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STORIA DELLA MEDICINA PER IMMAGINI

ANTONIO MOLFESE
 

LEEUWENHOEK E GLI ANIMALCULES

L'ILLUSTRAZIONE

Antony van Leeuwenhoek, commerciante di tessuti vissuto nel XVII secolo a Delft, in Olanda, nel tempo libero si chiudeva nel suo 'sgabuzzino' per osservare le meraviglie del mondo microscopico attraverso le lenti sottili, che egli stesso laboriosamente molava e montava. Egli fu il primo a rivelare di aver visto degli animalcules— protozoi e batteri — e a confermare, attraverso l'osservazione diretta, la circolazione del sangue. Anche se dovevano passare 200 anni prima che l'applicazione pratica delle sue scoperte desse un reale contributo alla medicina, il suo lavoro gettò le basi della lotta senza quartiere condotta dalla medicina moderna contro le malattie provocate dai batteri e dalle altre forme di vita microbiologiche.

 

PREMESSA

«Omnia vincit amor» (su tutto vince l'amore).

L'idea dell'esistenza di strutture complesse difficilmente visibili a occhio nudo, risale a tempi remoti: già a Ninive (Mesopotamia), in Egitto e a Creta, sono state trovate pietre preziose che per il loro taglio presentano particolari proprietà di ingrandimento, ma per millenni le lenti di ingrandimento si ottennero solo grazie alla causalità del taglio o alla qualità delle pietre. Fu il medico arabo Ibn Al-Eithan, noto come Alahzen (950-1038 d.C.) a dare nell'XI secolo nella sua opera pubblicata in arabo una prima definizione di lente di ingrandimento, chiarendo che «un frammento di vetro di forma particolare permette di ingrandire un oggetto»(1). Il testo di Alahzen fu tradotto in latino solo nel 1270 dal medico polacco Witello con il titolo De optica e de luce.
È verosimile, per quanto non provato, che gli antichi già conoscessero il microscopio, quello strumento che permise a Malpighi di completare le scoperte di Harvey e che, nella sua forma più rudimentale, consisteva in una semplice lente biconvessa
(2).
Fra i primi a usare il microscopio nello studio delle malattie fu Attanasio Kircher (1602-80), professore di filosofia all'università di Wiirzburg, il quale, esaminando il sangue di appestati, vi trovò «innumerevoli grovigli di piccoli vermi, non visibili a occhio nudo. È opinione che si trattasse di globuli rossi impilati, poiché il modesto ingrandimento delle sue lenti non poteva avergli permesso di vedere i bacilli della peste. Ma egli aveva esattamente dedotto che le malattie contagiose venivano trasmesse da piccoli esseri viventi, che furono chiamati batteri o microbi
(3).
Leeuwenhoek
(5) fu tra i più insigni microscopisti dell'epoca; era un commerciante che dedicava il tempolibero di cui dispose nella sua lunga vita allo studio dell'anatomia microscopica. Per il suo mestiere era abituato a maneggiare lenti di ingrandimento, i cosiddetti contafili, e forse è questa la ragione per cui dedicò molto tempo a una curiosa attività: il taglio di lenti biconvesse e la costruzione di microscopi. Per lo più si trattava di piccole lenti incastrate tra due placche di rame da 2 a 6 centimetri di altezza appoggiate l'una sull'altra; sotto la lente si trovava una punta mobile sulla quale si poteva collocare una lamina di mica per reggere l'oggetto che una vite permetteva di allontanare o avvicinare; l'oggetto era illuminato in trasparenza con un riflettore in rame lucidato.
Dal punto di vista medico, il massimo merito di questo dilettante instancabile è la scoperta di batteri e protozoi, che egli, come si è già detto, fu il primo a descrivere. Non conoscendo altra lingua se non il nativo fiammingo, molte sue opere furono tradotte in inglese e pubblicate dalla Royal Society. Le sue osservazioni sono contenute in una serie di lettere redatte in olandese e indirizzate alla Royal Society di Londra, che si incaricava della loro traduzione in inglese e in latino. Nel 1603, il dottor Regnerus De Graaf presentò alla Royal Society di Londra una nota di Leeuwenhoek, dal titolo Experiment of Some Observation Made by a Microscope, che riferiva alcune osservazioni su certe muffe.
Diede poi una bella descrizione dei capillari sanguigni, confermando le osservazioni del Malpighi, e fu il primo a riconoscere la struttura lamellare del cristallino; spinse le sue ricerche microscopiche a osservare la polvere del cannone, la polvere domestica, la piuma di uccello, la scaglia del pesce, il sangue dell'uomo e quello di diversi animali, lo sperma, i muscoli; fu il primo a osservare la differenza della posizione sull'acqua della anofele e del culex. Sebbene Leeuwenhoek non si fosse mai recato a Londra, la Royal Society lo elesse socio nel 1680.
Altro pioniere della microscopia fu Jan Swatnmerdam (1637-80), di Amsterdam, la cui grande energia non trovò riscontro nella salute fisica. Pur nella sua breve vita, egli svolse vasta e originale mole di lavoro.
Destinato da suo padre a vita religiosa, preferì iscriversi all'Università di Leida. Nel 1664 si recò in Francia, ove scoprì le valvole linfatiche e mise a punto i metodi di iniezione vascolare alla cera. A Leida preparò un sistema di conservazione dei pezzi anatomici, svuotando i vasi del sangue e immettendovi dell'aria sotto pressione, quindi iniettandovi un fissatore, la cui composizione è rimasta misteriosa. Di questo studioso non si sono conservati tutti gli scritti, in quanto egli stesso distrusse molte delle sue note; fortunatamente le sue opere sono state pubblicate postume dal suo compatriota Hermannus Boerhaave (1668-1738) sotto il titolo Biblia naturae, sive historia insectorum in certas classes reducta, nel 1737-38. Le sue scoperte riguardano soprattutto la struttura degli insetti
(5), e dobbiamo a lui alcune meravigliose preparazioni degli organi interni di api, libellule e animali di altre specie.
In Inghilterra, nel frattempo, altri microscopisti fecero passi da gigante. Il primo, e uno dei più brillanti, fu Robert Hooke
(6) (1635-1703), curatore della Royal Society e autore della Mierographia (1665), dalle illustrazioni di stupenda bellezza, eguagliate soltanto da quelle dello Swammerdam. In quest'opera fa alcune osservazioni, poi riproposte in molte pubblicazioni di citologia, e per la prima volta impiega la parola 'cellula'. L'opera dei due olandesi pionieri dell'indagine microscopica, Swammerdam e Leeuwenhoek, fu decisiva per la comprensione di alcune malattie. Ricordiamo che, sebbene né l'uno né l'altro fossero laureati in medicina, al loro tempo la scuola di medicina di Leida era già nota.(7).

