[574]
Борде утверждает, что цитазы очень различаются у разных видов животных, но что у одного и того же вида существует только одна цитаза. Эрлих и Моргенрот, с другой стороны, считают, что одна и та же сыворотка содержит несколько, иногда много, различных цитаз. Этот вопрос слишком сложен, чтобы быть окончательно решенным в настоящее время. Мне представляется очень вероятным, что существуют, у одного и того же вида животного, две разные цитазы. Одна из них, макроцитаза, которая находится в лимфоидных органах и в сыворотке крови, действует более особенно на животные клетки. Благодаря этому веществу экстракт или мацерация селезенки, сальника или лимфатических желез растворяет эритроциты более или менее легко; эти экстракты и мацерации, однако, неспособны уничтожать бактерии. Когда макрофаги захватывают ядросодержащие кровяные тельца, они переваривают их полностью, не щадя даже ядро, столь устойчивое к атаке, но когда те же фагоциты поглощают такие микроорганизмы, которые наиболее легко перевариваются, такие как холерный вибрион, их действие слабое. Вибрионы, без какой-либо трансформации в гранулы, остаются живыми некоторое время и уничтожаются и перевариваются с очень большим трудом. Цитаза микрофагов, или микроцитаза, отличается другими свойствами. Она уничтожает и переваривает легко многие микроорганизмы, но имеет мало или никакого действия на эритроциты и другие животные клетки. Экссудаты, которые богаты макрофагами, такие как экссудаты лимфоидных органов, совсем не или лишь слегка бактерицидны, но проявляют растворяющее действие на эритроциты. С другой стороны, экссудаты, которые состоят в значительной части из микрофагов, оставляют эритроциты нетронутыми, но легко уничтожают микроорганизмы. Подобные свойства отличают костный мозг, экстракты и суспензии которого не растворяют эритроциты, но атакуют микроорганизмы. Теперь мы знаем, что костный мозг является основным местом происхождения микрофагов.
Даже после добавления некоторого количества специфического фиксирующего вещества к микрофагическим экссудатам не происходит растворения эритроцитов, что демонстрирует наиболее ясно, что микроцитаза действительно неспособна атаковать эти животные клетки.
Мы, следовательно, вынуждены принять существование двух разных цитаз, из которых одна (макроцитаза) действует специально на элементы животного происхождения, а другая (микроцитаза) действует преимущественно на микроорганизмы. Указание каких-либо более детальных дифференциаций невозможно в нынешнем состоянии наших знаний.
[575]
Существуют определенные ферменты, которые во время жизни клеток, производящих их, легко переходят в окружающие жидкости. Например, сахараза может быть извлечена без труда из культуральной жидкости плесеней и дрожжей. Ферменты кишечного пищеварения также переходят с большой легкостью в секретируемые жидкости. Другие растворимые ферменты, с другой стороны, остаются очень тесно связанными с клетками, которые их производят. Так, зимаза дрожжей может быть освобождена из клеток этих грибов только с большим трудом, под влиянием большого давления и при условиях, которые глубоко изменяют клетку. Протеолитический фермент дрожжей также очень прилипчив к клеткам этих организмов. Фибрин-фермент, или плазмаза белых кровяных телец, не секретируется этими клетками до тех пор, пока они совершенно целы. Но достаточно подвергнуть их неблагоприятным условиям существования, чтобы заставить их выбросить его из своих тел. Лейкоциты, будучи удалены из животного, претерпевают ухудшение, которое вскоре приводит к отложению вокруг них нитей фибрина.
Цитазы должны также быть сгруппированы с растворимыми ферментами, которые не выбрасываются фагоцитами до тех пор, пока они остаются целыми. Как только эти клетки повреждаются, однако, они позволяют части своих цитаз выйти. В крови, извлеченной из животного, белые кровяные тельца позволяют плазмазе перейти в жидкость, где она вызывает коагуляцию фибрина и образование сгустка. В то же время эти клетки отдают часть своих цитаз, которые сообщают сыворотке ее гемолитические и бактерицидные свойства. Этот факт имеет высочайшее значение в связи с вопросом иммунитета. Лучшая демонстрация этого была представлена сравнением бактерицидной силы в различных частях тела и в жидкостях организма, извлеченных из животного.
