Университеты и научные учреждения второе переработанное и дополненное издание

Связь с зарубженым научным миром поддерживалась самым тесным образом. Директор института проф. Л. С. Штерн неод­нократно выступала с докладами на различных международ­ных конгрессах и на международных съездах физиологов в Стокгольме, Бостоне и Риме, съездах Tomarkin Foundation Милане. Санкт-Морице, Меране и Женеве, с докладами во Франции, Германии, Голландии, Бельгии и т. д.

С другой стороны, в институте работали крупнейшие уче­ные Запада, которые провели ряд лекций и демонстраций как для сотрудников Института физиологии, так и для научных ра­ботников других институтов и вузов.

Блестящий опыт с изолированной головой, продемонстриро­ванный в институте Геймансом и Букертом (Бельгия) был заснят Союзкино и до сих пор является единственным в своем роде учебным и научным фильмом. Проф. Чемберс (Америка) при­вез последнюю модель своего заслужившего мировую извест­ность микроманипулятора; специальную аппаратуру для работы с хронаксией привез ближайший ученик Ляпика проф. Фре­дерик (Бельгия). Кроме того в институте работали Лякер и Дейонг (Голландия), Кестнер (Германия), Фонтесилья (Аме-

Физиологическая лаборатория

рика), Гольц (Германия), Вальдшмидт-Лейтц и Шефнер (Чехо-Словакия), Гофман (Германия), Гирш (Голландия), Паппенгей­мер (Америка) и др. В настоящее время морфологическим от­делом института заведует швейцарский профессор Фонвиллер, постоянно проживающий в Москве. В отделе биохимии рабо­тают сотрудник проф. Вальдшмидт-Лейтца (Чехо-Словакия) д-р Блюм и прив.-доц. П. Флейшман из Вены.

В порядке обмена научными силами старший научный со­трудник А. Ф. Шарикова провела год в Праге в лаборатории проф. Вальдшмидт-Лейтца.

Научно-исследовательская работа отроилась в очень широком масштабе. Проблематика, представленная во втором пятилетнем плане, на первый взгляд кажется довольно пестрой и содержит целый ряд тем из различных областей физиологии, но при бо­лее глубоком анализе все разрабатываемые институтом во­просы оказываются тесно друг с другом связанными. Отделы института не являются самостоятельными изолированными еди-

ницами, но представляют единое целое, связанное общей тема­тикой, общим руководством и направлением.

Среди проблем, разрабатываемых институтом, на первом месте стоят вопросы, касающиеся гемато-энцефалического барьера и барьерных функций животного организма. Эта про­блема широко разработана в институте, который является веду­щим в этой области не только в СССР, но и за границей.

Наибольший интерес в данной группе представляют работы по гемато-энцефалическому барьеру. Работы, начатые Штерн и Готье в лаборатории Женевского университета, широко про­должены в стенах Института физиологии. Название гемато-энцефалического барьера было дано Штерн и Готье в 1921 г. гипотетическому механизму, расположенному между кровью и спинномозговой жидкостью, регулирующему состав жидкости, в которой живут нервные клетки. В течение многих лет в лабо­раториях, руководимых Л. С. Штерн, изучалось защитное дей­ствие барьера, т. е. то сопротивление, которое оказывает ге­мато-энцефалический барьер переходу в спинномозговую жид­кость чужеродных веществ, введенных в кровь. Здесь нет воз­можности подробно остановиться на этих работах, частично проведенных также в Институте физиологии. Достаточно пере­числить, что изучалось влияние осмотического давления крови, влияние рН крови, вляиние температуры организма, вегетатив­ной нервной системы, эндокринных факторов, возраста, пола, беременности, влияние различных отравлений, хронических и острых, влияние асфиксии, инфекционных процессов и т. д. и т. д.

Этими работами установлены как роль, так и значение ге­мато-энцефалического барьера с точки зрения защиты цен­тральной нервной системы от различных чужеродных и даже нормально циркулирующих в крови веществ и доказана воз­можность вызвать изменение сопротивляемости барьера и соз­дать условия для непосредственного воздействия того или иного вещества на нервные центры.

