Кветной И.М. От Гиппократа до Хьюмтрена
Подождите немного. Документ загружается.
42
Глава третья
окрашивания серебром нервной ткани на гистологических препаратах.
Этот способ явится методической основой дальнейшего совершенство
вания знаний о структуре нервной системы. Открытия, сделанные Голь-
джи, Кахалем и другими исследователями с помощью импрегнации,
совершат переворот в неврологии и других областях цитологии.
В 1875 году Гольджи возвращается в Павию, защищает докторскую
диссертацию и с 1876 по 1918 год бессменно занимает в родном уни
верситете должность профессора гистологии и общей патологии. Он
сменяет Дж. Биццоцеро на посту руководителя лаборатории, значитель
но расширяет ее деятельность в изучении тонкого строения нервных и
других клеток. В середине девяностых годов XIX столетия он, усовер
шенствуя свой метод (модификация импрегнации с помощью солей
мышьяка), впервые обнаруживает и подробно описывает новый клеточ
ный органоид — «внутриклеточный сетчатый аппарат», известный сей
час как аппарат Гольджи, функцией которого является обеспечение
синтетических процессов в живой клетке. С тех пор он «бросает» не
врологию и в течение всей остальной жизни занимается пристальным
изучением этого органоида в различных клетках организма.
Известность ученого растет, лаборатория превращается в Институт
общей патологии и гистологии, Гольджи становится его директором.
Сейчас это знаменитое в кругах морфологов учреждение носит его имя.
В 1852 году девятилетний Камилло не мог даже предполагать, что
той же весной, 1 мая, в Испании в маленьком горном селе Петилья тоже
в семье врача родился мальчик Сантьяго Рамон-и-Кахаль, который также
впоследствии станет гистологом, и его жизнь тесно переплетется с судь
бой Гольджи. Но это произойдет только в 1887 году, а пока молодой
Сантьяго растет, в отличие от своего угрюмого и серьезного итальянс
кого собрата, очень резвым, шаловливым, но чрезвычайно разносто
ронне одаренным мальчиком. Он рано обнаруживает великолепные
способности к рисованию, хорошо владеет словом (пишет стихи и рас
сказы), любит и понимает музыку, увлекается спортом. Кахаль очень
хочет стать художником, и, глядя на его работы, очевидно, что он до
стиг бы в живописи больших высот, но воля отца непреклонна — сын
станет врачом и продолжит его дело.
Сантьяго подчиняется воле отца, и впоследствии неоднократно с
благодарностью вспомнит его настойчивость в выборе сыном профес
сии. В 1869 году Кахаль поступает на медицинский факультет Сарагос
ского университета. Уже с первого курса молодой студент увлекается
анатомией, но, продолжая «разрывать» свою душу и сердце между жи
вописью и литературой, пробует в 1872 году соединить свои привязан
ности в создании романа! Об этом Кахаль вспоминает в своей «Авто
Мозг познавг мозг
43
биографии»: «Я написал объемистый био
логический роман... В нем рассказывается
о драматических приключениях путеше
ственника, необъяснимым образом попав
шего на планету Юпитер и повстречавше
го человекоподобных чудовищ, в десятки
тысяч раз больших, чем человек. По отно
шению к таким колоссам путешественник
имел размеры микроба и был невидим.
Герой через кожные железы проник в
кровь чудовищ и, перемещаясь на эритро
ците, наблюдал сражения лейкоцитов и па
разитов, зрительные, слуховые, мышечные
и другие функции и, наконец, прибыл в
мозг и открыл секрет мысли и волевого им
пульса. Многочисленные цветные рисун
ки иллюстрировали приключения героя, не раз спасавшегося от вязких
щупальцев лейкоцитов. Жаль, что я потерял эту книгу, ее вполне мож
но было бы опубликовать с современными доработками».
