Мини орган музыкальный инструмент. История возникновения органа

Который звучит при помощи труб (металлических, деревянных, без язычков и с язычками) различных тембров, в которые с помощью мехов нагнетается воздух.

Игра на органе осуществляется при помощи нескольких клавиатур для рук (мануалов) и педальной клавиатуры.

По звуковому богатству и обилию музыкальных средств орган занимает первое место среди всех инструментов и иногда называется «королём инструментов». Вследствие своей выразительности, он давно стал достоянием церкви.

Человек, исполняющий музыкальные произведения на органе, называется органистом .

Советские реактивные системы залпового огня БМ-13 солдаты Третьего рейха называли «орган Сталина» из-за звука, издаваемого оперением ракет.

История органа

Зародыш органа можно видеть в , а также в . Считается, что орган (гидравлос; также hydraulikon, hydraulis - «водный орган») изобрёл грек Ктезибий, живший в Александрии Египетской в 296 — 228 гг. до н. э. Изображение похожего инструмента имеется на одной монете или жетоне времён Нерона.

Органы больших размеров появились в IV веке, более или менее усовершенствованные органы - в VII и VIII веках. Папа Виталиан (666 год) ввёл орган в католическую церковь. В VIII веке Византия славилась своими органами.

Искусство строить органы развилось и в Италии, откуда в IX веке они выписывались во Францию. Позднее это искусство развилось в Германии. Наибольшее и повсеместное распространение орган начинает получать в XIV веке. В XIV веке в органе появилась педаль, то есть клавиатура для ног.

Средневековые органы, в сравнении с более поздними, были грубой работы; ручная клавиатура, например, состояла из клавиш шириной от 5 до 7 см, расстояние между клавишами достигало полутора см. Ударяли по клавишам не пальцами, как теперь, а кулаками.

В XV веке были уменьшены клавиши и увеличено число трубок.

Устройство органа

Усовершенствованные органы достигли огромного числа труб и трубок ; например, орган в Париже в церкви St. Sulpice имеет 7 тысяч труб и трубок. В органе бывают трубы и трубки следующих величин: в 1 фут ноты звучат тремя октавами выше писанных, в 2 фута - ноты звучат двумя октавами выше писанных, в 4 фута - ноты звучат октавой выше писанных, в 8 футов - ноты звучат как пишутся, в 16 футов - ноты звучат октавой ниже писанных, в 32 фута - ноты звучат двумя октавами ниже писанных. Закрытие трубы сверху приводит к понижению издаваемых звуков на октаву. Не все органы имеют трубы больших размеров.

Клавиатур в органе бывает от 1 до 7 (обычно 2-4) ; называются они мануалами . Хотя каждая клавиатура органа имеет объём в 4-5 октав, благодаря трубам, звучащим на две октавы ниже или на три октавы выше писанных нот, объём большого органа имеет 9,5 октав. Каждый набор труб одинакового тембра составляет как бы отдельный инструмент и называется регистром .

Каждая из выдвигаемых или вдвигаемых кнопок или регистров (находящихся над клавиатурой или по бокам инструмента) приводит в действие соответствующий ряд трубок. Каждая кнопка или регистр имеет своё название и соответствующую надпись, с обозначением длины самой большой трубы этого регистра. Название регистра и величину труб композитор может обозначить в нотах над тем местом, где данный регистр должен быть применён. (Выбор регистров для исполнения музыкального произведения называется регистровкой.) Регистров в органах бывает от 2 до 300 (чаще всего встречается от 8 до 60).

Все регистры распадаются на две категории:

• Регистры с трубами без язычков (лабиальные регистры). К этой категории принадлежат регистры открытых флейт, регистры закрытых флейт (bourdons), регистры призвуков (микстуры), в которых каждая нота имеет несколько (более слабых) гармонических призвуков.
• Регистры, у которых трубы с язычками (язычковые регистры). Соединение регистров обеих категорий вместе с микстурой называется plеin jeu.

Клавиатуры или мануалы расположены в органах террасой, один над другой. Кроме них, существует ещё педальная клавиатура (от 5 до 32 клавиш), преимущественно для низких звуков. Партия для рук пишется на двух нотоносцах - в ключах и как для . Партию педалей пишут чаще отдельно на одном нотном стане. На клавиатуре педалей, называемой просто «педаль», играют обеими ногами, пользуясь попеременно каблуком и носком (до XIX века - только носком). Орган без педали называется позитив, маленький переносный орган - портатив.

Мануалы в органах имеют названия, которые зависят от расположения труб в органе.