 

LA SCHEDA

Nella sua marcia attraverso i millenni, la medicina ha spesso tratto beneficio da uomini che, non facendosi inibire dalle tradizioni dell'educazione formale e lasciando via libera alla propria curiosità, hanno seguito la strada che conduceva verso scoperte fondamentali, che per secoli erano sfuggite ai medici professionisti. Servendosi di metodi non ortodossi, spesso disprezzati in quanto non scientifici, hanno ricevuto da Dio il privilegio di imbattersi in rivelazioni da cui tutto il genere umano ha tratto beneficio, grazie al progresso che esse hanno fatto compiere alle arti curative. Antony van Leeuwenhoek fu uno di questi uomini.
Leeuwenhoek non fu l'inventore del microscopio, anche se spesso gli viene erroneamente attribuito; tuttavia non c'è alcun dubbio che egli meriti di essere considerato il padre della microscopia e colui che ha gettato le fondamenta della batteriologia e della protozoologia. Leeuwenhoek infatti fu il primo uomo ad osservare e a riportare per iscritto le affascinanti e multiformi forme di vita microscopiche con le quali, sebbene a lui sconosciute, l'uomo aveva da sempre convissuto.
Antony van Leeuwenhoek nacque a Delft, in Olanda, il 24 ottobre del 1632. Il padre faceva il canestraio e morì quando Antony aveva cinque anni. Antony ricevette una scarsa istruzione e, nel 1648 all'età di 16 anni, fu inviato da un negoziante di stoffe ad Amsterdam per imparare il mestiere.
Dopo sei anni ad Amsterdam, Leeuwenhoek fece ritorno nella sua città natale. Poco tempo dopo si sposò, acquistò una casa e un negozio, e iniziò l'attività di commerciante di tessuti e di merciaio. Leeuwenhoek ebbe anche un notevole successo in ambito civico, in quanto ricoprì una carica municipale paragonabile a quella di Consigliere comunale, fu agente del dazio e ottenne la licenza di doganiere.
Non si sa di preciso come e quando Leeuwenhoek iniziò ad interessarsi alla molatura delle lenti, utilizzandole per osservare oggetti troppo piccoli per essere visti a occhio nudo. Non è neppure chiaro come egli abbia appreso l'arte della molatura: per tutta la vita, infatti, tenne segreti i suoi metodi tecnici. Chiuso nel suo 'sgabuzzino', come chiamava il suo studio, produceva centinaia di piccole lenti e le montava laboriosamente ma grossolanamente tra due fogli d'argento o di ottone, con delle piccole aperture che coprivano tutto eccetto la parte centrale della lente. La maggior parte dei suoi strumenti misurava solo sei o sette centimetri di altezza, circa due di larghezza e, senza contare le viti, meno di un centimetro di profondità. I campioni di sostanze solide venivano collocati su una punta di spillo davanti alla lente, regolabile con delle viti sia per l'altezza che per la distanza. Altri microscopi erano invece fatti per sostenere delle piccole fiale di vetro o delle cannule capillari, per portare sostanze liquide a una distanza focale minima. Tutti i microscopi di Leeuwenhoek erano costituiti da una sola lente, non usava lenti composte. Variando la molatura, otteneva delle lenti che davano ingrandimenti diversi; la maggior parte aveva un fattore d'ingrandimento non superiore a 160 volte, sebbene una lente, oggi parte della collezione del Museo dell'Università di Utrecht, possa ingrandire fino a 275 volte.
La prima relazione sull'attività di Leeuwenhoek in questo campo nuovo e affascinante risale al 1673, quando il suo amico e concittadino, il famoso medico Reiner de Graaf, scrisse al segretario della Royal Society di Londra descrivendo il lavoro di Leeuwenhoek e allegando una lettera dello stesso microscopista.
Quella lettera fu la prima di circa 375 comunicazioni scritte da Leeuwenhoek alla Royal Society in un arco di tempo di 50 anni. Evidentemente i membri della Royal Society apprezzarono le relazioni sulle osservazioni di Leeuwenhoek, dal momento che il segretario Henry Oldenburg lo incoraggiò a continuare la corrispondenza.
