Официальной специальностью Пуркине была физиология, но его исследования касались анатомии человека, эмбриологии, гистологии, микроскопической анатомии, микротехники, физиологии, физики, психологии, фармакологии, анатомии растений и зоологии.
Значение Пуркине прежде явно недооценивалось, и лишь в новейшее время в значительной мере благодаря историческим работам чешских ученых фигура Пуркине встает перед нами во всем своем значении.
Ян Эвангелиста Пуркине (Jan Evangelista Purkyne, или по немецкой транскрипции Johann Purkinje) родился 17 декабря 1787 г. в местечке Либовичи (нынешняя Чехословакия), где отец его был управляющим имением. По окончании начальной школы он поступил в монастырскую гимназию. Но Пуркине не удовлетворяло полученное здесь образование. Еще в годы учения он увлекался философскими сочинениями и изучал Фихте, Шеллинга, Новалиса. Тяготясь монастырской жизнью, Пуркине переезжает в Прагу с целью изучения философии (1808). Здесь он заинтересовался медициной, работал в хирургической клинике и в 1818 г. получил степень доктора медицины. В течение 1819—1822 гг. Пуркине состоит ассистентом у профессора анатомии Ильга (G. J. Ilg, 1771 —1836). В 1822 г. он получает кафедру физиологии в Бреславле.
С первых шагов своей профессорской деятельности в Бреславльском университете Пуркине ввел в преподавание физиологический эксперимент, явившись пионером этого нового в то время метода преподавания. Так как специального помещения для лаборатории не было, Пуркине представляет проект создания физиологического института, который должен быть оборудован согласно его требованиям к исследовательской работе и преподаванию. Проект, однако, был отвергнут факультетом. Не упав духом от этой неудачи, Пуркине, после многочисленных прошений перед Правительством, в 1832 г. покупает, наконец, за 200 талеров большой микроскоп Плессля. Не имея помещения в университете, Пуркине организует лабораторию у себя дома.
Для научной работы Пуркине стал привлекать студентов, которым он давал темы для выполнения докторских диссертаций. Такое привлечение студентов к исследовательской работе было для германских университетов новым явлением. Пуркине организует систематическое изучение тканей и органов животных; результаты этих исследований сообщаются в многочисленных диссертациях его учеников.
Не оставляя мысли о. создании физиологического института, Пуркине, наконец, добивается успеха. В 1839 г. в особом, хотя и небольшом здании был открыт физиологический институт Бреславльского университета. Это был первый специальный физиологический институт.
Симпатии к родной стране побуждают Пуркине добиваться получения кафедры в Праге. В 1850 г. он покидает Бреславль и переезжает в Прагу, где для него также учреждается особый физиологический институт. В Праге Пуркине развивает кипучую общественную деятельность, являясь выдающейся фигурой культурной жизни Чехии. Это не встретило сочувствия австрийских властей и ученых, которые не дали возможности Пуркине развернуть в Праге такую же активную научную работу, как в Бреславле. Когда Пуркине умер (28 июля 1869 г.), университетское начальство даже не приняло участия в похоронной церемонии, хотя Пуркине 18 лет состоял профессором Пражского университета. Зато в процессии участвовали массы чешского народа, видевшего в Пуркине не только великого ученого, но и выдающегося сына своей родины.
В бреславльский период Пуркине публикует ряд исследований о строении тканей и органов животных, которые выходят как под его именем, так и под именами его учеников. Систематическое микроскопическое изучение животных тканей, кроме лаборатории Пуркине, производилось в Германии только у Иоганнеса Мюллера в Берлине (см. ниже); предшественников у Пуркине почти не было, и ему самому приходилось разрабатывать технику микроскопического исследования.
Одним из первых Пуркине стал применять уплотнение исследуемых животных тканей и открыл фиксирующие свойства сулемы, уксусной кислоты и алкоголя. Красители вошли в обиход гистологической техники позже (в пятидесятых годах), но Пуркине уже употреблял в некоторых случаях индиго и некоторые другие красящие вещества. Впервые Пуркине применил с гистологическими целями переваривание тканей трипсином. Он употреблял просветляющие вещества (скипидар, оливковое масло) и различные методы заключения (в том числе — канадский бальзам). Им сконструирован «компрессориум». Пуркине побудил своего ученика Адольфа Ошатца (А. Е. Oschatz, 1812—1837) сконструировать одну из первых моделей микротома.
