Сила природы и чудеса химического синтеза

Они были непримиримыми соперниками… в борьбе за здоровье человека. Илье Мечникову помимо разработки одного из важных аспектов теории иммунитета ставится в заслугу закладка научных основ диетологии. Он был первым исследователем, который обратил внимание на микроорганизм, называвшийся тогда болгарской молочнокислой палочкой. И весь мир теперь ест йогурт, полезные свойства которого русский ученый обнаружил и ревностно пропагандировал.

А Пауль Эрлих вошел в историю как создатель первого в мире синтетического лекарства и основатель метода химиотерапии.

И оба ученых получили Нобелевскую премию – в 1908 году, одну на двоих.

Цвет болезни

Несмотря на бурное развитие науки, в середине XIX века в Европе десятки тысяч человек умирали от неизлечимых болезней, прежде всего туберкулеза. Мир, казалось, ждал того, кто совершит переворот в медицине, поставив всю мощь науки на службу фармакологии.

И вот в марте 1854 года в Силезии на свет появился Пауль Эрлих. Его родители и учителя гимназии обнаружили, что мальчик склонен мыслить нестандартно. Когда на уроке словесности была дана тема для сочинения «Жизнь есть мечта», то получив работу Эрлиха, учитель прочитал такое: «Основа жизни заключается в нормальных процессах окисления. Мечты являются результатом функции нашего мозга, а функции мозга есть не что иное, как то же самое окисление. Мечты — это нечто вроде фосфоресценции мозга».

Почтенный и чопорный гимназический преподаватель понял едва ли половину из написанного учеником, и именно это его больше всего возмутило. Юный всезнайка получил очередной «неуд» — по успеваемости Эрлих всегда занимал одном из последних мест в классе. Сходная ситуация с завидной регулярностью повторялась и в медицинской школе, куда он поступил после гимназии. А в мемуарах его университетских преподавателей имя Эрлиха впоследствии всегда сопровождалось комментариями вроде «…это был очень необычный молодой человек…». И далеко не все профессора выдерживали присутствие на курсе такого студента – Эрлих, пока учился, сменил четыре университета (и каких — Бреслау, Страсбурга, Фрейбурга и Лейпцига!).

Эрлих постоянно бунтовал против обязательного заучивания наизусть тысяч научных терминов. И даже в анатомическом театре на практических занятиях по анатомии, он предпочитал не столько изучать строение человеческого тела, сколько экспериментировать с окрашиванием срезов различных тканей. Необходимые краски он покупал на свои скудные деньги или добывал у знакомых, а то и просто воровал на кафедре, пользуясь тем, что какой-нибудь профессор отвлекся.

Порой очередной преподаватель ловил его за рассматриванием в микроскоп окрашенных препаратов, чего в учебной программе в тот момент явно не было, и грозно вопрошал: «Эй, Эрлих, что это вы здесь делаете?».

Эрлих в ответ невинно пожимал плечами и говорил: «Ничего особенного, профессор, упражняюсь немного с красками…»

Умудренные опытом светила медицинской науки, равно как и «перспективные» студенты дружно предсказывали, что из этого чудака не выйдет ничего хорошего. Однако в один прекрасный момент Эрлиху крупно повезло. В университете Бреслау он вместе с другими студентами работал в лаборатории, когда в помещение вбежал профессор Конгейм и закричал: «Бросайте все и идите смотреть на доктора Коха! Он совершил величайшее открытие!».

Любопытный Эрлих отправился первым. Он еще не знал, кто такой доктор Кох – справедливости ради надо заметить, что тогда этого почти никто не знал, — но интуитивно почувствовал, что «величайшее открытие» нельзя оставить без внимания.

Сельский врач Кох делал доклад о том, как он открыл возбудителя сибирской язвы. Потрясенный Эрлих после доклада подошел к Коху, только что получившему в свое распоряжение лабораторию, и попросил взять его на работу. И тот согласился.

Но настоящий шок молодой исследователь пережил через несколько месяцев, когда Кох продемонстрировал помощнику свое новое открытие: препарат с явственно видимыми туберкулезными палочками.

…Заглянув в микроскоп, Эрлих понял, что он уже видел подобное – на своих окрашенных срезах тканей. Вот только догадаться о том, что это такое, противник академической системы обучения не сумел – предполагал, что какие-то кристаллы, а впрочем особо и не задумывался… Сам по себе процесс окрашивания препаратов интересовал его гораздо больше.

Впоследствии Эрлих называл этот момент одним из самых тяжких своих переживаний. Однако он быстро взял себя в руки разработал новый, более совершенный способ окрашивания туберкулезных тканей, позволяющий гарантированно выявлять зловещего микроба. Эта методика используется и по сей день.

Увлекшись исследованием туберкулезных бацилл, Эрлих забыл об осторожности, и в итоге заразился этой страшной болезнью. Эффективных лекарств от нее в конце XIX века не существовало, и оставалось надеяться только на перемену климата и на силу собственного организма. Эрлих спешно уехал в Египет, и ему опять улыбнулась судьба – начавшаяся было чахотка отступила.

