Он родился в литовском городке Поневеже, окончил Черниговскую гимназию и в 1853 году поступил на медицинский факультет Варшавского университета, но не удовлетворенный преподаванием физиологии, перешел в прославленный университет Киева, однако и здесь преподавание физиологии показалось ему узким. Наконец в Берлинском университете он становится специалистом-неврологом и в 1864 году получает степень доктора медицины в Петербурге. Теперь скорее в Лейпциг, во «всемирную школу» к Людвигу. Здесь двадцатитрехлетний доктор Илья Фаддеевич Цион получает от великого Карла Фридриха Вильгельма Людвига тему для исследования «Иннервация сердца: регуляция кровообращения». Как обычно Людвиг участвует в опытах, которые решают ставить на кроликах. Было ли это счастливой случайностью или Людвиг уже что-то знал?
Для начала требовалось обнажить блуждающий и симпатический нервы. Проще всего сделать это на шее, где оба нерва лежат под кожей (по сторонам трахеи один вагус и один симпатический нерв с каждой стороны). К ним прилегают и общие сонные артерии, в одну из которых вводится канюля, соединенная с манометром системы Людвига. Теперь начинается работа с нервами.
Тут-то и обнаружилось, что на каждой стороне трахеи у животного не два, а три нерва, третий совсем тоненький. Что это? Вариант развития, уродство? Нет, во всяком случае, не уродство: у всех остальных кроликов тоже был этот третий нерв. Видовая особенность кроликов?
Препаровка показала, что новый нерв входит в грудную клетку и отдает множество веточек сердцу и аорте. Центральный конец нерва достигал сложными путями продолговатого мозга, где Людвиг и его ученики обнаружили сосудодвигательный центр, регулирующий артериальное давление. Требовалось узнать, какие функции выполняет «третий нерв». Для начала его перерезали и не заметили ровно ничего: ни частота работы сердца, ни давление крови не изменились, дыхание гоже оставалось без перемен. Тогда на раздражающие электроды уложили периферический конец нерва, но включение и выключение тока не повлияло на кровообращение кролика. Стало очевидно, что нерв — чувствительный, и физиологических реакций можно ожидать только в ответ на раздражение его центрального отрезка. Вот он лежит на электродах, включается ток — и совершается одно из важнейших открытий в физиологии.
«Центральное» раздражение открытого Ционом и Людвигом нерва вело к немедленным и крайне важным последствиям. Прежде всего, артериальное давление стремительно и глубоко падало (втрое!). Падение было столь значительно, что даже диаметр аорты уменьшался заметно для невооруженного глаза. Вторым следствием раздражения нерва было небольшое урежение сокращений сердца. Немедленно возник вопрос: не снижалось ли давление вследствие именно этого урежения? Ответ был получен незамедлительно: после перерезки сердечных веточек блуждающих нервов артериальное давление в ответ на раздражение «третьего нерва» падало так же интенсивно, как и в случае целости вагусов, а сердечный ритм на этот раз не становился реже. Значит, давление в артериях снижалось не в результате уменьшения сердечного выброса, а вследствие снижения сопротивления сосудов кровотоку. Ученые тут же на операционном столе определили, какие именно сосуды причастны к снижению давления крови. Это выяснилось, когда Цион обратил внимание на неожиданную подробность: кишечник кролика во время снижения давления крови становился краснее, его сосуды расширялись. Можно было предположить, что именно сосудистый бассейн кишок становится более проходим для крови в то время, когда происходит центральное раздражение открытого нерва. Это предположение требовало дополнительных доказательств, так как одновременно могли расширяться и другие сосуды.
Кишечник был денервирован, и тогда эффект понижения давления в артериях воспроизвести не удавалось: первоначальное подозрение подтвердилось.
Итак, открыт парный чувствительный нерв сердца и аорты, возбуждение которого ведет к рефлекторному снижению артериального давления посредством снижения прекапиллярного гидродинамического сопротивления преимущественно в сосудах кишечника. Цион и Людвиг оценили свое открытие правильно, как открытие нервной, рефлекторной регуляции артериального давления. Они считали (и совершенно верно), что чувствительные окончания нерва в сердце и аорте возбуждаются при повышении давления в этой области, и это вызывает рефлекторную реакцию — понижение сосудистого сопротивления. Весь этот рефлекторный аппарат был расценен как система саморегуляции артериального давления в большом круге кровообращения. Нерв получил красивое латинское имя нервус депрессор кордис, т. е. нерв сердца, понижающий давление. Это было открытием обратной связи — такой термин введет в XX веке Норберт Винер.
