Иван Петрович Павлов (1849 —1936 гг.)

Исследования по физиологии пищеварения

В области физиологии органов пищеварительной системы Павлов работал еще в годы своей учебы в университете. К этому первому научному влечению, обусловленному в значительной мере влиянием прочитанной им в юношеские годы увлекательной книги английского ученого Льюиса «Физиология обыденной жизни», он вернулся после более чем десятилетнего перерыва и занимался его разработкой еще примерно два десятка лет.

По ценности своих фактических и теоретических результатов, по оригинальности и мастерству выполнения работы Павлова по физиологии пищеварения — поистине классические. Они-то и принесли ему мировую известность.

До Павлова физиология пищеварения была одним из отсталых разделов науки физиологии вообще. Существовали лишь весьма смутные и фрагментарные представления о закономерностях работы отдельных пищеварительных желез и всего процесса пищеварения в целом. Вивисекционно острый эксперимент — основной прием исследования функций органов пищеварительной системы в те времена — оказался непригоден для раскрытия тайн работы этих органов. Более того, полученные при таких порочных опытах фактические результаты стали причиной многих ошибок, например представления, что желудочные и поджелудочные железы не имеют секреторных нервов (Гейденгайн, Старлинг, Бейлис и др.). Если же отдельным ученым и удавалось установить наличие секреторных нервов для других пищеварительных желез, например для слюнных (Людвиг, Клод Бернар, Гейденгайн, Лэнгли и др.), то этот грубый прием физиологических исследований все же не позволял выявить всех тонкостей нервной регуляции их функций.

И. П. Павлов в период завершения работы по физиологии пищеварения, 1904 г.

Зная это, многие наши и зарубежные ученые (Клод Бернар, Гейденгайн, Басов, Тири и др.) пытались заменить вивисекцию более совершенным приемом исследования — экспериментами на хронически оперированных животных. Однако эти попытки не увенчались должным успехом: либо выполненные операции оказывались малоценными по замыслу и по технике осуществления (фистула протоков слюнных желез у Клода Бернара, изолированный желудок у Гейденгайна), либо остроумно придуманные и успешно выполненные операции были недостаточными для выявления закономерностей работы данного органа хотя бы в главных чертах и годились лишь для получения отдельных, разрозненных фактов об их работе (предложенная Басовым и Влондло операция желудочной фистулы у собак).

Гению Павлова было суждено вывести физиологию органов пищеварительного тракта из тупика и поднять ее на небывалую высоту. Именно здесь, при решении этой сложной задачи, окончательно сформировался его прославленный метод хронического физиологического эксперимента.

Все началось с разработки методики физиологической хирургии пищеварительного канала, с новых приемов операции и опытов. Павлов писал: «Часто говорится, и недаром, что наука движется толчками в зависимости от успехов, делаемых методикой. С каждым шагом методики вперед мы как бы поднимаемся ступенью выше, с которой открывается нам более широкий горизонт, с невидимыми раньше предметами. Поэтому нашей первой задачей была выработка методики» [¹⁵ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 23.]. И он придумал и блестяще осуществил целую серию остроумных и утонченных хирургических операций — образование маленького желудка, перерезка пищевода (эзофаготомия) в сочетании с желудочной фистулой; оригинальные фистулы протоков поджелудочной железы, слюнных желез, желчного протока с кусками слизистой оболочки вокруг места их соустия или естественного выхода в соответствующие участки тракта, благодаря чему предотвращается зарастание протоков, т. е. то зло, которое имело место при предложенных другими учеными вариантах операций подобного рода и в конечном итоге обесценивало их; хирургическая изоляция отдельных фрагментов пищеварительного тракта — всего желудка в целом, желудок без пилорической части, отдельно пилорическую часть желудка, сепаратно отдельные части двенадцатиперстной кишки и толстых кишок и другие операции, делающие доступными для наблюдения и исследования деятельности лежащих в глубине тела органов пищеварительной системы без нарушения их иннервации, кровоснабжения и условий их жизни вообще, без искажения характера их работы.

Многие из этих операций задумывались Павловым и в ограниченных масштабах реализовывались им еще в период его работы в физиологической лаборатории при клинике Боткина. Из-за крайне ограниченных возможностей этой лаборатории тогда выживала лишь небольшая часть оперированных собак. Условия работы Павлова коренным образом изменились после того, как он стал руководителем Отдела физиологии во вновь организованном Институте экспериментальной медицины. Наконец-то он мог беспрепятственно претворить в жизнь свои замыслы по физиологической хирургии пищеварительного тракта и к тому же в масштабах, которые требовались для целеустремленной, систематической и интенсивной работы в области физиологии пищеварения.

В те времена хирургические операции на животных в целях физиологических исследований во всем мире производились редко и крайне несистематически, поэтому при физиологических лабораториях не было специальных операционных комнат. Павлов по этому поводу писал: «Самое сильное свидетельство за несоответствующее интересу дела положение хирургической методики в физиологии представляет собой отсутствие в плане современной физиологической лаборатории серьезного, т. е. отвечающего вполне цели, хирургического отделения, как есть химическое, физическое, микроскопическое и вивисекционное» [¹⁶ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 34.]. Павлов первый в мире организовал при физиологической лаборатории настоящую операционную наподобие операционных для человека при хирургических клиниках, чтобы производить в них нужные операции по всем строгим правилам хирургической науки и техники, при соблюдении всех условий антисептики и асептики, только что введенных в медицину Пастером и Листером. Теперь через несколько дней после операции животные обычно поправлялись и почти ничем не отличались от здоровых.

Свои классические исследования по физиологии пищеварения Павлов и выполнил на здоровых животных с разнообразными хроническими фистулами — «окнами» в различные отделы почти всего пищеварительного тракта. Это давало возможность тонко и точно прослеживать секреторную деятельность желез и собирать в чистом виде пищеварительные соки для всестороннего исследования, а при необходимости — и для лечебных целей (одно время в Институте экспериментальной медицины на «фабрике желудочного сока» таким путем добывали 20 л чистого желудочного сока в день для нужд лечебных учреждений страны). В условиях хорошего ухода такие животные жили годами и служили объектами для продолжительных систематических исследований.

