Знакомство двух молодых ученых перешло в крепкую дружбу и многолетнее научное содружество. Одна из их совместных работ была удостоена премии имени академика Бэра. Здесь, в Италии, Мечников знакомится и с другими замечательными соотечественниками, в частности с И. М. Сеченовым.

Отзываясь о молодом Мечникове, И. М. Сеченов писал: «Из всех молодых людей, которых я знавал, более увлекательного, чем молодой Илья Ильич, по подвижности ума, неистощимому остроумию и разностороннему образованию, я не встречал в жизни. Насколько он был серьезен и продуктивен в науке, уже тогда он произвел в зоологии очень много и имел в ней большое имя, настолько же жив, занимателен и разнообразен был в дружеском обществе».

Сделав ряд крупных открытий в сравнительной эмбриологии, И. И. Мечников в 80-х годах XIX столетия вплотную подходит к созданию знаменитой фагоцитарной теории.

Оказалось, что белые кровяные шарики буквально пожирают болезнетворные микроорганизмы, проникающие в тело человека. Это навело ученого на мысль о том, что белые кровяные шарики защищают организм человека от инфекционных заболеваний.

Фагоцитоз И. И. Мечников рассматривал не только как средство борьбы с инородными включениями. Уже из первых своих наблюдений он сделал вывод, что фагоциты (т. е. белые кровяные шарики) захватывают и растворяют омертвевшие или ослабевшие клетки организма.

Однажды, изучая под микроскопом кровь столетней женщины, И. И. Мечников увидел нечто удивительное: крупные белые кровяные клетки, так называемые макрофаги, проявляли необыкновенную подвижность и затеяли подлинную борьбу, но с кем? Внимательно приглядевшись, И. И. Мечников увидел, что макрофаги окружали устаревшие клетки организма и целиком поглощали их. Таким образом, ученый понял, что макрофаги разрушают «благородные элементы организма», перерождая их в инертную соединительную ткань. Макрофаги, в течение всей жизни охраняющие организм, в старости ускоряют его гибель. Они «съедают» клетки половых желез, печени, сосудов, нервной системы.

Продолжая работать над теорией фагоцитоза, И. И. Мечников стремился доказать, что у пожилого человека снижаются умственные способности и расстраивается обмен веществ потому, что макрофаги нападают на стареющие клетки головного мозга, и те теряют способность к восстановлению. А это, в свою очередь, приводит к развитию атеросклероза и в конце концов к преждевременной смерти.

Но чем объяснить такое ослабление «благородных клеток»? Только ли тем, что человек зачастую сам себя отравляет никотином, алкоголем, другими ядами? Конечно, это отрицательно сказывается на здоровье. Но с другой стороны, непьющие и некурящие люди также преждевременно стареют.

Все дело, считал И. И. Мечников, в гнилостных бактериях, составляющих часть микрофлоры кишечника. Продукты их выделения и ослабляют здоровые клетки организма.

Как же нейтрализовать эти гнилостные микробы?

Давно было замечено, что долгожители включают в рацион своего питания кислое молоко. С древних времен в Египте считалось полезным для здоровья «лебен раиб» – кислое козье молоко. В Турции из кислого молока готовили особый напиток – ягурт. В России же всегда славилась простокваша. Калмыки, татары, киргизы предпочитают кумыс – кислое кобылье молоко, а вот арабы – сквашенное молоко верблюдицы.

И. И. Мечников для закваски молока выбрал так называемую болгарскую палочку. Молоко, заквашенное такой палочкой, ученый назвал лактобациллином. Он считал, что именно лактобациллин не только заселяет кишечник полезными микробами, но и воспрепятствует проникновению вредных.