Скачать (155 Кб)

Мемуар о Пастере

Геннадий Файбусович
Химия и Жизнь №11, 1972 г., с. 52-59

150 лет назад в провинции Франш-Контэ на востоке Франции родился Луи Пастер. У входа в его усыпальницу в Париже на мраморной стене выбит длинный перечень открытий, которые он совершил.

Любой строки в этом списке было бы достаточно, чтобы сделать его имя бессмертным. Гений этого человека не ограничился сферой какой-нибудь одной науки; логика поисков и свершений вела его от одной области знания к другой, и трудно сказать, кем он, собственно, был: химиком, микробиологом или медиком. Начав с кристаллографии, он обратился к химии спиртового брожения; от болезней вина, пива и шелковичных червей он перешел к болезням человека, создал микробиологию и микробиологическую технику, а его метод предохранительных прививок произвел в медицине переворот, равных которому она не знала со времен Гарвея.

I.

Прадед Пастера был крепостным. За четыре луидора сеньор дал ему вольную, и прадед завел кожевенную мастерскую. Следующие два поколения мужчин в семье Пастеров тоже были кожевниками. Луи Пастер окончил коллеж, не блистая, впрочем, в то время особыми успехами в науках. Потом он выдержал экзамены в парижскую Высшую Нормальную школу, успешно окончил ее в 1847 году и в 1848 году был принят экстраординарным профессором в Страсбургский университет. По обычаю он явился с визитом в дом ректора Лорана.

Спустя две недели ректор получил от 26-летнего профессора письмо. Пастер просил руки его дочери, которую он видел только один раз - при первом визите.

В этом письме Пастер сообщал, что у него нет никакого состояния, но зато есть хорошее здоровье и доброе сердце. Что касается планов на будущее - он намерен посвятить себя химии, "если только, - добавлял Пастер, - мои вкусы не изменятся коренным образом".

Предложение было принято. И нужно сказать, что Мари Лоран оказалась лучшей женой, о какой он когда-либо мог мечтать.

Что же касается химии, то в Страсбурге Пастер продолжал работу с винными кислотами, начатую им еще в Высшей Нормальной школе. Ее резюме (в письме в Академию наук) было таким:

"Я установил, что виноградная, или рацемическая, кислота образуется от сочетания одной молекулы правой винной кислоты (которая и является обычной винной кислотой) и одной молекулы левой винной кислоты; обе кислоты, будучи во всех других отношениях тождественны, отличаются одна от другой тем, что формы их кристаллов не могут быть совмещены путем наложения друг на друга... каждая из них представляет собой зеркальное отражение другой".

Открытие молодым Пастером "молекулярной диссимметрии" было, собственно говоря, первым словом новой, еще не существовавшей науки - стереохимии.

Прошло несколько лет, и Пастер с семьей переселился в Лилль, где он получил кафедру в только что открывшемся университете. Приезд специалиста по винным кислотам в столицу французского виноделия вызвал волнение среди местных промышленников, терпевших огромные убытки из-за так называемых болезней вина. К Пастеру обратился некий Биго, хозяин винокуренного завода, с просьбой помочь ему установить причину порчи свекольного сока, из которого получали спирт для крепления вина.

В декабре 1856 г. Мари Пастер сообщала родным:

"Луи, как всегда, работает с невероятным упорством. Чуть ли не по уши погрузился в свекольный сок... Дни и ночи сидит на спиртовом заводе".

II.

Технология изготовления алкогольных напитков известна с древнейших времен. Однако вплоть до середины XIX века никто не знал, в чем состоит сущность спиртового брожения. И уж тем более никто не мог объяснить, почему портится пиво, отчего прокисает вино и по какой причине свекольный сок, забродивший под действием пивных дрожжей, вместо того, чтобы дать алкоголь, неожиданно превращается в зловонную жижу с плавающими на поверхности серыми хлопьями.

Современная Пастеру химическая наука в лице ее самого выдающегося представителя Юстуса Либиха рассматривала брожение как чисто химический процесс, обусловленный присутствием белковой субстанции - фермента. Никому не приходило в голову, что микроскопические существа, которых можно найти в прокисших продуктах, как и подобные им организмы, кишащие в гниющих телах, могут быть причиной скисания или гниения. В лучшем случае их соглашались признать спутниками этих процессов.

