ТЛЕСНАЯ ЖИЗНЬ КАКЪ БРОЖЕНІЕ.
ОЧЕРКЪ.
И. Тархановъ.
‘Встникъ Европы’, No 1, 1886
Телесная жизнь как брожение, Тарханов Иван Романович, Год: 1886
Время на прочтение: 28 минут(ы)
Въ предлагаемомъ очерк отнюдь не слдуетъ искать какого-либо новаго опредленія жизни: длинный рядъ уже имющихся въ этомъ отношеніи опредленій, предложенныхъ равными выдающимися представителями, какъ изъ школы атеистовъ, такъ и матеріалистовъ, несомннно доказалъ, что вс попытки человческаго ума проникнуть въ сущность жизни и обнять одной простой формулой вс основныя ея черты оказались неудовлетворительными, и можно не колеблясь сказать, что до настоящаго времени, не существуетъ ни одного философскаго или общебіологическаго опредленія, которое бы пользовалось всеобщимъ одобреніемъ.
Невыполнимость подобной задачи зависитъ, конечно, отъ того, что уму человческому недоступна вообще сущность какихъ-либо явленій, а тмъ боле явленій жизни, отличающихся своей сложностью, измнчивостію и характеромъ крайней, съ виду, произвольности.
Шаткіе результаты многихъ вковъ метафизической работы мысли, преслдовавшей, въ болшинств случаевъ, познаніе сущности вещей, рядомъ съ блестящими успхами біологическихъ наукъ въ текущемъ, столтіи, добытыми путемъ объективнаго изслдованія характера жизненныхъ явленій, ихъ причинной зависимости и взаимныхъ соотношеній,— окончательно установили то убжденіе, что жизнь не поддается опредленію, а доступна лишь характеристик.
И въ самомъ дл, кого могли бы въ настоящее время удовлетворить опредленія въ род, наприм., слдующихъ: жизнь есть питаніе, ростъ и одряхлніе, причиной которыхъ служитъ принципъ, имющій цль въ самомъ себ, энтелехія (Аристотель), или: жизнь есть душа міра, уравненіе вселенной (Бурдахъ), она есть внутренній принципъ дйствія, повидимому, независимый отъ вншнихъ условій (Кантъ), для жизни, кром матеріи, требуется присутствіе особаго жизненнаго принципа (Миллеръ), жизнь есть совокупность отправленій, которыя сопротивляются смерти (Биша), или проще: жизнь есть противуположность смерти и т. д. Несмотря на все кажущееся разнообразіе такихъ опредленій, въ нихъ замчается одинъ общій недостатокъ, придающій имъ спиритуалистическій характеръ, а именно: во всхъ нихъ проводится тотъ взглядъ, что жизненныя явленія производятся дйствіемъ особаго жизненнаго принципа или особой жизненной силы, которая ими управляетъ, но, по справедливому замчанію Клода Бернара, говорить, что жизнь происходитъ отъ жизненнаго принципа, это — то же, что сказать: жизнь есть жизнь, но не значить ли это — вводить опредляемое въ опредленіе. Такъ же мало удовлетворительны и опредленія чисто-матеріалистическаго характера, типичнымъ примромъ которыхъ могутъ служить взгляды старйшихъ матеріалистовъ, Демокрита и Эпикура. Вс явленія природы и въ томъ числ явленія жизни сводятся по мннію этихъ философовъ къ движенію атомовъ. Въ основ каждаго измненія лежитъ разъединеніе, или соединеніе атомовъ. Душа состоитъ изъ круглыхъ и гладкихъ атомовъ, подобно огню, и проникаетъ повсюду, производя теплоту и жизненныя явленія. Не духовный принципъ, но механическая необходимость опредляетъ міровой строй со всми его жизненными явленіями. Эта формула, бьющая также въ сущность жизненныхъ явленій и видоизмненная у повторенная на разные лады позднйшими матеріалистическими школами, едва ли, однако, можетъ быть принята за врную, я именно на слдующемъ основанія: хотя жизнь и бываетъ связана съ движеніемъ атомовъ и съ вытекающими изъ него физико-химическими условіями даннаго живого организма, тмъ не мене эти условія вовсе не въ состояніи сгруппировать и привести въ стройный, послдовательный рядъ жизненныя явленія въ томъ порядк, въ какомъ они протекаютъ въ живыхъ организмахъ.
Рядомъ съ этими смлыми, но къ сожалнію не удовлетворяющими никого попытками спиритуалистовъ и матеріалистовъ опредлить сущность жизни, развивалось и постепенно крпло другое, боле скромное философское направленіе, имвшее цлью уловить и установить главныя характеристическія особенности жизненныхъ явленій, т.-е. т основныя черты, которыми міръ живыхъ организмовъ отличается отъ неодушевленной природы. При этомъ направленіи научной мысли, начавшемся съ конца прошлаго столтія и окрпшемъ въ особенности за послднія 20 лтъ, рчь уже шла не о какихъ-либо первичныхъ причинахъ или двигателяхъ жизненныхъ явленій, какъ факторахъ, для насъ совершенно недоступныхъ, а вс усилія мыслителей и біологовъ направлены были въ опредленію общихъ свойствъ жизненныхъ явленій и условій, вліяющихъ на нихъ. Согласно съ этимъ и появился рядъ опредленій, носящій, такъ сказать, характеръ чисто описательный. Такъ, по Ришерану, жизнь есть совокупность явленій, слдующихъ одно за другимъ, въ организованныхъ тлахъ, въ теченіе ограниченнаго времени. По Беклару, жизнь есть организація въ дйствіи, но Ламарку — жизнь есть состояніе вещей, дающее возможность органическаго движенія подъ вліяніемъ возбудителей. По Ростану, жизнь есть заведенная машина, и ея свойства зависятъ отъ устройства органовъ. Кювье смотритъ на живое существо, какъ на вихрь, съ постояннымъ направленіемъ, и въ этомъ вихр матерія мене существенна, чмъ форма, а по Флурансу, жизнь есть форма, которой служить матерія. По опредленію Герберта Спенсера, жизнь есть опредленная комбинація разнородныхъ измненій одновременныхъ и послдовательныхъ въ соотвтствіи съ вншними сосуществованіями и послдствіями, т.-е, выражаясь кратко, жизнь есть постоянное приспособленіе внутреннихъ отношеній къ вншнимъ.
Этотъ рядъ опредленій, отличается, какъ то очевидно, скромною цлью дать вншнюю описательную характеристику жизненныхъ явленій, вовсе не претендуя на указаніе коренныхъ причинъ этихъ явленій.
Наконецъ, Бленвилль и Клодъ Бернаръ сдлали попытку проникнутъ глубже въ процессы, лежащіе въ основ жизни. Блидвилль говоритъ, что жизнь есть двоякое внутреннее движеніе соединенія и разложенія, общее и непрерывное, а Клодъ Бернаръ указываетъ, что все живое характеризуется присутствіемъ явленій двухъ порядковъ: явленій жизненнаго созиданія или организующаго синтеза, и явленій смерти или органическаго разрушенія, на почв этихъ двухъ категорій химическихъ явленій — организаціи и дезорганизаціи, и выростаеть весь сложный міръ ними органами тла, какъ напр., нервной и мышечной системами, но и образованія разнообразныхъ продуктовъ, подготовляемыхъ различными железистыми органами тла. Для того, чтобы различные органы тла могли поддерживать свою дятельность, необходимо, чтобы разрушающаяся во время жизни клточная протоплазма постоянно возобновлялась, возстановлялась изъ питательныхъ матеріаловъ, заключенныхъ въ животныхъ совахъ, т.-е. крови и лимф. Для поддержанія жизни необходимо, слдовательно, чтобы процессы разрушенія, иди аналитическія явленія, уравновшивались явленіями возстановленія, или синтетическими. Въ живой, развитой протоплазм, обоего рода процессы, протекая параллельно, находятся въ полномъ равновсіи. Посл же смерти ея, явленія органическаго синтеза совершенно прекращаются, и протоплазма длается жертвой глубокихъ разрушительныхъ процессовъ, переходящихъ за предлы, свойственные имъ въ живомъ состояніи, и превращающихъ ее подъ-конецъ въ элементы неорганической природы.
Изъ сказаннаго очевидно слдуетъ, что центръ тяжести всхъ жизненныхъ отправленій лежитъ въ химическихъ процессахъ, протекающихъ въ живой клточной протоплазм, а потому точное опредленіе характера этихъ послднихъ представляетъ вопросъ высокой важности, отъ выясненія котораго будетъ зависть наше воззрніе на природу жизненныхъ явленій.
Для того, чтобы составить себ боле или мене врное представленіе о природ химическихъ процессовъ, лежащихъ въ основ жизни, удобне всего начать съ анализа явленій, наблюдаемыхъ въ простйшихъ одноклточныхъ организмахъ. Эти послдніе, представляя, какъ со стороны своего состава, такъ и продуктовъ разрушенія, много аналогій съ клточными образованіями высшихъ животныхъ,— въ то же время, вслдствіе большей простоты: строенія и мене сложной жизнедятельности, легче доступны изслдованію.
Наиболе изученными въ этомъ отношеніи являются низшіе одноклточные организмы, вызывающіе различныя формы броженій, и преимущественно спиртовое броженіе, обусловленное жизнедятельностью клтокъ пивныхъ дрожжей.
