Происхождение клеток из живого вещества

Развитие клеток из живого вещества

Развитие клетки в онтогенетический период, т. е. в период от её рождения до смерти, отчасти изучено. Наши опыты показали, что онтогенез клетки следует считать, начиная с её развития из живого вещества. Гораздо труднее изучить так называемый филогенез клетки, т. е. историю её развития из первичного живого вещества, поскольку этот процесс происходил миллионы лет назад. Можно ли опытным путём подойти к этому вопросу?

Имеющиеся наблюдения над развитием организмов говорят о том, что онтогенез есть краткое изменённое повторение филогенеза, т. е. что в процессе развития многоклеточного животного или растения повторяются в несколько изменённом виде (в соответствии с новыми условиями среды) основные моменты истории становления данного вида, данной особи животного или растения.

Примером может служить так называемая стадия гаструлы (стадия двуслойного мешочка), свойственная целому ряду животных в зародышевом периоде их развития. Гаструла высокоорганизованных животных (в том числе и человека) сходна со строением полипа или гидры, водных животных организмов, стоящих на низкой ступени организации. Тело этих животных, так же как и гаструла, представляет собой двуслойный мешочек. Другим примером в этом отношении являются жаберные щели у зародыша человека, напоминающие жабры рыб. Подобных примеров можно было бы привести много.

На основании этих наблюдений был выведен так называемый биогенетический закон.

Таким образом, в основных чертах в онтогенезе каждого отдельного организма повторяются отдельные этапы филогенеза вида. А раз это так, то почему не может в организме повториться и процесс образования клетки, как самая древняя ступень филогенетического (исторического) развития организма?

Нет сомнения, что в очень отдалённые времена жизнь находилась на той начальной ступени развития, на которой еще не было клеток, а существовало лишь неклеточное живое вещество, из которого в течение времени развились древние монеры, а затем и клетки; эта ступень должна иметь своё отражение в онтогенетическом развитии современных организмов, В их индивидуальном развитии должна быть такая стадия, на которой еще нет настоящей клетки, — стадия безъядерной монеры — комочка живого белка.

Наша лаборатория исследовала начальные стадии индивидуального развития различных позвоночных животных, Было изучено развитие икринок (яиц) лягушек, рыб, а также яиц некоторых птиц,

Обычно в учебниках и книгах о развитии зародыша начало этого процесса описывается как непрямое деление яйца, возникающее после его оплодотворения. В результате этого яйцо разделяется («дробится») на всё более мелкие части — бластомеры.

Однако более точные исследования свидетельствуют, что начало развития яйца не сводится только к его дроблению, а дробление нельзя рассматривать как непрямое деление. Процесс развития яйца и образование из него зародыша будущего организма начинается с изменений в живом веществе яйца, которые происходят еще до оплодотворения яйца и внедрения в него мужской половой клетки — сперматозоида (живчика).

В яйце, как и во всякой клетке, имеется ядро, которое здесь по старой традиции называется зародышевым пузырьком. Еще в прошлом веке русский учёный В. В. Заленский наблюдал, что на ранней стадии развития яйца зародышевый пузырёк в нем отсутствует и появляется лишь несколько позднее.

Заленский писал: «Через %—Ы часа после откладывания яйца в зачатке можно заметить, еще до его оплодотворения, отсутствие зародышевого пузырька (ядра яйцевой клетки). Зародышевый пузырёк исчез. После исчезновения зародышевого пузырька яйцо представляет клетку, лишённую ядра»[37].

В более поздних работах других исследователей была хорошо прослежена судьба ядерного вещества зародышевого пузырька. Сначала происходит такое сильное распыление ядерного вещества, что только при тщательном изучении можно видеть незначительные остатки ядра. Необходимо добавить, что перед оплодотворением в яйце имеется очень мало ядерного вещества, количество которого по мере развития и роста зародыша увеличивается. Наши наблюдения, произведённые над самыми ранними стадиями развития искусственно оплодотворённых яиц севрюги, дают аналогичные результаты. А раз это так, если на ранней стадии развития яйца действительно наблюдается отсутствие оформленного ядра, то вне всякого сомнения перед нами картина предклеточной стадии развития яйцевой клетки. После оплодотворения наступает другая стадия, сопровождающаяся формированием ядра, т. е. образование яйцевой клетки. Таким образом, и яйцевая клетка в своём развитии может проходить через стадию монеры (рис. 5).

К описанию различных этапов развития ядра из рассеянных остатков ядерного вещества мы и перейдём.

Через 33 минуты после искусственного осеменения яйца (икринки) севрюги в той половинке икринки, где идёт образование клеток, можно наблюдать только цитоплазму[38] в виде зернистости, а ядерного вещества нет. Цитоплазма располагается равномерно или в виде отдельных островков (рис. 5 и 6), находящихся среди очень мелкой зернистости.

