Луи пастер и теория иммунитета

К пятидесятилетию со дня смерти

В Париже, на улице Дюто, в невысоком скромном здании, обнесенном чугунной оградой, расположен Пастеровский институт — одно из интереснейших научных учреждений мира. Институт создан по плану великого ученого, имя которого носит. Он выстроен в последние годы жизни Пастера на средства, собранные путем международной добровольной подписки. Пастеровский институт является центром микробиологической науки Франции и сыграл исключительную роль в развитии этой науки. В его стенах работали лучшие французские бактериологи, а также многие выдающиеся исследователи из других стран, в том числе и русские ученые. Всемирно известный русский зоолог и микробиолог Илья Ильич Мечников был одно время Научным руководителем этого Института. Здесь еще при жизни самого Пастера, учился бактериологическому мастерству ныне почетный член Академии Наук СССР Н. Ф. Гамалея.

Великий ученый навсегда, даже после смерти остался в своем Институте. В первом этаже, в небольшой часовне находится его гробница. Над входом надпись: «Здесь покоится Пастер», а по сторонам два даты: «1822» и «1895» — годы рождения и смерти этого замечательного человека! Внутри, на мраморных стенах отмечены важнейшие этапы деятельности Луи Пастера и годы его открытий: 1848 — молекулярная асимметрия. 1857 — ферменты, 1862 — так называемое, самозарождение, 1863 — наблюдения над вином, 1865 — болезни шелковичных червей, 1871 — наблюдения над пивом, 1877 — заразные болезни, 1880— предохранительные прививки, 1885 — профилактика бешенства. Этот короткий хронологический перечень отражает историю творческой жизни великого ученого.

Сын кожевника из Арбуа, небольшого города на востоке Франции, и правнук крепостного крестьянина, Луи Пастер начал свою научную деятельность с изучения теоретических вопросов химии и химической кристаллографии. Еще будучи студентом Нормальной школы в Париже, он начал свои исследования двух добываемых из винного камня кислот — виннокаменной и виноградной. Эти две кислоты, сходные по своему химическому составу, отличаются одной особенностью: соли первой из них вращают плоскость поляризации вправо, тогда как соли второй оптически недеятельны. Изучая причины этого явления, Пастер установил, что при кристаллизации двойной аммониево-натриевой соли виноградной кислоты выделяются два вида кристаллов, отличающиеся друг от друга наличием крошечных площадок или граней, ускользавших раньше от внимания исследователей. Эти площадки были лишь на одной плоскости кристалла и обусловливали их неполную симметрию: иногда они находились на левой, а иногда на правой стороне. Пастор собирал отдельно кристаллы этой соли с гранями на левой стороне и кристаллы с гранями на правой стороне. Из тех и других кристаллов он выделил свободную кислоту. Оказалось, что раствор первых кристаллов вращает плоскость поляризации влево, а раствор вторых — вправо.

Таким путем впервые в истории химии было искусственно получено оптически деятельное вещество из недеятельного исходного материала. Раньше же считалось, что образование оптически деятельных веществ может происходить только в живых организмах. Оптическую деятельность правой и левой виннокаменных кислот Пастер объяснил асимметрией их молекул. Таким образом, в науку было внесено понятие о молекулярной асимметрии.

Разрабатывая далее свой метод искусственного расщепления химических соединений, Пастер использовал действие плесневых грибков. Это послужило началом его последующих работ над микробами. Так, чисто химическое исследование содействовало созданию одной из важнейших отраслей биологии — микробиологии. Создания этой науки неразрывно связано с именем Пастера. В чем кроется причина заразных болезней, как зараза передается человеку — это стало понятно лишь тогда, когда гениальный ум Пастора раскрыл тайну движущей силы брожения и направил развитие науки по совершенно новому пути.

В допастеровскую эпоху, т. е. 60—70 лет тому назад, человечество имело весьма туманное представление о том, что такое заразные болезни. Были известны тяжелые эпидемии холеры, оспы, чумы, которую народ прозвал «черной смертью»; они уносили в могилу миллионы людей. Были известны многие другие повальные болезни, но каковы причины, их вызывающие, и каковы должны быть меры борьбы с ними, — этого никто не знал. Насколько была бессильна в то время практическая медицина, можно видеть, из примера Крымской войны 1854 г. Во французской армии, насчитывавшей более 300 000 солдат, было убито около 10 000, а от болезней и от заразных осложнений ран умерло 85 000 человек. Другими словами, в армии, набранной из самых здоровых и выносливых мужчин, пало жертвами болезней более четверти всего состава. На несовершенство хирургии того времени указывает громадная смертность от гнойных осложнений ран. Например, при ампутации бедра погибало 92% оперированных. Главной причиной таких ужасных потерь было незнание тех правил гигиены, которые кажутся нам теперь самыми элементарными.