В 1873 году Сантьяго заканчивает университет, и его призывают на
военную службу. Сначала он служит в Каталонии, а в апреле 1874 года
получает приказ о переводе в экспедиционные войска на Кубу. Два года
службы там не приносят Кахалю никакого удовлетворения, более того,
он тяжело заболевает малярией, получает инвалидность и возвращает
ся в Испанию. В 1875 году он начинает активную научную деятельность
в должности ассистента, а потом помощника профессора кафедры ана
томии в Сарагоссе. В 1878 году болезнь опять настигает ученого, на этот
раз он заболевает туберкулезом. К счастью, лечение оказывается эф
фективным, больной выздоравливает, но после тяжелых дней нездоро
вья долго не может прийти в себя и временами впадает в депрессию и
отчаяние...
Однако 18 июля 1879 года в его жизни происходит событие, подарив
шее Сантьяго счастье и душевный покой на долгие года. Он женится на
Сильверии Фаньянас. Любовь и нежность к жене Кахаль сохранил на
всю жизнь. Лучше всего об этом говорит он сам: «...между супругами
' может возникнуть духовное объединение, подчиненное высоким идеа
лам. Так оказалось в моем случае. В моей жене я нашел только помощ
ника в реализации моих целей... Несмотря на красоту, которая могла бы
тянуть ее к развлечениям, она с радостью приговорила себя к затворни
честву, непритязательности, заботам по дому и созданию счастья мужа
и детей... Только благодаря такому самопожертвованию жены стала
Сантьяго Рамон-и-Кахаль
44
Глава третья
возможной моя научная работа. Об этом даже говорили: «Половин!
Кахаля — это его жена». . Щ
В 1884 году Кахаль защищает докторскую диссертацию и занимает
по конкурсу должность профессора кафедры общей и описательной ана
томии, в 1887 году он впервые знакомится с методом Гольджи и, пере
ехав руководителем кафедры гистологии и патологической анатомии в
Барселону, начинает активно заниматься изучением нервной системы.
В Барселоне он работает пять лет, а с 1892 года до своей отставки в
1922 году тридцать лет заведует такой же кафедрой в Мадриде.
В 1890 году Кахаль впервые в печати оппонирует взглядам Гольджи
о строении нервной системы, и с тех пор они становятся непримиримы
ми противниками. Ключевым расхождением взглядов Кахаля и Гольд
жи был вопрос о принципе строения нервной системы. Гольджи утвер
ждал, что нервная ткань представляет собой непрерывную ретикулярную
сеть, и эта точка зрения была в то время общепринята. Кахаль, исполь
зуя метод, предложенный итальянским ученым, экспериментально и
теоретически доказал, что основной единицей нервной ткани является
специализированная клетка — нейрон, которая имеет характерное ин
дивидуальное строение. Нейрон состоит из так называемого тела, от
одного полюса которого отходит главный длинный отросток — аксон, а
от другого — несколько коротких древовидных отростков — дендриты.
Испанский гистолог впервые создал нейронную теорию, показал, что
подобная организация — универсальный принцип строения нервной
ткани. Он открыл «шесть единств» нейрона, определяющих его анатоми
ческую, генетическую, функциональную, трофическую, патологическую
и поведенческую индивидуальность. Вопреки мнению Гольджи и других
авторитетов того времени о непрерывности сетчатой структуры мозга,
Кахаль выдвигает и обосновывает «теорию дисконтинуитета», то есть
прерывности в связях между отдельными нервными клетками посред
ством специальных щелей — синапсов.
Испанского гистолога можно с полным правом считать одним из
основоположников функциональной морфологии. Своими работами он
опроверг сложившийся десятилетиями подход к изучению биологичес
ких явлений — «морфологи описывают, физиологи объясняют». Кахаль,
изучая гистологическое строение мозга, создал физиологическую кон
цепцию о строгой направленности распространения возбуждения в
нервной ткани от аксона одной клетки к телу и дендритам другой. Этот
принцип подтвержден последующими исследованиями многих нейро
физиологов и до сих пор остается незыблемым.
Вклад Кахаля в нейроанатомию огромен. Испанский гистолог явил
ся основоположником новой научной функциональной морф ологии
Мозг познает мозг
45
мозга и всей нервной системы в целом. Обладая энциклопедическими
знаниями и литературным даром, Кахаль обобщил основные результа
ты своей деятельности не только в огромном числе статей, но и в фун
даментальных книгах, многие из которых он сам прекрасно проиллю
стрировал.
