Вирусы и вирусные болезни л я зильберберг читать

Но особо велика роль электронного микроскопа в вирусологии. Благодаря этому «оптическому чуду» ученые получили возможность увидеть вирусы, описать их форму, определить размеры, отличить различные вирусы друг от друга. Более того, электронный микроскоп позволил запечатлеть их на фото и кинопленку!

Первоначально, после открытия Д. И. Ивановского, ученые назвали эти сверхмельчайшие болезнетворные агенты фильтрующимися вирусами, поскольку основным их признаком считалась способность проходить через фарфоровые фильтры, задерживающие мельчайшие бактерии. Когда же выяснилось, что некоторые бактерии также могут проходить через свечи Шамберлена, их стали называть просто вирусами.

Из многочисленных современных определений вируса наиболее удачным представляется то, которое дал уже упоминавшийся выше профессор Уэндел Стенли. Американский ученый охарактеризовал вирус как нечто имеющее ничтожно малые размеры, способное проникать в организм и вызывать заболевания почти у всех живых существ и размножающееся только в живых клетках.

Что же это за «нечто»? Каковы они, эти «ничтожно малые размеры»? Какова форма вирусов? Из чего они построены? Как проникают в организм? Какие при этом заболевания вызывают? Какие разрушения производят в живых клетках? Ответы на эти и многие другие вопросы ученые смогли получить благодаря современным средствам научного исследования и прежде всего электронному микроскопу.

Немного об этом замечательном оптическом приборе.

Исключительно высокая разрешающая сила электронного микроскопа объясняется тем, что в нем в качестве освещающего луча используется поток электронов, имеющих меньшую длину волны, нежели любое другое излучение, применяемое в самых современных системах световых микроскопов. «Источником света» служит здесь электронная пушка, «лучом света» — поток электронов, «линзами» — электромагнитные катушки. Видимое изображение воспринимает и формирует не сетчатка нашего глаза, как это имеет место в световом микроскопе, а специальный флюоресцирующий экран или фотографическая пластинка.

Для того чтобы увидеть вирусы в электронный микроскоп, в качестве объекта исследования необходимо брать ткани, разрушенные или поврежденные вирусами в результате вызванного ими заболевания. Иными словами, вирусы можно обнаружить только там, где они уже успели проявить себя в качестве болезнетворных агентов. Чтобы случайно не спутать вирусы с какими-либо посторонними частицами, изучаемый препарат очищают от всевозможных загрязнений — кристалликоз соли и других так называемых «невирусных частиц».

В силу ряда причин, на которых мы не будем останавливаться, на электронных фотографиях вирусы кажутся темно-серыми, лишенными контраста тенями на светло-сером фоне. Для того чтобы подлежащие электронномикроскопическому изучению биологические объекты сделать более контрастными, в них добавляют соли тяжелых металлов (скопления атомов и молекул этих металлов повышают контрастность изучаемых объектов и, в частности, вирусов). Это называется «методом позитивного контраста».

При другом способе — «методе негативного контраста» — контрастирующее вещество не добавляется в изучаемый биологический объект, а окружает последний; будучи более плотным, оно создает темный фон, на котором вирусы становятся ясно различимыми.

Уместно остановиться еще на одном методе электронномикроскопического исследования — «напылении» биологических препаратов металлами. Частицы металла испаряются при помощи накаленной вольфрамовой иглы в вакууме. Если препарат держать в наклонном положении в отношении направления распыляемых частиц, то эти частицы осядут па объект и покроют его очень тонкой пленкой. Металл менее «прозрачен» для электронов, и поэтому он отбрасывает тень, позволяющую получать на препарате объемное изображение. На микрофотографиях, снятых с применением метода напыления, вирусные частицы, выступающие над поверхностью пленки, видны довольно отчетливо. Для напыления используются обычно хром, золото, уран, сплавы платины — металлы, не имеющие зернистости, которая может затемнить структурные детали изучаемых объектов.

Сказанное далеко не исчерпывает богатейший арсенал средств, используемых при электронномикроскопическом изучении вирусов и позволяющих определять их размеры и форму, топографию, внутреннюю и внешнюю структуры, судить о результатах поведения вирусов в живой клетке. К сожалению, электронная микроскопия дает возможность изучать вирусы только в тот период, когда они находятся в неактивном состоянии. Для визуального наблюдения за поведением активных вирусов наука пока еще не располагает необходимыми техническими средствами.