К 35 годам жизни Луи Пастер был уже известным ученым. К этому времени относятся его работы, посвященные биологической теории брожения. Были установлены с безупречной точностью факты, показывающие, что все процессы брожения — это не простые химические явления, как считалось ранее, а результат воздействия микроорганизмов. Рядом блестящих исследований Пастер установил механизм разнообразных форм брожения, где действующим началом оказались живые существа ничтожно малой величины, принадлежащий или к дрожжевым грибкам или к бактериям.

Позже, при изучении процессов гниения, Пастер показал, что они тоже обусловлены жизнедеятельностью микробов. Он понял и то огромное значение, которое имеют микроорганизмы и в превращении сложных белковых веществ в первобытное состояние. «Если бы микроскопические существа исчезли с поверхности земли, то она быстро загромоздилась бы мертвыми органическими отбросами и всякого рода трупами животных и остатками растений, — писал Пастер. — Без их участия жизнь вскоре прекратилась бы, так как работа смерти осталась бы незавершенной».

Откуда же берутся эти микроорганизмы, играющие столь большую роль в природе, каково их происхождение?

Последующие классические исследования Пастера дали ясный ответ на этот вопрос. Было доказано, что не существует самозарождения микроорганизмов, что всюду, где мы находим микроорганизмы, они были занесены извне. Оказалось, что вполне во власти человека не только вызвать, но и предотвратить любое из явлений брожения или гниения. Оказалось, что существуют микроорганизмы, которые могут быть, использованы человеком, например для превращения сусла в спирт, спирта в уксус. Существуют также микроорганизмы вредные, т. е. вызывающие заразные болезни.

Эти замечательные открытия Пастера не только нашли практическое применение в промышленности и сельском хозяйстве, но они озарили новым светом всю медицину и положили начало новой науке, изучающей микроорганизмы — микробиологии.

Знаменитый английский хирург, Джозеф Листер, поняв всю глубину идей своего современника Пастора, сделал из них следующий практический вывод: если гнойные осложнения ран зависят от действия попавших извне, из воздуха микроорганизмов, то, значит, для успешного лечения нужно препятствовать попаданию микробов в рану. Так был введен в хирургию новый метод лечения ран, названный безгнилостным или антисептическим методом, сменившийся потом более совершенным — асептическим. Асептический метод заключается в соблюдении строгой чистоты и в соблюдении условий, строго препятствующих проникновению заразы, т. е. микроорганизмов, из окружающей среды. «Позвольте мне, —писал Листер Пастору, — от всего сердца поблагодарить Вас за то, что Вы своими блестящими исследованиями открыли мне глаза на существование гноеродных микробов и тем самым дали возможность успешно применить антисептический метод в моей работе. Если Вы когда-нибудь приедете в Эдинбург, то, я уверен, что в нашей больнице Вы получите истинное удовлетворение, увидев, в какой высокой степени человечество облагодетельствовано Вашими трудами».

Пастер заинтересовался вопросами медицины, изучая процессы заражения и гниения. Особенно занимала его внимание мысль о неповторяемости некоторых заразных болезней. В чем причина иммунитета, т. е. способности организма противостоять действию заразных заболеваний?

В 1880 г., занимаясь исследованием болезни кур — куриной холеры, он открыл замечательной свойство возбудителя этого заболевания — не только вызывать болезнь, но и создавать иммунитет против нее. Если искусственная разводка или, как говорят, культура микроба стала менее ядовитой вследствие длительного ее хранения вне организма, то она способна вызывать лишь слабую форму заболевания. Но после этого создается невосприимчивость — иммунитет к заражению даже самой сильной культурой микробов данной болезни. Так был найден способ приготовления прививок, или вакцин, т. е. материала для прививок, предохраняющих от заразных болезней.