Вернувшись в Германию, Пауль Эрлих получил приглашение на должность главного врача одной из крупных берлинских клиник. И он согласился, но очень скоро начал впадать в отчаяние от собственного бессилия: хотя возбудители многих болезней уже были открыты, но не было средств против них.

«Нужно научиться стрелять по микробам волшебными пулями», — говорил Эрлих коллегам, а потом вовсю развивал эту идею в своих статьях.

После одной такой статьи в следующем номере того же медицинского журнала был опубликован полемический отзыв, автор которого советовал «доктору Фантасту» не тратить время на пустые грезы, а подумать о том, как стимулировать естественные защитные силы человеческого организма.

Клетки-спасители

Оппонентом Эрлиха был его сверстник Илья Мечников, работавший в это время в парижском Пастеровском институте. В чем-то он напоминал Эрлиха – тоже обладал неукротимым темпераментом и полным отсутствие уважения к авторитетам. В свое время, едва успев поступить в Харьковский университет, он вошел в первую попавшуюся лабораторию, занял свободное место у одного из микроскопов, полюбовался препаратами на стеклах, а на следующий день сел писать большой трактат на основании того, что увидел. Самое смешное, что он его благополучно закончил. И когда преподаватель озадаченно спросил Мечникова, как же тот решился на подобный шаг, студент первого курса на полном серьезе ответил: «Я обладаю волей и способностями; я одарен природным талантом и достаточно честолюбив для того, чтобы сделаться выдающимся исследователем…».

Мечников мог читать запоем научные труды, забывая об обязательных занятиях, держал у себя политические прокламации, за которые можно было запросто угодить на каторгу, и яростно проповедовал сокурсникам атеизм. При этом он умел за несколько дней до экзаменов выучить все, что требовалось, поэтому университет окончил одним из первых, получив золотую медаль.

Впоследствии Мечников работал в Европе и России, изучал теорию эволюции. Очень часто он сначала выдвигал какую-то мысль, а потом искал доказательства – и, что удивительно, оказывался прав. Иммунитетом он заинтересовался, стараясь найти новые причины выживания самых приспособленных организмов – ведь повышенная сопротивляемость болезням тоже была признаком такого совершенства.

Мечников изучал личинок морских звезд, благо те были совершенно прозрачными и все, происходящее внутри их организмов было видно. Он обнаружил внутри этих животных странные клетки, передвигавшиеся с места на место подобно амебам. И они не просто двигались – они поедали инородные тела, например частицы краски…

«Эти блуждающие клетки в личинке морской звезды пожирают зернышки кармина, они должны так же пожирать микробов! – догадался Мечников. — Несомненно, что именно они, эти блуждающие клетки, защищают морскую звезду от микробов. Наши блуждающие клетки, наши белые кровяные шарики точно так же, вероятно, защищают нас от микробов. Они-то и являются, очевидно, причиной иммунитета, сопротивляемости микробам, и благодаря им, вероятно, человечество до сих пор еще не уничтожено злокачественными бациллами».

Открытые клетки Мечников назвал фагоцитами, клетками-пожирателями, и с триумфом сообщил об этом научной общественности. После чего он сел писать научный труд, подводивший итоги всему тому, что ему удалось выяснить об иммунитете.

Исцеление ядом

…Эрлих с досадой отшвырнул тот самый журнал. Защитные силы – это, конечно, хорошо, и он сам прекрасно понимал, что выздоровел благодаря им. Проводя свои исследования, именно он выяснил, что существуют различные формы лейкоцитов, открыл тучные клетки и высказал идею о наличии особых рецепторов, распознающих антигены, на поверхности клеток, ответственные за иммунные реакции. Но скольким людям, больным той же чахоткой, не помогли никакие курорты! А сколько существует болезней, с которыми сам организм способен справиться лишь в исключительных случаях…

Вот если бы существовало средство, способное отравить только туберкулезную палочку, не затронув при этом живых тканей человека…

Живых тканей? — переспросил сам себя Эрлих. А как, собственно, действуют красители на живые ткани?

«Я буду красить живые существа, — решил он вдруг. — Химия животного подобна химии моих красок. Если мне удастся окрасить его в живом виде, я смогу многое о нем узнать».

Он бросился в лабораторию, набрал в шприц метиленовую синьку, и впрыснул ее в ушную вену кролика. Вскоре Эрлих обнаружил странное явление: распространившись по кровеносной системе и всему телу животного, синька окрасила в голубой цвет одни только нервные окончания…

«Если есть такая краска, которая окрашивает одну только ткань из всех тканей живого организма, то, несомненно, должна быть и такая, которая отлагается не в тканях, а окрашивает и убивает микробов, нападающих на этот организм!» — воскликнул исследователь.

Вскоре Эрлих переехал из Берлина во Франкфурт-на-Майне: во-первых, там нашлись меценаты, готовые спонсировать его исследования, а, во-вторых, совсем рядом был завод по производству синтетических красителей.

