Полная версия
Украденные открытия. 18 очерков из истории медицины
Украденные открытия
18 очерков из истории медицины
Анатолий Коган
© Анатолий Коган, 2026
ISBN 978-5-0068-7015-4
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
От автора
Посвящается светлой памяти моей женыИстория научных открытий — это всегда история людей. За каждой формулой на страницах книг, за каждым лекарством и приспособлением, с помощью которых врачи спасают жизнь и здоровье миллионов, стоят лица и биографии конкретных исследователей. Порой эти лица и судьбы оказываются незаслуженно забытыми. А драмы, которые разыгрываются в тиши лабораторий и наэлектризованном воздухе аудиторий, порой не менее увлекательны, чем иные детективы. Каждое открытие — это результат неустанного труда, плод пытливости и упорства, сомнений и озарений. И, к сожалению, в финале этого непростого пути далеко не каждый герой получает заслуженную награду. В истории науки достаточно примеров недобросовестного соперничества, пренебрежения фиксацией результатов и даже прямых краж чужих открытий.
Я считаю важным рассказывать о выдающихся людях науки, особенно тех, чья работа была связана с преодолением не только научных, но и внешних, часто несправедливых преград. В этой книге я собрал очерки об исследователях, которые совершали свои важнейшие открытия в ранние годы жизни и часто не получали заслуженного признания.
Важно отметить, что для большинства моих героев главным было совершить открытие, разобраться в очередной загадке жизни. Вопрос званий и наград волновал этих людей гораздо меньше. Но случались и драматические исключения, когда несправедливость ломала судьбу первооткрывателя, в то время как присвоившие славу люди процветали.
Этой книгой очерков я хочу внести посильный вклад в восстановление исторической справедливости, а кроме того — вдохновить читателя впечатляющими примерами научного вдохновения, неустанного поиска и стремления к высоким целям даже в самых нелегких обстоятельствах.
Глава 1. Роберт Ремак — основоположник клеточной теории
Эта история началась в курортном городке Бад-Киссинген, что находится на юге Баварии и славится великолепными минеральными источниками. В разное время здесь бывали такие известные люди, как Лев Николаевич Толстой, российская императрица Елизавета Петровна и император Александр II, первый канцлер Германии Отто фон Бисмарк, австрийский император Франц Иосиф I и русский генерал А. А. Брусилов с супругой.
Мы с женой почти ежегодно отдыхали в Бад-Киссингене и особенно любили его в вечернее время, когда маленькие улицы и шпили домов так напоминают волшебные сказки Г. Х. Андерсена. Каждый раз мы старались узнать о городе что-то новое. И вот перед одной из поездок, роясь в энциклопедии, я обнаружил, что в Бад-Киссингене скончался Роберт Ремак — ученый, имя которого неоднократно встречалось мне еще в студенческие годы в связи с открытием в 1842 году трех зародышевых слоев эмбриона: эктодермы, мезодермы и энтодермы.
Мы с женой решили отыскать могилу этого ученого. Однако еврейское кладбище в Бад-Киссингене оказалось закрыто, поэтому мы обратились к местному раввину за помощью в поиске захоронения. Через пару дней раввин сообщил нам, что не нашел на кладбище могилы Роберта Ремака, но обнаружил архивные документы, копии которых он любезно приложил к письму. Из документов следовало, что 10 июня 1865 года проф. Роберт Ремак действительно приехал из Берлина с сыном на баварский курорт и поселился в частной гостинице Карла Флейшмана на Курхаусштрассе. 29 августа 1865 года профессор скончался в Бад-Киссингене в возрасте 50 лет, причиной смерти стал карбункул. Сын перевез тело в Берлин, где ученый был похоронен на еврейском кладбище недалеко от могилы профессора Траубе.
Записи о регистрации проф. Ремака с сыном в курортном отеле Карла Флейшмана в Бад-Киссингене (1865 год)
Записи о регистрации проф. Ремака с сыном в курортном отеле Карла Флейшмана в Бад-Киссингене (1865 год)
Так в идиллическом курортном городке преждевременно и трагично окончилась судьба ученого, который совершил настоящий прорыв в эмбриологии и стал основоположником клеточной теории. Правда, лавры за это открытие достались другому человеку, в чем я убедился, погрузившись в изучение научной судьбы Роберта Ремака.
Роберт Ремак родился 26 июля 1815 году в польском городе Познань, который после поражения Наполеона был включен в состав Пруссии и переименован в Позен. Роберт был старшим из пяти детей в семье ортодоксального еврея Саломона Мейера Ремака. Семья тесно ассоциировала себя с польской культурой, ее глава управлял табачной лавкой и лотерейным офисом.
