Доказательство биологической природы брожения
Изучением процесса брожения Пастер занялся с 1857 года, опубликовав на эту тему первый «мемуар». В этой статье речь шла о молочнокислом брожении. Пастер «с исключительной убедительностью» (термин А. Имшенецкого) доказал, что возбудителями брожения являются живые существа, способные к существованию в отсутствие воздуха. Их размножение сбраживает молочный сахар с образованием молочной кислоты. Для доказательства Пастер выращивал культуру бактерий в прозрачном питательном бульоне и показал отличие молочнокислых бактерий от дрожжей — возбудителей спиртового брожения. В этом же «мемуаре» Пастер впервые высказал несколько теоретических положений, доказательство которых потребовало двух десятилетий экспериментальной работы. В том же 1857 году Пастер сделал и первое сообщение о спиртовом брожении[61].
В то время господствовала теория Либиха, что процесс брожения имеет химическую природу, хотя уже публиковались работы о его биологическом характере (Каньяр де Латур, 1837), не получившие признания. К 1861 году Пастер показал (на материале спирта, глицерина и янтарной кислоты) возможность маслянокислого брожения, вызываемого строго анаэробными микроорганизмами. За эти достижения Пастер был в том же 1861-м году удостоен премии Дженнера Французской академии наук и медали Румфорда Королевского общества[62]. Работа с причинами уксуснокислого брожения в 1862 году впервые привела к переходу Пастера от проблем химии и кристаллографии к вопросам биологии[63]. В хронологическом отношении работы Пастера по брожениям прерывались его штудиями в области самопроизвольного зарождения и обращением к болезням шелковичных червей, поэтому в научной литературе их представляют комплексно[64].
|
|
|
Далее Луи Пастер доказал, что брожение есть процесс, тесно связанный с жизнедеятельностью дрожжевых грибков, которые питаются и размножаются за счёт бродящей жидкости. При выяснении этого вопроса Пастеру предстояло опровергнуть господствовавший в то время взгляд Либиха на брожение как на химический процесс. Особенно убедительны были опыты Пастера, произведённые с жидкостью, содержащей чистый сахар, различные минеральные соли, служившие пищей бродильному грибку, и аммиачную соль, доставлявшую грибку необходимый азот. Грибок развивался, увеличиваясь в весе; аммиачная соль тратилась. По теории Либиха, надо было ждать уменьшения в весе грибка и выделения аммиака, как продукта разрушения азотистого органического вещества, составляющего фермент. Вслед за тем Пастер показал, что и для молочного брожения также необходимо присутствие особого «организованного фермента» (как в то время называли живые клетки микробов), который размножается в бродящей жидкости, также увеличиваясь в весе, и при помощи которого можно вызывать ферментацию в новых порциях жидкости. Пастер даже обратился к Либиху и предложил создать особую комиссию для проверки своих результатов, но тот отказался[65].
|
|
|
В это же время Луи Пастер сделал ещё одно важное открытие. Он обнаружил организмы, которые могут жить без кислорода. Для некоторых из них кислород не только не нужен, но и ядовит. Такие организмы называются строгими (или облигатными) анаэробами. Их представители — микробы, вызывающие маслянокислое брожение. Размножение таких микробов вызывает прогорклость вина и пива. Брожение, таким образом, оказалось анаэробным процессом, «жизнью без кислорода», потому что на него отрицательно воздействует кислород (эффект Пастера). Напротив, окисление спирта протекает при наличии кислорода, из-за чего Пастеру пришлось решать дилемму: отказаться от определения этого процесса как брожения или признать наличие брожений особого типа, которые не являются жизнью без кислорода. Выбрав второе, Пастер стал родоначальником учения об окислительных брожениях — раздела физиологии микробов[66].