^{Рис. 6. Развитие яйцевой клетки севрюги, 2-й этап}

^{Рис. 5. Развитие яйцевой клетки севрюги, 1-й этап}

В части яйца, перегруженной желтком, который до сих пор считался лишь питательным материалом, желточная зернистость лежит среди нитеобразной протоплазмы. Зернистость, по мере приближения к месту образования клеток, становится всё мельче и мельче.

Через 38 минут после оплодотворения картина меняется. Цитоплазматическая зернистость собрана лучами вокруг центральной точки яйца. На концах «лучей» лежат мельчайшие зёрнышки ядерного типа (рис. 7).

Ещё позднее в центре лучистой сферы появляется маленький пузырёк. Он представляет собой начальную стадию образования ядра и называется «лининовым остовом», или гомогенным (однородным) ядром. В нём нет ещё ядерного вещества — хроматина. Лининовый остов растёт, зернистость, находящаяся кругом, s протоплазме, заполняет лининовый остов и по мере наполнения ею лининового остова исчезает из окружающих частей. Таким образом образуется «зернистое ядро» (рис. 8). Исчезнувшее во время созревания яйцевой клетки ядро, следовательно, образуется снова.

^{Рис. 7. Развитие яйцевой клетки севрюги, 3-й этап}

^{Рис. 8. Развитие яйцевой клетки севрюги, 4-й этап}

Ядро яйцевой клетки образуется в анимальной части[39] целой яйцевой клетки. Спрашивается: а как проходит процесс развития в вегетативной части[40] яйца и действительно ли эта часть яйца идёт только на питание яйцевой клетки или в ней образуются новые клетки, участвующие в построении зародыша?

Вопрос о том, как идёт нарастание ядерного вещества и как это нарастание отражается на морфологических[41] изменениях в желточной массе, очень интересен.

По целому ряду литературных данных можно заключить, что в желтке имеются такие вещества, как фосфорная кислота, нуклеопротеиды и липоиды (также содержащие в своём составе фосфор), т. е. вещества, которые могут служить в качестве материала для построения клеточных ядер.

На основании наших опытов выяснилось, что оболочки желточных зёрен имеют в своём составе нуклеиновые кислоты, которые обычно содержатся в клеточном ядре и богаты фосфором.

Другие наши наблюдения показали, что желточная зернистость бывает двух родов. С одной стороны, в желтке имеются зёрнышки, окрашивающиеся такими красками, какими обычно красятся в клетке части ядра. Эту зернистость мы условно называли ядерной зернистостью. С другой стороны, наряду с ядерной зернистостью, здесь имеется зернистость, красящаяся только красками, которыми обычно окрашивается цитоплазма клетки. Такую зернистость мы обозначим как цитоплазматическую.

Что же происходит дальше с этой двоякого рода зернистостью?

Среди массы желточных зёрен скопляется цитоплазматическая зернистость, а в центре образовавшейся таким образом цитоплазмы собирается кучками ядерная зернистость. Кучки ядерной зернистости объединяются и превращаются в пузырьки; из этих последних образуются дольки ядра, а затем и всё ядро, которое в дальнейшем делится так, как делится ядро обычной клеши, т. е. непрямым делением. Весь этот процесс протекает в вегетативной части яйца. Такова отчётливая картина образования клеток из зернистости и всего процесса образования клеток в яйце севрюги. А как происходит процесс образования клеток в яйце птиц? Если в икринках рыб желток перемешан с протоплазмой и распределён в виде зернистости, скопляющейся преимущественно в одной (вегетативной) половинке икринки, то в яйцах птиц желток, как известно, представляет собой массивный шар, окружённый белком, который заключён в известковую скорлупу. На желтке всегда можно найти беловатое пятно — зародышевый диск, в котором происходят процессы дробления. До сих пор считалось, что все клетки зародыша образуются только из материала зародышевого диска.

Вышеописанные наблюдения, проведённые на материале из икринок рыб, показали, что желток представляет собой не только питательный материал, но и живое вещество, которое при своём развитии преобразовываетсяв клетки, идущие на построение зародыша.

Эти данные позволяют нам предположить, что птичий желток также представляет собой живое вещество, способное при подходящих условиях к развитию в клетки.

Это предположение объясняет причину того известного факта, что в птичьем желтке найдены клетки. Эти клетки, встречающиеся на ранних этапах развития яйца, принимались многими учёными за клетки, развивающиеся из вошедших в яйцо сперматозоидов, так как известно, что в птичье яйцо при оплодотворении входит не один, а множество сперматозоидов (живчиков). Однако тщательное изучение желтка неоплодотворённых птичьих яиц показало в них наличие клеток загадочного происхождения.

Таким образом, предположение о происхождении этих клеток из сперматозоидов необходимо отвергнуть.

Нередко возникновение новых идей и даже открытий имеет исходной точкой установление частного, на первый взгляд, факта в процессе исследования совсем других вопросов. Так случилось и со мной.

Это было в 1933 году. Я изучала оболочки животных клеток. Желая изучить возрастные изменения оболочек, я решила проследить этот процесс на различных стадиях развития лягушки и начала с головастика. Для этого я взяла кровь головастика и стала изучать её. И что же я увидела?