Эти клточки представляются въ форм боле или мене круглыхъ или овальныхъ пузырьковъ съ зернистымъ содержимымъ, окруженнымъ оболочкой, каждая подобная клтка живетъ, т.-е. поглощаетъ кислородъ и выдляетъ угольную кислоту, превращаетъ постоянно свои составныя части, размножается и разлагаетъ сахаръ на спиртъ и угольную кислоту. Эти дрожжевыя клточки, находись во влажной сред, въ тепл и при доступ воздуха, продлываютъ съ химической точки зрнія въ общемъ то же, что и всякій животный организмъ. Такъ, дрожжевыя клтки, будучи лишены во время жизни притока кислорода воздуха, а равно и нужныхъ питательныхъ веществъ, т.-е. будучи поставлены въ условія голоданія, постепенно разрушаются, они продолжаютъ развивать въ теченіе нкотораго времени угольную кислоту, спиртъ и другія вещества изъ веществъ, входящихъ въ составъ ихъ. Т же дрожжи, въ вид влажнаго тста, сохраняемыя на воздух въ течете двухъ-трехъ дней (до появленія какихъ-либо слдовъ гніенія), будучи промыты затмъ водою, отдаютъ въ водную вытяжку гораздо большее количество продуктовъ своего разрушенія, а именно уксусной кислоты, блковыхъ тлъ, клееобразныхъ веществъ, лейцина, тирозина, фосфорнокислыхъ солей и др.,— нежели свжія дрожжи. На этомъ пути разрушенія дрожжевыя клточки воспроизводятъ надъ составными частями своей протоплазмы ту же реакцію разложенія на угольную кислоту я алкоголь, которую он продлываютъ въ качеств спеціальнаго дйствія надъ сахаромъ вообще. Кром того, нельзя не обратить вниманія на аналогію между этими продуктами разложенія дрожжевыхъ клтокъ и продуктами разрушенія, развивающимися вообще въ сложныхъ организмахъ. Съ другой стороны, въ дрожжевыхъ клткахъ протекаютъ явленія обратнаго характера, а именно — процессы возстановленія, или синтеза, составныхъ частей изъ продуктовъ, годныхъ для ихъ питанія. Дрожжевыя клтки способны даже, какъ показали опыты д-ра Пастера, образовывать блокъ свой изъ содержащихъ азотъ неорганическихъ соединеній, какъ и вс растительныя клтки вообще. Пивныя дрожжи, помщенныя въ жидкость, содержащую сахаръ, золу и винно-каменно-вислый амміакъ, начинаютъ, при доступ кислорода, быстро развиваться, размножаться и увеличивать въ себ содержаніе блка. Очевидно, что въ дрожжевой клтк, при опредленныхъ благопріятныхъ условіяхъ питанія, протекаютъ, рядомъ съ процессами разрушенія и расщепленія, и процессы возстановленія, иди синтеза, сопровождающіеся ростомъ и размноженіемъ дрожжевыхъ клтокъ.
Среди процессовъ разложеній, обусловленныхъ жизнедятельностью дрожжевыхъ клтокъ, на первомъ план стоить способность ихъ разлагать въ малыхъ количествахъ гораздо большія массы винограднаго сахара на спиртъ, угольную кислоту, глицеринъ, сукциновую кислоту и кислородъ, съ освобожденіемъ при этомъ тепла. По Бертело, количество тепла, развивающагося при этомъ, равно приблизительно 1/15 того количества единицъ тепла, которое развилось бы при полномъ сгораніи разложившагося сахара. Это разложеніе сахара, составляющее суть такъ-называемаго спиртового броженія, можетъ производиться какъ въ присутствіи, такъ и въ отсутствіи свободнаго кислорода, разница заключается въ томъ, что въ первомъ случа, при слабомъ развитіи броженія, размноженіе и почкованіе дрожжевыхъ клтокъ бываетъ весьма дятельнымъ, тогда какъ во второмъ — при слабомъ размноженіи клтокъ, наблюдается весьма энергичное спиртовое броженіе. Это спиртовое броженіе сахара является, съ точки зрнія Бастера, слдствіемъ жизнедятельности дрожжевыхъ клтокъ, и въ пользу подобнаго взгляда говорятъ, повидимому, слдующіе факты: убитыя высокой температурой дрожжевыя клтки не способны вызывать спиртового броженія, изъ нихъ не удалось, до настоящаго времени, выдлить агента, способнаго вызывать вн тла живой дрожжевой клтки спиртового броженія.
Усиленное разложеніе сахара дрожжевыми клтками, при отсутствіи въ сред свободнаго кислорода, объяснялось, съ этой точки зрнія, тмъ, что он нуждаясь въ кислород для своей жизнедятельности, заимствуютъ его у сахара, подвергающагося вслдствіе этого расщепленію. Впрочемъ, этотъ взглядъ на природу спиртового броженія былъ въ основныхъ чертахъ уже высказанъ раньше Каньяръ Латуромъ и Шванномъ, и еще въ 1844 году въ опору его были представлены опытныя данныя Гедьмгольтцемъ.
Несмотря на то, что къ этому взгляду на спиртовое броженіе присоединились такіе выдающіеся изслдователи, какъ Де-Бари, Гофманнъ и др, онъ все же не пользуется всеобщимъ признаніемъ. Достаточно укавать среди противниковъ этого ученія на имена Либиха и Бертело, чтобы понятъ, что вопросъ о природ спиртового броженія не можетъ считаться поршеннымъ. И въ самомъ дл, Бертело показалъ, что спиртовое броженіе можетъ быть вызвано и помимо дрожжей дйствіемъ на сахаръ содержащихъ азотъ животныхъ веществъ: альбумина, фибрина, казеина и т. д. Либихъ показалъ, что изъ марены можетъ быть добытъ особый ферментъ, способный расщеплять сахаръ на спиртъ и угольную кислоту. Въ работ, произведенной г-жей Манассеиной въ лабораторіи проф. Визнера, приведенъ рядъ тщательныхъ опытовъ, доказывающихъ, что и убитыя высокой температурой дрожжи способны еще довольно дятельно расщеплять сахаръ на спиртъ и угольную кислоту, и если при этомъ спиртовое броженіе протекаетъ медленне, то это объясняется авторомъ ослабленными эндо- и экзомотическими токами въ мертвыхъ клткахъ, сравнительно съ живыми. Если ко всему этому прибавить, что имется рядъ другихъ ферментовъ, о живой организаціи которыхъ въ качеств дйствующихъ агентовъ не можетъ бахъ и рчи, какъ, напр., пепсинъ, птіалинъ, діастазъ, эмульсинъ и т. д., и что изъ самихъ дрожжевыхъ клтокъ могутъ быть навлечены ферменты, превращающіе тростниковый сахаръ въ виноградный и ферментъ, дйствующій на крахмалъ, подобно діастазу, то мысль о томъ, что и для спиртового броженія сахара долженъ имться особый ферментъ въ живыхъ дрожжевыхъ клткахъ, является крайне вроятной и естественной. Ферментъ этотъ вырабатывается во время жизнедятельности клтокъ, особенно энергично расщепляетъ сахаръ при жизни ихъ, но не утрачиваетъ вполн этой способности и посл смерти клтокъ. Выдлитъ же этотъ ферментъ изъ существа самихъ дрожжевыхъ клтокъ пока еще не удалось, и только-что сдланное заключеніе вроятно приложимо и къ другимъ формамъ броженій, вызываемыхъ дйствіемъ живыхъ вившихъ организмовъ.
Посл этого становится совершенно понятнымъ, что вс физическія и химическія условія, дйствующія разрушительно на протоплазму дрожжевой клтки, свертывая, ея блковыя составныя части, въ то же время задерживаютъ и длаютъ невозможнымъ броженіе. Среди массы подобнаго рода агентовъ, упомянемъ о татин, фенол, креозот, хлороформ, павъ о задерживатедяхъ броженія. Особеннаго вниманія заслуживаетъ хоть фактъ, что самъ спиртъ, являющійся продуктомъ спиртового броженія сахара, задерживаетъ послднее, какъ только количество спирта въ бродящей жидкости достигаетъ 20 частей на сто.
Ферментъ спиртового броженія, вроятно, находится и въ другихъ клткахъ, способныхъ дйствовать на подобіе дрожжевыхъ клтокъ. Такъ, напр., въ корняхъ нкоторыхъ африканскихъ растеній образуется спиртъ, вроятно, также изъ сахара. Многіе плоды, помщенные въ атмосферу, лишенную кислорода, частью превращаютъ свой сахаръ въ спиртъ и въ угольную кислоту. Даже нкоторые листья, помщенные въ атмосферу угольной кислоты, дйствуютъ аналогичнымъ образомъ, вызывая спиртовое и уксусное броженіе.