Запись о регистрации рождения Роберта Ремака,
сделанная в 1815 году
Роберт Ремак получил самое раннее образование на дому, затем посещал частную школу, а позднее поступил в низшую среднюю школу в Познани. Ему пришлось на целый год прервать обучение из-за болезни, но в итоге он окончил Познаньскую польскую гимназию с отличием, что давало ему право учиться в любом высшем учебном заведении Германии.
В 1833 году Роберт Ремак поступил на медицинский факультет Берлинского университета. В то время кафедру анатомии и физиологии университета только что возглавил Иоганнес Петер Мюллер, также Ремак учился у Кристиана Готфрида Эренберга и Иоганна Лукаша Шейнгляйна. Мюллер и Эренберг позволили Ремаку использовать свои микроскопы и помогали ему проводить независимые исследования, которые тот начал еще в студенческие годы. Эренберг наблюдал за тем, как Ремак исследовал ганглиозные клетки беспозвоночных и нервные волокна, а профессор Мюллер стимулировал научный поиск молодого ученого замечаниями о том, что существование чрезвычайно тонких примитивных фибрилл в нервных волокнах все еще не доказано.
Уже в 1836 году, в возрасте 21 года, Роберт Ремак опубликовал первые результаты своих исследований тонкой структуры нервной ткани. Он показал, что симпатические волокна имеют серый цвет, поскольку лишены миелиновой оболочки (так называемые «волокна Ремака»), и что медуллярные нервные волокна не полые, как предполагалось ранее, а содержат полупрозрачное вещество — центральное ядро, которое Ремак назвал осевым цилиндром (axis cylinder). Эти выводы позднее вошли в диссертацию ученого, которая была опубликована в 1838 году под названием Observations аnаtомae et micrоscоpisae de systematis nervosi structura».
Окончив медицинский факультет Берлинского университета по специальности «неврология» и получив степень доктора медицины, Роберт Ремак, тем не менее, не имел права преподавать, поскольку эта профессия была запрещена для евреев. Молодой ученый рассматривал возможность иммиграции в Париж, но известный естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт убедил его остаться в Берлине и продолжать исследования. Роберт Ремак остался неоплачиваемым помощником в лаборатории Мюллера и зарабатывал на жизнь медицинской практикой, давая частные уроки по микроскопии. Одним из первых его учеников стал Рудольф Альберт фон Келликер, который впоследствии прославился как выдающийся исследователь в области нормальной микроскопической анатомии и эмбриологии.
В 1839 году Роберт Ремак открыл ганглиозные клетки в сердце человека и связал с ними относительно автономное действие сердцебиения, которое, как уже было известно, происходит независимо от центральной нервной системы.
В 1841 году Роберт Ремак впервые подробно описал процесс деления клеток в тканях животных, став одним из первых исследователей, наблюдавших митоз под микроскопом. В середине 1840-х годов он, работая под руководством Иоганнеса Петера Мюллера, пересмотрел господствовавшие тогда представления об эмбриональных листках, восходившие к трудам Карла Эрнста фон Бэра. Ремак предложил сократить их число с четырех до трех, объединив два средних в один общий слой, и дал им современные названия — эктодерма, мезодерма и энтодерма.
Работы Роберта Ремака стали огромным вкладом в развитие клеточной теории, которая к тому времени уже более столетия была предметом пристального внимания ученых.
Хронология развития клеточной теории
В 1665 году английский физик Роберт Гук в своем труде «Микрография» (Micrographia) впервые описал строение пробки: рассматривая тонкие срезы под микроскопом, он обнаружил правильно расположенные полости, которые назвал «по́рами, или клетками» (cells). Подобную ячеистую структуру Гук затем отметил и в других растительных тканях.
В 1670-е годы итальянский врач и натуралист Марчелло Мальпиги и английский ботаник Невил Грю независимо друг от друга описали мельчайшие структуры — «мешочки» или «пузырьки» — в различных органах растений и показали, что клеточное строение характерно для большинства растительных тканей. Голландский микроскопист Антони ван Левенгук изображал клетки растений на своих рисунках и первым открыл целый мир одноклеточных организмов: он описал бактерий, протистов и так называемых «инфузорий». Однако ученые XVII века, обнаружившие распространенность клеточного строения растений, не осознали значения этого открытия. Клетки они рассматривали лишь как пустоты в сплошной массе растительной ткани. Невил Грю считал клеточные стенки волокнами и ввел термин «ткань» (tissue) по аналогии с переплетением нитей в текстиле. Исследования микроскопического строения органов животных в то время были эпизодическими и не дали представления об их клеточном строении.
