Нобелевская. Самая почетная премия
Нобелевская премия «за труды по иммунитету»
Русский эмбриолог, бактериолог и иммунолог Илья Ильич Мечников родился в деревне Ивановке, расположенной на Украине, неподалеку от Харькова. Его отец Илья Иванович, офицер войск царской охраны в Санкт-Петербурге, до переезда в украинское поместье проиграл в карты большую часть приданого своей жены и имущества семьи. Мать Мечникова, в девичестве Эмилия Невахович, была дочерью Льва Неваховича, богатого еврейского писателя. Она всемерно способствовала тому, чтобы Илья – последний из пяти ее детей и четвертый по счету сын – выбрал карьеру ученого.
Любознательный мальчик с ярко выраженным интересом к истории естествознания, Мечников блестяще учился в Харьковском лицее. Статья с критикой учебника по геологии, которую он написал в 16 лет, была опубликована в московском журнале. В 1862 г., окончив среднюю школу с золотой медалью, он решает изучать структуру клетки в Вюрцбургском университете. Поддавшись настроению, он отправляется в Германию, даже не узнав, что занятия начнутся лишь через 6 недель. Оказавшись один в чужом городе без знания немецкого языка, Мечников решает вернуться в Харьковский университет. С собой он привозит русский перевод книги Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора», («On the Origin of Species by Means of Natural Selection»), опубликованный тремя годами ранее. Прочитав книгу, Мечников стал убежденным сторонником дарвиновской теории эволюции.
В Харькове Мечников закончил университетский четырехгодичный курс естественного отделения физико-математического факультета за два года. Уже знакомый с особенностями строения представителей низших отрядов животного мира (червей, губок и других простых беспозвоночных), Мечников осознал, что в соответствии с теорией Дарвина у более высокоорганизованных животных должны обнаруживаться в строении черты сходства с низкоорганизованными, от которых они произошли. В то время эмбриология позвоночных была развита намного лучше, чем эмбриология беспозвоночных. В течение следующих трех лет Мечников занимался изучением эмбриологии беспозвоночных в различных частях Европы: вначале на острове Гельголанд в Северном море, затем в лаборатории Рудольфа Лейкарта в Гисене возле Франкфурта и, наконец, в Неаполе, где он сотрудничал с молодым русским зоологом Александром Ковалевским. Работа, в которой они показали, что зародышевые листки многоклеточных животных являются, по существу, гомологичными (демонстрирующими структурное соответствие), как и должно быть у форм, связанных общим происхождением, принесла им премию Карла Эрнста фон Баэра. Мечников к этому времени исполнилось всего 22 года. Тогда же из-за чрезмерного перенапряжения у него стали болеть глаза. Это недомогание беспокоило его в течение следующих 15 лет и препятствовало работе с микроскопом.
В 1867 г., защитив диссертацию об эмбриональном развитии рыб и ракообразных, Мечников получил докторскую степень Санкт-Петербургского университета, где затем преподавал зоологию и сравнительную анатомию в течение последующих шести лет. В составе антропологической экспедиции он поехал к Каспийскому морю, в район проживания калмыков, для проведения антропометрических измерений, характеризующих калмыков как представителей монголоидной расы. По возвращении Мечников был избран доцентом Новороссийского университета в Одессе. Расположенная на берегу Черного моря, Одесса была идеальным местом для изучения морских животных. Мечников пользовался любовью студентов, однако растущие социальные и политические беспорядки в России угнетали его. Вслед за убийством царя Александра II в 1881 г. реакционные действия правительства усилились, и Мечников, подав в отставку, переехал в Мессины (Италия).
«В Мессине, – вспоминал он позднее, – совершился перелом в моей научной жизни. До того зоолог, я сразу сделался патологом». Открытие, круто изменившее ход его жизни, было связано с наблюдениями за личинками морской звезды. Наблюдая за этими прозрачными животными, Мечников заметил, как подвижные клетки окружают и поглощают чужеродные тела, подобно тому как это происходит при воспалительной реакции у людей. Если чужеродное тело было достаточно мало, блуждающие клетки, которые он назвал фагоцитами от греческого phagein («есть»), могли полностью поглотить пришельца.
Мечников был не первым ученым, наблюдавшим, что лейкоциты у животных пожирают вторгшиеся организмы, включая бактерии. В то же время считалось, что процесс поглощения служит главным образом для распространения чужеродного вещества по всему телу через кровеносную систему. Мечников придерживался иного объяснения, т. к. смотрел на происходящее глазами эмбриолога. У личинок морских звезд подвижные фагоциты не только окружают и поглощают вторгшийся объект, но также резорбируют и уничтожают другие ткани, в которых организм более не нуждается. Лейкоциты человека и подвижные фагициты морской звезды эмбриологически гомологичны, т.к. происходят из мезодермы. Отсюда Мечников сделал вывод, что лейкоциты, подобно фагоцитам, в действительности выполняют защитную или санитарную функцию. Далее он продемонстрировал деятельность фагоцитов у прозрачных водяных блох. «Согласно этой гипотезе, – писал впоследствии Мечников, – болезнь должна рассматриваться как борьба между патогенными агентами – поступившими извне микробами – и фагоцитами самого организма. Излечение будет означать победу фагоцитов, а воспалительная реакция будет признаком их действия, достаточного для предотвращения атаки микробов». Однако идеи Мечникова в течение ряда лет не воспринимались научной общественностью.
