Экспериментальный период

Медицинская микробиология как наука оформилась во второй половине XIX века, и в ней сформировалось два направления: этиологическое и физиологическое.

Физиологическоенаправлениев медицинской микробиологии связано с именемЛуи Пастера (Louis Pasteur, 1822-1895) – выдающегося французского учёного, химика и микробиолога, основоположника микробиологии и иммунологии.

Первые научные работы Луи Пастера посвящены изучению связи между кристаллической структурой вещества и его оптической активностью. Эти исследования явились основой нового научного направления – стереохимии – науки о пространственном расположении атомов в молекулах.

В результате изучения процессов брожения, учёный доказал, что брожение – биологический процесс, обусловленный деятельностью микроорганизмов. Причем каждый тип брожения (молочнокислого, спиртового, уксусного) вызывается специфическими микроорганизмами. Кроме этого Л. Пастер открыл микроорганизмы, вызывающие маслянокислое брожение, – анаэробные бактерии, живущие и развивающиеся без свободного кислорода. Это открытие навело его на мысль, что организмам, которые обитают в среде, лишённой кислорода, брожение заменяет дыхание. В связи с чем Л. Пастер предложил способ сохранения пищевых продуктов при помощи тепловой обработки (впоследствии названный пастеризацией).

Многолетние исследования болезней шелковичных червей позволили Л. Пастеру установить пути заражения и наследственной передачи, а также разработать меры борьбы с эпидемиями этих заболеваний.

Знакомство Л. Пастера с работами Э. Дженнера по оспе навели его на мысль, что метод вакцинации можно применить и к другим инфекционным заболеваниям.

Изучив свойств возбудителя куриной холеры, Л. Пастер сделал экспериментально обоснованный вывод: введение ослабленной культуры возбудителя этого заболевания не вызывает гибели птиц и делает их совершенно невосприимчивыми к болезни в последующем.

Невосприимчивость организма к инфекционному заболеванию после прививки он назвал иммунитетом (лат. immunity; от лат. immunitas – освобождение от чего-либо).

Ослабленную или аттенуированную (от лат. attenuare – ослаблять, уменьшать) культуру болезнетворных микробов, вызывающую иммунитет, Л. Пастер предложил называть термином «вакцина», желая увековечить великие заслуги английского врача Э. Дженнера, который, ещё не зная принципов вакцинации, дал человечеству первую вакцину – против оспы.

В 1881 году Л. Пастер создал вакцину против сибирской язвы путём искусственного изменения вирулентности микроорганизмов.

В 1885 Л. Пастер создаёт антирабическую вакцину (от лат. rabies – бешенство) и организовывает в Париже первую в мире антирабическую станцию. Причём возбудитель бешенства в то время не был известен и относился к «невидимым микробам». Лишь в 1903 году сотрудник Института Пастера в Париже П. Ремленже (P. Remlinger) установил, что возбудителем бешенства является не бактерия, а фильтрующийся вирус.

Развитие микробиологии тесно связано с работами русских учёных.

Илья Ильич Мечников (1845-1916) – выдающийся русский биолог, патолог, иммунолог и бактериолог, создатель фагоцитарной теории иммунитета, один из основоположников эволюционной эмбриологии.

В 1883 году И.И. Мечников выступил на съезде русских естествоиспытателей и врачей с докладом «О защитных силах организма», в котором изложил основные положения фагоцитарной теории иммунитета. Этому предшествовали многолетние наблюдения учёного за внутриклеточным пищеварением у различных морских животных. Он открыл в их теле особые, «блуждающие клетки», которые захватывают и пожирают инородные тела, в том числе и болезнетворные микробы. Эти «блуждающие клетки» И.И. Мечников назвал фагоцитами (греч. phagocytus; от phagein – есть, поедать и kytos – полость, клетка), т. е. «клетками-пожирателями». Дальнейшие его исследования показали, что в теле человека функции фагоцитов выполняют лейкоциты крови и некоторые клетки тканей. Открытие защитных клеток в теле животных и человека послужило И.И. Мечникову основой для создания теории воспаления как защитной реакции организма в борьбе с болезнью.

В 1886 году И.И. Мечников совместно со своим учеником Н. Ф. Гамалеей организовывает первую в России (в городе Одессе) и вторую в мире Пастеровскую станцию по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями.

С 1888 по 1916 гг. И.И. Мечников работал в Париже в Институте Пастера, где создал крупную научную школу российских микробиологов, иммунологов и патологов.

Немецкий учёный Пауль Эрлих(Paul Ehrlich, 1854-1915), разрабатывая метод определения активности антитоксических сывороток и изучения взаимодействия «антиген - антитело» in vitro (вне живого организма) создал концепцию «боковых цепей». Эта концепция позволила ему сформулировать теорию гуморального иммунитета. Помимо этого П. Эрлих установил, что существует два вида иммунитета: 1) пассивный и 2) активный. Первый достигается введением в организм готовых антител, а второй, когда организм сам вырабатывает антитела в ответ на введение антигенов.

Итак, благодаря открытиям И.И. Мечникова и П. Эрлиха было установлено, что иммунитет определяется как клеточными (фагоцитоз), так и гуморальными факторами, и было создано стройное учение об иммунитете.

В 1908 году П. Эрлиху совместно с И.И. Мечниковым была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за создание теории иммунитета.

Этиологическое направление в медицинской микробиологии связано с именем немецкого учёного, основоположника бактериологии Роберта Коха (Robert Koch, 1843-1910). При изучении специфических возбудителей инфекционных болезней он создал лабораторную бактериологию, а также разработал плотные питательные среды для выращивания и изучения чистых бактериальных культур. Им сформулированы критерии этиологической связи инфекционного заболевания с микроорганизмом, которые затем стали называться «триадой Коха» и до сих пор остаются теоретическими основами медицинской микробиологии.

Р. Кох первым установил этиологию сибирской язвы (1876), открыл возбудители туберкулёза (1882) и холеры (1883). Возбудитель туберкулёза был назван «палочкой Коха». Из него Р. Кох получил туберкулин (глицериновый экстракт чистой культуры микобактерий туберкулёза), который хотел использовать для лечения больных туберкулёзом. Однако на практике он себя не оправдал, зато оказался хорошим диагностическим средством и помог в создании ценных противотуберкулёзных препаратов. В 1905 году Р. Кох был удостоен Нобелевской премии за исследования и открытия в области туберкулёза.

Р. Кох и его ученики открыли также возбудителей чумы, малярии, брюшного тифа и других инфекционных заболеваний.

Таким образом, достижения в области микробиологии открыли большие возможности для решения многих естественнонаучных и практических задач, проблем здравоохранения, сельского хозяйства, пищевой и фармацевтической промышленности. Открытия в области микробиологии позволили врачам вести научно обоснованную борьбу с инфекционными заболеваниями и эффективно проводить их профилактику.