Между тем Пастер, исследуя пивные дрожжи, пришел к неожиданному открытию. Он установил, что в чанах с суслом, где идет обычное спиртовое брожение, бродильное начало представляет собой скопление одинаковых круглых клеток. В чанах же с серыми хлопьями наряду с круглыми дрожжевыми клетками можно обнаружить посторонние микроорганизмы в форме палочек. Там, где они находятся, спиртового брожения нет: вместо спирта образуется молочная кислота.

"Итак, рассмотрим,- писал Пастер,- свойства вещества, появление коего сопутствует процессу, именуемому молочнокислым брожением. Извлеченное из чана и отжатое, оно напоминает по внешнему виду пивные дрожжи. Под микроскопом же оно оказывается состоящим из мелких шариков, а также продолговатых частиц, которые встречаются по отдельности либо скоплениями в виде бесформенных хлопьев. Шарики эти гораздо мельче, чем шарики пивных дрожжей, и находятся в непрестанном движении, похожем на броуновское. Если комок этой массы, отмытой в воде, поместить в свежий раствор сахара, раствор немедленно окисляется... Таким образом, молочнокислое брожение, как и обычное спиртовое брожение, есть процесс, обусловленный присутствием некоего начала, содержащего азот и наделенного всеми признаками грибкового организма, по-видимому, весьма близкого к пивным дрожжам" ("Мемуар о так называемом молочнокислом брожении", 1857 г.).

Нет брожения без микробов - таков был вывод Пастера. В историческом споре с Либихом Пастер вышел победителем. (Строго говоря, Либих был не так уж неправ: брожение - химический процесс, немыслимый без участия ферментов. Но носителями ферментов являются микробы.)

С этого времени интересы Пастера сосредоточились на микробиологических проблемах. Однако микробиологии в нашем понимании тогда еще не существовало. Создать ее предстояло Пастеру. В распоряжении Пастера был лишь микроскоп, изобретенный за двести лет до него. Потомок мастеров-ремесленников, он собственными руками создал первую в мире бактериологическую лабораторию. Изучая явления молочнокислого брожения, Пастер показал, что при любом микробиологическом исследовании необходимо вначале приготовить среду, свободную от живых зародышей. Для этого нужно ее вскипятить или прогреть при температуре 60°С. (Так возникла пастеризация - метод, на котором основана современная технология консервирования многих пищевых продуктов.) А далее следует засеять среду каким-нибудь одним видом микроорганизмов и вырастить чистую культуру. Она-то и является основой всех дальнейших исследований.

Метод чистых бактериальных культур, при помощи которого молодая наука добилась неслыханных успехов за какие-нибудь два-три десятилетия, завершившие девятнадцатый век, и по сей день остается основным методом микробиологии.

III.

Открытия Пастера оживили интерес к старой проблеме самозарождения. Теория о том, что живые существа могут в определенных условиях самопроизвольно зарождаться из неживой материи, имела давнюю и почтенную историю. Она шла от Аристотеля: в одной из его книг говорится, что "всякое сухое тело, когда оно увлажняется, и всякое влажное тело, когда оно высыхает, родят жизнь".

Эти портреты, матери и отца Луи Пастер написал, когда ему было 15 лет

В дальнейшем эта уверенность порождала фантастические домыслы вроде знаменитого утверждения Ван-Гельмонта о том, что мыши родятся из грязного белья, но в принципе оставалась непоколебимой. Не опроверг ее и памятный в истории науки спор итальянского натуралиста Спалланцани с ирландцем Нидхэмом. Заткнув наглухо колбу с питательным настоем, Спалланцани погружал ее в кипящую воду; после этого в ней уже не развивались никакие зародыши. Однако Нидхэм резонно возражал, что кипячение "ослабило животворную силу веществ, заключенных в колбе".

Так проблема самозарождения дожила до середины XIX века и в конце 50-х годов формулировалась так: откуда берутся микроорганизмы? Как они появляются в питательной среде: самозарождаются или попадают в нее из воздуха?

