Электронная библиотека » Сиддхартха Мукерджи » » онлайн чтение - страница 4


  • Текст добавлен: 5 декабря 2024, 08:20


Автор книги: Сиддхартха Мукерджи


Жанр: Медицина, Наука и Образование


Возрастные ограничения: +16

сообщить о неприемлемом содержимом

Текущая страница: 4 (всего у книги 32 страниц) [доступный отрывок для чтения: 11 страниц]

Шрифт:
- 100% +
Универсальная клетка. “Мельчайшие частицы этого маленького мира”

Я мог отчетливо видеть, что вся она продырявленная и пористая, очень похожая на соты, но только эти поры были неровными… Эти поры, или клетки… на самом деле были первыми микроскопическими порами, которые я увидел1.

Роберт Гук, 1665


Как только для изучения структуры растений стали применять микроскоп, невероятная простота их строения… сразу привлекла внимание1.

Теодор Шванн, 1847

В истории биологии долины тишины часто сменяются пиками монументальных открытий. После открытия генов Грегором Менделем в 1865 году наступил период “одного из самых странных затиший в истории науки”, как выразился один историк3: о генах (“факторах” или “элементах”, как назвал их Мендель) не вспоминали почти сорок лет, пока они не были заново открыты в начале 1900-х годов. В 1720 году лондонский врач Бенджамин Мартен утверждал, что туберкулез (или чахотка, как раньше называли эту болезнь) – заразное респираторное заболевание, которое, вероятно, переносят микроскопические организмы. Он называл эти заразные элементы “невероятно мелкими живыми существами”4 и “живой заразой”5(contagium vivum, обратите внимание на слово “живой”). Мартен мог бы стать отцом современной микробиологии, если бы углубил свои медицинские исследования, но прошло еще около ста лет, прежде чем микробиологи Роберт Кох и Луи Пастер связали болезнь и гниение с микробными клетками.

Но если внимательнее приглядеться к “долинам тишины”, выясняется, что это вовсе не области затишья и застоя. Это удивительно плодотворные периоды, когда ученые пытаются осмыслить масштаб, универсальность и значение открытия. Является ли конкретное открытие универсальным и всеобъемлющим принципом функционирования живых систем или же уникальной особенностью курицы, орхидеи или лягушки? Объясняет ли оно необъяснимые ранее наблюдения? Скрывается ли за ним другой уровень организации?

В какой-то степени такие затишья объясняются тем, что для ответа на подобные вопросы требуются новые инструменты и модельные системы, а для их создания нужно время. Генетикам пришлось ждать исследований биолога Томаса Моргана, который в 1920-е годы доказал физическое существование генов, проанализировав механизмы наследования признаков у дрозофил, а также зарождения рентгеновской кристаллографии, с помощью которой в 1950-е была расшифрована трехмерная структура таких молекул, как ДНК, что в конечном итоге позволило установить физическое строение генов. Для подтверждения атомной теории, впервые выдвинутой Джоном Дальтоном в начале 1800-х годов, пришлось ждать появления катодной трубки в 1890-м и создания в начале XX века математических уравнений, необходимых для построения моделей квантовой физики, которые позволили прояснить строение атома. Клеточная биология ждала развития методов центрифугирования, биохимического анализа и электронной микроскопии.

Но еще одна причина может заключаться в том, что для перехода от описания элемента (клетка под микроскопом, ген в качестве единицы наследственности) к пониманию универсальных принципов организации, функции и поведения необходимы концептуальные эвристические изменения. Атомистические идеи являются самыми смелыми: они предполагают фундаментальный пересмотр представлений о мире на основании универсальных единичных сущностей. Атомов. Генов. Клеток. О клетках нужно думать в ином ключе: не как о предмете под лупой, а как о функциональной ячейке, в которой происходят все физиологические химические реакции, как об организующей единице всех тканей и как о едином источнике всех физиологических и патологических процессов. Требуется перейти от представления о непрерывной организации биологического мира к описанию, основанному на существовании дискретных, отдельных, самостоятельных элементов, объединяющих этот мир. Используя метафору, можно сказать, что нужно смотреть сквозь “плоть” (непрерывную, телесную и видимую субстанцию) и воображать “кровь” (невидимую, корпускулярную и дискретную).