Я увидела желточные шары самой разнообразной формы. Один шар состоял только из желточных зёрен, без всяких признаков ядра, другой — с ядром, но без хроматина и с уменьшенным количеством желточных зёрен. Третий шар был ещё меньшего размера и с ещё меньшим количеством зернистости в шаре, но ядро было уже вполне оформленным, с хроматином. И, наконец, четвёртый шар был с ядром в стадии кариокинетического (сложного) деления и только со следами желточной зернистости в протоплазме (табл. I).

Внимательно изучив несколько таких препаратов, я пришла к мысли, что передо мной была картина развития какой-то клетки из желточного шара.

Развитие клетки? Это совсем ново! Вирхов, а вслед за ним и большинство современных биологов считают, что всякая клетка происходит только от клетки.

^{Таблица I. Разные формы желточных шаров в крови головастика}

Но я вспоминаю, что Энгельс говорит совершенно другое: «Бесклеточные начинают своё развитие с простого белкового комочка, вытягивающего и втягивающего в той или иной форме псевдоподии, — с монеры»[42].

Результаты моих опытов, подтверждая гениальное произведение Энгельса, шли вразрез с установками Вирхова и большинства биологов.

Таким образом, вопрос о происхождении клеток из живого вещества, почти через сто лет после попыток Шлейдена и Шванна подойти к этому вопросу, стал впервые изучаться на новых теоретических основах в нашей лаборатории в 1933 году, и первая работа по этому вопросу, напечатанная в 1934 году, естественно, была встречена в штыки со стороны последователей Вирхова.

Наши наблюдения над кровью головастика натолкнули нас на построение новой гипотезы (предположения) о происхождении клеток не только из клеток, но и из живого вещества, не имеющего структуры клетки.

Необходимо было эту гипотезу проверить и доказать её достоверность. И мы приступили к изучению развития желточных шаров в яйцах кур, канареек, рыб и живого вещества просто построенных многоклеточных (гидр) и простейших животных (евглен).

^{Рис. 9 Желточные шары в подэмбриональной полости куриного зародыша, выпавшие из массы желтка}

^{Рис. 10. Выпадение желточных шаров в области зародышевого вала}

Наблюдения над развитием желточных шаров в курином яйце начались с изучения желточных шаров в подэмбриональной полости на различных стадиях развития куриного яйца. На стадии двух-трёхчасовой инкубации можно наблюдать в подэмбриональной полости желточные шары, плавающие в жидкости. В желточной же массе, вблизи от места расположения шара, имеются пустоты такой же формы и величины, как и лежащие поблизости в подэмбриональной полости желточные шары (рис. 9).

При взгляде на эту картину напрашивается мысль о выпадении шаров из желточной массы. Подобное же явление выпадения шаров можно видеть и в области зародышевого вала (рис. 10). По местоположению пустот в желтке легко видеть, что желточные шары выпали из желточной массы, а не из зародышевого диска. Уже одно это уничтожает основное возражение наших оппонентов, которые заявляли, что это не желточные шары, а отмирающие клетки, вывалившиеся из зародышевого

диска.

Если желточные шары, выпавшие в подэмбриональную полость, мы будем изучать на серии срезов, то ни в одном из таких шаров не удастся найти никаких следов ядра. Но если мы возьмём желточные шары на более поздней стадии инкубации, то можно видеть шары, в центре которых имеется место, свободное от желточных зёрен и заполненное мелкой протоплазматической зернистостью. Такой центр зернистости мы условно назвали «протоплазматическим ядром» (рис. И).

На этой же стадии или еще на более поздней стадии развития яйца можно найти новые особенности в таких выпавших шарах, а именно: в центре шара уже нет протоплазматического ядра, а имеется гомогенный (однородный) пузырёк и от него лучами расходятся нити, окрашивающиеся той же краской, как и центральный пузырёк. При изучении с очень большими увеличениями можно убедиться, что нити состоят из мелких протоплазматических зёрнышек, слившихся между собой (рис. 12 и 13). Далее мы находим шары с явно выраженным ядром, вполне оформленным (рис. 14). И, наконец, обнаруживаются шары в стадии сложного деления (рис. 15 и 16).

Для проверки своих наблюдений мы не ограничились гистологическими срезами куриного яйца и проверили наши наблюдения на искусственно оплодотворённых яйцах севрюги и в культуре желточных шаров, изолированных из куриного яйца.

Мы ставили культуру только из желточных шаров зародышевого вала, удалив зародышевый диск. Наблюдения производились через два, четыре, шесть часов, затем на другие сутки, через двадцать четыре, двадцать семь и тридцать часов после посева. Тотчас после посева на фото поле зрения было покрыто целиком желточными шарами. Они все имели вид однородных блестящих шаров (рис. 17).

Уже через два часа картина меняется: однородные шары становятся зернистыми и матовыми, зернистость в них находится в движении. При дальнейшем наблюдении наше внимание сосредоточивалось на шарах с мелкой зернистостью в протоплазме, находящейся в движении (рис. 18).