• Главный мануал (имеющий самые громкие регистры) - в немецкой традиции называется Hauptwerk (фр. Grand orgue, Grand clavier) и располагается ближе всего к исполнителю, либо на втором ряду;
• Второй по значимости и громкости мануал в немецкой традиции называется Oberwerk (более громкий вариант) либо Positiv (облегченный вариант) (фр. Рositif), если трубы этого мануала расположены НАД трубами Hauptwerk, либо Ruckpositiv, если трубы этого мануала расположены отдельно от остальных труб органа и установлены за спиной органиста; клавиши Oberwerk и Positiv на игровом пульте располагаются уровнем выше клавиш Hauptwerk, а клавиши Ruckpositiv — уровнем ниже клавиш Hauptwerk, тем самым воспроизводя архитектурное строение инструмента.
• Мануал, трубы которого расположены внутри своеобразного ящика, имеющего во фронтальной части вертикальные створки жалюзи в немецкой традиции называются Schwellwerk (фр. Recit (expressif). Schwellwerk может быть расположен как в самой верхней части органа (более распространенный вариант), так и на одном уровне с Hauptwerk. Клавиши Schwellwerka располагаются на игровом пульте на более высоком уровне, чем Hauptwerk, Oberwerk, Positiv, Ruckpositiv.
• Существующие разновидности мануалов: Hinterwerk (трубы расположены в задней части органа), Brustwerk (трубы расположены прямо над местом органиста), Solowerk (сольные регистры, очень громкие трубы, расположенные отдельной группой), Choir и т.д.

Облегчениями для играющих и средством для усиления или ослабления звучности служат следующие устройства:

Копула - механизм, с помощью которого связываются две клавиатуры, при чём выдвинутые на них регистры действуют одновременно. Копула даёт возможность играющему на одном мануале пользоваться выдвинутыми регистрами другого.

4 подножки над клавиатурой педалей (Pеdale de combinaison, Tritte), из которых каждая действует на известную определенную комбинацию регистров.

Жалюзи - прибор, состоящий из дверец, закрывающих и открывающих всё помещение с трубами разных регистров, вследствие чего происходит усиление или ослабление звучания. Дверцы приводятся в движение подножкой (швеллером).

Так как регистры в разных органах разных стран и эпох не одинаковы, то в органной партии они обычно не обозначаются подробно: выписывают над тем или другим местом органной партии только мануал, обозначение труб с язычками или без них и величину труб. Остальные подробности предоставляются исполнителю.

Орган нередко соединяется с оркестром и пением в ораториях, кантатах, псалмах, а также в опере.

Также существуют электрические (электронные) органы, например, Hammond .

Композиторы, сочинявшие органную музыку

Иоганн Себастьян Бах
Иоганн Адам Рейнкен
Иоганн Пахельбель
Дитрих Букстехуде
Джироламо Фрескобальди
Иоганн Якоб Фробергер
Георг Фридрих Гендель
Зигфрид Карг-Элерт
Генри Пёрселл
Макс Регер
Винцент Любек
Иоганн Людвиг Кребс
Матиас Векман
Доминико Циполи
Сезар Франк

Видео: Орган на видео + звучание

Благодаря этим видео Вы можете ознакомиться с инструментом, посмотреть реальную игру на нём, послушать его звучание, ощутить специфику техники:

Продажа инструментов: где купить/заказать?

В энциклопедии пока ещё нет информации о том, где можно купить или заказать этот инструмент. Вы можете это изменить!

«Король инструментов». Самый большой, самый тяжелый, с самым широким регистром издаваемого звучания, орган всегда был чем-то вроде легенды во плоти.

Конечно, непосредственно к пианино орган никакого отношения не имеет. Его можно отнести разве что лишь к самым этого струнно-клавишного инструмента. Получится дядя-орган с тремя мануалами, которые чем-то похожи на клавиатуру рояля, кучей педалей, которые не модерируют звучание инструмента, а сами несут смысловую нагрузку в виде особо низкого регистра звучания, и огромными тяжелыми свинцовыми трубами, которые в органе заменяют струны.

Вот только именно звучание органа пытались имитировать создатели «древних» синтезаторов. Хотя… у можно было настроить множество звуков, которые и легли в основу представления о хорошем звуке синтезатора. Куда как позже стало возможным синтезировать и звучание рояля.

Сложно себе представить более громкий музыкальный инструмент, чем орган. Разве что колокол. Как и для звонарей, для классических органистов характерны нарушения слуха. Поэтому у органистов складываются совершенно особые отношения с этим инструментом. В конце концов, они просто не смогут играть на чем-либо ином.

Так или иначе, должность органиста считалась церковной – органы в основном устанавливали в церквях и использовали при проведении богослужений. Эта картина вырисовалась в достаточно символичном, 666-м, году, когда папа римский решил ввести орган как основной инструмент звукового сопровождения богослужений.

А вот кто изобрел орган и когда это было – это уже другой вопрос, на который, к сожалению, нет однозначного ответа.

По одним предположениям, орган был изобретен греком по имени Ктесибий, который жил в третьем веке до нашей эры. По другим предположениям, они появились несколько позже.

