Случаи заболевания и смерти, произошедшие вслед за инокуляцией Шика от дифтерии 4 страница

Эксперимент с крахмалом заставил Бешана усомниться в справедливости популярной теории о том, что растворенная в воде сахароза при обычной температуре спонтанно превращается в инвертный сахар (смесь глюкозы и фруктозы в равных частях) — изменение, технически известное как инверсия сахара. Эта загадка требовала исследования, но приступая к решению этой химической задачи, профессор и не подозревал, какие биологические результаты последуют из ответов Природы.

В мае 1854 г. он начал серию наблюдений, которой позже дал название "Эксперимент хозяйки" ("Expérience Maîtresse"), а в конце концов согласился на "Сигнальный эксперимент".

16 мая 1854 г. была начата первая серия опытов в лаборатории фармацевтического факультета в Страсбурге. Эксперимент был завершен 3 февраля 1855 г.

В этом эксперименте совершенно чистая сахароза была растворена в дистиллированной воде и закупорена воздухонепроницаемой пробкой в стеклянной бутылке с небольшим количеством воздуха внутри. Бутылка была оставлена стоять на лабораторном столе при обычной температуре и в рассеянном свете.

В то же время были приготовлены контрольные эксперименты. Они состояли из растворов такой же дистиллированной воды и сахарозы, но к одному из растворов было добавлено немного хлорида цинка, а к остальным — небольшое количество хлорида кальция; в каждой бутылке было оставлено небольшое количество воздуха, как и в бутылке с первым, тестовым раствором. Эти бутылки были закупорены так же, как и первая, и все были оставлены стоять рядом друг с другом в лаборатории.

В течение нескольких месяцев сахароза в дистиллированной воде частично превратилась в виноградный сахар, а поляриметр показал, что среда изменилась, поскольку изменился угол вращения плоскости поляризации. Словом, изменение действительно произошло, но скорее всего не спонтанно, поскольку 15 июня появилась плесень, и с этого момента изменение значительно ускорилось.

В таблице I дана краткая сводка результатов экспериментов Бешана.

ТАБЛИЦА I²
Сигнальный эксперимент Бешана

Бешан приготовил растворы 16,365 грамм сахарозы в 100 см³ различных растворителей и несколько раз провел поляриметрические измерения каждого из растворов через различные интервалы времени, получив в результате определенные изменения угла вращения [плоскости поляризации — Прим. перев.]

	16,365 г сахарозы растворено в 100 см3следующих жидкостей:	Вращение 16 мая 1854 г.	Вращение 17 мая 1854 г.	Вращение 20 мая 1854 г.	Вращение 15 июня 1854 г.	Вращение 20 августа 1854 г.	Вращение 3 февраля 1855 г.	Примечания
1.	Дистиллированная вода	23,88°	23,17°	22,85°	22,39°*	17,28°	7,80°	* Плесень появилась, но сильно не увеличилась
2.	25% р-р хлорида цинка	22,32°	22,20°	22,10°**	22,14°	22,27°	22,28°	** Раствор начал мутнеть. Позднее там был обнаружен небольшой осадок окисла хлорида цинка.
3.	Р-р хлорида кальция, содержащий количество хлорида кальция, равное количеству хлорида цинка3	22,34°	22,13°	22,17°	22,25°	22,22°	22,29°	Плесень не появилась
4.	25% р-р хлорида кальция	22,34°	22,15°	22,10°	22,08°	22,14°	22,28°	Плесень не появилась

Профессор Бешан уделил особое внимание плесени и счел важным тот факт, что она вообще не появилась в растворах, куда он добавил хлорид цинка и хлорид кальция; кроме того, изменение угла вращения в этих растворах было настолько мало, что им можно было пренебречь или, как говорит сам Бешан, "Плоскость поляризации не изменялась, если не считать случайных отклонений"⁴.

Бешан опубликовал этот эксперимент в отчете Французской Академии наук 19 февраля 1855 г.⁵ Там он упомянул о плесени, но не дал объяснения причин ее появления. Он отложил этот важный вопрос до будущих экспериментов, чувствуя, что объяснение может стать ключом к разгадке причин того, что в то время считалась спонтанным зарождением. Ему не терпелось понять химический механизм превращения сахара и причину отсутствия этих изменений в растворах с хлоридами.