Следует указать и на сравнительно высокий для того времени методический уровень исследования ферментативных, химических и физических свойств различных пищеварительных соков в лаборатории Павлова. При этом Павлов и его сотрудники не ограничивались уже существовавшими биохимическими методиками, но разрабатывали и новые, для того времени весьма совершенные. К ним относятся, например, методика «меттовских палочек» (тонкие стеклянные трубочки, наполненные яичным белком) для исследования силы пищеварительных соков, переваривающих белок.

Таким образом, с блеском осуществляя оригинальные, остроумно задуманные хирургические операции на разных органах пищеварительной системы, систематически и масштабно используя этот прием в своей исследовательской работе в данной области, создавая, фактически заново, направление физиологической хирургии пищеварительного тракта, Павлов дал тем самым предпосылки для претворения в жизнь основных принципов своего глубоко научного метода. Этот метод позволял детально и всесторонне изучать функции пищеварительных желез в естественных условиях их работы, без искажения динамики протекающих в них процессов, интегрально, в неразрывной связи и взаимодействии этих желез с нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и другими системами организма, без грубой ломки «тонкого механизма» и «высшего художества», без нарушения целостности сложного организма. «Мне представляется такое выдвигание оперативного приема необходимым потому главнейше,— писал Павлов,— что обыкновенное, простое резание животного в остром опыте, как это выясняется теперь с каждым днем все более и более, заключает в себе большой источник ошибок, так как акт грубого нарушения организма сопровождается массою задерживающих влияний на функцию разных органов. Весь организм, как осуществление тончайшей и целесообразной связи огромного количества отдельных частей, не может остаться индифферентным по своей сущности к разрушающим его агентам и должен в своих интересах одно усилить, другое затормозить, т. е. как бы временно, оставив другие задачи, сосредоточиться на спасении того, что можно. Если это обстоятельство служило и служит большой помехой в аналитической физиологии, то она кажется непреодолимым препятствием для развития синтетической физиологии, когда понадобится точно определить действительное течение тех или других физиологических явлений в целом и нормальном организме» [¹⁷ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 33.].

Около 20 лет Павлов и его сотрудники напряженно исследовали деятельность основных пищеварительных желез (слюнных, желудочных, поджелудочной, кишечных и печени) в различных условиях эксперимента: при приеме пищи в разном количестве и разного качества, при виде и обонянии пищи, при различных состояниях организма; они исследовали, как повреждение иннервации влияет на деятельность этих желез, как действуют на них физиологические и болезнетворные факторы и т. д.

Эти исследования Павлова, выполненные с виртуозным мастерством и с изяществом подлинного художника науки, дали много новых, оригинальных и ценных фактов, произведя переворот в представлениях физиологов и клиницистов о процессе пищеварения, а также послужили материалом для развития классического учения о физиологии пищеварительной системы. Эти исследования снискали Павлову мировую славу. Именно за эти исследования он, первый среди физиологов мира, был удостоен Нобелевской премии.

В наиболее конспективном изложении основная суть результатов исследований Павлова и его учеников в области физиологии пищеварения сводится к следующему.

Как и исследования по физиологии кровообращения, исследования Павлова по физиологии пищеварения пронизаны идеей нервизма; они были направлены на выявление и всестороннее изучение роли нервной системы в деятельности главных пищеварительных желез, в регуляции и приспособительной изменчивости этой деятельности, в координации секреторной и моторной деятельности разных органов пищеварительной системы и всей системы в целом. Установленные при этом факты характеризуются традиционными для Павлова новизной, принципиальностью, убедительной силой, высокой научной и практической значимостью, цельностью, даже изяществом.

Чтобы создать возможно четкое и ясное представление хотя бы о наиболее существенном из того огромного по объему и многообразного по характеру фактического материала и об основных теоретических положениях Павлова о предмете, целесообразно изложить сущность его исследований в этой области не в хронологической последовательности их выполнения, а в логической, т. е. по основным органам пищеварительного тракта, учитывая их естественное расположение. Применительно к каждому органу особое внимание будет обращено на результаты исследований по основным линиям, по которым развивалась стержневая его идея: а) выявление и изучение секреторных нервов желез; б) выявление и изучение внешних и внутренних агентов, рефлекторно активирующих или задерживающих деятельность этих желез, а также соответствующих им рефлексогенных зон, т. е. участков в пищеварительном тракте и вне его, воспринимающих действие этих агентов; в) изучение динамики и закономерностей секреторной деятельности органов, а также физических, химических и ферментативных свойств их продукции; г) выявление и изучение приспособительной изменчивости в деятельности отдельных пищеварительных органов и системы в целом; д) взаимодействие и координация деятельности отдельных органов.

Секреторные нервы слюнных желез были выявлены и довольно обстоятельно изучены предшественниками Павлова — Клодом Бернаром, Гейденгайном, Людвигом, Ленгли и др., но условия острых вивисекционных экспериментов, в которых проводились их исследования, не позволяли им выявить во всей полноте картину и закономерности богатой и разносторонней естественной деятельности этих желез. Рефлекторная секреция слюны априорно ставилась в связь с общей возбудимостью рецепторов ротовой полости, хотя давно было известно, что эти рецепторы далеко не однородны по своей структуре и функциям.