Так или иначе, но более-менее крупные инструменты появились лишь в четвертом веке нашей эры, а уже в седьмом-восьмом веках они стали довольно популярны в Византии. Так и сложилось в конце концов, что искусство изготовления органов стало развиваться именно в странах значительного религиозного влияния. В данном случае – в Италии. Оттуда они выписывались во Францию, а несколько позже органами заинтересовались и в Германии.

Отличие современных органов от средневековых

Средневековые органы значительно отличались от современных инструментов. Так, например, у них было куда меньше труб и довольно широкие клавиши, на которые не нажимали пальцами, а били кулаком. Расстояние между ними также было довольно значительным и доходило до полутора сантиметров.

Орган в Macy’s Lord &Taylor

Это уже позже, в пятнадцатом веке, увеличилось число труб и уменьшились клавиши. Апофеоз в органостроении был достигнут в 1908-м году, когда для Всемирной выставки был построен орган, ныне располагающийся в Филадельфийском торговом центре Macy’s Lord & Taylor. Он имеет шесть мануалов и весит целых 287 тонн! Раньше он весил несколько меньше, но со временем его достраивали, чтобы увеличить мощность.

А самый громкий орган стоит в Зале Согласия в Атлантик-Сити. У него уже ни много ни мало, а целых семь мануалов и самый широкий в мире тембровый набор. Сейчас он не используется, так как от его звука могут лопнуть барабанные перепонки.

Видео

Этому клавишному духовому инструменту, по образной характеристике В. В. Стасова, «...в особенности свойственно воплощение в музыкальных образах и формах стремлений нашего духа к колоссальному и беспредельно величественному; у него одного существуют те потрясающие звуки, те громы, тот величественный, говорящий будто из вечности голос, которого выражение невозможно никакому другому инструменту, никакому оркестру».

На сцене концертного зала вы видите фасад орга́на с частью труб. Сотни их находятся за его фасадом, располагаясь ярусами вверх и вниз, вправо и влево, уходят рядами в глубину обширного помещения. Одни трубы расположены горизонтально, другие - вертикально, а некоторые даже подвешены на крюках. У современных органов число труб доходит до 30 000. Самые большие высотой более 10 м, самые маленькие - 10 мм. Кроме того, орган имеет воздухонагнетательный механизм - мехи и воздухопроводы; кафедру, где сидит органист и где сосредоточена система управления инструментом.

Звук органа производит огромное впечатление. Гигантский инструмент обладает множеством различных тембров. Это как бы целый оркестр. В самом деле, диапазон органа превышает диапазон всех инструментов оркестра. Та или иная окраска звука зависит от устройства труб. Набор труб единого тембра называется регистром. Количество их в больших инструментах доходит до 200. Но главное - сочетание нескольких регистров порождает новую окраску звука, новый тембр, не похожий на исходный. У органа несколько (от 2 до 7) ручных клавиатур - мануалов, расположенных террасообразно. По тембровой окраске, регистровому составу они отличаются друг от друга. Особая клавиатура - ножная педаль. Она имеет 32 клавиши для игры носком и каблуком. Традиционно использование педали как самого нижнего голоса - баса, но иногда она служит и как один из средних голосов. На кафедре находятся и рычаги включения регистров. Обычно исполнителю помогают один или два ассистента, они переключают регистры. В новейших инструментах применяется «запоминающее» устройство, благодаря которому можно заранее подобрать определенное сочетание регистров и в нужный момент, нажав кнопку, заставить их звучать.

Органы всегда строились для определенного помещения. Мастера предусматривали все его особенности, акустику, размеры и т. д. Поэтому в мире нет двух одинаковых инструментов, каждый - уникальное творение мастера. Один из лучших - орган Домского собора в Риге.

Музыка для органа записывается на трех нотоносцах. Два из них фиксируют партию мануалов, один - для педали. В нотах не указывается регистровка произведения: исполнитель сам отыскивает наиболее выразительные приемы для раскрытия художественного образа сочинения. Тем самым органист становится как бы соавтором композитора в инструментовке (регистровке) произведения. Орган позволяет тянуть звук, аккорд сколь угодно долго с постоянной громкостью. Эта его особенность приобрела свое художественное выражение в возникновении приема органного пункта: при неизменном звуке в басу мелодия и гармония развиваются. Музыканты на любых инструментах создают динамическую нюансировку внутри каждой музыкальной фразы. Окраска звука органа неизменна независимо от силы удара по клавише, поэтому исполнители применяют особые приемы для изображения начала и конца фраз, логики строения внутри самой фразы. Возможность сочетать одновременно различные тембры обусловила сочинение произведений для органа преимущественно полифонического склада (см. Полифония).

