Каждый день, каждую минуту, каждую секунду мы вдыхаем миллионы болезнетворных бактерий. Но, к счастью, большинство атак инфекционных агентов успешно отражают наши собственные защитные силы.
Наука о защитных силах организма — иммунология — возникла в конце XIX века. Её родоначальниками называют русского биолога Илью Мечникова и немецкого врача-инфекциониста Пауля Эрлиха.
Мечников и Эрлих не вели совместные исследования, не совершали свои открытия параллельно и независимо друг от друга, как это часто бывает в науке. Более того, они имели прямо противоположные точки зрения на теорию иммунитета и на протяжении целых 11 лет вели непрекращающийся научный спор, отстаивая свои позиции.
Кто из них в итоге оказался прав? И кому на самом деле принадлежит приоритет этого важнейшего открытия?
Случайное открытие. Мечников
Однажды тихим декабрьским вечером 1882 года Илья Ильич Мечников взял шип обычной садовой розы и… воткнул его под кожу личинке морской звезды.
Зачем он это сделал? Чтобы проверить случайную догадку.
В то время профессор Императорского Новороссийского университета в Одессе Мечников занимался изучением пищеварения морских звезд. Ему хотелось выяснить, сохранилось ли у этих древних животных так называемое внутриклеточное пищеварение. Поскольку личинки морских звезд прозрачны, весь процесс был виден как на ладони.
Ученый вводил в тело личинок красный порошок кармина и наблюдал, как некие клетки — Мечников называл их «блуждающими» — послушно поглощают зернышки кармина и окрашиваются в красный цвет. И тут Мечникова озарило. Если клетки поглощают инертный порошок, может быть, они подобным образом реагируют на любое постороннее внедрение в организм, будь то заноза или болезнетворные бактерии? Тогда, чтобы проверить свои предположения, взял шип обычной садовой розы и ввел его под кожу личинке.
Ночью от волнения Мечников почти не спал. А утром под окуляром микроскопа Илья Ильич увидел полное подтверждение своей догадки. Блуждающие клетки, окрашенные кармином, окружили острие занозы сплошным красным пятном.
Дальше, как говорил потом сам Мечников, из этого опыта «вытек целый ряд заключений». Во-первых, что это явление — не пищеварительный, а защитный процесс. И во-вторых, что в подобных ситуациях каждая клетка выступает в интересах целого организма. Мечников назвал клетки-защитницы «пожирающими».
В поисках подтверждения своей теории Мечников сначала перешел к изучению млекопитающих, а потом и человека.
С некоторой долей иронии Мечников называл себя «зоологом, заблудившимся в медицине». Но, возможно, именно то, что он был зоологом, а не врачом, позволило ему заметить аналогию между «блуждающими клетками» в организмах низших животных и лейкоцитами в крови человека.
Он первым понял, что воспаление — это защитное, а не разрушительное явление. И что лейкоциты не разносят болезнь по организму, а уничтожают болезнетворные микробы.
Своими идеями Мечников поделился с друзьями — молодыми немецкими зоологами из Венского университета Карлом Гроббеном и Карлом Гайдером. Они-то и предложили русскому ученому перевести не очень удачный термин «пожирающие клетки» на древнегреческий.
Так появились фагоциты. Так родилась теория фагоцитоза, или теория клеточного иммунитета, как назовут ее позже.
Свое открытие Мечников впервые обнародовал на съезде естествоиспытателей и врачей в Одессе в августе 1883 года.
Из доклада Мечникова «Целебные силы организма»: «Ученые давно обратили внимание на тот факт, что люди, несмотря на то что ежеминутно проглатывают и вдыхают миллионы болезнетворных бактерий, не всегда заболевают, заражаются. Видимо, и в теле человека имеются клетки, похожие на амеб, которые способны поедать и тем обезвреживать наших врагов. Эти клетки живут в крови человека и известны под именем белых кровяных телец…»
Фагоцитарная теория Мечникова была встречена научным миром в штыки. Европейские светила говорили о фагоцитозе не как о научном открытии, а как о научном заблуждении. Особенно возмущались врачи: они обвиняли Мечникова в незнании основ медицинской науки, давали понять, что вторжение зоолога в чужую область неуместно.
Сам Илья Ильич тем временем, не обращая внимания на несправедливые упреки, продолжал свои исследования клеточного иммунитета. Правда, уже не в Одессе, а в Париже, в Институте Луи Пастера.
Споры вокруг теории Мечникова со временем почти утихли. Но тут молодой немецкий бактериолог Пауль Эрлих, ученик великого Роберта Коха, выдвинул новую теорию иммунитета — гуморальную.