В 1886 г. Мечников вернулся в Одессу, чтобы возглавить вновь организованный Бактериологический институт, где он изучал действие фагоцитов собаки, кролика и обезьяны на микробы, вызывающие рожистое воспаление и возвратный тиф. Его сотрудники работали также над вакцинами против холеры кур и сибирской язвы овец. Преследуемый жаждущими сенсаций газетчиками и местными врачами, упрекавшими Мечникова в отсутствии у него медицинского образования, он вторично покидает Россию в 1887 г. Встреча с Луи Пастером в Париже привела к тому, что великий французский ученый предложил Мечникову заведовать новой лабораторией в Пастеровском институте. Мечников работал там в течение следующих 28 лет, продолжая исследования фагоцитов.
Драматические картины сражений фагоцитов, которые рисовал Мечников в своих научных отчетах, были встречены в штыки приверженцами гуморальной теории иммунитета, считавшими, что центральную роль в уничтожении «пришельцев» играют определенные вещества крови, а не содержащиеся в крови лейкоциты. Мечников, признавая существование антител и антитоксинов, описанных Эмилем фон Берингом, энергично защищал свою фагоцитарную теорию. Вместе с коллегами он изучал также сифилис, холеру и другие инфекционные заболевания.
Выполненные в Париже работы Мечникова внесли вклад во многие фундаментальные открытия, касающиеся природы иммунной реакции. Один из его учеников – Жюль Борде – показал, какую роль играет комплемент (вещество, найденное в нормальной сыворотке крови и активируемое комплексом антиген – антитело) и уничтожении микробов, делая их более подверженными действию фагоцитов. Наиболее важный вклад Мечникова в науку носил методологический характер: цель ученого состояла в том, чтобы изучать «иммунитет при инфекционных заболеваниях… с позиций клеточной физиологии».
Когда представления о роли фагоцитоза и функции лейкоцитов получили более широкое распространение среди иммунологов, Мечников обратился к другим идеям, занявшись, в частности, проблемами старения и смерти. В 1903 г. он опубликовал книгу, посвященную «ортобиозу» – или умению «жить правильно». – «Этюды о природе человека», в которой обсуждается значение пищи и обосновывается необходимость употребления больших количеств кисломолочных продуктов, или простокваши, заквашенной с помощью болгарской палочки. Имя Мечникова связано с популярным коммерческим способом изготовления кефира, однако ученый не получал за это никаких денег. Мечников совместно с Паулем Эрлихом был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1908 г. «за труды по иммунитету». Как отметил в приветственной речи К. Мернер из Каролинского института, «после открытий Эдварда Дженнера, Луи Пастера и Роберта Коха оставался невыясненным основной вопрос иммунологии: «Каким образом организму удается победить болезнетворных микробов, которые, атаковав его, смогли закрепиться и начали развиваться? Пытаясь найти ответ на этот вопрос, – продолжал Мернер, – Мечников положил начало современным исследованиям по… иммунологии и оказал глубокое влияние на весь ход ее развития».
В 1869 г. Мечников женился на Людмиле Федорович, которая была больна туберкулезом; детей у них не было. Когда спустя четыре года жена умерла, Мечников предпринял неудачную попытку покончить жизнь самоубийством, выпив морфий. В 1875 г., будучи преподавателем Одесского университета, он встретил 15-летнюю студентку Ольгу Белокопытову и женился на ней. Когда Ольга заразилась брюшным тифом, Мечников снова попытался свести счеты с жизнью, на этот раз посредством инъекции возбудителей возвратного тифа. Тяжело переболев, он, однако, выздоровел: болезнь поубавила долю столь характерного для него пессимизма и вызвала улучшение зрения. Хотя и от второй жены у Мечников не было детей, после смерти родителей Ольги, ушедших из жизни друг за другом в течение года, супруги стали опекунами двух ее братьев и трех сестер.
Мечников умер в Париже 15 июля 1916 г. в возрасте 71 года после нескольких инфарктов миокарда.
Среди многочисленных наград и знаков отличия Мечникова – медаль Копли Лондонского королевского общества, степень почетного доктора Кембриджского университета. Он – член Французской академии медицины и Шведского медицинского общества.