Хотя Пастору в это время было уже 58 лет, но именно теперь начался период самых выдающихся его открытий. За открытием вакцины, иммунизирующей против куриной холеры, последовали опыты по изучению сибирской язвы. Сибирская язва — тяжелая, часто смертельная болезнь домашнего скота, иногда поражающая и человека, — приносила в ту пору громадные убытки скотоводческим хозяйствам. Вооруженный своим блистательным методом ослабления возбудителей заразной болезни и применения их для прививок, Пастер после многочисленных лабораторных опытов приступил к изготовлению вакцины против сибирской язвы. После упорной и кропотливой работы Пастеру удалось найти условия, при которых микробы сибирской язвы теряют свою ядовитость, и приготовить вакцину. Она была проверена в знаменитом публичном опыте на ферме Пулье-Ле-Фор, весной 1881 г. Получив в свое распоряжение 60 овец и коров, Пастер половине из них сделал, несколько предварительных прививок и затем, в присутствии многочисленных зрителей, заразил и привитых и непривитых животных сибирской язвой в ее самой смертельной форме. Все присутствующие были предупреждены, что через 48 часов тридцать животных должны умереть, а остальная половина — предварительно привитые животные — останутся целыми и невредимыми. Предсказание исполнилось буквально. Собравшимся в Пулье-Ле-Фор представилась такая картина: 22 овцы лежали мертвыми, 2 умерли на глазах зрителей, а остальные 6 животных погибли к концу дня; 30 привитых остались живы и здоровы.

Эффект этого опыта был исключительный. Газеты всего мира отметили небывалый успех Пастера. Разработанный им метод прививок получил полное признание.

Вслед за своей победой над сибирской язвой Пастер пошел вперед по намеченному пути. Теперь он взял на себя новую, очень трудную задачу — отыскать микроб бешенства. Одно имя этой болезни, всегда смертельной для человека, внушало ужас. Медицина не знала никаких средств борьбы с бешенством, и было хорошо известно; если человека укусит бешеный волк или собака и он заболеет, то спасения нет, укушенный должен погибнуть в тяжких мучениях водобоязни.

Долгие напряженные поиски на этот раз ни дали обычного результата. Микроба бешенства не удавалось найти ни у больных людей, ни у больных животных. Теперь мы знаем, что возбудителя этой болезни нельзя увидеть под микроскопом, он принадлежит к категории так называемых фильтрующихся вирусов и может быть обнаружен лишь специальными методами исследования, неизвестными во времена Пастера. Тем более кажется великим дар предвидения Пастера: не найдя микроба, вызывающего водобоязнь, он не прекратил своих исследований и путем остроумнейших опытов и логических умозаключений открыл способ борьбы с бешенством.

При изучении больных бешенством собак удалось обнаружить, что вместилищем заразы является нервная система — головной и спинной мозг. Если взять кусочки нервной ткани, размельчить их и затем при помощи шприца ввести под черепную кость здоровому животному то у него разбивается типичное бешенство. Таким образом, можно вызывать болезнь по воле экспериментатора. Следуя дальше своему принципу ослабления заразного начала с последующим его использованием для создания иммунитета, Пастор нашел способ ослаблять и страшный яд бешенства. Его талантливые помощники Ру и Шамберлан извлекали спинной мозг у погибшего от бешенства кролика и затем высушивали его в течение 14 дней в стеклянной банке. Так было приготовлено 14 сортов высушенного яда бешенства, обладающего разной силой, начиная от почти безвредного и кончая ядом одной дневной сушки, способным убить невакцинированную собаку. Но если впрыскивать собакам последовательно эти 14 порций, начиная от самой слабой, и после этого привитых животных заразить смертельным ядом бешенства, привитые собаки не заболеют.

После тщательного контроля этих опытов комиссия французской Академии наук пришла к следующему выводу: «если собака иммунизирована постепенно усиливающимися дозами ядовитого спинного мозга бешеных кроликов, она уже никогда не может заболеть бешенством».

Победа, казалось, была в руках Пастера, но необходимо было решить еще другой вопрос. Можно ли такими прививками, спасти от заболевания не только до проникновения заразы, но и после укуса бешеного животного? Иными словами, можно ли не только предупреждать болезнь, но и излечивать ее? И этот вопрос был вскоре решен. Яд бешенства действует медленно. От момента укуса до появления первых признаков болезни проходит несколько недель, а иногда и месяцев. Поэтому оказалось возможным вдогонку этому смертельному яду, медленно двигающемуся к центральной нервной системе, послать яд ослабленный, но с более быстрым действием. Он опережает сильный яд и подготавливает нервную систему, делая организм неуязвимым.