В XVIII веке были предприняты первые попытки сопоставления микроструктуры растительных и животных тканей. Немецкий естествоиспытатель Каспар Фридрих Вольф в своем труде «Теория зарождения» (Theoria generationis, 1759) попытался сравнить развитие микроскопического строения растительных и животных организмов. По Вольфу, зародыш — и у растений, и у животных — формируется из бесструктурного вещества, в котором движение создают каналы (сосуды) и пустоты (клетки). Вольф неверно истолковал свои наблюдения и не сумел расширить знания, достигнутые микроскопистами XVII века. Однако его теоретические взгляды во многом предвосхитили идеи будущей клеточной теории.
В 1801 году французский врач Мари Франсуа Ксавье Биша ввел понятие о тканях животных, однако выделял их исключительно на основании анатомического препарирования и не пользовался микроскопом.
В первой трети XIX века представления о клеточном строении растений значительно углубились. Этому способствовали усовершенствования конструкции микроскопа, в частности, создание ахроматических линз.
Иоганн Генрих Фридрих Линк и Карл Мольденгауэр установили, что растительные клетки имеют собственные, самостоятельные стенки. Стало ясно, что клетка представляет собой морфологически обособленную единицу растительного организма.
В 1830 году немецкий ботаник Франц Мейен в своем труде «Фитономия» (Phytotomie) описал растительные клетки, отмечая, что «они бывают либо одиночными, так что каждая клетка представляет собой отдельный индивидуум, как у водорослей и грибов, либо, образуя более высокоорганизованные растения, соединяются в более или менее значительные массы». Мейен подчеркивал самостоятельность обмена веществ каждой клетки, тем самым приближаясь к современному пониманию ее физиологической автономии.
В том же 1830 году шотландский ботаник Роберт Броун описал клеточное ядро и высказал предположение, что оно является постоянной составной частью растительной клетки.
В 1831 году Гуго фон Мольд доказал, что даже такие, на первый взгляд, неклеточные структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.
Дальнейшее развитие представлений о микроскопическом строении животных тканей связано прежде всего с исследованиями Яна Евангелисты Пуркинье, основавшего в Бреслау (ныне Вроцлав) собственную научную школу. Пуркинье и его ученики, среди которых особенно выделяется Готфрид Рейнхольд Тревиранус Валентин, стали первыми, кто описал в общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих, включая человека. Сравнивая клетки растений с мельчайшими структурными элементами животных тканей, Пуркинье называл последние «зернышками» (Körnchen); для некоторых таких структур в его школе использовался и термин «клетка». В 1837 году Пуркинье выступил в Праге с серией докладов, в которых сообщил о своих наблюдениях над строением желудочных желез, нервной системы и других органов. В таблице, приложенной к его докладам, были приведены четкие изображения отдельных клеток животных тканей. Однако установить гомологию — то есть полное структурное соответствие — между клетками растений и животных Пуркинье не смог. Он рассматривал их лишь в плане аналогии, понимая различие этих понятий в том смысле, который сохраняется и в современной биологии.
Вторым важным центром изучения микроскопического строения животных тканей стала лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер исследовал микроскопическое строение хорды (спинной струны), а его ученик Фридрих Генле опубликовал работу о кишечном эпителии, в которой дал описание различных его типов и их клеточного строения.
Именно в этой лаборатории были выполнены классические исследования Теодора Шванна, заложившие основы клеточной теории. Опираясь на труды школы Пуркинье и работы Генле, Шванн переосмыслил их и впервые сформулировал правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных, установил их гомологию и доказал соответствие в строении и развитии живых организмов.
К пониманию роли ядра в клетке Шванна подтолкнули исследования ботаника Матиаса Шлейдена, опубликовавшего в 1838 году работу «Материалы по фитогенезу» (Beiträge zur Phytogenesis). Именно поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории. Однако основная идея этой теории — соответствие клеток растений и элементарных структур животных — была чужда самому Шлейдену. Он выдвинул теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой из мельчайшей зернистости сначала формируется ядрышко, затем ядро, вокруг которого возникает клетка; ядро он считал «образователем клетки» (cytoblastus). Эта гипотеза, получившая название цитобластической теории, опиралась на ошибочные наблюдения.