Харьковчанин, одессит, петербуржец, парижанин. Человек, дважды неудачно пытавшийся покончить с собой. Русский и французский нобелиат. Наследник Пастера. Человек, которому его открытие помогли сделать прозрачные личинки морских звезд. Все это – Илья Ильич Мечников.
Мечников-студент
Wikimedia Commons
Илья Ильич Мечников
Лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1908 года (совместно с Паулем Эрлихом). Формулировка Нобелевского комитета: «За труды по иммунитету» (in recognition of their work on immunity).
Наш сегодняшний нобелевский лауреат – персона особенная и для нашей рубрики, и для автора. Во-первых, это второй нобелевский лауреат из России и последний «наш» лауреат в области физиологии и медицины – вот уже более сотни лет Россия не может похвастаться новыми успехами в этой области. А во-вторых, заметную часть своей научной карьеры он сделал именно в моей родной Одессе, и именно его имя носит университет, в котором я учился. Итак, знакомьтесь - Илья Ильич Мечников.
Вообще-то, если бы Мечниковы более строго относились к своей фамилии и своим корням, то Одесский национальный университет ныне носил бы имя Спафария. Дело в том, что Илья Ильич происходил из старинного боярского молдавского рода. Его предком был Николае Милеску-Спафарий (Спэтару), видный русский дипломат, богослов, путешественник, владевший девятью языками переводчик-полиглот, географ, глава посольства царя Алексея Михайловича в Китае.
Памятник Николаю Спафарию
Wikimedia Commons
Спэтару в переводе с румынского означает «имеющий меч, мечник» - ну а семье на территории Российской империи показалось проще иметь русскую фамилию.
Отец будущего нобелиата, Илья Иванович Мечников, был гвардейским офицером и харьковским помещиком (точнее, его имение находилось в селе Ивановка Купянского уезда Харьковской губернии). Мама, Эмилия Львовна, урожденная Невахович, была родом из Варшавы. Ее отец считается основателем целого направления – русско-еврейской литературы. Кстати, дядья Ильи Ильича тоже были литераторами, а дядя Миша вообще был Борисом Грачевским XIX века – издавал юмористический журнал «Ералаш». В итоге литература будет всегда сопутствовать Мечникову. Так, он будет неплохо знаком со Львом Толстым, а брат его – Иван Ильич Мечников, бывший тульским прокурором, хорошо знаком нам по почти документальной повести Толстого «Смерть Ивана Ильича».
Wikimedia Commons
Нельзя не сказать и еще об одном старшем брате нашего героя, Льве Ильиче, который вошел в историю как швейцарский географ и публицист. Да-да, учившись в Петербурге на юриста, молодой человек уехал воевать под знаменами Гарибальди, стал анархистом, осел в Кларансе и умер в 50 лет от эмфиземы.
Лев Мечников
Wikimedia Commons
Вот в такой среде формировался наш герой. Нужно сказать, что он вообще был очень возвышенным человеком и умел любить. Он дважды пытался покончить с собой, когда умирали его жены. В первый раз он, к счастью, выпил слишком много морфия, и его стошнило – но первая жена к тому времени действительно умерла от туберкулеза. Второе самоубийство оказалось более «счастливым»: когда его молодая жена, Ольга Белокопытова, заболела тифом, Мечников ввел себе бактерии возвратного тифа. Выжили оба, а Ольга Николаевна пережила мужа на 27 лет и дожила до 86 лет.
Но вернемся к юному Илье. Он окончил Харьковский лицей с золотой медалью и в 16 лет уже написал научную статью с критикой учебника по геологии, по которому ему довелось учиться. В 1862 году в Харькове считали, что учиться за границей престижней. Средства позволяли, и юноша, уже выбравший себе биологию как область научной деятельности, решает, что он поедет изучать модную тогда цитологию в Вюрцбург. Правда, приехал он в университет за шесть недель до начала занятий, и только в Германии понял, что он не очень-то и владеет немецким языком. Юноша испугался и вернулся домой, где поступил в Харьковский университет. С собой из Европы молодой человек привез русский перевод Дарвина (интересно, где он там его нашел!), и с тех пор стал ярым поклонником теории эволюции.
Но в Харькове он решил долго не задерживаться и закончил университетский четырехгодичный курс естественного отделения физико-математического факультета за два года. Таким образом, он «выкроил» себе три года для изучения эмбриологии животных в разных уголках Европы – от острова Гельголанд в Северном море до Неаполя, где он встретил еще одного молодого русского ученого – зоолога Александра Ковалевского. Вместе они и сделали первую «настоящую» научную работу: показали, что зародышевые листки эмбрионов многоклеточных животных являются гомологичными (демонстрирующими структурное соответствие), как и должно быть у форм, связанных общим происхождением. В 22 года Мечников становится лауреатом почетной премии Карла Эрнста фон Баэра. Тогда же он защищает докторскую диссертацию об эмбриональном развитии ракообразных и рыб и становится преподавателем в престижном Санкт-Петербургском университете.