Когда микроорганизмы вводятся в те ситуации в рефрактерном организме, которые содержат предсуществующие лейкоциты, лейкоциты под влиянием шока претерпевают серьезные поражения, сопровождающиеся выбрасыванием цитаз. В этих условиях наименее устойчивые микроорганизмы (такие как холерный вибрион) проявляют неоспоримые признаки ухудшения: они превращаются в гранулы и могут даже погибнуть в большем или меньшем количестве. Когда, однако, лейкоциты хорошо защищены и выдерживают инъекцию микроорганизмов, не будучи глубоко измененными, внеклеточное уничтожение микроорганизмов не происходит. Напротив, происходит очень быстрый фагоцитоз, который приводит к смерти и внутриклеточному пищеварению этих микроорганизмов. В этих условиях вибрионы также превращаются в гранулы и погибают, но только внутри лейкоцитов. Явления, которые я только что упомянул, вызываются в брюшной полости и в кровеносных сосудах рефрактерных животных, то есть в ситуациях, богатых лейкоцитами.
[576]
В подкожной клетчатке, в жидкостях при отеках и в передней камере глаза у тех же самых невосприимчивых животных явления протекают совершенно иначе. Поскольку в этих условиях лейкоциты отсутствуют или их количество ничтожно, введенные микроорганизмы не подвергаются серьезному повреждению; они продолжают жить до того момента, когда лейкоциты, появившиеся в результате воспалительной реакции, захватывают их живыми, убивают и переваривают внутри своей субстанции. Подобно тому как в условиях, насыщенных уже имеющимися лейкоцитами, легко подавить внеклеточное разрушение микроорганизмов, предохраняя фагоциты от повреждения или фаголиза, так же легко это внеклеточное разрушение инициируется в условиях, где лейкоциты отсутствуют. Когда после введения в подкожную клетчатку экссудатов, богатых лейкоцитами, мы вводим микроорганизмы, обладающие невысокой устойчивостью, например холерный вибрион, наблюдается, что эти вибрионы разрушаются вне клеток, предварительно превратившись в гранулы.
Не может быть сомнений в том, какой вывод следует сделать из этих различных экспериментов. Микроцитаза — это вещество, которое превращает вибрионы в гранулы. Именно внутри микрофагов, пока они остаются неповрежденными, вибрионы претерпевают трансформацию. С другой стороны, когда микрофаги повреждаются и позволяют микроцитазе выйти наружу, превращение вибрионов в гранулы и их частичное разрушение происходят в плазме вне фагоцитов.
Этот вывод подтверждается сравнительными исследованиями бактерицидной силы сыворотки и плазмы крови вне организма животного. Правда, невозможно приготовить жидкость, которая во всех отношениях была бы сравнима с плазмой циркулирующей крови. Однако всегда существует способ получить вне организма животного жидкость, которая гораздо ближе к плазме крови, чем сыворотка. Жюль Борде преуспел в приготовлении в пробирках, покрытых изнутри парафином, жидкости, которая коагулирует очень медленно и содержит очень мало фибрин-фермента. Установлено, что эта жидкость обладает гораздо меньшей бактерицидностью, чем сыворотка крови того же животного. Действительно, часто обнаруживается, что она полностью лишена бактерицидной силы, в то время как соответствующая сыворотка способна уничтожать большое количество микроорганизмов.
[577]
В явлениях поглощения клеток также встречается большое количество фактов, которые демонстрируют, что макроцитаза выходит из макрофагов только в момент их фаголиза. Например, внеклеточное растворение красных кровяных телец легко происходит в перитонеальной жидкости животных, подготовленных предварительной инъекцией тех же телец. Когда лейкоциты брюшной полости предоставлены сами себе, происходит выраженный фаголиз и, как следствие, растворение красных кровяных телец в самой жидкости. С другой стороны, когда фаголиз предотвращается, макрофаги остаются неповрежденными, не позволяют своей макроцитазе выйти наружу, и растворение красных кровяных телец происходит почти исключительно внутри фагоцитов.
У некоторых животных сыворотка крови немедленно останавливает движение их собственных сперматозоидов, тогда как в самом организме животного они остаются вполне подвижными. Это объясняется тем, что иммобилизующая макроцитаза содержится внутри макрофагов и не выходит из них до тех пор, пока эти клетки остаются неповрежденными. Когда у таких животных их собственные сперматозоиды вводятся в подкожную клетчатку, они долгое время остаются подвижными; напротив, когда сперматозоиды вводятся в брюшную полость, где лейкоциты не были подготовлены, немедленно происходит фаголиз, и сперматозоиды тотчас становятся неподвижными.