^{Рис. 11. Желточные шары с протоплазматическим ядром}

^{Рис. 12. Стадия развития желточного шара перед образованием ядра}

^{Рис. 13. Стадия развития желточного шара (большое увеличение)}

^{Рис. 14. Желточные шары с оформленным ядром}

^{Рис. 15. Желточные шары в стадии сложного деления}

^{Рис. 16. Желточные шары в стадии сложного деления (большое увеличение)}

Прежде всего в этих шарах удавалось наблюдать движение протоплазмы (табл. II, рис. 1—10). Одновременно с движениями протоплазмы в шаре происходит направленное движение зернистости; она собирается в центре шара и располагается лучами. Затем в центре лучей образуется блестящий пузырёк (табл. II, рис. 11–15), который растёт и наполняется зернистостью протоплазмы (табл. II, рис. 16–20). Образуется «зернистое ядро», в котором затем зернистость собирается с одной стороны и на глазах наблюдателя выбрасывается в протоплазму (табл. II, рис. 21–23). В ядре образуется ядрышко, зернистая протоплазма окружает всё ядро, и перед нами настоящая молодая клетка (табл. II, рис. 23, 24). Затем в такой клетке появляется ядро с ядерным веществом, и она делится кариокинетически (табл. II, рис. 25). Далее образуется целый слой клеток (табл, II, рис. 26).

^{Рис. /7. Культура желточных шаров только что после посева}

^{Рис. 18. Культура желточных шаров через несколько часов}

Картины, наблюдавшиеся нами в культуре прижизненно и затем на гистологических препаратах, приготовленных из этих культур, совершенно аналогичны (табл. III, А и В). И это сходство картин является очень ценным фактом, прекрасной проверкой верности наблюдений, получаемых при различных методах микроскопической техники.

Таким образом, уже эти наши наблюдения дают нам право считать, что наша гипотеза о происхождении клеток из живого вещества, в данном случае из желточных шаров, верна и уже можно говорить о закономерностях развития живого вещества до клетки.

Ввиду важности, серьёзности и новизны выдвинутой нами проблемы необходимо было проследить этот процесс

^{Таблица 11. Схема последовательных этапов развития клетки из желточного шара (1—25); 26—слой клеток, образовавшихся из желточных шаров}

^{Таблица III. Развитие клеток из желточных шаров:}

^{А — гистологические препараты; В — прижизненные наблюдения. 1. Снимок начала развития желточных шаров а, в и с\ 2. Снимок тех же шаров через 1 ч. 35 м.; шары а и с развиваются; 3, 4, 5. То же при дальнейших наблюдениях происхождений клеток из желточных шаров не отдельными этапами, а прижизненно на одном и том же шаре и зафиксировать этот процесс на фото.}

Для этой цели культуру, приготовленную из яйца двухчасовой инкубации, мы ставили в электрический термостат с постоянной температурой в 38 градусов, микрофотографическим аппаратом периодически делали снимки с одного и того же шара при увеличении в 600 раз.

Из опасения вредного влияния света на культуру пришлось отказаться от киносъёмки с частым освещением и фотографирование делать только через 1 час 35 минут. Этот метод позволил нам доказать, что взятая под наблюдение клетка образовалась не из другой клетки, а, вне всякого сомнения, из желточного шара (табл. III, рис. 1 и 2). Оба снимка сделаны с одного и того же поля зрения и при одном и том же фокусном расстоянии. Доказательством тому служит то, что мельчайшие зёрнышки между двумя шарами, а также и другие подробности в поле зрения сохранились и на первом и на втором снимках.

Изучая эти два снимка, можно установить, что на снимке 1 в правом углу имеются три желточных шара: а, в и с, без всяких признаков ядер. Несколько влево от центра лежит клетка-шар с зернистой протоплазмой, с почти гомогенным (однородным) ядром и ядрышком.

На снимке 2, т. е. через 1 час 35 минут, мы видим уже сильно изменившуюся картину: шар а\ развился до стадии лининового остова и стал большего размера, чем тот же шар на снимке 1. Шар с_ъ судя по его более крупной зернистости, повидимому, начал раньше других шаров своё развитие и успел превратиться в клетку с ядром совершенно аналогично той клетке, которую мы наблюдали на первом снимке (табл. III, рис. 1). Желточный шар в_{ остался без изменений.

Из всех приведённых опытов мы приходим к определённому выводу, что клетка образуется здесь из желточных шаров, т. е. живого вещества.

В живом веществе должен обязательно быть белок, и при этом способный к обмену веществ. И действительно, нет живого организма, в котором не было бы белка и обмена веществ. Отсюда вывод, что живое вещество прежде всею— вещество, не имеющее формы клеток, т. е. неклеточное вещество, в котором есть белковые тела, и оно способно к обмену веществ и к развитию.

Желточные шары не имеют формы клеток, это — неклеточное вещество: они, на основании научных данных, состоят из белковых веществ, они в своём развитии дают, Как мы видим, новые клетки. Такое развитие может быть только при обмене веществ. Таким образом, желток и образовавшиеся из него желточные шары есть не что иное, как живое вещество.

