Текст книги "В мире незримого"
Автор книги: Семен Блинкин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 9 страниц)
Семен Александрович Блинкин
В мире незримого
С. А. Блинкин,
…Полагаю, что его имя в науке
о вирусах следует рассматривать
почти в том же свете,
как имена Пастера и Коха в бактериологии.
Имеются значительные основания считать
Ивановского отцом новой науки – вирусологии…
У. Стэнли
Предисловие
Стремительное развитие естествознания необычайно расширило представления человека об окружающем его мире. Однако много еще тайн хранит мир невидимых живых существ – микроорганизмов, познать который бесконечно трудно и столь же важно для человечества.
Достижения современной вирусологии огромны. Ученые все более глубоко и успешно познают тончайшую структуру, биохимический состав и физиологические свойства этих ультрамикроскопических живых существ, их роль в природе, жизни человека, животных, растений. Онковирусология упорно и успешно изучает роль вирусов в возникновении опухолей (рака), стремясь решить эту проблему века.
В Отчетном докладе на XXV съезде партии Л. И. Брежнев говорил о необходимости «…усилить исследования в области молекулярной биологии, физиолого-биохимических основ жизнедеятельности человеческого организма с целью ускорения решения важнейших медико-биологических проблем борьбы с сердечно-сосудистыми, онкологическими, вирусными и профессиональными заболеваниями…»
Ряду страниц истории достижений микробиологии и вирусологии, свершениям, ставшим достоянием практики, гипотезам, ждущим своего окончательного разрешения, посвящена настоящая книга.
Глава I. У порога незримого мира
Коль много микроскоп нам тайности открыл.
М. В. Ломоносов
Великий русский ученый М. В. Ломоносов высоко оценил значение микроскопа в развитии науки после величайшего открытия в конце XVII столетия, сделанного голландским натуралистом А. Левенгуком. Конечно, систему увеличительных линз, собственноручно сконструированных А. Левенгуком, еще трудно было назвать микроскопом (линзы давали увеличение всего лишь в 100–200 раз), но с его помощью впервые в истории человечества удалось увидеть микробы.
С развитием науки и техники, и в частности оптики, были созданы более совершенные микроскопы, дававшие, увеличение до 2000 раз. В XX в. создан электронный микроскоп. Это чудо XX столетия позволяет увеличивать бактерии и вирусы в 100 тыс. раз и более, изучать форму и тончайшее строение живых организмов величиной в тысячную долю макового зернышка.
Новая эра в естествознании. Открытие А. Левенгуком невидимого мира живых существ ошеломило ученых XVII столетия. Перед изумленным человечеством возникли новые представления о природе и окружающем человека мире. Научная объективность требует отметить, что до Левенгука микробы видел А. Кирхер, изучавший кровь больных людей.
Заслуга А. Левенгука состояла в том, что, увидев микробы, он точно описал их форму и зарисовал. Это было подлинным началом новой науки – микрографии – описательной микробиологии, отцом которой он и был назван. Левенгук был натуралист-самоучка. Не имея специального образования, он, естественно, не мог знать о тех идеях, которые занимали умы врачей, например, о причинах заразных болезней. Он, несомненно, знал о народных бедствиях: об оспе и чуме, уносивших миллионы человеческих жизней, но мысль не была связана с поисками микробов – возбудителей этих болезней. Исследователь направил свое внимание просто на изучение окружающего мира. Что может быть более простым и доступным? Он начал рассматривать с помощью своего микроскопа каплю болотной воды и замер от удивления. В ней он впервые нашел невидимые глазом живые существа. Они двигались и имели различную форму. Левенгук стал рассматривать все, что попадалось ему под руку: настой из сена, слюну, смывы с кожи рук, каплю гноя из раны, кусочки гниющего мяса и т. п. И везде он находил этих живых «зверюшек». Левенгук тщательно все зарисовывал, впервые показав их форму и величину, описал свойства и места обитания. Интересно, что мерилом для сравнения размеров микробов он брал песчинки.
Кто же он – первый микробиолог, а вернее микрограф (описывающий микробов), показавший мир невидимых и неведомых до него живых существ?
А. Левенгук родился в 1632 г. в городе Дельфте, в Голландии. Не закончив школы, он работал продавцом в мануфактурном магазине. Был он бухгалтером и кассиром в книжном магазине, привратником и торговцем полотном в Амстердаме. Но, видимо, особая страсть этого человека к оптике привела его к замечательным наблюдениям и поразительным открытиям.
