Нобелевский лауреат И. И. Мечников (1845-1916)

Нобелевский лауреат И. И. Мечников (1845-1916)

Подготовила Ольга Быцань

Восьмидесятые годы девятнадцатого столетия были отмечены замечательными открытиями, подготовившими начало бурного  развития микробиологии. И если мысленно вернуться в те времена, когда  закладывались основы современной  биологии и медицины, то встретим там  фигуры, хорошо известные каждому  человеку: Чарльз Дарвин, Луи Пастер, Роберт Кох, Пауль Эрлик, Илья Мечников. Направления научной и практической деятельности, которые основали эти выдающиеся ученые, со временем превратились в могучие потоки отдельных научных дисциплин.

Илья Мечников внес весомый вклад в развитие таких наук, как сравнительная эмбриология, микробиология, иммунология, геронтология, антропология. В историю мировой биологической науки он вошел как замечательный представитель самобытной русской научной мысли. Его имя овеяно неувядаемой славой, и ученые всего мира относятся к нему с глубочайшим уважением.

Илья Ильич Мечников родился 15 мая 1845 года в селе Панасовке Харьковской губернии. В детские и гимназические годы Илья Ильич обнаруживал недюжинные способности, особую склонность проявлял к естественно-биологическим наукам.

В 1862 году он окончил с золотой медалью Харьковскую гимназию и осенью того же года поступил на естественный факультет Харьковского университета. Здесь он познакомился с трудами выдающегося английского натуралиста Чарльза Дарвина, который на основании обширных собственных наблюдений доказывал, что происхождение видов, разнообразие растительного и животного мира связаны с длительным процессом естественного развития и являются результатом этой эволюции. Материалистические основы эволюционной теории Дарвина определили научное мировоззрение И. И. Мечникова в области зоологии, сравнительной эмбриологии и патологии, обусловив создание стройного учения о невосприимчивости организма к инфекции.

Блестящие способности И. И. Мечникова, его горячее стремление выйти на самостоятельный путь исследователя дали ему возможность в короткий срок подготовиться к выпускным экзаменам и успешно сдать их.

И. И. Мечников окончил Харьковский университет в 1864 году с ученой степенью кандидата естественных наук. В это время Илье Ильичу исполнилось 19 лет. Получив научную стипендию, он в следующем году поехал в Неаполь и вместе с А. О. Ковалевским с увлечением занялся природоведением, исследуя многочисленных представителей морской фауны. Эти зоологические и эмбриологические наблюдения впоследствии помогли И. И. Мечникову обосновать и развить учение о внутриклеточном переваривании патогенных микробов в сложном организме животного и человека. В Неаполе состоялось первое знакомство И. И. Мечникова с русским физиологом Иваном Михайловичем Сеченовым, который первым подошел к материалистическому пониманию психической деятельности человека, гениально используя для этого рефлекторные механизмы.

По возвращении в Россию И. И. Мечников преподает курс зоологии в Петербургском университете. Блестяще защитив в 1867 году диссертацию, он получает степень магистра, а в следующем году доктора наук.

В 1870 году Илья Ильич избран профессором зоологии Новороссийского университета в Одессе. Двадцатипятилетний профессор вскоре завоевал репутацию выдающегося лектора. И. И. Мечников так умел донести до слушателей содержание своих лекций, что студенты посещали их с живейшим интересом. Однако слава его среди студенчества и широких научных кругов вызывала недружелюбное отношение и зависть у реакционно настроенной профессуры и представителей администрации Новороссийского университета. Условия для работы молодого специалиста были невыносимыми, и в 1882 году он вынужден был подать прошение об отставке, и уехал за границу.

Исследуя внутриклеточное  переваривание чужеродных частиц в  организме личинки морской звезды, он пришел к открытию фагоцитоза как  защитной клеточной реакции. И. И. Мечников проявлял огромный интерес к изучению инфекционных болезней, выяснял процессы защиты организма от патогенных микробов, вернувшись в Россию, организовал и возглавил в Одессе первую бактериологическую станцию. Но полезная, насыщенная страстной энергией деятельность Мечникова, увы, не спасла его от врагов и завистников.  Ильич был вынужден искать базу для дальнейших научных исследований за пределами России. Он обратился к известному французскому ученому Луи Пастеру с просьбой предоставить ему работу в лаборатории Парижского микробиологического института. Пастер радушно принял И. И. Мечникова и предложил ему руководить микробиологической лабораторией. В то же время он читал лекции врачам, проводил с ними практические занятия.

