Луи пастер и его теория о болезни

До середины 19 века у медиков не было единого мнения о механизме возникновения инфекционных заболеваний. Сторонники традиционных взглядов придерживались точки зрения, что болезни связаны с нарушениями равновесия жидкостей в организме. Другая группа ученых предполагала, что заболевания связаны с попаданием в организм не видимых глазу микроорганизмов.

Луи Пастер. Источник изображения: gettyimages.com

Сторонников новых взглядов возглавлял Луи Пастер, который шел собственным оригинальным путем. В 1854 году ученый занимал пост профессора химии в Лилле. Главное направление деятельности университета было направлено на оказание практической помощи промышленности города. Сам Пастер занимался практическим изучением брожения, которое было весьма важно для местных виноделов. В процессе изучения профессор пришел к выводу, что брожение обусловлено воздействием на виноградный сок микроорганизмов, которые в качестве пищи используют содержащийся в соке сахар. Спирт, по мнению ученого, являлся побочным продуктом их жизнедеятельности. Специалисту стало понятно, что брожение есть процесс биохимический, а не просто химический как раньше считалось, и он невозможен без наличия микроорганизмов, в частности дрожжей.

Французский химик и микробиолог Луи Пастер. Источник изображения: britannica.com

Еще одним важным открытием, совершенным для виноделов Луи Пастером было обнаружение, что нагревание резко увеличивает срок хранения вина. Это послужило основой пастеризации и привлекло новые деньги в университет от местных дельцов. Сам ученый объяснял увеличение срока хранения жидкости тем, что при воздействии повышенной температуры находящиеся в вине микроорганизмы погибают, и процесс брожения (который привел бы к появлению уксуса) вовремя прекращается.

Пастер пошел дальше и осознал, что именно микроорганизмами вызываются многие нежелательные процессы в человеческом теле. В 1865 году во Франции разразилась эпидемия среди шелковичных червей. Шелковая промышленность несла огромные убытки, за помощью фабриканты обратились к Луи Пастеру. Профессору удалось обнаружить паразитов (видимых только в сильные микроскопы), которые поражали самих шелковичных червей и загрязняли листья тута.

Луи Пастер в его лаборатории. Источник изображения: wellcomecollection.org

После размышлений Пастер пришел к выводу, что единственный вариант спасти шелковую промышленность страны, это уничтожение всех зараженных особей и тутовых деревьев. Для промышленности следовало взять новые партии здоровых шелковичных червей и их выкорм производить исключительно незараженной пищей. Условия были тяжелые, но промышленники подчинились. Время показало справедливость ученого. Пастер понял, что верно для одного, будет справедливо и для другого. Он осознал, что болезни могут передаваться не только между червями, но и между людьми — при поцелуях, кашле, чихании, зараженной пище.

А в это время в столице Австро-Венгерской империи успешно трудился врач венгерского происхождения Игнац Филипп Земмельвейс. Не будучи знаком с учением Пастера о микроорганизмах, венгр обратил внимание на высокую смертность рожениц в венских родильных клиниках. Это было тем более удивительно, если учесть, что смертность дам рожавших дома была незначительно, хоть им в родах помогали необразованные повивальные бабки.

Земмельвейс предположил, что в высокой смертности в клиниках повинны медики и студенты, приходившие в палаты прямо после аутопсии и исследования тел погибших людей даже не вымыв руки.

Источник изображения: nextews.com

Земмельвейс потребовал, чтобы коллеги в обязательном порядке перед посещением рожениц мыли руки, после этого количество заболевших и летальных исходов резко сократилось. Но австрийские врачи возмутились самоуправству какого-то венгра и добились его отставки. Спокойствие вернулось в столичные клиники вместе с резко выросшей смертностью. Смерть Земмельвейса не дала ему дождаться признания.

А Луи Пастер успел сказать свое слово во время Франко-Прусской войны. Ему удалось убедить медиков перед операцией не только мыть руки, но и кипятить хирургические инструменты, а также держать бинты над паром. Многие солдаты своей жизнью оказались обязаны лилльскому профессору.