Поскольку все эти данные сходятся в том, что неповрежденные фагоциты удерживают цитазы — которые остаются внутри них и не обнаруживаются в окружающих жидкостях, — мы можем легко понять причину различий между явлениями иммунитета и бактерицидной силой жидкостей организма. Сыворотка крысы способна уничтожать большое количество бацилл сибирской язвы, хотя эти грызуны, безусловно, восприимчивы к сибирской язве. Причина этого в том, что в сыворотке крысы бациллы уничтожаются микроцитазой, которая высвобождается, тогда как в организме животного она остается заключенной внутри тел живых микрофагов. До тех пор, пока эти клетки проявляют отрицательный хемотаксис по отношению к бацилле сибирской язвы, микроорганизм остается в плазме, где ему ничто не мешает. Благодаря этому размножение бацилл продолжается в организме животного, и микроорганизм убивает его после генерализации в крови и органах. Таким образом, восприимчивость лейкоцитов является причиной гибели крыс от сибирской язвы, так как организм этих грызунов не способен воспользоваться своим богатством бактерицидной микроцитазой.
Еще один парадоксальный факт встречается у морских свинок, иммунизированных против вибриона Гамалеи (Vibrio metchnikovi). Как показали фон Беринг и Ниссен, сыворотка крови этих морских свинок обладает очень сильным бактерицидным действием в отношении данного вибриона. Контакта менее чем в один час вполне достаточно, чтобы уничтожить большое количество микроорганизмов. Тем не менее, когда небольшая доза культуры вводится подкожно этим гипериммунизированным морским свинкам, вибрионы остаются живыми в течение нескольких дней, вплоть до того момента, когда они будут поглощены и уничтожены лейкоцитами, которые в большом количестве прибывают к угрожаемому участку. Это кажущееся противоречие легко объясняется тем фактом, что только в сыворотке вибрионы сталкиваются с микроцитазой, которая вышла из микрофагов во время образования сгустка и отделения сыворотки.
[578]
Наряду с теми случаями, в которых сыворотка восприимчивых животных оказывается очень бактерицидной, немало примеров, когда кровь и сыворотка невосприимчивых животных полностью лишены этой силы. Например, голубь невосприимчив к палочке инфлюэнцы Пфайффера, но кровь голубя является лучшей питательной средой для этого микроорганизма. Собака невосприимчива к бацилле сибирской язвы, против которой сыворотка крови того же животного совсем не бактерицидна. Причину этого отсутствия параллелизма между иммунитетом и бактерицидной силой сывороток следует искать в трудности, с которой цитазы выходят из лейкоцитов, а также в модификациях, которым они могут подвергаться, однажды распределившись в жидкостях.
[579]
В случаях естественного иммунитета цитазы избавляют животное от микроорганизмов без малейшего наблюдаемого участия со стороны других растворимых ферментов. Невозможно окончательно решить даже вопрос о том, существуют ли у животных, обладающих этим врожденным иммунитетом, наряду с микроцитазой какие-либо ферменты, приходящие ей на помощь. Совершенно иные условия наблюдаются в очень большом числе случаев приобретенного иммунитета. Здесь обнаруживается, как довольно общее правило, что в дополнение к микроцитазам существуют другие вещества, роль которых в защитном действии, оказываемом животным против микроорганизмов, очень важна. Эти вещества являются фиксирующими веществами, которые удивительным образом взаимодействуют с бактерицидным действием цитаз; но в то время как последние повреждают бактериальную клетку непосредственно, фиксирующие вещества не вмешиваются в ее жизнь. Бактерии, пропитанные фиксирующими веществами, могут даже продолжать размножаться и при определенных условиях вторгаться в организм животного. Таким образом, фиксирующие вещества не являются бактерицидными, но, фиксируясь на микроорганизмах, они делают их гораздо более восприимчивыми к бактерицидному действию микроцитаз. Последние далее отличаются по нескольким другим признакам от цитаз. Фиксирующие вещества также должны быть отнесены к группе растворимых ферментов, но они устойчивы к гораздо более высоким температурам, чем те, которые разрушают цитазы. В то время как последние полностью разрушаются при 55° C, фиксирующие вещества для полного изменения должны быть нагреты выше 60° C и даже 65° C. С другой стороны, фиксирующие вещества отличаются высокой специфичностью, которая никогда не наблюдается у цитаз. Большинство фиксирующих веществ неспособны фиксироваться более чем на одном виде бактерий или на одном классе клеток животных, и только некоторые из них могут фиксироваться на родственных видах или клетках, таких как красные кровяные тельца нескольких видов животных. В этих случаях также существует резкое количественное различие между фиксацией на различных форменных элементах. Те же микроцитазы, с другой стороны, способны атаковать все виды микроорганизмов, а те же макроцитазы атакуют все виды клеток животных.
