Глава 6. Мікроскопічна ера в розвитку анатомії та фізіології

 

 

Створення мікроскопічної техніки стало необхідністю для вивчення будови, розвитку й життєдіяльності тканин. Перші уявлення про тканини формувалися на макроскопічному рівні, на основі вивчення трупів. Примітивна мікроскопічна техніка існувала вже в ХVІ ст. У 1590 р. голландські астрономи, брати Ганс і Захарій Янсени, продемонстрували дію прилада, зібраного зі збільшуваних стекол. Пізніше Галілео Галілей зробив

оптичну трубу, яка мала 9-кратне збільшення й використовувалася для вивчення внутрішньої будови предметів. У 1609 р. науковець пристосував цю систему для вивчення небесних тіл.

Сучасний термін «мікроскоп» і перше його застосування пов’язане з ім’ям англійського природодослідника Роберта Гука (1635–1703 рр.).

 

Роберт Гук (18.VII.1635–IV.1703)

Народився у Фрешуотере (графство Айл-оф-уайт) у сім’ї священика місцевої церкви. У 1648 р. батько Роберта помер, протягом року після смерті батька Роберт отримував художню освіту, потім покинув її й переїхав до Вестмінстера, передмістя англійської столиці. Протягом року Роберт вивчав математику в школі педагога Башбі, грецьку, латинську та староєврейську мови. Решту всіх знань і вмінь Гук отримував самостійно й паралельно з роботою, оскільки на освіту не було коштів. Він умів робити все: від пошиття черевиків до проекту будівель і завжди користувався любов’ю та пошаною людей різних професій: механіків, медиків, будівельників. Науковий ступінь магістра мистецтв Гук отримав лише в 1663 р., коли був вже відомим ученим, а ступінь доктора медицини – у 1691 р.

Із 1653 р. Гук працює хористом в одній із церков і паралельно – асистентом хіміка Т. Уїлліса, а потім – Роберта Бойля. Бойль і Гук залишалися хорошими друзями впродовж усього свого життя, а їхні перші роботи з пневматики заклали основні напрями наукової діяльності обох на довгий час. У перші декілька років роботи ученими

сформульовано закон, названий потім законом Бойля, відкрито капілярні явища, пружність повітря, проведено одні з перших досліджень вакууму.

Гук так само, як і Бойль, стояв біля витоків наукового товариства, яке в 1662 р., після вступу до нього короля, перейменовано в Лондонське королівське наукове товариство. Роберт Гук отримав посаду куратора товариства, в обов’язок якого входила підготовка до кожного засідання трьох або чотирьох експериментів стосовно нових законів природи, і до кінця життя Гук нараховував близько 500 відкритих ним законів природи. Як стверджує де Аидраде у своїй «Історії Королівського товариства», «Гук провів перед товариством дивовижну різноманітність експериментів, наприклад щодо дії вакууму, про силу артилерійського пороху, про термічне розширення скла. Між іншим, він показав перший дійсний мікроскоп і безліч відкриттів, зроблених із його допомогою, перший і цілий ряд нових метеорологічних приладів. Коли б не його відданість, Товариство померло б подібно до Академії дель Чименто або ж важко існувало, як Французька академія наук у свої ранні дні». На жаль, навіть не всі доповіді Гука фіксувалися в протоколах засідання Товариства й суперечки про пріоритети наукових відкриттів виникали регулярно, починаючи з анкерного механізму годинника, запропонованого Гюйгенсом.

Роки напруженої праці, а так само труднощі самого часу, у який жив Гук (а це був час революції, епідемії чуми, Великої пожежі), не могли не позначитися на здоров’ї, у Гука з’явилися ознаки діабету та цинги, він почав сліпнути. У 1699 р. він прочитав в Королівському товаристві свою останню доповідь.

 

У 1661 р. опубліковано першу роботу Гука, а в 1665 р. вийшла у світ його знаменита праця «Мікрографія або фізіологічний опис дрібних тіл, які дослідженні з допомогою збільшуваних стекол», що містить опис його експериментів із мікроскопом.

 

 

Мікроскоп Гука

 

 

У цій книзі уперше уведено термін «клітина», запропоновано моделі щільної упаковки куль для пояснення форм кристалів, досліджено явище заломлення світла в тонких плівках і розкладання його в спектр, відкрито системи канальців у комах, зчеплення волокон у пір’ї птахів.

Частина «Мікрографії» розкриває капілярні явищами. У «Мікрографії» ж висловлені припущення про аналогії між процесами горіння й дихання, визнані залишками живих істот скам’янілості.

Гук був різностороннім ученим, експериментатором. Він випередив Ньютона в здогадках про існування всесвітнього тяжіння. Гук вдосконалив оптичну систему Галілея та створив мікроскоп, який збільшував у 30 разів.

