27 декабря родился Луи Пастер: Дон Кихот из Доля

Открытия приходят лишь к тем, кто подготовлен к их пониманию. Пастер, французский химик и микробиолог, был первым, кто успешно использовал вакцину против таких страшных болезней, как сибирская язва, холера и бешенство. Своими работами по изучению ферментации Пастер спас производителей пива, вина и шелка во Франции и в других странах; он же изобрел и процесс, названный впоследствии в его честь пастеризацией.

ПУТЬ

Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года в семье отставного французского солдата, владельца небольшого кожевенного завода в местечке Доль.

С успехом завершив обучение сначала в колледже в Арбуа, а затем в Безансоне, он получил степень бакалавра, а затем поступил в 1843 году в Высшую школу. Луи особенно увлекся химией и физикой.

Закончив Высшую школу в 1847 году, Пастер сдал экзамены на звание доцента физических наук. А спустя год защитил докторскую диссертацию. Тогда Пастер уже приобрел известность своими исследованиями в области строения кристаллов. Он открыл причину неодинакового влияния луча поляризованного света на кристаллы органических веществ.

В том же 1848 году Пастер стал адъюнкт-профессором физики в Дижоне. Через три месяца он занимает новую должность адъюнкт-профессора химии в Страсбурге. Пастер принимал активное участие в революции 1848 года. В 1854 году его назначают деканом факультета естественных наук в Лилле.

Пастер заметил, что асимметричные кристаллы встречаются в веществах, образующихся при брожении. В 1857 году Пастер доказал, что брожение - не химический процесс, как принято было тогда думать, а биологическое явление, являющеся результатом жизнедеятельности микроскопических организмов - дрожжевых грибков.Пастер нашел, что существуют организмы, которые могут жить без кислорода, и назвал их анаэробными. Представители их - микробы, вызывающие масляно-кислое брожение, размножаясь, вызывают прогорклость вина и пива.

В 1857 году Пастер вернулся в Париж в качестве вице-директора Высшей школы. В 1862 году его выбрали членом института по отделению минералогии, а через несколько лет постоянным секретарем института. В 1867-1876 годах он руководил кафедрой химии Парижского факультета.

В 1864 году Пастер приступил к изучению вопроса возникновения болезней вин. Результатом его исследований явилась монография, в которой Пастер показал, что «болезни» вина вызываются различными микроорганизмами, причем каждая болезнь имеет особого возбудителя. Для уничтожения вредных «организованных ферментов» он предложил прогревать вино при температуре 50-60°С. Этот метод впоследствие получил название пастеризации.

В 1874 году палата депутатов в признание выдающихся заслуг перед родиной назначила ему пожизненную пенсию в 12 000 франков, увеличенную в 1883 году до 26 000 франков. В 1881 году Пастер был избран в члены французской Академии.

Начав с разгадки «болезней» вина и пива, ученый всю свою дальнейшую жизнь посвятил изучению микроорганизмов и поискам средств борьбы с возбудителями опасных заразных болезней животных и человека.

Работы Пастера обнаружили ошибочность распространенного в медицине того времени взгляда, по которому любые болезни возникают либо внутри организма, либо под влиянием испорченного воздуха («миазмы»). Пастер показал, что болезни, которые называют заразными, могут возникать только в результате заражения, то есть проникновения в организм микробов из внешней среды.

В 1880 году Пастер нашел способ предохранения от заразных заболеваний введением ослабленных возбудителей, который оказался применимым ко многим инфекционным болезням.

Но, прежде чем метод прививок получил полное признание, Пастеру пришлось выдержать сильное сопротивление. Чтобы доказать правильность своего открытия, в 1881 году Пастер произвел массовый публичный опыт. Он ввел нескольким десяткам овец и коров микробы сибирской язвы. Половине подопытных животных Пастер предварительно ввел свою вакцину. На второй день все невакцинированные животные погибли от сибирской язвы, а вакцинированные не заболели и остались живы. Этот опыт, произведенный на глазах у многочисленных свидетелей, был триумфом ученого.

