Всемирная история: в 6 томах. Том 5: Мир в XIX веке
Шрифт:
А. Лавуазье писал: «Животная машина управляется тремя главными регуляторами: дыханием, которое заключается в медленном сгорании в легком или других местах тела некоторой части углерода и водорода крови и развивает теплоту, абсолютно необходимую для поддержания температуры тела; испариной, которая, способствуя выделению тепла в окружающую среду… препятствует повышению его температуры за пределы, положенные природой; пищеварением, которое, снабжая кровь водой, углеродом и водородом, возвращает машине то, что она теряет при дыхании и транспирации, и выбрасывает затем наружу посредством выделений те вещества, которые нам вредны или излишни».
Практическая реализация намеченной А. Лавуазье исследовательской программы уже к началу 30-х годов XIX в. позволила установить, что «организованная субстанция»
В первой половине 40-х годов XIX в. удалось раскрыть подлинное физиологическое предназначение этих процессов. Немецкие врачи Р. Майер и Г. Гельмгольц доказали, что в процессе распада сложных органических соединений под влиянием кислорода выделяется особая «сила», получившая название энергии; что энергия служит «универсальным источником» для всех без исключения «внутренних и внешних работ организма», а «животная теплота» представляет собой лишь одну из форм энергии.
Первоначальным источником энергии было признано солнечное излучение, под влиянием которого в зеленых растениях происходят процессы разложения углекислого газа на углерод и кислород с одновременным образованием углеводов, жиров и белковых тел растений. «Мы все дети солнца, — писал Г. Гельмгольц, — ибо живой организм — это система, в которой нет ничего, кроме преобразований различных видов энергии».
Названные открытия окончательно разрушили прежний взгляд на человеческое тело как «мертвую массу, в которую входит дух… приводящий все в деятельность». Представления об определяющей роли «животворящего духа» навсегда ушли в прошлое. Появилась убежденность, что в скором времени удастся свести все проявления жизнедеятельности человеческого организма к законам физики и химии.
Однако воодушевление, охватившее естествоиспытателей, продлилось не долго. Уже на рубеже 40-50-х годов XIX в. возникло серьезное разочарование в избранном пути. Чем больше накапливалось сведений о единстве химического состава живой природы и универсальности энергетического источника жизни, тем непонятнее становились многообразие биологических объектов, механизмы роста, структурообразования и развития организма.
Преодолеть возникший кризис и сделать следующий шаг на пути формирования новой модели человеческого микрокосма удалось в результате еще одного важнейшего научного прорыва XIX в., которым стало создание клеточной теории.
Клетка была впервые описана в XVII в. (Р. Гук, 1665; А. Левенгук, 1674; М. Мальпиги, 1675; Н. Грю, 1682). Однако исследователи XVII столетия не оценили важности совершенного ими открытия. Они считали, что клетки представляют собой пустоты в непрерывной массе живого вещества. Только в начале XIX в. в связи с совершенствованием микроскопической техники стало ясно, что клетки — не пустоты, а «индивидуумы» — своеобразные камеры, имеющие собственную оболочку (Мольденгауэр, 1812), ядро (Я. Пуркинье, 1825; Р. Броун, 1831) и протоплазму — полужидкую вязкую субстанцию, заполняющую внутриклеточное пространство (Ф. Дюжарден, Г. фон Моль, 1835). Было также установлено, что все части растений и животных состоят из клеток или их производных, что в свою очередь позволило М. Шлейдену (1838) и Т. Шванну (1839) сформулировать первый вариант клеточной теории строения растений и животных. Однако даже после этого клетки продолжали считаться примитивно организованными образованиями — пузырьками, заполненными жидким белком; своеобразными кирпичиками, образующими лишь внешнюю форму организмов. Считалось, что клетки всякий раз возникали заново, выпадая из крови, подобно тому, как происходит «выпадение кристаллов из маточного раствора».