Изучение нервной системы было главным делом жизни выдающе
гося испанского ученого. Но, будучи патологом, он уделял время ис
следованиям и в других областях патологической анатомии, онкологии,
эпидемиологии.
Личность Сантьяго Рамона-и-Кахаля несет на себе печать гения. Это
был феноменально талантливый человек. Оставив яркий след в меди
цине и биологии, он успел стать известным и как специалист по цвет
ной фотографии (ему принадлежит в этой области одно из первых ру
ководств в мире, выпущенное в 1912 году), изобрел новый вариант
фонографа (заменил восковой валик на дисковую запись), даже обна
ружил «аппарат Гольджи» раньше его автора еще в 1892 году, но не
оценил своей находки, посчитав ее артефактом из-за ошибки в проце
дуре окрашивания.
Камилло Гольджи впервые описал этот органоид в 1889 году и впо
следствии долгие годы посвятил его всестороннему изучению. Италь
янский гистолог тоже оставил немалое эпистолярное наследие. Он —
автор восьмитомного труда по анатомии нервной системы и ряда экс
периментальных работ по изучению различных заболеваний. Непрехо
дящее значение имеет цикл работ итальянского патолога по патогенезу
малярии. Он показал зависимость между жизненным циклом возбуди
теля малярии и стадиями заболевания, доказал высокую эффективность
хинина в лечении малярии. Известный американский цитолог У. Уэй
ли отмечает, что «если бы Гольджи не сделал никакого существенного
вклада в другие области науки, одной этой работы по малярии было бы
достаточно, чтобы увековечить его имя».
Достойные соперники в науке по характеру и нравственным прин
ципам были разными людьми. Шестнадцать лет вели они научный спор.
Кахаль, возражая Гольджи в научной трактовке результатов, всегда как
он сам пишет: «Высказывал ему восхищение и во всех моих книгах
можно прочесть восторженные отзывы о вкладе ученого из Павии»,
Гольджи подчас даже искажал и фальсифицировал воззрения испанс
кого коллеги, а в своей Нобелевской речи просто игнорировал откры
тия и заслуги Кахаля. Вспоминая это, тот напишет в своей «Автобиог
рафии»: «Какая жестокая ирония судьбы соединить в пару, как сиамских
близнецов, сросшихся туловищами, научных противников с такими про
тивоположными характерами».
4*
Глава третья
Всю жизнь два великих ученых пытались ни в чем не уступить друг
другу. Казалось, что сама судьба благословила их на постоянную борь
бу, они даже прожили одинаково долгую жизнь — оба умерли в возра
сте 82 лет. Гольджи — в 1925, Кахаль — в 1934 году.
Слава Кахаля неизмеримо крупнее, чем известность Гольджи. Имя
итальянского ученого вошло в историю биологии. Кахаль, кроме это
го, стал национальной гордостью Испании. На его родине о нем знают
все: от мала до велика. В его честь воздвигнуты памятники в централь
ном парке Мадрида, во дворце медицинского факультета столичного
университета, в Сарагоссе. Кахаль был гениальным ученым и истин
ным патриотом своей страны. Его знаменитая речь «Маленькой роди
не — великий дух», произнесенная в 1900 году до сих пор остается
символом испанцев в их единстве прославить свою страну честными
благородными делами.
Оба, и Кахаль, и Гольджи, могли бы существовать и добиться вы
сот в науке независимо друг от друга. Но вместе, в постоянной борьбе
идей, они взаимно вырастили свой знаменитый Сад неврологии, о
котором испанский ученый напишет так: «Сад неврологии представля
ет исследователю захватывающий, ни с чем несравнимый спектакль...
Я охотился в красочном саду серого вещества мозга за клетками с их
тонкими элегантными формами, таинственными бабочками души, би
ение крыльев которых, быть может, когда-то — кто знает? — прояснит
тайну духовной жизни. Вряд ли в наших парках есть более изящное и
пышное дерево, чем клетка Пуркинье мозжечка или психическая клет
ка — знаменитая пирамида больших полушарий. Кроме того, радость
открытия так сладка и так желанна».
Этот сад оказался необычайно плодотворным. Открытие клеточной
организации нервной ткани явилось мощным стимулом к новым по
искам и открытиям.