В своих систематических и тщательных хронических экспериментах Павлов установил, что рефлекторная секреция слюны в сильной степени варьирует по количеству и даже по качеству в зависимости от природы, силы, количества и продолжительности действия натуральных раздражителей в виде пищевых или отвергаемых веществ на рецепторы ротовой полости. Попадает в рот пища или отвергаемое вещество (кислота, щелочь и т. д.), какой сорт пищи попадает в рот — мясо, хлеб, молоко или что- либо другое, в каком виде (сухом или жидком), в каком количестве — от этого зависит, какие слюнные железы и в каком темпе будут работать, какого состава и какое количество слюны будут выделять и т. д. К примеру, было показано, что сухая пища вызывает большее слюноотделение, чем влажная или жидкая, кислота вызывает слюну с большим содержанием белка, чем пищевые продукты, речной песок, засыпанный в рот, также вызывает обильное слюноотделение, а мелкие камешки, положенные в рот, не вызывая слюны, выталкиваются изо рта и т. д.

Вариабельность в количестве и качестве выделяемой слюны зависит также от ее функционального назначения — пищеварительного, защитного или санитарно-гигиенического. Например, на съедобные вещества выделяется, как правило, густая слюна, а на отвергаемые — жидкая. При этом соответственно меняется доля участия отдельных слюнных желез, производящих преимущественно жидкую или преимущественно густую слюну. Всей совокупностью этих и других фактов Павлов установил факт принципиальной важности: такая тонкая и яркая изменчивость рефлекторной деятельности слюнных желез обусловлена специфической возбудимостью разных рецепторов ротовой полости к каждому из этих раздражающих их агентов и сами эти изменения носят приспособительный характер. Примечательно, что приспособительная изменчивость в деятельности слюнных желез четко проявляется также при так называемой психической секреции слюны, т. е. при секреции на вид и запах пищи и т. п., о чем будет речь в следующей главе.

К наиболее крупным научным достижениям Павлова относятся результаты его исследований по физиологии желудка, в первую очередь твердое установление им факта существования нервной регуляции деятельности желудочных желез — убедительное доказательство того, что эти железы имеют секреторную иннервацию, т. е. снабжены нервами, вызывающими выделение желудочного сока, столь важного для всего пищеварения в целом. Дело в том, что в отношении слюнных желез, роль которых в пищеварительном процессе довольно скромная, существование секреторных нервов, как уже было сказано выше, было установлено и обстоятельно изучено рядом выдающихся исследователей до Павлова, а в отношении желудочных желез с их ведущей ролью в пищеварении существование секреторных нервов так или иначе отрицалось почти всеми ведущими физиологами того времени. Такое мнение было обусловлено негативными результатами острых вивисекционных опытов на животных. Хотя науке давно было известно, что ветви блуждающего нерва проникают в толщу желудка, однако приемами острого опыта не удавалось бесспорно доказать отношение этого нерва к секреторной деятельности названных пищеварительных желез. Это было обусловлено тем, что при обычных острых опытах раздражение блуждающего нерва электрическим током или как-нибудь иначе в подавляющем большинстве случаев не вызывает заметного выделения желудочного сока; поэтому физиологи считали, что блуждающий нерв является для желудка не секреторным нервом, а сосудо-двигательным, моторным и чувствительным. Такому господствующему в те времена мнению не противоречили также запутанные результаты единичных хронических экспериментов, неполноценных как по замыслу постановки, так и по существу предварительно осуществленной хирургической операции.

На таком мрачном фоне результаты блестящих но замыслу и осуществлению экспериментов Павлова, доказавших с предельной ясностью и убедительностью существование секреторных нервов для названных желез, были крупным научным открытием, вызвавшим подлинный восторг физиологов и медиков. Вот краткое описание этих изящных опытов, сразу вошедших в золотой фонд экспериментальной физиологии.

У собаки с желудочной фистулой перерезали пищевод в области шеи и концы его пришивали к краям кожной раны на шее в виде двух зияющих отверстий. Это схематически изображено на рис. 1. Через некоторое время, когда животное успевало вполне оправиться от общих последствий наркоза и операции и уже ничем не отличалось от здоровых, устраивали так называемое мнимое кормление: собаке давали куски мяса, хлеба или другой пищи, но проглоченное вываливалось через верхнее отверстие пищевода, пе доходя до желудка. Это тоже схематически изображено на рис. 1. Через несколько минут после начала кормления начиналось выделение желудочного сока, которое быстро достигало значительных размеров и продолжалось десятки минут, а иногда час и больше. При этом было установлено, что выделение желудочного сока при мнимом кормлении носит характер твердо установленной физиологической закономерности.

Рис. 1. Схема мнимого кормления собаки с перерезанным пищеводом и фистулой желудка

Факты были настолько яркими, что редко кто из физиологов и врачей мог сомневаться, что секреция желудочного сока, вызванного действием пищи на рецепторы ротовой полости, имеет рефлекторный механизм, т. е. осуществляется благодаря возбуждению определенных нервов, иннервирующих желудочные железы. Вывод был ясен и так. Но Павлов доказал это специальным и очень красивым экспериментом. Если у собаки с описанными выше операциями перерезали в последующем и блуждающие нервы (т. е. нервы, которые берут начало в продолговатом мозге и, спускаясь вниз, своими ветвями иннервируют большинство внутренних органов грудной клетки и брюшной полости, в том числе и желудочные железы), то мнимое кормление уже не вызывало выделения желудочного сока. Павловским объяснением результатов этих опытов исключаются все другие объяснения. А сводится оно к следующему: пища возбуждает вкусовой аппарат, через вкусовые нервы возбуждение передается в продолговатый мозг, а оттуда через блуждающие нервы — к желудочным железам, т. е., иначе говоря, осуществляется рефлекс с ротовой полости на желудочные железы. Перерезка обоих блуждающих нервов прерывает пути нервного возбуждения с продолговатого мозга к желудочным железам, и последние при мнимом кормлении или при виде пищи остаются в покое.

Примечательно, что перерезка блуждающих нервов ведет к таким же последствиям и в отношении так называемой психической секреции желудочного сока, т. е. выделения последнего при виде и запахе пищи и т. п. Эта секреция также исчезает после названной перерезки. Хотя воспринимающая часть дуги этого рефлекса сложнее, чем при мнимом кормлении, тем не менее исполнительная (эффекторная) часть дуги того или другого рефлекса, как увидим ниже, общая. Это делает понятным одинаковые последствия перерезки блуждающих нервов при мнимом кормлении и при психической секреции желудочного сока.