Опровергнуть эту ошибочную точку зрения удалось лишь в конце 40-50-х годов XIX в. усилиями группы немецких цитологов и врачей: К. Зибольдта, Т. Бишоффа, А. Келликера, Р. Ремака, Р. Вирхова. Выполненные ими исследования
Таким образом, к концу второй научной революции всеобщее признание получил взгляд на организм человека как соединение элементарных живых существ (клеток) — «клеточное государство», жизнедеятельность которого обеспечивается энергией, образующейся в результате разрушения в теле сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов) под влиянием окислительной способности вдыхаемого кислорода.
По мере формирования этой системы взглядов существенно изменились и представления об устройстве и предназначении отдельных систем органов. Основным предназначением системы органов дыхания было признано обеспечение циркуляции воздуха и газообмена между поступающим в легкие воздухом и кровью. Суть газообмена состояла в насыщении крови кислородом и удалении излишков углекислого газа. Под пищеварением стали понимать не механическую и термическую обработку пищи в желудке, а начинающийся уже во рту и завершающийся в кишечнике химический процесс расщепления крупных молекул белков, жиров и углеводов пищи на более мелкие, способные легко всасываться и поступать в кровяное русло (Э. Лейке, Т. Шванн, К. Бернар, Г. Бушарда, К. Сандра, Л. Корвизар, Ф. Фрерикс, Э. Горуп-Безанец). Основным предназначением мочевыделительной системы было признано выведение из крови не только излишков воды, но в первую очередь азотсодержащих продуктов распада белков (А. Фуркруа, Ю. Либих).
Сердечно-сосудистая система обеспечивала постоянное движение крови, благодаря которому последняя получала возможность насыщаться кислородом и органическими веществами, а также освобождаться от углекислоты (в легких) и продуктов распада белковых веществ (в почках). Сама кровь окончательно перестала рассматриваться как продукт переработки питательного сока. Было установлено, что она представляет собой сложный раствор, содержащий, во-первых, газы, органические и неорганические вещества, а во-вторых, собственные клетки и белки (Г. Андраль, А. Беккерель, Р. Вирхов, Э. Гоппе-Зейлер, К.Людвиг, И.М. Сеченов). Одним из важнейших предназначений собственных белков крови было признано поддержание целостности сосудистой системы за счет механизма тромбообразования (Р. Вирхов, А.А. Шмидт).
Значительные успехи были достигнуты и в изучении нервной системы, которая была признана основным фактором обеспечения единства человеческого организма. Благодаря сенсационным открытиям Ч. Белла (1811) и Ф. Мажанди (1822), обнаружившим функциональную специфичность нервных волокон (чувствительные и двигательные нервы), удалось получить прямые доказательства справедливости декартовской гипотезы о рефлексе как универсальном принципе функционирования нервной системы, обеспечивающем целесообразные ответные реакции организма на любые раздражения (М. Холл, 1832; И. Мюллер, 1833). Было показано, что разнообразие, комплексность и пластичность ответных реакций определяются не влиянием души, а сложнейшей комбинаторикой возможных переходов нервного возбуждения между множеством нервных клеток, «суммацией возбуждений» и центральным торможением (И.М. Сеченов, 1863).
Сложились представления о существовании в центральной нервной системе проводящих путей (белое вещество) и центров переключения нервного возбуждения с одних волокон на другие, представляющих собой места скопления тел нервных клеток (серое вещество). Доказано, что нервные волокна представляют собой отростки нервных клеток (Р. Ремак, 1839). Установлена электрическая природа нервного возбуждения (Э. Дюбуа-Реймон, 1849), показан прерывистый импульсный характер «нервного электрического тока» (Л. Германн, 1867; Ю. Бернштейн, 1871) и измерена его скорость (Г. Гельмгольц, 1850). Раскрыты механизмы нервно-мышечных взаимодействий (К. Маттеуччи, Г. Гельмгольц, Ю. Либих, А. Фик, К. Фойт, Эрнст Вебер и др.). Заложены основы теории зрения и слуха (И. Мюллер, Г. Гельмгольц).