Под руководством Мечникова  совершенствовали свои знания и выполняли  научные исследования такие выдающиеся ученые, как В. И. Исаев, открывший совместно с Р. Пфейффером явление специфического лизиса холерных вибрионов; И. Г. Савченко, известный работами по иммунитету при возвратном тифе; Ф. Я. Чистович, первым открывший явление преципитации, как одну из реакций иммунитета, и ряд других. В Пастеровском институте И. И. Мечников проработал 28 лет, после смерти Л. Пастера он стал заместителем директора института. Благотворное влияние этого великого человека на научную жизнь института получило широкое признание и было оценено директором института — видным французским микробиологом Эмилем Ру.

В первый период научной деятельности И. И. Мечников (до 1883 года) занимался преимущественно зоологическими и эмбриологическими исследованиями простейших животных, от одноклеточных организмов до сложно устроенных живых существ.

Он установил не только последовательные стадии развития яйцеклетки и низших животных, но и смог, пользуясь  сравнительно-аналитическим методом, доказать цепь постепенных превращений  эмбрионов у беспозвоночных. В  дальнейших исследованиях Мечников показал, что у позвоночных животных эмбрионы формируются приблизительно в той же последовательности и  проходят те же стадии развития, что  и у беспозвоночных. Отсюда следовал вывод: существует несомненная родственная  анатомо-физиологическая связь между  всеми живыми организмами, в том  числе между полостными и бесполостными животными. Эти исследования дали новые доказательства в пользу эволюционной теории Дарвина. Исследуя в 1865 году низших червей — земляных планарий, И. И. Мечников обратил внимание на то, что у них пищеварение осуществляется всегда внутриклеточно, поскольку они не обладают пищеварительной полостью. Спустя 10 лет, изучая в 1875 году различные виды губок, он убедился в том, что процессы внутриклеточного пищеварения происходят с помощью особых подвижных клеток.

Накапливая все больше и больше таких фактов, И. И. Мечников установил, что внутриклеточное пищеварение имеется у низших червей, кишечнополостных, иглокожих, у некоторых других видов животных. Он сделал вывод о том, что подвижные клетки, осуществляющие внутриклеточное пищеварение, могут играть и роль защиты организма от вредных микробов.

Для решения вопроса, могут  ли подвижные клетки защищать сложные  многоклеточные организмы от различных  вредных воздействий, он поставил следующий  опыт: ввел в прозрачное тело личинки  морской звезды шип розы и проследил, будет ли шип окружен подвижными клетками и сколь скоро они  способны противодействовать вредным  влияниям внешней среды. Шип розы, погруженный в тело морской звезды, вскоре оказался облепленным подвижными клетками, стремящимися преодолеть его  вредное воздействие на тело морской  звезды. Продолжая наблюдения, И. И. Мечников сделал вывод, что в многоклеточных организмах подвижные клетки сложных организмов поглощают и переваривают вредные для организма частицы и вещества, которые получили название фагоцитов, или «клеток-пожирателей».

Обращаясь впоследствии к  вопросам патологии человека, И. И. Мечников убедился в том, что заноза, введенная под кожу, вызывает воспалительную реакцию, а нередко и нагноение, причем к очагу воспаления устремляется огромное количество подвижных клеток, преимущественно лейкоцитов. И поскольку воспаление связано с проникновением в организм патогенных микробов, а сама воспалительная реакция протекает при непременном участии лейкоцитов и других подвижных клеток, из этого следует вывод, что воспаление это своего рода защитная фагоцитарная реакция организма.

Фагоцитарные клетки выполняют роль защитников организма от патогенных микробов, благодаря чему воспаление носит характер защитной реакции. Эти данные, полученные И. И. Мечниковым, имели огромное значение для общей патологии. Течение инфекционной болезни, ее исход зависят от того, насколько энергично и успешно фагоциты преодолевают деятельность патогенных микробов, проникших в организм. С помощью многочисленных, тщательно продуманных экспериментов И. И. Мечников обосновал положение, что степенью фагоцитарной активности лейкоцитов и неподвижных клеток организма, находящихся в костном мозгу, печени, селезенке и в соединительной ткани, определяется состояние невосприимчивости (иммунитет) организма к инфекциям.

Первые основы фагоцитарной теории иммунитета были представлены И. И. Мечниковым в его докладе «О целебных силах организма», с которым он выступил на съезде русских врачей и естествоиспытателей, состоявшемся в 1883 году в Одессе. Мечников провел огромное количество экспериментов, чтобы выяснить роль фагоцитов в борьбе организма с инфекцией.

Он установил, что фагоцитарной активностью у высших позвоночных  животных обладают не только микрофаги, то есть подвижные белые кровяные клетки (лейкоциты), но и макрофаги — большие неподвижные клетки, фиксированные в костном мозгу, печени, селезенке и в соединительной ткани.

Факты, характеризующие защитную природу воспаления и роль фагоцитоза в процессах невосприимчивости  организма к инфекциям, были описаны  И. И. Мечниковым во множестве научных работ, важнейшие из которых «Лекции о сравнительной патологии воспаления» (1892) и «Невосприимчивость к инфекционным болезням» (1901).