В том же 1838 году Шванн опубликовал три предварительных сообщения, а в 1839 году вышло его классическое сочинение «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений» (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Thiere und Pflanzen), уже в названии которого выражена основная идея клеточной теории. В первой части своей книги Шванн рассматривает строение хорды и хряща, показывая, что их элементарные структуры — клетки — развиваются одинаковым образом. Далее он доказывает, что микроскопические элементы других тканей и органов животного организма также представляют собой клетки, сопоставимые с клетками хряща и хорды. Во второй части своего труда Шванн сравнивает клетки растений и животных, демонстрируя их структурное и функциональное соответствие. В третьей части он формулирует теоретические положения и излагает основные принципы клеточной теории. Главной ошибкой Шванна, унаследованной от Шлейдена, было допущение о возможности самопроизвольного возникновения клеток из бесструктурного неклеточного вещества.
Начиная с 1840-х годов учение о клетке становится центральным направлением биологических исследований и стремительно развивается, превращаясь в самостоятельную науку — цитологию.
В 1841 году Роберт Ремак совершает революционный прорыв, открыв деление тканевых клеток. Позднее Теодор Людвиг Вильгельм Бишоф и Альберт фон Келликер показали, что дробление бластомеров представляет собой серию последовательных делений.
Для дальнейшего развития клеточной теории большое значение имело ее распространение на простейших, которые были признаны свободно живущими клетками (Карл Теодор Эрнст фон Зибольд, 1848). Представления о строении клетки стремительно меняются: клеточная оболочка, ранее считавшаяся ее основной частью, начинает рассматриваться как второстепенный элемент, а главное внимание уделяется протоплазме (цитоплазме) и ядру. Эти представления формировались благодаря работам Гуго фон Моля, Фердинанда Кона, Л. С. Ценковского, Карла Лейдига и Томаса Гексли и получили выражение в определении клетки, данном Максимилианом Шульце в 1861 году: «Клетка — это комочек протоплазмы, содержащий ядро».
В 1861 году Рудольф Брюкке выдвинул представление о сложном строении клетки, определив ее как «элементарный организм». Он окончательно отверг развиваемую ранее Шлейденом и Шванном теорию образования клеток из бесструктурного вещества — так называемой цитобластемы. Было установлено, что новые клетки возникают путем деления уже существующих: этот процесс впервые наблюдал Гуго фон Моль на нитчатых водорослях. Большую роль в опровержении цитобластемной теории на растительном материале сыграли исследования Карла Негели и Николая Ивановича Железнова.
Принято считать, что завершением классического этапа развития клеточной теории стали труды Рудольфа Людвига Карла Вирхова. В 1855 году он сформулировал основной принцип современной цитологии — «Omnis cellula e cellula» («всякая клетка из клетки»), а в 1858 году в своем труде «Клеточная патология» (Die Cellularpathologie, 1858) распространил клеточную теорию на патологию человека, показав, что всякий болезненный процесс связан с нарушением жизнедеятельности клеток. Примечательно, что статья 1855 года вышла в журнале, который издавал сам Рудольф Вирхов, ныне он известен как «Вирховский архив» (Archiv für pathol. Anatomie u. Physiologie u. für klin. Medicin).
В свои студенческие годы я гораздо чаще встречал в учебниках и специализированной литературе имя Рудольфа Вирхова, чем Роберта Ремака. Но тщательно изучив историю науки, пришел к выводу, что это несправедливо.
По моему убеждению, ключевые открытия совершил как раз Роберт Ремак, а Рудольфу Вирхову, по ряду причин, достались все лавры.
И Роберт Ремак, и Рудольф Вирхов были учениками Иоганнеса Мюллера и, разумеется, знали друг друга. Я не думаю, что они были друзьями, скорее всего их справедливо называть соперниками. В тот исторический период было важно, что Роберт Ремак был польским евреем. Из-за своей национальности он сталкивался со множеством трудностей, которые не касались Вирхова — который, напротив, был активным политическим деятелем, основателем Прогрессистской партии, членом городского совета Берлина и рейхстага, он даже участвовал в раскопках Трои вместе со Шлиманом.
Роберт Ремак вел совершенно другой образ жизни. Он был невероятно предан науке и сосредоточен исключительно на ней. А законодательство, жестко ограничивающие права евреев, мешали его продвижению по карьерной лестнице. Достаток Ремака был очень скромным, и ему приходилось проводить свои ключевые опыты на старом пыльном чердаке. Закройте глаза и представьте себе это неуютное и тесное помещение: кровать в темном углу, на узком подоконнике — ритуальный светильник менора, вплотную к окну придвинут маленький стол, на котором стоит микроскоп. В таких спартанских условиях Ремак сделал ключевое открытие клеточной теории. И для этого потребовалось много самоотверженного труда.