Итак, из всего приведенного нами материала можно сделать очень определённый и окончательный вывод, что из желтка, т. е. живого вещества, выделяются желточные шары, из которых в процессе их развития образуются новые живые клетки, размножающиеся делением.

^{Рис. 19. Внутренний зародышевый листок клеток из желточных шаров}

Какова их дальнейшая судьба? Наши наблюдения над срезами эмбриона ясно показывают картину того, как из желточных шаров на различных стадиях их развития до клетки образуются клетки зародыша. Вначале эти предклетки и клетки (рис. 19) располагаются в виде пластинки, рыхло; каждая предклетка или клетка лежит друг от друга на некотором отдалении. А затем, на более поздней стадии, они приближаются друг к другу и образуют нормальный (внутренний) зародышевый листок. Таким образом, эти клетки, образовавшиеся из желточных шаров, идут на построение эмбриона. Желток, следовательно, является не мертвым питательным веществом для эмбриона (зародыша), как это считали все последователи Вирхова, а живым веществом, участвующим в построении организма зародыша.

Изучив образование тех клеток желточных шаров, которые выпали в подэмбриональную полость из желточной массы и идут на построение внутреннего листка зародыша, мы перешли к изучению развития желточных шаров, но находящихся между двумя зародышевыми листками, т. е. в других условиях развития. Оказалось, что эти желточные шары, находясь в других условиях, развиваются иначе, что из них образуются не отдельные клетки, а целое скопление клеток, т. е. целый кровяной островок, а затем и сосуд, наполненный кровью.

В литературе по вопросу происхождения кровяных островков нет точных экспериментальных данных.

Наши экспериментальные данные, полученные на различном материале и различными методами исследования, рисуют ясную картину происхождения кровяных островков и сосудов из желточных шаров, а клеточных элементов крови — из отдельных желточных зёрен.

На таблице IV мы видим различные стадии развития желточного шара до вполне развитого и наполненного кровью сосуда. Все снимки сделаны при одном и том же увеличении и на разных стадиях развития эмбриона. На этой таблице видно, как изменяется и растёт желточный шар, проходя сначала стадию шара (табл. IV, рис. 1), а затем стадию «сингранулы» (соединение зёрен) (табл. IV, рис. 2) с вновь образовавшейся тонкой стенкой сосуда, затем стадию синтиция (соединение клеток) (табл. IV, рис. 3), затем стадию начала отхождения отдельных на поверхности лежащих клеток (табл. IV, рис. 4), затем расхождения всех клеток (табл. IV, рис. 5), но соединённых еще между собой мостиками, затем рыхлого расхождения клеток и, наконец, перед нами нормальный сосуд, наполненный кровью (табл. IV, рис. 6).

Как ни убедительна картина переходных стадий от желточного шара до кровяного островка и от кровяного островка до сосуда, наполненного кровью, тем не менее ограничиться только гистологическими препаратами на разной стадии развития эмбриона недостаточно — необходимо проверить эти результаты на культуре. В культуре из материала, полученного от эмбриона односуточной инкубации, удалось получить подтверждение образования кровяных островков из желточных шаров. Мы ставили культуру только из желточных шаров, и через сутки у нас в культуре образовались на различной стадии кровяные островки. Эти островки чечевицеобразной формы на срезах состоят из клеток на различных стадиях развития из желточных зёрен.

Вопрос о происхождении кровяных островков из желточных шаров настолько нов и важен, что у нас явилась потребность доказать верность наших наблюдений ещё более убедительными методами исследования и проследить этот процесс прижизненно в условиях нормального развития эмбриона при помощи «ультраопака» (особого микроскопа, в котором освещение препарата идёт сверху, что даёт возможность рассматривать при большом увеличении непрозрачные предметы) в условиях нормального развития эмбриона.

^{Таблица IV. Стадия развития желточного шара до сосуда (1–6)}

Для этой цели необходимо было выработать совершенно новую методику исследования этого процесса.

^{Таблица V.1. Ультраопак с термостатом; 2. Яйцо, подготовленное для наблюдения}

Для наблюдения за развитием эмбриона под ультраопаком необходимо было сконструировать специально пригодный для этой цели термостат[43] (табл. V, рис. 1), у которого на верхней стенке должно быть круглое отверстие для чашечки, а внутри термостата подвижный столик. На этот столик ставится чашечка с обыкновенным куриным яйцом, освобождённым до половины от скорлупы. Яйцо покрывается слюдой, приклеенной к тонкой резине, которой покрывается яйцо так, чтобы концы резины свешивались с краёв скорлупы и плотно закрывали всё яйцо (табл. V, рис. 2).

Наблюдения проводились на разных стадиях развития яйца. Очень ценные результаты были получены на яйцах восьмидневной инкубации. На схеме (табл. VI, рис. 1) виден сосуд, наполненный движущейся кровью. В этот сосуд впадают почти перпендикулярно 6 запустевших сосудов, в них нет крови, и только в одном из них имеется в движении несколько кровяных элементов.