Александр Ковалевский
Wikimedia Commons
Шесть лет он преподавал там анатомию и зоологию, а затем, съездив в антропологическую экспедицию измерять черепа калмыков, был избран доцентом Новороссийского университета в Одессе. История была неприятная: Сеченов рекомендовал Мечникова на должность профессора Военно-медицинской академии, но того забаллотировали. Возмутившийся Сеченов вместе с Мечниковым (а заодно и с Ковалевским) обиделись и махнули в Одессу.
В Южной Пальмире Мечникову нравилось больше, чем в Северной: тепло, море, девушки. Впрочем, в Одессу Мечников переехал уже женатым – в 1869 году в Питере он обвенчался c Людмилой Феодорович. Но именно в Одессе она умерла (в 1873 году), и именно там Илья Ильич впервые попытался убить себя, а выжив, решил посвятить себя борьбе с болезнями и с туберкулезом.
Именно здесь он встретил спутницу всей своей оставшейся жизни, студентку Ольгу Белокопытову, ставшую не только любимой женой, но и верной помощницей.
Впрочем, кровь старшего Мечникова-анархиста давала о себе знать и в Одессе. В 1881 году народовольцы убили царя-реформатора Александра II, будучи свято уверены, что в итоге станет лучше. В итоге все получили Александра III и закручивание гаек. Мечников в 1882 году в знак протеста ушел с профессорской должности в университете и уехал на время в Мессину, в Италию. Именно там, по его же собственным словам, перевернулась его научная жизнь: он уезжал зоологом, а стал патологом.
Берег Средиземного моря сыграл важнейшую роль в открытии иммунитета человека. Мечниковы сняли небольшой домик близ Мессины, и Илья Ильич «не разгибая спины» изучал обитателей моря: к тому времени он уже открыл внутриклеточное пищеварение у простейших (амеб), и надеялся найти его у более сложных животных.
Лучшим модельным животным стала личинка морской звезды: она прозрачная. Мечников придумал вводить в личинки краситель кармин – и увидел, как некие блуждающие клетки «поедают» зерна кармина. Ему пришло в голову, что именно эти клетки должны составлять основу иммунитета, уничтожая попавшие в тело инородные тела и микроорганизмы. Для проверки своей теории Мечников сорвал в саду шип с розы и воткнул в личинку морской звезды. Наутро он увидел, что заноза вся окружена блуждающими клетками - фагоцитами.
Вручение Нобелевской премии - одно из главных научных событий года. Эта премия – одна из наиболее престижных наград, которую с 1901 года вручают за выдающиеся научные исследования, революционные изобретения, крупный вклад в культуру или в развитие общества. Премия присуждалась гражданам России и СССР 16 раз, и 23 раза лауреатами премии становились люди, которые проживали на территории других стран, но имели русские корни. Наша авторская выборка русских лауреатов в области медицины, физики и химии позволяет проследить сразу несколько временных отрезков, на рубеже которых вручалась премия, а также вы сможете ознакомиться с вкладом в науку, который совершили эти выдающиеся ученые.
Иван Петрович Павлов (1904 – медицина).
Всю свою научную карьеру Иван Петрович Павлов построил в Санкт-Петербурге. Поступив после духовной семинарии на юридический (!) факультет СпбГУ, он уже через 17 дней перевелся на факультет естественных наук и стал специализироваться на физиологии животных.
За свою научную карьеру Павлов, по сути, создал современную физиологию пищеварения. И в 1904-м году в возрасте 55 лет И.П. Павлову была вручена Нобелевская премия за исследования пищеварительных желез. Таким образом, Павлов стал первым Нобелевским лауреатом из России.
Илья Ильич Мечников (1908 – медицина)
Илья Ильич Мечников, идя по стопам своих великих предшественников, изучал микробиологию. Он открыл грибы, вызывающие болезни насекомых, и разработал теорию иммунитета. Его научные работы затрагивали самые страшные болезни того времени, распространяющиеся в форме эпидемий – холеру, тиф, туберкулез, чуму… За открытия в области иммунитета Мечникову в 1908-м году была присуждена Нобелевская премия.
Резкий рост средней продолжительности жизни в 20-м веке был вызван, в основном, победой над инфекционными заболеваниями, которые были причиной около 50% смертей в 19-м веке. И труды Мечникова сыграли в этом далеко не последнюю роль.
Много внимания Илья Ильич Мечников уделял вопросам старения. Он считал, что человек стареет и умирает очень рано из-за постоянной борьбы с микробами. Для увеличения продолжительности жизни он предлагал ряд мер – стерилизовать пищу, ограничить потребление мяса и употреблять кисломолочные продукты.
Николай Николаевич Семенов (1956 – химия)
Как ученый, Семенов занимался теорией «цепной реакции», взрывов и горения. Оказалось, что эти процессы тесно связывают между собой физику и химию. Таким образом, Н.Н. Семенов стал одним из основоположников химической физики. Его исследования были награждены Нобелевской премией в 1956-м году.