Профессор Кристоф Редис из Йенского университета помог телеканалу BBC воссоздать опыт, который Роберт Ремак провел в 1840 году. Желающие увидеть эту реконструкцию могут обратиться к документальному фильму «The Cell» (2009 год), эпизод 1 «The Hidden Kingdom». Вот что рассказал зрителям профессор Редис:
«Эмбрион цыпленка как зародыш животного был выбором эмбриологов всех времен — потому, что яйца легко достать, они недороги и при этом эмбрион в них относительно легко доступен. То есть вы могли взять ножницы, проделать отверстие на вершине яйца, при этом эмбрион всплывает наверх. Теперь отделим кровяной сгусток и с помощью стеклянной пипетки соберем и вытянем каплю крови. Нас интересуют содержащиеся в ней красные кровяные тельца. Поместим кровь на стекло, положим сверху покровное стеклышко, чтобы было лучше видно. Теперь давайте посмотрим на этот препарат через микроскоп, который мог иметь в своем распоряжении Роберт Ремак. Вы можете видеть клетки крови. Их очень много, и они продолжают двигаться. Большинство клеток круглые, но время от времени среди них встречаются клетки иной формы. Они становятся удлиненными, затем делятся надвое и растут в разные стороны от общей стенки. Полное отделение одной клетки от другой занимает довольно долгое время, этот процесс длится несколько часов. Чтобы увидеть его полностью, нужно обладать немалой усидчивостью. Должно быть, Роберт Ремак проделывал этот опыт много раз. Ему понадобились сотни яиц.
Удивительно, что он вообще обратил внимание на всего лишь несколько особых клеток среди общей массы. Другие исследователи могли просто не заметить, что некоторые из них имеют слегка нетипичную форму. Но Ремак очень тщательно исследовал клетки крови, увидел эти отличия и стал систематически изучать, а затем описал в своих публикациях клетки на разных стадиях деления.
Когда видишь обстановку, в которой Ремаку приходилось работать, этот старый пыльный чердак, невольно удивляешься тому, сколь многого он достиг. Сколько времени он провел за работой с микроскопом! Каждый, кто работал с нативными (живыми) препаратами, знает, как это тяжело — ведь объект наблюдения постоянно находится в движении. Сегодня мы в лаборатории имеем прекрасные микроскопы, а также компьютеры с мониторами, на которые проецируется изображение, и кроме того, используем микросъемку. Естественно, Ремак в свое время ничего этого не имел. Нужно было часами просиживать за микроскопом, чтобы увидеть те или иные процессы, происходящие с клетками. Кроме того, нужно было успевать делать зарисовки. Можно только восхищаться его упорством и настойчивостью, с какой он проводил свои исследования».
Будучи скрупулезным исследователем, Ремак намеревался собрать больше доказательств того, что процесс деления присущ и другим клеткам других животных.
К тому времени ученые уже знали, что развитие организма начинается, когда яйцеклетка и семя сливаются. Но они имели довольно туманное представление о том, что происходит после оплодотворения. Ремак наблюдал этот процесс у лягушек и с помощью микроскопа засвидетельствовал, как сначала делится самая первая оплодотворенная клетка, затем две клетки превращаются в четыре, четыре — в восемь, восемь — в шестнадцать. Деление клеток — ключевой процесс в развитии эмбриона, в результате которого клетки постепенно образуют разные ткани, и в конечном счете зародыш развивается в лягушку. Роберт Ремак заложил основы эмбриологии — науки о том, как всего лишь одна оплодотворенная яйцеклетка превращается в полнофункциональное животное, сделанное из триллиона клеток.
Деление клеток наблюдали и до Ремака. Еще в 1824 году Жан-Луи Прево и Жан-Батист Дюма описали процесс деления клеток при развитии зародыша лягушки. К моменту открытия Ремака уже существовали и другие наблюдения: Бартелеми Дюмортье (1832) и Гуго фон Моль (1835) описали деление клеток у нитчатых водорослей, а в 1838 году Моль сообщил о делении растительных клеток при формировании устьиц. Однако именно Роберт Ремак, по-видимому, первым установил связь между делением клетки и делением ее ядра. Он настаивал, что ядро является постоянной, обязательной структурой клетки. Роберт Ремак продолжал свою работу над лягушками, которая стала краеугольным камнем его теории. И какой теории! Ремак доказал, что клеточное деление является причиной формирования новых клеток, и это — универсальный закон живой природы. Еще за пять лет до публикации Вирхова — Ремак отстаивал идею о том, что клетки могут появляться лишь из других клеток путем деления.