Для развития антитоксического свойства в жидкостях организма не существенно, чтобы животные принадлежали к видам, восприимчивым к соответствующему токсину. Животные, естественно наиболее невосприимчивые к ядам дифтерии и столбняка, также способны вырабатывать антитоксины. Вайяр [562] продемонстрировал этот факт на курице. Эта птица, которая естественно невосприимчива к столбняку, обычно приобретает весьма выраженную противостолбнячную силу в своей крови после одной или нескольких инъекций столбнячного токсина. Он наблюдал, однако, что у кур, таким образом обработанных, на стадии, когда жидкости организма антитоксичны, альбумин яйца таковым не является. Антитоксин, следовательно, не переходит в этот питательный секрет, как он переходит в молоко млекопитающих. С другой стороны, как было продемонстрировано Ф. Клемперером [563], желток яиц кур, обработанных столбнячным токсином, со временем приобретает антитоксическое свойство самого выраженного характера.
[375]
[376]
Антитоксины, найденные особенно в жидкостях организма, но лишь скудно в клетках, оказывают некоторое действие на токсины. Какова природа этого действия? Этот вопрос, много изученный и обсуждаемый, является вопросом очень большого значения в связи с общей проблемой приобретенного иммунитета к токсинам. В своем первом мемуаре, написанном в сотрудничестве с Китасато, Эмиль фон Беринг (Deutsche med. Wchnschr., Лейпциг, 1890, S. 1113) формулирует свой первый тезис следующим образом: «кровь кролика, иммунизированного против столбняка, обладает свойством разрушать столбнячный токсин». Эта идея разрушения, которая удалила бы всю токсическую силу из яда, естественно представилась бы уму и была сразу принята очень многими исследователями, но многочисленные факты, ныне накопленные по этому предмету, не позволят нам принять реальное разрушение токсинов антитоксинами. Тиццони [564] был одним из первых, кто указал на некоторые противоречия между теорией разрушения и явлениями, возникающими у животных, которым вводили столбнячный токсин и антитоксин. Бухнер [565] также привел новые факты, которые привели его к заключению, что антитоксин, вместо того чтобы действовать непосредственно на токсин, оказывает свое влияние исключительно на живые элементы, тем самым защищая животное против интоксикации. Среди аргументов, выдвинутых мюнхенским исследователем, главный взят из различного действия смесей столбнячного токсина и противостолбнячной сыворотки на различные виды животных. Было ясно показано, что морская свинка более восприимчива к столбняку, чем мышь. При отравлении столбнячным токсином требуется абсолютно большее количество токсина, чтобы убить морскую свинку, чем чтобы убить мышь. Но если мы примем во внимание вес этих животных, условия изменятся полностью. Так, чтобы вызвать смертельный столбняк у морской свинки, которая весит в двадцать раз больше мыши, нам нужно ввести первой лишь дозу, самое большее в десять раз большую, чем та, что необходима для производства смертельной интоксикации у мыши. Бухнер приготовил смесь столбнячного токсина и противостолбнячной сыворотки, которая у мыши не производит столбнячного явления или только вызывает слабые и преходящие симптомы. Согласно теории прямого действия, мы должны предположить, что в этой смеси токсин полностью или почти полностью нейтрализован антитоксином сыворотки. Но когда Бухнер вводил то же количество смеси морским свинкам, не увеличивая его пропорционально большему весу этих животных, он произвел столбняк самого выраженного характера. В смеси, следовательно, осталось достаточное количество свободного токсина, чье тетанигенное действие проявляется у морской свинки — животного, как мы видели, более восприимчивого, чем мышь. Эксперимент Бухнера был проверен несколькими исследователями. Пьер Поль Эмиль Ру и Вайяр [566] выполнили другие, которые дают аналогичное доказательство. Та же смесь столбнячного токсина и специфической сыворотки, которая переносится без малейшего труда нормальными морскими свинками, вызывает типичный столбняк у других морских свинок того же веса и, по-видимому, в лучшем здоровье, но которые были иммунизированы некоторое время назад против вибриона Массауа. В другой серии экспериментов Пьер Поль Эмиль Ру и Вайяр ввели морским свинкам очень большое количество противостолбнячной сыворотки, «способной иммунизировать их тысячи раз», и, вскоре после этого, летальную дозу столбнячного токсина. Нормальные морские свинки были полностью устойчивы к этому тесту, тогда как несколько морских свинок, которым также вводили продукты других микроорганизмов, приобрели