Период с 1690-х по 1820-е годы был именно такой долиной в развитии клеточной биологии. После открытия Гуком клеток (точнее говоря, клеточных стенок) в срезе коры многие ботаники и зоологи принялись устанавливать под микроскопами образцы растительных и животных тканей, чтобы исследовать их микроскопическую структуру. Антони ван Левенгук до самой своей смерти в 1723 году смотрел в микроскоп и описывал элементы (“живые атомы”, как он их называл) невидимого мира. У него возбуждение от первого прикосновения к этому невидимому миру так и не прошло (подозреваю, что не пройдет и у меня).

В конце XVII и начале XVIII века такие микроскописты, как Марчелло Мальпиги и Мари Франсуа Ксавье Биша поняли, что “живые атомы” Левенгука могли быть не только одноклеточными существами, ткани более сложных организмов растений и животных образованы из клеток. В частности, французский анатом Биша идентифицировал двадцать одну (!) элементарную ткань в составе человеческих органов6. К сожалению, он умер в тридцать лет от туберкулеза. И хотя Биша в некоторых случаях ошибался относительно строения этих элементарных тканей, он продвинул клеточную биологию в сторону гистологии – изучения тканей и систем кооперирующих клеток.

Однако вывести теорию клеточной физиологии на основании этих ранних наблюдений в большей степени, чем все микроскописты, пытался Франсуа-Венсан Распай. Он признавал, что клетки существуют буквально повсюду – ив растительных, и в животных тканях, но, чтобы понять, зачем они существуют, нужно понять, что они делают.

Распай был человеком дела7. Этот ботаник, химик и микроскопист-самоучка родился в 1794 году в Карпантра, в департаменте Воклюз на юго-востоке Франции. Он считал себя независимым мыслителем, отказался от католических обетов и посвятил жизнь противостоянию моральным, культурным, научным и политическим авторитетам. Он не примыкал к научным сообществам, считая их излишне закрытыми и старомодными, и не учился на медицинском факультете. Однако он без угрызений совести присоединился к тайному обществу, намеревавшемуся освободить Францию во время революции 1830 года, из-за чего период с 1832 до начала 1840 года провел за решеткой. В тюрьме он обучал сокамерников правилам антисептики, санитарии и гигиены. В 1846 году Распай вновь был арестован за участие в антиправительственных манифестациях, а также за то, что давал заключенным врачебные рекомендации, не имея официального медицинского образования. Распая сослали в Бельгию, но даже его обвинители стыдились собственного приговора: “Сегодня перед судом предстоит знаменитый ученый, человек, которым медицинское сообщество могло бы гордиться, если бы он присоединился к нему и принял диплом медицинского факультета”8. Распай в своей манере отказался[18]18
  Требуется некоторое уточнение: в 1846 году Распай был осужден и оштрафован за незаконную медицинскую деятельность, а к тюремному заключению приговорен в 1849-м за участие в революционных событиях 1848 года. В ссылку в Бельгию Распай отправился после освобождения из тюремного заключения в 1853 году. – Прим. перев.
  В середине 1840-х годов Распай изменил направление интеллектуальных поисков и посвятил себя изучению антисептики, санитарии и общественного здравоохранения, особенно в среде заключенных и бедноты. Он был убежден, что большинство болезней вызваны паразитами и червями, но никогда не думал о бактериях в качестве причины заражения. В 1843 году он опубликовал две книги: Histoire naturelle de la sante et de la maladie и Manuel annuaire de la sante. Обе имели огромный успех и предназначались для специалистов по санитарии и гигиене, там содержались комментарии относительно питания, физических упражнений, мыслительной нагрузки и пользы свежего воздуха. В более поздние годы Распай занялся политической деятельностью и был избран в палату депутатов, где продолжал проводить медицинские реформы для заключенных и бедноты, а также бороться за чистоту городов, повторяя работу лондонского врача-крестоносца Джона Сноу. След этого человека, почти полностью исчезнувшего из медицинской литературы, можно найти на картине Винсента Ван Гога “Натюрморт с тарелкой с луком”, где на столе рядом с тарелкой лука изображен Manuel Распая. Возможно, ипохондрик Ван Гог просто купил книгу на улице, но соседство классического труда язвительного человека со слезоточивыми овощами кажется вполне уместным.


[Закрыть]
.

Несмотря на активную политическую деятельность и отсутствие формального биологического образования, в период с 1825 до 1860 года Распай опубликовал более пятидесяти статей на целый ряд тем, включая ботанику, анатомию, криминалистику, клеточную биологию и антисептику. Более того, он пошел дальше своих предшественников и начал исследовать состав, функцию и происхождение клеток.