Пройдет пятьдесят лет, и в нейробиологии произойдет новое выда
ющееся открытие, которое разрешит назревающий кризис в этой от
расли знания и явится вторым рождением науки о мозге — точкой
отсчета современных достижений в познании тайн мозга.
Волшебные молекулы
Жизнь двух ученых — авторов этого открытия не изобиловала мно
жеством выдающихся событий, открытий и находок, сопутствующими
научному творчеству любопытными фактами. Они не оставили после
себя большой школы учеников и многочисленного перечня трудов. Всю
свою жизнь они посвятили только одному научному направлению, но
Мозг познает мозг
47
открытие, совершенное ими, навсегда по
ставило их имена в ряд самых выдающих
ся естествоиспытателей современности.
Открытие австрийского фармаколога
Отто Леви и английского физиолога Ген
ри Дейла относится к разряду великих —
принципиальных, фундаментальных от
крытий, которые своим свершением зат
ронули все отрасли биологии и медици
ны. Теория Леви и Дейла кардинально
изменила существовавшие представления
о регуляции процессов жизнедеятельнос
ти, она открыла неизвестные ранее перс
пективы в управлении гомеостазом, в
поисках эффективных средств лечения
многих заболеваний.
До начала XX века массивное здание нейробиологии прочно сто
яло на непоколебимом фундаменте электрофизиологических основ не
рвной регуляции. Первая трещина в нем появилась в 1904 году, когда
английский физиолог Т. Эллиот выделил из клеток мозгового вещества
надпочечников новый гормон — адреналин. Поскольку обнаруженное
им вещество оказывало на функцию различных органов влияние, по
добное возбуждению симпатических нервов, Эллиот предположил, что
адреналин может вырабатываться в окончаниях волокон симпатичес
кого отдела нервной системы. Прямых доказательств этому он привес
ти не смог, и в то же время его предположение прозвучало как вызов
всем корифеям неврологии, постулирующим в своих работах электри
ческую природу нервного импульса.
Однако несмотря на господство этих взглядов, постепенно в ней
рофизиологии стал назревать кризис. В 1914 году английский фарма
колог Генри Дейл, изучая ацетилхолин, показал, что биологические эф
фекты этого вещества тождественны с явлениями, возникающими при
возбуждении другого парасимпатического отдела нервной системы.
Казалось бы, Дейл своими экспериментами подтвердил предположение
Эллиота, но, увы, он не смог обнаружить ацетилхолин в живом орга
низме, и опять рождающееся открытие не увидело света. Однако ждать
оставалось уже недолго...
В один из дней 1921 года Отто Леви — профессор фармакологии и
физиологии университета в австрийском городе Граце вместе со своим
сотрудником Э. Навратилом проводит эксперимент, который теперь яв
ляется классическим и описан в каждом учебнике.
48
Глаша третья
Ученые поместили в физиологический
солевой раствор два изолированных серд
ца лягушек и соединили их между собой
тонкой маленькой трубочкой. Раствор, пер-
фузируемый в одно сердце, по трубочке пе
ретекал во второе. При раздражении сим
патического нерва перфузируемого сердца
второе сердце тоже начинало сокращаться.
При замедлении ритма сокращений, выз
ванного раздражением блуждающего (пара
симпатического) нерва, подходящего к пер-
фузируемому сердцу, сокращения другого
сердца также прекращались. На основании
этих данных Леви высказал гипотезу о том,
Отто Леви что раздражение нервов влечет за собой по
явление в перфузате химических веществ,
которые оказывают действие на другое сердце, подобное эффектам
раздражения симпатических и парасимпатических волокон. Леви на
звал их симпатикус- и вагус-веществами.
Будучи фармакологом, Леви смог в ходе специальных эксперимен
тов открыть новый специфический фермент, который разрушал вагус-
вещество в живом организме. Блокировав действие этого фермента ра
стительными соединениями, Леви и Навратил выделили достаточное
количество вагус-вещества и установили его идентичность с ацетинхо-
лином, фермент был назван холинестеразой.