Николай Семенов предпочитал сфокусироваться на одной задаче до получения результата. Поэтому он опубликовал совсем незначительное количество научных работ. И если использовать современные методы оценки научных достижений, которые базируются на количестве статей в научных журналах, Семенов стал бы самым худшим сотрудником Института химической физики за все время его существования.
Лев Давидович Ландау (1962 – физика)
В процессе своей научной работы Льву Давидовичу Ландау довелось общаться с такими столпами современной физики, как Альбертом Эйнштейном, Полем Дираком, Вернером Гейзенбергом, Нильсом Бором, и уже в 19 лет Ландау делает фундаментальный вклад в квантовую теорию. Его понятие «Матрица плотности» стало основой квантовой статистики.
Ландау считается легендой в мире физики. Он внес вклад практически во все разделы современной физики: квантовая механика, магнетизм, сверхпроводимость, астрофизика, атомная физика, теория химических реакций и т.д. Ландау также является автором учебного курса по теоретической физике, который переведен на 20 языков и продолжает переиздаваться и в 21-м веке (последнее издание на русском языке вышло в 2007 году).
Вернер Гейзенберг выдвигал Ландау на соискание Нобелевской премии аж три раза – в 1959, 1960 и 1962 году. И, наконец, его усилия были вознаграждены, а работы Ландау оценены по достоинству. За исследования жидкого гелия Лев Давидович Ландау в 1962-м году стал Нобелевским Лауреатом.
Лев Ландау также разработал «теорию счастья». Он считал, что каждый человек обязан быть счастливым, а для этого нужно иметь любимую работу, семью и близких друзей.
Николай Геннадьевич Басов (1964 – физика)
На основе новых фундаментальных физических принципов как из рога изобилия посыпались открытия, новые законы и изобретения.
Николай Геннадьевич Басов специализировался на квантовой электронике. Его исследования сначала доказали теоретическую возможность создания лазера, а затем и позволили создать первый в мире мазер (отличается от лазера тем, что в нем используются не лучи света, а микроволны).
Именно за «фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе» Басову в 1964-м году была присуждена Нобелевская премия по физике.
До конца жизни Басов продолжал работу в выбранной области. Он сконструировал несколько типов лазеров, использующихся и поныне в самых различных областях, а также исследовал различные области применения лазеров, например, в оптике, химии, медицине.
Петр Леонидович Капица (1978 – физика)
Научной специализацией Капицы был магнетизм. Вклад ученого в науку оценен по достоинству, его именем названы: «закон Капицы», связывающий электросопротивление металлов и напряжение магнитного поля; «маятник Капицы» – феномен устойчивого неравновесия; также известен квантовомеханический эффект Капицы-Дирака.
Совместно с Ландау Капица изучал жидкий гелий и открыл его сверхтекучесть. Теоретическую модель построил Ландау, за что и удостоился Нобелевской премии. А вот Петру Леонидовичу пришлось подождать признания своих заслуг. Нильс Бор рекомендовал Капицу Нобелевскому комитету еще в 1948-м году, затем повторил рекомендации в 1956-м и 1960-м. Но награда нашла своего героя лишь через 18 лет, и только в 1978-м году Петр Леонидович Капица стал, наконец, Нобелевским лауреатом – последним в истории Советского Союза.
Жорес Иванович Алферов (2000 – физика)
Научная карьера ученого проходила в Ленинграде (Санкт-Петербурге). Алферов поступил в Ленинградский Электротехнический Институт (ЛЭТИ) без экзаменов. После окончания института стал работать в Физико-Техническом Институте имени А.Ф. Йоффе, где принял участие в разработке первых отечественных транзисторов.
С электроникой и нанотехнологиями связаны самые большие научные успехи Алферова. В 2000-м году его разработки в области полупроводников и микроэлектронных компонентов были удостоены Нобелевской премии.
Алферов является бессменным деканом физико-технического факультета СпбГУ, ректором-основателем Академического университета РАН, научным руководителем инновационного центра в Сколково.
Алферов занимается и государственной политикой, с 1995-го года являясь депутатом Государственной Думы РФ, где отстаивает интересы научного сообщества, в частности выступая против недавних реформ Российской Академии Наук.
Пауль Эрлих
Нобелевская премия 1908 года по физиологии или медицине (совместно с Ильей Мечниковым). Формулировка Нобелевского комитета: «За их работы по иммунитету».