Мы видели, что цитазы соответствуют зимазе и протеолитической диастазе дрожжей в том смысле, что все эти растворимые ферменты с упорством прилипают к клеткам, которые их производят и содержат. Фиксирующие вещества в этом отношении приближаются к сахаразе (инвертину): эти различные растворимые ферменты легко переходят в жидкости, омывающие клетки, которые их производят. Фиксирующие вещества обнаруживаются не только в сыворотках крови, приготовленных вне организма, но и в плазме крови, откуда они переходят в жидкости экссудатов и транссудатов. В то время как цитазы не обнаруживаются в подкожной клетчатке или в прозрачных жидкостях отеков, не содержащих клеток или содержащих их почти в ничтожном количестве, фиксирующие вещества не отсутствуют в этих различных указанных ситуациях. По этой причине, когда микроорганизмы вводятся подкожно, не обнаруживается, что они изменены цитазами, но легко заметить, что они пропитаны фиксирующими веществами. То же правило применяется к фиксирующим веществам клеток животных. В приведенном нами примере сперматозоиды у животного, чья сыворотка делает эти клетки неподвижными, остаются вполне подвижными в придатке яичка и под кожей. Из этого факта можно сделать вывод, что эти ситуации не содержат свободной макроцитазы. Однако достаточно добавить к этим подвижным сперматозоидам каплю нормальной сыворотки, содержащей макроцитазу, чтобы немедленно остановить их движения, так как фиксирующее вещество хорошо распределено в плазме живого животного. Таким образом, сперматозоиды были сенсибилизированы фиксирующим веществом, которое было обнаружено как в придатке яичка, так и в подкожной клетчатке.
[580]
Цитазы — это растворимые ферменты, которые являются по существу внутриклеточными: фиксирующие вещества, с другой стороны, являются растворимыми ферментами, которые являются гуморальными. Эти фиксирующие вещества, однако, хотя и циркулируют в плазмах, несомненно, имеют клеточное происхождение. Этот факт был впервые продемонстрирован Пфайффером и Марксом, которые обнаружили специфическое фиксирующее вещество холерных вибрионов в «кроветворных органах», то есть в селезенке, лимфатических железах и костном мозге, в период, когда в крови его еще не было. Этот факт был распространен на другие примеры фиксирующих веществ микроорганизмов, и не может быть сомнений в том, что фагоциты производят эти растворимые ферменты. Под влиянием введения микроорганизмов в организм происходит фагоцитарная реакция, следствием которой является переваривание этих микроорганизмов и производство соответствующих фиксирующих веществ. Есть все основания полагать, что в этих случаях именно микрофаги, захватывая и переваривая микроорганизмы, производят фиксирующие вещества.
Но макрофаги также способны производить эти вспомогательные ферменты. Даже у нормальных животных макрофагальные органы, такие как селезенка и особенно брыжеечные железы, содержат фиксирующие вещества, которые помогают в растворении красных кровяных телец. К этой группе фактов мы должны также отнести производство брыжеечными железами, а также некоторыми другими лимфоидными органами и лейкоцитами экссудатов и крови энтерокиназы — растворимого фермента, который помогает пищеварительному действию трипсина. Эта энтерокиназа также является разновидностью фиксирующего вещества; она пропитывает хлопья фибрина и делает их гораздо более доступными для влияния трипсинов.
Тот факт, что энтерокиназа кишечного пищеварения соответствует во многих отношениях фиксирующим веществам, которые действуют при поглощении форменных элементов в целом и микроорганизмов в частности, служит дополнительным доказательством того, что разрушение микроорганизмов в организме животного является актом, подобным истинному пищеварению.
[581]
Фагоциты, эти элементы, которые осуществляют поглощение микроорганизмов и клеток животных, эти носители пищеварительных цитаз, являются также производителями фиксирующих веществ. Осуществив это поглощение, фагоциты приступают к выработке больших количеств фиксирующих веществ, хотя они не способны увеличить количество цитаз в какой-либо заметной степени. Фиксирующие вещества, произведенные в изобилии, могут выделяться наружу фагоцитов и переходить в плазму крови, а вместе с ней — в жидкости экссудатов и транссудатов. Но это выделение не является обязательным актом для функционирования фиксирующих веществ. Поскольку эти ферменты подготавливают путь для пищеварительного действия цитаз, необходимо только, чтобы они были способны фиксироваться на форменных элементах раньше последних. Поэтому легко объяснить случаи приобретенного иммунитета, при которых в жидкостях организма не обнаруживается фиксирующих веществ. Такие примеры не редки и характеризуются отсутствием какого-либо защитного действия со стороны сыворотки крови. В этих случаях фиксирующие вещества, существование которых весьма вероятно, остаются внутри фагоцитов, точно так же, как и цитазы. Внутри этих пищеварительных клеток фиксирующие вещества могут вполне выполнять свою подготовительную роль, за которой немедленно следует действие цитазы. То же правило может применяться и к случаям поглощения у неподготовленного животного, где фиксирующие вещества не обнаруживаются в сыворотке крови, но где они способны действовать внутри фагоцитов.