Разрешив в столь яркой, простой и убедительной форме принципиальной важности вопрос, давно занимавший умы физиологов и изрядно запутанный ими традиционными в те времена острыми вивисекционными опытами, Павлов имел все основания сказать: «Делается очевидным, что привычная, традиционная обстановка физиологического экспериментирования на животном, так или иначе отравленном и свеже- и сложнооперированном, заключает в себе серьезную и, что особенно важно, недостаточно сознаваемую физиологами опасность: многие физиологические явления могут при этом совершенно исчезнуть для глаз наблюдателя или представиться в крайне искаженном виде» [¹⁸ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 274.].

В других экспериментах, еще больше приближающихся к естественным условиям пищеварительного процесса, Павлов с исключительным мастерством выявил новые тончайшие закономерности нервной регуляции деятельности желудочных желез. Опыт с мнимым кормлением показывает картину секреторной деятельности желудочных и других желез не во всей полноте; при этом опыте пища не попадает в желудок и не действует на его стенки своими механическими и химическими свойствами, как это имеет место при естественном приеме пищи в пищеварительном процессе. А настоящее кормление собаки с желудочной фистулой не дает возможности исследовать естественную динамику выделения желудочного сока: попавшие в желудок пища и слюна сильно перемешиваются с выделившимся желудочным соком и запутывают всю картину.

Для решения этой задачи немецкий физиолог Гейденгайн пытался путем поперечных перерезок в области дна желудка выкроить из него небольшой кусок, анатомически разделить желудок на две части и, зашивая края разрезов, образовать два самостоятельных желудка — большой и маленький — с фистулами в их полости. При этом он надеялся сохранить дееспособность маленького желудка и на примере его деятельности исследовать нормальный процесс выделения желудочного сока в целом (рис. 2). Однако его старания не увенчались успехом: маленький желудок, лишенный контакта с блуждающими нервами, первоначально работал более или менее нормально, а затем вовсе терял свою работоспособность.

Рис. 2. Схема операции «маленького желудка» (по Гейденгайну). Нервные ветви (пунктирные линии) перерезаются

Павлов также приложил к этому весьма сложному и трудному делу свой могучий ум и виртуозные руки и после довольно долгого и напряженного труда блестяще решил задачу. Он осуществил операцию, которая известна под названием операции маленького, или изолированного, желудка по Павлову. Анализируя причины неудач Гейденгайна при решении этой сложной задачи в свете своих общетеоретических установок, он пришел к умозаключению, что основной из этих причин являлась перерезка всех ветвей блуждающего нерва, идущих к изолированному его способом маленькому желудку. Поэтому изобретательный ум и хирургический талант Павлова были направлены на создание изолированного маленького желудка с сохраненной иннервацией блуждающими нервами. И в конечном итоге была одержана блестящая победа.

Рис. 3. Схема операции «маленького желудка» (по Павлову)

Не касаясь деталей предложенной Павловым операции маленького желудка, коротко расскажем о ее сути. Путем частичного продольного разреза в области дна желудка, параллельного ходу разветвлений блуждающего нерва (рис. 3), из основной массы желудка выкраивают небольшой кусок, своим основанием связанный с желудком мостиком из всех трех слоев его стенки — слизистого, мышечного и серозного, затем тонким поперечным разрезом по внутренней поверхности этого мостика отделяют слизистый слой вырезанного куска желудка от слизистого слоя основной его массы, оставив нетронутыми мышечный и серозный слои, в толще которых находятся ветви блуждающего нерва и сосуды. Из этого куска сшивают мешочек, так называемый маленький желудок, с изолированной от большого желудка полостью, но имеющий с последним общую стенку из мышечного и серозного слоев, с общим источником снабжения кровью и ветвями блуждающего нерва (рис. 4).

Рис. 4. И. П. Павлов делает операцию «маленького желудка», 1902 г.

Благодаря сохранной иннервации маленький желудок по Павлову функционирует в отличие от маленького желудка по Гейденгайну совершенно нормально и сохраняет свою дееспособность годами. Полость маленького желудка, как и большого, благодаря фистулам делается доступной экспериментатору. Пища и слюна, попавшие в большой желудок, благодаря мышечной перегородке не попадают в маленький желудок. Однако все, что происходит с железами большого желудка под рефлекторным воздействием пищи из полости рта либо из полости желудка, либо по иным причинам, так же в точности происходит и с железами маленького желудка. По выражению Павлова, в маленьком желудке, как в зеркале, отражается все, что происходит в большом. А из-за того, что в отличие от последнего в маленький желудок не попадает ни пищи, ни воды, ничего, что проглатывает животное, то динамику секреции желудочного сока при истинном кормлении животного, равно как и химические, физические и ферментативные свойства этого сока, можно особенно точно исследовать именно по секреторной деятельности маленького желудка, во всяком случае неизмеримо точнее, чем по секреторной деятельности большого желудка.

Остановимся на некоторых важных результатах обстоятельных исследований, проведенных Павловым и его учениками на подобным образом оперированных животных. Ими было установлено, что при истинном кормлении животного желудочный сок выделяется в несколько раз продолжительнее и больше, чем при мнимом кормлении. Из этого следовало, что пища возбуждает секрецию желудочного сока не только своим действием на вкусовые и обонятельные рецепторы, но и действием на стенки желудка. Такое предположение было подтверждено также и опытами, показывающими, что если незаметно для подопытного животного ввести в неработающий большой желудок через фистулу сырое мясо, мясной экстракт или некоторые другие пищевые вещества, продукты расщепления белков и жиров, даже простую воду, то спустя некоторое время начинается выделение желудочного сока. Тем самым было установлено существование двух источников стимуляции желудочных желез и соответственно двух фаз секреции желудочного сока. Причем сок, выделенный в первой фазе, обладает большей переваривающей силой, чем сок, выделенный во второй фазе секреции. Павлов назвал желудочный сок первой фазы секреции аппетитным, или «запальным», соком и придавал ему очень большое значение во всем пищеварении, считая, что от него во многом зависит вся последующая цепь ферментально-химических превращений в тракте в целом.

