Вісімдесяті роки дев'ятнадцятого століття були відзначені чудовими відкриттями, які підготували початок бурхливого розвитку мікробіології. І якщо подумки повернутися в ті часи, коли закладалися основи сучасної біології і медицини, то зустрінемо там
Підготувала Ольга Бицань
Вісімдесяті роки дев'ятнадцятого століття були відзначені чудовими відкриттями, які підготували початок бурхливого розвитку мікробіології. І якщо подумки повернутися в ті часи, коли закладалися основи сучасної біології і медицини, то зустрінемо там фігури, добре відомі кожній людині: Чарльз Дарвін, Луї Пастер, Роберт Кох, Пауль Ерлік, Ілля Мечников. Напрямки наукової і практичної діяльності, які заснували ці видатні вчені, згодом перетворилися в могутні потоки окремих наукових дисциплін.
Ілля Мечников зробив вагомий внесок в розвиток таких наук, як порівняльна ембріологія, мікробіологія, імунологія, геронтологія, антропологія. В історію світової біологічної науки він увійшов як чудовий представник самобутньої російської наукової думки. Його ім'я овіяне невмирущою славою, і вчені всього світу ставляться до нього з глибокою повагою.
Ілля Ілліч Мечников народився 15 травня 1845 року в селі Панасівці Харківської губернії. У дитячі та гімназичні роки Ілля Ілліч виявляв неабиякі здібності, особливу схильність проявляв до природно-біологічних наук.
У 1862 році він закінчив із золотою медаллю Харківську гімназію і восени того ж року вступив на природничий факультет Харківського університету. Тут він познайомився з працями видатного англійського натураліста Чарльза Дарвіна, який на підставі великих власних спостережень доводив, що походження видів, різноманітність рослинного і тваринного світу пов'язані з тривалим процесом природного розвитку і є результатом цієї еволюції. Матеріалістичні основи еволюційної теорії Дарвіна визначили науковий світогляд І. І. Мечникова в області зоології, порівняльної ембріології та патології, зумовивши створення стрункого вчення про несприйнятливості організму до інфекції.
Блискучі здібності І. І. Мечникова, його гаряче прагнення вийти на самостійний шлях дослідника дали йому можливість в короткий термін підготуватися до випускних іспитів і успішно здати їх.
І. І. Мечников закінчив Харківський університет в 1864 році з вченим ступенем кандидата природничих наук. В цей час Іллі Іллічу виповнилося 19 років. Отримавши наукову стипендію, він в наступному році поїхав в Неаполь і разом з А. О. Ковалевським з захопленням зайнявся природознавством, досліджуючи численних представників морської фауни. Ці зоологічні і ембріологічні спостереження згодом допомогли І. І. Мечникову обгрунтувати і розвинути вчення про внутриклеточном перетравленні патогенних мікробів в складному організмі тварини і людини. У Неаполі відбулося перше знайомство І. І. Мечникова з російським фізіологом Іваном Михайловичем Сеченовим, який першим підійшов до матеріалістичного розуміння психічної діяльності людини, геніально використовуючи для цього рефлекторні механізми.
Після повернення в Росію І. І. Мечников викладає курс зоології в Петербурзькому університеті. Блискуче захистивши в 1867 році дисертацію, він отримує ступінь магістра, а в наступному році доктора наук.
Досліджуючи внутрішньоклітинний перетравлювання чужорідних частинок в організмі личинки морської зірки, він прийшов до відкриття фагоцитозу як захисної клітинної реакції. І. І. Мечников виявляв величезний інтерес до вивчення інфекційних хвороб, з'ясовував процеси захисту організму від патогенних мікробів, повернувшись до Росії, організував і очолив в Одесі першу бактеріологічну станцію. Але корисна, насичена пристрасної енергією діяльність Мечникова, на жаль, не врятувала його від ворогів і заздрісників. Ілліч був змушений шукати базу для подальших наукових досліджень за межами Росії. Він звернувся до відомому французькому вченому Луї Пастера з проханням надати йому роботу в лабораторії Паризького мікробіологічного інституту. Пастер радо прийняв І. І. Мечникова і запропонував йому керувати мікробіологічної лабораторії. У той же час він читав лекції лікарям, проводив з ними практичні заняття.