Тем временем другой исследователь, Момене (Maumené), также провел эксперименты, и хотя Бешан не был согласен с его выводами, он был поражен наблюдениями Момене, которые тот представил в Академию наук 7 апреля 1856 г. и опубликовал в "Анналах химии и физики" в сентябре 1856 г.

Эксперименты Момене тоже были связаны с поляриметрическими измерениями. В таблице II вкратце приведены его основные результаты:

ТАБЛИЦА II⁶
Эксперимент Момене

Различные виды сахара 16,35 г в 100 см3раствора	Первоначальное вращение в 200 мм пробирке	Вращение через 9 месяцев в 200 мм пробирке	Примечания
Белый сахар	+ 100°	+ 22°	Небольшая плесень
Еще один образец	+ 100°	+ 23°	То же самое
Сахар-рафинад	+ 98,5°	+ 31,5°	Плесени немного больше
Еще один образец	+ 96,5°	+ 88°	Небольшая плесень

Бешан увидел в этом подтверждение своих собственных результатов. На страницах 50 и 51 книги "Микрозимы" он формулирует два вопроса, которые возникли у него в результате собственных экспериментов и экспериментов Момене:

Наделена ли плесень химической активностью?

Каково происхождение плесени, которая появляется в сладкой воде?

С намерением найти ответ на эти вопросы, 25 июня 1856 г. он начал в Страсбурге новую серию экспериментов, которая была завершена 5 декабря 1857 г. в Монпелье. В процессе выполнения этой работы он уехал из Страсбурга и начал свою удачную и счастливую карьеру в знаменитом южном университете.

В следующей таблице III на стр. 47 книги продемонстрированы его новые наблюдения:

ТАБЛИЦА III⁷
Сигнальный эксперимент Бешана

Раствор 15,1 г сахарозы в 100 см3 воды с некоторыми химическими веществами и без них	Вращение плоскости поляризации						Наблюдения
	25 июня 1856 г.	13 июля 1856 г.	26 ноября 1856 г.	19 марта 1857 г.	13 июля 1857 г.	5 декабря 1857 г.
Чистая вода	+22,03°	+21,89°	+16,6°	+15,84°	+10,3°	+1,5°	Небольшой пушистый осадок, который постепенно превратился в объемную плесень
Чистый раствор очень малого количества мышьяковой кислоты	+22,04°	+21,65°	+12,24°	+10,8°	+7,2°	+0,7°	Плесень 26 ноября, которая увеличивалась и стала обильнее, чем в растворе чистого сахара
Дихлорид ртути, очень немного	+22,03°	+22,0°	+21,9°	+22,03°	+22,04°	+22,1°	Жидкость остается прозрачной
Чистая вода и одна капля креозота	+22,03°	+22,0°	+22,1°	+22,2°	+22,2°	+22,2°	То же самое
Сульфат цинка	+22,04°	—	–3,12°	—	–7,2°	—	То же самое
Сульфат алюминия	+22,02°	—	–8,7°	—	—	—	26 ноября много зеленой плесени
Нитрат калия	+22,05°	+21,6°	+3.0°	—	—	—	Огромное количество плесени образовалось к 26 ноября
Нитрат цинка	+22,01°	+22,0°	+22.1°	—	+22,0°	+22,2°	Прозрачная жидкость
Фосфат натрия	+20,23°	+19,16°	–9,7°	—	—	—	22 ноября — объемная плесень
Карбонат калия	+20,0°	+20,0°	+20,0°	—	+20,3°	—	Жидкость остается прозрачной
Оксалат калия	+22,0°	+20,34°	+10,5°	—	—	–0,2°	Красная плесень

Результаты ясно говорят о различном влиянии солей в среде, и Бешан подчеркивал это во второй главе своей работы "Микрозимы". Как показали и предыдущие эксперименты, хлорид цинка и хлорид кальция предотвращали изменение сахарозы; креозот (или дихлорид ртути) в очень малых количествах оказывал такое же защитное действие. Совершенно иначе дело обстояло с мышьяковой кислотой в маленьких пропорциях, а также с некоторыми другими солями, которые не мешали появлению плесени и превращению сахарозы. Некоторые соли, очевидно, даже способствовали появлению плесени, в то время как креозот, который лишь к моменту этих экспериментов стали различать с карболовой кислотой, напротив, оказался особенно эффективен в предупреждении плесени и изменений сахара.

