Полтора века спустя греческий врач Гален считал, что вредное скопление одного из четырех гуморов в организме создает четыре основных симптома воспаления, которые впервые описал Цельс: rubor (покраснение), tumor (опухоль), calor (жар) и dolor (боль). Эта идея сохранялась вплоть до XIX века. Хотя эти античные ученые впервые увидели, почувствовали и записали проявление одной из старейших болезней, известных человечеству, если не самой старой, они просто не могли понять всю ее многогранность. Под жаром, цветом и деформированной плотью скрывался целый неизведанный мир.
В то время идея о том, что все окружающее состоит из крошечных компонентов, невидимых человеческому глазу, была немыслима для большинства людей. Это скрывало истинную природу воспаления на протяжении веков. В начале же XVII века голландские производители очков начали экспериментировать с увеличительными стеклами. Они поместили несколько стекол в трубку и заметили нечто странное: увеличение было гораздо большим, чем давало любое отдельное стекло. Ученый Антони ван Левенгук разработал новые методы изготовления и использования настоящего микроскопа – портативного прибора с единственной линзой из маленького стеклянного шарика, отшлифованного и отполированного для получения увеличения около 270×, самого большого на тот момент. Когда в 1750-х годах была изобретена ахроматическая линза, которая позволила добиться еще большего увеличения, Вирхов поставил перед собой цель понять болезнь на клеточном уровне.
Появление микроскопа стало прорывом для понимания воспаления. Впервые в истории ученые смогли увидеть мельчайшие изменения в кровеносных сосудах и кровотоке вокруг воспаленных тканей.
В 1848 году на улицах Берлина вспыхнула революция, нарушив многолетнюю стабильность в Центральной Европе. Вирхов к тому времени был уже признанным врачом и часто выступал с лекциями, которые пользовались большой популярностью. Верный низшим классам, из которых он вышел, ученый боролся за улучшение медицинского обслуживания бедных, светские школы медсестер и независимость врачей. «Чтобы в полной мере выполнить свой долг, медицина должна оказывать влияние на социальную и политическую жизнь», – писал он. После подавления восстания консервативной аристократией многие либералы были вынуждены отправиться в изгнание, спасаясь от политических преследований. Вирхова уволили из «Шарите», и он осознал, что найти место для работы в Германии будет нелегкой задачей. Однако вскоре он получил письмо из небольшого баварского университета Вюрцбурга, расположенного на юге Германии, с предложением возглавить первую в стране кафедру патологической анатомии. Доктор собрал чемоданы, оставив позади суету и горькое разочарование Берлина.
В Вюрцбурге Вирхов был счастлив со своей новой женой Розой, которая понимала его «лучше, чем кто-либо другой». Там он провел семь самых творческих лет своей жизни, с удовольствием занимаясь клинической работой, исследованиями и преподавательской деятельностью. Он убеждал своих студентов «научиться видеть на микроскопическом уровне». На лекциях он выкатывал небольшой столик на колесиках – специальное приспособление для хранения микроскопов. В эти годы ученый изрек свое самое известное до сих пор высказывание: «Omnis cellula e cellula», или «Все клетки возникают только из ранее существовавших клеток». Как известно, первоначально клеточная теория была разработана учеными Теодором Шванном и Маттиасом Шлейденом в 1839 году. Используя микроскоп, они определили, что клетки являются базовыми единицами жизни. Вирхов же завершил классическую клеточную теорию своим объяснением процесса размножения клеток.
В 1858 году, за год до того, как Чарльз Дарвин опубликовал «Происхождение видов», Вирхов опубликовал свою эпохальную работу «Клеточная патология». Он описал новый способ понимания воспаления, переместив внимание с сосудов, видимых при вскрытии, на микроскопический мир клеток, что перечеркнуло умозрительные теории болезней и заложило основу современной медицины.
В исследованиях Вирхова впервые были рассмотрены клеточные изменения, лежащие в основе сопровождающих воспаление повреждений тканей, и в результате микроскопических наблюдений объяснены четыре основных признака, видимых невооруженным глазом: покраснение, отек, тепло и боль. Покраснение и тепло обусловлены усилением кровотока, а отек связан с тем, что ученые называют экссудацией: проницаемость стенок воспаленных кровеносных сосудов повышается, и воспалительные клетки, белки и жидкость просачиваются в поврежденные ткани для заживления полученных ран. Оставалось объяснить боль. Вирхов увидел лейкоциты, сгруппированные в местах воспаления, и пришел к верному выводу, что они играют важную роль, но детали оставались загадкой.