Существуютъ другіе низшіе организмы, во многомъ похожіе на дрожжевыя клтки, но вызывающіе, благодари содержанію въ нихъ иныхъ ферментовъ, вырабатываемыхъ ихъ жизнедятельностью, другія формы броженій. Такъ, въ опредленныхъ винахъ и сладкихъ сокахъ пледовъ находится одна форма грибка, превращающая виноградный сахаръ въ декстринъ, маннитъ и угольную кислоту. Подъ вліяніемъ другихъ низшихъ организмовъ виноградный сахаръ можетъ переходить въ молочную кислоту, т.-е. давать молочно-кислое броженіе. Молочная кислота, подвергаясь дальнйшему дйствію другахъ микроорганизмовъ, особаго рода вибріоновъ, распадается на масляную кислоту, угольную кислоту и водородъ, т.-е. даетъ то, что называется маслянокислымъ броженіемъ. Не только сахаръ, но и растительная клтчатка, подвергаясь дйствію особыхъ низшихъ организмовъ, т.-е. опредленныхъ живыхъ бактерій и микрококковъ, разлагается на болотный газъ и угольную кислоту и даетъ такъ-называемую форму болотнаго броженія (Л. Поповъ). Есть еще одна форма броженія, обусловленная дйствіемъ особаго рода живыхъ микроорганизмовъ — это такъ-называемое амміачное броженіе мочевины, при которомъ продуктъ этотъ распадается на угольную кислоту и амміакъ.
Къ ряду бродильныхъ процессовъ, вызываемыхъ жизнедятельностью низшихъ организмовъ, примыкаютъ и такъ-называемые процессы гніенія блковыхъ веществъ или, другими словами, гнилостныя броженія.
Со временъ знаменательныхъ изслдованій Пастера не подлежать никакому сомннію, что вс гнилостныя броженія блковыхъ веществъ, сопровождающіяся развитіемъ лейцина, тирозина, жирныхъ летучихъ кислотъ, амміака, угольной кислоты, сроводорода, водорода, азота, и др., обусловливаются жизнедятельностью особыхъ вибріоновъ, производящихъ подобное расщепленіе сложныхъ азотистыхъ соединеній. Это мнніе основывается, какъ извстно, на томъ, что прокипченныя блковыя смси или растворы съ убитыми зародышами низшихъ организмовъ и изолированныя отъ всякаго проникновенія въ нихъ изъ окружающей среды низшихъ организмовъ, могутъ сохраняться цлыми годами безъ малйшихъ слдовъ гніенія.
Для развитія вибріоновъ — этихъ низшихъ организмовъ гніенія, требуется, по мннію Пастера, чтобы растворенный въ блковой жидкости кислородъ сначала потребился развивающимися въ ней прежде всего инфузоріями (monas crepuscolum и bacterium termo). Инфузоріи эти, покрывая въ вид слоя жидкость, подвергающуюся гніенію, препятствуютъ проникновенію въ нее кислорода воздуха, вслдствіе чего въ ней начинаютъ усиленно размножаться вибріоны, невыносящіе избытка кислорода и вызывающіе гнилостныя разложенія блковъ. Такой взглядъ на дло предполагаетъ, конечно, существованіе низшихъ организмовъ, не нуждающихся для своего развитія и жизнедятельности въ свободномъ кислород воздуха.
Эти организмы были названы анаэробіями въ. противоположность большинству остальныхъ организмовъ, живущихъ только при доступ свободнаго кислорода, т.-е, такъ называемымъ аэробіямъ. Между тмъ подобное подраздленіе организмовъ, по справедливому замчанію Прейера, не можетъ считаться вполн установленнымъ, такъ какъ, съ одной стороны, далеко не доказано, чтобы въ самихъ анаеробіяхъ и въ жидкостяхъ, въ которыхъ он развивались, вполн отсутствовалъ кислородъ, а съ другой стороны, возможно, что кислородъ, необходимый для жизни такъ-называемыхъ анаэробій, добывается ими изъ разложенія какъ собственной протоплазмы, такъ и сложныхъ органическихъ соединеній той среды, въ которой он развиваются. Такъ какъ клтки пивныхъ дрожжей способны къ жизнедятельности и въ такихъ жидкихъ средахъ, которыя совершенно лишены свободнаго кислорода, то ихъ можно было бы отнести на этомъ основаніи къ анаэробіямъ, но ошибочность этого взгляда уже прямо вытекаетъ изъ того факта, что, какъ мы уже видли выше, кислородъ, необходимый дли жизни, ‘они берутъ отъ разлагаемыхъ или сложныхъ органическихъ соединеній.
Какъ бы шатко ни стоялъ, однако, въ наук вопросъ о существованіи настоящихъ анаэробій, тмъ не мене не подлежитъ сомннію, что различныя формы низшихъ организмовъ нуждаются для своей жизнедятельности въ различныхъ количествахъ кислорода, доза кислорода, благопріятная для однихъ формъ, можетъ быть убійственной для другихъ, въ пользу этого, по крайней мр, единогласно говорятъ опыты надъ распредленіемъ различныхъ формъ низшихъ организмовъ по различныхъ слоямъ гніющей жидкости. На поверхности жидкости, соприкасающейся съ воздухомъ, развиваются, но Пастбру, бактеріи тона crepusculum и bacterium termo, тогда какъ въ глубин господствуютъ вибріоны, по Пашутину, на поверхности развиваются sphaerobacteriae, нсколько глубже bacterium termo, а въ глубин — длинныя многочленистыя бактеріи, т.-е. вибріоны, необходимые спутники гнилостныхъ броженій.
Такое распредленіе низшихъ организмовъ обусловливается, вроятне всего, различнымъ содержаніемъ кислорода, убывающимъ по мр проникновенія въ глубь гніющей жидкости. Вибріоны развиваются въ слояхъ жидкости съ наименьшимъ содержаніемъ кислорода, такъ какъ обиліе кислорода препятствуетъ ихъ развитію, подобно тому, какъ сгущенный до трехъ атмосферъ кислородъ дйствуетъ, какъ сильный ядъ на жизнь высшихъ сложныхъ организмовъ. При такой модификаціи, взглядъ Пастера на механизмъ гнилостныхъ броженій представляется крайне правдоподобнымъ.
Такимъ образомъ, безконечный міръ живыхъ низшихъ организмовъ является носителемъ такихъ бродилъ, которыя при опредленныхъ условіяхъ могутъ вызывать самыя сложныя расщепленія блковыхъ веществъ, характеризующія гнилостныя броженія.
Вс организованные блки, какъ растительныхъ, такъ и животныхъ образованій, безъ исключенія, могутъ сдлаться жертвой гнилостныхъ броженій.
Вс перечисленныя нами формы броженій совершаются при помощи организованныхъ бродилъ и безъ непосредственнаго участія въ процесс свободнаго кислорода, т.-е. безъ прямого окисленія разлагающихся веществъ.
Намъ важно теперь указать на броженія, сопровождаемый окисленіемъ бродящихъ веществъ. При этой форм броженія, недостаточно присутствія бродила и вещества, подвергающагося броженію — содйствіе кислорода воздуха бываетъ при этомъ необходимо. Живые микроорганизмы, играющіе въ этомъ случа роль бродилъ, служатъ какъ бы посредникомъ между кислородомъ воздуха и бродящимъ веществомъ. Уксусно-кислое броженіе является образцомъ подобнаго рода броженія. Спиртъ, стоя на воздух, легко, какъ извстно, окисляется, т.-е. соединяется съ кислородомъ и переходитъ въ уксусную кислоту. Это превращеніе обязано жизнедятельности особаго низшаго организма (mycoderma aceti), который, будучи помщенъ живымъ на поверхность воднаго раствора спирта, быстро превращаетъ спиртъ въ уксусную кислоту и только въ присутствіи свободнаго кислорода воздуха (Пастеръ). Если бродящая, такимъ образомъ, жидкость представляетъ очень благопріятныя условія для развитія микроорганизма mycoderma aceti, то окислительная сила его увеличивается настолько, что окисленіе спирта не ограничивается только переходомъ его въ уксусную кислоту, но и эта послдняя сгораетъ до окончательныхъ продуктовъ своего окисленія, т.-е. до угольной кислоты и воды.
Вс процессы такъ-называемаго медленнаго окисленія органическихъ веществъ растительнаго или животнаго происхожденія, ведущіе къ превращенію ихъ въ боле и боле простыя соединенія путемъ расщепленія и окисленія, могутъ быть подведены подъ типъ процессовъ гнилостнаго броженія, воспроизводимаго вибріонами, и медленнаго окисленія продуктовъ этого броженія при посредств различныхъ видовъ бактерій. Такова, по крайней мр, точка зрнія Пастера, пользующаяся въ настоящее креня всеобщимъ признаніемъ.
До сихъ поръ мы имли дло съ броженіями, вызываемыми жизнедятельностью низшихъ организмовъ, или такъ-называемыхъ организованныхъ ферментовъ.
Есть другой классъ растворимыхъ ферментовъ, на который намъ слдуетъ теперь обратить наше вниманіе. Вс они, подобно организованнымъ ферментамъ, вырабатываются въ живыхъ организмахъ или клткахъ и, въ сравнительно малыхъ количествахъ, способны вызывать обширныя превращенія или расщепленія веществъ. Отличительной же особенностью растворимыхъ ферментовъ служитъ тотъ фактъ, что они могутъ быть выдлены изъ организма производителя и продолжаютъ дйствовать вн послдняго. Съ однимъ изъ этихъ ферментовъ мы уже встртились, говоря о ферментахъ клтокъ пивныхъ дрожжей, а именно, съ бродиломъ, расщепляющимъ тростниковый сахаръ на виноградный сахаръ и левулозу. Спиртовое броженіе тростниковаго сахара и начинается собственно съ этой реакціи, такъ какъ разложенію на спиртъ и угольную кислоту подвергается не тростниковый, а виноградный сахаръ.