Наряду с защитной функцией гемато-энцефалического барь­ера в последние годы изучается другая не менее важная функ­ция этого аппарата — регуляторная функция. В институте раз-

работан новый метод исследования, широко применяемый в по­следних работах. Установлено, что в нормальных условиях мно­гие вещества, циркулирующие в крови, переходят в спинномоз­говую жидкость, являясь ее постоянными составными частями. Существует нормальный коэфициент проницаемости по отно­шению к каждому веществу, который может быть изучен опре­деленным образом. При определенных физиологических и патологических состояниях организма регуляторная функция барьера дает характерные изменения, изучение которых являет­ся задачей, не только теоретически интересной, но и практиче­ски крайне важной.

Применение нового метода изучения функционального со­стояния гемато-энцефалического барьера одновременно с точки зрения его регулирующей и защитной функции выявило ряд закономерностей, которые бесспорно имеют большое значение в физиологии, клинике и профилактике заболеваний централь­ной нервной системы.

В институте закончен ряд работ с новой методикой. Изучено влияние температурных факторов, рентгеновских лучей, нар­коза, травматического и гистаминового шока, утомления, голо­дания, эмоционального фактора, асфиксии, уротропина и т. д. (работы Кассиля, Хволеса, Рапопорт, Герчиковой).

Результаты этих исследований показали, что каждый из ука­занных факторов вызывает определенные сдвиги в составе спинномозговой жидкости и специфические изменения коэфи­циентов проницаемости resp. функционального состояния ге­мато-энцефалического барьера. Применение этого метода дает возможность подвести химическую базу под целый ряд явлений в центральной нервной системе и создает таким образом воз­можность установить связь между деятельностью центральной нервной системы и составом спинномозговой жидкости. Весьма интересные данные получены при изучении проницаемости барьера по отношению к калию и кальцию. Соотношение этих электролитов в спинномозговой жидкости меняется при различ­ных воздействиях и в значительной степени обусловливает воз­будимость и реактивность нервной ткани.

Среди веществ, которые до сих пор не подвергались систе­матическому исследованию, особого внимания заслуживают

24

гормональные вещества, как тироксин, инсулин и гормоны гипофиза, равно как и металлоиды — иод и бром, соотношение которых имеет большое значение для регулирования нервной деятельности. Дальнейшие исследования идут в этом направ­лении.

На основе высказанного Л. С. Штерн положения, что во всех органах и тканях существуют аналогичные барьеры, которые не только защищают их от непосредственного вредного дей­ствия тех или других патологических веществ, но и регулируют количественный и качественный состав межтканевой жидкости и этим определяют функциональное состояние, развернулся ряд работ, посвященных изучению перехода различных цирку­лирующих в крови веществ в межтканевую жидкость. Изучение тканевых барьеров дает возможность установить механизм, способствующий сохранению определенного состава непосред­ственной питательной среды органа, объяснить сущность сродства или аффинитета отдельных частей организма к опре­деленным ядам, объяснить некоторые вопросы конституции и т. д. И здесь при изучении условий, влияющих на деятель­ность барьера данного органа, конечной целью является созда­ние оптимальных условий для функционального состояния са­мого органа.

В последнее время широко используется с этой целью мето­дика витальной микроскопии проф. Фонвиллера.

В 1933/34 г. опубликован ряд работ по изучению морфологи­ческого субстрата некоторых тканевых барьеров (Фонвиллер. Выгодская, Куттель, Котляревская). Закончен рад работ по изу­чению проницаемости стенки капилляров в различных органах

Биохимическое отделение

при физиологических и патологических условиях (уретановый наркоз, голодание, влияние некоторых ядов, изменение усло­вий кровообращения). Наряду с изучением гистио-гематиче­ских (тканевых) барьеров проф. Фонвиллером ведутся работы по изучению клеток и тканей in vivo и in situ. Закончены на­блюдения над железами, нервными элементами, кишечным трактом, сердцем и т. д. Методы витальной микроскопии, приме­няемые Фонвиллером, являются последним словом витальной гистологии. Эти методы открывают чрезвычайно широкие пер­спективы для непосредственного изучения процессов в живой клетке как в нормальных, так и в патологических условиях. Они тесно увязаны с проблемой тканевых барьеров, с одной сто­роны, и с динамикой развития организма, в частности с морфо­генезом, — с другой.

Проф. Фонвиллером широко используется метод микрома­нипуляции (наблюдения над ядрами, инъекция в протоплазму клеток красящих веществ и индикаторов и т. д.). Проф. Фон­виллером сконструирован оригинальный микроманипулятор, ко­торый может быть целиком освоен советскими заводами.

