Украденные открытия. 18 очерков из истории медицины

Статья Ремака, в которой он сообщил о своих исследованиях, была опубликована в «Архиве Мюллера» (Müllers Archiv) в 1852 году. Эта небольшая работа объемом около десяти страниц отмечает важный этап в развитии клеточного учения и отличается четкой постановкой проблемы. Ремак отмечает, что ботаники — Гуго фон Моль, Карл Негели, Франц Унгер и другие — констатировали образование клеток путем деления. При этом он полемизирует с Теодором Шванном, который, в отличие от Маттиаса Шлейдена, допускал внеклеточное (экстрацеллюлярное) образование клеток. «Если бы это было так, — замечает Ремак, — то это говорило бы скорее не о соответствии животных клеток с растительными, а об их различии. Мне самому, — пишет он, — внеклеточное возникновение клеток со времени установления клеточной теории казалось в такой же степени невозможным, как и самопроизвольное зарождение организмов».

Далее Ремак указывает, что ряд исследователей уже показал наличие клеточного деления на ранних стадиях развития. Излагая собственные наблюдения, он подчеркивает, что при изучении зародышей на самых ранних стадиях развития убедился, что новые клетки животных всегда образуются путем деления — так же, как это ранее было установлено ботаниками для растительных тканей. Завершая статью, Ремак пишет: «Эти результаты имеют столь же близкое отношение к патологии, как и к физиологии».

Таким образом, мы видим, что в 1852 году Роберт Ремак окончательно пришел к выводу, что новые клетки появляются лишь в результате деления существующих клеток; этот вывод стал одним из основных положений клеточной теории.

Однако эта работа Ремака оказалась незаслуженно забытой. Сегодня славу провозглашения принципа «Omnis cellula e cellula» приписывают Рудольфу Вирхову, который на три года позже опубликовал работу с тем же постулатом в журнале, который сам же и издавал. Фактически, он воспользовался своим привилегированным положением, чтобы присвоить себе открытие Роберта Ремака. Сам же Вирхов, распространяя клеточную теорию на область патологии, возводил клетку в степень самостоятельного существа, а организм рассматривал не как единое целое, а лишь как сумму клеток. Конечно, это мнение было ошибочным.

Приведу еще несколько фактов, свидетельствующих о незаслуженных препонах, которые воздвигал на научном пути Роберта Ремака государственный антисемитизм, процветавший в ту пору в Германии.

В 1843 году, вопреки совету Александра фон Гумбольдта, Роберт Ремак обратился к министру образования с прошением о предоставлении ему должности приват-доцента. Просьба была отклонена. Спустя короткое время ученый, с согласия профессора Иоганнеса Мюллера и при несколько нерешительной поддержке Гумбольдта, подал аналогичное прошение непосредственно королю — и вновь получил отказ.

В ноябре того же года Ремак поступил в лабораторию Шенлейна в берлинской больнице «Шарите», где продолжил исследования нервной ткани, а также начал изучать роль зародышевых слоев в развитии тканей и органов.

К этому времени имя Ремака уже было хорошо известно в научных кругах. Он являлся членом Академии Леопольдина (Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina) и Сенкенбергского Общества естествоиспытателей (Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft, Франкфурт-на-Майне), а также членом-корреспондентом Варшавского медицинского общества. Тем не менее, когда в 1846 году Роберт Реман подал заявку на должность прозектора в Шарите, ему снова отказали — и эту должность получил Рудольф Вирхов, который был младше Ремака на шесть лет, но обладал заметным политическим влиянием.

В конце 1847 года Гумбольдт и Шенлейн, которые были личными врачами короля, добились для Ремака разрешения читать неполный курс лекций в Берлинском университете. И хотя сам ученый был разочарован тем, что полный курс ему читать не позволили, решение монарха стало огромным шагом вперед. О том, что Роберт Ремак прочел лекцию студентам Берлинского университета, сообщили все ежедневные газеты — ведь он стал первым в истории Германии преподавателем еврейской национальности.

Эта широкая слава, наконец, принесла Роберту Ремаку некоторые практические социальные плоды. В 1847 году он женился на дочери берлинского банкира Феодоре Мейер. В 1859 году он был повышен до доцента Берлинского университета — таково было запоздалое, хотя и совершенно неадекватное, признание его экстраординарных заслуг в неврологических и эмбриональных исследованиях.

Важно отметить, что противостояние бюрократической машине и националистическим предрассудкам никогда не отвлекало Роберта Ремака от его научных занятий. После открытия 1841 года он продолжал свои упорные исследования и внес большой вклад в развитие клеточной теории.