Пастер начал изучать холеру у домашней птицы. Практически случайно он обнаружил, что если колонию микроорганизмов долго выдерживать, то ее вирулентность резко уменьшается. Он попробовал использовать ослабленные микроорганизмы для вакцинации, и это блестяще удалось, подтвердив все положения Пастера. Затем последовали создание французом вакцин против сибирской язвы и бешенства, которые принесли Пастеру мировую славу и полностью подтвердили его инфекционную теорию.

Портрет Луи Пастера на обложке французского журнала. Источник изображения: Photos.com

Ну а работы Роберта Коха и Джозефа Листера в области инфекционных заболеваний окончательно убедили колеблющихся. Микробная теория инфекционных болезней получила всеобщее признание.

В середине XIX века среди медиков разгорелся спор о происхождении инфекционных заболеваний. Представители одного лагеря защищали старую точку зрению, что причина заболевания — нарушение равновесия в организме, возможно обостренное внешними воздействиями. Им противостояла группа ученых, отстаивавших революционное представление, согласно которому инфекционные заболевания возникают в результате внедрения в тело микроорганизмов.

Новое течение возглавлял французский ученый Луи Пастер. В своих исследованиях он шел не таким путем, как все. В 1854 году он был профессором химии в Лилле, где деятельность университета была направлена в основном на помощь местной промышленности. Пастер изучал процесс брожения, который, безусловно, очень важен для получения вина. Он пришел к заключению, что брожение вызвано микробами, которые питаются сахаром, содержащимся в виноградном соке, и производят в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности спирт. Пастеру стало ясно, что брожение — это биохимический процесс, а не просто химический, как считали многие, и этот процесс невозможен без микроорганизмов, а именно дрожжей.

Пастер также обнаружил, что нагревание способствует более длительному хранению вина. Оно убивает микробов, которые в противном случае запустили бы дальнейшие реакции, приводящие к порче вина. Этот принцип лег в основу пастеризации, до сих пор применяющейся в молочной промышленности большинства стран мира для предохранения молока от скисания.

Подобно многим своим современникам, Пастер предчувствовал, что между процессом брожения и болезнетворным процессом в организме человека должно быть нечто общее. В конце XIX века представление о том что, заболевание, подобно брожению, вызывается микроорганизмами, уже имело немало сторонников, и количество доказательств в пользу этой точки зрения все возрастало. Пастер смог показать, что болезнь, нанесшая огромный ущерб шелковичным червям во Франции, имела бактериальное происхождение. В 1860-е годы английский хирург Джозеф Листер (Joseph Lister, 1827–1912), разделявший представления Пастера, с их помощью продемонстрировал преимущества антисептической хирургии, а немецкий бактериолог Роберт Кох (Robert Koch, 1843–1910) добился успеха в обосновании бактериального происхождения сибирской язвы — болезни крупных животных (которой иногда болеет и человек). Пастер показал, что сибирская язва может передаваться даже с сильно разбавленной кровью, но не передается с кровью, пропущенной через фильтр (процесс фильтрования приводит к удалению бактерий). Вскоре он обнаружил, что микробы вызывают и ряд других заболеваний, включая родильную лихорадку (послеродовой сепсис), которая в то время была основной причиной смертности среди женщин. Пастер даже навлек на себя гнев медиков, установив, что врачи сами распространяют это заболевание, переходя от одной роженицы к другой.

Впоследствии Пастер, изучая холеру домашней птицы, обнаружил (почти случайно), что после длительного выдерживания вирулентность микроорганизмов снижается. Такие ослабленные микроорганизмы стали использоваться в качестве вакцины. Затем последовало создание вакцины против сибирской язвы, а также против бешенства — эта вакцина принесла Пастеру известность. Еще до смерти Пастера в 1895 году микробная теория инфекционных заболеваний была признана в научных и медицинских кругах.