После девятилетнего отсутствия Пастер вернулся в Париж: он был избран профессором в своей alma mater - Высшей Нормальной школе. Теперь он занялся проверкой экспериментов руанского биолога Пуше, который утверждал, что в среде, изолированной от внешнего воздуха, можно собственными глазами наблюдать самозарождение микроскопических животных и грибков.

Опыты были начаты в знаменитой впоследствии лаборатории на улице Ульм. Пастер изготовил особые колбы с длинной, волнообразно изогнутой шейкой. Воздух, прежде чем проникнуть в широкую часть сосуда, где был налит бульон, должен был пройти через изгибы шейки. Пыль, а вместе с ней и микроорганизмы, носящиеся в воздухе, оседали в изгибах, и бульон оставался стерильным. Достаточно было взболтать жидкость и смыть часть пыли, застрявшей в изогнутой части, как в сосуде начиналось "самозарождение".

Существуют, однако, ученые, для которых факты не довод, во всяком случае не главный довод. Пуше возразил, что воздух "сам по себе плодороден", оттого в нем и появляются зародыши. Пастер отправился в Швейцарские Альпы. Под слепящим солнцем он шагал вверх по склону горы Монтанвер рядом с проводником и с мулом, который тащил чемодан с запаянными колбами. В колбах плескался бульон.

20 сентября 1860 года на высоте двух тысяч метров Пастер вскрыл прокаленными щипцами колбы со стерильным бульоном и тотчас запаял их. Горный воздух,- рассуждал он,- не должен содержать зародышей. В таком случае содержимое колб останется стерильным - бульон не помутнеет. Если, конечно, самозарождения нет.

Самозарождения не произошло. Спустившись с заоблачных высот, Пастер продемонстрировал свои склянки членам Академии в Париже. В девятнадцати колбах из двадцати бульон остался прозрачным.

"Вот я беру, - говорил Пастер в речи на конференции - в Сорбонне 8 апреля 1864 г., - каплю жидкости, содержащей все необходимое для развития низших существ. Я жду, я наблюдаю, я требую от нее, чтобы она начала свою созидательную работу. Но она молчит!.. И это потому, что я удалил из нее то единственное, чего не в силах создать человек,- зародыши, носящиеся в воздухе. Я удалил из нее жизнь, так как жизнь - это зародыши, и зародыши - это жизнь!"

Свою речь Пастер закончил так:

"Никогда теория самозарождения не поднимется после того смертельного удара, который нанес ей этот простой опыт... В настоящее время мы не имеем никаких оснований утверждать, что микроскопические существа появляются на свет... без участия родителей, сходных с ними".

В жизни каждого крупного ученого можно найти идею, которая становится основой всего его мироощущения. Такой идеей для Пастера была мысль о том, что зародыши, как принято было называть их в то время (слово "микроб" появилось лишь в 1878 году), не возникают сами собой, а попадают в питательную среду извне.

Именно эта мысль повела Пастера от экспериментальной микробиологии к поискам причин заразных болезней. И тогда место склянок с безобидной плесенью в его лаборатории заняли пробирки со смертоносными бактериями, а возле стеллажей, уставленных химической посудой, нагромоздились клетки с подопытными животными.

IV.

Однако ближайшие пять лет его жизни были посвящены не болезням людей, а "пебрине". Этим словом, заимствованным из диалекта южной провинции Лангедок, называли во Франции неизвестную болезнь, поразившую в середине века яйца и гусениц тутового шелкопряда в шелководческих районах страны.

Ни один из великих ученых XIX века не откликался с такой готовностью на нужды и беды своей страны, как Пастер. Это в равной степени относится и к болезням вина, и к пебрине. Поворот к новой и, на первый взгляд, чуждой его прежним интересам проблеме может показаться неожиданным. Однако в перспективе творческого пути Пастера он представляется необходимым. Шелковичные черви были мостиком, соединившим микробиологию с медициной.