С присущей ему любовью к точности, профессор Бешан решил тщательно исследовать роль креозота и с этой целью 27 марта приступил к серии новых экспериментов, которые продолжились до 5 декабря того же года.

Вот как он сам описывал процедуру⁸. Он

приготовил несколько сахарных растворов согласно технике антигетерогенистов, а именно: вода кипятилась, а затем охлаждалась таким образом, что воздух к ней поступал лишь через трубки с серной кислотой. Эта вода очень быстро растворила сахар, и несколько сосудов были доверху заполнены тщательно отфильтрованным раствором, так что в них не оставалось воздуха. Другая часть раствора, без креозота, была разлита по сосудам в контакте с достаточным количеством обычного воздуха, без особых мер предосторожности, кроме чистоты. Один из этих сосудов содержал некоторое количество мышьяковой кислоты. Два сосуда — один с креозотом в растворе, другой без креозота — были поставлены отдельно и не открывались в течение всего эксперимента.

В таблице IV приведены результаты наблюдений:

ТАБЛИЦА IV⁹
Сигнальный эксперимент Бешана

16,365 г сахарозы в 100 см3 раствора	Вращение плоскости поляризации						Наблюдения
	27 марта 1857 г.	30 апреля	30 мая	30 июня	30 июля	5 декабря
Раствор без креозота (№1)	+24°	+24°	+24°	+23°	—	+19,68°	Беловатые хлопья покрыли дно бутылей
То же (№2)	+24°	+24°	+22,8°	+21,6°	—	+15,6°	В бутыли №2 хлопья стали более обильными; 30 июня, без фильтрации, была добавлена одна капля креозота; это не остановило дальнейшее превращение сахара.
То же (№3)	+24°	—	+24°	—	—	—
То же (№4)	+24°	—	—	+24°	+24°	—
То же (№5)	+24°	—	—	—	—	+24°
Растворы с креозотом (№1а)	+24°	+24°	+24°	+24°	+24°	+24°
То же (№2а)	+24°	—	+24°	+24°	+24°	+24°
То же (№3а)	+24°	—	—	+24°	+24°	+24°
То же (№4а)	+24°	—	—	—	+24°	+24°
То же (№5а)	+24°	—	—	—	—	+24°
Раствор с креозотом и мышьяковой кислотой	+24°	+24°	—	+24°	+24°	+24°

Вот как Бешан сам объяснил результаты.

Сосуды 1 и 2 потеряли немного жидкости во время манипуляций с ними и поэтому оказались заполнены не доверху. Из-за этого жидкость в сосудах соприкасалась с воздухом — в них появилась плесень и произошли изменения в среде, причем в разное время: более быстрыми изменения оказались в сосуде, где плесень была обильнее.

В противоположность этому, сахарная вода, защищенная от контактов с воздухом в течение всех восьми месяцев наблюдения, не подверглась изменениям, хотя содержалась в теплом климате Монпелье в течение июня, июля, августа и сентября. Это было особенно примечательным, потому что воде ничто не мешало действовать, существуй в природе спонтанное зарождение, как тогда считалось. К тому же, хотя растворы с креозотом с самого начала соприкасались с воздухом и были оставлены в открытых сосудах, в них не произошли изменения, не появилось и следов плесени, даже в растворе с мышьяковой кислотой.

Теперь вернемся к раствору № 2, в котором плесень появилась до 30 мая, а данные поляриметра на эту дату свидетельствовали об уменьшении угла вращения, продолжавшемуся несмотря на добавление капли креозота 30 июня.

Великий труженник пишет в предисловии к своей книге "Кровь" ("Le Sang"), что различия в этих наблюдениях поразили его не меньше, чем раскачивание кафедральной люстры поразило Галилея в шестнадцатом веке.

В то время, когда Бешан проводил свои исследования, считалось, что ферментация может происходить только в присутствии альбуминоидного вещества. Мы уже видели, что Пастер использовал дрожжевой бульон (сложный альбуминоидный раствор). В растворах, приготовленных Бешаном, напротив, не было альбуминоидных веществ. Он использовал тщательно дистиллированную воду и чистую сахарозу, которая, по словам Бешана, не выделяла аммиак при нагревании со свежегашеной известью. Тем не менее, в его химических растворах появилась плесень — несомненно живой организм, содержащий альбуминоидное вещество.

