Илья Мечников - Этюды о природе человека
В одесский период научной деятельности, перемежавшийся поездками за границу, Мечников начал также серию исследований по внутриклеточному пищеварению у простейших, кишечнополостных, червей, иглокожих. Эти работы изменили все дальнейшее направление исследований Мечникова и легли в основу его бессмертных открытий в области учения о воспалении, фагоцитарной теории иммунитета, микробиологии, учения о происхождении многоклеточных животных.
Особенности внутриклеточного пищеварения, характерные для некоторых беспозвоночных, заключаются в том, что пища переваривается у них не в пищеварительной полости при помощи ферментов, а непосредственно в группе клеток, обладающих амебоидным движением.
Мечникову удалось также выяснить следующее чрезвычайно интересное обстоятельство: в сложном процессе превращения (метаморфозе) личинок земноводных, например головастиков лягушек во взрослые формы, отмирающие тканевые элементы заглатываются и перевариваются также особыми амебоидными клетками.
Раскрытие свойств амебоидных клеток, которые Мечников называл фагоцитами, т.е. пожирающими клетками, крайне взволновало его. Оно открывало новые пути в медицине, вело к пониманию величайшего значения защитных приспособлений организма в его борьбе с бактерийными инфекциями, вообще с проникновением чужеродных тел.
Он стал жадно накапливать факты.
В 1883 г. на VII съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе Мечников сделал свое историческое сообщение "О целебных силах организма". Пока еще в форме гипотезы, без достаточного количества фактов, он раскрыл свои гениальные идеи. В 1908 г. эти идеи были увенчаны Нобелевской премией.
Свое первое наблюдение, осуществленное в 1882 г. в Мессине и явившееся вехой в медицинской науке, Мечников красочно описал:
"В чудной обстановке Мессинского пролива, отдыхая от университетских передряг, я со страстью отдался работе. Однажды, когда вся семья отправилась в цирк смотреть каких-то удивительно дрессированных обезьян, а я остался один над своим микроскопом, наблюдая за жизнью подвижных клеток у прозрачной личинки морской звезды, меня сразу осенила новая мысль. Мне пришло в голову, что подобные клетки должны служить в организме для противодействия вредным деятелям. Чув
263
ствуя, что тут кроется нечто особенно интересное, я до того взволновался, что стал шагать по комнате и даже вышел на берег моря, чтобы собраться с мыслями. Я сказал себе, что если мое предположение справедливо, то заноза, вставленная в тело личинки морской звезды, не имеющей ни сосудистой, ни нервной системы, должна в короткое время окружиться налезшими на нее подвижными клетками, подобно тому, как это наблюдается у человека, занозившего себе палец. Сказано - сделано. В крошечном садике при нашем доме, в котором несколько дней перед тем на мандариновом деревце была устроена детям рождественская "елка", я сорвал несколько розовых шипов и тотчас же вставил их под кожу великолепных, прозрачных, как вода, личинок морской звезды. Я, разумеется, всю ночь волновался в ожидании результата и на другой день, рано утром, с радостью констатировал удачу опыта. Этот последний и составил основу "теории фагоцитов", разработке которой были посвящены последующие 25 лет моей жизни"1.
Этот увлекательный опыт, разумеется, был лишь фигурально началом в событии, открывавшем новую эру для понимания защитных приспособлений организма, которые обеспечивают его невосприимчивость к инфекциям, т.е. иммунитет к ним.
До Мечникова господствовало представление о ведущей роли в иммунитете микробов и других чужеродных тел.
Мечников в многочисленных опытах выяснил огромную, подчас ведущую роль макроорганизма в его борьбе с инфекциями. Он поставил многочисленные опыты, чтобы изучить процесс возникновения невосприимчивости у кроликов к микробу свиной холеры, к возбудителю краснухи свиней, к возбудителю сибирской язвы у голубей и крыс, у морских свинок - к вибриону Мечникова и т. д. Во всех случаях доказано решающее значение фагоцитоза в процессе освобождения организма от проникших в него микробов.
Таким образом, ученый убедительно показал, что активные клетки организма - лейкоциты в результате своего взаимодействия с микробами или с их продуктами - токсинами или, наконец, с другими неживыми чужеродными телами специфически изменяют характер и направление своей активности, "меняют свою реактивность". Образно выражаясь, они мобилизуют свои силы и меняют уровень напряжения и активности в соответствии с особенностями и силой "вражеского нападения".
"Реакция фагоцитарных клеток, - писал Мечников, - совершается вследствие их чувствительности".