Рис. 5. Ход секреций желудочного сока по часам при кормлении мясом, хлебом и молоком (по Павлову)

Первоначально Павлов склонен был думать, что и вторая фаза секреции желудочного сока всецело имеет рефлекторный механизм, который активируется действием пищевых веществ и промежуточных продуктов ферментативного их расщепления на стенки желудка. Однако в последующем, после открытия Эдкинсом в 1906 г. специального гормонального вещества, выделяемого в пилорической части желудка и способного вызывать секрецию желудочного сока во всем желудке, Павлов допускал, что во второй фазе секреции желудочного сока наряду с нервным механизмом действует также гуморальный механизм. Небезынтересно отметить, что близкой точки зрения по этому вопросу придерживаются и многие современные исследователи, в том числе А. Айви, Дж. Томас и др. Так или иначе, но этот вопрос, по-видимому, нельзя еще считать решенным окончательно.

Далее, Павловым и сотрудниками было убедительно доказано, что специфической возбудимостью наделены также рецепторы ротовой полости и желудка, раздражение которых адекватными им пищевыми продуктами вызывает рефлекторную секрецию желудочного сока по-разному, что количество и ход секреции, как и кислотность и ферментативные свойства желудочного сока, зависят от количества и качественных особенностей принятой пищи и что изменчивость в рефлекторной секреции желудочного сока в данном случае также носит приспособительный характер.

Все это особенно обстоятельно было изучено в отношении трех распространенных видов пищевых продуктов — хлеба, мяса и молока. На приведенных рисунках, взятых из работ Павлова, можно видеть, что каждому их этих продуктов соответствует свой особый ход почасовой секреции желудочного сока (рис. 5) и свой особенный уровень и динамика колебаний ферментативной активности выделенного сока (рис. 6). Анализируя вариации в количестве и ходе выделения желудочного сока и концентрации основных его составных частей в зависимости от разновидности принятой пищи, Павлов установил, что основное физиологическое значение этих изменений сводится к созданию оптимальных условий для лучшего пищеварения соответствующих пищевых продуктов. На хлеб выделяется сок, весьма богатый пепсином, что необходимо для лучшего переваривания грубых раститительных белков; сок, выделяющийся на молоко, беден пепсином, но и его достаточно для успешного переваривания нежного белка в молоке — казеина; на мясо же выделяется сок с более высокой концентрацией кислоты, что необходимо для лучшего переваривания этого обильного соединительными веществами продукта. В этом соответствии количества и качества выделенного сока особенностям подлежащего перевариванию сорта пищи, т. е. текущим конкретным пищеварительным потребностям организма, и заключается адаптивный характер описанного изумительного явления, выявленного и столь обстоятельно изученного Павловым.

Рис. 6. Колебания переваривающей (белки) способности часовых порций желудочного сока при кормлении мясом, хлебом и молоком (по Павлову)

Наличие специфической возбудимости рецепторов ротовой полости по отношению к агентам, вызывающим рефлекторную секрецию желудочного сока, как и приспособительный характер этой секреции, в весьма яркой форме проявилось также в результате других экспериментов Павлова и его сотрудников. Ими было установлено, что такие вещества, как кислота, перец и речной песок, действуя на рецепторы ротовой полости и вызывая рефлекторно обильную секрецию слюны, оставляют в полном покое желудочные железы: желудочный сок при действии этих веществ на рецепторы ротовой полости не выделяется. Из этого Павлов сделал заключение, что не всякое химическое действие на эти рецепторы ведет к рефлекторной активации желудочных желез, что каждое вещество из полости рта возбуждает деятельность названных желез своими специальными химическими свойствами, к тому же каждое отдельное вещество действует при этом различно, по-своему.

Небезынтересно в этой связи отметить, что, по данным Павлова и сотрудников, механическое раздражение самой слизистой оболочки желудка также не способно вызывать секрецию желудочного сока, как в те времена ошибочно допускалось большинством физиологов и медиков, и что пищевые вещества и продукты их расщепления могут вызвать секрецию желудочного сока только тогда, когда они действуют на слизистую оболочку выходной (или пилорической) части желудка и оттуда рефлекторно возбуждают деятельность всех желудочных желез. Павлов полностью не отказался от этой точки зрения и после того, как другими исследователями было установлено, что при этом в данной части желудка вырабатывается специальный гормон и возбуждает деятельность всех желудочных желез гуморальным путем.

Павлов и сотрудники выявили принципиально иной тип рефлекторного влияния на деятельность желудочных желез, а именно — тормозное влияние. Они показали, что таким влиянием обладает жир, попадающий из желудка в двенадцатиперстную кишку и действующий на рецепторы ее слизистой оболочки. Жир при этом может приостанавливать, сильно ослаблять уже идущий процесс секреции желудочного сока или задерживать ее начало при последующем действии возбудителей желудочных желез. Объясняя смысл этого факта в доступной форме в одной из своих лекций для студентов, Павлов говорил: «Пищеварение — большое дело, здесь происходит ряд последовательных, сложных химических процедур. Понятно, что процессы, происходящие в каждой отдельной камере, должны быть согласованы между собой. Обработка жира происходит главным образом в кишках, и вот этой-то химической обработке препятствует желудочный сок, если он попадает в кишки, потому что фермент, который обрабатывает жир, не выносит кислоты.