Используя блокаду холинестеразы по методу Леви, Дейл продолжил
его исследования и в короткий срок показал, что ацетилхолин широко
представлен в организме — он присутствует в парасимпатических не
рвных образованиях многих органов.
Так, гипотетическая трещина в электрофизиологическом здании
нейробиологии обрела реальность. Несмотря на отчаянные попытки ар
хитекторов старой постройки спасти ее, она стала разваливаться на гла
зах. В 1925 году выдающийся русский физиолог А. Самойлов показал,
что электрическая основа лежит только в процессе распространения
возбуждения по нервному волокну, в то время как передача импульса
с нерва на мышцу (эффекторный орган) есть «суть химический про-
цесс». В 1933 году А. Кибяков установил связь перехода возбуждения с
одного нейрона симпатического узла на другой с наличием химичес
кого посредника, а через год — в 1934-м — английские ученые В. Вель-
дберг и Дж. Гайдум, повторив опыты русского исследователя, выдели-
ли из синаптической щели вещество-передатчик, ^
Мозг познает мозг
49
В 1935 году Отто Леви и Генри Дейл устанавливают тесные контак
ты и решают вместе окончательно проверить свои опыты в единых эк
спериментах. Ученые избрали местом совместной работы знаменитую
физиологическую лабораторию Старлинга в Лондоне. В 1936 году Леви
и Дейл работают вместе и окончательно формулируют теорию химичес
кой передачи нервного импульса.
Научный мир по достоинству оценил открытие Леви и Дейла. В том
же 1936 году они становятся лауреатами Нобелевской премии.
Отто Леви и Генри Дейл прожили долгую жизнь. Леви — 88 лет,
Дейл — 33 года. В их жизни и судьбе переплелись светлые и горестные
дни, успехи и неудачи, приобретения и потери. Леви был вынужден,
бросив дом, работу, привычный уклад жизни, эмигрировать в Амери
к
у, спасаясь от преследований нацистов, оккупировавших Австрию в
1938 году и безжалостно уничтожавших евреев. Начинать жизнь зано
во в чужой стране всегда непросто, в 65 лет — тяжелее вдвойне. Дейлу
тоже пришлось пережить и тяжелую болезнь, и потерю близких доро
гих людей. Но с упорством преодолевая препятствия в науке, они так
же решительно боролись с коллизиями жизни. Боролись, работали,
верили, не теряли надежды!
Наградой за это научное и человеческое мужество явились после
дние двадцать лет жизни, полные новых идей, плодотворной работы,
признания и славы. С 1940 года О. Леви — профессор нью-йоркского
университета, Г. Дейл в том же году избирается Президентом Англий
ского королевского общества. Оба ученых получают мантии почетных
докторов многих университетов мира, аудитории которых не могут
вместить желающих послушать их лекции.
Они при жизни обретают заслуженную ими славу. Отто Леви ц
Генри Дейл — авторы одного из самых выдающихся открытий в меди^
цине и биологии XX столетия, открытия, предопределившего собой
бурный расцвет нейробиологии наших дней. Читателю нужны доказа
тельства этого? Пожалуйста, вот они...
Уникальная коллекция
Присуждая высокую награду Леви и Дейлу; Нобелевский комитет,
несмотря на высокий уровень экспертов, вряд ли мог представить раз
мах всех последствий этого достижения.-Только сейчас, по прошествии
полувека, можно действительно оценить всю революционность теории
химической регуляции нервной деятельности.
Вслед за открытием адреналина и ацетилхолина были обнаружены
другие медиаторы. И это явилось третьим рождением неврологии —
50
Глава третья
ее сегодняшним ренессансом. Сейчас из
вестно уже более тридцати «волшебных
молекул». Среди них — серотонин, ме
латонин, гистамин, эндорфины, субстан
ция Р и другие вещества. Показано не
посредственное участие их не только в
проведении нервного импульса, но и в
химическом обеспечении таких процес
сов, как память, ассоциативное мышле
ние, сон, обучаемость, поведение. В пос
ледние годы обнаружены специфические
пептиды, ответственные, например, за
возникновение «страха темноты», чувство
аппетита, узнавания, влечения к проти
воположному полу («пептиды общения»)
Джулиус Аксельрод и даже к... алкоголю!
