Счастливый цикл жизни

Будущий великий ученый родился 15 мая 1845 года. Его отец Илья Иванович — дворянин, гвардейский офицер, промотавший родительское наследство в азартных играх, — рано вышел в отставку и переехал из столицы в родовое имение в селе Панасовка Харьковской губернии. Мать Эмилия — дочь литератора, переводчика и владельца крупного табачного производства Льва Неваховича.

Пытливый ум и любознательность отличали Илью с самого нежного возраста. Он был резвым, подвижным ребенком, вспыльчивым и впечатлительным, за что получил от родных прозвище Ртуть. Занимаясь ботаникой под руководством студента-медика Ходунова, Илья собирал гербарии, держал у себя в комнате живых ящериц, лягушек и мышей.

Любознательный безбожник

Во втором классе харьковской гимназии одиннадцатилетний Мечников познакомился с работами Чарльза Дарвина и немецкого зоолога Генриха Бронна. Главный труд великого англичанина «Происхождение видов» тогда еще не вышел, но скрупулезная классификация растений и животных в ранних работах Дарвина оказалась очень по душе юному натуралисту.

Описания и рисунки корненожек, инфузорий и амеб так поразили подростка, что он принял решение посвятить себя исследованию животного мира. Илья разделил все дисциплины, которые хотел изучать, на «нужные» и «ненужные». К первым он относил геологию, ботанику и естественную историю. Как писал Мечников позднее, «в гимназии к научным стремлениям относились благожелательно, не подавляя их требованиями классической премудрости. Греческий был устранен, а латынь свели к маловажной формальности. В то же время было введено изучение естественных наук, привлекшее особенное внимание молодежи».

Гимназический курс не мог полностью удовлетворить любопытство Ильи, он самостоятельно расширяет свои познания — в шестом классе посещает лекцию по сравнительной анатомии профессора Александра Масловского в Императорском Харьковском университете. Затем он стал брать уроки гистологии у вернувшегося из-за границы известного русского физиолога Ивана Щёлкова. С его помощью юный Мечников выполнил свою первую ученическую работу по физиологии инфузорий и опубликовал первую рецензию на книгу «Курс геологии» профессора Ивана Леваковского.

Как-то раз Мечников написал сочинение, в котором, в противоположность господствующей идеологии, отрицал существование Бога. Никаких последствий не было, но за это будущий биолог получил от своих гимназических товарищей прозвище «Бога нет».

Илья Мечников — студент Харьковского университета (1860—1864)

Wikipedia

Первые гипотезы и открытия

В 1862 году, окончив гимназию, Мечников решает продолжить обучение в Университете Вюрцбурга в Германии. Однако там он встретил холодный прием, почувствовал себя одиноким и в итоге вынужден был вернуться в Россию, где поступил на естественное отделение физико-математического факультета Харьковского университета.

В Харьковском университете Мечникову посчастливилось работать в лаборатории Щёлкова. Под его руководством он занимался изучением инфузорий. В это же время Мечников описал отряд брюхоресничных, высказав гипотезу, что они являются связующим звеном в эволюции беспозвоночных животных — коловраток и круглых червей. В дальнейшем это предположение получило подтверждение и стало общепризнанным.

Четырехгодичный курс обучения в Харьковском университете Мечников окончил экстерном за два года и в 1864 году уехал на биологическую станцию острова Гельголанд в Северном море. Там он сделал первое серьезное научное открытие: обнаружил, что акт пищеварения у низших ресничных червей осуществлялся внутри подвижных клеток мезодермального происхождения, так же как и у инфузорий. Это стало одним из доказательств генетической связи между червями и простейшими.

Затем по рекомендации известного ботаника Фердинанда Кона, 19-летний ученый устроился работать в лабораторию крупнейшего немецкого исследователя Рудольфа Лейкарта. Здесь Мечников обнаружил, что нематоды (круглые черви), свободно живущие вне организма-хозяина, являются раздельнополыми. Этот ранее неизвестный науке феномен получил название гетерогонии.

Материальную поддержку исследований Мечникова обеспечил знаменитый русский хирург Николай Иванович Пирогов, который в тот момент руководил подготовкой молодых русских ученых за границей.