столбняк. Аналогичные результаты были получены со смесями дифтерийного токсина и противодифтерийной сыворотки. Пьер Поль Эмиль Ру заключает из этих фактов, «что антитоксины действуют на клетки». Против теории разрушения токсинов антитоксинами он призывает влияние тепла на смеси этих двух веществ. Кальметт [567], под вдохновением Пьера Поля Эмиля Ру и в его лаборатории, выполнил различные эксперименты на антитоксической сыворотке против яда. Смесь этой сыворотки со змеиным ядом, в такой пропорции, что яд становился неактивным, восстанавливала свою токсичность после нагревания в течение пяти минут при 68° C. Нормальное животное, которому вводили эту смесь, погибало, как если бы оно получило чистый яд. При нагревании при 68° C сыворотка теряла всю свою антитоксическую силу над ядом, а последний, который модифицируется только при гораздо более высокой температуре, оставался нетронутым. Позже аналогичный результат был получен Вассерманом [568] в его экспериментах с пиоциановым токсином. Этот яд устойчив даже при более высоких температурах, чем змеиный яд, тогда как антитоксин сыворотки разрушается при тех же условиях, что и другие антитоксины. Пользуясь этими особенностями, Вассерман прокипятил смесь пиоцианового токсина и антитоксической сыворотки, будучи осторожным разбавить ее двумя объемами дистиллированной воды перед этим. Эта смесь, которая до того, как она была нагрета, была совершенно безвредной для морских свинок, снова стала смертельным ядом после разрушения антитоксина.
[377]
Эти эксперименты доказывают ясно, что в действии антитоксина на токсин уже не может быть и речи о действительном разрушении последнего, взгляд, который был принят как Эмилем фон Берингом, так и Паулем Эрлихом. Но, как указал Пьер Поль Эмиль Ру на Международном конгрессе в Будапеште в 1894 году, проявление токсического действия яда после того, как он был нагрет вместе с антитоксином, может быть примирено со взглядом, что соединение между двумя веществами, если таковое имеет место, должно быть очень нестабильным. Это же замечание может быть применено к эксперименту Вассермана. Поэтому подавляющее большинство исследователей, если не все, признают, что антитоксин соединяется с токсином, образуя безвредное и нестабильное вещество, которое может быть разложено нагреванием и другими агентами. Исследования действия антитоксинов in vitro оказали мощное влияние на определение этого взгляда.
[378]
В экспериментах Дени и ван де Вельде [569] мы уже имеем указание на прямое действие некоторых антитоксинов. Эти исследователи показали, что сыворотка животных, вакцинированных против стафилококка, способна нейтрализовать in vitro особый токсин, которому ван де Вельде дал название лейкоцидин. При добавлении к капле экссудата кролика этот лейкоцидин за очень короткое время разрушал белые кровяные тельца, растворяя содержимое клетки, но не затрагивая ядро. Когда Дени и ван де Вельде готовили смеси лейкоцитов, лейкоцидина и антилейкоцидной сыворотки in vitro, белые кровяные тельца сохраняли свое нормальное состояние в течение очень долгого времени. Таким образом, лейкоцидин становился неактивным под прямым влиянием соответствующего антитоксина. Эти факты были подтверждены Байлем [570] и другими исследователями и даже распространены на некоторые другие микробные токсины. Так, Bacillus pyocyaneus вырабатывает лейкоцидин, который убивает белые кровяные тельца и растворяет их содержимое [571]. С целью облегчения экспериментов с этими лейкоцитарными ядами и соответствующими антитоксическими сыворотками Нейссер и Вехсберг [572] из Института экспериментальной терапии во Франкфурте изобрели метод, который позволяет нам наблюдать явления разрушения лейкоцитов и антитоксическую силу в пробирках, не прибегая к микроскопическому исследованию. Они применили открытый Эрлихом факт, что живые форменные элементы восстанавливают метиленовый синий и, лишая его кислорода, обесцвечивают его. Лейкоциты из асептических экссудатов вводятся в пробирки, и на них наливается слабый раствор (2%) метиленового синего. Чтобы предотвратить повторное окисление этого красящего вещества кислородом воздуха, поверхность жидкости покрывается слоем жидкого парафина. Если лейкоциты живы, нижний синий слой обесцвечивается за короткое время (примерно через два часа); когда тельца мертвы, обесцвечивания не происходит. Добавляя к смеси лейкоцитов и красящего вещества немного лейкоцидина, отдельно или вместе с антилейкоцидной сывороткой, можно не только наблюдать невооруженным глазом явления, происходящие в этих случаях, но и в некоторой степени оценить пропорции яда и противоядия.