Орган известен с глубокой древности. Изготовление первого органа приписывают механику из Александрии Ктесибию, жившему в III в. до н. э. Это был водяной орган - гидравлос. Давление столба воды обеспечивало равномерность напора воздуха, поступающего в звучащие трубы. Позднее изобрели орган, в котором воздух в трубы подавался с помощью мехов. До появления электрического привода воздух в трубы накачивали специальные рабочие - кальканты. В средние века наряду с большими органами были и маленькие - регали и портативы (от латинского «порто» - «ношу»). Постепенно инструмент сорершенствовался и к XVI в. приобрел почти современный вид.

Музыку для органа писали многие композиторы. Наивысшего своего расцвета органное искусство достигло в конце XVII - 1-й половине XVIII в. в творчестве таких композиторов, как И. Пахельбель, Д. Букстехуде, Д. Фрескобальди, Г. Ф. Гендель, И. С. Бах. Бахом созданы непревзойденные по глубине и совершенству произведения. В России органу значительное внимание уделял М. И. Глинка. Он прекрасно играл на этом инструменте, делал для него переложения различных произведений.

В нашей стране орган можно услышать в концертных залах Москвы, Ленинграда, Киева, Риги, Таллина, Горького, Вильнюса и многих других городов. В исполнении советских и зарубежных органистов звучат произведения не только старинных мастеров, но и советских композиторов.

Строят сейчас и электроорганы. Однако принцип действия у этих инструментов иной: звук возникает благодаря электрическим генераторам различных конструкций (см. Электромузыкальные инструменты).

Когда неприметная дверь, окрашенная в бежевый цвет, открылась, взгляд выхватил из темноты лишь несколько деревянных ступенек. Сразу за дверью ввысь уходит мощный деревянный короб, похожий на вентиляционный. «Осторожнее, это органная труба, 32 фута, басовый флейтовый регистр, — предупредила моя провожатая. — Подождите, я включу свет». Я терпеливо дожидаюсь, предвкушая одну из самых интересных в моей жизни экскурсий. Передо мной вход в орган. Это единственный музыкальный инструмент, внутрь которого можно зайти

Олег Макаров

Забавный инструмент — губная гармоника с необычными для этого инструмента раструбами. Но практически точно такую же конструкцию можно встретить в любом большом органе (вроде того, что показан на снимке справа) — именно так устроены «язычковые» органные трубы

Звук трех тысяч труб. Общая схема На схеме представлена упрощенная схема органа с механической трактурой. Фотографии, показывающие отдельные узлы и устройства инструмента, сделаны внутри органа Большого зала Московской государственной консерватории. На схеме не показан магазинный мех, поддерживающий постоянное давление в виндладе, и рычаги Баркера (они есть на снимках). Также отсутствует педаль (ножная клавиатура)

Органу больше ста лет. Он стоит в Большом зале Московской консерватории, том самом знаменитом зале, со стен которого на вас смотрят портреты Баха, Чайковского, Моцарта, Бетховена… Однако все, что открыто глазу зрителя, — это повернутый к залу тыльной стороной пульт органиста и немного вычурный деревянный «проспект» с вертикальными металлическими трубами. Наблюдая фасад органа, человек непосвященный так и не поймет, как и почему играет этот уникальный инструмент. Чтобы раскрыть его секреты, придется подойти к вопросу с другой стороны. В буквальном смысле.

Стать моим экскурсоводом любезно согласилась Наталья Владимировна Малина — хранитель органа, преподаватель, музыкант и органный мастер. «В органе можно передвигаться только лицом вперед», — строго объясняет мне она. К мистике и суевериям это требование не имеет ни малейшего отношения: просто, двигаясь назад или вбок, неопытный человек может наступить на одну из органных труб или задеть ее. А труб этих тысячи.

Главный принцип работы органа, отличающий его от большинства духовых инструментов: одна труба — одна нота. Древним предком органа можно считать флейту Пана. Этот инструмент, существовавший с незапамятных времен в разных уголках мира, представляет собой несколько связанных вместе полых тростинок разной длины. Если подуть под углом в устье самой короткой — раздастся тонкий высокий звук. Более длинные тростинки звучат ниже.

В отличие от обычной флейты менять высоту звучания отдельной трубки нельзя, поэтому флейта Пана может сыграть ровно столько нот, сколько в ней тростинок. Чтобы заставить инструмент издавать очень низкие звуки, нужно включить в его состав трубки большой длины и большого диаметра. Можно сделать много флейт Пана с трубками из разных материалов и разного диаметра, и тогда они будут выдувать одни и те же ноты с разными тембрами. Но играть на всех этих инструментах одновременно не получится — их нельзя удержать в руках, да и дыхания на гигантские «тростинки» не хватит. А вот если поставить все наши флейты вертикально, снабдить каждую отдельную трубку клапаном для впуска воздуха, придумать механизм, который дал бы нам возможность управлять всеми клапанами с клавиатуры и, наконец, создать конструкцию для нагнетания воздуха с его последующим распределением, у нас как раз и получится орган.