Каждый из запустевших сосудов исходит из желточного шара в той или иной стадии развития кровяного островка. Один из желточных шаров имеет крупную зернистость, другие — более мелкую. Укрупнение зёрнышек начинается с периферии желточного шара. Чем крупней зернистость, тем крупнее сам шар.

Изучая шаг за шагом прижизненные изменения таких желточных шаров, которые прилегают к стенкам сосуда или лежат у истока запустевшего сосуда, мы наблюдаем следующие явления: на глазах наблюдателя шар с несколько более крупной зернистостью и несколько большего размера, чем обычно, начинает изменяться с периферии. Зернистость всё более укрупняется от периферии шара к центру и постепенно окрашивается в красный цвет, очевидно, вследствие накопления в нём гемоглобина[44]. Там, где желточный шар стал очень крупным и по своему цвету приближается к цвету крови, наблюдается обособленное отделение клеток с тёмным центром и блестящим гомогенным поверхностным слоем. Повидимому, мы тут имеем уже молодую клетку, проникающую в запустевший сосуд, а вслед за тем и в большой сосуд (вену) (табл. VI, рис. 1).

На фотоснимке (табл. VI, рис. 2) запустевшие сосуды засняты в живом состоянии. Эта картина очень напоминает собой картину на немного схематизированном рисунке. Здесь также имеются запустевшие сосуды, впадающие в более крупные сосуды и начинающиеся такжес желточных шаров различной величины.

И действительно, если сосуды, как вытекает из наших наблюдений, образуются из желточных шаров и кровь в сосуд поступает только тогда, когда желточный шар превратился в кровяные элементы и в них образовалась кровь, то в течение того периода, пока кровь образуется в кровяном островке, сосуд должен оставаться временно пустым до момента образования крови из нового желточного шара.

Для изучения развития яйцевой клетки на самых ранних стадиях развития нами были сделаны также наблюдения над искусственно оплодотворенными яйцами севрюг. При этом было показано, что яйцевая клетка в своём развитии проходит стадию, когда у неё еще нет ядра. Затем мы проследили, как образуется ядро и как яйцевая клетка в своём развитии проходит те же стадии, что и клетка, образующаяся из желточного шара, а именно: стадию протоплазматического ядра, стадию лучистой сферы образования лининового остова и, наконец, нормального ядра.

^{Таблица VI.1. Шесть запустевших сосудов, впадающих в сосуд, наполненный кровью (зарисовка); 2. Запустевшие сосуды в живом состоянии (фотография)}

Химики еще не умеют лабораторным путём создать живой белок, и у нас нет возможности экспериментировать с таким искусственным белком. Но это обстоятельство не должно служить препятствием для экспериментальной работы по изучению живого вещества и его развития.

Живая протоплазма в природе есть, она есть и в каждом организме. Живое вещество есть в каждой клетке и вне клетки. Всякий организм — это не сумма клеток, как утверждает Вирхов, а сложная система, состоящая не только из клеток, но и из живого вещества, не оформленного в клетки, и все эти части организма взаимно обусловлены, представляют единое целое, в котором части зависят от целого, а целое от частей, а всё вместе находится в единстве с окружающей их внешней средой.

Мы решили поставить опыты по изучению развития живого вещества и формообразовательных процессов в живой протоплазме, выделенной из клеток организмов, стоящих на низшей ступени филогенетической лестницы, и в особенности из организмов, обладающих наибольшей способностью к регенерации.

Для этих экспериментов мы выбрали гидру как стоящую на низкой ступени филогенетической лестницы и как организм, обладающий максимальной регенерационной способностью.

Методика заключается в том, что 20 гидр растирались в ступке, затем к этой кашице прибавлялось 8 капель прокипячённой водопроводной воды, насыщенной путём встряхивания воздухом. Вся эта смесь пропускалась через центрифугу. Жидкая верхняя часть сливалась, а остаток снова растирался и затем снова разводился той жидкостью, которая была слита, и снова центрифугировался[45]. Перед растиранием гидры под контролем микроскопа освобождались от паразитов.

Киносъёмка производилась только для получения последовательных кадров, необходимых для иллюстрации к работе, а не для получения кинофильма, и потому снимки производились только через каждые две минуты. При первом наблюдении культуры после посева перед глазами совершенно чистое поле зрения. Через час появляются мельчайшие блестящие точки величиной с укол булавки. Эти образования начинают постепенно увеличиваться, и из них развиваются шарообразные тельца — коацерваты — двух сортов: одни совершенно однородные и светлые, а другие оранжевого цвета. Никаких других элементов, напоминающих собой клетки, нет. Оранжевые шарики при обработке жирорастворяющими веществами (ксилолом или спиртом) совершенно растворяются и исчезают, что говорит об их жировой природе. Что касается бесцветных телец, то для выяснения их белковой природы мы проверили их способность к свёртыванию под влиянием таннина и спиртов.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что бесцветные тельца белкового характера, а оранжевые — жирового. Возник вопрос: живые они или нет?

