Розвиток ідей І
У травні 2005 року виповнюється 160 років від дня народження нашого земляка, видатного філософа, патолога та геронтолога, мікробіолога та імунолога І.І. Мечнікова. Народився Мечников у с. Панасівка Куп'янського повіту Харківської губернії, 1856-1862 рр. навчався у 2-й Харківській гімназії, яку закінчив із золотою медаллю, 1864 р. екстерном з відзнакою закінчив Харківський університет. З 1870 по 1882 р. – професор зоології та порівняльної анатомії Новоукраїнського університету (Одеса), з 1886 до 1888 року. – завідувач першої в Україні Одеської бактеріологічної лабораторії, з 1888 по 1916 роки. – заступник директора та директор Пастерівського інституту (Париж).
У сузір'ї імен вчених, працями яких закладено основи сучасного природознавства, вже сторіччя не тьмяніє ім'я Іллі Ілліча Мечникова. Навіть серед класиків природознавства трохи імен, що не тьмяніють у часі; і зовсім мало концепцій, гіпотез і теорій, які через століття залишалися б керівництвом до дії, а не пам'яткою історії.
Де ж витоки і чому причина безпрецедентного наукового успіху І.І. Мечнікова? Їх кілька, і перша, можливо, головна серед них, – це дар його наукового передбачення. Бо крім бездоганної логіки, Мечников мав ще й величезну інтуїцію, здатність до голографічного мислення – властивість, властиву лише вченим від Бога, здатну по малої частини безпомилково відновити образ цілого. Саме в такій якості представив І.І. Мечников науковому світу сто років тому практично завершений «портрет» загальнобіологічної теорії імунітету, далеко не повністю підкріпленої тоді фактами, що зазнала внаслідок цього жорсткої та різкої критики і все ж таки повністю підтверджена всім подальшимрозвитком науки.
З погляду психології наукової творчості винятково цікавий факт, що ця багато в чому умоглядна доктрина, яку великий експериментатор Роберт Кох небезпідставно називав «східною казкою», не тільки вижила у вогні полеміки з сучасниками, а й надалі, будучи неодноразово оголошеною «зданою» в архів», незмінно воскресала знову непохитною в жодному своєму принциповому пункті.
Існують, однак, та інші обставини, без урахування яких творча міць І.І. Мечникова залишилася б незрозумілою. Зводяться вони насамперед до двох моментів.
Мечніков – енциклопедист. Енциклопедична ерудиція дозволила йому вийти за рамки власної спеціальності та оглянути предмет «з висоти пташиного польоту», перебуваючи в позиції, коли зокрема йдуть, а головне залишається.
По-друге, основу відкриттів І.І. Мечникова лежить системний підхід, оскільки будучи глибоким діалектиком, він безпомилково підібрав єдино вірний ключ до вирішення найскладніших біологічних проблем - і цим ключем виявився історичний підхід, еволюціонізм у вищому значенні цього слова, підхід, можливості якого, на жаль, не були належним чином освоєні натуралістами наступних поколінь (саме недооцінка можливостей порівняльного історичного методу, нездоланна до теперішнього часу, і сьогодні не дозволяє ефективно розвивати низку серйозних напрямів у біології та медицині).
p align="justify"> Отже, системний підхід плюс принцип історизму - ось формула рішення, що лежить в основі творчості І.І. Мечнікова. Зазначене відноситься, перш за все, до його ембріологічних досліджень, що виявили загальні закономірності онтогенезу, втілили ідею історичної єдності тваринного світу і визначили філогенетичні взаємини міжрізними його таксонами. Зробивши гігантську працю, зіставивши онтогенез практично в усіх груп безхребетних, І.І. Мечников разом із А.О. Ковалевським сформували порівняльну ембріологію, заповнивши тим самим вакуум, що існував на стику вчень про онтогенез хребетних і безхребетних організмів.
Ці роботи мають велике значення для трактування загальнобіологічної ролі феномена імунітету, і вважатимуться, що вони послужили основою і визначили ряд узагальнень у сфері біології та медицини багато десятиліть.
Справді, І.І. Мечниковим та А.О. Ковалевським доведено, що основні напрямки гістогенезу у хребетних та безхребетних принципово збігаються. Більш ніж ймовірно тому, що й механізми, які контролюють ці процеси, в обох випадках мають бути якщо не єдиними, то, принаймні, подібними. Оскільки нині вже не викликає сумнівів, що в основі процесів диференціювання тканин у хребетних лежать, зрештою, імуногенетичні механізми, замкнуті насамперед на трансплантаційні антигени (HLA-систему), можна очікувати, що й у безхребетних організмів, зокрема у членистоногих, існують аналоги тієї системи імунітету, яка має місце у хордових, включаючи здатність до імунного розпізнавання та імунної пам'яті.
