Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек
Шрифт:
Защита естественная и искусственная
Человек живет в крайне враждебном ему мире, где каждый индивид борется за свое существование. Главные враги человека — разнообразные микробы, вызывающие инфекционные заболевания. Природа снабдила нас рядом защитных эволюционных механизмов, позволяющих нам сопротивляться действию болезнетворных микроорганизмов.
Одним из таких механизмов является комбинирование генов, достигаемое через половое размножение. При смешении родительских признаков рождается совершенно новое по генетической конституции потомство. Биологическое разнообразие человечества увеличивает шансы на выживание нашего вида. А происходит это потому, что наследственность
Открыт иммунитет человека
После того как А. Левенгук открыл бактерии и прочие микроорганизмы, прошло много времени, прежде чем ученые догадались, что именно эти крохотные создания приводят к возникновению инфекционных заболеваний, т. е. болезней, передающихся от одного человека к другому при кашле, кожном контакте и прочими способами. Первым человеком, понявшим огромную роль микробов в жизни людей, был великий французский химик и бактериолог XIX столетия Л. Пастер.
Исследования этого ученого потрясли все человечество, поскольку он открыл микромир — другую вселенную, полностью противоположную нашей. Она воздействует на все живые организмы и проникает во все, что их окружает. «Вы думаете, что сами готовите пиво и вино? Это микробы выполняют за вас всю работу по сбраживанию продуктов», — обращался Пастер к пивоварам и виноделам.
Открытие причин брожения в 1857 г. заставило Пастера удалиться от стереохимии, фундамент которой он заложил, и целиком переключиться на бактериологию. В 1865 г. ученый открывает причину болезней вина и пива, изобретая одновременно способ подавления деятельности микробов с помощью температурной обработки. Пастер предложил нагревать до +70 °C вино, пиво и молоко, чтобы убить находящихся там бактерий. Позднее этот метод был назван в его честь пастеризацией.
Затем ученый переключается на человеческие болезни и закладывает основу иммунологии, обнаруживая все новые способы борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний. В 1873 г. Пастер становится членом Медицинской Академии в Париже. Врачи с недоверием относились к Пастеру, поскольку не верили, что химик может чего-то достигнуть в медицине. Сам же Пастер на это не обращал внимания, а настойчиво занимался изучением микроорганизмов, поскольку был убежден, что именно они вызывают инфекционные заболевания у человека, точно так же как приводят к т. н. болезням вина и пива.
Будучи принятым в среду медиков, Пастер принялся разрабатывать санитарные методы предотвращения распространения инфекций и бороться за неукоснительное соблюдение всеми врачами правил санитарии. В то время никто из ученых не связывал инфекционные заболевания с деятельностью микроорганизмов. Даже при зашивании ран медики не применяли средства дезинфекции, поэтому госпитали становились большими рассадниками болезней, чем ночлежки для нищих и бродяг.
Помимо дезинфекции помещений, стерилизации медицинских инструментов и т. п. методов, Пастер предложил и другие способы профилактики и лечения заразных болезней. В основе этих методов лежала техника вакцинации. Сначала Пастер вел свой научный поиск интуитивно. Создавая свой принцип ослабления возбудителя, ученый точно не знал, какие именно процессы протекают в организме во время вакцинации. Иммунитет еще только предстояло изучить. Ощутимый вклад в изучение иммунной защиты организма внес крупный российский физиолог И. И. Мечников.
Увлекшись работами А. О. Ковалевского по эмбриологии беспозвоночных, Мечников занялся исследованием личинок морской звезды. С 1882 по 1883 гг. ученый находился в Италии, где проводил наблюдения за этими личинками — мельчайшими обитателями морского планктона. Тельца личинок прозрачны, поэтому в микроскоп прекрасно видно, как внутри них перемещаются отдельные подвижные клетки. Они заменяют непрерывно циркулирующий
Мечников вводил в организм личинок микроскопические крошки красящего вещества кармина, за которыми удобно наблюдать. Блуждающие клетки активно захватывали кусочки кармина. Тогда ученый предположил, что клетки способны поглощать любые инородные тела. Эксперименты подтвердили эту догадку. Когда Мечников вставлял шипы розы в тело личинки, они были быстро окружены блуждающими клетками, которые он предварительно окрашивал кармином. Клетки, подобные блуждающим, в ходе дальнейших исследований удалось обнаружить у самых разных существ — беспозвоночных, земноводных, рептилий, млекопитающих, в т. ч. и у человека.
Эти клетки обладали способностью активно поглощать и переваривать любые посторонние частицы, попадающие в организм, а в первую очередь болезнетворных микробов. Мечников назвал эти клетки фагоцитами от греческих слов phagos — «пожиратель» и kitos — «клетка». Само явление поглощения чужеродных тел получило название фагоцитоза. В организме человека содержатся миллионы фагоцитов, только они не блуждают по нашему телу, а движутся в крови и лимфе, откуда время от времени проникают в ткани.
Лимфатическая (лимфоидная) и кровеносная системы благодаря фагоцитам образуют единую иммунную систему, выполняющую защитную функцию. Все клетки-защитники являются белыми тельцами крови, т. е. лейкоцитами. Существует много разновидностей лейкоцитов, большинство из них участвует в общей защитной реакции организма — воспалительной. Проникновение занозы в кожу, грязи в ранку, микробов в ткани тела и прочие нежелательные вторжения влекут за собой воспаление. Его причиной является блокада лейкоцитами микробов, которых медики называют агентами.
Белые кровяные тельца образуют т. н. лейкоцитовый вал, окружающий инородное тело. Крупные тела, например занозу, уничтожить непросто. Многие лейкоциты гибнут во время такой блокады. Скопления погибших белых телец и образуют гной. Среди лейкоцитов есть особый род клеток, принимающих в защите организма наиболее активное участие. Деятельность этих клеток, называемых лимфоцитами, является основой иммунитета. Лимфоциты — защитники, организующие иммунную реакцию организма. Они преимущественно циркулируют в лимфе, отсюда и происходит их название.
Не следует, однако, думать, что вся иммунная система состоит единственно из лимфотока, сообщающегося с кровеносной системой. В действительности все гораздо сложнее. Лимфатическая система включает в себя еще и органы кроветворения, в которых происходит рождение кровяных телец, а также лимфоцитов. К кроветворным органам относятся, во-первых, вилочковая железа и селезенка, являющиеся одними из наиболее важных лимфоидных органов. Не уступает им по значимости костный мозг.
Естественным продолжением лимфоидной системы служат миндалины, аденоиды, лимфатические узлы. Аппендикс и тонкий кишечник являются органами, в которых происходит переваривание старых и ослабленных лимфоцитов. Поэтому эти органы также можно считать частью иммунной системы. В целом последняя тесно связана с лимфоидной, кровеносной и гормональной (эндокринной) системами организма, и ее трудно выделить обособленно. Не так давно учеными было установлено, что иммунная система вместе с нервной и гормональной принимает участие в регуляции самых разнообразных жизненных функций. Таким образом, наш организм контролируется не только мозгом и гормонами, но еще и иммунитетом.