В 1901 году он начал поиски своей «волшебной пули» против болезней. Он экспериментировал с мышами, зараженными так называемой болезнью Кадера (ее возбудитель – достаточно крупная для микроба трипанозома). Инфекция убивала мышей в ста процентах случаев. Другие исследователи пробовали лечить подопытных животных мышьяком и пришли к выводу, что хотя яд угнетает возбудителей болезни, но и для мышей он остается опасным.

Эрлих поначалу экспериментировал со своими любимыми красителями, испробовав более пятисот вариантов. Порой не наблюдалось никакого эффекта, в иных случаях мыши приобретали самую экзотическую окраску, но все равно погибали.

Ученый потерял сон и аппетит, он периодически закатывал скандалы своим верным помощникам – ассистенту Кадерейту и японскому микробиологу Шига, — а порой и швырял в них книгами и лабораторными журналами. В другие дни он зазывал в сад, куда выходили окна лаборатории, уличных музыкантов, надеясь, что их немудреные, но веселые мелодии помогут ему быстрее и оригинальнее мыслить. «Это настоящий гений!» — говорили между собой шарманщики.

В 1906 году фрау Шпейер, вдова банкира, пожертвовала Эрлиху крупную сумму денег на создание целого института, на покупку оборудования и лабораторных животных и на приглашение экспертов-химиков. Институт, названный именем покойного мужа дамы – Георга Шпейера, был открыт рекордно быстро. Эрлих, став его главой, каждый день метался из лаборатории в лабораторию, острил, напутствовал, рассказывал о собственных неудачах и уверял сотрудников, что до успеха осталось совсем чуть-чуть…

Но краски не желали становиться лекарством. И тут однажды Эрлих, читая свежий номер журнала, забыл даже о своей многолетней полемике с Мечниковым, хотя в этот раз их яростные статьи были опубликованы прямо рядом, и не заметил, что в редакторской реплике они оба были названы создателями новой науки – иммунологии. Нет, его внимание привлекла статья о новом патентованном средстве — оно называлось: «атоксил», что означало «неядовитый». Лекарство это являло собой одно из многочисленных шарлатанских снадобий, оно никого толком не вылечило, зато многих серьезно отравило. И немудрено, ведь в его основе был все тот же мышьяк в сочетании с бензолом.

«А если это средство слегка видоизменить?» — осенило Эрлиха.

Конечно, создатели атоксила считали это невозможным, но Эрлих немедленно приступил к опытам лично. И убедился, что подправить формулу атоксила все-таки можно: вариантов сочетания соединений мышьяка с бензолом существует бесчисленное множество.

Тогда Эрлих бросился к своему сотруднику — химику Бертхейму — и поручил тому все-таки найти целительный препарат среди этих бесчисленных вариантов. И убежденность «сумасшедшего энтузиаста» была вознаграждена – получилось вещество под немыслимым названием «диоксидиаминоарсенобензолдигидрохлорид», а попросту препарат «606», поскольку именно 606-я попытка химического синтеза привела к этой удаче…

Мышей, зараженных болезнью Кадера, это средство полностью излечивало после первой инъекции. Но ведь не только и не столько о мышах думал Эрлих, затевая свои опыты – он хотел излечивать людей. И тут удивительную роль сыграла абсолютно ложная теория, что разновидностью трипанзом (возбудителей, к примеру, сонной болезни у человека) является открытая в начале ХХ века бледная трепонема– возбудитель сифилиса.

В то время эта опасная венерическая болезнь представляла серьезную социальную проблему. Веками с ней пытались бороться преимущественно карательными методами, но особого результата это не приносило.

Параллельно сходной темой занимался и Мечников. Он, заинтересовавшись проблемами старения (что позволяет историкам науки называть его создателем еще одной новой дисциплины – геронтологии), решил исследовать влияние сифилиса на затвердение артерий. Однако самым главным итогом оказалось создание каломельной (ртутной) мази, которую можно было применять для местной профилактики «нехорошей болезни». А созданный под руководством Эрлиха препарат «606», получивший название «сальварсан», оказался удивительно эффективным средством, исцелявшим больных сифилисом за считанные дни, а порой и часы.

Илья Мечников, продолжая изучать способы стимуляции естественного иммунитета, пришел к выводу, что одним из главных факторов, ослабляющих организм человека, является «самоотравление гнилостными бактериями, паразитирующими в толстых кишках». Сравнив статистические данные, он обнаружил, что в Болгарии, где люди постоянно употребляют в пищу особым образом сквашенное «киселе млеко», оказывается, обитает много долгожителей. Со свойственным ему энтузиазмом Мечников принялся за изучение микроорганизма, благодаря которому получается этот продукт, — болгарской палочки – и установил, что она оказывает полезное влияние на микрофлору кишечника. Авторитет ученого был столь высок, что после публикации его доклада о болгарском кислом молоке, весь цивилизованный мир немедленно признал этот продукт, как обязательную часть здорового питания. Правда, под турецким названием – йогурт.

И Эрлих, и Мечников шли разными дорогами к одной и той же цели, стремясь помочь людям. Итогом их исканий стали не только великие открытия, но и всемирное признание – высшая награда человечества.