Однако воодушевление, охватившее естествоиспытателей, продлилось не долго. Уже на рубеже 40-50-х годов XIX в. возникло серьезное разочарование в избранном пути. Чем больше накапливалось сведений о единстве химического состава живой природы и универсальности энергетического источника жизни, тем непонятнее становились многообразие биологических объектов, механизмы роста, структурообразования и развития организма.
Преодолеть возникший кризис и сделать следующий шаг на пути формирования новой модели человеческого микрокосма удалось в результате еще одного важнейшего научного прорыва XIX в., которым стало создание клеточной теории.
Клетка была впервые описана в XVII в. (Р. Гук, 1665; А. Левенгук, 1674; М. Мальпиги, 1675; Н. Грю, 1682). Однако исследователи XVII столетия не оценили важности совершенного ими открытия. Они считали, что клетки представляют собой пустоты в непрерывной массе живого вещества. Только в начале XIX в. в связи с совершенствованием микроскопической техники стало ясно, что клетки — не пустоты, а «индивидуумы» — своеобразные камеры, имеющие собственную оболочку (Мольденгауэр, 1812), ядро (Я. Пуркинье, 1825; Р. Броун, 1831) и протоплазму — полужидкую вязкую субстанцию, заполняющую внутриклеточное пространство (Ф. Дюжарден, Г. фон Моль, 1835). Было также установлено, что все части растений и животных состоят из клеток или их производных, что в свою очередь позволило М. Шлейдену (1838) и Т. Шванну (1839) сформулировать первый вариант клеточной теории строения растений и животных. Однако даже после этого клетки продолжали считаться примитивно организованными образованиями — пузырьками, заполненными жидким белком; своеобразными кирпичиками, образующими лишь внешнюю форму организмов. Считалось, что клетки всякий раз возникали заново, выпадая из крови, подобно тому, как происходит «выпадение кристаллов из маточного раствора».
Опровергнуть эту ошибочную точку зрения удалось лишь в конце 40-50-х годов XIX в. усилиями группы немецких цитологов и врачей: К. Зибольдта, Т. Бишоффа, А. Келликера, Р. Ремака, Р. Вирхова. Выполненные ими исследования позволили Р. Вирхову в 1858 г. дополнить клеточную теорию двумя важнейшими положениями. Первое: клетки являются «элементарными организмами», вне которых не существует ни нормальной, ни патологической жизненной деятельности. «Клеточка, — указывал Р. Вирхов, — есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне ее». Второе: клетки могут образовываться только из других клеток путем их деления («каждая клетка из клетки»), что обеспечивает непрерывный последовательный рост и развитие живых многоклеточных организмов.
Таким образом, к концу второй научной революции всеобщее признание получил взгляд на организм человека как соединение элементарных живых существ (клеток) — «клеточное государство», жизнедеятельность которого обеспечивается энергией, образующейся в результате разрушения в теле сложных органических веществ (белков, жиров, углеводов) под влиянием окислительной способности вдыхаемого кислорода.
По мере формирования этой системы взглядов существенно изменились и представления об устройстве и предназначении отдельных систем органов. Основным предназначением системы органов дыхания было признано обеспечение циркуляции воздуха и газообмена между поступающим в легкие воздухом и кровью. Суть газообмена состояла в насыщении крови кислородом и удалении излишков углекислого газа. Под пищеварением стали понимать не механическую и термическую обработку пищи в желудке, а начинающийся уже во рту и завершающийся в кишечнике химический процесс расщепления крупных молекул белков, жиров и углеводов пищи на более мелкие, способные легко всасываться и поступать в кровяное русло (Э. Лейке, Т. Шванн, К. Бернар, Г. Бушарда, К. Сандра, Л. Корвизар, Ф. Фрерикс, Э. Горуп-Безанец). Основным предназначением мочевыделительной системы было признано выведение из крови не только излишков воды, но в первую очередь азотсодержащих продуктов распада белков (А. Фуркруа, Ю. Либих).
Сердечно-сосудистая система обеспечивала постоянное движение крови, благодаря которому последняя получала возможность насыщаться кислородом и органическими веществами, а также освобождаться от углекислоты (в легких) и продуктов распада белковых веществ (в почках). Сама кровь окончательно перестала рассматриваться как продукт переработки питательного сока. Было установлено, что она представляет собой сложный раствор, содержащий, во-первых, газы, органические и неорганические вещества, а во-вторых, собственные клетки и белки (Г. Андраль, А. Беккерель, Р. Вирхов, Э. Гоппе-Зейлер, К.Людвиг, И.М. Сеченов). Одним из важнейших предназначений собственных белков крови было признано поддержание целостности сосудистой системы за счет механизма тромбообразования (Р. Вирхов, А.А. Шмидт).