Изучение причин пебрины заняло у Пастера пять лет. За это время он исколесил все южные департаменты. Собственноручно, имея единственного, но безотказного помощника - свою жену, он поставил несколько тысяч экспериментов. В итоге была расшифрована инфекционная природа пебрины, и ученый рекомендовал шелководам и правительству систему практических мер против распространения заразы. Позднее было подсчитано, что нация сберегла на этом - в тогдашнем исчислении - более миллиарда франков. Это превышает размер контрибуции, которую Франция уплатила Германии после франко-прусской войны.

Годы работы с пебриной были временем лихорадочного, фанатически упорного труда. Ничто, даже трагические невзгоды личной жизни (одна за другой умерли от инфекционных заболеваний три дочери Пастера), не могло отвлечь его от цели. К осени 1868 года работа была завершена. Пастер предполагал выступить с обширным сообщением о перспективах возрождения шелководства. В памятный день 19 октября он с утра чувствовал себя нехорошо. Все же он отправился в Академию, сделал доклад и провел там остаток дня. Домой Пастер вернулся больным. В девять вечера у него произошло кровоизлияние в мозг.

Он лежал при смерти; были заказаны похоронные извещения. Но смерть отступила: медленно, с трудом Пастер поправился. В возрасте 46 лет он остался инвалидом: левая рука бездействовала, левая нога волочилась по земле.

Пастер и дети, спасенные от смерти - из первых, кому были сделаны прививки против бешенства

V.

В январе 1873 года Пастер выставил свою кандидатуру в Академию медицины и был избран большинством всего в один голос. Будучи уже знаменитым ученым, он вошел в круглый зал часовни при больнице Милосердия (где собиралась Академия), по его собственному признанию, с великим трепетом.

Ведь Пастер был химик,- для многих из сидевших в том зале слово это звучало чуть ли не как бранная кличка. Мысль о том, что брожение органических веществ может быть сопоставлено с явлениями, происходящими в человеческом организме,- мысль, наиболее отчетливо сформулированная Пастером в его известных "Этюдах о пиве",- тогдашним корифеям медицины казалась кощунственной. Воспитанные в убеждении, что причина болезней кроется в самом организме и только в нем, они и слышать не хотели о микробах.

Между тем идея инфекции, подобно самой инфекции, можно сказать, носилась в воздухе. Ее глухо высказывали австрийский акушер Земмельвейс и русский хирург Пирогов. В феврале 1874 г. в лабораторию на улице Ульм пришло письмо из Шотландии: некий доктор Листер, шеф хирургического отделения королевской больницы в Эдинбурге, сообщал Пастеру, что, вдохновленный его открытиями, он учредил в своей клинике "антисептическую систему". Система эта заключалась в том, что все, так или иначе соприкасавшееся с операционной раной, начиная от ваты и бинтов и кончая руками самого хирурга и его скальпелем, обрабатывалось обеззараживающим раствором- карболовой кислотой; даже воздух в операционной был насыщен парами карболки, распыляемой из особого пульверизатора. В результате гнойное заражение крови - бич хирургии XIX века - перестало угрожать больным. "Если когда-нибудь вам случится побывать в Эдинбурге,- заканчивал свое письмо Листер,- вы получите большое утешение, убедившись, сколь многим обязано человечество вашим исследованиям".

В ближайшие годы, исследуя содержимое гнойников, отделяемое зараженных ран и тому подобный материал, полученный непосредственно от больных, Пастер открыл множество гноеродных микробов, в том числе таких широко известных возбудителей, как стрептококк и стафилококк. Путь, предложенный Листером, разумеется, был пригоден только для хирургии. Задача, стоявшая перед Пастером, была иной. Задача была не в том, чтобы суметь отгородиться от заразы, но в том, чтобы заразившемуся не дать заболеть.

С конца 70-х годов лаборатория Пастера, где теперь вместе с ним трудились его ученики - молодые врачи Шамберлан и Ру, превратилась в птичник: по утрам жителей квартала будили петухи.

Экспериментируя с "бактеридием" (тогдашнее название возбудителя сибирской язвы), исследователи сумели создать искусственную модель этого заболевания у кур, обычно не склонных к сибирской язве. Далее Пастер перешел к специфической болезни кур - так называемой куриной холере. Он открыл возбудителя куриной холеры, и спустя некоторое время в лаборатории была получена чистая культура холерного вибриона. Несколько капель этой взвеси вызывали у птиц смертельное заболевание.