На старинном корабле

Трубы в органах делают из двух материалов: дерева и металла. Деревянные трубы, применяющиеся для извлечения басовых звуков, имеют квадратное сечение. Металлические трубы обычно меньшего размера, они цилиндрические или конические по форме и изготавливаются, как правило, из сплава олова и свинца. Если олова больше — труба звонче, если больше свинца, извлекаемый звук более глухой, «ватный».

Сплав олова и свинца очень мягкий — вот почему органные трубы легко поддаются деформации. Если большую металлическую трубу положить на бок, через некоторое время она под собственной тяжестью приобретет овальное сечение, что неизбежно скажется на ее способности извлекать звук. Передвигаясь внутри органа Большого зала Московской консерватории, я стараюсь касаться только деревянных частей. Если наступить на трубу или неловко схватиться за нее, у органного мастера появятся новые хлопоты: трубу придется «лечить» — выправлять, а то и запаивать.

Орган, внутри которого я нахожусь, — далеко не самый большой в мире и даже в России. По размерам и количеству труб он уступает органам Московского дома музыки, Кафедрального собора в Калининграде и Концертного зала им. Чайковского. Главные рекордсмены находятся за океаном: например, инструмент, установленный в Зале съездов города Атлантик-Сити (США), насчитывает более 33 000 труб. В органе Большого зала консерватории труб в десять раз меньше, «всего» 3136, но и это значительное количество невозможно разместить компактно на одной плоскости. Орган внутри — это несколько ярусов, на которых рядами установлены трубы. Для доступа органного мастера к трубам на каждом ярусе сделан узкий проход в виде дощатого помоста. Ярусы соединены между собой лестницами, в которых роль ступенек выполняют обычные перекладины. Внутри органа тесно, а передвижение между ярусами требует известной ловкости.

«Мой опыт говорит о том, — рассказывает Наталья Владимировна Малина, — что органному мастеру лучше всего быть худощавого сложения и иметь небольшой вес. Человеку с иными габаритами здесь сложно работать, не нанеся ущерба инструменту. Недавно электрик — грузный мужчина — менял лампочку над органом, оступился и выломал пару дощечек из дощатой кровли. Обошлось без жертв и увечий, но выпавшие дощечки повредили 30 органных труб».

Мысленно прикидывая, что в моем теле легко поместилась бы пара органных мастеров идеальных пропорций, я с опаской поглядываю на хлипкие с виду лестницы, ведущие на верхние ярусы. «Не беспокойтесь, — успокаивает меня Наталья Владимировна, — идите только вперед и повторяйте движения за мной. Конструкция крепкая, она вас выдержит».

Свистковые и язычковые

Мы поднимаемся на верхний ярус органа, откуда открывается недоступный простому посетителю консерватории вид на Большой зал с верхней точки. На сцене внизу, где только что окончилась репетиция струнного ансамбля, ходят маленькие человечки со скрипками и альтами. Наталья Владимировна показывает мне вблизи трубы испанских регистров. В отличие от прочих труб, они расположены не вертикально, а горизонтально. Образуя своего рода козырек над органом, они трубят прямо в зал. Создатель органа Большого зала Аристид Кавайе-Коль происходил из франко-испанского рода органных мастеров. Отсюда и пиренейские традиции в инструменте на Большой Никитской улице в Москве.

Кстати, об испанских регистрах и регистрах вообще. «Регистр» — одно из ключевых понятий в конструкции органа. Это ряд органных труб определенного диаметра, образующих хроматический звукоряд соответственно клавишам своей клавиатуры или ее части.

В зависимости от мензуры входящих в их состав труб (мензура — соотношение важнейших для характера и качества звучания параметров трубы) регистры дают звук с различной тембровой окраской. Увлекшись сравнениями с флейтой Пана, я чуть не упустил одну тонкость: дело в том, что далеко не все трубы органа (подобно тростинкам старинной флейты) являются аэрофонами. Аэрофон — это духовой инструмент, в котором звучание образуется в результате колебаний столба воздуха. К таким относятся флейта, труба, туба, валторна. А вот саксофон, гобой, губная гармошка состоят в группе идиофонов, то есть «самозвучащих». Здесь колеблется не воздух, а обтекаемый потоком воздуха язычок. Давление воздуха и сила упругости, противодействуя, заставляют язычок дрожать и распространять звуковые волны, которые усиливаются раструбом инструмента как резонатором.

В органе большинство труб — аэрофоны. Их называют лабиальными, или свистковыми. Идиофонные трубы составляют особую группу регистров и носят наименование язычковых.

Сколько рук у органиста?

