Павлов И.П. Полное собрание сочинений. Том 2. Часть 2
Шрифт:
Поэтому, для того чтобы обнаружить пропорциональность свертывающего и растворяющего действия сока, мы, определив количественное отношение ферментов в соках по растворяющему действию, брали затем для свертывания молока эквивалентные по содержанию фермента количества сравниваемых соков. Поясню примером. В предыдущей таблице молочный сок оказался почти в 5 раз слабее хлебного (правило Шюца - Борисова). Если я беру для свертывания молока 0.1 куб. см хлебного сока, то эквивалентное ему количество молочного сока будет в 5 раз больше, т. е. 0.5 куб. см. Но этого недостаточно: взяв в 5 раз больше молочного сока, я, конечно, взял больше и кислоты. Поэтому мы уравниваем кислотность прибавлением к 0.1 куб. см хлебного сока известного количества HCI, точно определенного титрованием. Теперь уже мы имеем два раствора соков, эквивалентные как по количеству содержащегося в них: фермента, так и по кислотности. Но и это еще не все. Представьте, что два соответственных
Из этой таблицы (4) видно, что пропорциональность несомненна, отсюда же видно и то, что для обнаружения пропорциональности нужно уравнять все условия свертывания молока сравниваемыми соками.
Какой результат опытов с желудочным соком заставил нас сделать проверку прежних опытов с другими пищеварительными соками, и мы убедились в том же самом. Получилась такая же пропорциональность растворяющего и свертывающего действия в соке пилорическом и в соке бруннеровых желез, которые приравнивались к эквивалентным количеством фундального желудочного сока и затем испытывались так, как я указал выше, на свертывание молока. Все это не оставляет никакого сомнения в полном тождестве противоположных функций белкового фермента.
Дальнейшей нашей задачей было показать, что утверждение о двойственности белковых ферментов основано на ошибке, и затем выяснить, в чем заключается эта ошибка.
Двойственность белковых ферментов доказывалась разными способами. Первое доказательство защитника этой двойственности, Гамарстена, касается желудочного сока и заключается в том, что разрушающийся постепенно в термостате желудочный сок через некоторое время совершенно утрачивает свертывающее действие на молоко, сохраняя, однако, растворяющее действие на белок. Я упомянул уже, что в наших опытах разрушавшийся в термостате желудочный сок обнаружил полный параллелизм падения обоих действий - растворяющего свертывающего. В чем же заключается ошибка Гамарстена? В том прежде всего, что он, стараясь доказать, что свертывание молока обязано ферменту, а не кислоте сока, усердно нейтрализовал и даже подщелачивал желудочный сок, не обращая внимания на то, что это подщелачивание гибельно действует на фермент. А до какой степени чувствителен фермент к реакции среды, свидетельствует следующий наш опыт. Если мы возьмем две порции одного и того же желудочного сока и одну порцию доведем до нейтральной реакции с помощью Natrium bicarbonicum (NaHCO3), а другую --- Natrium carbonicum (Na2CO3), то, несмотря на то, что обе порции будут одинаково нейтральны, порция с Natrium carbonicum как с солью более щелочной обнаружит более слабое ферментное действие, чем порция с Natrium bicarbonicum. Гамарстен в своем стремлении исключить действие кислоты не обратил на это должного внимания и пришел к ошибочному выводу. Второе обстоятельство, помешавшее ему заметить ошибку, заключалось в том, что правило для свертывающего действия фермента (обратно пропорционально времени свертывания) имеет силу только до известного предела, за которым время свертывания увеличивается гораздо скорее, чем уменьшается фермент. Гамарстен не оценил этого и, конечно, впал в ошибку.
B недавнее время из лаборатории Гофмейстера появилась работа Глэснера, в которой он дает новый способ разделения ферментов в желудочном соке. Но и этот способ по проверке оказался ошибочным. Методика Глэснера заключалась в прибавлении к раствору профермента двух солей: фосфорнокислого натра и уксуснокислого уранила. При этом в растворе происходит между солями реакция взаимного обмена и образуется осадок фосфорнокислого уранила, который, по мнению Глэснера, увлекает с собой один фермент, другой же фермент остается в растворе. И действительно, если испытывать раствор на переваривающую функцию, то мы ее не получим, но тем не менее никакого разделения тут не существует. Автор не обратил внимания на то, что при его способе в растворе должен образоваться уксуснокислый натрий, который значительной степени задерживает, как бы уничтожает растворяющее действие фермента. Что же касается молоко свертывающего
Как проверить эти заключения? Мы проделали опыты Глэснера. При этом мы прибавляли к соку фосфорнокислого натрия и уксуснокислого уранила в одном случае столько, чтобы получился лишь очень небольшой осадок, который не может увлечь фермента, а в другом случае - больше, так чтобы получился очень большой осадок, при образовании которого можно рассчитывать на увлечение им фермента. Испытывая затем соки на переваривание и свертывание, мы увидели полный параллелизм ослабления и переваривающей и свертывающей функции. Таким образом и здесь открывается как ошибочность методики, так и источник ошибки.