Великий внесок у розвиток мікроскопічної анатомії зробив італійський природодослідник Марчелло Мальпігі.

 

 

Текущая версия (не проверялась Марчелло Мальпігі (1628–1694) – італійський біолог і лікар

М. Мальпігі

Народився 10 березня 1628 р., у Кревалькоре, поблизу Болоньї. Його батько – Марк Антоній Мальпігі, дворянин середнього достатку, мати – Марія Кремоніні. У 12 років батько віддав його в школу, де хлопчик навчався латинської мови, риторики й інших предметів. Виявивши в Марчелло неабиякі здібності, батько відправив його в 1645 р. (17 років) до Болоньї, в університет. За порадою свого першого вчителя Наталі Марчелло вибрав для спеціалізації медицину, у якій його понад усе цікавила анатомія. Пройшовши навчання в університеті, Марчелло в 1653 р. захистив дисертацію на ступінь доктора медицини. У 1656 р. обійняв посаду професора в цьому університеті.

Незабаром став професором теоретичної медицини й на три роки переїхав у Пізу, де познайомився з Джовані Бореллі, який вплинув на погляди Мальпігі. Бореллі розвивав ідеї ятрофізики, розглядав фізіологічні й анатомічні явища з погляду механіки.

У 1659 р. Мальпігі повернувся в Болонію, з 1662 р. до 1666 р. був професором університету в Мессіне, потім був змушений повернутися назад у Болонський університет, де викладав практичну медицину до 1691 р.

У 1691 р. Мальпігі прийняв запрошення римського папи відправився до Риму, де був призначений особистим лікарем Інокентія XII. Викладав медицину в Папськом коледжі.

Член Лондонського королівського товариства (1668).

Один з основоположників мікроскопічної анатомії рослин і тварин, проводив дослідження в галузі гістології, ембріології й порівняльної анатомії.

Помер у провінції Болонія – 30 листопада 1694, Рим.

 

Більшість результатів досліджень Мальпігі публікувалися в журналі Лондонського королівського товариства. Першу статтю надруковано в 1661 р.

У 1667 р. редактор журналу Лондонського королівського товариства Генрі Олденбург запропонував Мальпігі вести регулярну переписку. Рік по тому Мальпігі став членом Лондонського королівського товариства.

У своїх дослідженнях Мальпігі одним із перших використовував мікроскоп, який давав збільшення до 180 разів. У 1660 р. він описав альвеолярну будову легенів (у жаби) і кров’яні тільця (у їжака).

Найважливішою заслугою Мальпігі, звичайно, є відкриття капілярного кровообігу (об’єктом дослідження був сечовий міхур жаби), що доповнило теорію кровообігу Гарвея. Мальпігі користувався мікроскопом, тому виявив те, чого не міг бачити Гарвей. Через чотири роки після смерті Гарвея, тобто в 1661 р., Мальпігі опублікував результати спостережень над будовою легені та вперше описав капілярні кровоносні судини, що сполучають артерії з венами. Так розкрито останню таємницю системи кровообігу.

 

 

Марчелло Мальпіги детально описав будову легені, указавши, що вона складається з незліченної кількості дрібних бульбашок, обплутаних мережею капілярних кровоносних судин.

Досліджуючи будову шовкового хробака, відкрив трахеї –органи дихання членистоногих у вигляді маленьких повітряносних трубочок, що пронизують тіло комахи. Спостерігав ниркові канальці, заклавши перші уявлення про сечоутворення. Ім’ям Мальпігі названі ниркові тільця та шар епідермісу шкіри.

Учений описав лімфатичні тільця селезінки, видільні органи павукоподібних багатоніжок і комах, сосочковий шар шкіри, смакові рецептори язика й ін.

За допомогою мікроскопа знайшов органи на стадіях розвитку курчати, яких раніше не вдавалося побачити на сформованих частинах зародка. Розвиток зародка Мальпігі вивчав із погляду ідей преформізму. Згідно з уявленнями преформізму зародок уже перебуває у сформованому стані в яйці, а під час розвитку відбувається лише збільшення частин уже сформованого організму.

Одним з основоположників мікроскопічної анатомії вважається голландський натураліст Ян Сваммердам (1637–1680). Він написав твір з анатомії комах із зоображенням їхньої будови на різних стадіях розвитку.

 

 

Ян Сваммердам(1637–1680)

 

 

Проте найпотужніший мікроскоп свого часу в 1673 р. створив голландський натураліст Антоні ван Левенгук (1632–1723). Прилад із 270-кратним збільшенням дав змогу спостерігати й замальовувати мікроорганізми.