Эта смелая и гениальная мысль Пастера была блестяще осуществлена и подтверждена многочисленными опытами. Но опытов на животных, как бы хороши они ни были, еще не достаточно для суждения о пользе прививок для человека, И вот 4 июля 1885 г. было сделано первое впрыскивание ослабленного яда бешенства человеку. Это был девятилетний Иозеф Мейстер, несчастный мальчик, жестоко искусанный бешеной собакой. День за днем первый пациент получил все 14 прививок. Прививки спасли мальчика от смертельного заболевания.

В это время Пастеру было 63 года. Это была вершина его научной деятельности и славы; Имя его стало достоянием всего человечества.

Велики заслуги Пастера перед наукой, и невозможно в кратком очерке передать все значение сделанных им открытий. Микробиология, основоположником которой он по праву считается, развилась теперь в обширную самостоятельную отрасль естественных наук, играющую исключительно важную роль не только в медицине, но и в ветеринарии и в сельском хозяйстве.

В медицине труды Пастера, как мы уже видели, имеют огромное значение для развития хирургии и для борьбы с заразными болезнями. Современная иммунология, т. е. учение о невосприимчивости к заразным болезням, всецело опирается на открытый Пастером метод иммунизации: использование ослабленных в своей ядовитости болезнетворных микроорганизмов для прививок, предохраняющих от заражения. Разработанный Пастером способ предохранения от бешенства избавил человечество от ужасов этой страшной болезни. Во всем мире организованы специальные учреждения, так называемые пастеровские станции, где готовят материал для прививок против бешенства. Интересно вспомнить, что вторая в мире пастеровская станция, после парижской, была организована в России, русскими учеными И. И. Мечниковым и Н. Ф. Гамалея.

Велико значение Пастера в медицине еще и потому, что он широко ввел в изучение медицинских вопросов экспериментальный (опытный) метод исследования. Этот метод вооружил ученых тем точным знанием болезненных процессов, которое совершенно отсутствовало в допастеровскую эпоху, и принес к настоящему времени столько блестящих успехов.

Полувековая научная деятельность Пастера, полная напряженного труда и бесконечных исканий, прошла под знаменем творческой силы мысли и изумительного умения превращать свои идеи путем длинной серии опытов в неоспоримо доказанные факты. Он учил своих учеников: «Не высказывайте ничего такого, чего не можете доказать просто и несомненно. Преклоняйтесь перед духом критики. Сам по себе он не раскрывает новых идей и не побуждает к великим делам. Но без него ничто не прочно. За ним всегда остается последнее слово. Это требование, которое я вам предъявляю, а вы предъявите своим ученикам, — самое тяжелое, какое только можно предъявить исследователю, делающему открытия. Быть уверенным, что открыл важный научный факт, гореть лихорадочным желанием оповестить о том весь свет и спрашивать себя днями, неделями, порой годами; вступать в борьбу с самим собою, напрягать все силы, чтобы самому разрушить плоды своих трудов и не провозглашать полученного результата, пока не испробовал всех ему противоречащих гипотез — да, это тяжелый подвиг. Но, зато, когда после стольких усилий достигаешь полной достоверности, испытываешь одну из высших радостей, каких только доступны человеческой душе».

Жизнь Пастора — прекрасное подтверждение его слов. Преданность науке и самоотверженность были великолепными чертами его характера. «В самый разгар одной из его работ, — вспоминает К. А. Тимирязев,— как всегда, поглощавшей все его физические силы, так как усиленная умственная работа усложнялась у него обычно бессонницей, лечивший его врач, видя, что все увещания напрасны, оказался вынужденным пригрозить ему словами: «Вам угрожает, быть может, смерть, а уж второй удар наверное». Пастер задумался на минуту и спокойно ответил: «Я не могу прервать своей работы. Я уже предвижу ее конец: будь, что будет, я исполню свой долг».

Пастер умер 23 сентября 1895 г. в возрасте 73 лет. С тех пор прошло 50 лет. За эти годы естествознание ушло далеко вперед в своем развитии. И в прогрессе науки, свидетелями которого мы являемся, немеркнущая слава имени Лук Пастера освещает путь для новых исканий и для новых открытий.