwindigkeit der Nervenreizung. Müller’s Archiv, 1850:71–73. 27. Henle J. Allgemeine Anatomie: Lehre von den Mischungs- und Formbestandtheilen des menschlichen Körpers. Leipzig: Leopold Voss, 1841:1048. 28. Hirsh A. Pappenheim, Samuel Moritz. Allgemeine Deutsche Biographie 1887;25:162–163. 29. Chvátal A. Jiří Procháska (1749–1820) II. Struktura nervové tkáně. Českoslov Fyziol 2013;62:62–76. 30. Chvátal A. Výzkum struktury nervové tkáně II. Gabriel Valentin (1810–1883), Robert Remak (1815–1865) a Jan Evangelista Purkyně (1787–1869). Českoslov Fyziol 2014;6:56–73. 31. Jacob A. An Account of a Membrane in the Eye, now first described. Phil Trans R Soc 1819;109:300–307. 32. Kettenmann H, Verkhratsky A. Neuroglia: the 150 years after. Trends Neurosci 2008;31:653–659. 33. Kölliker A. Die Selbständigkeit und Abhängigkeit des sympathischen

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63.

Nervensystems, durch anatomische Beobachtungen bewiesen. Zürich: Meyer und Zeller, 1844:40. Kölliker A. Neurologische Bemerkungen. Zeit Wiss Zool 1849;1:135– 163. Kölliker A. Mikroskopische Anatomie oder Gewebelehre des Menschen. Leipzig: Wilhelm Engelmann, 1850:597. Kölliker A. Manual of Human Histology. Volume 1. London: Syndeham Society, 1853:498. Kruta V. Purkyňova sdělení o mikroskopických pozorováních nervových a srdečních vláken. Českoslov Fyziol 1977;26:1–9. Kupffer C. De medullae spinalis textura in ranis ratione imprimis habita indolis substantiae cinereae. Dorpati Livonorum: Typis Viduae J.C. Schünmanni et C. Mattiesseni, 1854:62. Leuret F, Gratiolet LP. Anatomie comparée du système nerveux consideré dans ses rapports avec l’intelligence. Paris: J.-B. Baillière et Fils, 1839–1857:137. Leydig F. Zur Anatomie und Histologie der Chimaera monstrosa. Müller’s Archiv, 1851:241–271. Leydig F. Beitrage zur mikroskopischen Anatomie und Entwicklungsgeschichte der Rochen und Haie. Leipzig: Wilhelm Engelmann, 1852:149. Leydig F. Anatomisch-histologische Untersuchungen über Fische und Reptilien. Berlin: Georg Reimer, 1853:142. Leydig F. Lehrbuch der Histologie des Menschen und der Thiere. Frankfurt a. M.: Meidinger Sohn & Comp., 1857:584. Lockhart Clarke J. Researches into the Structure of the Spinal Chord. Phil Trans R Soc Lond 1851;141:607–621. Lockhart Clarke J. On Certain Functions of the Spinal Chord, with Further Investigations into Its Structure. Phil Trans R Soc Lond 1853;143:347–356. Lockhart Clarke J. Researches on the Intimate Structure of the Brain, Human and Comparative. First Series. On the Structure of the Medulla oblongata. Phil Trans R Soc Lond 1858;148:231–259. Lockhart Clarke J. Further Researches on the Grey Substance of the Spinal Cord. Phil Trans R Soc Lond 1859;149:437–467. Lockhart Clarke J. Observations on the Structure of Nerve-Fibre. Quart J Micr Sci 1860;8:65–75. Luening O. O obalech míchy. In: Kruta V, Hornhof Z. JE Purkyně Opera Omnia VI. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, 1954:603–619. Mauthner L. Untersuchungen über den Bau des Rückenmarkes der Fische: Eine vorläufige Mittheilung. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1859;34:31–36. Mauthner L. Beiträge zur näheren Kenntniss der morphologischen Elemente des Nervensystems. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1860;39:583–589. Mauthner L. Über die sogenannten Bindegewehskörperchen des centralen Nervensystems. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1861;43:45–54. Müller H. Zur Histologie der Netzhaut. Zeit Wiss Zool 1851;3:234– 237. Müller H. Anatomisch-physiologische Untersuchungen über die Retina des Menschen und der Wirbelthiere. Leipzig: Wilhelm Engelmann, 1856:122. Müller J. Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen. Erster Band. Coblenz: J. Hölscher, 1834:893. Murray J. Prelude to the framing of a disease: multiple sclerosis in the period before Charcots Lecons. Int MS J 2004;11:79–85. Murray TJ, Murray T. Multiple Sclerosis: The History of a Disease. New York: Demos Medical Publishing, 2004:580. Owsjannikow P. Disquisitiones microscopicae de medullae spinalis textura, imprimis in piscibus factitatae. Dissertatio inauguralis. Dorpati Livonorum: Henrici Laakmanni, 1854:63. Pappenheim S. Ueber die Nerven der Cornea. Mschr Med Augenheilk Chir 1839;2:281–286. Pappenheim S. Die specielle Gewebelehre des Gehörorganes, nach Structur, Entwicklang und Krankheit. Breslau: Georg Philipp Aderholz, 1840:161. Pappenheim S. Die specielle Gewebelehre des Auges mit Rücksicht auf Entwicklungsgeschichte und Augenpraxis. Breslau: Georg Philipp Aderholz, 1842:290. Pappenheim S. Ueber die Nerven der fibrösen Gewebe und Knochen, eine vorläufige Mitlheilung. Müller’s Archiv, 1843:443–448. Purkyně JE. Mikroskopisch-neurologische Beobachtungen. Müller’s Archiv, 1845:281–295.