Значительные успехи были достигнуты и в изучении нервной системы, которая была признана основным фактором обеспечения единства человеческого организма. Благодаря сенсационным открытиям Ч. Белла (1811) и Ф. Мажанди (1822), обнаружившим функциональную специфичность нервных волокон (чувствительные и двигательные нервы), удалось получить прямые доказательства справедливости декартовской гипотезы о рефлексе как универсальном принципе функционирования нервной системы, обеспечивающем целесообразные ответные реакции организма на любые раздражения (М. Холл, 1832; И. Мюллер, 1833). Было показано, что разнообразие, комплексность и пластичность ответных реакций определяются не влиянием души, а сложнейшей комбинаторикой возможных переходов нервного возбуждения между множеством нервных клеток, «суммацией возбуждений» и центральным торможением (И.М. Сеченов, 1863).
Сложились представления о существовании в центральной нервной системе проводящих путей (белое вещество) и центров переключения нервного возбуждения с одних волокон на другие, представляющих собой места скопления тел нервных клеток (серое вещество). Доказано, что нервные волокна представляют собой отростки нервных клеток (Р. Ремак, 1839). Установлена электрическая природа нервного возбуждения (Э. Дюбуа-Реймон, 1849), показан прерывистый импульсный характер «нервного электрического тока» (Л. Германн, 1867; Ю. Бернштейн, 1871) и измерена его скорость (Г. Гельмгольц, 1850). Раскрыты механизмы нервно-мышечных взаимодействий (К. Маттеуччи, Г. Гельмгольц, Ю. Либих, А. Фик, К. Фойт, Эрнст Вебер и др.). Заложены основы теории зрения и слуха (И. Мюллер, Г. Гельмгольц).
Наконец, в 50-70-е годы XIX в. были получены доказательства существования прямого влияния нервной системы на обмен веществ, тонус сосудов, силу и частоту сердечных сокращений, секреторную активность желез, деятельность желудочно-кишечного тракта, дыхательные движения, половые функции (А.-В. Фолькман, Эрнст Вебер, Эдуард Вебер, К. Бернар, К. Людвиг, Р. Вирхов, Р. Гейденгайн, Ф. Бецольд, И.Ф. Цион, Э. Пфлюгер, И. Чермак, К. Экхард, Ф. Керер, У. Герценштейн).
Пересмотр представлений о смерти и болезни также начался в первые годы XIX в. и был связан с исследованиями французского врача и естествоиспытателя М. Биша. В 1800 г. вышли в свет его знаменитые «Физиологические исследования о жизни и смерти». Они перевернули все прежние представления о смерти, считавшейся одномоментным актом отделения души от тела, прекращавшим жизнь и уничтожавшим вместе с нею и болезнь.
М. Биша на основании многочисленных наблюдений над телами гильотинированных убедительно доказал, что смерть это не одномоментный акт, а растянутый во времени процесс, причем процесс столь же естественный, как и жизнь, только направленный не на созидание, а на разрушение. Он установил, что процесс умирания «запускается» тремя возможными причинами — прекращением деятельности или сердца, или легких, или головного мозга — и приводит к возникновению серии последовательных и взаимосвязанных «частных смертей» в других органах и частях тела. Первыми разрушаются и прекращают функционировать структуры тела, «получающие наиболее активное питание» (центральная нервная система, слизистые оболочки), затем наступает очередь внутренних органов и, наконец, «смерть останавливает упорствующие потоки жизни» в сухожилиях и костях.
Этими открытиями М. Биша не просто развеял мрак смерти, который человечество щедро наполнило множеством мифологизированных страхов. Он вооружил врачей исследовательским методом, сыгравшим решающую роль в радикальном пересмотре традиционных представлений о болезни.
Исследования М. Биша в области изучения механизмов наступления смерти сделали очевидным, что, во-первых, если провести вскрытие в течение нескольких часов после смерти пациента, то посмертные изменения еще не успеют развиться в такой мере, чтобы исказить картину морфологических повреждений, случившихся при жизни. Во-вторых, после того как М. Биша детально описал подавляющее большинство происходящих в теле посмертных изменений, у врачей появилась возможность точно определять, какие морфологические повреждения, обнаруживаемые на вскрытии, произошли вследствие болезни, а какие — уже после смерти. Наконец, в-третьих, «Физиологические исследования о жизни и смерти» наглядно показали, что в случаях наступления смерти от случайных, не связанных с болезнью причин, обнаруживаемая на вскрытии картина морфологических повреждений отражает не терминальную стадию болезни, а какой-либо из предшествующих ей этапов.