Из чего состоят клетки? “Каждая клетка выбирает из среды, забирая только то, в чем нуждается”9, – писал Распай в конце 1830-х годов, предзнаменуя начало века биохимии клетки. “У клеток есть разные возможности для выбора, обеспечивающие разное содержание воды, углерода и оснований, входящих в состав их клеточных стенок. Легко представить, что некоторые стенки позволяют проходить определенным молекулам”, – продолжал он, постулируя идею селективной пористой клеточной мембраны, обеспечивающей автономность клеток, и утверждая представление о клетках как о метаболических единицах.

А что клетки делают? “Клетка – это… своего рода лаборатория”, – утверждал он. Остановимся на минуту, чтобы оценить масштаб этой идеи. Исходя лишь из основных предположений о химии и клетке, Распай сделал вывод о том, что клетка осуществляет химические процессы, обеспечивающие функцию тканей и органов. Иными словами, клетка обеспечивает физиологию. Он назвал клетку центром, где протекают жизненно важные реакции. Но биохимия все еще находилась в зачаточном состоянии, так что он не знал, какая химия и какие реакции реализуются в этих клеточных “лабораториях”. Он мог описывать эти процессы только теоретически. Это была гипотеза.

Наконец, откуда берутся клетки? В 1825 году в качестве эпиграфа к одной из рукописей Распай выбрал латинский афоризм Omnis cellula e cellular “Каждая клетка происходит из клетки”10. Он не рассматривал вопрос подробнее, поскольку у него не было инструментов или экспериментальных методов, чтобы это доказать, но уже этим он изменил фундаментальные представления о том, что такое клетка и что она делает.

Нестандартным людям достаются нестандартные награды. Распай, который посмеивался как над обществом, так и над разными Обществами, так и не был признан научной элитой Европы. Зато его именем назван один из самых длинных бульваров Парижа, простирающийся от катакомб до бульвара Сен-Жермен. Прогуливаясь по бульвару Распай, вы пройдете мимо Института Джакометти, где застыли в бесконечных размышлениях фигуры одиноких тощих людей на островках-пьедесталах. Каждый раз, проходя там, я думаю об одиноком и дерзком новаторе клеточной биологии (хотя Распай, надо заметить, тощим не был). Я возвращаюсь к идее о клетке как о физиологической лаборатории организма: любая клетка, растущая у нас в лабораторном инкубаторе, является лабораторией. Т-клетки, которые я разглядывал под микроскопом в оксфордской лаборатории, были “наблюдательными лабораториями”, плавающими в жидкости в поисках патогенных вирусных частиц, спрятавшихся в других клетках. Сперматозоиды, увиденные Левенгуком с помощью его стекол, были “информационными лабораториями”, которые содержали наследственную информацию мужской особи и, упаковав ее в ДНК, с помощью мощного плавательного мотора отправляли к яйцеклетке для репродукции. Как выясняется, клетки проводят физиологические опыты, забирая и отдавая молекулы, создавая и разрушая химические соединения. Это лаборатории для реакций, благодаря которым существует жизнь.


Если бы открытие автономных единиц живой материи (клеток) произошло в другое время или в другом месте, вероятно, оно не вызвало бы такого ажиотажа в биологии. Но зарождение клеточной биологии совпало по времени с периодом разгара двух наиболее острых дискуссий о жизни, волновавших европейскую науку в XVII и XVIII столетиях. Предмет обеих дискуссий сегодня может показаться весьма странным, но он отражал две самые серьезные проблемы, стоявшие на пути развития клеточной теории. Когда в 1830-е годы новая дисциплина вырвалась из своей околоплодной оболочки, клеточные биологи вынуждены были как-то решать эти проблемы, чтобы их направление науки могло окончательно сформироваться.

