Добре поінформований оптиміст
До 100-річчя від дня смерті українського нобелівського лауреата Іллі Мечникова
На рубежі XIX і XX століть Ілля Ілліч Мечников (1845-1916) був одним із найяскравіших представників природознавства, що змінили розвиток європейської та світової науки. За життя його було обрано дійсним та почесним членом величезної кількості (понад 60) українських та зарубіжних академій, наукових та професійних товариств.
Мечників у Парижі
Вирішальним у біографії І.І. Мечникова як відомого на той час вченого з європейським ім'ям був 1887 рік, коли він та його дружина Ольга Миколаївна дійшли остаточного рішення покинути Україну. За кордоном І.І. Мечников відвідав насамперед німецькі лабораторії у Вісбадені, Мюнхені, Берліні. У його поданні саме Німеччина була Меккою європейської та світової науки.
Відмовившись від думки працювати у Німеччині, І.І. Мечників із дружиною поїхали до Парижа. Тут восени 1887 року Ілля Мечников зустрівся з Луї Пастером, який вселив надію. Пастер був уже добре знайомий із фагоцитарною теорією, яка, за його визнанням, справляла на нього глибоке враження. Дізнавшись, що в Парижі будується будинок нового інституту з численними лабораторіями, Мечников взяв на себе сміливість просити Пастера про honorary position (почесну посаду без окладу) та одну-дві кімнати, де він міг би працювати як приватна особа.
Матеріальна забезпеченість І.І. Мечникова позбавляла його необхідності обговорювати питання майбутньої платні. Більше того, зваживши на труднощі фінансування Інституту Пастера в Парижі в перші роки його існування, Ілля Ілліч продовжував відмовлятися від платні. Єдиним співробітником у його Лабораторії морфології нижчих організмів та порівняльної мікробіології була дружина Ольга МиколаївнаМечнікова. Загалом вчений пропрацював у цьому інституті 28 років.
Він був дворянином (статським радником), володів двома маєтками в МалоУкраїні та відвідував Україну як з наукових, так і з особистих справ. До кінця свого життя він зберігав українське громадянство і постійно стежив за станом науки в Україні, який не покращувався і після його від'їзду. Так, 1907 року він напише: «. наука в Україні переживає тривалу і важку кризу. На науку не тільки немає попиту, але вона знаходиться в повному загоні».
Від гісенського відкриття – до фагоцитозу
Опускаючи багато цікавих подробиць біографії молодого І.І. Мечникова, слід згадати про його раннє фундаментальне відкриття, що зіграло велику роль у наступних імунологічних відкриттях. Це так зване гісенське відкриття – воно було зроблено у Гіссенському університеті, у роки стажування Мечникова у Німеччині.
Тоді, 1865 року, Мечникову виповнилося лише 20 років. Вивчаючи способи харчування нижчих багатоклітинних організмів (Metazoa), він відкрив у війного черв'яка – земляний планарії – внутрішньоклітинний тип травлення. Травна порожнина у планарії відсутня, і акт травлення, за Мечниковим, здійснюється виключно всередині рухомих клітин мезодермального походження. Аналогічно тому, як акт травлення здійснюється в одноклітинних, наприклад, в інфузорії та інших найпростіших. Завдяки цьому спостереженню, Мечников знайшов недостатню ланку своєї гіпотези про еволюційний розвиток багатоклітинних організмів і показав генетичний зв'язок Protozoa з первинними вимерлими і нині живими Metazoa.
Тільки через 17 років Мечников повернеться до гісенського спостереження, і несподівано воно стане прелюдією іншого відкриття - опис імунної функції фагоцитозу у вищих тварин і людини. І.І.Мечников першим дійшов висновку, що імунна відповідь є функцією спеціалізованих клітин, об'єднаних в єдину функціональну імунну систему.
У 1882 року у численних експериментах І.І. Мечников переконався, що здатність клітин захоплювати і перетравлювати частки в еволюції перейшла до спеціалізованих (мезодермальних) клітин сполучної тканини. Навесні 1883-го співробітники Карла Клауса, професора зоології Віденського університету, К. Гроббен та К. Гейдер підказали Мечникову термін для наукової назви відкритого явища – «фагоцитоз».
Геній Мечникова в тому, що він впевнено вийшов широкі узагальнення відкритого їм явища імунної функції фагоцитозу. Він заявляє про участь фагоцитів у процесах атрофії, метаморфозу, репарації, регенерації, запалення та інфекції. З іншого боку, найважливішим становищем клітинної теорії Мечникова стало розвиток поглядів на здатність фагоцитів секретувати широкий спектр регуляторних біологічно активних речовин.