Le lettere di Leeuwenhoek costituiscono un contributo unico alla letteratura scientifica, in particolare a quella medica. Sono quasi tutte scritte in olandese, l'unica lingua che conosceva, in uno stile colloquiale, semplice, ingenuo e a volte persino scarno e grossolano. Tuttavia, le caratterizza un'onestà innata: mentre le interpretazioni incompetenti e non scientifiche di quanto vedeva gli facevano trarre delle conclusioni errate e talvolta ridicole, egli era molto attento nel distinguere le descrizioni di ciò che realmente vedeva da ciò che ipotizzava o 'immaginava'. Era così intento a raccontare cosa aveva visto o pensato che non aveva tempo di preoccuparsi della grammatica o dell'accuratezza della composizione letteraria. Lavorava sempre da solo, senza alcun aiuto da parte di altri microscopisti. Non amava l'interferenza di nessuno, e diffidava delle conoscenze e delle eventuali mire di coloro che andavano da lui per fargli visita o per dargli dei consigli.
Nel 1680 Leeuwenhoek venne eletto membro della Royal Society, un onore e un riconoscimento importanti per uno straniero. Nel 1699, l'Académie des Sciences di Parigi lo volle come corrispondente. Le sue osservazioni suscitavano un grande interesse ed erano molto lette, ma tutto finiva lì: nessuno cercava seriamente di ripeterle o di approfondirle. Alla fine del XVII secolo, Leeuwenhoek era l'unico microscopista serio al mondo.
I campioni da lui analizzati provenivano da ciò che lo circondava nella vita quotidiana. Nessun materiale o sostanza sfuggiva all'insaziabile curiosità del commerciante di stoffe di Delft: acqua piovana, schiuma presa dalla superficie delle pozzanghere, infusi di pepe nero, mitili, tessuti animali e umani, ritagli, escrementi di ogni sorta e ogni tipo di materia minerale e vegetale, tutto passò sotto la sua lente.
In particolare, tra le abitudini di Leeuwenhoek vi era questa prassi: quando trovava un campione che gli piaceva particolarmente, lo lasciava attaccato al microscopio e costruiva un altro strumento. Così facendo, negli anni accumulò molti microscopi, che era solito sistemare a coppie in piccole scatole laccate, per poi mettere da 12 a 24 scatole in una cassa, una delle quali fu lasciata in eredità alla Royal Society.
Leeuwenhoek fu il primo a scoprire e descrivere i protozoi e i batteri (che egli chiamava 'animalcules'). Utilizzava 'un granello di sabbia' (approssimativamente un cubo di circa 0,8 mm) come misura di riferimento e descriveva la dimensione dei suoi 'anirnalcules' valutando che ci sarebbero voluti 1000, 100.000 o 1.000.000 di essi per raggiungere il volume di un 'granello di sabbia'. Alcune sue stime di specie identificabili mostrano una notevole corrispondenza con le moderne misurazioni in micron. Egli descrisse, con non poca meraviglia, la moltiplicazione tremendamente rapida dei suoi 'animalcules' , che si verificava quando i campioni venivano lasciati a riposo per qualche giorno, ed era consapevole della relativa purezza dell'acqua piovana o della neve sciolta. Leeuwenhoek fece dei disegni in cui rappresentò vari protozoi, bacilli, cocchi e spirochete; studiò varie parti di animali: sangue, ossa, occhi, peli e muscoli; fu il primo a notare le striature nelle fibre muscolari ed è famoso, in particolare, per lo studio e la descrizione degli spermatozoi. Nel suo mondo di forme biologiche microscopiche egli rilevò la divisione cellulare, la nascita, la vita e la morte dei suoi 'animalcules' , la partenogenesi delle afìdi e la gemmazione dell'idra. Cercò persino di osservare al microscopio l'esplosione della polvere da sparo, esperimento che per poco non gli fece perdere la vista.
In una delle sue lettere, dopo aver riferito sull'osservazione di forme microscopiche sia nell'aceto di vino che nel tartaro tra i suoi denti, Leeuwenhoek rivela una punta di umorismo sofisticato e beffardo:
«Nella mia casa sono venute varie gentildonne, le quali volevano a tutti i costi vedere le piccole anguille nell'aceto; ma alcune sono rimaste così disgustate da questo spettacolo che hanno giurato che non useranno mai più l'aceto. Chissà cosa accadrebbe se qualcuno in futuro dicesse loro che ci sono più animali nel tartaro che si trova sui denti di un uomo di quanti uomini ci sono in un intero regno? Specialmente di coloro che non si lavano mai i denti?».
Nel 1686 Leeuwenhoek riferì e mostrò varie volte ai suoi visitatori la circolazione capillare del sangue, collocando una anguillina, o un pesce molto piccolo, in una provetta di vetro e puntando il microscopio sulla coda trasparente. In questa osservazione Malpighi lo aveva già preceduto, nel 1661, ma probabilmente Leeuwenhoek non conosceva le scoperte di Malpighi. Leeuwenhoek arrivò anche alla conclusione che i vasi sanguigni che si dipartono dal cuore sono le arterie, mentre quelli che vanno verso il cuore sono le vene, confermando così attraverso l'osservazione visiva ciò che Harvey poté solo ipotizzare.
Non appena tali scoperte divennero famose, Leeuwenhoek ricevette nella propria casa ogni sorta di persone che volevano guardare attraverso le sue lenti. La lista delle celebrità che si recarono da lui è impressionante e lunga: vi furono viaggiatori, scrittori, medici, noti scienziati, uomini di stato, re, regine, un imperatore tedesco e lo zar di Russia Pietro il Grande. Leeuwenhoek naturalmente si sentiva lusingato, ma confessò con franchezza in una delle sue lettere che in realtà era un po' infastidito da quelle interruzioni e che preferiva essere lasciato in pace a continuare il suo lavoro. Inoltre, egli mostrava ai suoi visitatori solo alcuni dei suoi campioni, rifiutando di rivelarne altri, e non svelò mai i suoi metodi di molatura delle lenti, né vendette mai a nessuno uno dei suoi microscopi.
Ovviamente, la pubblicazione di osservazioni su una tale quantità di cose fino ad allora sconosciute diede luogo agli attacchi degli increduli, dei contemporanei invidiosi e di coloro che erano infastiditi dalla mancanza di istruzione formale di Leeuwenhoek. In merito a queste critiche egli scrisse: «Sono ben consapevole che questi miei scritti non saranno accettati da alcuni [.. .] essi dicono [...] che sono uno stregone e che mostro alla gente ciò che non esiste [...] so bene che ci sono intere università che non credono che nel seme maschile esistano creature viventi: ma queste cose non mi preoccupano, so di essere nel giusto».
Nonostante la vista che si affievoliva e gli altri impedimenti della vecchiaia, Leeuwenhoek continuò a fare le proprie osservazioni e a scriverne nelle lettere fino alla fine dei suoi giorni, dettando l'ultima relazione 36 ore prima di morire. Leeuwenhoek si spense serenamente il 26 agosto 1723 a novantun anni, e il suo corpo fu sepolto nella Chiesa Vecchia a Delft.
Né medico, né chirurgo, in realtà sotto il profilo formale neanche uno scienziato, Leeuwenhoek fu riconosciuto dai suoi contemporanei, come pure dagli studiosi moderni, come uno degli osservatori più scrupolosi di tutti i tempi e il primo a scoprire il grande e meraviglioso mondo dei microbi. Sebbene Leeuwenhoek non abbia tratto alcuna conclusione sul possibile rapporto tra i suoi animalcules e le cause o il contagio delle malattie, ben presto altri stabilirono una connessione tra i suoi 'animaletti' e le precedenti speculazioni filosofiche sull'esistenza di germi viventi che provocano le malattie. Anche se le implicazioni teoriche delle osservazioni di Leeuwenhoek furono subito riconosciute, per i successivi 150 anni nessuno cercò di farne un uso concreto o pratico. Tuttavia le scoperte di Leeuwenhoek posero le fondamenta del pionierismo di Pasteur e della crescitaquasi esplosiva della batteriologia e della protozoologia nella seconda metà del XIX secolo. A partire da tale secolo, la rivoluzione del pensiero e della pratica medica che queste scoperte resero possibile ha allungato la vita di milioni e milioni di persone in tutto il mondo.

