Война против болезней. Бактериология

Нельзя было ожидать, что все смертоносные микроорганизмы всегда будут находиться вдали от всех людей. Рано или поздно опасность заражения была неизбежна. Что тогда?

Безусловно, у организма были способы борьбы с микроорганизмами, поскольку он мог спонтанно выздоравливать от инфекций. В 1884 г. русско-французский биолог Илья Мечников (1845-1916) нашел яркий пример такой «противобактериальной войны». Ему удалось показать, что белые кровяные тельца, наделенные способностью при необходимости покидать кровеносные сосуды, стекаются к месту инфекции или бактериальной инвазии. То, что последовало за этим, было очень похоже на ожесточенную битву между бактериями и белыми кровяными тельцами, причем последние не обязательно всегда побеждали, но побеждали достаточно часто, чтобы принести большую пользу.

Однако должно было быть и более тонкое антибактериальное оружие, поскольку в случае многих болезней выздоровление от одной атаки означало последующий иммунитет, хотя никаких видимых изменений в организме обнаружить не удалось. Логичным объяснением этого было то, что организм выработал некую молекулу («антитело»), которую можно было использовать для уничтожения вторгшегося микроорганизма или нейтрализации его действия. Это могло бы объяснить эффект вакцинации, поскольку организм мог выработать антитело против микроорганизма коровьей оспы и найти его пригодным для использования против очень похожего микроорганизма оспы.

Теперь, наконец, эту победу можно было повторить, атакуя не саму болезнь, а микроорганизм, вызвавший болезнь. Пастер показал путь в связи с сибирской язвой, смертельной болезнью, которая опустошала стада домашних животных. Пастер искал микроорганизм, который мог бы вызвать заболевание, и нашел его в форме определенной бактерии. Он нагревал препарат таких бактерий ровно столько, чтобы уничтожить их способность вызывать болезнь. Эти беспомощные «аттенуированные бактерии» одним своим присутствием заставят организм вырабатывать антитела против них, антитела, которые можно использовать и против свежих, смертоносных бактерий.

В 1881 году Пастер провел весьма драматический эксперимент. Некоторые овцы были привиты его аттенуированными бактериями, а другие нет. Через некоторое время все овцы подверглись воздействию смертельных бактерий сибирской язвы. Каждая овца, которая была впервые привита, выжила без каких-либо побочных эффектов; остальные заразились сибирской язвой и умерли.

Подобные методы были установлены Пастером в борьбе с куриной холерой и, что всего драматичнее, с бешенством (или водобоязнью), болезнью, вызываемой укусом «бешеной собаки». По сути, он создавал, так сказать, искусственную коровью оспу, чтобы защитить людей и животных от целого ряда видов оспы.

Успех теории микробов Пастера породил новый сильный интерес к бактериям. Немецкий ботаник Фердинанд Юлиус Кон (1828–1898) в молодости интересовался микроскопическими растительными клетками. Он показал, например, что протоплазма растений по существу идентична протоплазме животных. Однако в 1860-х годах он обратился к бактериям и в 1872 году опубликовал трехтомный трактат о маленьких существах, в котором была сделана первая систематическая попытка их классификации по родам и видам. По этой причине Кона можно считать основателем современной бактериологии.

Однако самое важное открытие Кона было сделано молодым немецким врачом по имени Роберт Кох (1843-1910). В 1876 году Кох выделил бактерию, вызывающую сибирскую язву, и научился ее культивировать (как это делал Пастер во Франции). Кох привлек внимание Кона к своей работе, и восторженный Кон активно его спонсировал.

Кох научился выращивать бактерии на твердом геле, таком как желатин (который позже был заменен агар-агаром, продуктом морских водорослей), а не в жидкости. Это имело большое значение. В жидкости бактерии разных видов легко смешиваются, и трудно сказать, какая разновидность может вызывать конкретное заболевание.

Если же культуру нанести на плотную среду, изолированная бактерия будет делиться и переделываться, производя множество новых клеток, которые не смогут двигаться с места. Хотя исходная культура могла быть смесью многих видов бактерий, эта одна твердая колония должна была быть чистой разновидностью. Если бы он вызывал болезнь, не могло быть вопроса о том, какой сорт был ответственен за это.

Первоначально Кох поместил свой гель на плоский кусок стекла, но помощник Юлиус Рихард Петри (1852–1921) заменил неглубокую чашку стеклянной крышкой. С тех пор такие «чашки Петри» используются в бактериологии.

Работая с чистыми культурами, Кох смог разработать правила обнаружения микроорганизма, вызывающего конкретное заболевание. Он и его помощники обнаружили много таких, и кульминацией в карьере Коха стало обнаружение им в 1882 году бактерии, вызывающей туберкулез.