Первая дискуссия возникла в связи с теорией витализма: некоторые биологи, химики, философы и теологи придерживались мнения, что живые существа не могут возникать из тех же химических компонентов, из которых состоит весь окружающий мир. Теории витализма существовали еще со времен Аристотеля, но слияние витализма с романтизмом конца XVIII века породило экстатическое представление о Природе, наполненной специфическим “органическим” духом, не сводимым лишь к какой-то химической или физической материи или форме. Видными сторонниками этой точки зрения был французский гистолог Мари Франсуа Ксавье Биша в 1790-е годы и немецкий физиолог Юстус фон Либих в начале 1800-х. В 1795 году направление обрело богатый поэтический голос в лице Сэмюэла Тейлора Кольриджа, описывавшего, как “одушевленная природа” начинает жить и трепетать, когда через нее протекает эта жизненная сила, как ветерок играет на струнах арфы и производит музыку, которую нельзя выразить просто отдельными нотами. Как писал Кольридж:

 
А что, когда вся сущая природа —
Собрание живых и мертвых арф,
Что мыслями трепещут, если их
Коснется ветер, беспредельный, мудрый,
– И каждого Душа и Бог Всего[19]19
  Перевод В. Рогова. – Прим. перев.


[Закрыть]
?11
 

Виталисты утверждали, что жидкости и плоть живых существ помечены неким божественным знаком. Ветром, играющим на струнах арфы. Человек – не просто собрание “неодушевленных” неорганических химических реакций, и даже если мы состоим из клеток, сами клетки должны обладать этими жизненными флюидами. Виталисты не возражали против идеи существования клеток. Они полагали, что Творец, создавший все многообразие живых существ за шесть дней, вполне мог произвести их из единичных блоков (гораздо проще собрать слона и многоножку из одних и тех же деталей, особенно если дедлайн всего через шесть дней). Проблему они видели в происхождении клеток. Некоторые виталисты утверждали, что клетки зарождаются внутри других клеток, как одни люди зарождаются в утробе других; другие полагали, что клетки “кристаллизуются” самопроизвольно из жизненных флюидов, как химические вещества в неорганическом мире, с той только разницей, что в этом случае живую материю производит живая материя. Так виталисты приходили к естественному для них представлению о “спонтанном зарождении”: жизненные флюиды, наполнявшие все живые системы, были необходимым и достаточным условием для создания жизни. Включая клетки.

Виталистам противостояла небольшая оборонявшаяся группа ученых, утверждавших, что живые химические соединения и природные соединения одинаковы по своей сути и что живые существа происходят от живых существ, но не самопроизвольно, а в процессе рождения и развития. В конце 1830-х годов в Берлине немецкий биолог Роберт Ремак изучал под микроскопом эмбрионы лягушки и кровь курицы. Он надеялся увидеть в куриной крови рождение клетки – событие довольно редкое, и поэтому он ждал. И ждал. И вот однажды поздним вечером свершилось: под микроскопом он увидел, как клетка задрожала, увеличилась, раздулась и разделилась надвое, дав начало “дочерним” клеткам. Думаю, Ремак пережил волну эйфории, поскольку нашел неопровержимое доказательство тому, что развивающиеся клетки получаются в результате деления уже существующих клеток: Omnis cellula e cellula, как ненавязчиво напомнил Распай в эпиграфе[20]20
  Немецкий ботаник Гуго фон Моль тоже наблюдал рождение клетки из клетки в меристеме растений. И Ремак, и Вирхов знали о работе фон Моля, которая позднее была расширена Теодором Бовери, Вальтером Флеммингом и другими учеными, описавшими стадии деления клеток растений и морских ежей.


[Закрыть]
. Однако это открытие Ремака осталось по большому счету незамеченным, поскольку он был евреем и не мог иметь полной профессорской позиции в университете (веком позже его внук, известный математик, погиб в нацистском концлагере в Освенциме).

Но виталисты продолжали утверждать, что клетки образуются из жизненных флюидов. Чтобы опровергнуть этот тезис, противникам витализма нужно было суметь объяснить, как возникают клетки, а это, как полагали виталисты, сделать никогда не удастся.

Вторая тема дискуссий, разгоревшихся в начале 1800-х годов, касалась преформизма – идеи о том, что человеческий зародыш является полностью сформированной миниатюрной версией человека уже в момент его появления в матке после оплодотворения. Преформизм имел долгую и красочную историю. Вероятно, идея зародилась в фольклоре и мифах и была подхвачена первыми алхимиками. В середине 1500-х годов шведский алхимик и врач Парацельс писал о “прозрачных” мини-человечках, “похожих на человека”, которые существуют в зародыше. Некоторые алхимики настолько твердо верили в “предсуществование” всех человеческих форм в зародыше, что полагали, будто путем инкубации куриного яйца и человеческой спермы можно создать полностью оформленного человека, поскольку в сперме уже содержатся все инструкции для создания человека с нуля. В 1694 году голландский микроскопист Николаас Хартсокер опубликовал рисунки с изображением мини-человечков из спермы – с головами, руками и ступнями, уложенными, как оригами, в головке сперматозоида, которых он якобы обнаружил с помощью микроскопа12. Клеточным биологам предстояло показать, как такое сложное существо, как человек, может появиться из оплодотворенной яйцеклетки без готового шаблона.