Эпоху современной медицины можно назвать эпохой фармакотерапии или химиотерапии, ведь более успешного метода борьбы с патогенами, чем направленное (таргетное) влияние на возбудителя или звено патогенеза, пока что обнаружить не удалось. И первым человеком, который ввел в медицину это понятие, придумав «волшебную пулю» от сифилиса, стал наш нынешний герой. Однако, премию он получил совсем не за это. Он, как полагается всем ученым начала XX столетия, занимался разными вещами, везде достигая успехов. Именно ему, помимо красивой «точки» в изучении клеток крови, принадлежит еще и фундаментальная для иммунологии «теория боковых цепей», а также понятие гематоэнцефалического барьера.
Ученый прожил не очень долгую, но крайне насыщенную жизнь. Он родился в семье трактирщика и владельца постоялого двора из маленького польского городка Стшелин. Благодаря веселому нраву Эрлих легко находил контакт с абсолютно разными людьми, и поэтому многие знакомые считали, что Пауль продолжит карьеру отца. Но не тут то было. Мальчик, чьи родители совершенно не увлекались науками, попал под влияние дедушки по линии отца, которые преподавал в местном университете физику и ботанику. Окончательно развить в себе интерес к науке юному гистологу помог двоюродный брат матери — бактериолог Карл Вейгерт, который завлек Пауля таинственным миром живых тканей и анилиновых красителей, с которыми начал работать одним из первых.
Карл Вейгерт
Wikimedia Commons
Отчасти в этом была «виновата» книга, которую Эрлих прочел, поступив на медицинский факультет Университета Бреслау (современного Вроцлава). В ней говорилось о том, как по-особому свинец распределяется в разных тканях, и пытливый ум молодого человека тут же заинтересовался «характером и методами распределения веществ в организме и его клетках», чем не преминул заняться в более поздние годы обучения медицине.
Интересно, что Эрлих в университетах (а он, помимо своего родного, успел поучиться и в Старсбургском, и в Лейпцигском университетах) слыл типичным «двоечником», так же, как и в свое время Ньютон, Гельмгольц, Эйнштейн и множество других «гениев». По-видимому, они думали одинаково: зачем тратить время на то, что не интересно, если его можно потратить на более увлекательные вещи. Трупы и врачевание Эрлиха никак не прельщали, но вот красители…
За годы учебы Пауль разработал множество новых красящих веществ со специфическим сродством к различным клеткам и к моменту получения диплома в 1878 году уже кое-что из себя представлял как ученый. Уникальное «видение» трехмерной структуры молекул, которое помогало ему предсказывать связь краски с определенными тканями, позволило ему в 1879 году опубликовать результаты своих исследований по окраске кровяных пленок. Исследователю тогда было всего 25 лет.
Все необходимое для полноценного существования гематологии наш герой обнаружил так: он отделил популяции белых клеток (агранулоциты - клетки без гранул, и гранулоциты - клетки, содержащие в своей цитоплазме специфические гранулы), причем не только друг от друга, но и внутри. Благодаря ему мы знаем, что есть лимфоциты, которые не содержат гранул (в дальнейшем выяснилось, что они делятся на В- и Т и NK-клетки), а гранулоциты, в свою очередь, подразделяются на несколько типов, среди которых можно найти нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.
Гранулоцит
Wikimedia Commons
Эрлиха привлекала еще одна деталь. В одной из клиник Берлина, где он работал, никто не мешал заниматься разными исследованиями, в том числе и по окраске возбудителей заболеваний. Поэтому у него родилась идея о «волшебной пуле». «Если есть такая краска, которая окрашивает одну только ткань, то, несомненно, должна найтись и такая, которая окрасит только микробов, попавших в организм», — размышлял учёный. И, соответственно, если есть краска, которая окрасит только микробы, значит, должно быть и вещество, которое только лишь их будет способно убить. И, возможно, этим «убийцей» может стать один из красителей.
В этом качестве «красильщика-виртуоза» и в должности главного врача клиники Фридриха фон Фрерихса берлинской больницы Шарите Эрлих познакомился с уже знаменитым на тот момент Робертом Кохом, который в 1882 году открыл возбудителя туберкулеза. Он предложил Коху улучшенный метод окраски его палочки (который, кстати, используется и сегодня), с чего начались их многолетняя дружба и тесное сотрудничество.
Роберт Кох на марке, посвященной столетию его премии
Wikimedia Commons
Но вот беда: в 1888 году, во время очередного эксперимента с опасным возбудителем, Пауль сам заразился бациллой, и, вдобавок, заразил и свою семью, которой он обзавелся в 1883 году. С женой Хедвигой Пинкус и двумя дочерями он был вынужден уехать лечиться в Египет, жаркий и сухой климат которого как нельзя лучше располагал к избавлению от возбудителя. Там они прожили два года.
Свято место пусто не бывает, и в результате подковерных интриг отсутствующего Эрлиха сместили с поста в клинике Шарите, что он обнаружил, когда вернулся в Берлин в 1890 году. Не пав духом, он продолжил научные изыскания в своей лаборатории, которую, к счастью, присвоить не могли, пока Кох не предложил помочь и не забрал его в свой Институт инфекционных заболеваний. Помимо этого Эрлих также стал профессором Берлинского университета.