Пастер разработал способ прививок против бешенства, употребляя для этого высушенный особым образом мозг зараженных бешенством кроликов. 6 июля 1885 года он впервые успешно испробовал вакцину на человеке.

В 1889 году Пастер сложил с себя все обязанности, чтобы отдаться организации и заведованию института его имени. Лондонское королевское общество присудило ему две золотых медали в 1856 и 1874 годах; Французская академия наук присудила ему премию за работу над вопросом о самозарождении.

В 1892 году торжественно праздновалась семидесятилетняя годовщина рождения ученого, а 28 сентября 1895 года Пастер скончался в Вилденеф-Летан, около Парижа.

ДОН КИХОТ

Темой первой работы Луи Пастера, обратившей на себя внимание, послужило исследование винных кислот. Пастер показал, что оптическая деятельность правой и левой винной кислот стоит в связи с различием в их кристаллической форме; вместе с тем ему удалось разложить виноградную кислоту на правую и левую винные кислоты и таким образом правильно объяснить ее природу и ее оптические свойства. Оптическую активность правой и левой винных кислот Пастер свел на дисимметрию их молекул.

Эта первая работа Пастера имела важные результаты. Во-первых, в науку введено было понятие о молекулярной дисимметрии. Через 25 лет (в 1874 г.) после этих работ Пастера возникло новое учение, стереохимия, т. е. учение о пространственном расположении атомов в частице, в основании которого лежит понятие о несимметричном атоме углерода: эта идея коренится в первой работе Пастера. Во-вторых, Пастер указал способы для разделения оптических изомеров, нашедшие себе применение в науке: действие низших организмов, получение соединений с другими оптически деятельными телами. При выяснении своего учения об оптических изомерах Пастер высказал широкое и оригинальное обобщение относительно значения дисимметрии в природе. Результатом действия дисимметрических сил в организмах (клеточная дисимметрия) являются оптически деятельные тела, образование которых, по мнению Пастера, невозможно в лабораторных условиях. Однако, дальнейшие научные исследования показали, что дедукция Пастера не верна.

В настоящее время лабораторным путем получено много оптически деятельных продуктов из простейших веществ, лишенных оптической деятельности. Во всяком случае, руководясь своей идеей, Пастер нашел несколько ценных фактов: например, он показал ошибку Дессеня, утверждавшего, что ему удалось получить аспарагиновую и яблочную кислоты, вполне тождественные с находящимися в природе; руководясь ею же, Пастер пришел к мысли попробовать действие организованных существ на оптически деятельные тела; это привело его впоследствии к вопросу о брожениях. К указанному же периоду относятся еще несколько чисто химических работ Пастера: над обыкновенным амиловым спиртом и др. Вслед затем он обращает свои исследования на явления брожения.

В 1857 г. появляется его работа, в которой Пастер целым рядом остроумных и точных опытов доказывает, что спиртовое брожение сахара есть процесс, тесно связанный с жизнедеятельностью дрожжевых грибков, которые питаются и размножаются на счет бродящей жидкости. Не весь сахар при брожении превращается в спирт и углекислоту, а часть его тратится на постройку дрожжевых клеток и на образование побочных продуктов - глицерина и янтарной кислоты. При выяснении этого вопроса Пастеру предстояло опровергнуть господствовавший в то время взгляд Либиха на брожение, как на механико-химический акт. Ферменты, по мнению Либиха - легко распадающиеся органические тела, разложение которых попутно вызывает распадение бродящей жидкости. Особенно убедительны были опыты Пастера, произведенные с жидкостью, содержащей чистый сахар, различные минеральные соли, служившие пищей бродильному грибку, и аммиачную соль, доставлявшую грибку необходимый азот. Грибок развивался, увеличиваясь в весе; аммиачная соль тратилась. По теории Либиха, надо было ждать уменьшения в весе грибка и выделения аммиака, как продукта разрушения азотистого органического вещества, составляющего фермент. Вслед за тем Пастер показал, что и для молочного брожения также необходимо присутствие особого фермента, который размножается в бродящей жидкости, также увеличиваясь в весе, и при помощи которого можно вызывать ферментацию в новых порциях жидкости. Изучение масляного брожения привело к открытию важного факта в микробиологии: Пастер показал, что микробы масляного брожения (вибрион масляный, vibrion butirique) могут развиваться только в отсутствии воздуха. Этот факт дал возможность установить два типа бактерий: аэробных, требующих для своей жизни воздуха, и анаэробных - развивающихся в его отсутствии. Изучая условия различных брожений, Пастер разрабатывает методы исследования, приготовление культур, нужных для развития ферментов, и вполне овладевает этими бесконечно малыми существами, которые в его руках становятся уловимыми и доступными исследованию.

