Эрлих и Моргенрот [160], совершенно независимо от Борде, показали, что антигемотоксическая сыворотка очень богата антицитазой. После ряда инъекций нормальной сыворотки лошади (очень богатой цитазой) козе они получили в сыворотке крови последней антицитазу, очень активную против цитазы лошади. Эта антитоксическая сыворотка козы, как и следовало ожидать, не содержит антификсирующего вещества, так как сыворотка лошади, служившая для инъекций, была получена от нормальных лошадей, которые не содержали или содержали очень мало фиксирующего вещества. Даже в другом случае, когда эти исследователи [161] ввели собаке сыворотку овцы, очень богатую фиксирующим веществом, специфичным для красных кровяных телец собаки, им не удалось получить никакого антификсирующего вещества. Эти наблюдения ни в коей мере не умаляют ценности открытия антификсирующего вещества Борде, хотя они и демонстрируют, что этот антитоксин в некоторых случаях может не обнаруживаться в сыворотке. Сами Эрлих и Моргенрот в этой связи высказывают предположение, что в таких случаях антификсирующее вещество остается связанным с клеткой, которая его вырабатывает, не выделяясь в кровь.
[122]
Весьма точные данные, которые мы только что суммировали, по-видимому, не согласуются с утверждениями некоторых других исследователей. Так, Шютце [162], исходя из своих исследований антигемотоксической сыворотки морских свинок, направленной против гемотоксина кролика, пришел к выводу, что в ней вырабатывается только антификсирующее вещество. Поскольку он вводил своим морским свинкам только гемотоксическую сыворотку кролика, которая была нагрета до 60° C и, следовательно, лишена макроцитазы, он заключил, что в этой сыворотке осталось только специфическое фиксирующее вещество, способное провоцировать образование антитоксина. Это, следовательно, должно быть антификсирующее вещество. Пауль Мюллер [163] пришел к аналогичному выводу после введения кроликам нагретой гемотоксической сыворотки птиц. Эти инъекции вызвали образование в сыворотке кролика антитоксина, который Мюллер рассматривал как антификсирующее вещество.
Эрлих и Моргенрот [164] возразили против такой интерпретации, опираясь на эксперименты, проведенные с сыворотками нормальных животных. Они смогли показать, что эти сыворотки при введении в свежем состоянии или после нагревания до 60° C вызывали выработку соответствующего антигемотоксина, который является не чем иным, как антицитазой. Когда Шютце и Пауль Мюллер пришли к выводу, что путем нагревания сывороток они полностью лишили их цитазных элементов, они не приняли во внимание возможность трансформации цитаз под влиянием тепла в другие тела, неспособные вызывать гемолиз, но вполне способные провоцировать образование антицитаз. Эрлих и Моргенрот дают этим новым телам, производным от цитаз под влиянием температур между 55–60° C, название «комплементоиды»; и эти комплементоиды в экспериментах Шютце и Мюллера, по-видимому, вызвали выработку антитоксинов — антицитаз.
Во всех только что суммированных исследованиях антицитазы были получены путем введения животным различных сывороток крови, свежих или нагретых. Вассерман [165] открыл другой метод достижения того же результата. Он вводил морским свинкам лейкоциты кроликов, тщательно очищенные от всех следов сыворотки. Через некоторое время сыворотка крови таких морских свинок становилась слабо, но отчетливо антицитатной. Из этого эксперимента Вассерман делает вывод, что, как часто утверждали многие наблюдатели, лейкоциты действительно содержат цитазы.
[123]
Как антицитазы действуют на цитазы? По этому пункту у всех наблюдателей, изучавших данный вопрос, есть только один ответ: действие антицитаз является прямым. Борде полагает, что эти два вещества соединяются настолько тесно, что их невозможно снова разделить нагреванием. Мы знаем, что цитазы очень чувствительны к теплу и что их гемолитическое свойство разрушается при 55° C. Антицитазы, с другой стороны, как уже отмечалось, гораздо более устойчивы к действию тепла. Борде приготовил смеси гемолитической цитазной сыворотки и антигемолитической сыворотки — нейтральные смеси, то есть неактивные для красных кровяных телец или обладающие очень слабым действием на красные кровяные тельца, которые были сенсибилизированы специфическим фиксирующим веществом. Эти смеси больше не проявляют антигемотоксических свойств или проявляют эту способность в очень слабой степени. Если в этих смесях цитазы остаются не связанными рядом с антицитазами, следует ожидать, что нагревание их до 55° C восстановит антигемотоксическую функцию антицитаз; поскольку цитазы разрушаются при 55° C, в смесях останется только активная антицитаза. Эксперименты, проведенные по этому вопросу, продемонстрировали, что нагревание этих смесей не восстанавливает антигемотоксическое действие, то есть антицитаза окончательно соединена с цитазой.