Приступая к исследованию невосприимчивости организма к  патогенным микробам, И. И. Мечников был уверен в том, что чем сильнее развита фагоцитарная активность лейкоцитов к возбудителю сибирской язвы у мышей и морских свинок, тем меньше они восприимчивы к этой инфекции. В другой серии опытов Мечников показал, что если кролику привить ослабленную культуру сибиреязвенных бактерий, то у него развивается сильнейший фагоцитоз, способный предохранить животное от заражения высокой вирулентной дозой тех же микробов. Важнейшие положения фагоцитарной теории подтверждали все новые и новые факты. Однако, наряду с признанием, эта теория вызывала и ряд протестов. Особенно ожесточенным нападкам фагоцитарная теория Мечникова подверглась со стороны немецкой школы микробиологов, крупнейшими представителями которой были Кох, Баумгартен, Бухнер, Циглер. Эти ученые считали, что организм освобождается от инфекции при помощи собственных жидкостей и соков, то есть тех защитных гуморальных веществ, которые могут содержаться у невосприимчивых животных и людей в сыворотке крови, спинномозговой жидкости, лимфе, тканевой жидкости. Эти ученые утверждали, что фагоцитарные клетки лишены всякой защитной роли. С помощью тщательно проведенных экспериментов И. И. Мечников разбил все доводы своих противников и нашел новые убедительные доказательства в пользу роли фагоцитарных клеток (микрофагов и макрофагов) в преодолении инфекционного процесса и предупреждении инфекции. Бурная полемика по поводу фагоцитарной теории развернулась на международных гигиенических и медицинских конгрессах (Берлин, 1890; Лондон, 1891; Будапешт, 1894; Париж, 1900).

С огромной страстностью ученый отстаивал основы фагоцитарной теории иммунитета. Но дискуссия этим не ограничилась. Начиная с 1894 года, немецкий микробиолог Р. Пфейффер, основываясь на факте лизиса холерных вибрионов в брюшной полости морской свинки, впервые открытом в его совместных опытах с русским ученым В. И. Исаевым, весьма односторонне представляя себе механизмы иммунитета, утверждал, что не фагоцитоз, а лизис, расплавление и распад микробов в организме предохраняют животное и человека от инфекционных бактерий. Свои утверждения гуморалисты подкрепляли заявлением о том, что фагоциты способны переваривать только мертвые микробы. При помощи остроумных опытов Мечников показал, что микрофаги могут захватывать и переваривать не только мертвые, но и живые, вирулентные микроорганизмы, причем предохранительные прививки повышают фагоцитарную активность лейкоцитов. Под влиянием точных экспериментальных данных, представленных И. И. Мечниковым, фагоцитарная теория приобретала все больше и больше сторонников.

В 1896 году английский хирург Джозеф Листер в речи, произнесенной на конгрессе Британской медицинской ассоциации, восторженно охарактеризовал выдающееся значение научных заслуг И. И. Мечникова: «Если в патологии была когда-нибудь романтическая глава, то это — история фагоцитоза». Луи Пастер также был сторонником фагоцитарной теории Мечникова. Научные исследования И. И. Мечникова были признаны во всем мире, он был избран почетным академиком Российской академии наук и Петербургской военно-медицинской академии, почетным членом Парижской, Венской, Румынской, Нью-Йоркской, Бельгийской и ряда других академий наук, членом научных обществ различных стран мира. В 1908 году И. И. Мечникову присуждена международная Нобелевская премия. Вышеперечисленные факты свидетельствуют о мировом значении его работ. Мечникову, приехавшему в Россию после получения Нобелевской премии, была оказана восторженная встреча. Будучи страстным сторонником фагоцитарной теории иммунитета, великий ученый не превращал ее в догму и не упускал из виду другие важные механизмы иммунитета.

И. И. Мечников показал, что фагоцитарные клетки играют важную роль в антитоксическом иммунитете; макрофаги, способные поглощать токсины, могут сами активно вырабатывать антитоксические вещества.

К числу классических работ  И. И. Мечникова по микробиологии относятся его совместные с Э. Ру исследования по сифилису. Изучение данного заболевания и разработка способов лечения затруднялись тем, что возбудитель сифилиса был неизвестен, а экспериментальное воспроизведение его у подопытных животных не давало положительных результатов. Объектом для опытов с болезнью, присущей только человеку, могли служить животные, наиболее близкие к нему в филогенетическом отношении. И. И. Мечников и Э. Ру использовали в качестве подопытных животных антропоидных обезьян. Благодаря проведенным опытам, ученые установили ряд фактов, освещающих патогенез заболевания, формирование иммунитета и роль фагоцитоза как в развитии невосприимчивости, так и в преодолении инфекции.