Известный зоолог Александр Ковалевский

Wikipedia

Мечников и Ковалевский

В 1865 году Илья Мечников получил предложение о сотрудничестве от молодого, но уже известного зоолога Александра Ковалевского, такого же энтузиаста науки, как и он сам, и отправился в Неаполь. «С первой же встречи они почувствовали взаимное родство. Им приходилось жить очень экономно, чтобы продлить свое пребывание до возможных пределов и успеть сделать как можно более наблюдений. Экскурсии и плата рыбакам поглощали немалую часть их скромных средств. Но никакие лишения не пугали их и даже мало ощущались ими — так были они счастливы возможностью удовлетворить свою жажду знания», — вспоминала впоследствии вторая жена Ильи Ильича Ольга Мечникова.

В то время немецкий ученый Август Вейсман выступил с заявлением, что теория Дарвина, приверженцем которой был Мечников, не распространяется на насекомых. По Вейсману, насекомые, в отличие от всех остальных живых существ, развиваются не по общим дарвиновским законам. В частности, у зародышей мух и комаров отсутствуют общие для всех животных зародышевые пласты. Это и давало повод противникам теории эволюции утверждать, что она во многом несостоятельна.

Чтобы опровергнуть постулаты Вейсмана, Мечников и Ковалевский приступили к изучению эмбрионального развития морских беспозвоночных. В результате на свет появилась теория зародышевых листков — согласно ей, в развитии всех многоклеточных животных существует стадия, когда зародыш состоит из двух или трех сходных первичных клеточных пластов, что означает наличие общего предшественника. Эти исследования положили начало эволюционной эмбриологии.

В 1867 году за исследования в области эмбриологии беспозвоночных Мечников и Ковалевский были удостоены премии имени академика Карла Бэра — основоположника русской эмбриологии.

«Несомненно, современные эмбриологи владеют массой новых методов — генетических, биохимических, молекулярных, но работы Мечникова и Ковалевского — это тот фундамент, без которого невозможно было бы существование всего здания», — говорит старший научный сотрудник Государственного Дарвиновского музея Анна Александрова.

Некоторые направления исследований Мечникова актуальны и по сей день. Среди таковых специалисты называют изучение кишечника и его микрофлоры. «Одним из его достижений, не потерявшим своего значения и сейчас, является то, что он впервые обратил внимание на связь микрофлоры человеческого кишечника и здоровья человека в целом. Это сейчас на острие науки», — резюмирует Анна Александрова.

Между Одессой и Санкт-Петербургом

Закончив работу в Неаполе, Мечников вернулся в Россию, где продолжил свою научную деятельность. После защиты магистерской диссертации в Санкт-Петербурге в 1867 году его избрали доцентом по кафедре зоологии и сравнительной анатомии Новороссийского университета в Одессе. Там он проявил себя не только как ученый, но и как талантливый преподаватель.

«Прекрасный лектор, излагающий самые запутанные вопросы науки с изумительной ясностью, — он славился чрезвычайной доступностью, простотой и любовью к учащейся молодежи… Блестящие сравнения, выхваченные из жизни, поражали своей образностью и меткостью. Слова его захватывали и поднимали на недосягаемые высоты, знакомя с последними достижениями биологии, но слова эти проходили через его глубокую острую критику», — вспоминал один из учеников Мечникова.

В мае 1869 года Мечников перебирается в столицу, получив должность доцента при кафедре зоологии Санкт-Петербургского университета. В этом же году он женится на Людмиле Федорович — племяннице профессора ботаники Петербургского университета Андрея Бекетова. К сожалению, этот брак оказался недолгим: в 1873 году Людмила Федоровна умерла.

Чтобы отвлечься от житейских горестей, Мечников при поддержке Петербургского географического общества и Общества любителей естествознания, антропологии и географии предпринял две экспедиции — в Астрахань и на Ставрополье. В многомесячных полевых вылазках Илья Ильич впервые занялся проблематикой физиологии человека. Здесь зародилась гипотеза о связи долголетия у кочевых монголоидных народов с обильным присутствием в их рационе кисломолочных продуктов.

По окончании экспедиций Мечников возвращается в Одессу и приступает к изучению филогенеза беспозвоночных. Спустя десять лет Илья Ильич подытожит эту ветвь своих изысканий выработкой теории происхождения многоклеточных животных от гипотетического предка — фагоцителлы.

Наладилась и личная жизнь: в 1875 году он женился во второй раз, на Ольге Белокопытовой, дочери своего соседа. Брак был удачным. Ольга старалась оградить мужа от житейских забот, несмотря на его частенько неполиткорректные высказывания о прекрасном поле.