В свободное от работы время Левенгук изучал на гранильных фабриках Амстердама искусство шлифовки стекол и изготовление увеличительных линз. Составляя системы линз, он сконструировал примитивный микроскоп, который давал четкие и ясные изображения и большое увеличение. Сначала любознательность, а потом серьезные раздумья заставили Левенгука глубже заинтересоваться диковинным миром, видимым сквозь линзы. Не сознавая еще значения микробов, ученый понял новизну своих открытий. В Британское научное общество он стал посылать письма. Это были своеобразные научные работы, в которых на протяжении многих лет Левенгук описывал все виденное им под микроскопом. Возникло первое научное описание микробов. Уже в возрасте 63 лет Левенгук оформил свои многочисленные наблюдения и издал книгу под названием «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком». И действительно, человечество обязано Левенгуку не только тем, что он открыл завесу над «тайнами природы», но и тем, что мысли и внимание ученых были прикованы отныне к новому миру живых существ, изучение которых стало заманчивой и интересной перспективой для науки. Это были истоки современной науки о микробах – микробиологии.
Шли годы, десятилетия, много нового открыли ученые. Чем больше накапливалось сведений о микроорганизмах, тем труднее было в них разобраться. Назрела необходимость в классификации этого огромного невидимого мира. Шведский ученый К. Линней в XVIII в. предлагал объединить их в группу под названием «хаос». Даже этот выдающийся естествоиспытатель, автор известной книги «Система природы», в которой он впервые систематизировал и классифицировал растительный мир, не понимал задачу изучения мира микроорганизмов. К. Линней, в частности, писал: «Грешно даже изучать их, так как творец, создавая невидимых, очевидно имел в виду сохранить этот мир в тайне от человеческого познания».
Однако попытки разобраться в мире невидимых упорно продолжали ученые разных стран. Так, к концу XVIII столетия датский ученый О. Мюллер сумел разделить микробы по общим признакам на две основные группы. Русский исследователь А. Л. Ловецкий в начале XIX в. уже более детально дифференцировал микробы на три группы, среди которых мы узнаем шаровидные формы – кокки, палочковидные – бациллы и вибрионы. Немецкий ученый X. Эренберг в 1838 г. в своей классификации твердо установил такие группировки микробов, как бактерии, спириллы, спирохеты.
Большой вклад в микробиологию внес русский ученый Л. С. Ценковский. В 1855 г. он отнес микроорганизмы к синезеленым водорослям и этим определил положение основных форм бактерий в мире живых существ. Ф. Кон и К. Негели окончательно выделили бактерии, открытые к концу первой половины XIX столетия, в группу (класс) шизомицетов, т. е. микроскопических грибов-дробянок. Этим ознаменовался описательный период в развитии микробиологии.
От «микрографии» к «микробии». Поражает точность наблюдательности, с какой Левенгук изучал, описывал и зарисовывал форму тех микробов, которые сейчас называют бактерии, бациллы, кокки, стрептококки. Это были первые страницы будущей науки – микробиологий, но до ее создании было еще далеко. Слишком много тайн, скрывала природа. Величайшие открытия в области микробиологии, и в частности медицинской микробиологии и иммунологии[1]1
Иммунология – учение об иммунитете, т. е. невосприимчивости к инфекционным болезням.
[Закрыть], сделаны Л. Пастером, одним из основателей которых он по праву является. В истории имя Л. Пастера увековечено в различных отраслях науки и практики. Широко известны: Пастера эффект; Пастера-Мейергофа реакция, «печь Пастера», пастеризация, группа микробов Пастерелля, пастереллез, пастеровские прививки, пастеровские станции, пастеровский институт.
После открытия Левенгука описывалось множество новых микробов, но чем больше их накапливалось, тем труднее было в них разобраться. Ученые, описывая[2]2
Этот период развития микробиологии поэтому и получил название описательного.
[Закрыть] новых микробов, не могли понять ни роли их в природе, ни значения для человека. Так было до Пастера. С появлением работ Пастера начинается новый этап в развитии микробиологии. Его работы дали возможность всесторонне изучать жизнедеятельность микробов, т. е..их физиологию. Поэтому новый этап развития микробиологии получил название физиологического. Это направление оказалось необычайно плодотворным для развития микробиологии. Новые сведения давали ответы на различные вопросы практики.