Вже в 1886 році Мечников вводить уявлення про регуляторну роль нервових процесів та гіпоталамуса в імунному захисті та запаленні за допомогою нейромедіаторів (цитаз). Одночасно він описує шлях еволюційного становлення імунної системи у вищих тварин і людини, починаючи з предка, що вимер, - фагоцителли - колоніального типу одноклітинного організму, схожого на личинку сучасних нижчих багатоклітинних.
Поступово крім клітинної теорії імунітету (1883-1886) Мечников розробляє біологічну теорію запалення (1884-1891), біологічну теорію старіння (1897), теорію атрофії (1901) та теорію ортобіозу (1907).
Мечников вгадав головну особливість імунної системи – її генералізований характер, обумовлений наявністю величезної кількості клітин, безперервнощо циркулюють через лімфу, кровотік, міжклітинні простори, та її екологічну специфічність – тісна взаємодія через шкіру, травний тракт та легені з елементами зовнішнього світу.
Відкриття фагоцитозу, як і детальний опис Мечникова фізіологічної системи імунітету, раніше невідомої ні біологам, ні медикам, розглядається сучасною наукою як фундаментальне. Воно містить науковий опис головного об'єкта імунологічних досліджень – імунокомпетентні клітини, об'єднані у єдину систему.
Його малюнки дають зображення найважливіших біологічних явищ, зумовлених реактивністю макро- і мікрофагів, спрямованої як у структури, що потрапили ззовні, і власні структури, що стали організму чужорідними. Тут і явище старечої атрофії м'язів, викликаної міофагами; явище метаморфозу у амфібій, коли пожирання власних м'язових волокон за допомогою міофагів призводить до знищення окремих органів (наприклад, хвоста у пуголовка); репараційні явища після опіку, зумовлені утворенням розгалужених сполучнотканинних клітин із тканинних фіксованих фагоцитів. Тобто «акт поїдання» фагоцитами власних клітинних елементів призводить до різних біологічних наслідків: у першому випадку – до патології (атрофічної дегенерації м'язової та кісткової тканини у людей похилого віку), тоді як у другому (метаморфоз у амфібій) та третьому випадках (репарації при опіку) ) мова йде про нормальне біологічне явище.
З 1898 по 1908 рік у відділі Мечникова в Пастерівському інституті розгорнулися програмні дослідження з отримання токсичних імунних сироваток та антитіл до різноманітних чужорідних клітин. Цитолітичні сироватки мали виражену органоспецифічність. Це виявлялося у тому здібності навіть за одноразовоїін'єкції викликати морфологічні ушкодження відповідного органу або тканини, за якими, як правило, слідували порушення функціональних властивостей.
Так, наприклад, при введенні сперматозину втрачалася рухливість сперматозоїдів. Великі дози цитотоксинів викликали пригнічення функції відповідних клітинних елементів, тоді як малі дози діяли активно.
Крім цитотоксинів, спрямованих проти чужорідних клітин, у відділі Мечникова В.К. Ліндеманом було отримано аутоцитотоксини, тобто антитіла до власних клітин нирок. Автоімунна цитотоксична сироватка при введенні її здоровим тваринам того ж виду викликала специфічні морфологічні та функціональні зміни нирок, так званий нефрологічний нефрит. Так було отримано одну з перших експериментальних моделей аутоімунного захворювання – аутотоксичний нефрит, описаний українським патологом В.К. Ліндеманом у 1900–1901 роках. Проте за іронією долі відкриття увійшло історію імунопатології під ім'ям японського патолога М. Мазуги, працював у Німеччині (нефрит Мазуги), лише 1933 року.
Роботи з цитотоксичного імунітету виявили парадоксальний характер імунних реакцій, здатних як захищати, а й руйнувати свої власні структури. Так народився новий напрямок імунології – імунопатологія, вивчає захворювання, основу яких лежать розлади імунних механізмів. Сучасною імунологією доведено, що цитотоксичний механізм лежить в основі патогенезу аутоімунних та алергічних захворювань. Пригнічення цитотоксичної активності – один із кардинальних напрямів клінічної імунології.
Відкриття у сфері гуморального імунітету
З великою тривогою Мечников сприймав відкриття у сфері гуморального імунітету,обумовленого наявністю антитіл, які поводилися як би незалежно від клітин. Опис цих відкриттів у 1890 році супроводжувалося демонстрацією практичного використання лікувальних та діагностичних антисироваток, що мають високу специфічність (преципітини, аглютиніни, лізини та ін.).