Следующий способ, которым думали разделить ферменты, принадлежит Гамарстену. Заключается он в том, что нейтрализованный желудочный сок взбалтывается с порошком углекислой магнезии. По Гамарстену, пепсин увлекается порошком магнезиальной соли, а химозин остается в растворе. И действительно, фильтрат сока, обработанного углекислой магнезией, молоко свертывает, но переваривающего действия не обнаруживает; следовательно, параллелизм как будто нарушен. На самом деле и этого нет. Стоит только разбавить фильтрат и соответственно подкислить, параллелизм восстанавливается. Таким образом мы имеем здесь дело не с исчезновением из фильтрата пепсина, а с замаскированием растворяющего действия сока вследствие неблагоприятных условий для его проявления.
Таким образом параллелизм растворяющего и свертывающего действий желудочного сока при такой методике восстановлен; этого мало: надо было показать и пропорциональность обоих действий. Эта задача долгое время не поддавалась разрешению; в то время как свертывающее действие фильтрата на молоко уменьшалось, по сравнению с контрольным - нейтральным соком, сравнительно немного (в 15-30 раз), растворяющее действие фильтрата падало в огромное количество раз (в 500 2000 3000 раз). Такой результат давал повод, пожалуй, сделать заключение о самостоятельности каждой функции, о существовании двух ферментов, и, надо сознаться, нам пришлось много побиться, чтобы уничтожить такую непропорциональность обеих функций и сблизить их. Решение этой задачи далось нам в руки, наконец, почти случайно.
Дело в том, что, обрабатывая сок углекислой магнезией, мы подщелачиваем его. Свертывающее действие фильтрата и идет в этой реакции. Для определения растворяющего действия мы должны были подкислить фильтрат, мы подкисляли и получали то во много раз слабейшее действие, о котором я сейчас упоминал. После долгих попыток усилить это действие мы убедились, что для этого надо подкислять не сразу, в два приема: сначала довести щелочной фильтрат до нейтральной реакции, оставить его в таком виде на некоторое время и затем уже подкислить. В этом случае переваривающее действие фильтрата значительно вырастает. Этот в высшей степени интересный факт иллюстрируется следующей таблицей (5).
Из табл. 5 видно, что во втором случае, где фильтрат был сперва нейтрализован и затем подкислен, растворяющая сила его ослабела гораздо меньше, чем свертывающая функция. Между тем при подкислении фильтрата сразу бывает наоборот.
Раз проведение фильтрата через нейтральную стадию до подкисления его значительно увеличивает растворяющее действие, естественно было посмотреть, как влияет продолжительность нейтрального состояния на переваривающую силу. С этой целью поставлен опыт (табл. 6): щелочной фильтрат нейтрализован и из него через разные промежутки времени брались порции и тотчас подкислялись.
Отсюда (табл. 6) ясно, что чем дольше стоял фильтрат в нейтральном виде, тем больше вырастала его переваривающая сила.
Покончив с этим пунктом, мы должны перейти к следующему возражению. Нам говорят: какое может быть тождество между пепсином и химозином, когда растворение белка и свертывание молока идут по двум разным правилам? Какое может быть тождество, когда по растворяющему действию сока количество фермента прямо пропорционально квадрату миллиметров переваренной белковой палочки, а по свертывающему действию мерой служит обратная пропорциональность временам свертывания? Но против такого возражения можно выставить теоретическое рассуждение. Тождества правил можно требовать для одинаковых реакций. В данном же случае одинаковые правила вовсе не обязательны, так как самые реакции-то разные. Для хода реакции имеет громадное значение химическая среда. Мы видим уже, что известные химические манипуляции с соком реакцию растворения сводят к нулю, оставляя в силе реакцию свертывания. Далее, изменяя условия среды, нетрудно заставить каждую из этих двух реакций пойти по разным правилам. Возьмем реакцию свертывания. Вот ее обычный тип (табл. 7).