Девизами Луи Пастера на протяжении всей его научной деятельности были: поиски нового, наука – для жизни, практики. Ученый говорил: «Не существует такой категории наук, которые можно было бы назвать прикладными. Существует наука и ее применение к жизни, связанные между собой, как плод с тем деревом, на котором он созрел». И нет ничего удивительного в том, что, когда к нему пришли мастера, занимавшиеся виноделием и пивоварением, и попросили помощи, Пастер сочувственно отнесся к их просьбам. Французские вина славились своими замечательными марками далеко за пределами страны. Но лучшие вина иногда почему-то превращались в уксус, а пиво так горчило, что пить его было нельзя. В чем причина порчи пива и вина? Химический это процесс или биологический? Против химической причины противоречили факты. Пивовары и виноделы – опытные мастера своего дела, им хорошо известна технология производства. В чем же дело?
В Пастере прежде всего заговорил ученый-экспериментатор. Посетив ряд районов, он тщательно изучил причины порчи пива и вина. Ученый обратил внимание на поверхность скисшего вина. Почему-то на нем образуется пленка, и чем больше времени проходит, тем более плотной она становится. Одновременно увеличивается и содержание кислоты. Не взаимосвязано ли скисание с образованием пленки и что она собою представляет? Поместив кусочек пленки под микроскоп, ученый увидел микробов своеобразной формы. Пастер находил их во всех чанах, где происходило скисание вина. Но действительно ли они являются виновниками тех бед, от которых страдает виноделие? Надо поставить эксперимент. В безукоризненно прозрачное вино высокого качества он вносит кусочек пленки. Для контроля часть вина он сохранил в хорошо закрытой стерильной колбе, куда никакие микробы извне попасть не могли. Результат превзошел все ожидания: в опытной колбе вино скисло, образовался уксус, в контрольной вино прекрасно сохранилось.
Итак, причиной скисания вина оказались микробы. Этих живых существ он находил при различных процессах в пиве и вине. Теперь по одному виду микробов Пастер мог определить характер порчи пива и вина. Микробы (дрожжи) вызывали брожение углеводов и расщепляли их до кислоты.
На протяжении нескольких лет Пастер открыл основные типы брожения – уксуснокислое, спиртовое, молочнокислое и маслянокислое. Это было первое подлинно научное объяснение причины брожения. Эти открытия были дополнены исследованиями других ученых. Они доказали, что брожение вызывается особыми веществами, так называемыми ферментами, которые вырабатываются в микробной клетке.
Ферменты – это специфические белковые вещества, способствующие различным превращениям белков, жиров и углеводов – расщеплению или построению их.
Ферменты – биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции.
Таким образом, сущностью процесса брожения является расщепление различных веществ, в частности углеводов, микробными ферментами. В зависимости от исходного продукта (сахара) и свойств микробов в результате брожения получают те или иные вещества (спирты, кислоты и т. д.).
Многочисленные и самые разнообразные отрасли промышленности в настоящее время пользуются результатами блестящих научных открытий Пастера и продолжателей его дела.
Итак, брожение вызывается микробами. Это было ново, и не все ученые были с этим согласны. Так, например, известный немецкий ученый Ю. Либих утверждал, что брожение является чисто химическим процессом и микробы к этому не имеют никакого отношения. Он считал, что распадающиеся белковые частички приходят в Колебательное состояние, которое передается сахару, в результате чего частички сахара (молекулы) расщепляются, превращаясь в спирт и углекислоту. Пастер возражал против этой точки зрения. Он доказывал, что если внести в вино пленку, состоящую из живых микробов, а затем вино прогреть, с тем чтобы убить микробов, то брожения не произойдет. И действительно, брожение не наступало. Почему же не происходит тот химический процесс, о котором говорил Либих? Да потому, что виновники брожения – микробы убиты нагреванием, и это оказалось истиной.
Доказывая микробную природу брожения, Пастер делает новое важное для практики открытие. Ученый не только опроверг все возражения и доводы своих противников, но указал метод борьбы с этими «болезнями» пива и вина, который широко применяется в настоящее время и известен под названием «пастеризация». Теперь пастеризуют также фруктовые соки, молоко и другие пищевые продукты. Сущность этого метода заключается в нагревании продукта до 65–80 °C. При такой температуре многие микробы, находящиеся в пищевых продуктах, гибнут, но питательные свойства продуктов не теряются. Благодаря этому продукты некоторое время не подвергаются порче, особенно на холоде.