Многообразие медиаторов, которые
по своему химическому строению и механизму действия являются гор
монами, послужило причиной появления термина «эндокринный мозг»,
. предложенного Дж. Хьюджесом в 1878 году. Открытие гормонально
активных медиаторов привело к выяснению тонких, ранее совершен
но неизвестных механизмов деятельности нервной системы, хранения
и переработки информации нейронами головного мозга, памяти, воз
никновения и развития нервно-психических заболеваний, к разработ
ке перспективных методов их диагностики и лечения.
Открытие Леви и Дейла послужило отправной точкой огромного чис
ла исследований в области нейрохимии, которые повлекли за собой но
вые открытия, удостоенные новых Нобелевских премий. Так, изучение
медиаторов позволило объяснить механизм фармакологического дейст
вия многих лекарственных препаратов и на основе этого создать новые
лекарства. Итальянский химик Даниеле Бове получил за это Нобелевс
кую премию 1957 года. Он — создатель многих известных сегодня лекар
ств, например таких антигистаминных средств, как супрастин и тавегил.
Химическая теория передачи нервного импульса послужила основой
для выяснения мембранного механизма осуществления этого феномена.
Австрийский исследователь Дж. Кэрью Эксл вместе с англичанами Ала
ном Ходжкиным и Андрю Хаксли были удостоены за это Нобелевской
премии 1963 года. Они впервые ввели понятие «мембранного потенци
ала» — возникновение в мембране нервного окончания электрическо
го импульса под воздействием активного медиатора. Этот импульс «пе
редает команду» по нервному волокну от одного синапса к другому.
Мозг познает мозг
51
И наконец, в 1970 году еще одна Нобелевская премия была при
суждена Дж. Аксельроду, Ульфу Эйлеру и Бернарду Кацу за установле
ние механизмов синтеза и секреции медиаторов в нервных клетках.
Коллекция медиаторов расширяется с каждым годом. Все ее экс
понаты уникальны. Давайте познакомимся с некоторыми из них.
Легенда становится явью
История хранит много удивительных легенд. Одна из них — о храб
ром римском юноше Муции, который в 508 году до нашей эры во вре
мя войны римлян с этруссами пытался проникнуть во дворец главы зах
ватчиков — царя Иорсена и убить его, чтобы спасти свой город. И
Муций спасает Рим. Спасает, не убив Иорсена, а поразив его своим
презрением к пыткам и смерти. Когда бесстрашного юношу схватили
и привели к царю на допрос, Муций положил руку на пылающий жер
твенник и держал ее там до конца допроса. Пораженный Иорсен вос
кликнул: «Нам не справиться с ними!» — и повелел отпустить юношу
и снять осаду Рима.
«Сказка — ложь, да в ней намек» — гласит старая пословица. И
легенда о Муции подтверждает это. Древние авторы, сами того не по
дозревая, предсказали этой легендой одно из замечательных достиже
ний медицины и биологии — открытие естественных внутренних нар
котиков, названных эндорфинами.
Приставка «энд» — от слова «эндогенный» — внутренний, «орф» —
корень слова «морфин». Эндорфины — естественные медиаторы не
рвных клеток, обладающие свойствами, подобными морфину. Главное
из них — обезболивание.
Обнаружили эндорфины две группы исследователей. Одной в Нью-
Йорке руководил Э.Дж. Симон, вторую в университете шотландского
города Абердина возглавлял Дж. Костерлиц.
Альберт Эйнштейн говорил: «Важно не только найти ответ, не ме
нее важно правильно задать вопрос». И Симон задал вопрос — его груп
па обнаружила на мембране некоторых нервных клеток головного моз
га рецепторы, с которыми соединяется введенный в организм морфий.
Зачем они? Может быть, мозг может вырабатывать свой морфий? Ко
стерлиц ответил — да, может. Сотрудники его лаборатории с помощью
тонких физико-химических методов обнаружили в мозге пептидные
факторы, обладающие сильными противоболевыми свойствами, выде
лили их и назвали «эндорфинами».
Открытые в 1975 году, эндогенные оппиаты (их называют иногда и
так) стали научной сенсацией. Десятки лабораторий в разных странах