Второй стержневой проблемой института является изучение

21*

В изолированных тканях теплокровных животных оксидон­ное дыхание резко превалирует над оксидазным. Оно является главным источником животной энергии, в то время как окси­дазное дыхание несет преимущественно защитную функцию (окисление вредных для организма веществ, образующихся в процессе обмена).

Остановлено также, что нет параллелизма между содержа­нием каталазы и интенсивностью дыхания, в то время как су­ществует бесспорная связь между каталазной системой и ви­дом дыхательных процессов (сравнительно большое количе­ство каталазы в органах и тканях, обладающих преимуществен­но оксидазным дыханием, и веьсма слабое содержание ката­лазы в тканях, в которых доминируют оксидонные процессы). Отсюда вывод, что при оксидазном дыхании, так же как и при действии оксидазы вообще, появляется перекись водорода в качестве продукта окисления водорода неактивированным или молекулярным кислородом. Наоборот, при оксидонном дыха­нии, как и при действии оксидонов вообще, Н₂0₂ не образует­ся, а образуется Н₂0 как продукт окисления водорода активи­рованным или атомным кислородом.

Л. С. Штерн высказано предположение, что в процессе он­тогенетического и филогенетического развития меняется соот­ношение между оксидазными и оксидонными процессами в

Хронаксиметр

смысле постепенного нарастания оксидонов. На основе этих по­ложений ведутся работы над окислительными катализаторами а онтогенетическом и филогенетическом разрезе (Шарикова, Флейшман и др.).

В последние годы оформлена теория Л. С. Штерн о меха­низме окислительных процессов. Закончены и доложены на последних международных съездах и на заседаниях научных обществ работы о специфичности водородных акцепторов и о значении структуры клетки в окислительных процессах. На основании своих работ Л. С. Штерн приходит к выводу, что окислительные ферменты, участвующие в дыхательных процес­сах, в сущности являются одновременно окислительными и вос­становительными. Окислительные ферменты обладают тонкой специфичностью, обусловленной не только окисляемым, но и восстанавливаемым субстратом, на который переносятся водо­родные группы, т. е. акцепторами водорода.

Под руководством Л. С. Штерн проводится изучение меха­низма действия оксидаза и оксидонов в дыхательном процессе клеток и тканей. Одновременно изучается каталазная система.

Помимо работ по окислительным процессам в институте ве­дутся работы по изучению протеолитических ферментов. До­казана строгая диференциация протеолитических ферментов в тканях низших животных (наличие дипептидаз и двух полипеп­тидаз у мучных червей и рыб). Установлено значение дипепти­дазы в процессах роста (Блюм).

Помимо работ по окислительным процессам в институте за­кончены работы по изучению места образования циркулирую­щих в крови ферментов. Изучались концентрация отдельных ферментов одновременно в протекающей и оттекающей крови отдельных органов и влияние нервной системы на ферментным составе крови (Рапопорт, Шарикова). Эти работы выясняют спорный вопрос о происхождении ферментов крови и приобре­тают таким образом; важное значение для решения вопроса о так называемых защитных ферментах Абдергальдена.

Большое внимание уделяет институт проблеме взаимозави­симости функций в организме, в органе и в клетке. Проблема взаимозависимости функций имеет большой теоретический ин­терес. Изучение ее дает возможность более точно установить связь между отдельными процессами, протекающими парал­лельно или последовательно в целом организме или в отдель­ных органах, и позволяет расширить и углубить, а подчас и пересмотреть общепринятые взгляды на те или иные функции. Практическое значение вопросов, связанных с этой проблемой, заключается в возможности воздействовать на одни процессы и этим менять и направлять другие.

К этой проблеме в первую очередь относятся работы по изу­чению вегетативной системы. Изучение взаимозависимости симпатической и парасимпатической нервных систем ограничи­валось обычно одной симпатической системой без учета пара­симпатической, и обратно. Многочисленные исследователи в области вегетативной системы приходят часто к совершенно протиповоложным результатам, так как не учитывают, что ве­гетативная нервная система в своих отдельных частях дифе­ренцирована и не является идентичной. В первом сборнике трудов института напечатано несколько работ (Росин, Хволес), посвященных взаимозависимости этих двух компонентов веге­тативной нервной системы в различных их частях из перифе-

Лаборатория высокой частоты. Генераторы

рии и в центре. С этой целью использован метод Штерн вве­дения веществ в боковой желудочек мозга. Этими работами до­казано, что состояние одной части вегетативной нервной си­стемы оказывает влияние на реактивность другой части. Сюда же относятся работы над изучением действия солей калия или кальция и других ваго- и симпатикотропных, равно как ваго- и симпатикомиметических веществ, на центральную и вегетатив­ную нервную систему.