Открыв микробную природу процессов брожения, Пастер делает новое открытие, доказав роль микробов в гниении. Оказалось, что среди микробов существует большое количество так называемых гнилостных. Бесчисленное множество их находится в земле, воде, воздухе, в организме человека, млекопитающих животных, птиц, насекомых и т. д. Чем же они замечательны и какова их роль?
Под влиянием гнилостных микробов происходят процессы глубокого расщепления сложных белковых веществ вплоть до образования простейших минеральных соединений, например аммонийных солей и других веществ, необходимых для жизни растений. Гнилостные процессы в почве превращают различные растения и отбросы животных в перегной, нужный для удобрения. Медицина широко использует при различных заболеваниях лечебные грязи, в образовании которых большую роль играют гнилостные бактерии.
Роль микробов в гнилостных процессах доказал Пастер, В своих исследованиях о гниении он писал: «Если бы микроскопические существа исчезли с поверхности, земли, то она быстро загромоздилась бы мертвыми органическими отбросами и всякого рода трупами животных и остатками растений… Без их участия жизнь вскоре прекратилась, так как работа смерти осталась бы незавершенной».
Слава Пастера гремела по всей Франции. Именно это и привело к нему представителей шелководческих районов Франции. От какой-то таинственной причины болели и гибли шелковичные черви. Надо сказать, что шелководческое дело также было основой экономики ряда провинций Франции. Ученый стал искать микробы, вызывающие болезнь шелковичных червей, и нашел. Было сделано открытие огромного научного значения. Снова найдены микробы, но уже возбудители подлинных болезней живых существ.
Биограф Пастера Валери-Радо так характеризует отношение великого ученого к запросам практики: «Как всегда, самым крупным научным проблемам он старался найти практическое применение».
Изучая маслянокислое брожение, Пастер делает важное открытие общебиологического значения – явление анаэробиоза. До Пастера незыблемым законом являлось положение, высказанное Лавуазье: жизнь без кислорода воздуха невозможна. Но вот Пастер открывает микробы, возбудители маслянокислого брожения, и они, оказывается, могут жить без кислорода. Теперь уже все микробы по типу дыхания разделили на две группы: аэробную и анаэробную. Аэробы – это микроорганизмы, способные жить и развиваться лишь в присутствии кислорода воздуха. Анаэробы живут в бескислородной среде. Больше того, кислород для них вреден. А микробы уксуснокислого брожения, которые Пастер открыл в пленке на поверхности вина, типичные аэробы, жадно стремящиеся к кислороду воздуха.
Все эти исследования Пастера имели исключительно важное значение и для медицины. Попутно скажем, что один из возбудителей газовой гангрены – тяжелой раневой инфекции (вибрио септик), открытый Пастером и Жубером, оказался анаэробным микробом.
Создавалась новая наука, которую Пастер назвал «микробия», ныне – микробиология, задачей которой, по мысли великого ученого, являлось широкое изучение микробов и их роли в природе и жизни человека.
Микробы вызывают заразные болезни человека и животных. Еще в глубокой древности ученые стремились выяснить причины массовых болезней, пытаясь объяснить их, Великий врач древности Гиппократ считал, что разные болезни вызываются миазмами – ядовитыми испарениями, попадающими с воздухом в организм человека. Римский поэт и ученый Варрон в I в. до н. э. также писал: «В болотистых местах часто зарождаются чрезвычайно мелкие организмы, настолько мелкие, что они совсем не могут быть видимы нами, они обитают в воздухе и проникают в тело человека через рот и нос при дыхании; их присутствие в нашем теле является причиной различных болезней». Древнегреческий ученый Фукидид в V в. до н. э. высказывал предположение о «живом контагии», вызывавшем повальные болезни. Эта мысль удивительным образом перекликается с достижениями науки XIX в., когда были открыты микроорганизмы – возбудители многих заразных болезней.
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]3
Агар-агар (по-малайски – желе) – растительный студень, полученный из морских водорослей. По химическому составу – углевод. Будучи прибавленным к искусственной питательной среде – мясопептонному бульону, при нагревании расплавляется, а при охлаждении застывает, превращая жидкую среду в плотную.