Клиника Шарите
Wikimedia Commons
«Инфекционное» прошлое свело его с первооткрывателем анти-дифтерийной сыворотки фон Берингом, который удостоился Нобелевской премии 1901 года. Поначалу однако вакцинация, которая должна была путем постепенно нарастающих доз защищать мышей от токсинов, не давала надежных результатов. Но Эрлих нашел методы повышения эффективности сывороток: он посоветовал «усиливать» ее, повторно вводя дифтерийный токсин лошадям до тех пор, пока не получалась необходимая концентрация антитоксина, а затем помог Берингу наладить массовое производство. В это же время ученый начал задумываться о теории «боковых цепей».
Эрлих и Беринг на почтовой марке
Wikimedia Commons
«Живая протоплазма должна соответствовать гигантской молекуле, взаимодействующей с обычными химическими молекулами так, как солнце с мельчайшими метеоритами. Мы можем предположить, что в живой протоплазме ядро со специальной структурой отвечает за специфические, свойственные клетке функции и к этому ядру присоединены наподобие боковых цепей атомы и их комплексы», — писал Эрлих.
Отсюда же пошли идеи о специфических рецепторах в клетках, которые способны связываться с возбудителями. Исследователь продолжил «копать глубже» и 1897 году предложил первую теорию. Он считал, что эти боковые цепи снаружи клеточных мембран (которые стали позже называться рецепторами), способны связываться с теми или иными химическими веществами в среде. Некоторые из них могут соединяться с токсинами, которые микроорганизмы выделяют в среду, а связь эта строится по типу «ключ-замок» (открытие подтвердил Лайнус Полинг в 40-е годы). Связавшись с токсином, клетка начинает преображаться и свободно выделять в межклеточную среду «боковые цепи», где они бы встречались с токсином и нейтрализовывали его, защищая от «нашествия» другие клетки и вообще весь организм в целом. Даже название этим цепям Эрлих дал знакомое - Antikörper или антитела. Его теория удивительно напоминала известный сегодня механизм гуморального иммунитета, который базируется на антителах, производимых В-клетками.
Такая своеобразная теория иммунитета, кстати, вызвала суровый спор Эрлиха с Мечниковым: эмигрант из России считал, что весь иммунитет обеспечивается фагоцитозом, а Эрлих яростно спорил, что главная роль отводится антителам. На самом деле, правы, как это бывает, были оба. Важнейшая заслуга Эрлиха в том, что он впервые представил взаимодействие между антителами, патогенами и клетками как химические реакции. Кроме того, именно он составил основу современной иммунологической терминологии.
Илья Мечников. Фото Надара
Wikimedia Commons
Судя по всему, Нобелевский комитет в начале своего существования ставил одной из задач примирение непримиримых соперников. Мы уже рассказывали, как в 1906 году получили премию ярые противники Камилло Гольджи и Сантьяго Рамон-и-Кахаль , по совместительству - основатели современных нейронаук. Видимо, руководствуясь тем же принципом, Нобелевский комитет дал в 1908 году премию двум основателям современной иммунологии - Мечникову и Эрлиху. Вообще, Эрлиха номинировали всего 76 раз. Интересно, что много номинаций было и после 1908-го, в том числе - одна номинация на премию по химии. За что? Читайте дальше!
Чуть позже Пауля позвали директором в Государственный институт разработки и контроля сывороток в Штеглице (предместье Берлина), который в 1899 расширился до Института экспериментальной серотерапии во Франкфурте-на-Майне. Через семь лет Эрлих стал директором и тут, а сейчас институт носит его имя - Paul-Ehrlich Institut .
«Волшебная пуля» все не покидала мысли исследователя. Со своим ассистентом - японцем Сахаширо Хата он перепробовал более 500 разных красителей, ожидая найти эффективное средство против трипаносомы - возбудителя сонной болезни. Однажды, листая очередной химический журнал, он наткнулся на интересный препарат против сонной болезни - атоксил или, с латинского, «неядовитый», который, как говорили авторы, прекрасно избавлял больных от их недуга.
Атоксил
Wikimedia Commons
Самостоятельно изучив препарат, ученые пришли к выводу, что название лгало. Атоксил, содержащий в своем составе мышьяк, обладал колоссальным токсическим действием на зрительный нерв, «помогая» больным выздоравливать и отбирая у них при этом зрение. Несколько лет потратили исследователи, прежде чем нашли более-менее эффективный и не такой токсичный аналог - арсенофенилглицин.