В 1843—1844 годах Роберт Ремак установил наличие чрезвычайно тонких фибрилл в осевом цилиндре нервного волокна. Тогда же он провел исследования на эмбрионах кур, чтобы показать, что самая внутренняя часть зародышевого слоя — впоследствии названная энтодермой — служит источником развития эпителия не только желудочно-кишечного тракта, но и дыхательных путей.

В 1845 году Ремак продемонстрировал деление клеток в эмбрионе, из которых формируются первичные мышечные пучки. В том же году вышла его основная работа по патологической анатомии — Diagnostische und pathologische Untersuchungen («Диагностические и патологические исследования»).

В 1848—1849 годах Роберт Ремак вернулся к изучению зародышевых слоев. В 1850 году он опубликовал первую из трех частей своего труда «Исследования по развитию позвоночных» (Untersuchungen über die Entwicklung der Wirbeltiere). В этой работе Ремак обсуждал вероятность того, что клетки в оплодотворенных куриных яйцах делятся непрерывно, и отмечал, что по мере увеличения их числа структурные элементы эктодермы и энтодермы становятся все мельче.

В следующем году он опубликовал статьи по физиологии и гистологии нервной системы в «Энциклопедическом словаре медицинских наук» (Encyclopädisches Wörterbuch der medicinischen Wissenschaften).ьИменно в 1851 году Ремак установил, что органы чувств развиваются из эктодермы. Он пришел к этому выводу, фиксируя бластодиски растворами уксусной кислоты, сулемы (хлорида ртути) и хромовой кислоты. Истинного окрашивания он добиться не смог, за исключением некоторых препаратов, обработанных настойкой йода. Эти результаты были опубликованы во второй части его Untersuchungen.

К 1852 году Ремак смог обобщить свои выводы о делении клеток. Он отказался от прежней осторожности и теперь с уверенностью утверждал, что расщепление яйцеклетки представляет собой непрерывный процесс клеточного деления, начинающийся с ядра.

Его первая крупная работа по неврологии — Über methodische Electrisirung gelähmter Muskeln («О методическом электростимулировании парализованных мышц») — была опубликована в 1855 году.

В 1856 году кафедру патологии Берлинского университета возглавил давний соперник Роберта Ремака Рудольф Вирхов. После этого Ремак, смирившись с невозможностью академической карьеры, несмотря на все несомненные заслуги перед наукой, полностью посвятил себя медицинской практике. Совместно с Томасом Аддисоном, Гийомом Бенджамином Амандом Дюшеном де Булонем и другими исследователями он стал пионером электротерапии с использованием гальванического тока. Ремак ввел в практику применение непрерывного электрического тока для лечения заболеваний нервной системы, особенно поражений головного и спинного мозга. Сначала ценность этой терапии подвергалась сомнению, однако со временем методы Ремака были признаны значительным вкладом в развитие медицинской практики.

Результаты своей многолетней работы Роберт Ремак описал в книге «Гальванотерапия нервных и мышечных болезней» (Galvanotherapie der Nerven- und Muskelkrankheiten), опубликованной в 1858 году и посвященной Александру фон Гумбольдту. В ней ученый систематизировал опыт лечения около семисот пациентов гальваническим током и отмечал, что непрерывный ток эффективнее фарадического в терапии нервно-мышечных заболеваний.

Роберт Ремак всегда отличался слабым здоровьем. Еще в юности, работая ассистентом в лаборатории Шенлейна, он страдал от недуга грудной клетки и предполагал, что не проживет долгую жизнь. Он обладал чувствительной нервной системой, взрывным темпераментом, был раздражителен и вспыльчив. Дополнительное напряжение в го жизни создавал категорический отказ Роберта Ремака отказаться от иудейской веры и связанные с этим препятствия в академической карьере. Он был непростым человеком как в профессиональном, так и в личном плане. Однако не только совершил масштабные открытия, но и воспитал сына Эрнста Юлиуса Ремака (1849—1911), который стал талантливым неврологом. Внук и полный тезка Роберта Ремака родился в 1888 году и выбрал профессию математика. Он был убит нацистами в концлагере Освенцим в 1942 году.

Изучая непростую биографию Роберта Ремака, я открыл для себя впечатляющий пример научного упорства, личной стойкости и принципиальности, которую не смогли поколебать внешние обстоятельства. Прожив недолгую жизнь — всего 50 лет — Роберт Ремак совершил ряд выдающихся открытий, но не получил соответствующего его заслугам признания. Он был более чем достоин занимать высочайшие позиции в научном мире и войти в историю науки как автор клеточной теории. С этого места его незаслуженно сместил Рудольф Вирхов, который удачно воспользовался как открытиями Ремака, так и неблагоприятной для еврейского ученого политической конъюнктурой.