Найважливішим філогенетичним питанням, розробленим І.І. Мечниковим на цьому відрізку свого наукового шляху була проблема гастреї, вивчення якої призвело до формулювання теорії паренхімели (фагоцителли), заснованої на феномені внутрішньоклітинного травлення. Саме феномен внутрішньоклітинного травлення став тим стрижнем, довкола якого групувалися роботи Мечникова, написані ним з кінця 60-х до початку 80-х років. Вивчення цього феномена не тільки призвело надалі до формулюваннявчення про фагоцитоз, але мало й інші, дуже масштабні для біології наслідки, серед яких, принаймні, два заслуговують на спеціальний розгляд.
Одне з них – це відкриття Де Дювом лізосом, які грають величезну роль забезпеченні клітинного і тканинного гомеостазу.
Історія відкриття фагоцитозу і потім драматичних подій, що послідували, багаторазово описані в літературі, що дозволяє уникнути непотрібних повторів. Слід лише підкреслити, що, незважаючи на наявність у відкритті фагоцитозу елемента випадковості, загалом воно мало вкрай закономірний характер і було підготовлено всім попереднім науковим шляхом вченого.
За багато десятиліть, що минули від часу зародження фагоцитарної доктрини, вона пройшла дуже складний шлях. Хоча запекла полеміка між її прихильниками та імунологами-гуморалістами давно вже належить історії, спроби повалення мечниковського вчення неодноразово робилися, приводячи, однак, щоразу до того самого результату – його подальшого розвитку. Остання, чи не найсерйозніша спроба ревізії вчення про фагоцитоз була зроблена вже в наш час, у 60-ті – 70-ті роки, коли роботами Бернета було визначено роль імуногенезі лімфоциту. На деякий час досить тривалий час саме лімфоцит опинився в центрі уваги імунологів, відтіснивши фагоцити на другий план.
У масштабі світової науки згаданий ретроградний рух виявився не надто тривалим, порівняно скоро з'ясувалося, що макрофаг не просто бере участь в індукції імунної відповіді, але саме він – принаймні при розвитку тимузалежної відповіді – визначає як вибір між його можливими варіантами (активна відповідь або формування толерантності), і кількісні його параметри. Булопоказано далі, що репрезентація антигену протікає за безпосередньою участю, по-перше, лізосомальних ферментів макрофагів і, по-друге, його трансплантаційних антигенів, що експресуються на клітинній мембрані. Тим самим було на новому рівні було підтверджено уявлення І.І. Мечникова про існування двох щодо самостійних та функціонально розділених гілок фагоцитуючих клітин – мікрофагів (переважно нейтрофілів) та макрофагів.
З'ясувалося далі, що роль фагоцитуючих клітин в імунітет включає і відповідальні регуляторні функції, оскільки макрофаг є ланкою, що сполучає окремі клітинні популяції імунної системи і виконує функції міжсистемного регулятора, що бере участь у забезпеченні взаємодії імунної, нервової та ендокринної систем. Найважливішою подією у цій галузі стало відкриття монокінів – біологічно активних пептидів макрофагального походження, серед яких особливе місце належить інтерлейкіну-1 (ІЛ-1), просте перерахування регуляторних функцій якого зайняло б, ймовірно, не одну сторінку. Саме відкриття ІЛ-1 послужило подією, що переклала уявлення про нейроімуноендокринний регуляторний «трикутник» з рангу ймовірних гіпотез в ранг доказових наукових істин.
Відкриття регуляторної ролі макрофагів дозволяє з нових позицій розглянути питання про їх участь у системних патофізіологічних реакціях (запаленні, регенерації, склеротичних процесах та в онкогенезі). Встановлено, зокрема, що сформульована І.І. Мечникова ідея про ключову роль фагоцитів у запаленні повністю підтверджується сучасними дослідженнями.
