Работы Луи Пастера и его школы. Их значение в становление и развитие в микробиологии

Луи Пастер, химик по образованию, посвятил свою жизнь изучению микроорганизмов и разработке методов борьбы с заразными заболеваниями. Круг его интересов был обширен: Пастер изучал процессы брожения (1857) и самозарождения микробов (1860), болезни вина и пива (1865), шелковичных червей (1868). Он предложил вакцины против сибирской язвы (1881) и предохранительные прививки против бешенства (1885).

С именем Пастера было связано решение длительного спора о самозарождении и размножении микробов, который продолжался с начала XVIII и до второй половины XIX века. Мысль о самозарождении живых существ была не новой. С давних времен считали, что.некоторые животные могут не только рождаться от себе подобных, но и возникать из неживой материи: лягушки — из ила, мыши — из старого зерна. Однако доказать, что в банке с илом лягушки не появляются, а мухи, вши и другие насекомые происходят от себе подобных, было довольно просто. Происхождение же микробов оставалось неясным, казалось, что они возникают, из «ничего».

Итальянский аббат Лаццаро Спаллацани проделал простой и остроумный опыт, который показал, что микроорганизмы происходят только от себе подобных. Он, наблюдая в капельке воды за одной микробной клеткой, увидел, как она увеличилась в размерах, истончилась в середине и разделилась на две особи. Русский исследователь М. М. Тереховский (1775) в своей работе «Об анималькулях» показал, что если настой, содержащий микроорганизмы, подвергнуть нагреванию и охлаждению, то анималькули погибают. Однако французский ученый Пуше и другие опровергали эти опыты, доказывая, что в прокипяченном бульоне через некоторое время микроорганизмы появляются вновь — самозарождаются.

Спор решила прекратить Французская академия, назначив премию тому, кто докажет истину. Этой премии был удостоен Луи Пастер, который доказал, что если бульон достаточно длительно кипятить, а затем плотно закрыть, прекратив доступ в него воздуха, то микроорганизмы в бульоне не разовьются. Возражения противников о том, что кипячение убивает в воздухе над жидкостью «воспроизводящую силу», необходимую для самозарождения, были тоже опровергнуты Пастером. Прокипяченный бульон долгое время остается прозрачным (микроорганизмы не развиваются), если горлышко изогнуто так, что пыль, а вместе с ней и микроорганизмы оседают на его стенках. Стоит лишь наклонить колбу и слегка смочить стенки горлышка, как в бульоне начинается развитие микроорганизмов. Так Пастером была окончательно опровергнута теория самозарождения микроорганизмов.