Глава 2. Фредерик Грант Бантинг, Чарльз Бест и открытие инсулина

Канадский медик Фредерик Грант Бантинг стал человеком, сыгравшим ключевую роль в открытии инсулина. День рождения Бантинга в 1891 году — 14 ноября — сегодня во всем мире отмечают как День борьбы с диабетом. А вот его молодому соавтору в этом открытии повезло меньше: не получив заслуженного признания от Нобелевского комитета, ученый получил психологическую травму, от которой он так и не оправился. Но расскажу обо всем по порядку.

История изучения сахарного диабета (Diabetes mellitus) уходит вглубь веков. Упоминания о признаках, похожих на симптомы этого заболевания, встречаются уже у древнеримских врачей Цельса и Аретея, живших в I веке нашей эры.

В XVII веке английский врач Томас Виллис, отличавшийся любознательностью, решил попробовать мочу больного диабетом на вкус и обнаружил, что она сладкая. Из-за необычности этого опыта наблюдение Виллиса тогда не восприняли всерьез, и оно вскоре было забыто.

В XVIII веке другой английский врач, Питер Добсон, провел химический анализ мочи больного сахарным диабетом и подтвердил наличие в ней глюкозы. С этого времени к названию болезни добавилось определение «сахарный».

Однако еще долгое время оставалось неизвестным, почему возникает это заболевание, как оно действует на организм и как его можно лечить.

В 1889 году двое немецких ученых — Йозеф фон Меринг и Оскар Минковский — изучали пищеварительные функции поджелудочной железы, вовсе не ставя перед собой цель исследовать сахарный диабет. Эксперименты они проводили на собаках. В то время значение того или иного органа часто определяли радикальным способом — путем его полного удаления у подопытного животного. Однажды исследователи заметили, что моча собаки, которой была удалена поджелудочная железа, привлекла множество мух. Это произошло в жаркий летний день: прооперированную собаку оставили в комнате с открытым окном, и за ночь она выделила большое количество мочи, оказавшейся сладкой. На этот своеобразный «сироп» и слетелись мухи. Так впервые стало ясно, что сахарный диабет связан с поражением поджелудочной железы. Ученые начали предпринимать попытки создать лекарство от диабета, измельчая ткани поджелудочной железы, однако эти опыты не увенчались успехом.

Дальнейшие исследования показали, что поджелудочная железа состоит из различных типов клеток, выполняющих разные функции. Одни из них — экзокринные — выделяют пищеварительные ферменты, другие — эндокринные — вырабатывают гормоны, поступающие непосредственно в кровь. Скопления эндокринных клеток получили название «островки Лангерганса» — в честь немецкого ученого Пауля Лангерганса, о котором я расскажу подробнее в следующей главе. В островках Лангерганса было скрыто спасение для миллионов больных сахарным диабетом. Но недостатки технологии до поры не позволяли получить заветное лекарство: когда ткани поджелудочной железы измельчали, содержимое клеток островков контактировало с пищеварительными ферментами экзокринных клеток, и ценный гормон разрушался. Решение было найдено только через три десятилетия, и нашел его Фредерик Грант Бантинг.

Фредерик Грант Бантинг

Родители Фредерика Бантинга, как и многие добропорядочные люди того времени, мечтали, чтобы сын стал священнослужителем. Поэтому в 1912 году юноша поступил на богословский факультет Торонтского университета. Однако уже в конце того же года он понял, что его подлинное призвание — медицина, и перевелся в университетскую медицинскую школу, которую и окончил, получив степень бакалавра. В течение двух последующих лет Бантинг служил военным хирургом в Англии, а затем во Франции, где в битве при Камбре получил тяжелое ранение шрапнелью в правое предплечье. Понимая, что ампутация руки означала бы конец его медицинской карьеры, он уговорил лечащего врача повременить с операцией. Руку удалось спасти.

После возвращения в Торонто Бантинг два года работал хирургом в местной больнице, а летом 1920 года переехал в Лондон (провинция Онтарио) и открыл частную хирургическую практику. Однако вскоре стало ясно, что это предприятие не приносит достаточного дохода. Тогда Бантинг согласился занять должность ассистента профессора в медицинской школе Университета Западного Онтарио, расположенного в том же городе. Одновременно он проводил научные эксперименты под руководством нейрофизиолога Ф. Р. Миллера.

Смерть друга детства от болезни, которую теперь называют сахарным диабетом, глубоко потрясла Бантинга и стала одним из главных мотивов его стремления найти лекарство от этого заболевания.