Честь открытия вирусов принадлежит нашему соотечественнику русскому ученому Дмитрию Иосифовичу Ивановскому. С его работами связано и возникновение новой отрасли биологии — вирусологии.

Д. И. Ивановский родился 28 октября 1864 года. Окончив в 1883 году гимназию, он поступил на естественно-историческое отделение физико-математического факультета Петербургского университета, где в тот период преподавали такие корифеи мировой науки, как И. М. Сеченов, Д. И. Менделеев, В. В. Докучаев, А. Н. Бекетов.

Время обучения Д. И. Ивановского в Петербургском университете характеризуется бурным расцветом естественных наук в России. Особенное развитие в тот период получила сравнительно новая дисциплина — микробиология.

«Теперь я засел за литературные студии микробного мира, — писал в 1883 году выдающийся русский врач С. П. Боткин, — микробы начинают одолевать старого человека в буквальном смысле этого слова: на старости лет приходится ставить свои мозги на новые рельсы»[1]

Об огромных перспективах, открываемых микробиологией перед наукой, писал в тот период и гениальный физиолог И. П. Павлов: «Лишь с открытием болезнетворных организмов развернулась перед экспериментаторами вся область патологической физиологии»[2].

Естественные науки пользовались популярностью не только среди ученых. «Все русское образованное общество, — пишет Н. А. Максимов, — было захвачено горячим увлечением естественными науками, от которых ожидали способствования не только формированию правильного мировоззрения, но даже и обновления всего политического и общественного строя»[3].

«Горячим увлечением естественными науками» были захвачены и непосредственные учителя Ивановского по Петербургскому университету ботаники А. Н. Бекетов и А. С. Фаминцин, основоположники новой для того времени науки — физиологии растений. Они сумели воспитать у способного юноши стремление и любовь к научному поиску. Еще студентом Ивановский обнаружил качества будущего ученого.

…Таинственное заболевание — мозаика табака — многие годы опустошало табачные плантации юга России. Желая помочь табаководам, Петербургское общество естествоиспытателей направило на юг для изучения этого заболевания наиболее способных студентов-ботаников — Д. И. Ивановского и его товарища В. В. Половцева. Так, за год до окончания университета Д. И. Ивановский приступил к исследованиям, которым он посвятил впоследствии 15 лет и результаты которых принесли ему мировую известность.

Выезжая на протяжении нескольких лет подряд в южные районы России — Крым, Украину, Бессарабию, Ивановский внимательно изучал природу табачной мозаики. Ему было ясно, что болезнь эта заразна: если сок больного растения вводился в жилку листа здорового табака, то через несколько дней на поверхности листьев зараженного растения появлялись признаки заболевания — бледно-желтые пятна (некрозы).

Изучение табака

Мы уже говорили о том, что время, когда Ивановский производил свои исследования табачной мозаики, было временем всеобщего увлечения микробиологией. Неудивительно, что молодой ученый прежде всего занялся поисками микроба — возбудителя табачной мозаики. Многие месяцы провел Дмитрий Иосифович за микроскопом, пытаясь рассмотреть в пораженных участках листьев и в соке больных растений болезнетворный микроб. Результаты оказывались самыми неутешительными: найти возбудителя табачной мозаики не удавалось. Тогда ученый пошел по другому пути: если нельзя обнаружить возбудителя на листьях и в соке, может быть, удастся вырастить его культуру на искусственных питательных средах? И снова поиски, снова эксперименты… Сок больного табака высевается в самых различных питательных средах. Безрезультатно!

«Все эти опыты, потребовавшие массу времени и труда, дали отрицательный результат; микроорганизм, очевидно, не способен расти на искусственных субстратах», — делает вывод Д. И. Ивановский.

Но, может быть, табачную мозаику вызывают не сами микробы, а выделяемые ими яды — токсины? Ученому были знакомы труды выдающегося французского бактериолога Эмиля Ру, который впервые на примере дифтерийных бактерий доказал болезнетворное действие токсинов. Дмитрий Иосифович процеживает сок больного растения через специальный фарфоровый фильтр, так называемую «свечу Шамберлена», способный задерживать самые мельчайшие микробы, пропуская при этом их токсины. Процеженный через фильтр и полностью освобожденный от бактерий сок больного табака Д. И. Ивановский втирает в листья здорового растения. Заболевание наступает точно в положенный срок!