Счастливый цикл жизни

Выдающийся русский физиолог Илья Мечников открыл механизм работы иммунитета человека и предвосхитил современные линии развития геронтологии
Счастливый цикл жизни
Выдающийся русский физиолог Илья Мечников в своей лаборатории, 1913 год
Wikipedia

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».

magnifier.png Илья разделил все дисциплины, которые хотел изучать, на «нужные» и «ненужные». К первым он относил геологию, ботанику и естественную историю

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».


МЕЧНИКОВ СТУДЕНТ.jpg
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.


КОВАЛЕВСКИЙ.jpg
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.

magnifier.png 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

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.

magnifier.png «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»

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 И ОЛЬГА.jpg
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.

magnifier.png 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

«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.


МЕЧНИКОВ И ТОЛСТОЙ.jpg
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.

magnifier.png 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»)

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.

Еще по теме:
23.05.2024
Карл Линней создал единую систему классификации растительного и животного мира, обобщив и упорядочив все накопленные чел...
22.05.2024
Ученые из Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН с коллегами создали новый композит на основе алмаза и люминесце...
17.05.2024
Ученые из сколковского Международного центра квантовой оптики и квантовых технологий и НИТУ МИСИС разработали цифровой д...
06.05.2024
В Киеве на 87-м году жизни умер Петр Толочко, предложивший сформулировать кодекс чести историка по аналогии с клятвой Ги...
Наверх