Мечников з настороженістю і хвилюванням зустрічав кожну роботу, що стосується ролі антитіл у крові: руйнувалася цілісність його клітинної теорії імунітету. Тому незабаром він та його співробітники в Інституті Пастера стали цілеспрямовано вивчати гуморальні фактори крові та їхню питому вагу в імунному захисті. Зрештою розробки основ гуморального імунітету школою І.І. Мечникова було зроблено не менше, ніж його противниками. Так, у його відділі у 1895 році майбутній нобелівський лауреат Ж. Борде відкрив комплемент, а Л. Дейч продемонстрував синтез антитіл у кровотворних органах, багатих на фагоцити.
На жаль, ідея імунної системи, як і ідея примату клітинних реакцій в імунному захисті, виявилася недооціненою і патологами, і бактеріологами, і гігієністами, які розгорнули багаторічну та виснажливу дискусію з Мечниковим. Відсутність яскраво вираженої специфічності фагоцитів стосовно антигенів, а також імунологічної пам'яті (здатності відповідати на повторне введення антигену) створювало враження, що такий найдавніший механізм захисту, як фагоцитоз, залишився в еволюції як атавізм, як неспецифічний фактор захисту. Тоді як лімфатична система в ході еволюції придбала в особі гуморальних факторів структури адаптивного імунітету, що мають здатність до специфічного розпізнавання, до якого фагоцитоз навряд чи може мати якесь відношення.
І хоча за плечима Іллі Мечникова були довгі роки невизнання та виснажливі наукові дискусії,що доводили його до нервового зриву і навіть бажання розлучитися з життям, присудження йому в 1908 Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини в парі з лідером опозиційного напряму П. Ерліхом стало справжнім тріумфом вченого.
Геронтологія та філософія
Мечникова вважатимуться родоначальником наукової геронтології. Його заслуга полягала в тому, що він вивів проблему вивчення старості традиційної медико-гігієнічної площини на широкий шлях еволюційних біологічних досліджень. Абсолютно незалежно він дійшов ідеї еволюційного походження смерті.
На початку 80-х років XIX століття А. Вейсман заявив про «смертність» соматичних та «безсмертність» зародкових (статевих) клітин. І.І. Мечников не погодився із цим висновком Вейсмана. Експерименти на нижчих тварин, проведені Мечниковим, показували, що безсмертність притаманна багатьом, а чи не лише зародковим клітинам нижчих тварин, наприклад кільчастим хробакам чи полипам. Проте на вищих щаблях еволюції властивість бути «безсмертним» зникає. Звідси – теза Мечникова: смерть є результат еволюції, а чи не адаптивний процес, як його представляв Вейсман.
У своїх працях Etudes sur la nature humaine (1903; український переклад «Етюди про природу людини», 1904) та Essai de philosophic optimiste (1907; український переклад «Етюди оптимізму», 1907) Ілля Мечников передбачив наявність у живих організмах «біологічних . Тобто генетичну запрограмованість індивідуальної тривалості життя – межі, за яку вид не може вийти.
Методом безмікробного вирощування немовлят зацікавилися акушери Парижа, але про можливість створення безмікробних умов у клініці дитячих хвороб на той час ще не могло бути й мови. З метою нейтралізації кишковоїІнтоксикації Мечников рекомендував вводити в кишечник з їжею молочнокислі продукти – болгарську кисле молоко – йогурт, що, на його думку, має обмежувати зростання та розвиток патогенних та умовно аутогенних мікробів та ефективно нейтралізувати токсичні продукти їх життєдіяльності.
Безперечно, великий науковий інтерес представляє і концепція ортобіозу І.І. Мечнікова. Ортобіоз – це ціла система самовдосконалення з метою досягнення довгої, діяльної та бадьорої старості, що призводить до розвитку почуття насичення життям та бажання смерті. Бажання смерті, парадоксальне у своїй основі, – ідеал ортобіозу. Актуальними при цьому стають гігієна тіла – яка, як вважав Мечников, ще не зайняла належного місця в житті людини, воля та моральна поведінка, для якої потрібна наукова освіта. "Невігластво, - писав Мечников, - слід віднести до найбільш аморальних явищ".
Мечников не встиг остаточно розробити теорію ортобіозу. Перша світова війна, що вибухнула, зробила безглуздими його міркування про самодостатню старість, природну смерть і моральну освіту людства. Змішалося все, руйнувалося нормальне життя. Інститут Пастера був переведений у відання військового відомства, наукою стало займатися неможливо.
Дорогі мавпи, на яких Мечников ставив експерименти з сифілісу, були вбиті через можливу облогу Парижа і нестачу їжі. Мечникову, який так шалено вірив у європейську культуру, неможливо було примиритися з ідеєю війни в цивілізованому суспільстві. Він був переконаний, що з'ясовувати відносини між державами потрібно без кровопролиття та смерті.