Československá fyziologie 64/2015 č. 2

64. Purkyně JE. Podrobné zprávy o mojích starších i novějších literárních, zvláště přírodnických pracích. Živa 1858;6:36–45. 65. Purkyně JE. Nowe spostrzezenia i badania w przedmiocie fizyologii i drobnowidzowej anatomii. In: Studnička FK. JE Purkyně Opera Omnia III. Praha: Purkyňova společnost, 1939. 66. Purkyně JE, Pappenheim S. Vorläufige Mittheilungen aus einer Untersuchung über künstliche Verdauung. Müller’s Archiv, 1838:1–14. 67. Radcliffe CB, Lockhart Clarke J. An important Case of Paralysis and Muscular Atrophy, with Disease of the Nervous Centres. Brit Foreign Medico-Chirurgical Rev 1862;30:215–225. 68. Remak R. Anatomische Beobachtungen über das Gehirn, das Rückenmark und die Nervenwurzeln. Müller’s Archiv, 1841:506–522. 69. Remak R. Neurologische Erläuterungen. Müller’s Archiv, 1844:463– 472. 70. Remak R. Über multipolare Ganglienzellen. Ber Akad Wiss Berlin, 1854. 71. Remak R. Ueber den Bau der grauen Säulen im Rückenmarke der Saugethiere. Deutsche Klinik 1855;27:295. 72. Rokitansky C. Handbuch der pathologischen Anatomie. II. Band. Wien: Braumüller & Seidel, 1844:896. 73. Rokitansky C. Ueber die dendritischen Vegetationen auf Synovialhäuten. Z Kais Kön Ges Arzte Wien, 1851;7:1–8. 74. Rokitansky K. Über den Zottenkrebs. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1852a;8:513–535. 75. Rokitansky K. Über die Entwickelung der Krebsgerüste mit Hinblick auf das Wesen und die Entwickelung anderer Maschenwerke. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1852b;8:391–405. 76. Rokitansky K. Über das Auswachsen der Bindegewebs-Substanzen und die Beziehung desselben zur Entzündung. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1854;13:122–140. 77. Rokitansky K. Über Bindegewebs-Wucherung im Nervensysteme. Sitz Ber Math-Nat Kl Akad Wiss, Wien, 1857;24:517–536. 78. Rosenthal D. Příspěvky k počtu a k mikroskopické míře elementárních vláken systému mozkomíšního. In: Kruta V, Hornhof Z. JE Purkyně Opera Omnia VI. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, 1954a:695–720. 79. Rosenthal JF. O zrnitém útvaru v nervech a jinych místech živočišného organismu. In: Kruta V, Hornhof Z. JE Purkyně Opera Omnia VI. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství, 1954b:620–651. 80. Schroeder van der Kolk JLC. Anatomisch physiologisch onderzoek over het fijnere zamenstel en de werking van het ruggemerg. Amsterdam: C.G. Vand der Post, 1854:317. 81. Schroeder van der Kolk JLC. On the minute structure and functions of the spinal cord and medulla oblongata. And on the proximate cause and rational treatment of epilepsy. London: The New Sydenham Society, 1859:356. 82. Schultze M. Observationes de retinae structura penitiori. Bonnae: Adolphum Marcum, 1859:36. 83. Schwann T. Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen. Berlin: Sander‘schen Buchhandlung. (G. E. Reimer.), 1839:270. 84. Stefani M. Protein folding and misfolding, relevance to disease, and biological function. In: Smith HJ, Simons C, Sewell RDE. Protein Misfolding in Neurodegenerative Diseases: Mechanisms and Therapeutic Strategies. Boca Raton: CRC Press, 2008:2–66. 85. Stieda L. Geschichte der Entwicklung der Lehre von den Nervenzellen und Nervenfasern während des 19 Jahrhunderts. Teil 1: Von Sömmering bis Deiters. Jena: Gustav Fisher, 1899:196. 86. Stilling B. Physiologische, pathologische und medizinisch-praktische Untersuchungen über die Spinal – Irritation. Leipzig: Otto Wigand, 1840:564. 87. Stilling B. Ueber die Medulla oblongata. In: Stilling B, Wallach J. Untersuchungen über den Bau des Nervensystems. Erlangen: Ferdinand Enke, 1843:93. 88. Stilling B. Untersuchungen über den Bau und die Verrichtungen des Gehirns. Jena: Friedrich Mauke, 1846:183. 89. Stilling B. Beiträge zur Natur- und Heilkunde. Erstes heft: Anatomische und mikroskopische Untersuchungen über den feineren Bau der Nerven-Primitivfaser und der Nervenzelle. Frankurt A/M: Literarischen Anstalt (J. Rütten), 1856:177. 90. Stilling B. Neue Untersuchungen über den Bau des Rückenmarks. Bd. 2. Frankfurt: Hotop, 1859:687. 91. Stilling B, Wallach J. Untersuchungen über die Textur des Rüekenmarks. Leipzig: Otto Wigand. 1842:67.