Пастер привлек внимание ученых к тому, что в основе многих известных процессов, таких, как брожение, гниение, находится жизнедеятельность микроорганизмов. Изучая процессы брожения (молочнокислого и маслянокислого), Пастер установил, что они вызываются микроорганизмами. Им впервые были обнаружены анаэробы — микробы, способные жить и размножаться без кислорода. Эти работы Пастера имели большое практическое значение. Изучая болезни вина и пива, их брожение и скисание, вызванные микроорганизмами, Пастер предложил практические меры, способные предохранить вино и пиво от порчи. Прогревание их при 60—70°С убивало микробов, не портило вкуса и предохраняло от скисания. Этот метод, получивший название пастеризации, широко используется в пищевой промышленности и в настоящее время.
Открытие Пастера, связанное с доказательством роли микроорганизмов как причины возникновения различных гнилостных процессов, имело значение для развития медицины и, в частности, хирургии. Оно дало возможность знаменитому английскому хирургу Джозефу Листеру предложить систему мер, обеспечивающих защиту ран от попадания в них микробов, и тем самым предохранить больного от возникновения различных воспалительных процессов. Листером были предложены методы антисептики и асептики, противогнилостного лечения ран с помощью местного применения химических средств, а также способы уничтожения микробов в окружающей среде.
Особенно велики заслуги Пастера в изучении сибирской язвы и бешенства. Пастер доказал, что палочковидные бактерии, обнаруженные в организме погибших от сибирской язвы животных, являются возбудителями этой болезни. Он предложил способы борьбы с сибирской язвой, вводя здоровым животным культуру сибиреязвенных бацилл, искусственно ослабленную в лабораторных условиях (противосибиреязвенная вакцина). Такая вакцинация создавала невосприимчивость их к заражению сибиреязвенными микробами.
В конце 1880 г. Пастер посетил госпиталь, где в мучениях умирал от бешенства ребенок. Это произвело на ученого тяжелое впечатление. Начались поиски средства, способного победить болезнь. Почти 5 лет Пастер и его ученики Ру и Шамберлен искали способ предохранения человека, укушенного бешеным животным, от заболевания.
Таким препаратом явилась вакцина, полученная из мозга кролика, содержащего измененный, фиксированный вирус бешенства (virus fixe — постоянный, фиксированный яд), который в отличие от уличного (собачьего) вируса утратил свою вирулентность для животных и человека. Получить фиксированный вирус бешенства Пастеру удалось путем повторного многократного пассирования через мозг кролика уличного вируса больной собаки. Вакцина против бешенства была с успехом испытана на 9-летнем мальчике, покусанном бешеной собакой, а затем на 19 русских крестьянах, прибывших в Париж из Смоленска после укусов бешеным волком.
Работами Пастера по созданию невосприимчивости к инфекционным заболеваниям были заложены основы вакцинопрофилактики, дающей блестящие результаты до настоящего времени.
Открытие микроорганизмов, изучение и доказательство их роли в жизни человека вызвали необходимость систематизации и классификации. В XVIII веке крупнейший ученый-систематик К. Линней объединил все микроорганизмы в одну группу под названием «хаос». В конце XVIII — середине XIX веков их выделили в особую группу, отличающуюся от животных и растений (Мюллер, 1786), но некоторые микроорганизмы отнесли к растительному миру (Перти, 1852).

Кон в 1854 г. на основе сходства внешней формы, роста и размножения вибрионов с низшими водорослями отнес их в группу низших растений (Schizophita). Негели установил, что микроорганизмы, как и грибы, не имеют хлорофилла и питаются за счет разлагающихся органических веществ. Учитывая способ их размножения (греч. schizo — дробиться), он объединил их в особую группу грибоводробянок (Schizomycetes). Это название — шизомицеты — сохраняется за бактериями и в настоящее время.

Геккель в 1866 г. предложил объединить всю группу микроорганизмов под собирательным названием «протисты» (греч. protistos — самый первый). Как Коном, так и Негели в основу классификации микроорганизмов было положено изучение морфологии бактерий. Это привело к появлению в микробиологии двух направлений — мономорфизма и плеоморфизма.

Мономорфисты во главе с Коном считали, что у бактерий, как и у других организмов, существует постоянство формы. Как бы ни менялась форма микробной клетки в процессе развития, она всегда возвращается к своей основной, типичной. Поэтому среди бактерий можно выделить роды и виды, не переходящие друг в друга, имеющие наследственно закрепленные признаки, которые передаются из поколения в поколение. Плеоморфисты, возглавляемые Негели, наоборот, считали, что у бактерий нет постоянства формы. Она изменяется в зависимости от условий среды: микробы могут быть то шариками, то палочками, то вибрионами. Плеоморфисты полагали, что один и тот же микроб может вызвать инфекционную болезнь или процесс брожения в зависимости от условий существования. Некоторые из них вообще отрицали самостоятельность бактерий, считая их стадиями развития грибов. Как потом оказалось, многое в учении плеоморфистов было вызвано несовершенством методик культивирования бактерий на питательных средах. Загрязнение их различными видами микробов принималось за разные формы одного и того же микроба. В результате победу одержали мономорфисты, что сыграло положительную роль в развитии микробиологии, так как позволило изучить специфические свойства микроорганизмов, в том числе патогенных, вызывающих заболевание у человека и животных. Большое значение в этом направлении имели работы немецкого микробиолога Роберта Коха.