Но как же музыканту удается заставить все эти тысячи труб — деревянных и металлических, свистковых и язычковых, открытых и закрытых — десятки или сотни регистров… звучать в нужное время? Чтобы это понять, спустимся на время с верхнего яруса органа и подойдем к кафедре, или пульту органиста. Непосвященного при виде этого устройства охватывает трепет как перед приборной доской современного авиалайнера. Несколько ручных клавиатур — мануалов (их может быть пять и даже семь!), одна ножная плюс еще какие-то таинственные педали. Еще есть множество вытяжных рычагов с надписями на рукоятках. Зачем все это?

Разумеется, у органиста всего две руки и играть одновременно на всех мануалах (в органе Большого зала их три, что тоже немало) он не сможет. Несколько ручных клавиатур нужны для того, чтобы механически и функционально разделить группы регистров, подобно тому как в компьютере один физический хард-драйв делится на несколько виртуальных. Так, например, первый мануал органа Большого зала управляет трубами группы (немецкий термин — Werk) регистров под названием Grand Orgue. В нее входит 14 регистров. Второй мануал (Positif Expressif) отвечает также за 14 регистров. Третья клавиатура — Recit expressif — 12 регистров. И наконец, 32-клавишная ножная клавиатура, или «педаль», работает с десятью басовыми регистрами.

Рассуждая с точки зрения профана, даже 14 регистров на одну клавиатуру — это как-то многовато. Ведь, нажав одну клавишу, органист способен заставить зазвучать сразу 14 труб в разных регистрах (а реально больше из-за регистров типа mixtura). А если нужно исполнить ноту всего лишь в одном регистре или в нескольких избранных? Для этой цели собственно и применяются вытяжные рычаги, расположенные справа и слева от мануалов. Вытянув рычаг с написанным на рукоятке названием регистра, музыкант открывает своего рода заслонку, открывающую доступ воздуха к трубам определенного регистра.

Итак, чтобы сыграть нужную ноту в нужном регистре, надо выбрать управляющий этим регистром мануал или педальную клавиатуру, вытащить соответствующий данному регистру рычаг и нажать на нужную клавишу.

Мощное дуновение

Финальная часть нашей экскурсии посвящена воздуху. Тому самому воздуху, который заставляет орган звучать. Вместе с Натальей Владимировной мы спускаемся на этаж ниже и оказываемся в просторном техническом помещении, где нет ничего от торжественного настроя Большого зала. Бетонный пол, белые стены, уходящие вверх опорные конструкции из старинного бруса, воздуховоды и электродвигатель. В первое десятилетие существования органа здесь в поте лица трудились качальщики-кальканты. Четыре здоровых мужика вставали в ряд, хватались обеими руками за палку, продетую в стальное кольцо на стойке, и попеременно, то одной, то другой ногой давили на рычаги, надувающие мех. Смена была рассчитана на два часа. Если концерт или репетиция длились дольше, уставших качальщиков сменяло свежее подкрепление.

Старые мехи, числом четыре, сохранились до сих пор. Как рассказывает Наталья Владимировна, по консерватории ходит легенда о том, что однажды труд качальщиков пытались заменить конской силой. Для этого якобы был даже создан специальный механизм. Однако вместе с воздухом в Большой зал поднимался запах конского навоза, и приходивший на репетицию основатель русской органной школы А.Ф. Гедике, взяв первый аккорд, недовольно водил носом и приговаривал: «Воняет!»

Правдива эта легенда или нет, но в 1913 году мускульную силу окончательно заменил электродвигатель. С помощью шкива он раскручивал вал, который в свою очередь через кривошипно-шатунный механизм приводил в движение мехи. Впоследствии и от этой схемы отказались, и сегодня воздух в орган закачивает электровентилятор.

В органе нагнетаемый воздух попадает в так называемые магазинные мехи, каждый из которых связан с одной из 12 виндлад. Виндлада — это имеющий вид деревянного короба резервуар для сжатого воздуха, на котором, собственно, и установлены ряды труб. На одной виндладе обычно помещается несколько регистров. Большие трубы, которым не хватает места на виндладе, установлены в стороне, и с виндладой их связывает воздухопровод в виде металлической трубки.

Виндлады органа Большого зала (конструкция «шлейфлада») разделены на две основные части. В нижней части с помощью магазинного меха поддерживается постоянное давление. Верхняя поделена воздухонепроницаемыми перегородками на так называемые тоновые каналы. В тоновый канал имеют выход все трубы разных регистров, управляемые одной клавишей мануала или педали. Каждый тоновый канал соединен с нижней частью виндлады отверстием, закрытым подпружиненным клапаном. При нажатии клавиши через трактуру движение передается клапану, он открывается, и сжатый воздух попадает наверх, в тоновый канал. Все трубы, имеющие выход в этот канал, по идее должны начать звучать, но… этого, как правило, не происходит. Дело в том, что через всю верхнюю часть виндлады проходят так называемые шлейфы — заслонки с отверстиями, расположенные перпендикулярно тоновым каналам и имеющие два положения. В одном из них шлейфы полностью перекрывают все трубы данного регистра во всех тоновых каналах. В другом — регистр открыт, и его трубы начинают звучать, как только после нажатия клавиши воздух попадет в соответствующий тоновый канал. Управление шлейфами, как нетрудно догадаться, осуществляется рычагами на пульте через регистровую трактуру. Попросту говоря, клавиши разрешают звучать всем трубам в своих тоновых каналах, а шлейфы определяют избранных.