Гений Бешана подсказывал ему, что эта поразительная находка таила в себе много открытий. Будь он Пастером, эта новость уже гремела бы на всю страну, а подробности были бы уже рассказаны в письмах ко всем знакомым. Но Бешан, не думая о себе, погрузился в тайны, которые открывала перед ним природа. Ему не терпелось приступить к новым экспериментам с учетом своих недавних открытий.

Результаты наблюдений он изложил в своих записках, которые сразу же, в декабре 1857 г., выслал в Академию наук. Выдержки из них были опубликованы 4 января 1858 г., среди прочих отчетов Академии¹⁰. Публикация полной версии этого важнейшего документа была по неизвестной причине отложена на восемь месяцев — до сентября 1858 г., когда она появилась в "Анналах химии и физики"¹¹.

Этим запискам было дано название "О влиянии холодной воды, чистой и с различными солями, на сахарозу".

Вот как Бешан сам комментирует его:

Из названия следует, что это чисто химическая работа, целью которой было выяснить, способна ли холодная вода превращать сахарозу, и влияют ли соли на превращение. Однако вскоре, как я и предвидел, вопрос усложнился: из чисто химического он превратился в физиологический, и одновременно оказался связан с явлением ферментации и вопросом спонтанного зарождения. Таким образом, изучение простого химического факта привело меня, вслед за другими, к исследованию причин ферментации, природы и происхождения ферментов¹².

Главным радикальным результатом всех экспериментов стало то, что "холодная вода изменяет сахарозу лишь пропорционально развитию плесени, этой примитивной формы растительной жизни, которая выступает в роли фермента"¹³.

Так одним ударом он опроверг теорию превращения под действием воды, а изменение, известное как ферментация, объяснил ростом живых организмов.

Более того, он доказал, что "плесень не образуется, если нет контакта с воздухом, и в этом случае вращающая сила остается без изменений"; а также, что "растворы, контактировавшие с воздухом, изменялись пропорционально развитию плесени". Таким образом, необходимость присутствия этих живых организмов для осуществления ферментации стала очевидной.

Далее Бешан объясняет роль плесени:

Она действует подобно ферменту.

Откуда берется фермент?

В этих растворах не было альбуминоидного вещества; они были приготовлены на чистой сахарозе, которая при нагревании со свежегашеной известью не выделяла аммиак. Это значит, что сахарный раствор оказался подходящей средой для развития микроорганизмов, содержащихся в воздухе, и необходимо признать, что этот фермент был произведен грибками.

Здесь, в полную противоположность мнению Пастера о спонтанном происхождении пивных дрожжей и других организмов, Бешан подтверждает справедливость учения Шванна о микробах воздушного происхождения и даже устанавливает принадлежность дрожжей к отряду грибов. Удивительно, что в эпоху полного хаоса научных идей великий ученый сделал такое ясное заявление и настолько опередил время своими наблюдениями.

Кроме того, он заявил:

Вещество, развивающееся в сахарной воде, иногда бывает в виде маленьких отдельных тел, а иногда в виде объемистых бесцветных пленок, которые выливаются единой массой из сосудов. Нагретые с едким кали, эти пленки в изобилии выделяют аммиак.

Это наблюдение о многообразии форм плесени впоследствии привело его к глубокому проникновению в жизнь клетки и первому верному пониманию цитологии.

Бешан предложил еще одно точное объяснение действия плесени: "Превращение сахарозы в присутствии плесени можно сравнить с воздействием диастазы на крахмал".

Именно этот вывод, по словам Бешана¹⁴, оказал огромное влияние на проблему и был настолько новаторским для той эпохи, что Пастер даже впоследствии игнорировал и отрицал его.

Далее Бешан объясняет, что

холодная вода оказывает воздействие на сахарозу, только если в этой воде способна развиваться плесень; иначе говоря, превращение происходит благодаря ферментации и благодаря образованию кислоты вслед за появлением фермента.

Именно кислотой, которую производит плесень, он и объяснил процесс ферментации.

На основании разнообразного влияния солей в растворах, он сделал еще множество выводов. Если бы лорд Листер последовал учению Бешана, а не Пастера, ему бы не пришлось впоследствии отказываться от своего изобретения — карболового спрея, который оказался смертельным для многих пациентов.

---

Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 69; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!