Все эти исследования ясно показывают, что антитоксин действует непосредственно на лейкоцидин. Подобные факты были отмечены и в отношении некоторых других органических ядов и их антитоксинов. Вскоре после открытия антилейкоцидина Дени и ван де Вельде, Кантак в 1896 году [573] сделал сообщение Физиологическому обществу, продемонстрировав пробирки, в которых коагулирующее действие яда кобры на кровь было предотвращено добавлением антитоксической сыворотки. Однако из всех экспериментов, проведенных для доказательства прямого действия антитоксина на токсин, важнейшую роль в изучении этого вопроса сыграли эксперименты Эрлиха [574]. Эрлих направил свое внимание на рицин, который, как показал Коберт, обладает свойством агглютинировать красные кровяные тельца дефибринированной крови. Это явление легко наблюдается in vitro. В пробирках, содержащих красные кровяные тельца, добавление рицина заставляет эти тельца агглютинироваться в комки и оседать на дно пробирки, оставляя прозрачную надосадочную жидкость. Добавляя постепенно увеличивающиеся количества антирициновой сыворотки в пробирки, содержащие жидкую кровь и рицин, Эрлих смог продемонстрировать, что небольшие количества антирицина лишь замедляли осаждение красных кровяных телец, тогда как большие дозы полностью предотвращали его. Изучив пропорции рицина и его антидота, необходимые для замедления и предотвращения смертельного отравления животных, Эрлих был поражен параллелизмом, который проявляется между действием антитоксина в живом организме и в пробирках.
[379]
Изучение антицитотоксинов, обсуждавшееся в пятой главе, предоставило еще одну возможность наблюдать действие антитоксинов in vitro. Камю и Гле, а также Г. Коссель первыми наблюдали действие in vitro антитоксической сыворотки против ихтиотоксина сыворотки угря. С момента этого наблюдения данное явление неоднократно изучалось на антигемолизинах и антиспермотоксинах. Антидиастатические сыворотки также действуют in vitro, и, поскольку их эффект может быть продемонстрирован на растворимых ферментах, помещенных в контакт с неорганизованными телами, такими как желатин и казеин, чисто химический характер реакции проявляется еще более ярко. Мы обязаны фон Дунгерну, Брио и Моргенроту точными наблюдениями по этому предмету.
Мартин и Черри [575] использовали другой метод, чтобы продемонстрировать прямое действие антитоксинов на токсины, проявляющие свое токсическое действие на животный организм. Они выбрали змеиный яд, смешанный с антитоксической сывороткой. Смеси фильтровались под большим давлением [50 атмосфер] через пленку желатина, исходя из идеи, что если яд и антитоксин химически не связаны, то первый, благодаря своим гораздо меньшим молекулам по сравнению с молекулами антитоксина, пройдет в отфильтрованную жидкость. Эта жидкость должна была бы при таких условиях обладать токсической силой для животных, когда смесь, использованная для фильтрации, была лишена более крупных молекул. Мартин и Черри оставляли яд и антитоксическую сыворотку в контакте на периоды различной продолжительности перед фильтрацией смесей. В результате серии таких экспериментов, проведенных по этой схеме, они обнаружили, что продукт фильтрации, полученный после нескольких минут контакта между двумя веществами, был отчетливо токсичным; тогда как фильтрат, полученный после контакта в полчаса, был абсолютно безвредным. На основании своих наблюдений эти авторы заключают, что антитоксин вступает в химическое соединение с ядом, но что соединение происходит не мгновенно, так как для его осуществления требуется определенное время.
[380]
Помимо фактора времени, на соединение между токсинами и антитоксинами влияют и другие факторы, как видно из исследований Эрлиха [576] и Кнорра [577]. Оба исследователя показали, что антитоксин нейтрализует токсин медленнее в разбавленных растворах, чем в более концентрированной форме. По этой причине, когда животным вводят очень слабые растворы, токсин может проявить свое действие до того, как он будет нейтрализован антитоксином; это может привести к ошибочным выводам. С другой стороны, согласно данным, представленным этими авторами, температура также оказывает влияние на соединение. Понижение температуры замедляет, а повышение ускоряет нейтрализацию токсинов антитоксинами. Настаивая на чисто химическом характере соединения между этими двумя веществами, Эрлих и Кнорр приводят тот факт, что это соединение, в случаях, когда мы имеем полную нейтрализацию токсина, следует самым строгим образом закону кратных доз, то есть для того, чтобы сделать безвредными сто доз токсина, мы должны взять в сто раз большее количество антитоксина.