В 1853 г. Пуше представил в Парижскую Академию наук работу, содержащую совокупность данных, подтверждавших, по его мнению, с несомненностью, возможность самозарождения. Ввиду этого Академия объявила премиальную тему: «Пролить удачными опытами новый свет на вопрос о самозарождении». Пастер решил работать над этим вопросом, хотя Биo и Дюма отговаривали его от этого. Ему удалось доказать, что всякий раз, когда при опыте была устранена всякая возможность проникновения зародышей в способную изменяться жидкость (растительный или животный настой, отвар сена, мяса), последняя оставалась неизмененной. Фильтруя атмосферный воздух через пироксилиновый фильтр, растворяя фильтр в смеси спирта и эфира и исследуя под микроскопом остающуюся атмосферную пыль, Пастер показал, что этой пылью можно вызывать различные брожения и изменения в легко изменяющихся жидкостях. Сторонники самозарождения утверждали, что кислород является возбудителем жизни в жидкостях, способных легко изменяться. Пастер оставлял такие жидкости в баллонах, снабженных открытыми узкими изогнутыми горлами, по которым мог диффундировать воздух и показал, что жидкости могут долго сохраняться в этих условиях, так как зародыши, попадающие из воздуха, остаются на стенках горла.

Пастер дал методы более верной стерилизации, показав, что иногда недостаточно нагревать вещество до 100°, чтобы убить в нем всех зародышей, но что приходится нагревать до 105°, 110° и даже выше. Пуше говорил, что если принять мнение Пастера для объяснения различного рода изменений, какие можно наблюдать и которые легко объясняются по гипотезе самозарождения, то в каждом пузырьке воздуха должно бы быть такое количество зародышей, что «он оказался бы плотнее железа». Пастер опытным путем вполне отчетливо ответил на поставленный Пуше вопрос о распределении зародышей в атмосфере. Он брал 20-40 запаянных баллонов с прокипяченной стерилизованной жидкостью, переносил их в местность, где хотел определить, насколько воздух богат зародышами, и вскрывал их там. Наружный воздух входил при этом в баллоны. Затем Пастер быстро запаивал баллоны, устраняя все посторонние факторы, которые могли бы занести зародышей. По числу баллонов, в которых с течением времени жидкость мутилась, можно было судить о содержании зародышей в исследуемом воздухе. Подобные опыты были произведены Пастером в различных местностях и подтвердили предположения, которые можно было сделать априорно. Оказалось, что воздух сырых и низких мест богат микроорганизмами, на-против воздух горных местностей, особенно ледников, где очень слаба органическая жизнь, содержит наименьшее их количество. Пастер предложил повторить эти опыты перед комиссией, прося и Пуше со своей стороны сделать то же самое. Пуше и его сторонники отказались, а опыты Пастера, проделанные перед комиссией, удались. Работы Пастера по вопросу самозарождения имели громадное значение для развития и применения антисептических методов в хирургии. Английский хирург Листер, которому антисептика обязана правильной постановкой, писал Пастеру, что в выработке антисептических методов он руководствовался его работами. Во всех работах Пастера можно видеть тесную связь между теоретической стороной исследуемого им вопроса и практическим применением полученных выводов.