Мысль об аппарате, с помощью которого можно было бы производить препаровку микроскопических объектов, реализованная в современном микроманипуляторе, была высказана Пуркине еще в 1844 г. В лице Пуркине мы вправе поэтому видеть одного из основателей микроскопической техники (J. Sajner. 1952).
Из работ Пуркине, опубликованных под его именем, отметим прежде всего исследование яйца птиц: «Материалы к истории птичьего яйца до насиживания» (1825, позднее отдельное издание 1830). Описывая развитие яйца птицы, его оболочки и строение, Пуркине делает важное открытие: он находит на поверхности желтка яйца маленький пузырек — vesicula germinativa; это было неизвестное ранее ядро яйцевой клетки (клеточная природа яйца, естественно, в этот период была неизвестна). Это открытие побудило К. М. Бэра к отысканию подобного же образования в граафовом фолликуле млекопитающих, который он сравнивал с желтком яйца птиц. Бэр нашел здесь пузырек, который он приравнял к «зародышевому пузырьку» Пуркине. В действительности это было еще неизвестное яйцо млекопитающих. Только Кост (Coste, 1833) и ученик Пуркине Бернгардт (Bernhardt, 1834) нашли в бэровском пузырьке собственно «зародышевый пузырек» (клеточное ядро). Вместе с тем открытие Пуркине было первым в XIX в. наблюдением ядра клетки; уже позднее Броун (см. ниже) описал ядро в растительных клетках.
В 1835 .г. Пуркине совместно с Валентином, своим ближайшим учеником и помощником, публикует исследование «Об общих и основных явлениях непрерывного мерцательного движения» (годом раньше было опубликовано краткое сообщение в Muller’s Archiv). Это одно из первых исследований жизнепроявлений протоплазмы, возбудившее большой интерес современных ученых. Генле (Henle, 1841, стр. 265) в «Общей анатомии» отмечает, что исследования Пуркине и Валентина «составили эпоху как в физиологии, так и в учении о тканях».
Ряд работ Пуркине посвящен нервной системе, где им были описаны ганглиозные клетки и нервные волокна. Пуркине различает в нервной системе три типа основных структур (Hauptforniation): 1) красновато-серую точечную массу (Punktmasse), пронизанную многочисленными капиллярами; ее элементарные зернышки едва измеримы; 2) нервные волокна и 3) ганглиозные зерна, из которых «каждое содержит центральное зерно внутри центрального круга». Последние и были нервными клетками (ганглиозные зерна) с ядром (центральный круг), внутри которого Пуркине видел ядрышко (центральное зерно). В сообщении 1837 г. Пуркине описывает ряд нервных клеток (он их называет теперь «ганглиозными тельцами») и дает на прилагаемой таблице хорошее изображение мультиполярных клеток с дендритами, ядром и ядрышком, а также открытых им ганглиозных клеток мозжечка, которые теперь носят в гистологии общепринятое название — «клетки Пуркине». Пуркине впервые увидел дендриты нервных клеток и описал нервные клетки в сером веществе головного и спинного мозга позвоночных. В докладе 26 апреля 1837 года Пуркине сообщает об открытии им внутри нервного волокна осевого цилиндра.
Как видно из предыдущего, значение Пуркине в истории изучения нервной системы очень велико. К этому нужно прибавить, что в 1836/37 гг. из лаборатории Пуркине под именем его ученика Валентина вышла работа «О ходе и окончании нервов», в значительной мере основанная на личных наблюдениях Пуркине. Об этой работе Кёлликер (Kolliker, 1850) говорит: «Сочинение, делающее эпоху; первое хорошее описание нервных элементов».
Из других гистологических работ Пуркине отметим его исследование о железах желудка (1837). Здесь впервые описаны трубчатые железы дна желудка и их составные части — клетки, или «зернышки» и «зерна», как их называет автор. Из более поздних работ следует упомянуть исследования Пуркине о сердечных волокнах (1842, 1844, 1850); им открыты в сердце особые «зернистые волокна», теперь называемые «волокнами Пуркине».