 

NOTE

1 -  Bernardo Gordon, in un'opera del 1300, descrive l'occhiale con il nome di oculus berellinus. Il primo dipinto raffigurante un personaggio con gli occhiali è il ritratto del cardinale Ugo, dipinto nel 1360 da Tommaso Modena, che si trova nella chiesa di San Nicola a Treviso. Fu Roger Bacon a proporre per primo l'uso delle lenti come occhiali, e tanto Malpighi quanto Leeuwenhoek usarono lenti semplici.

2 - Intorno al 1609, un fabbricante d'occhiali, Zaccaria Jansen, di Middelburg in Olanda, scoprì per caso il principio del telescopio e del microscopio, ponendo due lenti nello stesso tubo. Galileo trovò l'applicazione pratica di tale scoperta, sebbene lo strumento da lui costruito rimanesse una specie di giocattolo per molti anni ancora. E difficile, comunque, attribuire la prima realizzazione del microscopio a un personaggio piuttosto che un altro, perché vi sono intrecciati troppi interessi personali. Fra coloro che per primi usarono il microscopio a scopi scientifici vi furono Malpighi (1628- 94), Leeuwenhoek (1632-1723) e Swammerdam (1637-80). Proprio Malpighi, biologo, nel senso più ampio del termine, utilizzò il microscopio per la descrizione di organi degli esseri viventi che pubblicò in numerose opere: De viscerurn structura (1659), De cerebro (1664), De viscerum structura exercitatio anatomica. De epate, cerebro, corti ce, renibus, liene, polypo cordis (1669), Epistola de glandularum conglobatarum structura (1689). Anche Galileo Galilei (1564-1642), mediante un telescopio, studiò gli astri «con un apparecchio capace di ingrandire oggetti o molto piccoli o lontani». Francesco Fontana (1580-1656), ottico, aveva ideato uno strumento, fatto di una lente a due vetri convessi che ingrandiva gli oggetti rovesciandoli. Faber Von Bamberg (1574-1629) coniò la parola 'microscopio' per lo strumento che Fontana aveva introdotto in Italia nel 1618.