Благодарим руководство Московской государственной консерватории и Наталью Владимировну Малину за помощь в подготовке этой статьи

Технология выращивания миниатюрных человеческих органов из стволовых клеток стала активно развиваться только в последнее десятилетие. Однако ученые уже смогли получить в лабораторных условиях аналоги сердца, почки, головного мозга, желудка, легких, сетчатки, толстого и тонкого кишечника и так далее. В них есть группы дифференцированных клеток, подобные тем, что имеются в полноразмерных органах.

Чтобы получить органоид, стволовые клетки помещают в среду, которая позволяет им формировать трехмерную структуру. Там они самоорганизуются и дифференцируются в клетки различных типов, повторяя с некоторой степенью точности строение и даже функции реального органа. Такие органоиды уже служат для испытаний лекарств, но не менее важна их роль для фундаментальных исследований, так как с их помощью можно установить генетические механизмы формирования настоящих органов в ходе развития эмбриона.

Развитие любого органа определяется сложным алгоритмом, предусматривающим включение и отключение конкретных генов в нужные моменты. Ученые только начинают узнавать детали этой программы. Позволяет сделать это новая технология – секвенирование РНК из одиночной клетки (single-cell RNA sequencing). Чтение молекул РНК дает возможность определять, какие гены работают в данный момент, так как именно с помощью так называемых информационных, или матричных РНК закодированная в генах информация передается в рибосомы, где происходит синтез белков. РНК – короткоживующая молекула, поэтому конкретную матричную РНК можно встретить, только во время работы связанного с ней гена, не раньше и не позже.

Поэтому ученые выращивают из стволовых клеток, помещенных в объемную среду, органоид и в процессе его развития определяют, секвенируя РНК отдельных клеток, какие гены и насколько активны в данный момент. Специалист по биологии развития Джейсон Спенс (Jason Spence) из Мичиганского университета говорит, что секвенирования одиночных клеток – прекрасный способ описать эти процессы с достаточной степенью строгости.

Использование органоидов позволяет к тому же значительно легче, чем, например, исследования на лабораторных животных, применять различные способы воздействия на генетическую активность клеток. Можно удалять или вставлять отдельные гены при помощи специально сконструированных вирусов или же использовать метод точечного редактирования генома CRISPR/Cas9. А потом смотреть, какой эффект вызвали эти изменения. Биологи даже научились заражать органоиды различными бактериальными или вирусными инфекциями, чтобы определить молекулярный механизм болезни. Сейчас, например, так изучают воздействие на мозг вирусной лихорадки Зика. Кроме того, были разработаны системы совместного культивирования нескольких органоидов, воспроизводящие строение участков организма, включая сеть нейронов и клетки иммунной системы.

На прошлой неделе в журнале Nature было опубликовано самое подробное на настоящий момент исследование формирования из стволовых клеток миниатюрной печени. Один из ее авторов – Таканори Такебе (Takanori Takebe), работающий в университетах Иокогамы и Цинциннати – заинтересовался, можно ли использовать искусственно выращенную ткань печени для трансплантации пациентам. Он научился успешно выращивать в своей лаборатории миниорганы размером всего несколько миллиметров из плюрипотентных стволовых клеток, которые дифференцировались в клетки-предшественники гепатоцитов, мезенхимальные и эндотелиальные клетки.

Но он понимал, что печень из чашки Петри может отличаться от органа естественного происхождения. Внимание Такебе привлекла работа Барбары Третлейн (Barbara Treutlein) из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка. Барбара руководит лабораторией, которая специализируется на секвенировании РНК одиночных клеток. В работе, на которую обратил внимание Такебе, она исследовала активность генов при формировании легких у эмбрионов летучих мышей. Таканори Такебе предложил ей совместно изучить генетические механизмы роста минипечени из стволовых клеток. Ученых больше всего интересовало взаимодействие разных типов клеток во время формирования органа, ведь иногда сигналом для запуска какого-либо гена в клетке служит белок, выделяемый соседней клеткой другого типа. Среди ведущих авторов работы были также Кейсуке Секине (Keisuke Sekine) из Иокогамы и Дж. Грей Кэмп (J. Gray Camp) из отдела эволюционной генетики Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка.

По методу Таканори Такебе выращивались миниатюрные печени, и на разных этапах их развития исследователи брали клетки и секвенировали из них все молекулы РНК, кодирующие белки, определяя активность генов. Каждый раз они получали полный набор активных факторов транскрипции (белков, управляющих работой других генов), сигнальных белков и рецепторов, задействованных в этот конкретный момент.