Именно опровержение теорий витализма и преформизма – и их замена клеточной теорией – в конечном итоге способствовало формированию новой науки и началу эпохи клеток.


В середине 1830-х годов, пока Франсуа-Венсан Распай пропадал в тюрьме, а Рудольф Вирхов все еще был бедствующим студентом-медиком, молодому немецкому юристу Маттиасу Шлейдену наскучила его профессия. Он попытался пустить себе пулю в лоб, но промахнулся. Смирившись с неудачей в попытке покончить с собой, Шлейден решил оставить юриспруденцию и отдаться своей настоящей страсти – ботанике.

Он принялся исследовать ткани растений под микроскопом. В то время инструменты были уже гораздо более сложными, чем у Гука или Левенгука, с более качественными линзами и колесиками для тонкой настройки, позволявшими добиваться очень высокой резкости изображения. Шлейдена интересовала ботаника и, понятное дело, природа растительных тканей. Разглядывая стебли, листья, корни и лепестки, он обнаружил такие же элементарные структуры, которые открыл Гук. Ткани, как он писал, состоят из скоплений крохотных многогранных элементов, “агрегатов полностью индивидуальных, независимых, отдельных существ, самих клеток”13.

Шлейден обсудил свои наблюдения с зоологом Теодором Шванном, в лице которого обрел верного единомышленника и соратника на всю жизнь. Шванн обнаружил, что ткани животных тоже имеют организованную структуру, видимую только под микроскопом: они состоят из клеток, как из строительных кирпичиков.

“Значительная доля животных тканей происходит или состоит из клеток14, – писал Шванн в 1838 году. – Невероятное разнообразие форм [органов и тканей] достигается за счет разных способов соединения простых элементарных структур, которые, хотя и имеют различные модификации, по сути, одни и те же, а именно – клетки15. Сложные ткани растений и животных построены из живых элементов, как небоскребы из кубиков лето. У них одна и та же система организации. Волокнистые клетки мышц совсем не похожи на красные клетки крови или на клетки печени, но даже при наличии “различных модификаций”, как писал Шванн, они были одним и тем же – живыми элементами, используемыми для построения живых организмов. В каждой ткани, методично исследованной Шванном, обнаруживались эти самые крохотные единицы жизни – описанные Гуком “маленькие ячейки”.

Ни Шванн, ни Шлейден не нашли ничего нового и не открыли неизвестных свойств клеток. Известность им принесло не открытие, а дерзость их гипотез. Они объединили работы своих предшественников – Гука, Левенгука, Распая, Биша и голландского врача и натуралиста Яна Сваммердама – и сформулировали на их основе радикальное предположение. Эти двое ученых поняли, что предыдущие исследователи обнаружили не особенности или специфические признаки отдельных тканей или некоторых типов животных и растений, а общий и универсальный принцип биологии[21]21
  Когда историки науки углубились в изучение ранних этапов развития клеточной биологии, роль Шванна и Шлейдена в качестве основателей клеточной теории стала менее очевидной. В частности, революционные работы натуралиста Яна Пуркине (или Пуркинье) и некоторых его учеников, в том числе Габриэля Густава Валентина, прежде оставались малоизвестными. Отчасти это могло быть проявлением национализма в науке: Шванн, Шлейден и Вирхов работали в Германии и писали на немецком языке, который считался главным языком науки, тогда как Пуркинье и его ученики работали во Вроцлаве. Формально город располагался на территории Пруссии, но оставался провинциальным и по большей части был населен поляками. В 1834 году, обзаведясь новым микроскопом, Пуркинье и Валентин сделали несколько наблюдений и послали в Институт Франции статью, в которой утверждали, что некоторые ткани растений и животных построены из единообразных элементов. Однако, в отличие от Шлейдена и Шванна, они не утверждали, что это всеобъемлющий и универсальный признак, распространяющийся на всю живую материю.