Представление о роли Пуркине в области гистологии было бы неполным, если бы мы не упомянули диссертаций, вышедших из его бреславльской лаборатории. Эти диссертации выходили под именем его учеников, но хорошо была известна роль Пуркине как руководителя, а подчас и непосредственного участника работы, и поэтому современники обычно цитировали эти работы под двумя именами (например, не Meckauer, a Purkinje-Meckauer, и т. д.). Эти диссертации касались разнообразных тканей и органов, животных и человека и отражали систематическую работу школы Пуркине, положившую основание микроскопической анатомии животных.
Первой диссертацией, вышедшей из лаборатории Пуркине, была работа Вендта (Wendt, 1833) об эпидермисе человека, где описывается зернистое (клеточное) строение мальпигиева слоя. В следующем году выходит диссертация Дейча (Deutsch, 1834) о структуре костей, где встречается первое сообщение о костных клетках — «костных железах», открытых Пуркине на срезах декальцинированной кости. Эта методика изучения кости была разработана Пуркине, и Генле писал: «Новая эра в обработке костной ткани началась благодаря Пуркине, под руководством которого была написана диссертация Дейча» (Henle, 1841, стр. 848).
В том же году появляется диссертация Бернгардта (Bernhardt, 1834) «Материалы к истории яиц млекопитающих до зачатия». Она являлась продолжением исследования Пуркине над яйцами птиц и исследований Бэра об яйцах млекопитающих; здесь было установлено соответствие яиц млекопитающих и птиц и исправлена ошибка Бэра, приравнивавшего яйцо млекопитающих «зародышевому пузырьку» птиц.
В 1835 г. выходит диссертация Рашкова (Raschkow), впервые исследовавшего развитие зубов, и диссертация Френкеля (Frankel), в которой методика, разработанная Пуркине для костей, применена для изучения структуры тканей зуба.
Диссертация Мекауэра (Meckauer, 1836) посвящена изучению хрящевой ткани. Он нашел в хрящевых клетках (их видели и до него) ядра («зернышки»). Генле пишет: «Мекауэр, под руководством Пуркине, дал полное и точное описание всех хрящей человеческого тела» (1841, стр. 811).
В том же году выходит диссертация Рейшеля (Rauschel, 1836) о строении сосудов. И об этой диссертации имеется превосходный отзыв современников: «Первое точное исследование строения сосудов относится ко времени, когда вообще начали предпринимать первое тонкое гистологическое изучение, и, как во многих других отделах учения о тканях, и здесь Пуркине в 1836 г. дал первый толчок, посредством диссертации Рейшеля», — писал Кёлликер (1850, стр. 499).
Несколько позже опубликована диссертация И. Розенталя (J. Rosenthal, 1839) о структуре рыхлой соединительной ткани. В том же году вышли еще две диссертации: Палицкого (Palicki, 1939) — о структуре мышц сердца, интересная многообразием методики, применявшейся для исследования, н Люнинга (Luening, 1839), исследовавшего мозговые оболочки (гистологических деталей она не содержит).
В диссертации Каспера (Kasper, 1840) содержится важное указание, что элементарные составные части мышечной оболочки матки подобны элементарным частям стенки кишечника. Наконец, последняя диссертация Д. Розенталя (D. Rosenthal, 1845) посвящена исследованию количества и размеров нервных волокон в цереброспинальной системе.
Из учеников Пуркине нужно особо отметить Валентина (Gabriel Valentin, 1810—1883). Еще студентом Бреславльского университета он начал работать у Пуркине. В 1832 г. Валентин защищает диссертацию о развитии и строении мышц — работа, на которой в значительной степени основывался впоследствии Шванн, рассматривая в своей книге поперечнополосатые мышцы. Получив степень доктора медицины, Валентин занимается врачебной практикой, продолжая в то же время работу у Пуркине, и становится его ближайшим помощником. Совместно с Пуркине Валентин исследует природу мерцательного движения. Вскоре он заканчивает обширный труд «Histogenia comparata», где рассматривает развитие растений и животных (рукопись около 1050 страниц, с 40 таблицами рисунков). За эту работу он получил премию Французской академии наук. К сожалению, «Histogenia comparata» не была напечатана, рукопись ее утеряна, и содержание этого интересного для истории клеточного учения сочинения остается неизвестным. Продолжая работу в лаборатории Пуркине, Валентин публикует исследования о нервных окончаниях, о механизме кровообращения и, вероятно используя материал своей ненапечатанной работы, издает в 1835 г. большое руководство по эмбриологии, одно из первых сочинений такого рода. Эти исследования создают молодому ученому известность, и он одновременно получает приглашение на кафедру от трех университетов. В 1836 г. Валентин занимает кафедру физиологии в Берне, где и остается до конца жизни.