3 - Il vocabolo 'microbo' fu inventato solamente nel 1878 dal chirurgo francese Charles Emmanuel Sédillot, il quale, dopo averlo fatto approvare dal Littré, lo propose «perché presenta il vantaggio di essere più breve e di avere un significato più generale» rispetto alle più di trenta differenti denominazioni che erano state proposte per questi piccoli esseri. Fracastoro aveva formulato, in precedenza, un'ipotesi simile, pur non avendola sostanziata con alcuna prova di fatto.

4 - Ampliando l'opera del Malpighi, Leeuwenhoek riscontrò i capillari nella coda del girino, scoprì i globuli rossi del sangue, osservando che sono di forma ovale nei pesci e negli anfibi, mentre nell'uomo e nei mammiferi sono rotondi. Descrisse la striatura trasversa delle fibre muscolari, l'occhio composto degli insetti e gran parte di quella fauna minuscola che popola gli stagni. Limando lui stesso le lenti fabbricò numerosi microscopi — oltre duecento — con i quali realizzò scoperte di grande portata, tanto più notevoli, in quanto i suoi strumenti gli permettevano un ingrandimento massimo di centosessanta diametri. Osservando al suo microscopio la patina bianca che si era depositata sui suoi denti, vide «piccoli animali, più numerosi di tutto il popolo dei Paesi Bassi, che si spostavano nel modo più grazioso».

5 - I suoi manoscritti, illustrati con ottimi disegni, furono noti soltanto parecchi anni dopo la morte di lui, quando nel 1738 un altro grande olandese, il Boerhaave, ne curò la pubblicazione sotto il titolo Bybel der Natuure. La 'Bibbia della Natura' dello Swammerdam è la più ampia collezione di osservazioni microscopiche fatte da un solo ricercatore.

6 - Nella descrizione di una sezione di sughero, «assai somigliante a un alveare», questo autore è il primo a usare la parola 'cellula'.

7 Nel 1575 Guglielmo d'Orange, volendo premiare la città di Leida per essersi difesa con coraggio e successo dagli Spagnoli, aveva offerto agli abitanti l'alternativa tra la remissione delle tasse per 10 anni o la fondazione di una università. Costoro scelsero la seconda proposta e così a Leida, pur essendo fondata da protestanti, l'università doveva essere aperta per statuto a tutti gli studiosi, cattolici, protestanti o ebrei. Un decreto papale aveva invece escluso tutti i non cattolici dalle università italiane; per questo motivo a Leida (Lugudum Batavorum), dove veniva usata la lingua latina come lingua accademica, affluirono molti studenti stranieri. Leida così poté acquistare fama internazionale. Il primo a iscriversi fu uno studente di medicina inglese, John James, che ritroviamo più tardi, noto professionista in Londra. Tra i molti eccellenti insegnanti che resero illustre la facoltà di Leida, troviamo diversi noti anatomici: Frana de la Boè, detto Sylvius (1614-72), docente molto ammirato, scopritore della scissura di Silvio nel cervello; Govert Bidloo (1649-1713) autore di un meraviglioso atlante di anatomia, plagiato deplorevolmente dall'anatomico inglese William Cowper. Uno dei più versatili fra i professori di Leida fu Pieter Paaw (1564-1617), che aveva studiato con Fabrizio a Padova e poi a Parigi, prima di essere nominato, al ritorno in patria, direttore dell'Orto Botanico, oltre che professore di anatomia. A lui si deve soprattutto l'istituzione della scuola di anatomia di Leida, e si disse che, durante ventidue anni d'insegnamento, avesse sezionato sessanta cadaveri, cifra davvero impressionante per quell'epoca.



 

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