Ниже мы убдимся, что эти такъ-называемые растворимые или неорганизованные ферменты являются весьма распространенными въ клткахъ и органахъ боле сложныхъ животныхъ формъ, для превращеній каждаго изъ главныхъ типовъ пищевыхъ веществъ вырабатываются различными органами тла особые ферменты. Здсь же упомянемъ о реакціи Поля Бера, путемъ которой легко отличить организованные ферменты отъ неорганизованныхъ или растворимыхъ ферментовъ. Кислородъ, при высокомъ давленіи, убиваетъ первые и вовсе не дйствуетъ на вторые.
Изъ условій, вліяющихъ на жизнедятельность организованныхъ бродилъ, мы упомянемъ здсь лишь еще о слдующихъ: — усиливающимъ образомъ дйствуютъ повышеніе температуры до опредленныхъ границъ, свтъ, стрихнинъ въ небольшихъ дозахъ, угнетающимъ же образомъ дйствуютъ фенолъ, креозотъ, ціанистый потасій, хлороформъ, кислородъ, кураре, хининъ, атропинъ и, наконецъ, накопленіе въ бродящей сред самихъ продуктовъ разложенія.
Изъ представленнаго очерка, мы уже въ состояніи составить себ общее представленіе о процессахъ, именуемыхъ въ наук подъ названіемъ броженій. Подъ броженіемъ надо разумть цлую сумму разнообразнйшихъ процессовъ химическаго расщепленія и окисленія сложныхъ органическихъ соединеній, вызываемыхъ дйствіемъ ферментовъ или бродилъ, вырабатываемыхъ, клточными элементами живыхъ организмовъ. Химическіе эффекта, дйствія этихъ агентовъ бываютъ несоразмрно велики, сравнительно съ малостью дйствующаго начала, при чемъ большинство бродилъ не только не разрушается, не затрачивается на подобную химическую работу, но находить въ ней источникъ для своего развитія и умноженія.
Такъ какъ ферменты дйствуютъ какъ бы однимъ своимъ присутствіемъ въ бродящихъ жидкостяхъ, мало или вовсе не затрачиваясь на работу расщепленія сложныхъ органическихъ соединеній, то Либихъ давно уже объяснялъ эффекты, вызываемые бродилами, вліяніемъ особеннаго моллекулярнаго движенія, исходящаго изъ нихъ и нарушающаго равновсіе частицъ сложныхъ органическихъ соединеній, съ послдующимъ распаденіемъ ихъ. Негели высказывается въ томъ же смысл и при томъ еще опредленне. По мннію этого изслдователя, частицы и атомы, изъ которыхъ состоятъ ферменты, находятся въ состояніи крайне оживленнаго колебательнаго движенія. Когда ферменты приходятъ въ соприкосновеніе съ другими тлами, способными бродить, напр., когда діастазъ или птіалинъ (ферментъ слюны) находится въ одной и той же жидкой сред съ крахмаломъ, то должно наступать выравниваніе состоянія движенія, въ которомъ находятся частицы этихъ тлъ, вслдствіе чего частицы крахмала приводятся въ колебательное движеніе, настолько сильно расшатывающее ихъ, что он, соединяясь съ элементами воды, разлагаются на виноградный сахаръ и мальтозу. Наступающее, вслдствіе этого, ослабленіе двигательной энергіи частицъ фермента, бистро устраняется возстановленіемъ этой энергіи, на счетъ связыванія ферментомъ свободной теплоты, и этимъ механизмомъ. Негели объясняетъ тотъ замчательный фактъ, что самыя минимальныя количества любого фермента способны разлагать громадныя количества веществъ, способныхъ бродить. Существеннымъ явленіемъ при подобномъ нарушеніи равновсія частицъ гніющихъ и вообще бродящихъ веществъ служитъ, но Гоппезейлеру, переходъ кислорода отъ атома водорода къ этому углерода, при чемъ нердко образуется угольная кислота и выдляется водородъ и вообще боле водородистыя соединенія, остальныя явленія, наблюдаемыя при гніеніяхъ и броженіяхъ, суть явленія вторичныя, вызываемыя водородомъ въ моментъ его выдленія и кислородомъ окружающей среды.
Обратимся теперь къ опредленію у высшихъ животныхъ и человка характера химическихъ превращеній, лежащихъ въ основ ихъ жизнедятельности.
Любой животный организмъ представляетъ колонію безчисленнаго множества отдльныхъ микроскопическихъ клточекъ, разнообразнаго строенія и назначенія, которыя, благодаря солидарности и объединенію ихъ функцій, ведутъ къ сохраненію цлости составляемаго ими сложнаго индивидуума. Несмотря на дифференцированіе клточныхъ функцій, на спеціализацію различныхъ группъ вдтъ, изъ которыхъ одн, напр., служатъ механизмами движенія, другія — механизмами отдленія различныхъ соковъ, третьи — аппаратами, вырабатывающими нервные импульсы, и т. д., клтки сложныхъ организмовъ все же сохраняютъ за собою, въ большей или меньшей степени, вс общія свойства, присущія живой протоплазм вообще, и спеціализація ихъ функцій обусловливается лишь преимущественнымъ развитіемъ одного изъ этихъ общихъ свойствъ протоплазмы на счетъ другихъ.
Естественно поэтому ожидать, что и въ клткахъ сложнаго животнаго тла, а стало быть и въ цломъ организм, будутъ повторяться, въ общемъ, т же основныя жизненныя явленія, какія прослжены были нами уже на отдльныхъ бродильныхъ клткахъ, съ тою только разницею, что, благодаря большему разнообразію въ строеніи и состав клтокъ сложнаго животнаго организма, вс реакціи послдняго, какъ въ цломъ, такъ и въ частяхъ, должны представляться несравненно боле запутанными и разнообразными. И въ сложныхъ животныхъ организмахъ, такъ же какъ и въ простйшихъ одноклточныхъ, химическія превращенія веществъ лежатъ въ основ всхъ функцій. Каждая рабочая группа клтокъ или, другими словами, каждый органъ тла, функціонируя, разрушается, это врно для всхъ тканей тла и въ особенности для главныхъ типовъ рабочихъ органовъ тла, т.-е. для нервныхъ элементовъ, мышцъ и железъ. Эти процессы разрушенія лежатъ въ основ развитія живыхъ силъ — теплоты, электричества,— утилизируемыхъ организмомъ во время своей жизнедятельности. Въ основ жизни лежитъ, такимъ образомъ, разрушеніе клточной протоплазмы или, другими словами, смерть ея. Жизнь выроетдотъ какъ бы на смерти клточной протоплазмы. Отсюда неминуемо слдуетъ, что для возможности продолженія жизни требуется постоянное возстановленіе разрушающейся во время жизни протоплазмы изъ веществъ, доставляемыхъ вншнимъ міромъ. Вся область процессовъ химическаго разрушенія и возстановленія клточной протоплазмы, въ тл высшихъ животныхъ и человка, является, такимъ образомъ, краеугольнымъ камнемъ, на которомъ покоится жизнь во всхъ ея проявленіяхъ. Опредлить химическую природу процессовъ разрушенія и возстановленій значитъ въ сущности то же, что указать къ категоріи какихъ извстныхъ уже намъ процессовъ относятся и самая жизнь.
Вопросъ этотъ, какъ то очевидно, представляетъ высокую важность.
Уже боле вка прошло съ тхъ поръ какъ паука, благодаря, главнымъ образомъ, трудамъ геніальнаго Лавуазье, узнала, что животныя во время жизни безпрестанно поглощаютъ кислородъ и выдляютъ угольную кислоту и воду. Лавуазье отождествлялъ эти явленія съ процессомъ горнія угля и водорода, т.-е. полагалъ, что кислородъ воздуха непосредственно соединяется съ углеродомъ и водородомъ крови, протекающей но легкимъ, и тмъ обусловливаетъ развитіе животной теплоты. Жизнь, съ указанной точки зрнія, отождествлялась съ горніемъ, и эта заманчивая теорія держалась весьма продолжительное время, пока не было доказано съ положительностью, что лёгкое вовсе не представляется очагомъ горнія, а таковымъ служатъ ршительно вс клточные элементы живого тла, и что вещества, входящія въ составъ живого тла, каковы: блокъ, клей, сахаръ, жиры я т. д., и окисляющіяся, повидимому, легко въ живомъ тл,— вн послдняго вовсе не подвергаются окисленіямъ. Попытка объяснить эту разницу тмъ, что въ крови кислородъ циркулируетъ въ форм озона, обладающаго, какъ извстно, боле сильной окисляющей способностью, оказалась также несостоятельной, такъ какъ въ нормальной живой крови озона вовсе нтъ.
Къ тому же новйшія пріобртенія физіологической химіи выяснили, что животное тло вовсе не представляется, какъ это полагали прежде, очагомъ энергичныхъ прямыхъ окисленій, т.-е. явленій прямого сгоранія, такъ какъ, во-первыхъ, увеличеніе доставки кислорода тлу вовсе не увеличиваетъ процессовъ горнія, какъ это слдовало бы ожидать по аналогіи съ процессомъ горнія угля, и, во-вторыхъ, вещества легко окисляющіяся вн тла, въ род пирогаллусовой кислоты, бренцкатехина и т. д., будучи введены въ животное тло, выводятся неизмненными чрезъ почки.