В бернский период своей деятельности Валентин занимается преимущественно физиологическими проблемами и, наряду со специальными исследованиями, издает несколько физиологических руководств.
В своем руководстве по эмбриологии Валентин впервые делает попытку систематически проследить развитие животных тканей; его книга может считаться первым гистогенетическим исследованием. Предшественников у Валентина не было, все приходилось исследовать самому, но зато труд Валентина долго служил отправным пунктом для позднейших исследователей.
В многочисленных исследованиях Валентина, Пуркине и его учеников имеется ряд гистологических данных. Школе Пуркине гистология обязана наблюдением клеточного строения различных тканей в разнообразных органах. Однако термин «клетка» в работах этой школы применяется редко. Сам Пуркине и его ученики чаще говорят о «зернышках» (Kornchen) и «шариках» (Kugelchen). Термин «клетка» в этот период понимался буквально: раз дело идет о клетке — внутри должна быть полость. Вакуолизированные клетки растений соответствовали этому пониманию (протоплазма растительных клеток принималась за «содержимое», имеющее в клетке второстепенное значение). Но животные клетки не соответствовали представлению, основанному на буквальном понимании термина. Элементарные структуры, которые Пуркине и его ученики видели в тканях животного организма, не имели внутри полости, они не были «клетками». Поэтому в школе Пуркине говорят о зернышках, тельцах, шариках. Эти термины лучше отражали видимое под микроскопом строение элементарных структур животного организма, чем термин клетка. Однако в некоторых работах (главным образом у Валентина) употребляется и термин «клетка». Валентин наблюдал в некоторых животных клетках ядро, впервые увидел ядрышко.
В 1837 г. Пуркине выступил в собрании Пражского общества естествоиспытателей и врачей с рядом докладов. В этих выступлениях он сообщил много новых данных о микроскопическом строении тканей животных, и в одном из сообщений изложил теоретические представления, которые Студничка (1927а, б) называет «теорией зернышек» (Kornchentheorie). Пуркине сообщает здесь свои исследования о строении желез желудка и: природе пищеварительного процесса. О зернышках, образующих эти железы, он говорит: «каждое зернышко с закругленными углами просвечивает и. внутри обнаруживает меньшее ядро, отличное от окружающей субстанции. Между отдельными зернышками распространена еще своеобразная точечная масса, тельца которой (неизмеримые) обнаруживают броуновское движение» (стр. 109). Судя по рисункам, зернышки Пуркине — это не артефакты, которые под тем же названием описывали Мильн-Эдвардс и другие. Несомненно, в ряде случаев noir зернышками Пуркине понимает настоящие ядросодержащие клетки. Однако в других случаях под зернышками подразумеваются, по-видимому, ядра клеток; отчетливого разграничения этих двух структур — клеточного тела и клеточного ядра — Пуркине не проводит. Он даже употребляет тот же термин «зернышки» и по отношению к секрету, когда пишет: «Выступающий наружу из этих желез секрет сам состоит из подобных зернышек, связанных большим или меньшим количеством слизистой соединительной массы» (стр. 109). Вместе с тем Пуркине сравнивает эту «зернистую энхиму» (так он называл основное зернистое вещество органов) желез желудка с подобной же структурой других желез и органов, которые он называл «железами, не открывающимися наружу» (имеются в виду селезенка, тимус, щитовидная железа, лимфатические узлы). Поэтому, считает Пуркине, «животный организм сводится почти целиком к трем элементарным главным формам (Elementar-Hauptformen): жидкой, зернистой и волокнистой». Пуркине даже сопоставляет «зернышки» тканей животных с клетками растений: «Зернистая основная форма проявляет снова аналогию с растениями, которые, как известно, почти целиком состоят из зерен или клеток. Как здесь каждая клеточка имеет свою vita propria и из общего сока приготовляет себе свое специфическое содержимое и через это посредство снова отделяет в собственные соковые вместилища особенные вещества». Он говорит, что вообще современное понимание «зернистой энхимы» животных ведет к изучению физиологии растений.