И тогда - это было летом 1880 года - произошел случай, подобный тем великим случайностям, известным в истории науки, которые становились толчком для гениальных открытий. Пробирка с холерной культурой была оставлена на лето в термостате.

Осенью Пастер впрыснул эту культуру цыплятам, но она почему-то не подействовала. Вместо того, чтобы по всем правилам науки расстаться с жизнью, цыплята отделались легким недомоганием.

Тогда цыплят заразили свежей, заведомо смертельной культурой. На сей раз у них не появилось вообще никаких симптомов, точно им впрыснули воду.

Ослабленная взвесь была названа вакциной - в честь Эдуарда Дженнера, открывшего в конце XVIII века способ предупреждения натуральной оспы путем прививок безопасной для человека коровьей оспы (vacca - по-латыни корова). Пастер понял, что в его руках - мощное и доселе неизвестное средство предупреждения болезней, и на ближайшей сессии Академии медицины заявил, что открытый им метод объясняет сущность великой эмпирической находки Дженнера.

Медики были скандализованы. Этот химик вначале уподоблял больных людей испорченному пиву, а теперь приравнял к цыплятам! Пастер отвечал резко, и в финале дискуссии престарелый академик Герен бросился на него с кулаками. Наутро Герен прислал секундантов. Пастер принял вызов. Дуэль не состоялась: противники не умели стрелять.

Опыты были продолжены: свой метод аттенуации - искусственного ослабления микробов - Пастер применил к возбудителю сибирской язвы. Если выращивать возбудителя при температуре выше той, к которой он привык, микроб сохранит способность вызвать болезнь, но в не опасной для жизни форме. Прививка не сможет убить даже мышь. Зато после этого мышонок приобретает иммунитет и благополучно, переносит прививку вирулентной культуры, способной убить быка.

Весной следующего года стало известно, что Пастер и его сотрудники нашли способ предупреждения сибирской язвы. Теперь настало время заволноваться ветеринарам. Для них Пастер был таким же чужаком, как и для медиков. Агрономическое общество в Мелене предложило Пастеру публично продемонстрировать вакцинацию против сибирской язвы на сельскохозяйственных животных. Предложение носило провокационный характер: ожидали, что Пастер потерпит позорный крах, тем более что до сих пор он имел дело лишь с лабораторными животными - морскими свинками и мышами. Тем не менее он согласился. Опыт был поставлен на ферме Пуйи-ле-Фор близ Парижа, при огромном стечении народа. Пастеру он стоил огромного напряжения сил, но окончился триумфом: 24 овцы, 4 коровы и один бык, которым была сделана предохранительная прививка, перенесли сибирскую язву в легкой форме, а невакцинированные животные погибли.

VI.

Лебединой песней Пастера - и одновременно величайшим его подвигом - было открытие прививок против бешенства.

Биографы Пастера рассказывают, что в январе 1880 года он оказался свидетелем трагического эпизода - мучительной агонии пятилетней девочки, укушенной бешеной собакой. И опыты были начаты, когда в лаборатории еще полным ходом шла работа над сибиреязвенной вакциной. Два храбреца-санитара в парижской лечебнице для собак выволокли из клетки бешеного бульдога, растянули ему пасть - и 60-летний, наполовину парализованный Пастер, рискуя жизнью, насосал у него пипеткой ядовитую слюну.

Но поиски предполагаемого возбудителя болезни не увенчались успехом. Пастер выделил у зараженных людей и животных множество всевозможных микроорганизмов; один из них - пневмококк - оказался болезнетворным, но он вызывал не бешенство, а воспаление легких.

Пастер высказал предположение, что "вирус бешенства", должно быть, так мал, что его не видно под микроскопом. Как известно, эта игра слов оказалась пророческой. Слово "вирус" в эпоху Пастера было синонимом любого болезнетворного микроорганизма. Однако в наше время известен целый класс сверхмелких возбудителей, доступных наблюдению лишь при помощи электронного микроскопа. К этому классу и относится возбудитель бешенства, впоследствии обнаруженный в мозгу больных животных.