Эрлих и Моргенрот убедились, что их антигемотоксин не оказывает влияния ни на красные кровяные тельца, ни на фиксирующее вещество и способен только предотвращать действие цитазы. Они ввели красные кровяные тельца кролика в смесь сыворотки козы, нагретой до 56° C и, таким образом, сохранившей только свое фиксирующее вещество, и антицитазной сыворотки. Жидкость, омывающая красные кровяные тельца, была затем удалена путем центрифугирования, и тельца были смешаны с нормальной гемолитической сывороткой лошади. Растворение красных кровяных телец произошло немедленно, так как антицитаза была полностью удалена во время центрифугирования, не будучи связанной ни с красными кровяными тельцами, ни с фиксирующим веществом.
Эти исследователи получили различные антицитазы путем введения сыворотки различных видов животных другим млекопитающим. Однако они заметили, что инъекции сыворотки родственного вида не приводили к образованию антицитаз. Так, инъекция сыворотки козы овце или сыворотки овцы козе никогда не приводила к образованию антицитазной сыворотки.
[124]
Помимо антигемотоксических сывороток, в настоящее время получено несколько других аналогичных антицитотоксических сывороток. Так, Делезен приготовил сыворотки, которые предотвращают действие нейротоксина и клеточного яда, разрушающего клетки печени. Мы [166] смогли получить сыворотку кролика, которая предотвращает потерю подвижности сперматозоидов этого грызуна под действием специфического спермотоксина морской свинки. Совсем недавно Метальников [167], работая в моей лаборатории, приготовил другую антиспермотоксическую сыворотку, которая предотвращает остановку движения сперматозоидов морской свинки специфическим спермотоксином кролика.
[125]
Поскольку история этих антиспермотоксинов представляет некоторые интересные общие черты, мы можем с пользой, возможно, остановиться на некоторых их характеристиках. Два упомянутых выше антиспермотоксина различаются определенными особенностями. Когда Метальников приступил к введению спермотоксина кролика морским свинкам, он думал, что перед ним легкая задача и что после нескольких инъекций сыворотка морской свинки станет антиспермотоксической. Однако это было не так. Сыворотка этих животных при смешивании со спермотоксической сывороткой была неспособна предотвратить иммобилизацию сперматозоидов морской свинки. Только когда он нагрел сыворотку своих подопытных морских свинок до 56° C, антиспермотоксическая способность проявилась с наибольшей отчетливостью. Неэффективность ненагретой сыворотки, следовательно, должна зависеть от токсического действия макроцитазы морской свинки, потому что именно это вещество могло быть разрушено в процессе нагревания. Теперь, для того чтобы эта макроцитаза могла действовать, необходимо присутствие фиксирующего вещества, что приводит нас к выводу, что сыворотка морских свинок, которым делал инъекции Метальников, не содержала антификсирующего вещества. Эта гипотеза была полностью подтверждена экспериментом. Метальников ввел каплю сыворотки морской свинки в смесь антиспермотоксической сыворотки, нагретой до 56° C, со спермотоксической сывороткой. Сперматозоиды продолжали свои движения обычным образом. Но когда впоследствии он добавил несколько капель ненагретой сыворотки от нормальной морской свинки, движения сперматозоидов прекратились почти мгновенно. Следовательно, в смеси присутствовала макроцитаза кролика, которая была нейтрализована антицитазой приготовленной сыворотки морской свинки, и по этой причине сперматозоиды оставались подвижными. Но в той же смеси у нас было также специфическое фиксирующее вещество, происходящее из спермотоксической сыворотки кролика, которое оставалось свободным и не нейтрализованным. Подвижные сперматозоиды пропитались этим фиксирующим веществом, и небольшого количества макроцитазы морской свинки (против которой антицитаза была бессильна) было достаточно, чтобы заставить их внезапно прекратить свои движения.