Пуркине, несомненно, был близок к формулировке клеточной теории; тем не менее он не создал этой теории. Даже в отношении животных тканей он не решается обобщить свои наблюдения и предостерегает, что «не должно рассматривать в качестве общего положения, что все энхимы построены из зернышек». В отличие от Шванна, решительно признавшего клетку единственным основным структурным элементом тканей животных, Пуркине не решается признать таким элементом свои зернышки. Хотя ссылки, которые делает Пуркине, приводя примеры иного строения животных тканей, в свете современных знаний неверны, но, по существу, он был прав, так как, действительно, кроме клеток существуют в тканях животных неклеточные структуры; но в то время такая осторожность Пуркине затрудняла проведение аналогии между растительными и животными микроскопическими структурами, так как у растений к этому времени все структуры генетически были сведены к клетке.
Далее, Пуркине хорошо понимал, что «зернышки» животных отличаются от растительных клеток. В то время как у последних на первый план выступала оболочка, у животных элементарные структуры представляют собою не полые «клетки», а «зернышки», заполненные содержимым. Возникает исторический парадокс, уже ранее отмеченный: Пуркине лучше своих современников знал элементарную структуру тканей животных, имел более правильное представление о животной клетке («зернышке»), чем, например, Шванн; но это-то и помешало ему, отрешившись от отличий, сосредоточить внимание на сходстве элементарных структур растений и животных. Характерно, что позже, в 1839 г. (т. е. после предварительных сообщений Шванна) Пуркине специально рассматривает вопрос «об аналогиях в структурных элементах животных и растительных организмов» и здесь справедливо указывает на различия растительных клеток и элементарных структур животных. Об этих различиях он говорит и в своей рецензии на книгу Шванна (Purkyne, 1840).
Помешало Пуркине и то обстоятельство, что он не рассматривает систематически структуры животных тканей в генетическом плане. Поэтому для него «зернышки» один, но не единственный элемент животных тканей, поэтому сходство элементарной структуры растительных и животных тканей остается только аналогией, в то время как у Шванна оно перерастает в. гомологию. Клетки растений и «зернышки» животных у Пуркине аналогичны, поскольку физиологические проявления элементарных структур у растений и животных отражают аналогию; у Шванна они не только аналогичны, но гомологичны, так как проявляют «соответствие в структуре и росте», развиваются по одинаковым законам.
Вот почему Пуркине не стал создателем клеточной теории, хотя об элементарной структуре животных тканей он знал больше любого своего предшественника и современника, кроме Шванна. Идея аналогии животных и растительных клеток, высказанная Пуркине за год до появления работы Шванна, не была им развита, не была подкреплена, и поскольку нечто подобное французские исследователи пытались высказывать еще раньше, то идея Пуркине не была воспринята в науке как новая мысль. Современники не чувствовали, очевидно, большой разницы между натурфилософскими идеями о единстве структуры животных и растений, которые развивал Распайль, и теорией Пуркине, хотя последняя была неизмеримо выше первой.
Мы должны отдать подобающую дань заслугам Пуркине в деле подготовки клеточного учения. Без той массы фактов, которые были открыты им лично и его учениками, Шванн, постоянно опиравшийся на работы школы Пуркине, не смог бы создать клеточной теории. Школе Пуркине, несомненно, принадлежит первое место среди исследователей третьего и четвертого десятилетия истекшего века, подготовивших своими работами возможность создания клеточного учения. Но было бы заблуждением считать Пуркине создателем клеточной теории. Исторически неправильно приписывать ему эту заслугу, основываясь, на том, что он говорил о возможности аналогии между «зернышками» животных и клетками растений. Эта мысль в его работах не приняла и )не могла принять ту форму, в какую сумел облечь ее Швами, добившись тем самым революционизирующего значения идеи единства микроструктуры животных и растений для науки.