Макрофаг визначає, зрештою, і розвиток склеротичних процесів, який би клітинно-органної території вони мали місце. СамеВивчення макрофага являє собою внаслідок цього ключову ланку в фундаментальній проблемі стромально-паренхіматозних взаємин у тому числі між нейронами та гліальними елементами. Слід наголосити, що сама можливість формулювання проблеми стромально-паренхіматозних взаємин виникла насамперед завдяки роботам І.І. Мечникова, що послужило ідейним витоком для концепції ретикуло-ендотеліальної системи Ашоффа-Анічкова та вчення А.А. Богомольця про активну мезенхіму.
Одним із головних питань, які вирішуються в її рамках, є роль макрофагів у патогенезі склерозів взагалі та атеросклерозу зокрема. Депонування пінистими клітинами липидосодержащих атерогенних циркулюючих імунних комплексів є, як з'ясувалося, одне із центральних моментів у розвитку атеросклерозу, а звідси випливає, що стану макрофагів безпосередньо чи опосередковано залежить розвиток цілого ряду найпоширеніших форм серцево-судинної патології. Це стосується і багатьох інших захворювань внутрішніх органів (пневмо- і нефросклерози, цирози та ін.). Нарешті, макрофаг є ключовою ланкою, що визначає імунологічну ситуацію і при злоякісному зростанні, особливо якщо йдеться про пухлиноасоційовані макрофаги (Білінський Б.Т. і співавт., 1989). Роль макрофага при цьому двояка: в одних випадках він виступає як ефектор щодо пухлинних клітин, в інших – здатний стимулювати останні, будучи одним із факторів «ефектів посилення».
Отже, вчення про макрофаг займає сьогодні ключові позиції у ряді напрямків розвитку загальної патології та нормальної фізіології. Можна без перебільшення сказати, що від нього залежить прогрес біології, медицини та геронтології в нинішньому столітті.
На жаль, на відміну відмакрофага, що знову став в очах імунологів персона грата, роль мікрофагів – полінуклеарів у фізіологічних та патологічних процесах – вивчається в останні десятиліття набагато менш активно. Проте накопичуються дані, що свідчать, що й полінуклеарні фагоцити, забезпечуючи «першу лінію» протиінфекційної резистентності організму, беруть активну участь і в процесі репарації та регенерації. Підставою такого висновку служить, зокрема, цикл робіт Е.К. Хрущова (1944), що свідчить про естафетну взаємодію мікро- та макрофагів у ході регенерації, а також дані про пряму участь нейтрофілів у реакціях протипухлинного імунітету (Лаврова B.C. та співавт., 1992). Враховуючи наявність ряду давно відомих феноменологічних, але не розшифрованих належною мірою реакцій, що розвиваються за участю полінуклеарів (травний лейкоцитоз, реакція гранулопоезу на стресові впливи і т.д.), є всі підстави вважати, що роль мікрофагів у здійсненні гомеостатичних реакцій різноманітніше, ніж це прийнято вважати нині.
І.І. Мечников був першим біологом, як звернув увагу до ролі симбіотичних взаємин у забезпеченні резистентності організму, а й концептуально обгрунтував можливість використання цих біоценотичних зв'язків у практичних цілях. Хоча далеко не всі конкретні позиції І.І. Мечникова в даній області підтвердилися надалі, цілком очевидно, що саме в його працях слід шукати витоки двох основних наукових напрямів у сучасній мікробіології: дослідження про роль нормальної мікрофлори у життєдіяльності організму та вчення про мікробний антагонізм.
І.І. Мечникову належить чудова за своєю глибиною ідея про те, щоорганізм тварини і людини є унікальною симбіотичну систему, важливу роль у якій грають симбіонти-мікроби. Весь розвиток вчення про нормальну мікрофлору повністю підтвердив цю позицію. Більше того, відкриття симбіозу макро- та мікроорганізмів на внутрішньоклітинному і особливо на генетичному рівнях дозволяє вважати даний тип взаємовідносин одним із визначальних факторів як в онко-, так і у філогенезі. Цей аспект наукової спадщини І.І. Мечникова заслуговує на спеціальний розгляд, докладний виклад якого несумісний з обмеженим обсягом цього повідомлення. Ми лише перерахуємо кілька фундаментальних галузей мікробіології, імунології та фізіології, органічно пов'язаних з ідеями І.І. Мечникова у цій галузі, саме: вчення про роль нормальної мікрофлори у становленні імунної системи; гнотобіоз; роль мікробів-симбіонтів у травленні та метаболізмі; проблема вірогенії та її зв'язок з онкогенезом; внутрішньоклітинний мікробний симбіоз та еволюція внутрішньоклітинних структур; проблема дисбактеріозів та її значення у патології людини.