Кром того несомннно извстно, что въ тканяхъ животнаго тла имютъ мсто и явленія вполн противуположныя окисленіямъ, т.-е. процессы возстановленія, такъ какъ иначе нельзя было бы объяснить себ, напр., образованія красящихъ веществъ желчи и мочи изъ красящаго вещества крови, образованіе изъ хинной кислоты бензойной — и янтарной кислоты изъ аспарагина и т. д.
Вс эти факты не мирятся съ теоріей Лавуазье прямыхъ окисленій въ тл, а потому и знакомое всмъ старинное изреченіе, что жизнь есть горніе, съ химической точки зрніи не выдерживаетъ уже боле критики.
Зато химическія явленія, представляемыя живымъ тломъ, станутъ боле понятными, если взглянуть на нихъ какъ на совокупность разнообразныхъ формъ броженій, расщепляющихъ и разлагающихъ живую матерію на боле простыя соединенія и освобождающихъ такимъ образомъ живыя силы теплота, электричества, утилизируемыя организмомъ.
Какіе же, спрашивается, факты могутъ быть приведены въ подтвержденіе этого взгляда?
Разнообразныя клтки животнаго организма, въ особенности клтки различныхъ железъ, вырабатываютъ различнаго рода фермента, мхи бродила, вызывающіе разнообразныя превращенія веществъ, какъ воспринимаемыхъ извн тломъ, такъ и отложенныхъ уже въ клточной протоплазм. Такъ, слюнныя железы и поджелудочная железа вырабатываютъ ферментъ, превращающій крахмалъ въ виноградный сахаръ, клтки кишечныхъ железъ вырабатываютъ кром этого и ферментъ превращающій тростниковый сахаръ въ виноградный, подобный тому, какой былъ уже указанъ нами въ дрожжевой клтк. Клтки желудочныхъ железъ и поджелудочной железы приготовляютъ ферментъ, превращающій блки въ пептоны, и наконецъ та же панкреатическая железа, вырабатываетъ и жировой ферментъ, т.-е. такой, который способенъ расщеплять жиръ на глицеринъ и соотвтствующія жирныя кислоты. Вс эти агента по характеру своего дйствія вполн отвчаютъ обидимъ извстнымъ намъ свойствамъ ферментовъ, а именно, они въ самыхъ минимальныхъ дозахъ могутъ, присутствіемъ своимъ въ соотвтствующихъ жидкостяхъ, обусловливать несоразмрныя по своей обширности химическія измненія веществъ, не разрушаясь при этомъ, или разрушаясь лишь въ самой слабой степени. Температура свыше 60о Ц. убиваетъ въ большинств случаевъ эля ферменты, и дйствіе ихъ парализируется накопленіемъ продуктовъ, разлагаемыхъ ими веществъ. Вс эти агента, вырабатываемыя живыми клтками, относятся къ разряду, такъ называемыхъ, растворимыхъ неорганизованныхъ ферментовъ, такъ какъ ихъ легко извлечь изъ вырабатывающихъ ихъ клть. Ферменты эти, выносимые изъ соотвтствующихъ железистыхъ аппаратовъ выводными притоками ихъ, встрчаются не только въ самихъ железахъ, но въ полости кишечнаго канала, и представляются распространенными въ большей или меньшей степени и по всмъ тканямъ животнаго тла, благодаря чему они и тутъ въ состояніи участвовать въ тхъ химическихъ измненіяхъ, полемъ которыхъ служатъ вообще вс живыя ткани животнаго организма.
Первыя существенныя измненія, претерпваемыя пищей въ пищеварительномъ канал, совершаются, слдовательно, подъ вліяніемъ ферментовъ и носятъ поэтому характеръ броженій. Общая сторона дйствія упомянутыхъ ферментовъ сводится къ боле или мене простому расщепленію ферментирующихъ веществъ, сопровождающемуся связываніемъ элементовъ воды.
Это броженіе составныхъ частей пищи иметъ громадное физіологическое значеніе, такъ какъ благодаря только подобному ихъ превращенію длается возможнымъ поступленіе ихъ въ кровь или лимфу и дальнйшій метаморфозъ ихъ въ тл. Впрочемъ, въ кишечномъ канал дло неограничивается только этими формами броженія, благодаря проникновенію извн вмст съ пищей и питьемъ и другихъ организованныхъ ферментовъ, о которыхъ рчь была выше, пища въ кишечномъ канал подвергается стартовому, молочнокислому, маслянокислому броженіямъ и другимъ формамъ гнилостныхъ броженій, съ развитіемъ соотвтствующихъ продуктовъ расщепленія.
Трудно сказать, какую роль могутъ играть въ пищевареніи эти формы броженій, обусловленныя проникновеніемъ въ кишечный каналъ такъ-называемыхъ организованныхъ бродилъ, весьма вроятно, что и эти формы броженій, рань он не переходятъ извстныхъ границъ, приносятъ нкоторыя услуги пищеварительнымъ процессамъ, такъ какъ броженія эти, вызывая дальнйшее разложеніе пищевыхъ веществъ, подготовляютъ ихъ тмъ самымъ къ боле полному всасыванію.
Вопросъ этотъ, впрочемъ, представляется совершенію открытымъ, и еще недавно Пастеръ, указавъ на важное значеніе его, предложилъ, въ вид проекта, серію весьма трудныхъ опытовъ съ кормленіемъ животныхъ пищей, освобожденной отъ живыхъ микроорганизмовъ, обусловливающихъ разныя формы броженій. Спрашивается, какъ измнились бы при этомъ пищеварительные процессы? Ршеніе этой важной задачи принадлежитъ будущему, пока же прибавимъ, что если присутствіе въ кишечномъ тракт обычныхъ микроорганизмовъ воздуха и не вызываетъ какихъ-нибудь рзвыхъ вредныхъ послдствій для организма, то проникновеніе въ кишечный трактъ другихъ микроорганизмовъ, свойственныхъ, напр., холер или дифтериту, можетъ обусловить рядъ такихъ ненормальныхъ химическихъ измненій, продукты которыхъ могутъ послужитъ источникомъ отравленія и даже смерти всего организма.
Изъ сказаннаго очевидно, что агентами разнообразныхъ превращеній веществъ въ кишечномъ канал, капъ при нормальныхъ, такъ и патологическихъ условіяхъ, являются разнообразные неорганизованные и организованные ферменты, вызывающіе различныя формы броженій.
Легко доказалъ, что и большинство химическихъ процессовъ разрушенія и расщепленія, протекающихъ въ глубин живыхъ тканей и органовъ, совершается но тину броженій, а, стало быть, и эти процессы въ основ своей обусловливаются дйствіемъ опредленныхъ ферментовъ. Въ однихъ случаяхъ ферменты эти легко опредлимы непосредственно, въ другихъ же въ присутствіи ихъ заключаютъ лишь но самому характеру химическаго расщепленія и разрушенія веществъ. Если характерныя стороны этихъ химическихъ измненій не могутъ быть объяснены процессами прямого окисленія или возстановленія, то очевидно, что он являются послдствіемъ бродильныхъ процессовъ, въ которыхъ сами живыя клтки организма играютъ роль организованныхъ ферментовъ. Посл этого краткаго, но необходимаго отступленія, мы обратимся въ фактамъ.
Самыми существенными составными частями клточной протоплазмы въ различныхъ органахъ тла несомннно являются блковыя, жировыя и углеводистыя вещества, разнообразныя измненія которыхъ и являются источникомъ развитія живыхъ силъ, утилизируемыхъ въ той или другой форм организмомъ.
Что касается углеводовъ, то главная форма, въ которой они отлагаются въ тл — это гликогенъ, или такъ-называемый животный крахмалъ, накопленный въ сравнительно большихъ количествахъ въ печени, въ меньшей степени — въ мышцахъ и въ другихъ элементахъ тла. Первымъ шагомъ въ измненіи гликогена служитъ переходъ его въ виноградный сахаръ, это превращеніе, при нормальныхъ условіяхъ тла, совершается подъ вліяніемъ діастатическаго фермента, находящагося, какъ въ печени, такъ и въ мышечной ткани. Дло не ограничивается этимъ, такъ какъ въ мышечной ткани мы встрчаемся съ дальнйшимъ продуктомъ превращенія сахара, т.-е. съ молочной кислотой, развивающейся вслдствіе молочнокислаго броженія. Въ конц-концовъ, мы встрчаемся съ конечными продуктами окисленія сахара, т.-е. съ угольной кислотой и водой, выводимыхъ изъ тла наружу.