При этом из статьи Циона и Людвига (1866 год) становилось ясно, что они открыли рефлекторный механизм, поддерживающий (наряду с другими) постоянство внутренней среды организма. Мысль о необходимости такого постоянства была незадолго до этого высказана великим французским физиологом Клодом Бернаром. Постоянство среды означает постоянство кислотности (рН), химического состава, температуры и многих других показателей.
Естественно, параметры внутренних сред колеблются в зависимости от покоя или физической работы, от здоровья или болезни и т. п. Одним из важнейших параметров кровообращения, обеспечивающих гомеостаз, т. е. постоянство внутренней среды, является артериальное давление. Прежде всего оно — причина кровообращения.
Далее, от артериального давления зависит то давление, под которым кровь входит в капилляр, и значит, давление на выходе из капилляра. Поэтому артериальное давление должно регулироваться особенно бдительно, и как бы ни колебались другие показатели кровообращения (частота сердцебиения, кровоток, сердечный выброс), артериальное давление остается наименее уязвимой величиной, наиболее постоянной, как, например, температура тела, от которой зависят течение биохимических реакций, обмен веществ в организме.
После открытия Циона и Людвига и наблюдений Клода Бернара, который установил, что сосудистый тонус определяется активностью симпатических сосудистых центробежных нервов, утвердилась точка зрения на сосудистую регуляцию как на исключительно рефлекторную. Это не совсем точно, впоследствии было обнаружено то, что сегодня называется ауторегуляцией сосудов — о ней мы рассказали в предисловии, хотя и не исчерпали вопроса. Так, мы не сказали, что сосуды чувствительны не только к механическому растяжению, но и к скорости потока крови в их просвете. Если кровоток ускоряется, то разность потенциалов между внутренней и внешней оболочками сердца изменяется и возрастает чувствительность сосудистых мышц к нервным влияниям. И чувствительность сосудистой стенки к изменениям давления, и изменения ее реактивности к нервным импульсам под Действием замедления или ускорения кровотока — все это свойства самой стенки сосуда. Однако все это выяснилось много позже. А пока простимся на время с Карлом Людвигом. Цион едет на родину, окрыленный достигнутым успехом, новыми идеями, надеждами, знаниями, умением работать, как работают Настоящие Физиологи... Он увозит в Россию мировоззрение Людвига, сложившееся у него в содружестве с Дюбуа-Реймоном, Гельмгольцем и Брюкке и наиболее ярко выраженное в одном из писем Дюбуа: «Брюкке и я — мы поклялись выявить правду, что в организме не действуют никакие иные силы, кроме физических и химических».
Прощай, Лейпциг, прощай, Томас-кирхе, где еще стоит орган, на котором играл Иоганн Себастьян Бах, прощай, Ауэрбах-келлер, на чьих стенах сохранились автографы Гёте, прощайте, профессор Людвиг...
Петербург. Заштрихованные дождем силуэты знакомых улиц и тучи без конца и края. Здесь, в этом городе, только что вышли, минуя цензуру, отдельным изданием сеченовские «Рефлексы головного мозга». Три года назад Цион читал их в «Медицинском вестнике» — издании специальном, где эта взрывчатая работа не привлекала внимания властей. Теперь результат может быть иным. Физиология стала крамолой, остается надеяться, что Ивана Михайловича не сожгут на пучках сырой соломы вместе с тремя тысячами экземпляров его книги посреди Сенатской площади...
Судьба не баловала Циона, несмотря на его блестящие научные успехи. Илья Фаддеевич зачислен приват-доцентом Петербургского университета. Приват-доцент— это внештатная должность. Занимавшим ее обычно поручали преподавание необязательного курса с необязательным посещением, без зачетов и экзаменов. Приват-доценту, впрочем, не возбранялось заниматься экспериментальной работой, чему и посвятил себя Цион. На этот раз он направился вместе с братом (тоже врачом) в берлинскую лабораторию, к Дюбуа-Реймону. Братья предполагали выяснить действие симпатических нервов на сердце.
Работа была неожиданно прервана приятным событием: Парижская академия наук решила отметить выдающееся открытие Ильи Фаддеевича Циона и Карла Вильгельма Фридриха Людвига первой Монтионовской премией.
Париж. Встречи с Клодом Бернаром и президентом Парижской академии наук Мареем, который в торжественной обстановке вручает премию Людвигу и Циону. И... прерванные исследования продолжаются. В 1867 году выходит из печати статья братьев Цион о действии возбуждения симпатических нервов на сердце. Раздражение этих нервов приводит к усилению и учащению сердечных сокращений.
Наконец лауреат Монтионовской премии первой степени, автор двух важнейших открытий века приват-доцент Цион, осененный уже мировой славой, возвращается в Петербургский университет.