Пастер всегда спешил перейти от вывода к практике, от теории к жизни. Изучив причины алкогольного, масляного и молочного брожения, освоившись с новыми методами исследования самопроизвольного зарождения, он далее переходит к вопросам, имеющим важное промышленное значение - к изучению условий образования уксуса и к изучению болезней вина. Юстус Либих - немецкий химик, знакомый со способами фабрикации уксуса в Германии, объяснял превращение спирта в уксус непосредственным окислением спирта под влиянием кислорода воздуха на стружках, которые применяются при этом и которые играют, по мнению Либиха, роль пористого тела, сгущающего воздух, подобно губчатой платине. Пастер, наблюдавший французский способ получения уксуса в Орлеане, пришел к совершенно иному взгляду на объяснение этого процесса. Он показал, что окисление спирта в уксус происходит под влиянием особой бактерии (Mycoderma aceti), нуждающейся для своего развития в кислороде, быстро размножающейся на поверхности вина, которое превращается в уксус, и обладающей громадной ферментирующей силой. Изучив условия, наиболее благоприятные для правильного развития этого организма, Пастер создал рациональные правила для фабрикации уксуса.

Вслед за изучением условий производства уксуса Пастер обратился к изучению болезней вина. Ему удалось выяснить причины различных вредных изменений, которым подвергается вино: он показал, что каждое из этих изменений зависит от специального микроба, который живет на счет той или другой составной части вина и производит характерное изменение в его составе и вкусе. С другой стороны, Луи Пастер доказал, что так называемое старение вина зависит от медленного поглощения кислорода. Пастер дал указания, как совместить условия, наиболее благоприятные для правильного старения вина, с условиями, предохраняющими вино от развития вредных микроорганизмов. Для последней цели Пастер предложил повторно нагревать вино: потом стали нагревать пиво и молоко - этот процесс получил название «пастеризации».

В 1865 г., по настоянию Дюма, Пастер приступил к изучению болезни шелковичного червя, которая в течение многих лет являлась огромным бедствием юга Франции. В период 1865-1869 гг. Пастер уезжал каждое лето в Але и работал здесь над этим вопросом в маленьком домике, где у него была устроена червоводня. В работе ему помогали жена, дочь и ученики по школе: Дюкло, Жерне, Мальо и Ролен. Он доказал, что найденные в больных бабочках прежними исследователями «тельца» представляют истинную причину известной болезни червя, пебрины, что эта болезнь заразна и наследственна. Он нашел, что кроме пебрины шелковичный червь поражается еще другой болезнью, летаргией, которая также вызывается развитием в нем особой бактерии (летаргийной или флашери). Пастер высказал убеждение, что с летаргией можно бороться гигиеническим уходом за червями. По предложению Наполеона, Пастер применил способ своей культуры в императорском имении около Триеста. Результаты прекрасно оправдали взгляды Пастера.

В 1871 г. Пастер в лаборатории своего ученика Дюкло, в Клермон-Ферране, предпринял исследование, касающееся пива. Ему удалось разъяснить очень интересное явление, описанное Байлем в 1857 г. Плесневый гриб Mucor mucedo, развивающийся обыкновенно в форме мицелия, будучи погружен в сахарный раствор без доступа кислорода, вызывает спиртовое брожение - на дне сосуда в жидкости вместо нитей мицелия оказываются круглые или овальные почкующиеся клетки, которые Байль принял за дрожжи. На это явление он смотрел как на превращение мукора в дрожжи. Пастеру удалось показать, что мукор, вызывая в отсутствии кислорода воздуха спиртовое брожение сахаристой жидкости, остается мукором, но принимает новую форму, напоминающую дрожжевые клетки. Эта форма есть только приспособление грибка к особенным условиям жизни. Этот факт дал возможность Пастеру сделать широкое обобщение относительно брожения: брожение есть жизнь в отсутствии воздуха.