К пятидесятилетию со дня смерти

В Париже, на улице Дюто, в невысоком скромном здании, обнесенном чугунной оградой, расположен Пастеровский институт — одно из интереснейших научных учреждений мира. Институт создан по плану великого ученого, имя которого носит. Он выстроен в последние годы жизни Пастера на средства, собранные путем международной добровольной подписки. Пастеровский институт является центром микробиологической науки Франции и сыграл исключительную роль в развитии этой науки. В его стенах работали лучшие французские бактериологи, а также многие выдающиеся исследователи из других стран, в том числе и русские ученые. Всемирно известный русский зоолог и микробиолог Илья Ильич Мечников был одно время Научным руководителем этого Института. Здесь еще при жизни самого Пастера, учился бактериологическому мастерству ныне почетный член Академии Наук СССР Н. Ф. Гамалея.

Великий ученый навсегда, даже после смерти остался в своем Институте. В первом этаже, в небольшой часовне находится его гробница. Над входом надпись: «Здесь покоится Пастер», а по сторонам два даты: «1822» и «1895» — годы рождения и смерти этого замечательного человека! Внутри, на мраморных стенах отмечены важнейшие этапы деятельности Луи Пастера и годы его открытий: 1848 — молекулярная асимметрия. 1857 — ферменты, 1862 — так называемое, самозарождение, 1863 — наблюдения над вином, 1865 — болезни шелковичных червей, 1871 — наблюдения над пивом, 1877 — заразные болезни, 1880— предохранительные прививки, 1885 — профилактика бешенства. Этот короткий хронологический перечень отражает историю творческой жизни великого ученого.

Сын кожевника из Арбуа, небольшого города на востоке Франции, и правнук крепостного крестьянина, Луи Пастер начал свою научную деятельность с изучения теоретических вопросов химии и химической кристаллографии. Еще будучи студентом Нормальной школы в Париже, он начал свои исследования двух добываемых из винного камня кислот — виннокаменной и виноградной. Эти две кислоты, сходные по своему химическому составу, отличаются одной особенностью: соли первой из них вращают плоскость поляризации вправо, тогда как соли второй оптически недеятельны. Изучая причины этого явления, Пастер установил, что при кристаллизации двойной аммониево-натриевой соли виноградной кислоты выделяются два вида кристаллов, отличающиеся друг от друга наличием крошечных площадок или граней, ускользавших раньше от внимания исследователей. Эти площадки были лишь на одной плоскости кристалла и обусловливали их неполную симметрию: иногда они находились на левой, а иногда на правой стороне. Пастор собирал отдельно кристаллы этой соли с гранями на левой стороне и кристаллы с гранями на правой стороне. Из тех и других кристаллов он выделил свободную кислоту. Оказалось, что раствор первых кристаллов вращает плоскость поляризации влево, а раствор вторых — вправо.

Таким путем впервые в истории химии было искусственно получено оптически деятельное вещество из недеятельного исходного материала. Раньше же считалось, что образование оптически деятельных веществ может происходить только в живых организмах. Оптическую деятельность правой и левой виннокаменных кислот Пастер объяснил асимметрией их молекул. Таким образом, в науку было внесено понятие о молекулярной асимметрии.

Разрабатывая далее свой метод искусственного расщепления химических соединений, Пастер использовал действие плесневых грибков. Это послужило началом его последующих работ над микробами. Так, чисто химическое исследование содействовало созданию одной из важнейших отраслей биологии — микробиологии. Создания этой науки неразрывно связано с именем Пастера. В чем кроется причина заразных болезней, как зараза передается человеку — это стало понятно лишь тогда, когда гениальный ум Пастора раскрыл тайну движущей силы брожения и направил развитие науки по совершенно новому пути.

В допастеровскую эпоху, т. е. 60—70 лет тому назад, человечество имело весьма туманное представление о том, что такое заразные болезни. Были известны тяжелые эпидемии холеры, оспы, чумы, которую народ прозвал «черной смертью»; они уносили в могилу миллионы людей. Были известны многие другие повальные болезни, но каковы причины, их вызывающие, и каковы должны быть меры борьбы с ними, — этого никто не знал. Насколько была бессильна в то время практическая медицина, можно видеть, из примера Крымской войны 1854 г. Во французской армии, насчитывавшей более 300 000 солдат, было убито около 10 000, а от болезней и от заразных осложнений ран умерло 85 000 человек. Другими словами, в армии, набранной из самых здоровых и выносливых мужчин, пало жертвами болезней более четверти всего состава. На несовершенство хирургии того времени указывает громадная смертность от гнойных осложнений ран. Например, при ампутации бедра погибало 92% оперированных. Главной причиной таких ужасных потерь было незнание тех правил гигиены, которые кажутся нам теперь самыми элементарными.