Если первыя фазы превращенія крахмала совершаются подъ вліяніемъ бродилъ, то возможно ли допустить, что дальнйшее окисленіе образующихся при этомъ продуктовъ совершается путемъ прямыхъ окисленій ихъ на счетъ кислорода, разносимаго по всему тлу кровью? Предположеніе это иметъ за себя очень малую степень вроятія, такъ какъ ни виноградный сахаръ, ни молочная кислота, вн тла при нормальной температур его и при свободномъ доступ не только кислорода, но и озона, вовсе не окисляются и не сгораютъ, и это врно даже и на тотъ случай, когда вещества эти находятся въ крови, только выпущенной, изъ тла. Очевидно, что въ живомъ тл даны какіе-то агенты, способствующіе подобнаго рода окисленію, процессы прижизненнаго окисленія этихъ веществъ скоре всего могутъ быть приравнены въ броженіямъ, сопровождаемымъ окисленіемъ, и съ которыми мы уже имли случай познакомиться раньше.
Намъ извстно, что разведенный спиртъ, при стояніи на воздух, окисляется и переходитъ въ уксусную кислоту лишь въ томъ случа, когда въ спиртовомъ раствор развивается одинъ изъ низшихъ организмовъ (mycoderma aceti), который въ живомъ состояніи, благодаря своимъ физико-химическимъ свойствамъ, является посредникомъ между кислородомъ воздуха и алкоголемъ. Естественно допустить, что и въ живомъ животномъ тл необходимыми посредниками между кислородомъ крови и продуктами броженія сахара, подлежащими Окисленію, являются живые клточные элементы всхъ или нкоторыхъ изъ тканей тла. Подобно тому, какъ клточный организмъ уксуснокислаго броженія, въ сред благопріятной для своего питанія и размноженія, можетъ окислять алкоголь на-счетъ кислорода воздуха до конечныхъ продуктовъ его сгоранія, т.-е. до угольной кислоты и воды, а при неблагопріятныхъ условіяхъ своего питанія — только до степени уксусной кислоты, такъ и въ животномъ тл сахаръ вполн перегораетъ только при здоровомъ нормальномъ питаніи клточныхъ элементовъ, а при ненормальномъ, болзненномъ питаніи ихъ или вовсе не окисляется, или только отчасти, и въ этихъ случаяхъ наблюдается извстное патологическое явленіе выведенія сахара мочей, характеризующее сахарное мочеизнуреніе.
Мы видимъ такимъ образомъ, что въ основ превращеній углеводистыхъ составныхъ частей тканей въ живомъ тл лежатъ процессы, какъ обыкновенныхъ броженій, такъ и броженій путемъ окисленій.
Т же самыя соображенія приложимы къ жирамъ и блкамъ животнаго тла, и это на слдующемъ основаніи.
Жиры вн тла, при условіяхъ нормальной его температуры, при обильномъ доступ свободнаго кислорода воздуха не окисляются до конечныхъ продуктовъ сгоранія, т.-е.— угольной кислоты и води, какъ это иметъ мсто въ животномъ тл при нормальномъ его питаніи. А между тмъ въ тл имется уже ферментъ, расщепляющій жиръ на глицеринъ и жирную кислоту. Эти два продукта расщепленія встрчаютъ, вроятно, въ опредленныхъ клткахъ тла живыхъ посредниковъ для своего окисленія и процессъ этотъ, вроятно, совершается по тому же общему типу, какой былъ описанъ нами по поводу отношенія организма уксуснокислаго броженія (mycoderma aceti) въ окисленію спирта и самой уксусной кислоты. Аналогія эта находитъ еще дальнйшее подкрпленіе въ томъ обстоятельств, что, какъ въ окисленіи спирта клточному организму mycoderma aceti приходится дйствовать на спиртъ и уксусную кислоту, такъ и живымъ клткамъ организма при окисленіи жировъ приходится дйствовать на особый спиртъ — глицеринъ, и на органическую кислоту — жирную кислоту. Подобно тому какъ при слабомъ питаніи клточнаго агента уксуснокислаго броженія, окисляющая способность его падаетъ настолько, что этотъ микроорганизмъ не бываетъ въ состояніи доокислить развившуюся изъ алкоголя уксусную кислоту до окончательныхъ продуктовъ окисленія, т.-е. до угольной кислоты и воды, такъ и при разстройств питанія клточныхъ элементовъ высшихъ организмовъ жиръ не въ состояніи доокислиться до конечныхъ продуктовъ своего окисленія и, накопляясь постепенно въ организм, ведетъ въ патологическому состоянію общаго ожирнія и нердко въ закупорк кровеносныхъ сосудовъ жировыми пробками, какъ это замчается, напр., у людей, страдающихъ сахарнымъ мочеизнуреніемъ.
Блки, составляющіе главную основу живой клточной протоплазмы, во время жизни распадаются, расчленяются и, въ качеств конечныхъ продуктовъ своего разложенія, даютъ угольную кислоту, воду, мочевую кислоту и мочевину, съ которой и выдляется почти весь азотъ разрушающихся животныхъ блковъ. Съ виду процессъ этотъ носитъ характеръ прямого окисленія составныхъ частей блка, но ошибочность подобнаго предположенія уже прямо вытекаетъ изъ того факта, что никакими искусственными способами прямого окисленія любого изъ извстныхъ намъ блковъ не удалось, вн живого тла, добыть изъ блка мочевину. Очевидно, что разрушеніе блка въ организм обусловливается особаго рода агентами, присущими самимъ элементамъ живого тла. Первые шаги измненія блковъ въ тл совершаются, какъ мы видли, при помощи особаго рода ферментовъ, превращающихъ блокъ въ пептоны. Было указано кром того, что ферментъ этотъ распространенъ въ большинств тканей живого тла, и поэтому естественно допустить, что онъ и тутъ не остается въ бездйствіи, а такъ или иначе способствуетъ начальнымъ ферментативнымъ расщепленіямъ блка. Извстно, что блки тканей могутъ разлагаться въ живомъ тл въ одномъ случа на мочевину и жировыя тла, въ другомъ же на мочевину и углеводистое вещество, т.-е. сахаръ. Въ сильныхъ степеняхъ развитія этихъ процессовъ получается, въ первомъ случа, ожирніе, во.второмъ же — сахарное перерожденіе тканей. Ничто не даетъ повода думать, чтобы эти процессы расщепленія блковъ были послдствіемъ прямого окисленія блковыхъ веществъ, тмъ боле, что экспериментальными изслдованіями несомннно доказано, что ограниченіе вдыхаемаго животными кислорода ведетъ не къ уменьшенію, а къ увеличенію количествъ выдляемой ими мочевины.
Наконецъ, сама мочевина въ моч можетъ подвергнуться такъ называемому амміачному броженію, т.-е. превратиться въ углекислый амміакъ подъ вліяніемъ особаго организованнаго фермента (torulacae), весьма напоминающаго клтки пивныхъ дрожжей, и тогда въ моч не остается и слдовъ мочевины.
Вс эти факты говорятъ несомннно въ пользу ферментативнаго характера процесса разложенія блковыхъ веществъ въ живомъ тл и заставляютъ признать существованіе различныхъ для этого агентовъ: въ одномъ случа — такихъ, которые обусловливаютъ расщепленіе сложной блковой частицы на мочевину и жиръ, какъ это обыкновенно встрчается въ нормальномъ тл, въ другомъ же — на мочевину и сахаръ, какъ это наблюдается при патологическихъ условіяхъ. Выдлить эти ферменты, расщепляющіе блокъ, до сихъ поръ не удалось, и они вроятно относятся въ типу организованныхъ ферментовъ, роль которыхъ въ сложномъ животномъ организм играютъ живыя клтки его. Говоря объ этомъ расщепленіи, не слдуетъ упускать изъ виду того, что мочевина можетъ явиться и не непосредственнымъ продуктомъ его, а что ей предшествуетъ образованіе другихъ тлъ (креатинъ), которыя путемъ дальнйшихъ превращеній переходятъ въ мочевину.
Итакъ, большая часть превращеній веществъ въ живомъ животномъ тл совершается по типу броженій при помощи растворимыхъ неорганизованныхъ бродилъ и организованныхъ, дйствующихъ при содйствіи свободнаго кислорода или безъ его участія.
Не удивительно посл этого, что существуетъ близкая аналогія между конечными продуктами разнообразныхъ броженій и продуктами разрушенія веществъ въ сложныхъ животныхъ организмахъ. Тутъ и тамъ мы имемъ рзвое развитіе угольной кислоты, замнъ поглощеннаго кислорода, развитіе молочной кислоты, масляной, водорода, болотнаго газа, сроводорода, азота и продуктовъ блковаго распада, т.-е. развитіе жирныхъ летучихъ кислотъ, лейоцина, тирозина и амміачныхъ соединеній. Аналогія эта заходитъ такъ далеко, что въ организм млекопитающихъ животныхъ можно бываетъ опредлить путемъ перегонки различныхъ органовъ, и въ особенности мозга, извстныя количества спирта, даже при условіи, когда этотъ продуктъ вовсе не вводится внутрь вмст съ пищей или питьемъ.
Очевидно, что клтки животнаго организма во время своей жизнедятельности, подобно клткамъ пивныхъ дрожжей, способны развивать изъ продуктовъ, находящихся въ ихъ распоряженіи, спиртъ, т.-е. творятъ нчто близко напоминающее спиртовое броженіе.