Під керівництвом Мечникова вдосконалювали свої знання і виконували наукові дослідження такі видатні вчені, як В. І. Ісаєв, що відкрив спільно з Р. Пфейффером явище специфічного лізису холерних вібріонів; І. Г. Савченко, відомий роботами по імунітету при поворотному тифі; Ф. Я. Чистович, першим відкрив явище преципітації, як одну з реакцій імунітету, і ряд інших. В Пастерівському інституті І. І. Мечников пропрацював 28 років, після смерті Л. Пастера він став заступником директора інституту. Сприятливий вплив цієї великої людини на наукове життя інституту отримало широке визнання і було оцінено директором інституту - видатним французьким мікробіологом Емілем Ру.
У перший період наукової діяльності І. І. Мечников (до 1883 роки) займався переважно зоологічними і ембріологічних досліджень найпростіших тварин, від одноклітинних організмів до складно влаштованих живих істот.
Він встановив не тільки послідовні стадії розвитку яйцеклітини і нижчих тварин, але і зміг, користуючись порівняльно-аналітичним методом, довести ланцюг поступових перетворень ембріонів у безхребетних. У подальших дослідженнях Мечников показав, що у хребетних тварин ембріони формуються приблизно в тій же послідовності і проходять ті ж стадії розвитку, що і у безхребетних. Звідси випливав висновок: існує безсумнівна родинна анатомо-фізіологічний зв'язок між усіма живими організмами, в тому числі між порожнинними і бесполостное тваринами. Ці дослідження дали нові докази на користь еволюційної теорії Дарвіна. Досліджуючи в 1865 році нижчих черв'яків - земляних планарий, І. І. Мечников звернув увагу на те, що у них травлення здійснюється завжди внутрішньоклітинно, оскільки вони не мають травної порожниною. Через 10 років, вивчаючи в 1875 році різні види губок, він переконався в тому, що процеси внутрішньоклітинного травлення відбуваються за допомогою особливих рухомих клітин.
Накопичуючи все більше і більше таких фактів, І. І. Мечников встановив, що внутрішньоклітинне травлення є у нижчих черв'яків, кишковопорожнинних, голкошкірих, у деяких інших видів тварин. Він зробив висновок про те, що рухливі клітини, які здійснюють внутрішньоклітинне травлення, можуть грати і роль захисту організму від шкідливих мікробів.
Для вирішення питання, чи можуть рухливі клітини захищати складні багатоклітинні організми від різних шкідливих впливів, він поставив наступний досвід: ввів в прозоре тіло личинки морської зірки шип троянди і простежив, чи буде шип оточений рухомими клітинами і як скоро вони здатні протидіяти шкідливим впливам зовнішнього середовища . Шип троянди, занурений в тіло морської зірки, незабаром виявився обліплені рухливими клітинами, які прагнуть подолати його шкідливий вплив на тіло морської зірки. Продовжуючи спостереження, І. І. Мечников зробив висновок, що в багатоклітинних організмах рухливі клітини складних організмів поглинають і перетравлюють шкідливі для організму частинки і речовини, які отримали назву фагоцитів, або «клітин-пожирачів».
Звертаючись згодом до питань патології людини, І. І. Мечников переконався в тому, що скалка, введена під шкіру, викликає запальну реакцію, а нерідко і нагноєння, причому до вогнища запалення спрямовується величезна кількість рухливих клітин, переважно лейкоцитів. І оскільки запалення пов'язане з проникненням в організм патогенних мікробів, а сама запальна реакція протікає при неодмінному участі лейкоцитів і інших рухомих клітин, з цього випливає висновок, що запалення це свого роду захисна фагоцитарная реакція організму.