К 35 годам жизни Луи Пастер был уже известным ученым. К этому времени относятся его работы, посвященные биологической теории брожения. Были установлены с безупречной точностью факты, показывающие, что все процессы брожения — это не простые химические явления, как считалось ранее, а результат воздействия микроорганизмов. Рядом блестящих исследований Пастер установил механизм разнообразных форм брожения, где действующим началом оказались живые существа ничтожно малой величины, принадлежащий или к дрожжевым грибкам или к бактериям.

Позже, при изучении процессов гниения, Пастер показал, что они тоже обусловлены жизнедеятельностью микробов. Он понял и то огромное значение, которое имеют микроорганизмы и в превращении сложных белковых веществ в первобытное состояние. «Если бы микроскопические существа исчезли с поверхности земли, то она быстро загромоздилась бы мертвыми органическими отбросами и всякого рода трупами животных и остатками растений, — писал Пастер. — Без их участия жизнь вскоре прекратилась бы, так как работа смерти осталась бы незавершенной».

Откуда же берутся эти микроорганизмы, играющие столь большую роль в природе, каково их происхождение?

Последующие классические исследования Пастера дали ясный ответ на этот вопрос. Было доказано, что не существует самозарождения микроорганизмов, что всюду, где мы находим микроорганизмы, они были занесены извне. Оказалось, что вполне во власти человека не только вызвать, но и предотвратить любое из явлений брожения или гниения. Оказалось, что существуют микроорганизмы, которые могут быть, использованы человеком, например для превращения сусла в спирт, спирта в уксус. Существуют также микроорганизмы вредные, т. е. вызывающие заразные болезни.

Эти замечательные открытия Пастера не только нашли практическое применение в промышленности и сельском хозяйстве, но они озарили новым светом всю медицину и положили начало новой науке, изучающей микроорганизмы — микробиологии.

Знаменитый английский хирург, Джозеф Листер, поняв всю глубину идей своего современника Пастора, сделал из них следующий практический вывод: если гнойные осложнения ран зависят от действия попавших извне, из воздуха микроорганизмов, то, значит, для успешного лечения нужно препятствовать попаданию микробов в рану. Так был введен в хирургию новый метод лечения ран, названный безгнилостным или антисептическим методом, сменившийся потом более совершенным — асептическим. Асептический метод заключается в соблюдении строгой чистоты и в соблюдении условий, строго препятствующих проникновению заразы, т. е. микроорганизмов, из окружающей среды. «Позвольте мне, —писал Листер Пастору, — от всего сердца поблагодарить Вас за то, что Вы своими блестящими исследованиями открыли мне глаза на существование гноеродных микробов и тем самым дали возможность успешно применить антисептический метод в моей работе. Если Вы когда-нибудь приедете в Эдинбург, то, я уверен, что в нашей больнице Вы получите истинное удовлетворение, увидев, в какой высокой степени человечество облагодетельствовано Вашими трудами».

Пастер заинтересовался вопросами медицины, изучая процессы заражения и гниения. Особенно занимала его внимание мысль о неповторяемости некоторых заразных болезней. В чем причина иммунитета, т. е. способности организма противостоять действию заразных заболеваний?

В 1880 г., занимаясь исследованием болезни кур — куриной холеры, он открыл замечательной свойство возбудителя этого заболевания — не только вызывать болезнь, но и создавать иммунитет против нее. Если искусственная разводка или, как говорят, культура микроба стала менее ядовитой вследствие длительного ее хранения вне организма, то она способна вызывать лишь слабую форму заболевания. Но после этого создается невосприимчивость — иммунитет к заражению даже самой сильной культурой микробов данной болезни. Так был найден способ приготовления прививок, или вакцин, т. е. материала для прививок, предохраняющих от заразных болезней.