Одновременно с этим Пастер показал, что и дрожжи изменяют свою ферментационную функцию, в зависимости от того, развиваются ли они в присутствии или отсутствии воздуха, и что для дрожжей также эта функция связана с анаэробной жизнью. При таком взгляде на брожение «каждая живая клетка, нуждающаяся в кислороде и не находящая этого газа в свободном состоянии, но способная заимствовать его от веществ, содержащих кислород в своем составе, явится для этих веществ ферментом». Действительно, этим Пастер объяснил образование спирта в свежих виноградных гроздьях, погруженных в атмосферу угольной кислоты, при отсутствии дрожжей. Точными экспериментами Луи Пастер расследовал появление дрожжевых спор в природе в период созревания винограда. Ему удавалось предохранять некоторые лозы от заноса дрожжей при помощи парников и окутывания ватой, прогретой до 150°. «Не позволительно ли думать по аналогии, - говорит он по этому поводу, - что придет день, когда простые предохранительные меры будут останавливать бичи, которые производят громадные опустошения и наводят панический страх на население, каковы желтая лихорадка в Сенегале и долине Миссисипи или бубонная чума на берегах Волги». По окончании работы над пивом он и обращается к изучению заразных болезней, в учении о которых ему пришлось произвести громадный переворот.

Химическая дуэль
Луи Пастер исследовал в своей лаборатории культуру бактерии оспы. Неожиданно к нему явился незнакомец и представился секундантом одного вельможи, которому показалось, будто ученый оскорбил его. Вельможа требовал удовлетворения. Пастер выслушал посланца и сказал: «Раз меня вызывают, я имею право выбрать оружие. Вот две колбы; в одной бактерии оспы, в другой - чистая вода. Если человек, приславший вас, согласится выпить одну из них на выбор, я выпью другую». Дуэль не состоялась.

ВО БЛАГО ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

Основная мысль, которую Пастер установил в учении о заразных болезнях, такова: при нормальных условиях живое существо развивается, не содержа каких-либо паразитов в своих тканях и соках. Но при известных условиях эти ткани и соки могут становиться культурой для паразитного микроба, который развивается в них и делает их центром заразы. Пастер указал путь, как возможно культивировать и видоизменять этот живой яд вне организма, поражаемого им. С тех пор учение о микробах, как о причинах болезней, легло в основу медицины и гигиены и привело к правильной постановке как профилактики заразных болезней, так и лечения их. Пастер обратил свое внимание прежде всего на сибирскую язву (1876). К этому времени исследования Давена показали уже, что причина болезни бактерия (Bacterium anthracis), а Кох только что напечатал свою работу по изучению спор этой бактерии. Пастер внес в изучение вопроса улучшенные методы культуры, при которых можно было устранить все сомнения в истинной причине болезни, остававшиеся еще после работ Давена и Коха. Пастер показал, что бактерия сибирской язвы выделяет особый секрет, токсин, который склеивает эритроциты пораженного болезнью животного. Исследования Пастера пролили много света на способы распространения и выживания этой болезни. Одновременно с этим Пастер нашел вибрион септицемии и изучил условия его жизни. Он указал возможность передачи заражения во многих случаях самим врачом у постели больного. Опираясь на выводы Пастера, хирургия усовершенствовала свои методы и вступила в новую фазу - фазу асептической хирургии. Заслуга Пастера, благодаря которой он является истинным благодетелем человечества, заключается в открытии им метода прививки.