Работами Г. Я. Хволеса установлено, что эффект, получаю­щийся при введении растворов калия и кальция в боковой же­лудочек мозга, резко отличается от эффекта, получаемого при введении этих веществ в кровь.

Ион калия при инъекции в боковые желудочки субокципи­тально или в четвертый желудочек вызывает сильнейшее воз­буждение животного, подъем кровяного давления, увеличение объема пульсовой волны, учащение пульса, урежение и углу­бление дыхания и понижение возбудимости вегетативных цен­тров.

Напротив, кальций при тех же условиях вызывает полную прострацию животных, сон и потерю рефлексов, падение кро-

вяного давления, урежение пульса, замедление дыхания и по­вышение возбудимости вегетативных центров.

Одновременно автором установлено, что под влиянием каль­ция возбудимость коры головного мозга понижается, а под вли­няием калия повышается. Эти работы имеют большой интерес в связи с изучением проницаемости гемато-энцефалического барьера по отношению к калию и кальцию и в значительной степени вскрывают механизм действия этих ионов при сдвигах в составе спинномозговой жидкости.

Наряду с этими работами большой интерес представляют ра­боты по изучению взаимоотношения между вегетативной нерв­ной системой, анимальной нервной системой и эндокринным аппаратом. Значение вегетативной системы в генезе эмоцио­нальных явлений и значение этих последних для функциональ­ного состояния центральной нервной системы в настоящее вре­мя может считаться установленным. В связи с этим институт ставит работы по изучению действия ионов K и Ca и т. п. ваготропных и симпатикотропных веществ с целью выявления значения гуморального фактора. Эти проблемы довольно тес­но связаны с вопросом о гемато-энцефалическом барьере. По­мимо прямого воздействия вегетативной системы и эдокринных желез на самые центры анимальной жизни (спинного и голов­ного мозга) необходимо учесть влияние этой системы на состав спинномозговой жидкости, т. е. питательной среды этих цен­тров. Интерес этих работ заключается в том, что создается возможность уточнить зависимость функций высших нервных центров от вегетативной системы и обратно и установить ме­ханизм действия эндокринной системы на центральную нерв­ную систему.

Целая группа работ, частью законченных, частью продол­жающихся разработкой, посвящена изучению взаимозависимо­сти между функциями в отдельных органах. В этом направле­нии ведутся работы на разных объектах: мозг, почка, сердце, мышцы, а также на развивающемся организме, на котором одновременно изучаются развитие биохимических процессов, морфологическая диференцироовка и биоэлектрические явления.

В настоящее время частично закончены работы по изуче­нию взаимозависимости функций в головном мозгу (дыхание,

возбудимость, липидный обмен) и печени (дыхание, глико­гено- и желчеобразование).

Этими работами (Кассиль, Рапопорт, Герчикова) установле­но, что существует определенная взаимозависимость между функциями в отдельных органах. Изменение одной функции влечет за собой определенные сдвиги со стороны других функ­ций. Так, повышение возбудимости мозга сопровождается уси­лением его дыхания, сдвигами в липоидном обмене. Напротив, ослабление дыхания вызывает понижение возбудимости и т. д. Усиление гликогено- и желчеобразования в печени сопровожда­ется усилением дыхания, напротив, ослабление синтетических процессов в этом органе связано с ослаблением дыхания.

Дальнейшая разработка этого вопроса требует применения самой разнообразной методики — фармако-динамической, хи­мической, хирургической, биологической и т. д.

К проблеме взаимосвязи между отдельными органами отно­сятся и работы над изучением действия метаболитов отдель­ных органов на функцию всего организма и отдельных его ча­стей. Под именем метаболитов Л. С. Штерн понимает совокуп­ность веществ, выделяемых органами в оттекающую кровь и осуществляющих гуморальную связь между органами. Отдель­ные работы по метаболитам уже закончены. Так, установлено, что метаболиты мышц оказывают положительный ино- и хроно­тропный эффект на сердце теплокровных. В настоящее время эти работы расширяются и углубляются.