Гениальная интуиция Пастера предвосхитила это открытие - от исследований слюны он перешел к изучению мозга, и к исходу 1883 года ему удалось создать экспериментальную модель бешенства у лабораторных кроликов путем непосредственного впрыскивания взвеси зараженного кроличьего мозга под черепную коробку здоровому животному.

Все свои чистые культуры Пастер получал, выращивая микробов на мясном бульоне. С возбудителем бешенства этого не получилось. Пастер не знал, что он имеет дело с существом совершенно особого рода, способным размножаться только в живых клетках. Но эмпирически он пришел к этому. Раз вирус не культивируется в искусственной среде, его нужно культивировать вместе со средой, в которой он существует.

Задача состояла в том, чтобы добиться максимальной заразительности ткани мозга. Сохранились подробнейшие протоколы, из которых видно, как изо дня в день на протяжении многих месяцев Пастер и его немногочисленные помощники пассировали мозг - последовательно заражали одного кролика за другим. Каждый раз болезнь протекала все острее, и все более укорачивался инкубационный период - время от момента заражения до появления первых симптомов. Наконец после девяноста пассажей он сократился до семи дней. Это был предел. Пастер получил мозг, вытяжка которого обладала чудовищной вирулентностью. Он назвал его virus fixe - фиксированным вирусом бешенства.

Целью этих трудов было, однако, получение вакцины. Предстоял последний прыжок - найти способ ослабить заразное начало, с тем чтобы, сохранив способность вызывать болезнь в стертой форме, мозговая ткань кролика могла обеспечить иммунитет против настоящего бешенства. И Пастер нашел этот способ. Влажный мозг начали высушивать в парах формалина.

После 14-дневного высушивания превратившийся в порошок мозг почти утратил вирулентность. Тогда был поставлен решающий опыт: к здоровым животным впустили бешеных псов. На следующий день были начаты прививки эмульсией высушенного вируса. И несчастные, исцарапанные и искусанные кролики не заболели: прививка спасла их от бешенства.

В марте 1885 года Пастер писал одному из друзей:

"Видишь ли, я хочу доказать, что можно добиться невосприимчивости к бешенству... Право же, я готов заразить самого себя, а потом приостановить развитие болезни - так хочется убедиться в правильности моих опытов!"

Судьба предоставила ему возможность убедиться в этом. Утром 6 июля в подъезде дома на улице Ульм раздался звонок; служитель впустил даму с ребенком.

Девятилетний эльзасский школьник Жозеф Мейстер был первым человеком, укушенным бешеной собакой, которому спас жизнь создатель антирабических прививок. Далее последовало спасение юного пастуха Жюпиля (памятник ему стоит во дворе Пастеровского института в Париже), за Жюпилем - спасение 16 крестьян из-под Смоленска, которых искусал бешеный волк. Метод Пастера стал быстро распространяться, и уже в 1886 году были открыты пастеровские антирабические станции в России - сначала в Одессе, а затем в Петербурге, Москве, Самаре.

Вакцина против бешенства была последним подарком Пастера людям.

Когда ему исполнилось семьдесят, в его честь была выбита медаль. Под барельефом стоял небывалый титул: "Благодетель человечества".

Сто пятьдесят лет прошло со дня рождения Пастера; вспоминая о нем, мы вспоминаем звездный час науки - эпоху великих бактериологических открытий, в результате которых заразные заболевания перестали быть тем, чем они были тысячи лет,- бичом человечества.

Вспоминая Пастера, мы вспоминаем романтическую эпоху в науке, когда гениальный ученый, окруженный двумя-тремя талантливыми энтузиастами, воплощал в себе целый научный институт и в одиночку, идя непроторенным путем, совершал одно открытие за другим.

Мы вспоминаем его продолжателей: Коха и Мечникова, Ру и Эрлиха - всех, кто достоин имени спасителя людей.

За каждой строкой, выбитой на мраморной стене у могилы Пастера,- его жизнь, полная всепоглощающего труда, столь же удивительного, как и его гений.