В 1879 г. Пастер начал опыты над куриной холерой, эпидемической болезнью, поражающей кур и др. домашних птиц. Причиной ее является бактерия, которую можно культивировать в курином бульоне. Пастер доказал ее заразность и выделение ею токсина. Опыты, начатые над куриной холерой, были прерваны на время каникул. За этот период все культуры, оставленные в лаборатории, потеряли свою силу: привитые курам, они их не убивали. Пастеру пришла мысль привить новую и молодую культуру курам, перенесшим старую. Оказалось, что все куры выжили, тогда как куры, подвергнутые только прививке молодой культурой, погибли. Таким образом была найдена вакцина куриной холеры. Оказалось, что раз полученная вакцина может быть воспроизведена любое число раз со всеми свойствами, сохраняя степень своей ослабленности. Оставляя открытой культуру на различное время, можно иметь вакцину ослабленную в различной степени. Овладев в этом отношении куриной холерой, Пастер решил применить те же методы к сибирской язве. Но попытка ослабить яд сибирской язвы в искусственной культуре натолкнулась на препятствие: бактерия сибирской язвы на воздухе образует споры, в форме которых может выживать сколько угодно, сохраняя свою полную заразность. Пастеру удалось найти условия, при которых она сохраняется - а именно, в курином бульоне при 42°-43°. В таких условиях бактерия через месяц погибает; через 8 дней получается культура, безвредная даже для мелких животных, особенно чувствительных к этому яду, как: морская свинка, кролик и баран. В продолжение же недели можно иметь яд, в различной степени ослабленный. В каждой стадии его можно поддерживать культурой и таким образом иметь в своем распоряжении вакцину различной силы для прививки баранам, коровам, лошадям. После лабораторных проб был произведен классический опыт массовой прививки.

В мае 1881 г. в распоряжение Пастера были даны 50 овец; 25 из них в течение мая получили две предварительные прививки. 31 мая всем овцам была произведена прививка токсина. 2 июня собравшиеся лица, заинтересованные этим опытом, могли констатировать смерть половины овец, не подвергшихся предварительным прививкам; 25 вакцинированных овец остались невредимы. Хотя после этого метод Пастера неоднократно подвергался нападкам, но факты, представляющие итог за много лет, свидетельствуют о его полном торжестве. Так, в 1894 г. Шамберлен насчитал за 10 лет 3400000 голов мелкого скота, подвергшегося прививке, со смертностью в 1%, и 438000 крупного скота, со смертностью 3%.

Общий метод, открытый Пастером, продолжал плодотворно разрабатываться в Институте Пастера, учениками и последователями великого исследователя: Ру, Дюкло, Мечниковым и др. Еще при жизни Пастера его ученик Тюилье удачно применил его метод к болезни свиней, известной под названием краснухи. Ру, почти одновременно с Берингом, открыл способ бороться прививкой с ужасным бичом человека, дифтеритом - способ, в основе которого лежат методы, выработанные Пастером.

Выяснив вопрос о прививке сибирской язвы, Пастер обратил свое внимание на другую заразную болезнь - бешенство, против которой не было никаких средств борьбы. Эта болезнь представляла для изучения еще больше неблагоприятных условий, чем сибирская язва: главные те, что она имеет очень продолжительный период инкубации и что микроб ее неизвестен. Инкубационный период удалось сократить для собак до 14 дней, прививая яд в мозг собаки трепанацией ее черепа. Прививка тем же способом яда кролику дала возможность сократить инкубационный период до 6 дней. Оказалось, что если спинной мозг животного (кролика), умершего от бешенства, оставить на воздухе, то по мере высыхания ткани яд теряет свою заразительность, и мы таким образом можем иметь яд, ослабленный в различной степени. Нервная ткань является для яда бешенства такой же культурной средой, как куриный бульон для сибирской язвы. Оставленный на 14 дней, яд теряет вполне свою силу, в период до двух недель можно иметь яд, ослабленный в различной мере. При помощи ослабленного яда можно сообщать животным иммунитет различной степени. Опыты, проделанные над животными, дали блестящие результаты.

В то же время Пастер видел возможность воспользоваться прививкой не только в целях предохранительных, но и для излечения от бешенства. У человека инкубационный период при отравлении бешенством длится месяц - два. Этим периодом и можно воспользоваться, чтобы сделать организм иммунным к яду. В июне 1865 г. этот метод лечения впервые был применен вполне удачно к эльзасскому мальчику Иосифу Мейстеру, 9 л. До 1896 г. около 20 тыс. человек были привиты, и смертность оказалась ниже 0,5%. Последнее открытие Пастера вызвало всеобщий энтузиазм и сделало сразу имя Пастера популярным во всем мире.

Вопросы, ответы, комментарии