Фагоцитарні клітини виконують роль захисників організму від патогенних мікробів, завдяки чому запалення носить характер захисної реакції. Ці дані, отримані І. І. Мечникова, мали величезне значення для загальної патології. Перебіг інфекційної хвороби, її результат залежать від того, наскільки енергійно і успішно фагоцити долають діяльність патогенних мікробів, що проникли в організм. За допомогою численних, ретельно продуманих експериментів І. І. Мечников обгрунтував положення, що ступенем фагоцитарної активності лейкоцитів і нерухомих клітин організму, що знаходяться в кістковому мозку, печінці, селезінці і в сполучної тканини, визначається стан несприйнятливості (імунітет) організму до інфекцій.
Перші основи фагоцитарної теорії імунітету були представлені І. І. Мечникова в його доповіді «Про цілющі сили організму», з яким він виступив на з'їзді російських лікарів і натуралістів, який відбувся в 1883 році в Одесі. Мечников провів величезну кількість експериментів, щоб з'ясувати роль фагоцитів в боротьбі організму з інфекцією.
Він встановив, що фагоцитарної активністю у вищих хребетних тварин мають не тільки мікрофаги, тобто рухомі білі кров'яні клітини (лейкоцити), але і макрофаги - великі нерухомі клітини, фіксовані в кістковому мозку, печінці, селезінці і в сполучної тканини.
Факти, що характеризують захисну природу запалення і роль фагоцитозу в процесах несприйнятливості організму до інфекцій, були описані І. І. Мечникова в безлічі наукових робіт, найважливіші з яких «Лекції про порівняльну патології запалення» (1892) і «Несприйнятливість до інфекційних хвороб» (1901 ).
Приступаючи до дослідження несприйнятливості організму до патогенних мікробів, І. І. Мечников був упевнений в тому, що чим сильніше розвинена фагоцитарна активність лейкоцитів до збудника сибірської виразки у мишей і морських свинок, тим менше вони сприйнятливі до цієї інфекції. В іншій серії дослідів Мечников показав, що якщо кролику прищепити ослаблену культуру сибіркових бактерій, то у нього розвивається найсильніший фагоцитоз, здатний оберегти тварину від зараження високою вирулентной дозою тих же мікробів. Найважливіші положення фагоцитарної теорії підтверджували все нові і нові факти. Однак, поряд з визнанням, ця теорія викликала і ряд протестів. Особливо запеклим нападкам фагоцитарная теорія Мечникова піддалася з боку німецької школи мікробіологів, найбільшими представниками якої були Кох, Баумгартен, Бухнер, Циглер. Ці вчені вважали, що організм звільняється від інфекції за допомогою власних рідин і соків, тобто тих захисних гуморальних речовин, які можуть міститися у несприйнятливих тварин і людей в сироватці крові, спинномозковій рідині, лімфі, тканинної рідини. Ці вчені стверджували, що фагоцитарні клітини позбавлені будь-якої захисної ролі. За допомогою ретельно проведених експериментів І. І. Мечников розбив всі доводи своїх супротивників і знайшов нові переконливі докази на користь ролі фагоцитарних клітин (микрофагов і макрофагів) в подоланні інфекційного процесу та попередження інфекції. Бурхлива полеміка з приводу фагоцитарної теорії розгорнулася на міжнародних гігієнічних і медичних конгресах (Берлін, 1890; Лондон, 1891; Будапешт, 1894; Париж, 1900).
З величезною пристрасністю вчений відстоював основи фагоцитарної теорії імунітету. Але дискусія цим не обмежилася. Починаючи з 1894 року, німецький мікробіолог Р. Пфейффер, грунтуючись на факті лізису холерних вібріонів в черевній порожнині морської свинки, вперше відкритому в його спільних дослідах з російським вченим В. І. Ісаєвим, вельми односторонньо уявляючи собі механізми імунітету, стверджував, що не фагоцитоз , а лізис, розплавлення і розпад мікробів в організмі оберігають тварина і людини від інфекційних бактерій. Свої твердження гуморалісти підкріплювали заявою про те, що фагоцити здатні перетравлювати тільки мертві мікроби. За допомогою дотепних дослідів Мечников показав, що мікрофаги можуть захоплювати і перетравлювати не тільки мертві, а й живі, вірулентні мікроорганізми, причому запобіжні щеплення підвищують фагоцитарну активність лейкоцитів. Під впливом точних експериментальних даних, представлених І. І. Мечникова, фагоцитарна теорія набувала все більше і більше прихильників.