Ряд фактов, обобщенных выше, отчетливо демонстрирует, что антитоксины действуют непосредственно на токсины. Но как можно примирить этот результат с наблюдениями, приведенными выше, согласно которым необходимо признать не менее реальное влияние организма живого животного на интоксикацию смесями антитоксина с токсином? Кнорр [578] сначала пытался преуменьшить значение фактов, выдвинутых Бюхнером и Ру. Ему не удалось подтвердить результаты Бюхнера, и он обнаружил, что введение смесей, приготовленных с очень большими дозами столбнячного токсина (в 20 000 раз превышающими минимальную смертельную дозу) и соответствующими количествами антистолбнячной сыворотки, приводило к одинаковому эффекту у морских свинок и мышей. Изменяя количество антитоксина, он делал смесь одинаково безвредной или одинаково токсичной для этих двух видов. Но данных, приведенных Кнорром, вполне достаточно, чтобы помешать нам принять его заключение. В его экспериментах, как и в экспериментах Бюхнера, морские свинки проявляли большую восприимчивость и погибали от смесей, которые у мышей вызывали лишь столбняк средней интенсивности.
[381]
Некоторые пытались объяснить эксперимент Бюхнера, предполагая, что смеси, смертельные для морской свинки и безвредные для мыши, обязаны своим токсическим действием присутствию столбнячного токсона, а не истинного столбнячного яда — тетаноспазмина. Эта гипотеза о токсонах, как было сказано выше, была выдвинута Эрлихом как результат его остроумных исследований строения дифтерийного яда. Однако, поскольку токсоны должны действовать иначе, чем токсины, мы можем приписать их действию результаты только в тех случаях, когда морские свинки погибают, не проявляя типичных симптомов истинного столбняка, то есть без спазмов. Но в экспериментах Бюхнера гораздо большая доля этих животных, которым вводили те же смеси, что и мышам, погибала и проявляла характерные столбнячные судороги. Даже в тех случаях, однако, когда смерть морских свинок можно было бы приписать интоксикации токсоном, общий результат не мог быть изменен. Токсоны, согласно Эрлиху, вырабатываются микроорганизмами в питательных средах и составляют неотъемлемую часть естественных микробных ядов. Опять же, они нейтрализуются антитоксическими сыворотками. Если, следовательно, несмотря на наличие одинакового количества токсонов и антитоксина в смесях, эти смеси становятся более токсичными для морской свинки, чем для мыши, мы имеем указание на то, что в организме должно происходить какое-то особое изменение, нарушающее условия токсичности.
Вейгерт [579] признает точность эксперимента Бюхнера, которую, действительно, уже нельзя отрицать, но объясняет его гипотезой о том, что в организме есть некое вещество, обладающее очень большим сродством к токсину. Предполагается, что это вещество способно разлагать безвредное соединение антитоксина с токсином, точно так же, как это делает тепло в экспериментах Кальметта и Вассермана, описанных выше. В обоих случаях токсин высвобождался бы, чтобы оказать свое вредное действие. Такая гипотеза весьма вероятна, поскольку она согласуется с прямым наблюдением, но она вынуждает нас принять некое новое явление, которое происходит не in vitro, а в живом организме и которое протекает совершенно по-разному у морской свинки и у мыши.
В нынешнем несовершенном состоянии наших знаний очень трудно составить какое-либо представление о точных условиях, которые должны вмешиваться в организм морской свинки, чтобы заставить столбнячный токсин действовать в смеси с антитоксином, которая гораздо более безвредна для мыши. Однако, чтобы удовлетворить тех, кто стремится понять эти сложные явления, может быть полезно привести другой пример антитоксического действия, в котором некоторые факторы отличаются своей простотой.
[382]
Ланг, Гейманс и Мазуэн [580] продемонстрировали, что гипосульфит натрия предотвращает отравление синильной кислотой. Этот страшный яд становится безвредным, если мы позаботимся о введении в организм животного любым путем (подкожно, внутривенно или через желудок) достаточного количества гипосульфита натрия. При этих условиях сульфит замещает водород синильной кислоты, превращая яд в сульфоциановую кислоту, которая не оказывает действия на организм. Таким образом, гипосульфит натрия действует как антитоксин синильной кислоты благодаря химической реакции замещения между телами простого состава. Нам еще ни разу не удалось воспроизвести эту реакцию in vitro, тогда как в организме животного она осуществляется с очень большой легкостью. Следовательно, мы вполне оправданы в том, что призываем особые условия в организме живого животного; это, однако, не исключает возможности превращения токсического вещества в безвредное вещество посредством химической реакции. Вероятно, аналогичные явления могут встречаться и при действии истинных антитоксинов на микробные токсины или родственные вещества (яды, растительные токсоальбумины).