При окраске метиленовой синькой в растворе ¹/₅₀₀₀ белковые тельца не воспринимают окраски, но как только они начинают подсыхать, они постепенно красятся всё сильнее и сильнее. Это явление сходно с тем, что происходит с клеткой: пока клетка жива, протоплазма не красится, по мере отмирания протоплазма всё более интенсивно окрашивается. Очевидно, наблюдавшиеся нами тельца представляли живую протоплазму.

Первоначально мы ставили протоплазматические тельца на киносъёмку в условиях, неблагоприятных для развития, так как их внешней средой была простая водопроводная вода без всякого питательного для них материала. Не удивительно, что при этих условиях они развивались не до конца: перед делением они погибали. Ввиду этого мы решили улучшить условия развития шариков и вместо воды стали применять среду, содержащую питательные вещества. Эта среда приготовлялась из экстракта циклопов (обычная пища гидр) и стерилизовалась[46] путём фильтрации. Наш выбор питательной среды остановился на циклопах на том основании, что гидры питаются именно циклопами.

Протоплазматические коацерваты (шарики), находившиеся в новых, более благоприятных для их развития условиях и наблюдаемые при температуре в 23°, сохраняли свои жизненные свойства и развивались до образования клеток, которые перед делением обнаруживали чрезвычайную подвижность и жизнедеятельность. Затем они начинали быстро делиться прямым делением, и в конце суток из одного коацервата (шарика), полученного из живого вещества клеток гидры, образовывался большой шар в 30–35 клеток.

Весь этот процесс изображён на таблице VII, составленной из кадров, полученных при киносъёмке в течение суток. Поведение шариков, их развитие свидетельствуют об их жизнедеятельности. Они живые.

Следует ещё добавить одно очень интересное наблюдение, показавшее зависимость процесса развития клеток из живого вещества гидры от ее состояния. Так, из живого вещества, выделенного из гидр, находившихся в периоде полового размножения и в сытом состоянии, неизменно развивались клетки тем путём, как это было только что описано. Если же живое вещество бралось из гидр во время или после трёх-четырёхдневной голодовки, шарообразные тельца — коацерваты — хотя и возникали, но дальше не развивались. Они мельчали, разрушались, в культуре появлялись микроорганизмы, которые при образовании клеток никогда не наблюдались.

На кинофильме можно видеть весь процесс образования ядра, вначале в виде маленькой блестящей точки, которая затем постепенно растёт и превращается в ядро. Эти наши наблюдения совершенно опровергают теорию формальных генетиков о неизменности ядра. Если на наших глазах идёт развитие ядра, то как же можно говорить о неизменности ядра, постоянстве его структур?

Эти наблюдения подвели нас и к другой очень важной и интересной проблеме, имеющей большое практическое значение для медицины, — к вопросу о регенерации[47] клеток и о роли живого вещества в процессе заживления ран у высших животных — млекопитающих.

При всяком ранении нарушается целостность клеток, а следовательно, при ранении выделяется живое вещество. Необходимо выяснить, каковы его роль и значение в процессе заживления ран, а также во всех процессах, где имеет место регенерация тканей. Памятуя слова товарища Сталина, что теория становится беспредметной, если она не связывается с практикой, точно так же как и практика становится слепой, если она не освещает себе дорогу научной теорией, мы охотно предприняли новую работу по изучению роли живого вещества в процессе заживления ран.

^{Таблица VII. Последовательные стадии развития клеток из живого вещества гидр (кадры из кинофильма) (1—23)}

Заживление ран — большая теоретическая проблема, имеющая не только громадное оборонное значение, но чрезвычайно важная и для медицины вообще.

Чрезвычайно важно изучить все те изменения в клетках, тканях, в излившейся в рану крови и в продуктах распада клеток, чтобы выяснить, что способствует заживлению раны. Не есть ли это именно продукты разрушения клеток крови и тканей и какую роль играют эти продукты в процессе восстановления клеток при заживлении раны?

Идя в указанном направлении, мы должны внимательно изучать продукты разрушения клеток и не забывать, что если мы еще не знаем, восстанавливаются ли разрушенные при ранении клетки, то это не означает, что мы никогда этого не узнаем. А чтобы узнать, нам необходимо тщательно изучить процесс разрушения клеток и то, что происходит с распавшейся клеткой под влиянием различных внешних факторов, например, при присоединении к этому распаду ядерного вещества или нуклеиновых кислот. Не делаются ли эти продукты распада клеток при этих условиях способными к развитию?

Изучая заживление ран, необходимо изучить ряд следующих частных вопросов: 1) какую роль играет кровоизлияние в рану, ускоряет ли оно или замедляет заживление раны; 2) какова судьба этой крови, как она изменяется в процессе заживления раны; 3) как влияет излившаяся в рану кровь на окружающие её клетки и ткани, как изменяются клетки под её влиянием; 4) нужно ли удалять кровь из раны или, наоборот, добавлять её; 5)какое влияние оказывают продукты распада крови на рану и 6) являются ли продукты распада клеток крови и других клеток только питательным для других клеток материалом или это есть живое вещество, способное к обмену веществ, а следовательно, и к развитию и образованию новых клеток.