У 1896 році англійський хірург Джозеф Лістер у промові, яку він виголосив на конгресі Британської медичної асоціації, захоплено охарактеризував видатне значення наукових заслуг І. І. Мечникова: «Якщо в патології була коли-небудь романтична глава, то це - історія фагоцитозу». Луї Пастер також був прихильником фагоцитарної теорії Мечникова. Наукові дослідження І. І. Мечникова були визнані в усьому світі, він був обраний почесним академіком Російської академії наук і Петербурзької військово-медичної академії, почесним членом Паризької, Віденської, Румунської, Нью-Йоркської, Бельгійської і ряду інших академій наук, членом наукових товариств різних країн світу. У 1908 році І. І. Мечникову присуджена міжнародна Нобелівська премія. Перераховані вище факти свідчать про світове значення його робіт. Мечникову, який приїхав до Росії після отримання Нобелівської премії, була надана захоплена зустріч. Будучи пристрасним прихильником фагоцитарної теорії імунітету, великий вчений не перетворював її в догму і не випускав з уваги інші важливі механізми імунітету.
І. І. Мечников показав, що фагоцитарні клітини відіграють важливу роль в антитоксичні імунітет; макрофаги, здатні поглинати токсини, можуть самі активно виробляти антитоксичні речовини.
До числа класичних творів І. І. Мечникова з мікробіології відносяться його спільні з Е. Ру дослідження по сифілісу. Вивчення даного захворювання і розробка способів лікування важко тим, що збудник сифілісу був невідомий, а експериментальне відтворення його у піддослідних тварин не давало позитивних результатів. Об'єктом для дослідів з хворобою, властивою тільки людині, могли служити тварини, які мають найтісніший контакт нього в філогенетичному відношенні. І. І. Мечников і Е. Ру використовували як піддослідних тварин антропоїдних мавп. Завдяки проведеним дослідам, вчені встановили ряд фактів, які висвітлюють патогенез захворювання, формування імунітету і роль фагоцитозу як в розвитку несприйнятливості, так і в подоланні інфекції.
Після першого повідомлення І. Мечникова і Е. Ру про вдалу щеплення самці шимпанзе сифілісу від людини Шаудін і Гоффман повідомили про відкриття ними блідої спірохети, що викликає сифіліс. Отримавши премію за наукові дослідження, І. Мечников і Е. Ру витратили її на придбання дорогих мавп, необхідних їм для подальших дослідів.
Самовідданість вченого, який прагне вирішити важливе в науковому відношенні питання, вельми характерна для І. І. Мечникова. Так, наприклад, коли дані експерименту на тварин для з'ясування питань імунітету при холері і поворотному тифі виявилися недостатніми, І. І. Мечников заразив себе вирулентной культурою холерних вібріонів і кров'ю хворого поворотним тифом. В результаті цих дослідів він захворів поворотним тифом.
В останні роки життя І. І. Мечников займався питаннями довголіття і раціонального гігієнічного режиму людей. Книга Мечникова «Етюди оптимізму» (1907) відображає глибоку віру вченого в довголіття людини. Надаючи великого значення шкідливим впливам з боку флори кишечника на організм, він пропонував широко застосовувати приготовлену особливим чином кисле молоко, що містить бактерії молочнокислого бродіння, які перешкоджають розмноженню шкідливих мікробів, що живуть в кишечнику.
P.S. Зрозуміло, що коротка публікація не може дати повного уявлення про розмаїття наукової, практичної і громадської діяльності Іллі Ілліча Мечникова, про його наукових роботах, погляді на науку як на метод для створення раціонального світогляду. Ініційовані ним наукові напрямки перетворилися в окремі науки: імунологію, порівняльну патологію, геронтологию і інші. І сьогодні у нас є можливість простежити за змінами в цих науках, які відбулися з того часу, коли над ними працював Мечников.