А потому при введении жира желудочный сок не выделяется. Желудок не выделяет желудочного сока, когда должна происходить в кишках обработка жира» [¹⁹ «Лекции И. П. Павлова по физиологии». М., 4949, стр. 94.]. Ввиду того, что после перерезки блуждающих нервов жиры больше не оказывают тормозящего влияния на секрецию желудочного сока, Павлов пришел к заключению, что это тормозящее влияние также носит рефлекторный характер и осуществляется через посредство тормозящих секреторных волокон в составе блуждающих нервов, находящихся бок о бок с их возбудительными секреторными волокнами.

Допущение о существовании специальных тормозящих нервов желудочных желез наряду с возбудительными нервами послужило Павлову основанием для объяснения установленного им другого факта. В противоположность данным многих своих предшественников и современников о том, что электростимуляцией блуждающих нервов нельзя вызвать секрецию желудочного сока, Павлов убедительно доказал такую возможность. Для этого необходимо только соблюдать определенные условия — либо продолжительно (в течение часа и более) раздражать периферический конец свежеперерезанного блуждающего нерва, либо раздражать их даже непродолжительно, но спустя несколько дней после перерезки. Павлов считал, что кратковременное раздражение только что перерезанного нерва потому не вызывает секрецию желудочного сока, что при этом одновременно раздражаются как возбудительные, так и тормозные волокна нерва, в результате чего получается взаимная нейтрализация эффектов. Продолжительное же электрораздражение их влечет за собой быстрое расстройство более уязвимого тормозящего механизма, и тогда эффект возбудительных секреторных нервов проявляется беспрепятственно. По Павлову, из-за большой ранимости тормозящих волокон они после перерезки перерождаются значительно быстрее возбудительных волокон и спустя несколько дней совершенно лишаются дееспособности. В это время возбудительные волокна еще остаются дееспособными, поэтому их электростимуляция вызывает секрецию желудочного сока без задержки.

Так или иначе, описанные выше эксперименты Павлова разрешили дилемму в отношении нервной регуляции деятельности желудочных желез блуждающими нервами, дилемму, рожденную, с одной стороны, отрицательными результатами опытов других исследователей по электростимуляции этих нервов в острых вивисекционных экспериментах, а с другой — безупречными положительными результатами хронических экспериментов Павлова с мнимым кормлением.

Исключительно велики заслуги Павлова также в выявлении и обстоятельном исследовании другой главной пищеварительной железы — поджелудочной, или панкреатической. Этой железой интересовались многие предшественники и современники Павлова, в том числе и такие выдающиеся, как Клод Бернар и Гейденгайн, Бейлис и Старлинг. Их попытки выявить закономерности работы поджелудочной железы в острых или полуострых экспериментах, в частности выявить существование секреторных нервов для нее, не увенчались успехом. Электрораздражение блуждающих и симпатических нервов в условиях подобных экспериментов не вызывало, как правило, заметного выделения панкреатического сока, и в физиологии господствовала точка зрения, что эта железа не имеет секреторных нервов и что названные нервы, снабжающие ее своими ветвями, несут другие функции — сосудодвигательную и чувствительную.

На деле и для Павлова доказательство существования секреторных нервов для поджелудочной железы оказалось гораздо сложнее и труднее, чем это было в отношении желудочных желез. Тем не менее Павлов совместно с сотрудниками доказал это с достаточной убедительностью, хотя, может быть, и не в такой яркой форме, как в отношении секреторных нервов желудочных желез. Вот некоторые их иллюстративные примеры в конспективном изложении и в сравнении с тем, что было известно в этой области ранее.

Не вдаваясь в детали, отметим, что у собак с хронической фистулой протока поджелудочной железы вид и запах пищи (психическое возбуждение), как и мнимое кормление, способны рефлекторным путем вызвать секрецию сока этой железы. Было анатомическое и физиологическое основание считать, что секреторные нервы для поджелудочной железы — ветви блуждающего и симпатического нервов.

Но если блуждающие нервы являются секреторными для желудочных желез и поджелудочной железы, как это со всей очевидностью вытекает из опытов Павлова, то почему же электрораздражение этих нервов в острых опытах не влечет за собой выделение сока названных желез, подобно тому как при электрораздражении секреторных нервов слюнных желез всегда закономерно вызывается слюноотделение? Решение этого вопроса применительно к поджелудочной железе представлялось особенно важным, так как доказательство существования секреторных нервов для нее при помощи хронических экспериментов не было столь ярким и убедительным, как в отношении секреторных нервов желудочных желез.

Ответ на этот вопрос был дан Павловым в двух близких вариантах. В экспериментах одного из вариантов у собак с хронической фистулой протока поджелудочной железы перерезались блуждающие нервы на уровне шеи и раздражались электрическим током периферические их концы не в тот же день, а спустя 4—5 дней после не-' ререзки; это вызывало секрецию сока поджелудочной железы. Однако спустя еще несколько дней после этого раздражение нерва уже не вызывало выделение сока. Павлов дал такое объяснение факту: блуждающие нервы содержат в себе как возбудительные, так и тормозные секреторные волокна для желудочных и поджелудочных желез. При электрораздражении только что перерезанного нерва тормозные волокна нейтрализуют эффект возбудительных волокон, и поэтому секреции сока надлежащих желез не происходит. После же перерезки нервов перерождение тормозных волокон идет значительно быстрее, чем перерождение возбудительных волокон, поэтому спустя несколько дней после этой перерезки электрораздражение периферических концов нервов активирует только или преимущественно возбудительные их волокна и вызывает секрецию надлежащего сока.

Можно, конечно, согласиться или не согласиться с подобным объяснением результатов описанных экспериментов, но эти результаты сами по себе весьма показательны и ценны, ибо в конечном итоге подкрепляют основное теоретическое положение Павлова о существовании секреторной иннервации поджелудочной железы.