Хотя Пастору в это время было уже 58 лет, но именно теперь начался период самых выдающихся его открытий. За открытием вакцины, иммунизирующей против куриной холеры, последовали опыты по изучению сибирской язвы. Сибирская язва — тяжелая, часто смертельная болезнь домашнего скота, иногда поражающая и человека, — приносила в ту пору громадные убытки скотоводческим хозяйствам. Вооруженный своим блистательным методом ослабления возбудителей заразной болезни и применения их для прививок, Пастер после многочисленных лабораторных опытов приступил к изготовлению вакцины против сибирской язвы. После упорной и кропотливой работы Пастеру удалось найти условия, при которых микробы сибирской язвы теряют свою ядовитость, и приготовить вакцину. Она была проверена в знаменитом публичном опыте на ферме Пулье-Ле-Фор, весной 1881 г. Получив в свое распоряжение 60 овец и коров, Пастер половине из них сделал, несколько предварительных прививок и затем, в присутствии многочисленных зрителей, заразил и привитых и непривитых животных сибирской язвой в ее самой смертельной форме. Все присутствующие были предупреждены, что через 48 часов тридцать животных должны умереть, а остальная половина — предварительно привитые животные — останутся целыми и невредимыми. Предсказание исполнилось буквально. Собравшимся в Пулье-Ле-Фор представилась такая картина: 22 овцы лежали мертвыми, 2 умерли на глазах зрителей, а остальные 6 животных погибли к концу дня; 30 привитых остались живы и здоровы.

Эффект этого опыта был исключительный. Газеты всего мира отметили небывалый успех Пастера. Разработанный им метод прививок получил полное признание.

Вслед за своей победой над сибирской язвой Пастер пошел вперед по намеченному пути. Теперь он взял на себя новую, очень трудную задачу — отыскать микроб бешенства. Одно имя этой болезни, всегда смертельной для человека, внушало ужас. Медицина не знала никаких средств борьбы с бешенством, и было хорошо известно; если человека укусит бешеный волк или собака и он заболеет, то спасения нет, укушенный должен погибнуть в тяжких мучениях водобоязни.

Долгие напряженные поиски на этот раз ни дали обычного результата. Микроба бешенства не удавалось найти ни у больных людей, ни у больных животных. Теперь мы знаем, что возбудителя этой болезни нельзя увидеть под микроскопом, он принадлежит к категории так называемых фильтрующихся вирусов и может быть обнаружен лишь специальными методами исследования, неизвестными во времена Пастера. Тем более кажется великим дар предвидения Пастера: не найдя микроба, вызывающего водобоязнь, он не прекратил своих исследований и путем остроумнейших опытов и логических умозаключений открыл способ борьбы с бешенством.

При изучении больных бешенством собак удалось обнаружить, что вместилищем заразы является нервная система — головной и спинной мозг. Если взять кусочки нервной ткани, размельчить их и затем при помощи шприца ввести под черепную кость здоровому животному то у него разбивается типичное бешенство. Таким образом, можно вызывать болезнь по воле экспериментатора. Следуя дальше своему принципу ослабления заразного начала с последующим его использованием для создания иммунитета, Пастор нашел способ ослаблять и страшный яд бешенства. Его талантливые помощники Ру и Шамберлан извлекали спинной мозг у погибшего от бешенства кролика и затем высушивали его в течение 14 дней в стеклянной банке. Так было приготовлено 14 сортов высушенного яда бешенства, обладающего разной силой, начиная от почти безвредного и кончая ядом одной дневной сушки, способным убить невакцинированную собаку. Но если впрыскивать собакам последовательно эти 14 порций, начиная от самой слабой, и после этого привитых животных заразить смертельным ядом бешенства, привитые собаки не заболеют.

После тщательного контроля этих опытов комиссия французской Академии наук пришла к следующему выводу: «если собака иммунизирована постепенно усиливающимися дозами ядовитого спинного мозга бешеных кроликов, она уже никогда не может заболеть бешенством».