[Закрыть]. 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]4
Спора – это такое состояние микробной клетей, в которой в максимальной степени приостановлены процессы жизнедеятельности. Споры не размножаются и служат лишь способом сохранения вида в неблагоприятных для жизни микробов условиях. Но стоит споры перенести в благоприятные для жизни условия, как они начинают прорастать и образуются так называемые вегетативные формы, способные к активному осуществлению всех жизненных функций – питания, дыхания, размножения, выработки ферментов, ядов и т. д.
[Закрыть] 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.
Рассмотрим другие методы. Используя, например, метод Ожешко, можно выявить спору и тело микробной клетки. Спора будет окрашена в ярко-красный цвет, а тело клетки (вегетативная форма) – в синий. Так различают споровые и неспоровые микроорганизмы.
Окраска сложным методом Романовского-Гимза позволяет видеть структуру микробов из класса простейших, имеющих дифференцированное ядро и цитоплазму. К ним, в частности, относятся возбудители малярии. По методу Романовского-Гимза микробы окрашиваются сложной смесью красок, при этом ядро окрашивается в красный цвет, а цитоплазма – в синий. Если к сказанному добавить, что с помощью окраски можно видеть капсулу и различные включения клеток и жгутики, то значение метода окраски микробов станет еще более ценным особенно для практических целей. Поясним это примером. Наряду с дифтерийными бактериями, вызывающими тяжелое инфекционное заболевание – дифтерию, существуют безвредные дифтероиды. Одним из признаков, позволяющих их различать, является наличие у дифтерийных бактерий зерен волютина, так называемых зерен Бабеша-Эрнста. С помощью специального метода Нейссера тело бактерий окрашивается в желтый цвет, а зерна волютина – в синий. У дифтероидов, при отсутствии зерен волютина, тело микробов окрашено сплошь в желтый цвет. Существует еще ряд важнейших признаков для отличия дифтерийных бактерий от дифтероидов, среди которых метод окраски имеет большое значение.
Какую роль сыграла окраска микробов в сочетании с методикой их культивирования и выделением чистых культур? Открытие аэробных и анаэробных микробов потребовало создания условий для их развития. Все микроорганизмы как живые существа нуждаются в питательных веществах. Для этого были созданы простые и сложные искусственные питательные среды: жидкие, полужидкие и плотные. Но, помимо питательных веществ, солей, витаминов и других веществ, аэробным микробам необходимо обеспечить доступ кислорода воздуха, а для анаэробных, наоборот, создать бескислородные условия. Для отдельных микробов понадобилось создание особых избирательных сред (для дифтерийных бактерий, туберкулезных палочек, коклюшных, брюшнотифозных и других микроорганизмов). Если для дифтерийных бактерий нужна свернутая сыворотка крови, то для туберкулезных – глицерин, который добавляется к питательным средам, для коклюшных бактерий – кровь, а для брюшнотифозных – желчь.
Создание методов культивирования микробов открыло необозримые просторы перед исследователями для экспериментального изучения инфекционных болезней. Стали быстро создаваться методы лабораторной диагностики, профилактики инфекций и их лечения.
Это лишь краткая иллюстрация трудностей, которые надо было преодолеть, чтобы раскрыть тайну возбудителей инфекционных болезней. Разнообразны болезни, а также поражения и места локализации микробов в организме. Тем более удивительными оказались открытия и достижения в одной из труднейших областей медицины-области инфекционных болезней. Открытия Пастера и Коха стали отправными пунктами для изучения роли микробов в возникновении заразных болезней человека, животных и растений. При таких обстоятельствах, как писал великий русский ученый И. И. Мечников, нужен был сильный толчок, чтобы из висевшего в воздухе представления об организованных заразных бродилах (т. е. микробах) выработалось строго доказанное научное убеждение в их действительном существовании.
За 70 лет (с 1849 по 1919 г.) были открыты бациллы сибирской язвы, возбудители проказы, стрептококки, дизентерийные амебы, гонококки, малярийные плазмодии, стафилококки, брюшнотифозные бактерии, пневмококки, туберкулезные бактерии, возбудители сапа, холерные вибрионы, дифтерийные бактерии, столбнячные бациллы, спирохеты возвратного тифа, менингококки, возбудители бруцеллеза, основные представители дизентерийных бактерий, возбудители газовой инфекции (различные виды), чумные бактерии, бациллы ботулизма, возбудитель сифилиса, бактерии коклюша, риккетсии – возбудители сыпного тифа и других заболеваний – риккетсиозов, возбудители туляремии. Это далеко не полный перечень открытий болезнетворных микробов, раскрывший тайны возникновения инфекционных болезней.