В 1920 году Фредерику Бантингу попалась статья американского врача Мозеса Баррона (Barron, 1884—1974) под названием «Связь островков Лангерганса с диабетом». В ней отмечалось, что экспериментальное перевязывание панкреатического протока приводит к дегенерации клеток поджелудочной железы, продуцирующих трипсин, тогда как островки Лангерганса остаются интактными. Считается, что 31 декабря 1920 года, проснувшись около двух часов ночи, Бантинг записал в своем блокноте план судьбоносного эксперимента: «Перевязать проток поджелудочной железы у собак. Подождать шесть — восемь недель. Удалить и экстрагировать».

Воплощать свою идею он начал в лаборатории профессора Джона Маклеода. Маклеод выделил для экспериментов Бантинга десять собак и назначил ему в помощь одного из своих студентов. Чарльзу Герберту Бесту, которому было суждено стать самым молодым из открывателей инсулина, в то время было всего 22 года.

Чарльз Герберт Бест

Чарльз Бест родился 27 февраля 1899 года в городе Пембрук, штат Мэн (США), в семье Луэллы Фишер и Герберта Хьюстиса Беста. Его отец был врачом канадского происхождения из Новой Шотландии, а мать обладала прекрасным сопрано и выступала как певица.

Чарли, как звали будущего ученого в семье, получил начальное образование на своей малой родине, а затем окончил среднюю школу в Торонто, где жила его тетка Анна, страдавшая сахарным диабетом. Тяжелый недуг близкой родственницы оказал глубокое влияние на юношу, определив не только выбор профессии, но и направление его будущих научных интересов. В 1916 году он поступил на медицинский факультет университета и уже со второго курса стал специализироваться на физиологии и биохимии.

В последние месяцы Первой мировой войны Чарльзу Бесту пришлось прервать обучение, чтобы вступить в пехотные войска канадской армии. Он дослужился до звания исполняющего обязанности сержанта-майора, а после демобилизации вернулся в Торонто и снова стал изучать медицину. В 1919 году Чарльз окончил университет, получил степень бакалавра в области физиологии и биохимии и продолжил работу в качестве научного ассистента профессора Джона Маклеода. Именно на лекции профессора Маклеода в 1920 году Чарльз Бeст впервые услышал о докторе Фредерике Гранте Бантинге, который собирался приехать в Торонто и проводить исследования внутренней секреции поджелудочной железы в поисках неуловимого вещества, которое может стать ключом к регуляции метаболизма. Чарльз Бест загорелся идеей сотрудничать с ученым, который стремится найти лечение от грозной болезни, унесшей жизнь его любимой тети.

Чарльз тесно дружил со своим однокурсником Эдвардом Кларком Ноблом. Именно на ферме, принадлежавшей Ноблу, Бест в июле 1920 года обручился с Маргарет Хупер Махон. А весной 1921 года друзья вместе работали над магистерскими диссертациями по физиологии и биохимии в Университете Торонто. Профессор Маклеод предложил Бесту и Ноблу посвятить часть лета 1921 года работе с доктором Бантингом. Легенда гласит, что друзья подбросили монету, чтобы определить, кто из них первым станет работать в эксперименте с депанкреатируемыми собаками. Интересно, что впоследствии Чарльз Бест отрицал, что пари с монетой имело место: таким образом он хотел исключить слухи о том, что слава открывателя инсулина досталась ему по чистой случайности.

Чарльз Бест и Фредерик Бантинг

Так или иначе, к работе с Бантингом приступил именно Чарльз Бест. Нобл лишь ненадолго занял место ассистента, когда его друга призвали на военные сборы. Но затем Бантинг потребовал, чтобы Бест вернулся в лабораторию, потому что он лучше, чем Нобл, справлялся с работой. Эти несколько недель в 1921 году задали направление всей будущей карьере Чарльза Беста.

17 мая 1921 года Бантинг и Бест приступили к экспериментам по выделению инсулина. Они трудились в жаркой и тесной лаборатории. Бантинг был ведущим исследователем, а Чарльз Бест проводил анализы сахара в крови и другие биохимические тесты у подопытных собак и помогал Бантингу с хирургическими манипуляциями.

Лаборатория Бантинга и Беста в Торонто

Первые два с половиной месяца усилий приносили обескураживающие результаты. И только 30 июля появился намек на успех. Через семь недель после перевязки протока поджелудочной железы исследователи обнаружили, что железа уменьшилась до трети своей нормальной массы: ацинарные клетки подверглись атрофии, а островковая ткань сохранилась. Измельчив железу и выделив экстракт из островковой ткани, они получили препарат, инъекция которого привела к снижению уровня сахара в крови у собаки 410, при этом сахар в моче больше не определялся. Последующие инъекции собакам 406 и 408 дали схожие эффекты. Воодушевленные Фредерик Бантинг и Чарльз Бест делились прекрасными новостями в письмах профессору Маклеоду.