Впрочемъ, аналогіи между бродильными клтками и клтками животнаго организма могутъ быть подкрплены еще слдующими поразительными примрами. Какъ живыя клтки организма жадно отнимаютъ отъ крови связанный съ ея красящимъ веществомъ кислородъ, обращающійся въ кровеносныхъ сосудахъ, такъ и бродильныя клтки, напр. пивныхъ дрожжей, способны отнимать кислородъ отъ крови, искусственно прогоняемой по систем перепончатыхъ сосудовъ, находясь вн полости послднихъ. Какъ въ нормальной крови соли распредляются такимъ образомъ, что въ жидкой части крови преобладаютъ хлористыя и натровыя соединенія, а въ форменныхъ элементахъ крови — фосфаты и калійныя соединенія, такъ совершенно такое же качественное отношеніе устанавливается въ распредленіи солей между жидкой средой, въ которую помщены клтки пивныхъ дрожжей, и самими клтками. Наконецъ, аналогичное вліяніе колебаній тепла и холода, а равно и многихъ ядовъ на процессы, протекающіе въ сложныхъ животныхъ организмахъ, съ одной стороны, и на разнообразныя броженія съ другой, еще боле сближаетъ жизненныя явленія съ явленіями броженія.
Съ этой только точки зрнія и становятся для насъ понятными слдующіе опыты, имющіе высокій физіологическій интересъ.
Если помстить вырзанныя живыя еще мышцы въ камеру, совершенно лишенную кислорода и наполненную хотя бы водородомъ, то легко убдиться путемъ анализа газовъ этой камеры, что мышцы продолжаютъ развивать угольную кислоту, несмотря на почти полное отсутствіе какъ въ мышцахъ, такъ и въ самой камер свободнаго кислорода. Такимъ образомъ, развитіе угольной кислоты при этихъ условіяхъ никакимъ образомъ не можетъ быть приписано процессамъ прямого окисленія углерода мышечной ткани (Германнъ).
Подобное развитіе угольной кислоты рзко усиливается при мышечныхъ сокращеніяхъ. Мертвая, окоченвшая мышца вовсе не представляетъ этихъ явленій, и потому на процессъ развитія угольной кислоты съ другими сопутствующими химическими измненіями смотрятъ какъ на химическія явленія, лежащія въ основ жизнедятельности мышцъ. Полагаютъ, что въ мышцахъ существуетъ сложное соединеніе (иногенъ), которое при жизни ихъ, и въ особенности въ состояніи дятельности, постоянно разлагается на особое блковое вещество міозинъ, на угольную и на молочную кислота. Процессъ этотъ, столь существенный для жизнедятельности мышцъ, не являясь результатомъ ни прямыхъ окисленій, ни возстановленій, очевидно носитъ характеръ ферментативный.
То же самое наблюдается, какъ показалъ Пфлюгерь, и въ томъ случа, когда вмсто мышцъ помщаютъ въ камеру, лишенную кислорода, напр., въ атмосферу чистаго азота, цлую лягушку. Несмотря на сравнительно малый запасъ въ крови ея свободнаго кислорода, лягушка, при низкой температур окружающей среды, продолжаетъ въ теченіе еще почта 20 часовъ развивать угольную кислоту, и въ продолженіе всего этого времени она представляетъ вс реакціи живого организма, съ прекращеніемъ же развитія угольной кислота исчезаетъ и жизнь. Изъ этого важнаго опыта Пфлюгера вытекаетъ, что вся совокупность химическихъ явленій, лежащихъ въ основ жизни, характеризуется не процессами прямыхъ окисленій составныхъ частей протоплазмы, а процессами расщепленія сложныхъ органическихъ соединеній по типу броженій. Развитію угольной кислота, этому постоянному спутнику жизненныхъ функцій живого тла, Пфлюгеръ придаетъ большое физіологическое значеніе, такъ какъ постоянные моллекулярные взрывы этого газа въ глубин живыхъ тканей поддерживаютъ то жизненное моллекулярное движеніе, безъ котораго немыслима жизнь. Кислородъ, жадно поглощаемый организмомъ при нормальныхъ условіяхъ жизни, идетъ слдовательно не на прямое окисленіе составныхъ элементовъ тканей, т.-е. не на непосредственное горніе ихъ, а на возстановленіе расщепляющихся, разрушающихся частицъ, причемъ онъ обращается въ такъ называемый внутречастичный или интрамоллекулярный кислородъ.
Въ безпрерывно разлагающихся во время жизни элементахъ живого организма протекаютъ, какъ мы видли раньше, рядомъ и процессы обратнаго характера, т.-е. возстановленія на счетъ кислорода воздуха и органическихъ и минеральныхъ составныхъ частей крови.
Живая клтка сложнаго организма способна производить синтезъ своихъ составныхъ частей изъ элементовъ, доставляемыхъ ей кровью, въ ней, очевидно, находятся неизвстные намъ пока агенты для синтеза этого рода. Останавливаться подробно на этомъ къ тому же весьма темномъ вопрос мы считаемъ здсь излишнимъ, такъ какъ процессы возстановленія заводятъ, такъ сказать, ‘часы жизни’ и вовсе не бросаютъ опредленнаго свта на механизмъ ихъ хода, насъ же занимаютъ теперь по преимуществу т пріемы или способы, которыми расходуются накопившіяся въ тл потенціальныя силы, т.-е. именно то, какъ эти послднія переходятъ въ живыя силы разнообразныхъ функцій нашего тла. Тмъ не мене считаемъ не лишнимъ упомянуть, что уже въ настоящее время мы обладаемъ данными, указывающими, повидимому, на то, что главными факторами и синтетическихъ явленій въ тл, т.-е. явленій созиданія непрерывно разрушающейся во время жизни протоплазмы, являются также особаго рода бродила, вырабатываемыя живой клточной протоплазмой. Въ области патологіи крови мы имемъ примръ одного выдленнаго А. Шмидтомъ фермента, обусловливающаго своимъ присутствіемъ соединеніе двухъ блковыхъ тлъ, результатомъ котораго является фибринъ. Въ живыхъ клткахъ эпителія кишечныхъ ворсинокъ происходитъ образованіе жира изъ глицерина и жирныхъ кислотъ, а подъ вліяніемъ живой почечной ткани складывается гиппуровая кислота изъ другихъ боле простыхъ соединеній (бензойной кислоты и гликкоколя), и такихъ примровъ можно было бы привести много. Такъ какъ упомянутые синтезы происходятъ только во время жизни клточной протоплазмы, то очевидно, что въ ней и должны находиться агенты синтеза сложныхъ соединеній, которые къ сожалнію не удалось еще выдлить. Особенный интересъ для разбираемаго вопроса представляетъ недавнее сообщеніе г. Данилевскаго о ферментахъ, обусловливающихъ органопластику т.-е. возстановленіе живой протоплазмы. Такъ, авторъ утверждаетъ, что обратное прекращеніе всосанныхъ стнками кишокъ пептоновъ въ блокъ-альбуминъ, необходимый для питанія и роста тканей, совершается также подъ вліяніемъ особаго фермента (химозина), дйствующаго обратно пепсину, т.-е. блокъ при этомъ принимаетъ видъ и качество нерастворимаго въ вод блковаго вещества. Этотъ ферментъ сильно распространенъ въ организм, количество его различно въ разныхъ органахъ, и онъ дйствуетъ только въ слабо кислой сред. Другой аналогичный ферментъ (фибринопластинъ) обусловливаетъ то же превращеніе блковъ, но только дйствуетъ въ щелочной сред. Органопластическое дйствіе обоихъ ферментовъ находится подъ регуляціей двухъ другихъ тлъ, дйствующихъ также на подобіе ферментовъ,— стимулина, усиливающаго, и депримина, ослабляющаго и задерживающаго дятельность органопластическихъ ферментовъ. Если эти результаты работы г. Данилевскаго подтвердятся впослдствіи, то мы будемъ имть въ ней еще одинъ весьма важный доводъ въ пользу ферментативнаго характера и синтетическихъ явленій въ тл, т.-е. явленій созиданія живой клточной протоплазмы.
Изъ приведеннаго очерка очевидно слдуетъ, что процессы разрушенія, расщепленія живыхъ тканей, лежащіе въ основ разнообразныхъ функцій организма, совершаются по типу броженій.
Согласно съ этимъ и многія общія стороны въ функціональной жизни организма носятъ отпечатокъ свойствъ бродильныхъ процессовъ. Намъ остается теперь указать на нихъ.
Каковъ общій характеръ, напримръ, процесса, которому жизнь въ яйц обязана своимъ первымъ возникновеніемъ? Неоплодотворенное смянными живчиками яйцо обречено, какъ извстно, на неминуемую смерть, а между тмъ, стоитъ проникнуть въ яйцо хотя бы одному сменному тльцу микроскопической величины для того, чтобы въ живомъ яйц возникъ цлый сложный рядъ явленій развитія животныхъ формъ, носящій общій отпечатокъ организма родичей. Въ яйц съ самаго же начала оплодотворенія происходить размноженіе клтокъ путемъ дленія, дифференцированіе ихъ, усиленное развитіе угольной кислоты съ одновременнымъ поглощеніемъ кислорода и образованіе тепла — процессы, въ общемъ напоминающіе то, что творится хотя бы съ дрожжевыми клтками или съ другими организованными ферментами, разъ они попадаютъ въ условія, благопріятныя для ихъ развитія.