В лаборатории Павлова было установлено, что в секреторной деятельности поджелудочной железы наряду с рефлекторным механизмом дальнего действия, т. е. с рецепторов ротовой полости, важную роль играет и местный механизм. Многочисленные тщательно проведенные хронические эксперименты на животных показали, что соляная кислота и жир являются весьма мощными возбудителями секреции поджелудочного сока, когда они действуют на слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки и примыкающей к ней части тонкой кишки. В той же области подобным же образом, но слабее, действует также и вода. В противоположном направлении влияют щелочи — они тормозят секрецию панкреатического сока. Павлов первоначально считал, что возбуждающие и тормозящие влияния с полости двенадцатиперстной кишки всецело осуществляются рефлекторным путем в результате действия названных веществ на рецепторы этой полости. Павлов полностью не отказался от этой точки зре- . ния и после того, как выдающиеся английские физиологи Бейлис и Старлинг в весьма убедительной форме показали, что при вливании соляной кислоты в полость двенадцатиперстной кишки в слизистой оболочке последней вырабатывается гормон кишечный секретин, который гуморальным путем действует на поджелудочную железу и вызывает секрецию ее сока (эти опыты были воспроизведены и подтверждены в лаборатории Павлова). Павлов считал, что наряду с гуморальным механизмом известную роль играет и нервный механизм.

В лаборатории Павлова было показано, что рецепторы ротовой полости и двенадцатиперстной кишки, раздражением которых можно вызвать рефлекторную секрецию сока поджелудочной железы, также обладают специфической возбудимостью к различным по роду пищевым продуктам и химическим веществам. Обусловленная этими рецепторами приспособительная изменчивость рефлекторной секреции сока поджелудочной железы находит свое выражение не только в колебаниях общего уровня и хода секреции (рис. 7), но и в изменении ферментативного состава сока — на хлеб выделяется сок, богатый ферментом, расщепляющим углеводы, на молочные продукты — сок, богатый ферментом, расщепляющим жиры, на мясо — сок, занимающий промежуточное место по своим ферментативным свойствам. Эти данные первоначально подвергались сомнению со стороны некоторых французских исследователей, но затем в принципе подтвердились одним из них (А. Фруин). Примечательно, что если для животного устанавливается какой-то односторонний режим питания, скажем, продолжительное время в его диете превалирует какой-то один из основных пищевых продуктов — белки, жиры или углеводы, то со временем происходит приспособительное усиление ферментативной активности сока поджелудочной железы именно по отношению к превалирующему в диете сорту пищевого вещества. Это уже особая форма проявления приспособительной изменчивости функций пищеварительных желез, также выявленная и изученная первоначально в лаборатории Павлова.

Основные исследования Павлова и его сотрудников по физиологии пищеварительной системы касаются слюнных и желудочных желез, поджелудочной железы, двигательной активности области желудка и двенадцатиперстной кишки. Выше было показано лишь самое главное из установленных ими новых фактов, к тому же в весьма конспективном изложении: многие другие новые и ценные факты по физиологии этих органов, интересные преимущественно для специалистов, были опущены. По тем же мотивам я не счел целесообразным также приводить результаты их исследований по физиологии других органов пищеварительного тракта, по другим вопросам пищеварения. Ограничусь лишь упоминанием о некоторых наиболее существенных из этих результатов.

Рис 7. Ход секреций поджелудочного сока по часам при кормлении мясом, хлебом и молоком (по Павлову)

Следует считать крупным событием в науке открытие Павловым так называемой энтерокиназы — первого образца «фермента—ферментов». Он выделяется в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и не играет непосредственной пищеварительной роли, а преобразовывает неактивный профермент трипсиноген панкреатического сока в активный фермент трипсин, который и расщепляет белки. Это принципиально важное открытие Павлова послужило основанием нового направления работы в науке об энзимах; большинством ученых вслед за этим было выявлено много других биологически активных веществ этого рода, имеющих отношение к другим ферментам растительного или животного происхождения и известных под названием киназ или коферментов. Кроме того, Павлов с сотрудниками установил в экспериментах на собаках с хронической фистулой общего желчного протока, что выход желчи в кишечную полость происходит только при приеме пищи, к тому же по-разному, на разные сорта пищи и в общем с таким же ходом, как и выделение панкреатического сока. Павлов считал, что основное назначение желчи — это активация липазы (фермента, переваривающего жиры) панкреатического сока и нейтрализация кислого желудочного содержимого, выброшенного в двенадцатиперстную кишку. В лаборатории Павлова установили, что разного типа механические стимуляции слизистой оболочки тонких кишок вызывают разного типа секреции кишечного сока.

Внимание Павлова привлекали также вопросы двигательной деятельности пищеварительного тракта.

Он и его сотрудники установили, что движения желудка и эвакуация его содержимого в двенадцатиперстную кишку строго контролируются рефлекторным путем со стороны последней. Например, наличие в ней кислого содержимого сильно тормозит эту эвакуацию, а щелочная реакция этого содержимого ускоряет ее. Этот факт в последующем был подтвержден Дж. Томасом и другими, хотя они (одновременно показали, что первоначальные представления Павлова о механизме названного рефлекса соответствуют действительности не полностью. (Павлов приписывал главную роль рефлекторному открытию и закрытию при этом пилорического сфинктера. Оказалось, главная роль принадлежит в этом деле изменению уровня общей двигательной активности желудка в целом.)

В лаборатории Павлова были впервые выявлены и изучены так называемые голодные сокращения желудка и тонких кишок, сопровождаемые периодическим усилением выделения кишечного сока, панкреатического сока и желчи. В последующем эти исследования с успехом развивали Кеннон, А. Карлсон и другие исследователи, не только в экспериментах на животных, но и в клинических наблюдениях за человеком.