Победа, казалось, была в руках Пастера, но необходимо было решить еще другой вопрос. Можно ли такими прививками, спасти от заболевания не только до проникновения заразы, но и после укуса бешеного животного? Иными словами, можно ли не только предупреждать болезнь, но и излечивать ее? И этот вопрос был вскоре решен. Яд бешенства действует медленно. От момента укуса до появления первых признаков болезни проходит несколько недель, а иногда и месяцев. Поэтому оказалось возможным вдогонку этому смертельному яду, медленно двигающемуся к центральной нервной системе, послать яд ослабленный, но с более быстрым действием. Он опережает сильный яд и подготавливает нервную систему, делая организм неуязвимым.

Эта смелая и гениальная мысль Пастера была блестяще осуществлена и подтверждена многочисленными опытами. Но опытов на животных, как бы хороши они ни были, еще не достаточно для суждения о пользе прививок для человека, И вот 4 июля 1885 г. было сделано первое впрыскивание ослабленного яда бешенства человеку. Это был девятилетний Иозеф Мейстер, несчастный мальчик, жестоко искусанный бешеной собакой. День за днем первый пациент получил все 14 прививок. Прививки спасли мальчика от смертельного заболевания.

В это время Пастеру было 63 года. Это была вершина его научной деятельности и славы; Имя его стало достоянием всего человечества.

Велики заслуги Пастера перед наукой, и невозможно в кратком очерке передать все значение сделанных им открытий. Микробиология, основоположником которой он по праву считается, развилась теперь в обширную самостоятельную отрасль естественных наук, играющую исключительно важную роль не только в медицине, но и в ветеринарии и в сельском хозяйстве.

В медицине труды Пастера, как мы уже видели, имеют огромное значение для развития хирургии и для борьбы с заразными болезнями. Современная иммунология, т. е. учение о невосприимчивости к заразным болезням, всецело опирается на открытый Пастером метод иммунизации: использование ослабленных в своей ядовитости болезнетворных микроорганизмов для прививок, предохраняющих от заражения. Разработанный Пастером способ предохранения от бешенства избавил человечество от ужасов этой страшной болезни. Во всем мире организованы специальные учреждения, так называемые пастеровские станции, где готовят материал для прививок против бешенства. Интересно вспомнить, что вторая в мире пастеровская станция, после парижской, была организована в России, русскими учеными И. И. Мечниковым и Н. Ф. Гамалея.

Велико значение Пастера в медицине еще и потому, что он широко ввел в изучение медицинских вопросов экспериментальный (опытный) метод исследования. Этот метод вооружил ученых тем точным знанием болезненных процессов, которое совершенно отсутствовало в допастеровскую эпоху, и принес к настоящему времени столько блестящих успехов.

Полувековая научная деятельность Пастера, полная напряженного труда и бесконечных исканий, прошла под знаменем творческой силы мысли и изумительного умения превращать свои идеи путем длинной серии опытов в неоспоримо доказанные факты. Он учил своих учеников: «Не высказывайте ничего такого, чего не можете доказать просто и несомненно. Преклоняйтесь перед духом критики. Сам по себе он не раскрывает новых идей и не побуждает к великим делам. Но без него ничто не прочно. За ним всегда остается последнее слово. Это требование, которое я вам предъявляю, а вы предъявите своим ученикам, — самое тяжелое, какое только можно предъявить исследователю, делающему открытия. Быть уверенным, что открыл важный научный факт, гореть лихорадочным желанием оповестить о том весь свет и спрашивать себя днями, неделями, порой годами; вступать в борьбу с самим собою, напрягать все силы, чтобы самому разрушить плоды своих трудов и не провозглашать полученного результата, пока не испробовал всех ему противоречащих гипотез — да, это тяжелый подвиг. Но, зато, когда после стольких усилий достигаешь полной достоверности, испытываешь одну из высших радостей, каких только доступны человеческой душе».

Жизнь Пастора — прекрасное подтверждение его слов. Преданность науке и самоотверженность были великолепными чертами его характера. «В самый разгар одной и?