Что же нами сделано в этом направлении при изучении роли живого вещества в процессе заживления ран?

Нами изучены изменения, которые происходят в излившейся в рану крови, и влияние крови на клетки и ткани раневого очага. Вопрос о влиянии крови на процесс заживления ран является основным вопросом этой нашей работы.

Мы сделали наблюдение, при помощи которого установили, что имеется тесная связь между степенью кровоизлияния и скоростью заживления ран. Чем больше кровоизлияние, тем интенсивнее идёт заживление. Это говорит, несомненно, о большом значении излившейся в рану крови для процесса заживления. Это говорит также и о том, что там, где больше кровоизлияния, там и процесс образования клеток идёт более интенсивно.

Какие же изменения происходят в излившейся в рану крови?

В первые часы после ранения кровь проникает между клешами и тканями; она свёртывается и выделяет сыворотку и мелкую зернистость, располагающуюся в просвете раны и между клетками. Клетки-гистиоциты, находящиеся как в крови, так и около сосудов, пожирают эту кровяную зернистость и превращаются по своему морфологическому виду в тучные клетки (рис. 20), наполненные зёрнами.

^{Рис. 20. Тучные клетки, наполненные зёрнами}

Через 20 часоз после ранения мы видим на одном и том же препарате эти тучные клетки, переполненные мелкой зернистостью, затем эти же клетки, начавшие распадаться на зернистость. Контуры клетки сохраняются, и можно видеть, что зернистость образовалась именно из этих тучных клеток. На том же препарате такая зернистость имеется и в рассеянном между клетками виде (табл. VIII).

Все эти переходные стадии от «тучной» клетки до свободной зернистости позволяют сделать предположение о происхождении зернистости из тучных клеток и рассматривать её как продукт распада клеток.

Какова же судьба этой зернистости? Если мы возьмём плёночный препарат из раны, приготовленный на два часа позднее, то мы увидим массу зёрен различной величины, от самых мельчайших до крупных, иногда равных по своим размерам ядру лимфоцитов. Тут же можно видеть такие же крупные ядра с тончайшим ободком протоплазмы. И, наконец, мы находим в значительном количестве и самые настоящие лимфоциты (белые кровяные клетки). Таким образом, мы имеем все стадии перехода от мельчайшей зернистости, образовавшейся из крови и тучных клеток, до лимфоцита.

^{Таблица VIII. Распад тучных клеток в ране на зернистость (1–4)}

Все эти переходные стадии от мелкой зернистости до лимфоцита наводят на мысль, что эта зернистость является не чем иным, как продуктом распада клетки, и притом сохраняет свойства живого вещества, которое развивается и в конечном результате даёт клетку, которая затем участвует в образовании соединительной ткани.

После того как мы наблюдали образование клеток из протоплазматических коацерватов, выделенных из клеток гидры, и после того как из них образовались клетки, которые делились на 20–25 клеток, мы уверенно изучаем закономерность развития живого вещества, выделенного при ранении из клеток, но не гидры, а высшего, многоклеточного организма.

^{Рис. 21. Образование лимфоцитов из зернистости}

После этих наблюдений остаётся сделать заключение, что новообразование клеток в процессе заживления ран идёт не только путём деления клеток и выхождения их из сосудов, но и путём их образования из живого вещества, выделенного при разрушении и распаде клеток в виде мельчайшей зернистости.

Роль кровоизлияния в процессе заживления раны не ограничивается только влиянием этой зернистости на блуждающие клетки как источник образования ядерной зернистости, из которой затем образуются лимфоциты. Кровоизлияние, несомненно, оказывает также своё воздействие и на ускорение процесса образования соединительной ткани и заживления раны.

На наших препаратах, изученных на разных стадиях заживления ран, мы наблюдаем следующую картину. Вначале кровь выделяет сыворотку и массу, состоящую из ядерной и протоплазматической зернистости. На более поздней стадии мы наблюдаем зернистые волокна (проколлаген) и более крупные ядерные зёрна (рис. 22).

Через пять часов перед нами уже не зернистые, а соединительнотканные волокна и между ними в большом количестве вместо круглых ядер фиброциты (соединительнотканные клетки) с удлинёнными ядрами и незначительное количество сохранившихся круглых ядер (рис. 23).

Таким образом, как видно из наших наблюдений, кровь способствует развитию клеток и соединительнотканных волокон, т. е. ускоряет процесс рубцевания раны. Отсюда прямой вывод, что кровь является фактором, играющим большую и важную роль в качестве ускорителя заживления ран.

^{Рис. 22. Зернистые волокна — проколлаген}

^{Рис. 23. Соединительнотканные волокна и между ними фиброциты}

В 1942 году в газете «Медицинский работник» была опубликована статья хирурга Я. Э. Пикуса «Гемоповязки», в которой автор статьи говорит, что он применял в военном госпитале лечение ран кровью и что этот метод по сравнению с другими методами оказался самым лучшим.