Нет сомнения, таким образом, что сыворотка морских свинок, обработанных спермотоксином, содержит только антицитазу и не содержит или почти не содержит антификсирующего вещества. Иначе обстоит дело с антиспермотоксином, полученным нами у кроликов, обработанных спермотоксическим токсином морских свинок. Нескольких последовательных инъекций было достаточно, чтобы сделать сыворотку таких кроликов способной предотвращать действие спермотоксической сыворотки морской свинки на подвижность сперматозоидов кролика. В смеси антиспермотоксической сыворотки и спермотоксической сыворотки эти сперматозоиды продолжают двигаться в течение значительного времени, тогда как в контрольной смеси, приготовленной с нормальной сывороткой кролика и спермотоксической сывороткой, они становятся неподвижными через несколько минут. Чтобы получить этот выраженный эффект, не было необходимости нагревать антиспермотоксическую сыворотку, как в случае Метальникова. Действительно, я проводил почти все свои эксперименты со свежими, ненагретыми сыворотками. Поскольку сыворотка кролика содержит макроцитазу, способную лишать подвижности сперматозоиды, сенсибилизированные фиксирующим веществом, и поскольку эта макроцитаза не может быть нейтрализована антицитазой, активной против макроцитазы морской свинки, факт, который я только что отметил, указывает на то, что антиспермотоксическая сыворотка моих кроликов содержит антификсирующее вещество. Разница между антиспермотоксической сывороткой, полученной Метальниковым, и той, что была приготовлена мной, аналогична той, что наблюдается между антигемотоксическими сыворотками. Некоторые содержат только антицитазу, но другие, несомненно, содержат также антификсирующее вещество.
[126]
Поскольку этот результат показался мне имеющим далеко идущее значение, я счел необходимым проверить его другим методом. Я вводил одним кроликам спермотоксическую сыворотку морской свинки, а другим — нормальную сыворотку морской свинки. Количество цитаз было примерно одинаковым в обоих случаях, поэтому сила сывороток, полученных в результате инъекций нормальной сыворотки и специфической сыворотки, должна была бы быть одинаковой, если бы антиспермотоксические сыворотки содержали только антицитазу. Эксперимент демонстрирует прямо противоположное. Антиспермотоксическая сыворотка кроликов, обработанных нормальной сывороткой морской свинки, каждый раз была гораздо менее активной, чем сыворотка кроликов, которым вводили спермотоксическую сыворотку подготовленных морских свинок. Первая содержит только антицитазу, тогда как вторая содержит, кроме того, антификсирующее вещество. Эксперименты Вейхардта [168], проведенные в моей лаборатории, подтвердили сформулированный мной вывод.
Ознакомившись с составом антицитотоксинов, мы можем теперь перейти к вопросу о происхождении этих тел и аналогичных ферментов, которые действуют при резорбции альбуминоидных веществ в крови и тканях.
Мы уже упоминали, что лейкоциты заряжены растворимым ферментом, который переваривает желатин, и что у животных, обработанных инъекциями желатина, эти клетки вырабатывают гораздо большее количество фермента. Здесь мы имеем доказательство своего рода обучения лейкоцитов вырабатывать большее количество пищеварительного фермента, способом, вполне аналогичным тому, который был описан в главе III в связи с увеличением панкреатических ферментов при кишечном пищеварении. Таким образом, вполне допустимо рассматривать лейкоциты, и, вероятно, фагоциты в целом, как источник растворимого фермента, который переваривает желатин.
[127]
Обстоит ли так же дело с другими веществами, которые принимают активное участие в резорбции альбуминоидных веществ в жидкостях и тканях организма? До настоящего времени происхождение преципитинов и антиферментов, таких как антиреннин, не изучалось. Поскольку проблема очень сложна и трудна, представляется невозможным в настоящее время решить ее. Действительно, известно, что введение этих веществ в организм провоцирует реакцию, аналогичную той, которую мы описали в случае инъекции желатина в брюшинную полость морских свинок. Так, Моргенрот [169] наблюдал, что у его коз подкожная инъекция стерильного реннина вызывала образование обширной инфильтрации на месте инокуляции, что сопровождалось лихорадкой; мы вправе заключить из этого, что реннин провоцирует выраженную лейкоцитарную реакцию. Гильдебрандт [170] прямым экспериментом продемонстрировал, что реннин, будучи заключенным в капиллярные стеклянные трубки и введенным под кожу кроликов, вызывает выраженный положительный хемотаксис. Это приводило к образованию лейкоцитарной пробки длиной в несколько миллиметров. Теперь мы знаем от Брио, что кролик способен вырабатывать антиреннин. Гильдебрандт далее показал, что несколько других диастаз, или гидролитических ферментов, таких как сукраза и эмульсин, вызывают аналогичное хемотаксическое явление. Лейкоцитарная реакция, следовательно, является общим явлением, следующим за введением в ткани веществ сложного химического состава, способных провоцировать образование антител. Мы склонны на основании этого факта принять как закон, что лейкоциты способны вырабатывать эти последние вещества. Хотя эта гипотеза может быть весьма вероятной, количество фактов, находящихся в нашем распоряжении, еще недостаточно, чтобы оправдать утверждение, что ее истинность доказана.
Поскольку именно красные кровяные тельца поражаются гемотоксинами, можно было бы спросить, не может ли быть так, что эти элементы защищаются путем выработки антигемотоксинов, избыток которых выбрасывается в кровь и жидкости в целом? Исследования, которые были проведены по этому пункту, касаются особенно антигемотоксина сыворотки крови кроликов в отношении ихтиотоксина сыворотки угря.