В марте 1881 года в Санкт-Петербурге был убит Александр II. По всей стране начались политические процессы, против которых выступила общественность, в том числе студенты Новороссийского университета. Мечникова обвинили в организации протестов в Одессе, в результате чего в мае 1882 года он вынужден был покинуть Новороссийский университет. Выйдя в отставку, Илья Ильич поселился в имении тестя и занялся изучением паразитов, таких как, например, хлебный жук, предложив новаторский для того времени метод борьбы с вредителем с помощью его заражения патогенным грибком.

В 1886 году вместе с микробиологом Николаем Гамалеей Мечников организует в Одессе первую российскую бактериологическую станцию по борьбе с инфекционными заболеваниями человека и животных. Ученые изучали сибирскую язву, бешенство, возвратный тиф, рожистое воспаление, разрабатывали вакцины.

Мечников со второй женой Ольгой Белокопытовой. Брак был удачным. Ольга старалась оградить мужа от житейских забот. Около 1908 г.

Wikipedia

Фагоцитарная теория иммунитета

Осенью 1882 года Мечников вместе с семьей уехал работать в Италию. Там он и сделал открытие, благодаря которому навсегда вошел в историю науки: создал фагоцитарную теорию иммунитета.

До Мечникова иммунологией активно занимался французский ученый Луи Пастер. Ему удалось создать искусственный иммунитет посредством разработки специальной вакцины, однако постепенно стало ясно, что кроме искусственного есть и естественный (врожденный) иммунитет. Как он работает, тогда не знал никто.

Немецкий ученый Пауль Эрлих выдвинул концепцию, согласно которой попавшие в организм человека инфекции уничтожаются не клетками, а специфическими молекулами, которые образуются в сыворотке крови в ответ на внедрение агрессора. Эта концепция получила название теории гуморального иммунитета.

Свою доктрину выдвинул и Мечников. Работая на биологической станции в Мессине, он заметил, что клетки морской звезды поглощают чужеродные клетки. Это явление было известно и до Мечникова, но считалось, что так кровь доставляет полезные вещества. Илья Ильич же предположил, что речь может идти не только о транспортной, но и о защитной функции. Чтобы подтвердить или опровергнуть свое предположение, он ввел шип розы (или, по другим данным, клетки мандаринового дерева) в личинку морской звезды и обнаружил, что клетки крови вновь поглотили чужеродные частицы. Способность белых кровяных телец (фагоцитов) захватывать и разрушать посторонние тела, попавшие в организм, Мечников назвал фагоцитозом.

«Именно этот механизм, полагал он, и является основным в иммунной системе, выстраивая линии защиты от вторжения патогенов», — пишет академик РАН Сергей Недоспасов.

В августе 1883 года Мечников выступил на VII съезде естествоиспытателей и врачей с докладом под названием «О целебных силах организма». В нем Илья Ильич не только сообщил об открытии явления фагоцитоза, но и дал описание новой физиологической системы — иммунной. По Мечникову, в нее входит не только огромное количество перемещающихся по организму клеток крови, лимфы и соединительной ткани, обладающих фагоцитарной активностью, но и целые органы и ткани, такие как пищеварительный канал, селезенка, лимфатические железы, печень и костный мозг, содержащие фиксированные и свободные фагоциты. С окружающим миром иммунная система взаимодействует через кожу, легкие и пищеварительный тракт.

Развивая свою теорию иммунитета, Мечников разделил все фагоциты на микрофаги и макрофаги. Микрофаги — это зернистые лейкоциты крови, очищающие ее от неорганических остатков, а также от бактерий и вирусов. Они впрыскивают в кровь секреторные и гуморальные вещества. Макрофаги чистят организм и защищают его, выделяя антитела — белковые соединения плазмы крови, которые не дают распространяться чужеродным веществам и выделять яд. Кроме того, запоминая антиген, они формируют в организме иммунитет против того или иного опасного элемента. При повторном проникновении такого элемента срабатывает защита и происходит его нейтрализация. В дальнейшем Мечников доказал, что даже погибшие фагоциты могут уничтожать микробы.

В Институте Пастера

В 1888 году по приглашению Луи Пастера Мечников переезжает во Францию для работы в Институте Пастера. Жена вспоминала, что это были самые счастливые и плодотворные годы его жизни, когда Илья Ильич наконец обрел покой и мог в самых благоприятных условиях целиком погрузиться в научную работу. Однако окончательно с Россией Мечников не порывал, периодически наведываясь на родину.

