Семен Блинкин - В мире незримого
Задолго до открытия микробов профессор Падуанекого университета Д. Фракасторо в 1546 г. публикует свои знаменитые книги «О заразах, заразительных болезнях и лечении их», в которых умозрительно высказывает взгляды о причинах заразных болезней и тех свойствах, которыми должны обладать возбудители. По его мнению, они как живые существа Должны размножаться.
Австрийский врач М. Пленчиц в XVIII в., изучая живых «зверюшек» анималькуля, высказал убеждение в том, что заразные болезни вызываются особыми микробами. Выдающийся русский ученый Д. С. Самойлович в 1782 г. искал эти микробы с помощью микроскопа у больных чумой.
Французский врач Амо в начале XIX столетия уже ясна представлял себе различие между заразными и незаразными болезнями. Ученый тщательно изучал особенности возникновения и течения заразных болезней. Он убеждается в том, что от момента контакта с больным (заражения) проходит какой-то период времени, пока возникает новое заболевание. Это так называемый скрытый (инкубационный) период. Без него не может возникнуть никакое заразное заболевание. Инкубационный период может продолжаться от нескольких часов до нескольких недель. Сейчас мы знаем, что инкубационный период может длиться несколько месяцев, например при бешенстве, но то, что Амо поведал миру, было новым и важным вкладом в медицинскую науку. Ученый предполагал (и это в будущем оправдалось), что во время скрытого периода происходит продвижение микробов-возбудителей по организму, проникновение их в органы и ткани, размножение до таких количеств, которые достаточны, чтобы вызвать заразное заболевание.
Амо интересовался путями проникновения «заразного начала» и установил, что они могут быть различными: через рот, дыхательные пути, кожу. Исходя из этого, он рекомендовал способы предохранения. Это были уже вполне обоснованные методы профилактики, не утратившие своего значения до наших дней. В частности, Амо писал: «Прежде всего необходимо воспрепятствовать доступу заразы, пытаясь достигнуть этого всеми способами, на которые указывает разум и наука. Если зараза уже проникла в тело, нужно изучить ее свойство и узнать, отличается ли она стойкостью. Следует возможно скорее уничтожить ее в тех местах, откуда она распространилась. Врач всегда должен помнить, что зараза обладает жизнью и как все живое может быть убита». Не следует забывать, что эти слова были написаны в 1836 г. Когда же Амо попытался обнаружить живых возбудителей кори, его постигла неудача. Лишь в XX в., когда был изобретен электронный микроскоп, стало возможным увидеть эти микробы, отнесенные к классу фильтрующихся вирусов. Конечно, если бы Амо изучал не вирусные болезни, он, пользуясь микроскопами того времени, увидел бы микробы-возбудители, открытие которых положило начало бактериологической эры в медицине.
Охотники за микробами. Познакомимся с жизнью и творчеством одного из создателей современной микробиологии Р. Коха. Его имя стоит в одном ряду с первооткрывателями в микробиологии и иммунологии — Пастером и Мечниковым. Своими открытиями они спасли миллионы человеческих жизней, дали средства для борьбы с инфекционными болезнями.
В воспоминаниях о Р. Кохе И. И. Мечников писал: «Имя Коха, разумеется, известно всем и каждому. Но отдают ли себе отчет матери, видя своих детей в безопасности от дифтерита, и знают ли люди, уверенные в том, что они легко могут предохранить себя от холеры и от целого ряда других инфекционный болезней, сколь многим они в этом обязаны Коху?»
Чтобы оценить значение открытий Коха для науки и человечества, приведем краткий перечень его исследований и достижений.
В 1876 г. Кох впервые выделил чистую культуру бацилл сибирской язвы. Открыл споры сибиреязвенных бацилл. Доказал эпидемиологическое значение спор в распространении сибирской язвы.
В 1877 г. ученый разработал метод культивирования микробов на плотных питательных средах. Ввел в бактериологическую практику анилиновые красители для окраски микробов.
В 1878 г. он опубликовал работу о раневых инфекциях, ставшую классической. Сформулировал «триаду Коха».
В 1882 г. Кох открывает возбудителя туберкулеза, в 1883 г. — возбудителя холеры. В 1890 г. открыл туберкулин. В следующем году описал повышенную реакцию к туберкулезным бактериям у человека и животных, зараженных туберкулезом (реакции Коха).