[Закрыть]
. Что делают клетки? Составляют организмы. Когда универсальность и широта этой идеи стали очевидными для Шлейдена и Шванна, они сформулировали два первых постулата клеточной теории:

1. Все живые организмы состоят из одной или нескольких клеток.

2. Клетка – это основополагающая структурная и организационная единица живых существ.

Но даже Шванн и Шлейден не понимали, откуда берутся клетки. Если растения и животные состоят из независимых и самостоятельных живых элементов, откуда берутся эти элементы? По логике, клетки животного должны появляться из первой оплодотворенной клетки, а затем их численность увеличивается в миллионы или миллиарды раз в процессе построения целого организма. Но за счет чего тогда появляются и множатся клетки?

Шванн и Шлейден с благоговением относились к своему учителю физиологу Иоганнесу Мюллеру – видной фигуре в блеклом мире немецкой биологии. “Неоднозначный, загадочный, переменчивый персонаж”, как его описала мне историк науки Лаура Оутис16. Мюллера раздирали противоречия: с одной стороны, он соглашался с идеей виталистов о том, что у живой материи есть особенные свойства, с другой стороны, он настойчиво искал универсальные научные принципы функционирования живой природы[22]22
  Внутренний конфликт Мюллера по вопросу о витализме проявляется во многих его трудах. Например, во вступлении к знаменитой книге “Элементы физиологии” отразилась его неуверенность относительно возникновения жизни из флюидов или же из “обычного” неорганического материала: “Однако обязательно следует признать, что манера, в которой конечные элементы соединяются в органических телах, а также энергии, влияющие на это соединение, являются совершенно особенными [и] не могут создаваться каким-либо химическим процессом”.


[Закрыть]
. Под влиянием Мюллера, пытавшегося определить эти универсальные принципы, Шлейден занялся вопросом происхождения клеток. По мнению Шлейдена, единственный механизм, позволявший объяснить микроскопические наблюдения (возникновение в тканях большого количества организованных структурных единиц), заключался в привязке к химическому процессу, который тоже приводит к созданию множества организованных единиц из химического вещества, а именно – кристаллизации. Мюллер считал, что клетки должны возникать в результате некоего процесса по типу кристаллизации во флюиде жизни, и Шлейден не мог с ним не согласиться.

Однако чем больше Шванн изучал ткани под микроскопом, тем меньше он верил в эту теорию. Где эти так называемые живые кристаллы? В книге “Микроскопические исследования” он писал: “Мы действительно сравниваем рост организма с кристаллизацией… однако в [кристаллизации] есть много неопределенного и парадоксального”17. Но каким бы парадоксальным это ни казалось, даже Шванн не мог выйти за пределы догм витализма, хотя собственными глазами видел нечто совершенно иное. Он предположил следующее: “Главный вывод заключается в том, что в основе развития лежит определяющий общий принцип… подобно тому как те же законы управляют образованием кристаллов”18. Сколько он ни пытался, он не мог понять, как зарождаются клетки.


Осенью 1845 года в Берлине Рудольфа Вирхова, которому было двадцать четыре года и который тогда только-только окончил медицинский факультет, пригласили на консультацию в связи со случаем пятидесятилетней женщины, у которой наблюдалась постоянная беспричинная усталость, вздутый живот и пальпируемая, увеличенная селезенка. Он взял у женщины кровь и рассмотрел ее под микроскопом. В образце содержалось необычайно много белых клеток. Вирхов назвал это состояние лейкоцитемией, а затем просто лейкемией – избытком белых кровяных клеток19.

Аналогичный случай был задокументирован в Шотландии. Однажды мартовским вечером 1845 года шотландского врача Джона Беннета срочно вызвали к двадцативосьмилетнему кровельщику, умиравшему от загадочной болезни. “У него смуглая кожа, – писал Беннет, – обычно он здоров и воздержан; [он] сообщает, что двадцать месяцев назад у него появилась сильная усталость, продолжающаяся до сего времени. В прошлом июне он обнаружил опухоль в левой части живота, которая постепенно увеличивалась в размере на протяжении четырех месяцев, после чего рост прекратился”20.