 

Антоні ван Левенгук (1632–1723) народився 24 жовтня 1632 р. у місті Делфті в Голландії. Батько й мати були шановними бюргерами та займалися плетивом кошиків і (що особливо цінувалося в той час) пивоварством. Левенгука виховувала мати, тому що батько помер рано. Вона мріяла зробити із сина чиновника й тому відправила його в школу. У віці 15 років Антоні вирішив покинути школу та виїхати в Амстердам, де став навчатися торговельної справи в крамниці. Там він працював бухгалтером і касиром.

Повернувшись у 21 рік на батьківщину, Левенгук одружився й відкрив власну мануфактуру. Про його життя в наступні 20 років відомо небагато. Він був надзвичайно завзятою людиною та домігся, що його лінзи були нічим не гірші, а можливо й кращі, ніж у відомих майстрів Голландії. Голландський винахідник досяг досконалості в шліфуванні оптичних стекол, що дало йому змогу виготовити короткофокусні лінзи зі збільшенням, не знаним до того часу. Ці лінзи Левенгук уставляв у невеликі оправи з міді, срібла й золота, які він сам і витягав на вогні серед чаду та диму. Учений не захотів залишитися дослідником-одинаком, а регулярно повідомляв про свої експерименти в Лондонське королівське товариство. Відомо, що в 1673–1723 рр. він відправив 375 звітів, проте жоден із них не став основою теоретичного узагальнення й не призвів до створення окремої дисципліни.

У 1673 р. Антоні ван Левенгук першим з людей побачив мікробів. Ученого-самоучку в 1680 р. обрано дійсним членом Лондонського королівського товариства. Пізніше його прийняли й у Французьку академію наук. Відкриття Левенгука стали справжньою сенсацією.

 

Він перший побачив, як кров циркулює в дрібних кровоносних судинах. Відкрив, що кров – це не однорідна рідина, як думали його сучасники, а живий потік, у якому рухається безліч дрібних часток. Тепер їх називають еритроцитами.

Розглядаючи під сконструйованою ним лупою тонкі пластинки м’яса, Левенгук помітив, що м’ясо або, точніше, м’яз складається з мікроскопічних волоконець. При цьому м’язи кінцівок і тулуба (скелетні м’язи) складаються з поперечнопосмугованих волоконець, тому їх і стали називати поперечнопосмугованими, на відміну від гладких м’язів, що містяться в більшості внутрішніх органів (кишки й ін.) і в стінках кровоносних судин.

Після смерті Левенгука в 1723 році розкрили його заповіт та довідалися, що вчений заповідав усі свої 26 мікроскопів у королівській академії наук. Створені ним лінзочки (величиною не більше великої горошини) мали здатність збільшувати предмети в кілька сотень разів. Після смерті вченого в робочому кабінеті, який він називав музеєм, знайшли цілу колекцію: 172 лінзи і 273 мікроскопи.

Невгамовного дослідника-самоучку цікавило життя - у краплі води, крові, у пластинках м’яса. Одним із перших він став проводити досліди на собі, перетворивши власне тіло у своєрідну ходячу лабораторію. Кров, шматочки шкіри – усе це віддавалося в жертву науки. Він першим побачив еритроцити (завдяки яким, як пізніше доведено, кров має червоний колір). Про існування сперматозоїдів Левенгук теж довідався першим. Він випробував на собі дію ліків, вивчав виділення організму залежно від якості спожитої їжі. А коли треба було з’ясувати особливості розмноження вошей, Левенчук, не роздумуючи, розмістив їх у своїй панчосі. Навіть помираючи, Левенгук залишився вірний собі: детально описував процес згасання життя у своєму тілі.

Бажаючи довідатися, які сили в корені хрону «діють на язик і викликають його подразнення», він поклав шматочок кореня у воду. Яке ж було його здивування, коли під мікроскопом він побачив у воді «величезну кількість дрібних живих істот. Довжина була деяких із них в три-чотири рази більша, ніж ширина. Інші мали правильну овальну форму. Був там ще й третій тип організмів, найбільш численний – дрібні істоти з хвостиками». Цей дивний світ паличкоподібних, спіралеподібних, кулястих, з усілякими відростками й війками мікроскопічних істот поглинув всю увагу дослідника. За п’ятдесят років роботи ним відкрито понад двісті видів мікроорганізмів. Левенгук не знав тоді, що всіх цих анімалькулей буде вивчати та наука, якій він поклав початок – мікробіологія. До кінця життя Левенгук вивчав мікроорганізми. Свої відкриття вчений описав у праці «Таємниці природи, відкриті Антонієм Левенгуком» (1695).

Результати дослідів ретельно фіксувалися й відправлялися в Англію. Учені Королівського товариства з подиву хитали головами та іронічно посміхалися, вивчаючи звіти. Зрештою, досягнення Левенгука одержали офіційне визнання.