Ученики Коха, работая созданными им методами и под его руководством, открыли возбудителей дифтерии, брюшного тифа и других инфекционных болезней. Об этом подробнее будет рассказано дальше.
Вспомним снова о Левенгуке. Рассматривал ли он каплю болотной воды, слизь из зева человека, либо гной, везде его поражало не только количество видимых им микробов, но и разнообразие форм. Найти, увидеть, зарисовать и сообщить о своих находках, никаких других задач первооткрыватель микробов перед собой не ставил. Но годы шли, наука развивалась, накопилось огромное количество фактов. Надо было разобраться в многообразии мира микроорганизмов и, что было особенно важным, изучить каждый вид микроба в отдельности, т. е. в чистой культуре. Без этого невозможно изучить их свойства и значение.
Пастер поступил очень просто, решив эту задачу методом разведения микробной эмульсии. Методика разведения давала некоторый эффект, но радикального решения проблемы не принесла. Проблему чистых культур микробов успешно решил Р. Кох. Это было большим событием в микробиологии, сделавшим поистине переворот в методике и технике микробиологических исследований.
Представьте себе гладкую поверхность плотного студня, который сейчас готовят с помощью агар-агара[3]. И вот Кох предложил использовать плотные искусственные питательные среды, на которых возможно было засевать воду, почву, выделения больных, — все то, что содержит множество различных микробов. При посеве отдельные клетки, оставаясь на поверхности плотных сред, размножались, образуя так называемые колонии. В них уже содержались многие тысячи микробов, выросших из одной клетки. Дальше уже без особого труда можно получать в неограниченном количестве чистые культуры микробов.
Методика Коха обеспечила плодотворные поиски возбудителей инфекционных болезней человека и животных. Успеху изучения микробов способствовало также введение Кохом в бактериологическую практику метода окраски микробов анилиновыми красками. Это было выдающимся событием в микробиологии. Кох усовершенствовал микроскопию микробов, использовав иммерсионную систему и конденсор Аббе в микроскопах, а благодаря этому увеличил разрешающую их способность и пределы видимости.
Остановимся несколько подробнее на этих методах, которые получили всеобщее признание во всем мире.
Окраска микробов явилась поистине их вторым рождением. Лишь с помощью растворов различных красок можно увидеть четкие контуры клетки и различить их структурные особенности. С помощью специальных методов окраски удалось обнаружить споры и вегетативную форму микробов[4] а также капсулы, а у простейших — ядро и цитоплазму. В зависимости от химического состава и физико-химических свойств микробы окрашиваются в различные цвета. Все это позволило детально изучить особенности различных болезнетворных микробов и использовать для лабораторной диагностики ряда инфекционных болезней.
Остановимся на отдельных примерах, которые позволят оценить значение метода окраски микробов. В неокрашенном состоянии микробы можно увидеть так, как это удалось Левенгуку. В капле жидкости он видел палочковидные или изогнутые клетки, которые как тени выделялись на фоне бесцветной жидкости. Лучше были видны подвижные микробы. Даже сейчас широко применяется метод висячей капли, с помощью которого можно различать в живом неокрашенном состоянии подвижные и неподвижные микробы, особенно для дифференцирования сходных по форме и окраске микробов. К примеру, брюшнотифозные и дизентерийные бактерии имеют одинаковую форму, размеры и одинаково окрашиваются в красный цвет по методу Грама. Наряду с этим брюшнотифозные бактерии имеют органы движения — жгутики (они подвижные), у дизентерийных жгутиков нет (они неподвижные). В совокупности с рядом других признаков подвижность имеет определенное дифференциальное значение.
Особенно большое дифференциальное значение имеет метод окраски, позволяющий окрашивать микробы в разные цвета в зависимости от физико-химических свойств или строения.
Приведем несколько примеров. С помощью метода Грама одни микробы окрашиваются в красный цвет, а другие — в сине-фиолетовый. Первые получили название грамотрицательных, а вторые — грамположительных. Следовательно, по методу Грама можно микробы разделить на две основные группы. Если в препарате будет смесь различных микробов, то по методу Грама одни микробы окрасятся в красный цвет, а другие — в синий.