Огромный эмпирический материал, накопленный в течение десятилетий (протеинотерапия, лизатотерапия и т. д.), требует практической экспериментальной проверки. Необходимо созда­ние теоретической базы для активного вмешательства в дина­мику жизненных явлений. Конечно, работы по изучению мета­болитов требуют значительного времени и в настоящее время еще трудно говорить о выводах.

Одной из основных проблем, разрабатываемых в институте, является проблема сна. Разработка этой проблемы начата срав­нительно недавно, по уже сейчас доложены законченные ра­боты по изучению влияния длительной бессонницы на живот­ный организм. Эксперименты ставились на собаках и на лю-

дях. Несколько серий опытов было поставлено для того, чтобы установить роль гемато-энцефалического барьера в механизме и ритме сна и бодрствования.

Помимо непосредственного практического значения, которое имеют для нашего социалистического строительства некоторые вопросы, связанные с режимом сна, работой ночных смен и т. д., экспериментальное изучение столь важного биологического яв­ления, как сон, представляет огромный теоретический интерес и нуждается в глубокой теоретической научной проверке.

Значительное место отводится работам по изучению влияния некоторых видов электрической и лучистой энергии на живот­ный организм. Прекрасно оборудованное электро-физиологиче­ское отделение дает возможность ставить вопросы, связанные с действием токов высокого напряжения на различные ткани и органы. В этой области закончен ряд работ по изучению действия индустриальных токов на мышцу и на сердце, уста­навливающих сущность продолжительного сокращения мышц после кратковременного воздействия электрического тока вы­сокого напряжения (Юньев).

Особый интерес представляют работы по изучению влияния сильных токов на сердце. Установленное и изученное женев­ской школы (Прево — Баттелли — Штерн) явление фибриляции сердца при действии токов высокого напряжения представляет огромный интерес и имеет прямое отношение к вопросам элек­трификации и индустриализации страны. В настоящее время ведутся работы по изучению более глубокого механизма этого явления, при чем во главу угла ставится вопрос о возможности терапевтического воздействия. Эти работы имеют огромное практическое значение, особенно если принять во внимание, что непосредственной причиной смерти при различных несча­стных случаях, связанных с прохождением электрического тока через организм, является именно фибриляция сердечной мышцы.

Наряду с этим ведутся также работы по изучению действия электрического тока на центральную нервную систему. Эти ра­боты дают возможность вскрыть механизм так называемого электрооглушения (электронаркоза), значение которого одина­ково велико как в промышленности, так и в медицине. В на-

стоящее время подобраны токи, вызывающие электрооглушение у лягушки и кошки (Юньев и Толмассман). Работы эти про­должаются и на других объектах.

Действие лучистой энергии на организм разрабатывается группой биофизиков (Гольдфельд, Сизов) на различных объек­тах. Не говоря уже о значительности теоретического интереса этих работ, следует иметь в виду и практическое значение, ко­торое они представляют с точки зрения активизации физиоло­гических процессе» в организме путем интенсивности воздей­ствии на функциональное состояние последнего.

Большое место в тематике института занимают работы по изучению проблемы возбуждения, имеющей большое теорети­ческое значение. Огромный материал в области физиологии возбудимых тканей, накопленный в течение последних деся­тилетий, требует критической экспериментальной проверки при помощи усовершенствованных методов исследования, которыми в настоящее время располагает наука.

Г. С. Юньевым закончены работы по изучению полярного закона возбуждения нерва. Установлено, что при супрамакси­мальном раздражении нерва наступают устойчивые отклонения от полярного закона в форме обратного или смешанного поляр­ного возбуждения. Предварительно наркотизированный нерв в стадии восстановления обнаруживает также длительное состоя­ние извращений полярного закона в тех же двух формах. Ав­тор приходит к выводу, что факты извращения полярного за­кона возбуждения заставляют внести корректив в ионную тео­рию возбуждения Нернста и составляют существенное затруд­нение для принятия Kernleiter-теории нервного проведения.

Группа работ (Росин и Хволес) посвящена изучению влия­ния центральной нервной системы на возбудимость скелетной мускулатуры и сердца.

Изучение хронаксии скелетной мускулатуры при перерезке различных отделов нейтральной нервной системы показало, что возбудимость первой зависит в определенной степени от со­стояния центральной нервной системы. Отдельные участки го­ловного мозга оказывают тормозящее влияние на возбудимость нервно-мышечного аппарата. Наиболее сильными и тормозя­щими влияниями обладают зрительные бугры, в то время как