Для сравнения активность генов также исследовалась в клетках человеческих эмбрионов и в клетках печени взрослого человека. Согласно полученным данным, закономерности работы генов в органоидах весьма близки процессам в естественной эмбриональной печени, но отличаются от печени взрослого.

Органоид печени, выращенный из плюрипотентных стволовых клеток человека.
Зеленым окрашены гепатоциты, красным – клетки кровеносных сосудов.

В частности, впервые в истории авторам удалось определить белки, которые обеспечивают коммуникацию между разными типами клеток в развивающемся органоиде. Для проверки своих результатов исследователи создали много новых маленьких печеней, но при их развитии в среду добавляли ингибиторы, блокирующие действие сигнальных белков. Это позволило ученым по своей воле отключать или включать процессы клеточной дифференциации и формирования органа.

Также им удалось установить роль гипоксии – нехватки кислорода – в процессе роста органоида. Когда скопление клеток становится слишком большим, те клетки, что находятся внутри, начинают испытывать дефицит кислорода. Это заставляет клетки, которые должны дать начало кровеносным сосудам, начать производство белков, ответственных за этот процесс. Если после этого пересадить органоид в печень лабораторной мыши, он сможет подсоединить свои формирующиеся сосуды к ее кровеносной системе.

«Возможность создания биоинженерной трансплантируемой печени или тканей печени будет весьма полезна для людей, страдающих заболеваниями печени, для спасения жизни которых нужны инновационные методы лечения, – прокомментировал Таканори Тейкбе полученные результаты. – Наши данные дают новое, детальное понимание межклеточной коммуникации между развивающимися клетками печени и показывают, что мы можем создавать фрагменты человеческой печени, которые очень удивительно близки к образованиям из эмбриональных клеток, появляющимся в ходе естественного развития человека».

В мае этого года журнал Nature Cell Biology опубликовал другую работу , в которой проверялась возможность использования выращенных в лаборатории миниатюрных легких для исследования вирусных респираторных исследований и муковисцидоза. Коллективом исследователей из Колумбийского университета руководил профессор Ханс-Виллем Снук (Hans-Willem Snoeck). Ученые вырастили модельные органоиды из плюрипотентных стволовых клеток, добившись, чтобы в них возникли аналоги разветвляющихся ветвей бронхов, завершающихся альвеолами. Потом органоиды подвергали воздействию вируса или же, редактируя клеточный геном, воспроизводили мутацию, ответственную за муковисцидоз. В обоих случаях они наблюдали эффекты, характерные для данного заболевания, а значит, такие минилегкие можно использовать в поисках эффективных методов лечения.

Также в этом году группа ученых из США начала использовать миниорганы при лечении рака простаты. Врачи под руководством Хатема Сабауи (Hatem Sabaawy) из Института исследований рака Ратгерского университета (Rutgers Cancer Institute of New Jersey) решили выращивать модельные опухоли из клеток, взятых у пациентов, и подвергать их воздействию препаратов, предложенных для лечения этих пациентов. Если препарат покажет свою эффективность, его будут давать больному.

Культуры опухолевых клеток для испытаний различных средств терапии выращивают уже давно, но исследователи считают, что плоская опухолевая ткань в чашке Петри недостаточно отражает сложность опухоли и плохо предсказывает, как пациенты будут реагировать на лечение. Поэтому они решили построить трехмерные аналоги пораженного опухолью органа. Исследователи также намерены секвенировать ДНК опухолевой ткани, чтобы создать банк генетических профилей, который можно будет использовать для лечения других пациентов.

Профессор Ханс Клеверс (Hans Clevers) из Института Хюбрехта Нидерландской королевской академии наук в данный момент руководит аналогичным проектом, в котором исследуются опухоли толстой кишки. Он говорит, что, хотя исследование находится на ранней стадии, результаты, полученные с первыми пациентами, выглядят многообещающими. По словам Клеверса, лабораторные исследования позволяют подобрать наиболее действенный препарат для конкретного больного и избежать использования тех лекарств, к которым клетки данной опухоли устойчивы. До конца года в Нидерландах будут начаты еще два проекта изучения рака на органоидах, один будет посвящен колоректальному раку, другой – раку молочных желез.

Джатин Ропер (Jatin Roper), руководитель Центра исследований наследственного рака желудочно-кишечного тракта в Медицинском центре Тафтс в Бостоне, сочетает использование органоидов с исследованиями на лабораторных животных. Миниорганы, моделирующие ткань толстого кишечника с опухолью, выращиваются в лаборатории, а затем имплантируются в кишечник мыши. Там клетки опухоли вступают во взаимодействие с другими клетками кишечника, что позволяет исследователям наблюдать рак в более естественной среде, Различные генетические варианты при этом воспроизводятся при помощи технологии CRISPR/Cas9.