После этого у пациента Беннета появились множественные опухоли в подмышечных впадинах, в паху и на шее. При вскрытии тела несколько недель спустя Беннет обнаружил, что в крови кровельщика было очень много белых клеток. Беннет предположил, что пациент скончался от инфекции. “Данный случай кажется мне особенно ценным, – писал Беннет, – поскольку служит демонстрацией существования истинного гноя, возникающего повсеместно в сосудистой системе”21. Спонтанное “гноение крови”, как Беннет назвал эту ситуацию, опять-таки указывало на самопроизвольное зарождение, в которое верили виталисты. Однако в данном случае не было никаких других признаков инфекции или воспаления, и это сбивало врачей с толку[23]23
  Необходимо уточнить: Беннет считал, что при лейкемии в сосудах содержатся не клетки, а гной. Только в 1847 году Вирхов установил, что на самом деле в сосудах выявляются клетки, накопление которых и ведет к развитию лейкоза. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
.

Шотландский случай классифицировали как непонятное медицинское явление или аномалию, но он заинтересовал Вирхова, который и сам видел нечто подобное. Если Шванн, Шлейден и Мюллер были правы и клетки действительно образуются в результате кристаллизации жизненных флюидов, почему (и как) в крови вдруг выкристаллизовались миллионы белых клеток?

Вирхову не давало покоя происхождение этих клеток. Он не мог представить, чтобы десятки миллионов белых клеток крови появлялись из ниоткуда и безо всякой причины. Он начал подозревать, что эти миллионы аномальных клеток могли возникнуть из других клеток. Они даже выглядели как другие клетки, поскольку раковые клетки однотипны и схожи между собой. Вирхов знал об экспериментах Гуго фон Моля, который наблюдал за растительными клетками и видел, как клетки делятся на две дочерние. И конечно же, Ремак тоже терпеливо ждал у своего микроскопа, пока не увидел, как клетки лягушки и курицы появляются из других клеток. Но если такой процесс происходил у растений и животных, то почему бы и не в человеческой крови? А что, если лейкоз (лейкемия) был результатом изменения физиологического процесса деления клеток? Что, если клетки с нарушенной функцией производили на свет новые клетки с нарушенной функцией и именно это постоянное и неконтролируемое рождение клеток было причиной лейкоза?


Вирхов всю жизнь отличался удивительным постоянством в своих изысканиях: его характеризовала неугомонная и бесконечная любознательность и скептицизм в отношении признанных авторитетов и ортодоксальных объяснений. В 1848 году эта неугомонность приобрела политическую окраску22. В начале года в Силезии разразился голод, а затем по стране прокатилась смертоносная волна эпидемии тифа. Под давлением прессы и общественного недовольства министерство внутренних дел и министерство образования запоздало создали комиссию для изучения причин эпидемии. Вирхов вошел в состав комиссии и отправился в Силезию, расположенную в польской части Прусского королевства (теперь в основном на территории Польши). Проведя там несколько недель, он начал понимать, что причиной патологии граждан была патология государства. Вирхов написал гневную статью об эпидемии и опубликовал ее в медицинском журнале, в учреждении которого участвовал незадолго до этого, – Archives for Pathological Anatomy and Physiology and Clinical Medicine (позднее переименован в Virchows Archiv)25. Он утверждал, что причиной эпидемии был не только инфекционный агент, но также десятилетия политических беспорядков и пренебрежительное отношение к социальным проблемам24.

Обвинительное выступление Вирхова не осталось незамеченным. Его объявили либералом (опасный и уничижительный термин в Германии того времени) и взяли под наблюдение. В 1848 году, когда по Европе прокатилась взрывная волна популистской революции, Вирхов принимал участие в уличных протестах. Он основал еще одно печатное издание, Medical Reform, в котором мог объединять научные и политические идеи для нанесения ударов по государственному аппарату.

Роялистам выходки подстрекателя и активиста, пусть даже считавшегося одним из самых выдающихся ученых того времени, пришлись не по вкусу. Восстание было подавлено, в некоторых областях очень жестоко, а Вирхов был уволен из госпиталя Шарите. Его заставили подписать документ, в котором он обязался ограничить свои политические выступления, а затем с позором сослали в тихий институт в Вюрцбурге, где он не привлекал бы внимания и не причинял беспокойства.


Можно догадаться, что творилось в голове у Вирхова, когда после шумного блестящего Берлина он попал в сонный провинциальный Вюрцбург. Если из революции 1848 года можно вывести исторический урок, то он заключается в том, что государство и его граждане взаимосвязаны. Целое складывается из частей, а части составляют целое. Болезнь или запущенность лишь одной части может стать болезнью целого, как одна-единственная раковая клетка может произвести миллиарды злокачественных клеток и вызвать сложную и смертельную болезнь. “Тело – это клеточное государство, в котором каждая клетка является гражданином, – писал Вирхов. – Болезнь – это конфликт граждан государства, вызванный действием внешних сил”25.