Сопоставленіе чрезвычайной малости дйствующаго при оплодотвореніи начала съ громадными послдствіями, вызываемыми имъ, не даетъ ли право думать, что жизнь въ ея первомъ источник обязана дйствію на яйцо одного или многихъ сложныхъ и могучихъ бродилъ, носителями которыхъ являются какъ микроскопическое тльце сменного живчика, такъ и оплодотворяемаго имъ яйца?
Въ отправленіяхъ какъ цлаго животнаго организма вообще, такъ и отдльныхъ органовъ его въ частности наблюдается во всхъ періодахъ развитія извстная циклообразность явленій, т.-е. періодически повторяющіяся перемежки между работой и отдыхомъ, между бодрствованіемъ и сномъ.
Такъ какъ въ основ разнообразныхъ функцій лежатъ процессы ‘разрушенія тканей органовъ, то продукты этого разрушенія, накопляясь въ тканяхъ, подъ конецъ парализуютъ дйствіе заключенныхъ въ нихъ ферментовъ, а чрезъ это и жизненныя функціи ихъ, и эти послднія возстановляются только по удаленіи изъ тла этихъ продуктовъ разрушенія.
Въ этомъ отношеніи жизненныя функціи высшихъ животныхъ представляютъ поразительную аналогію съ явленіями извстныхъ намъ броженій, которыя, какъ мы уже видли выше, точно также прекращаются при опредленномъ накопленіи продуктовъ разложенія и возобновляются по удаленіи ихъ. Эта особенность представляетъ характеристическую черту всхъ броженій, вызываемыхъ какъ организованными, такъ и неорганизованными или растворимыми ферментами.
Замчательны въ этомъ отношеніи аналогіи со стороны вліянія нкоторыхъ агентовъ на функціи’ типичныхъ бродильныхъ клтокъ, каковы клтки пивныхъ дрожжей, и на функціи клтокъ сложныхъ животныхъ организмовъ. Спиртъ, хлороформъ, эфиръ, ціанистый потассій въ извстныхъ количественныхъ отношеніяхъ прекращаютъ какъ ферментативную дятельность дрожжевой клтки, такъ и жизнедятельность многихъ элементовъ животнаго тла и по преимуществу нервныхъ центровъ.
Основываясь на этихъ аналогіяхъ, приходишь невольно къ тому заключенію, что элементы, носящіе по преимуществу характеръ ферментативной дятельности, суть нервныя образованія центральной нервной системы.
Это заключеніе находить опору и въ другихъ соображеніяхъ. Назначеніе элементовъ нервной системы сводится, какъ извстно, съ одной стороны, къ разсылк по нервнымъ проводникамъ нервныхъ импульсовъ, приводящихъ въ дятельность различные рабочіе органы тла, каковы мышцы, железы и т. д., а съ другой — она, и но преимуществу центры корковаго вещества мозговыхъ полушарій служатъ почвой развитія міра психическихъ явленій во всемъ его разнообразіи.
Что касается до перваго пункта, то не подлежитъ сомннію, что каждый нервный импульсъ или всякое нервное возбужденіе состоитъ изъ моллекулярнаго движенія, которое, исходя изъ нервныхъ центровъ и достигая до рабочихъ органовъ, вызываетъ въ нихъ рзкіе процессы разрушенія и расщепленія ихъ клточной протоплазмы, лежащіе въ основ ихъ функцій. Краснорчивымъ примромъ тому могутъ служить железы и мышцы, приводимый въ дятельность нервнымъ возбужденіемъ. Въ первыхъ процессъ химическаго расщепленія клточной протоплазмы констатируется не только химическимъ путемъ, но и морфологически при по* мощи микроскопа. Во вторыхъ же, т.-е. въ мышцахъ, нервное возбужденіе вызываетъ сильнйшее, уже указанное выше, расщепленіе ихъ составныхъ частей съ рзкимъ измненіемъ формы каждаго мышечнаго пучка, выражающимся укороченіемъ и утолщеніемъ ихъ. Особеннаго вниманія заслуживаетъ при этомъ то обстоятельство, что при сопоставленіи эффектовъ въ рабочихъ органахъ съ. нервными импульсами, вызывающими ихъ, послдніе оказываются обыкновенно несоразмрно малыми сравнительно съ первыми,— другими словами, чрезвычайно слабые нервные импульсы или разряды могутъ вызывать весьма значительные какъ механическіе, такъ и химическіе эффекты въ рабочихъ органахъ тла.
Дйствіе нервнаго возбужденія представляетъ въ этомъ отношеніи большую аналогію съ дйствіемъ ферментовъ. Кром того, образованіе нервныхъ импульсовъ или разрядовъ сопряжено съ очень малой затратой и разрушеніемъ вещества самой протоплазмы нервныхъ элементовъ, что видно, между прочимъ, изъ того, что актъ нервнаго возбужденія не сопровождается никакими мало-мальски значительными измненіями въ химической реакціи нервной ткани. Благодаря этому и возможенъ тотъ найденный недавно г. Введенскимъ фактъ, что вырзанный нервъ съ мышцей (лягушки) можетъ возбуждаться въ теченіе цлыхъ часовъ безъ того, чтобы въ немъ обнаружились какіе бы то ни было слды усталости.
Такимъ образомъ, живые элементы въ особенности нервной системы обладаютъ такой протоплазмой, которая, разрушаясь крайне слабо, можетъ при опредленныхъ условіяхъ служить источникомъ особаго моллекулярнаго движенія нервнаго возбужденія, вызывающаго, при достиженіи до различныхъ рабочихъ органовъ, рзкія химическія измненія, лежащія въ основ, какъ выработки разнообразныхъ отдлительныхъ соковъ, такъ и мышечныхъ движеній.
Невольно припоминается по этому поводу взглядъ Либиха на броженія, онъ приписываетъ опредленныя ферментативныя расщепленія сложныхъ органическихъ соединеній вліянію особаго моллекулярнаго движенія, исходящаго изъ того или другого дятельнаго фермента.
Приведенное здсь сопоставленіе ферментативныхъ процессовъ съ химическими и вытекающими изъ нихъ механическими эффектами нервнаго возбужденія въ тл приводитъ насъ въ заключенію любопытному въ двоякомъ отношеніи: съ одной стороны, становится весьма вроятнымъ ферментативный характеръ дйствія нервныхъ элементовъ въ акт нервнаго возбужденія, а съ другой — взглядъ Либиха на броженіе, вамъ на процессъ, вызванный молекулярнымъ движеніемъ, исходящимъ изъ живыхъ организованныхъ ферментовъ, находить въ этомъ сопоставленіи извстное подкрпленіе.
Какъ ни далекъ по своей природ міръ психическихъ явленій отъ матеріальныхъ физико-химическихъ процессовъ, лежащихъ въ основ ихъ, какъ ни темень для насъ тотъ мостикъ чрезъ который послдніе переходятъ въ первый, мы все же и въ области психическихъ явленій наблюдаемъ т же общіе пріемы дятельности, т же основные принципы развитія, какіе господствуютъ и въ матеріальной жизни клточной протоплазмы.
Психическая дятельность, подобно химической жизнедятельности живой клточной протоплазмы, совершается также въ двухъ направленіяхъ: въ синтетическомъ и въ аналитическомъ, первое сказывается созиданіемъ боле общихъ формъ психической дятельности, т.-е. представленій, понятій, обобщеній изъ боле простыхъ элементовъ психическаго ряда, т.-е. первичныхъ впечатлній и ощущеній, доставляемыхъ вншнимъ міромъ, второе же наоборотъ — расчлененіемъ, разложеніемъ дифференцированіемъ сложныхъ психическихъ продуктовъ на боле элементарныя — составныя части. Оба эти направленія психической дятельности протекаютъ какъ бы параллельно, и изъ ихъ совокупной дятельности выростаетъ міръ психическихъ явленій во всемъ его разнообразіи. И духъ нашъ созидаетъ и разлагаетъ, растетъ и развивается дятельностью въ обоихъ направленіяхъ, подобно живой протоплазм, растущей и развивающейся на счетъ матеріальнаго синтеза и разложенія составляющихъ ее веществъ. Какъ тутъ, такъ я тамъ, продукты синтеза и анализа, т.-е. созиданія я расчлененія, утилизируются организмомъ въ одномъ случа для матеріальнаго, въ другомъ же — для духовнаго развитія.
Не удивительно посл этого, что и въ области психическихъ явленій мы встрчаемся съ той поразительной чертой, которая составляетъ характеристическую особенность бродильныхъ процессовъ вообще: какъ минимальныя дозы бродильныхъ началъ, попавъ въ подходящую среду, могутъ служить источникомъ обширныхъ продолжительныхъ химическихъ измненій и разложеній, такъ и самое съ виду незначительное чувство или мысль, зажалъ въ сознаніе человка, можетъ иногда служить импульсомъ къ обширнымъ переворотамъ, въ области всей духовной жизни какъ человка въ отдльности, такъ и цлыхъ народовъ въ общемъ. Все дло, какъ и въ обыкновенныхъ броженіяхъ, зависитъ отъ качества бродила, закваски, т.-е. въ нашемъ случа, отъ моральной и гуманной силы чувства или мысли, и отъ психической, если можно такъ выразиться, почвы, на которую они попадаютъ. Вся культурная исторія человчества служитъ краснорчивымъ подтвержденіемъ только-что высказанной мысли.