Кстати, это открытие тоже было сделано случайно.
Случайное открытие. Эрлих
Пауль Эрлих работал в Берлинском институте инфекционных болезней Роберта Коха. Он занимался поисками способов лечения опасных заболеваний, а точнее — разработкой идеальных лечебных средств, которые действовали бы только на возбудителя болезни и не повреждали клетки организма. Как говорил сам Эрлих, он создавал «волшебные пули», которые поражают только намеченные цели. Но попутно его интересовали и защитные механизмы против бактерий, их токсинов, а также против растительных ядов.
Экспериментируя с ядами, Эрлих обнаружил, что на каждую небольшую дозу токсина организм животного реагирует выработкой антитоксина. Но самым удивительным было то, что даже после нейтрализации всего введенного яда организм продолжал вырабатывать антитоксин.
Для объяснения этих странных явлений Эрлих предложил теорию, которую поначалу назвал «ключ-замок». Он предположил, что некоторые клетки организма содержат некие молекулы с боковыми цепями. На конце каждой цепи свой «ключ». А молекулы токсинов — это «замок». Как только токсин попадает в организм, соответствующий «ключ» тут же притягивается к нему и запирает «замок».
Работая дальше над теорией боковых цепей, Эрлих обнаружил, что на некоторые инфекционные заболевания организм реагирует по той же схеме «ключ-замок». То есть в крови человека изначально имеется некое противомикробное вещество, точнее, почти на каждую бактерию заранее приготовлена своя антибактерия. Эти антибактерии Пауль Эрлих назвал антителами.
Справедливости ради надо сказать, что противомикробные свойства жидкой бесклеточной части крови млекопитающих наблюдали многие микробиологи со времен изобретения микроскопа. Более того, за три года до открытия Эрлиха феномен антибактериальных свойств сыворотки крови был подробно описан его же коллегами по институту.
Но именно Эрлих представил взаимодействие между клетками, антителами и антигенами как химические реакции.
Так в 1891 году родилась теория гуморального иммунитета.
От противостояния к взаимодействию
Жаркий научный спор между клеточной и гуморальной теориями иммунитета длился 11 лет. И по большому счету способствовал развитию иммунологии как науки.
Правда, все эти годы защитников теории Мечникова было гораздо меньше, чем сторонников теории Эрлиха. И вовсе не потому, что клеточная теория была менее убедительной. Просто методы работы с клетками были очень трудоемкими, требовали огромных временных затрат и ювелирной точности. А для подтверждения гуморальной теории нужно было всего лишь зарегистрировать реакцию антиген-антитело в растворе.
Но в конечном итоге выяснилось, что теории Мечникова и Эрлиха не противоречат друг другу, как это казалось поначалу даже самим ученым, а взаимно дополняют друг друга.
Точка в этом научном споре была поставлена в 1902 году, когда ученик и сподвижник Мечникова микробиолог Иван Савченко обнаружил в крови особые антитела, которые способствовали фагоцитозу.
Через год независимо от Савченко этот феномен описали английские ученые Райт и Дуглас. Они фактически воссоединили теории Мечникова и Эрлиха, доказав, что в присутствии антител фагоцитоз микробов усиливается. Этот феномен английские ученые назвали опсонизацией. В переводе с греческого термин opsonein означает «делать вкусным». То есть антитела делают микробов вкусными для фагоцитов.
Так закончилось противостояние двух теорий.
Противостояние двух ученых завершилось гораздо раньше.
Впрочем, никакой личной вражды Мечников и Эрлих друг к другу не испытывали никогда.
В 1900 году во время международного конгресса в Париже Илья Ильич дал обед в честь своего немецкого коллеги. Эрлих был очарован Мечниковым. Говорят, что, не в силах сдержать эмоции, он воскликнул прямо посреди обеда: «Какой характер! Какой великий человек!»
В 1908 году Пауль Эрлих и Илья Мечников получили Нобелевскую премию по медицине. Эрлих за гуморальную теорию иммунитета. Мечников — за клеточную.
При подготовке наградных документов у Нобелевского комитета возникло затруднение. Они не знали, представителем какой страны был автор теории фагоцитоза. Русский по национальности, Мечников вот уже двадцать лет жил во Франции и работал в Институте Пастера. Мечников ответил телеграммой: «Я всегда был и остаюсь подданным Российской империи…»
В своей нобелевской речи после обязательной благодарности комитету за оказанную честь Мечников, прежде чем перейти к собственной теории фагоцитоза, рассказал о том, насколько важно для науки открытие Эрлиха. И называл его при этом «мой друг профессор Эрлих».
Автор: Марина СОБЕ-ПАНЕК