В Вюрцбурге, вдали от берлинской суеты и политики, Вирхов начал обдумывать два дополнительных принципа, которым предстояло изменить будущее клеточной биологии и медицины. Он соглашался с идеей Шванна и Шлейдена о том, что все ткани растений и животных состоят из клеток. Но он не мог заставить себя поверить, что клетки самопроизвольно зарождаются из жизненных флюидов.

Но откуда же они тогда берутся? Как и во времена Шванна и Шлейдена, опять настало время для формулировки универсальных законов, и Вирхов был готов. Все фрагменты доказательств были уже найдены его предшественниками, а ему оставалось лишь принять корону и возложить себе на голову. Принцип зарождения клеток из клеток был справедлив не только для некоторых клеток и некоторых тканей, постулировал Вирхов, но для всех клеток. Это не аномалия или частная особенность, а универсальное свойство жизни растений, животных и человека. Деление клетки дает начало двум клеткам, из двух образуются четыре и так далее. Omnis cellula e cellula, писал он, “из клеток происходят клетки” – выражение Распая стало его основным догматом26.

Никакого слияния клеток из жизненных флюидов или формирования отдельной клетки из внутреннего жизненного флюида. Никакой “кристаллизации”. Это лишь фантазии: никто и никогда ничего подобного не видел. Уже три поколения микроскопистов разглядывали клетки. И видели лишь рождение клеток из других клеток – и происходило это за счет деления. Для объяснения происхождения клеток не нужно привлекать какие-то особые химические или божественные процессы. Новая клетка является результатом деления предшествовавшей клетки, все образуется из нее. Как писал Вирхов, “жизнь существует только за счет прямой преемственности”27.

Клетки происходят из клеток. Клеточная физиология – основа нормальной физиологии. Если первый догмат Вирхова касался нормальной физиологии, то второй говорил о противоположном – Вирхов изменил медицинское понимание отклонений от нормы. Он начал рассуждать: не может ли нарушение функции клеток быть причиной нарушения функционирования тела? Что, если все патологии являются клеточными патологиями! В конце лета 1856 года Вирхова пригласили вернуться в Берлин: политические грехи молодости были прощены в свете его растущего научного влияния. Вскоре после возвращения он опубликовал свою самую известную книгу “Целлюлярная патология”, которая представляла собой серию лекций, прочитанных им в берлинском Институте патологии весной 1858 года.

“Целлюлярная патология” произвела фурор в медицинском мире28. Многие поколения патологоанатомов рассуждали о болезнях как об отказе тканей, органов и систем органов. Вирхов утверждал, что они упускали главную причину болезней. По его мнению, раз клетки являются строительными кирпичиками жизни и физиологии, патологические изменения при болезнях органов и тканей следует связывать с патологическими изменениями в единицах поврежденных тканей – иными словами, в клетках. Чтобы понять патологию, врачам следует искать нарушения не только в видимых органах, но и в их невидимых кирпичиках[24]24
  Вирхов упомянул работу двух шотландских хирургов – Джона Хантера и его брата Уильяма, а также работу патологоанатома из Падуи Джованни Морганьи. Вскрытия, произведенные Хантерами, Морганьи и многими другими анатомами и хирургами, показывали, что при болезни какого-то органа в анатомии поврежденной ткани неизбежно обнаруживаются признаки патологического процесса. Например, при туберкулезе в легких появляются белые гнойные узелки, называемые гранулемами. При сердечной недостаточности мышечные стенки сердца обычно выглядят тонкими и изношенными. Вирхов утверждал, что в каждом из этих случаев истинная причина заболевания кроется в клеточной дисфункции. На микроскопическом уровне сердечная недостаточность – следствие дисфункции клеток сердца. Гнойные гранулемы при туберкулезе легкого – следствие реакций клеток на микобактериальную инфекцию.


[Закрыть]
.


Страницы книги >> Предыдущая | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | Следующая
  • 2 Оценок: 1

Правообладателям!

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читателям!

Оплатили, но не знаете что делать дальше?


Популярные книги за неделю


Рекомендации