71

92. Turner MR, Swash M, Ebers GC. Lockhart Clarke‘s contribution to the description of amyotrophic lateral sclerosis. Brain 2010;133:3470– 3479. 93. Valentin G. Über den Verlauf und die letzten Enden der Nerven. Nova Acta Acad Leop Carol 1836;18:51–240. 94. Virchow R. Ueber das granulirte Ansehen der Wandungen der Gehirnventrikel. Allg Zeitschr Psychiatrie Psych Gerichtl Med 1846;3:242– 250. 95. Virchow R. Ueber das granulirte Ansehen der Wandungen der Gehirnventrikel. In: Virchow R. Gesammelte Abhandlungen zur wissenschaftlichen Medicin. Frankfurt A. M.: Meidinger Sohn & Comp., 1856:885– 891. 96. Virchow R. Die Cellularpathologie in ihrer Begründung auf physiologische und pathologische Gewebelehre 20 Vorlesungen, gehalten während d. Monate Febr., März u. April 1858 im Patholog. Inst. zu Berlin. Berlin: August Hirschwald, 1858:440. 97. Virchow R. Cellular pathology, as based upon physiological and pathological histology. Twenty lectures delivered in the Pathological insti-

72

98.

99. 100. 101. 102.

103.

tute of Berlin during the months of February, March and April, 1858. London: John Churchill, 1860:511. Wagner R. Handwörterbuch der Physiologie mit Rücksicht auf physiologische Pathologie: mit Kupfern und in den Text eingedruckten Holzschnitten. Dritter Band. Braunschweig: Friedrich Vieweg und Sohn, 1846:926. Wagner R. Neue Untersuchungen über den Bau und Endigung der Nerven und die Struktur der Ganglien. Leipzig: Leopold Voss, 1847:25. Wagner R. Neurologische Untersuchungen. Göttingen: Georg H. Wigand, 1854:273. Wagner R. Der Kampf um die Seele vom Standpunct der Wissenschaft. Göttingen: Dieterichschen Buchhandlung, 1857:218. Waller A. Experiments on the Section of the Glossopharyngeal and Hypoglossal Nerves of the Frog, and Observations of the Alterations Produced Thereby in the Structure of Their Primitive Fibres. Phil Trans R Soc Lond 1850;140:423–429. Wilson WJE. The anatomist‘s Vade Mecum: A system of human anatomy. London: John Churchill, 1840:551.

Československá fyziologie 64/2015 č. 2