А когда Хоффман в 1905 году определил, что сифилис вызывается специфическим микробом - бледной спирохетой, которая очень похожа по строению на трипаносому, Эрлих начал искать «волшебную пулю» против нее. Все это привело к созданию в 1909 году из атоксила вещества №606 (он и правда оказался 606-м по счету из проверенных мышьякорганических препаратов), которое назвали арсфенамином или сальварсаном. В первых же клинических испытаниях, проведенных в Магдебургском госпитале, оно показало высокую эффективность против сифилиса. Таким образом сальварсан стал первым в истории медицины препаратом химиотерапии. Об открытии средства от сифилиса Эрлих объявил в 1910 году и препарат сразу же начал свое путешествие по миру: например, в том же году его уже применяли в России.
Прививка препарата «606» служащему Императорского Воспитательного дома. Российская империя, 1910 год.
Wikimedia Commons
Напоследок нужно написать еще об одном открытии, которое Эрлих совершил во время работы над сальварсаном. Это открытие задало фармакологии задачу, не решенную до сих пор. Эрлих вводил в лабораторных животных токичные красители. Вскрывая тела, он видел, что окрашиваются все ткани, кроме мозга. Поначалу он решил, что поскольку мозг, в основном, состоит из липидов, они просто не прокрашиваются. Последующие опыты показали, что если ввести краситель в кровь, то максимум, что он способен окрасить - это так называемые хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга. Дальше ему «путь закрыт». Если же ввести краситель в спинно-мозговую жидкость, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался, но остальное тело не окрашивалось. Стало ясно, что между кровью и центральной нервной системой существует некая преграда, который многие вещества не могут преодолеть. Так был открыт гемато-энцефалический барьер, защищающий наш мозг от микроорганизмов и токсинов, и ставший головной болью неврологов, которые пытаются лечить рак мозга. Именно гематоэнцефалический барьер не пускает химиотерапию к опухолям в голове. Поэтому задачи, поставленные Паулем Эрлихом, ученые решают и поныне.
Литература
Рудольф Эйкен. Нобелевская премия по литературе, 1908 г.
Рудольф Эйкен удостоен премии за серьезные поиски истины, всепроницающую силу мысли, широкий кругозор, живость и убедительность, с которыми он отстаивал и развивал идеалистическую философию. Профессор Эйкен писал серьезные исследования в разных областях философии и был поборником истинной духовности, не поверхностной морали, но жизни, полной благородства и достоинства.
Физиология и медицина
Илья Мечников. Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1908 г.
Русский учёный Илья Мечников был удостоен премии за труды по иммунитету. Наиболее важный вклад М. в науку носил методологический характер: цель ученого состояла в том, чтобы изучать «иммунитет при инфекционных заболеваниях с позиций клеточной физиологии». Имя Мечникова связано с популярным коммерческим способом изготовления кефира.
Медицина
Пауль Эрлих. Нобелевская премия по медицине, 1908 г.
Немецкий фармаколог и иммунолог. В 1908 г. Эрлиху совместно с Ильей Мечниковым была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за работу по теории иммунитета». В Нобелевской лекции Э. выразил уверенность в том, что ученые начали «понимать механизм действия терапевтических веществ..,». «Я надеюсь также, – отметил он далее, – что, если эти направления будут систематически развиваться, вскоре нам станет легче, чем до сих пор, разрабатывать рациональные пути синтеза лекарств».
Мир
Клас Арнольдсон. Нобелевская премия мира, 1908 г.
Клас Арнольдсон удостоен премии за участие в разрешении норвежского конфликта. Журналист Арнольдсон был одним из самых популярных ораторов на заре европейского движения за мир. Все свои силы посвятил борьбе за права личности и демократии, стремясь законодательным путем обеспечить религиозную терпимость, умерить милитаризм.
Мир
Фредерик Байер. Нобелевская премия мира, 1908 г.
Датский пацифист. в 1908 г. он был удостоен Нобелевской премии мира "за создание Скандинавского межпарламентского союза для укрепления регионального сотрудничества". Подчеркивая значение международного права для решения споров, он отметил: «Иногда приходится слышать, что договоры теряют всякое значение с началом войны... Это милитаристский взгляд, с которым пацифист мириться не может. Мы должны сделать все возможное, чтобы идея закона восторжествовала».
Химия
Эрнест Резерфорд. Нобелевская премия по химии, 1908 г.
Эрнест Резерфорд получил премию за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ. Открытия привели к потрясающему выводу: химический элемент способен превращаться в другие элементы. Резерфорд предложил новую модель атома, общепринятую сегодня. Эта модель подобна крошечной Солнечной системе и подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства.
Физика
Габриэль Липпман. Нобелевская премия по физике, 1908 г.
Французский физик. «За создание метода фотографического воспроизведения цветов на основе явления интерференции» Л. был удостоен Нобелевской премии по физике 1908 г. Упомянув о том «ключевом положении, которое занимает фотографическое воспроизведение различных объектов в современной жизни», К.Б. Хассельберг из Шведской королевской академии наук на церемонии вручения премии сказал, что «метод цветной фотографии Л. знаменует новый шаг вперед... в искусстве фотографии».