В Институте Пастера Мечников продолжал активно работать над обоснованием фагоцитарной теории. Там он разработал теорию воспаления — фагоцитарной реакции организма на проникновение чужеродных клеток. По Мечникову, важным фактором, способным противостоять микробам, может стать антагонизм между ними. Ученый обнаружил антитела, которые организм вырабатывает к чужеродным белкам немикробного происхождения. Их Мечников предложил называть цитоксинами (ядами для клетки), что в дальнейшем послужило основой для нового учения об аутоаллергии.

Широкую известность получили исследования Мечникова по азиатской холере, туберкулезу и сифилису. В частности, он выяснил условия заражения холерой и изучил весь процесс заражения, создал методику профилактики и лечения сифилиса с помощью втирания ртутной мази.

В 1908 году научные результаты Ильи Ильича удостоились высшей международной награды. Мечников стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине «За труды по иммунитету». Интересно, что, согласно архивам комитета, впервые русский ученый был выдвинут на премию еще в 1901 году, то есть в первый год ее существования. Всего же с 1901 по 1908 год его кандидатура выдвигалась разными учеными 46 раз.

Лев Толстой и Илья Мечников. Ясная Поляна. 1909 г.

Wikipedia

«Вашу простоквашу я пью и обещаю прожить до ста лет»

Перешагнув пятидесятилетний рубеж, Илья Ильич все больше стал уделять внимания проблемам старения и долголетия. Он разработал теорию ортобиоза — достижения «полного и счастливого цикла жизни, заканчивающегося спокойной естественной смертью». По его мнению, пессимизм, вредные привычки вроде алкоголя и курения, воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды, — все это формирует у человека состояние дисгармонии, мешая ему полноценно жить. Эти дисгармонии можно и нужно устранить путем изучения человеческой природы. В результате человек проживет дольше, пройдя полный и счастливый цикл жизни.

Свои идеи на этот счет он изложил в работах «Этюды о природе человека» (1903) и «Этюды оптимизма» (1909), став основоположником геронтологии — науки о старении и путях его преодоления.

По мнению Мечникова, старость — это «болезнь, которую нужно лечить, как и всякую другую». Наблюдая за долгожителями на Кавказе, Мечников пришел к выводу, что потенциально человек может жить 120‒150 лет, однако из-за отравления организма токсическими веществами, образующимися в результате гниения белковых остатков пищи в кишечнике, происходит преждевременное наступление старости и смерти.

Собрав данные по 36 странам, Мечников установил, что самое большое количество «столетников» проживает в Болгарии: 4 на 1000 человек. Он связал это с болгарским йогуртом (в Болгарии его называют «кисело мляко» — «кислое молоко»).

Поэтому, чтобы затормозить процессы старения, необходимо устранить пагубное влияние патогенной микрофлоры кишечника, употребляя в пищу молочнокислые продукты, в частности простоквашу, состоящие из болгарской палочки (Lactobacillus bulgaricus). Они питают «хорошие» бактерии молочной кислотой, произведенной из молочного сахара, и расщепляют белок на аминокислоты. В то же время они подавляют «плохие» бактерии, предотвращая процессы брожения и гниения в кишечнике.

В 1909 году, находясь в Ясной Поляне, Мечников обсуждал проблемы долголетия со Львом Толстым, и писатель, прощаясь с ученым, признался: «Вашу простоквашу я пью и обещаю прожить до ста лет».

Впрочем, Илья Ильич предлагал и более радикальные варианты решения проблемы старения. Например, удаление толстого кишечника и слепой кишки. «Теперь уже нет ничего дерзновенного в утверждении, что не только слепая кишка со своим придатком, но даже все толстые кишки человека излишни в нашем организме и что удаление их привело бы к очень желательным результатам», — писал он.

Уход

В годы Первой мировой войны Пастеровский институт практически прекратил свою деятельность. Большинство сотрудников отправились на войну, остались только старики и женская прислуга. Ввиду невозможности продолжать опыты Мечников начал писать книгу об основателях современной ему медицины, снискавшую большой успех.

Проблемы со здоровьем, начавшиеся еще в 1911 году, привели к тяжелому сердечному приступу, случившемуся два года спустя. А в январе 1916 года Илья Ильич был вынужден лечь в больницу, из которой уже не вернулся. 16 июля 1916 года Илья Ильич Мечников умер в Париже. Согласно завещанию, его прах поместили в библиотеке Пастеровского института.