В заключение следует отметить, что богатый и многообразный экспериментальный материал относительно нервной регуляции деятельности основных пищеварительных желез и приспособительной изменчивости этой деятельности Павлов обобщил и осветил с позиции материалистического миропонимания и эволюционной теории. Он считал, что секреторная иннервация особенно важна и совершенна применительно к слюнным железам, и это обусловлено тем, что слюнные железы — начальное звено всей системы — находятся на стыке с многообразными воздействиями внешнего мира и должны реагировать на эти воздействия первыми, к тому же по-разному, быстро и четко, что возможно только при помощи рефлекторного механизма. В деятельности второго и наиболее важного звена системы — желудка — роль секреторной иннервации и рефлекторного механизма также остается весьма важной и осуществляется в виде двух видов рефлексов: из ротовой полости и других отдаленных от желудка рецепторов и из полости самого желудка. Но здесь вступает в строй и другой механизм стимуляции и регуляции процесса секреции желудочного сока — гуморально-гормональный. В деятельности более отдаленного от внешнего мира звена системы — поджелудочной железы — роль рефлекторного механизма становится слабее, но зато роль гуморально-гормонального механизма возрастает. В деятельности последующих звеньев системы — печени, кишечных желез первый фактор практически перестает играть заметную роль, а второй становится господствующим.

Специфическая возбудимость разных звеньев пищеварительной системы и приспособительная изменчивость в ее деятельности, которые считались Павловым ярким проявлением целесообразности этой деятельности и исследованию которых он уделял столь большое внимание, понимались и освещались великим натуралистом не в телеологическом духе, а в аспекте материалистического миропонимания, с детерминистическим и эволюционным подходом к происхождению сложных биологических явлений. Он считал, что эти особенности структуры и функции пищеварительной системы развивались в процессе многовековой эволюции животного мира, как развиваются и другие адаптивные биологические явления в дарвиновском понимании.

Вез преувеличения можно сказать, что основными и наиболее достоверными сведениями о физиологии пищеварительных желез наука обязана именно Павлову. Он фактически заново создал эту важную главу физиологии, создал монолитное и цельное учение о едином пищеварительном процессе взамен ранее существовавшей бесформенной смеси не связанных между собой половинчатых и ошибочных сведений о работе тех или иных органов пищеварительной системы. Его классические исследования по физиологии пищеварения заложили твердый фундамент для дальнейших' исследований его учеников и последователей в нашей стране (В. В. Савич, Б. П. Бабкин, Л. А. Орбели, И. П. Разенков, К. М. Быков, Г. В. Фольборт, С. И. Чечулин и др.) и за границей (Карлсон, Кеннон, Томас, Айви и др.).

Разумеется, не все факты и теоретические положения Павлова по физиологии пищеварительной системы сохраняют свою силу в наши дни. За три четверти столетия совокупные исследования ученых многих стран не только подтвердили и развили основные факты и теоретические положения Павлова в этой важнейшей отрасли знания, но и внесли в некоторые из них поправки и изменения, а правильность отдельных из них в настоящее время даже оспаривается. Но в целом современная физиология пищеварения все еще сохраняет глубокую печать мысли и труда Павлова, а его классические работы все еще служат основой для новых и новых исследований. В этом капитальное значение его открытий и жизненность его идей.

Свой экспериментальный материал и теоретические положения Павлов блестяще обобщил в классическом труде «Лекции о работе главных пищеварительных желез» (1897 г.), который очень скоро был переведен за границей (на немецкий язык — А. А. Вальтер в 1898 г., на французский — Пашона и Собраз в 1901 г., на английский — Томпсон в 1902 г. и вторым изданием — в 1910 г-). Этот научный труд написан живым, образным, эмоциональным языком и читается как художественное прозведение. Именно этот труд принес Павлову заслуженную славу во всем мире. В 1904 г., как уже отмечалось, Павлову первому из русских ученых и первому физиологу в мире, присудили Нобелевскую премию за работу по физиологии пищеварения. Факт присуждения Павлову этой высокой премии надо рассматривать как доказательство исключительно высокой оценке его научных заслуг прогрессивной научной общественностью мира.

Американский ученый Дж. Келлог писал Павлову в 1907 г.: «Американские врачи и физиологи с каждым годом все больше ценят огромное значение исследований Вашей лаборатории, установивших основные принципы процессов пищеварения. Весь мир использует результаты Ваших удивительных открытий. Я надеюсь, что когда-нибудь Вы приедете в Америку. Весь ученый мир США будет восхищен возможностью высказать Вам свое уважение. Ни об одном физиологе мира не говорят так много в Америке, как о профессоре Павлове из Санкт-Петербурга». В другом письме он говорил о Павлове как о «наиболее знаменитом физиологе мира [...], которому должны оказывать почести все физиологи, живущие в нашем столетии, восхищаться им и почитать его» [²⁰ «Переписка И. П. Павлова». Л., «Наука», 1970, стр. 228, 229.].

Как уже было сказано выше, в процессе этих классических исследований Павлов накопил большой фактический материал о трофической иннервации тканей. Вместе с полученными им при изучении физиологии кровообращения того же рода фактами указанный материал послужил основанием для развития учения Павлова о трофической иннервации. В этот же период своей экспериментальной работы Павлов уделял много внимания экспериментальной патологии и терапии пищеварительной системы, заложив основу этого важного раздела медицинских наук.

Много лет спустя, в разгар своих исследований высшей нервной деятельности, Павлову представился повод уже издали оценить свои работы по физиологии пищеварения. В 1917 г. он написал предисловие ко второму русскому изданию своих «Лекций о работе главных пищеварительных желез». Ученый имел тогда полное основание с удовлетворением оглянуться на пройденный славный путь и сказать: «За это время наши методические приемы, наши руководящие представления о предмете, наша общая и даже подробная характеристика работы желез и почти все наши отдельные факты нашли почти всеобщее применение, признание, подтверждение и дальнейшее развитие в многочисленных работах — как клинических, так и лабораторных — отечественных и иностранных авторов» [²¹ И. П. Павлов. Полн. собр. трудов, т. II, стр. 18.].

С таким же основанием Павлов мог бы повторить эти слова и сейчас, и в будущем. Время бессильно обесценить такие шедевры научного творчества.