1 И.И. Мечников. Мое пребывание в Мессине. Из воспоминаний прошлого. Страницы воспоминаний. М., Изд-во АН СССР, 1946, стр. 74-75.
264
Его упрекали за эти идеи во всех смертных грехах, особенно немецкие ученые во главе с Кохом. Его называли романтиком, "изобличали" в воображаемом витализме, считали, что он приписывает природе такие несусветные "чудеса", которые ей неприсущи. Но Мечников упорно защищался. Новыми остроумными опытами он опровергал противников или давал более правильное толкование их встречным опытам, если они, были верны, или вносил уточнения в свои взгляды, если этого требовали новые факты. В конце концов удалось доказать, что чувствительность лейкоцитов к микробам является результатом положительного химического притяжения - химиотаксиса, которое при некоторых обстоятельствах может стать отрицательным.
Гениальная прозорливость Мечникова, его глубокое творческое толкование единства происхождения всей организации животных и вытекающей отсюда общности в их жизнедеятельности помогли ему понять связь между внутриклеточным пищеварением и полостным; связь между деятельностью блуждающих амебоидных клеток, овладевающих частицами хвоста головастика и обрывками его мускулов, и деятельностью таких же блуждающих клеток крови лейкоцитов, "набрасывающихся" у высших организмов, в том числе человека, на микробы и другие чужеродные тела.
Многократно повторяя и видоизменяя свои опыты, ученый окончательно убедился в закономерности этих процессов.
Вот перед нами снова и снова прозрачные, как ключевая вода, плавающие личинки морской звезды Bipinnaria. Мечников вонзает в туловище личинки тончайшую стеклянную палочку, имеющую вид заостренной трубочки. Наружный конец он отламывает. Заноза оказывается в полости тела личинки. Микроскоп обнаруживает "волнение", возникшее среди амебоидных клеток. Они "набрасываются" на чужеродное тело и образуют заслон из лейкоцитов. Лейкоциты изолируют стеклянную палочку и делают ее безвредной, но их пищеварительные соки не могут ее переварить.
Одно ясно: травма вызвала массовый прилив амебоидных элементов в области раны. Затем возникла целая изолирующая стена. Отсюда один шаг к идее - прилив крови и скопление мигрирующих клеток по соседству с местом поражения есть реакция организма против посторонней вредности. Болезнь -борьба между этой вредностью и подвижными клетками. Счастливый исход борьбы - показатель иммунитета организма.
Как же будет протекать борьба с проникающим в организм живым противником? Снова увлекательные опыты.
У своего друга А.О. Ковалевского Мечников увидел в аквариуме лаборатории тусклых дафний. При изучении выяснилось, что они заполнены спорами грибка Monospora bicuspidata.
265
Мечников организует экспериментальное воспроизведение этого факта и прослеживает, как иглообразные споры грибка, словно иголки, проходят через стенки пищеварительного тракта и проникают в полость тела дафнии.
Как же будет "защищаться" раненая дафния против проникших в нее врагов?
Микроскоп дает возможность наблюдать, как разыгрываются "драматические события" в теле рачка-дафнии. Прежде всего лейкоциты, циркулирующие в большом количестве в теле дафний, совершают "бурный" натиск на "непрошеных гостей". Вокруг каждой споры грибка, как ранее вокруг занозы в личинке морской звезды, скапливаются лейкоциты. Они обволакивают и изолируют каждую спору. Но этого мало. Ведь споры грибка - не стекло. Лейкоциты дафнии заглатывают их путем внутриклеточного пищеварения, и от спор не остается и следа. Поле битвы очищено. Убирать трупы врагов, по остроумному выражению ученика и продолжателя Мечникова, Безредка, не приходится.
Дафния "победила" споры грибка, хотя она тоже микроскопична. Ранее мутная, она светлеет и снова "здравствует" до очередной инфекции. Но этот счастливый для дафнии исход бывает не всегда. Если вражеских сил (в данном случае спор грибков) окажется больше, чем их могут одолеть образующиеся в теле дафнии лейкоциты, то те споры, которые не заглочены лейкоцитами, успевают прорасти в грибки, и общая инфекция приводит к гибели дафнии.
Таков образный пересказ, близкий к изложению самого Мечникова и его ближайших продолжателей о нескольких интересных экспериментальных эпизодах. Но именно эти эпизоды помогли Мечникову раскрыть ход процессов, лежащих в основе его бессмертного учения о фагоцитозе.