Мы должны поэтому изучить собранные доказательства, касающиеся антицитотоксинов и аналогичных тел, и попытаться сформировать некоторое представление об их вероятном происхождении. Большое накопление точных данных, касающихся антигемотоксинов, не дает нам достаточной информации об источнике этих веществ.
Давайте сначала рассмотрим вопрос: возможно ли приписать красным кровяным тельцам функцию выработки антигемотоксинов? Если эти элементы действительно являются источником антигемотоксинов, вероятно, что красные кровяные тельца животных, чья сыворотка является антигемотоксической, будут проявлять выраженную устойчивость к токсинам; так, мы знаем, что белые кровяные тельца, которые вырабатывают желатиназу, переваривают желатин гораздо лучше, чем сыворотка тех же животных. Из экспериментов Чистовича (см. выше, стр. 110) на кроликах, иммунизированных против ихтиотоксина угря, следует признать, что красные кровяные тельца этих животных часто очень чувствительны к действию яда в период, когда сыворотка крови тех же кроликов проявляет выраженную антигемотоксическую силу. Только позже, в процессе иммунизации, когда сыворотка теряет большую часть этой силы, красные кровяные тельца становятся устойчивыми к ихтиотоксину.
[128]
Но прежде чем мы откажемся от гипотезы о выработке антигемотоксинов красными кровяными тельцами, мы должны посмотреть, нельзя ли ее примирить с фактами путем применения теории боковых цепей Эрлиха [171]. Эта теория была разработана с целью объяснения выработки антитоксинов и их действия на бактериальные и растительные токсины. Позже Эрлих распространил ее на цитотоксины, антицитотоксины и бактерицидные вещества.
[129]
Согласно Эрлиху, сложная молекула альбуминоидных веществ содержит, помимо центрального стабильного ядра, ряд боковых цепей, или «рецепторов», которые выполняют различные вспомогательные функции и служат особенно для питания клетки. Эти рецепторы обладают большим сродством к различным веществам, необходимым для поддержания жизни клетки. В нормальных условиях эти рецепторы захватывают питательные молекулы, как лист Dionaea захватывает муху, которая служит ему пищей. В особых условиях эти рецепторы захватывают сложные молекулы альбуминоидных веществ, такие как различные токсины. В этом случае рецептор, вместо того чтобы соединяться с молекулой, поддерживающей жизнь, фиксирует молекулу, которая отравляет клетку. Согласно теории Эрлиха о строении токсинов, их молекулы содержат атомную группу, которая отравляет — токсофор, и другую группу, которая соединяется с рецептором — гаптофор. Токсическая группа сложного яда, такого как ихтиотоксин, не может проникнуть в красное кровяное тельце иначе, как с помощью гаптофорной группы и соответствующего рецептора. Когда красное кровяное тельце поглотило большое количество молекул ихтиотоксина, объединенное действие токсофорных групп делает жизнь невозможной, и тельце растворяется. Но когда красное кровяное тельце было затронуто лишь немногими токсическими молекулами, слишком немногими, чтобы поставить под угрозу жизнь, происходит лишь иммобилизация рецепторов, которые соединены с гаптофорными группами ихтиотоксина. Поскольку эти рецепторы выполняют важную функцию в питании красных кровяных телец, последние воспроизводят их в большем количестве, чем присутствовало изначально. Мы знаем, что в явлениях восстановления часто происходит избыточное производство новообразованных частей, и, согласно Эрлиху, именно этому избыточному производству обязано присутствие антитоксинов в жидкостях организма. Рецепторы, развитые в избытке красными кровяными тельцами, заполняют эти клетки и, больше не находя в них места, выталкиваются из них и переполняют кровь и другие жидкости организма. Когда новая инъекция токсина проникает в кровь, она встречает там ряд свободных рецепторов, наделенных сродством к гаптофорной группе молекулы токсического вещества. Химическое соединение между двумя веществами происходит немедленно в плазме, что предотвращает соединение гаптофорной группы токсина с рецептором красных кровяных телец и, таким образом, повреждение этих клеток путем введения в них токсофорной группы. Согласно этой теории, те же рецепторы, которые в свободном состоянии в жидкостях выполняют антитоксическую функцию, внутри красных кровяных телец становятся носителями интоксикации и, следовательно, выполняют филотоксическую функцию. Эта противоположная роль рецепторов часто сравнивалась с громоотводом; пока рецепторы прикреплены к молекуле живой протоплазмы, они притягивают токсин точно так же, как громоотвод притягивает молнию, когда он плохо изолирован.