|
|
|
Пастеризация и проблема гниения
Приборы, используемые для экспериментов Пастера по изучению брожений
В 1864 году к Пастеру обратились французские виноделы с просьбой помочь им в разработке средств и методов борьбы с «болезнями вина» — изменениями его вкуса, прозрачности, запаха и других свойств[Прим. 6]. В частности, мадам Бусико — вдова основателя парижского универмага[en] Bon Marché[en] — передала на нужды исследований около 100 000 франков[68]. Итогом работы учёного стала монография 1866 года «Исследование о вине». Пастер выдвинул следующие теоретические и практические постулаты: для улучшения качества вина необходимо регулировать жизнедеятельность микробов, ибо нет болезней вина, возникающих без участия микроорганизмов. Пастер доказал, что различные заболевания вызываются разными микроорганизмами; следовательно, если вино и бутылки нагреть до 50—60 °C, то вино не будет портиться и выдержит продолжительную транспортировку. Впоследствии этот метод был назван пастеризацией. Употребление различных рас винных дрожжей напрямую сказывается на качестве вина, причём для получения высококачественных сортов необходимо, чтобы поверхность бродящего вина соприкасалась с воздухом[69]. В процессе своих исследований Пастер обнаружил и бактерии, образующие споры, что делало их чрезвычайно устойчивыми к длительному кипячению, воздействию солнечных лучей и др. В связи с этим Пастер предложил новый способ стерилизации — жидкостей паром в 120 °C под давлением, а твёрдых предметов при 140 °C сухим жаром. Для этого использовался так называемый «папенов котёл», от которого произошли современные автоклавы[70]. Пастер даже провёл специальные эксперименты, пригласив виноделов и специалистов-сомелье, чтобы оценить изменение вкуса пастеризованного и непастеризованного вина. Примечательно, что почти все они предпочли пастеризованное вино; тем не менее в современном виноделии процесс пастеризации почти не применяется, и для сохранения вина используются сульфиты[71]. На Всемирной выставке 1867 года Пастер за свой метод предохранения вина удостоился золотой медали[72].
|
|
|
ИЛЬЯ ИЛЬИЧ МЕЧНИКОВ
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18495998
Деятельность
Окончил Харьковский университет (1864).
В Германии открыл новые классы беспозвоночных.
Благодаря Н. И. Пирогову специализировался в Германии у Р. Лейкарта и К. Зибольда, изучал эмбриологию беспозвоночных животных в Италии, где познакомился c А. О. Ковалевским. Изучая планарии, открыл в 1865 году феномен внутриклеточного пищеварения. Методами эмбриологии доказал единство происхождения позвоночных и беспозвоночных животных.
В 1873 году его жена Людмила Васильевна Федорович умерла от туберкулёза, Мечников решил посвятить жизнь борьбе с туберкулёзом. В 1875 году он женился на Ольге Николаевне Белокопытовой (1858—1944), ставшей его помощницей, и открыл важную функцию внутриклеточного пищеварения — фагоцитарный ( клеточный ) иммунитет. В 1879 году предложил биологический метод защиты растений от вредителей[17].
Одесса, ул. Льва Толстого, д. 4
Выйдя в отставку в знак протеста против реакционной политики в области просвещения, осуществляемой царским правительством и правой профессурой, организовал в Одессе частную лабораторию, затем (1886, совместно с Н. Ф. Гамалеей) вторую в мире и первую русскую бактериологическую станцию для борьбы с инфекционными заболеваниями (здание сохранилось — улица Льва Толстого, 4).
В 1887 покинул Россию и переехал в Париж, где ему была предоставлена лаборатория в созданном Луи Пастером институте.
С 1905 — заместитель директора этого института. Проживая до конца жизни в Париже, Мечников не порывал связи с Россией.
В 1911 году он возглавлял экспедицию Института Пастера в очаг чумы в России, при этом сделал важные наблюдения, касающиеся не только чумы, но и туберкулёза[18]. Он систематически переписывался с К. А. Тимирязевым, который привлёк его к работе в антивоенном журнале «Летопись», с И. М. Сеченовым, И. П. Павловым, Н. А. Умовым, Д. И. Менделеевым и др.
Умер в Париже 15 июля 1916 года в возрасте 71 года после нескольких инфарктов миокарда. Илья Мечников завещал своё тело на медицинские исследования с последующей кремацией и захоронением на территории Пастеровского института, что и было выполнено.
Научная деятельность
И. И. Мечников и Луи Пастер
Научные труды Мечникова относятся к ряду областей биологии и медицины.
В 1879 году открыл возбудителей микозов насекомых[19].
В 1866—1886 Мечников разрабатывал вопросы сравнительной и эволюционной эмбриологии, будучи (вместе с Александром Ковалевским) одним из основоположников этого направления. Предложил оригинальную теорию происхождения многоклеточных животных (см. Фагоцителлы теория). Обнаружив в 1882 явления фагоцитоза (о чём доложил в 1883 на 7-м съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе), разработал на основе его изучения сравнительную патологию воспаления (1892), а в дальнейшем — фагоцитарную теорию иммунитета («Невосприимчивость в инфекционных болезнях» — 1901;
Нобелевская премия — 1908, совместно с П. Эрлихом). Многочисленные работы Мечникова по бактериологии посвящены вопросам эпидемиологии холеры, брюшного тифа, туберкулёза и др. инфекционных заболеваний. Мечников совместно с Э. Ру впервые вызвал экспериментально сифилис у обезьян (1903).
Мечников, обобщая открытые им явления иммунной функции фагоцитоза, практически сразу указал на роль фагоцитов в таких процессах, как атрофия, метаморфоз, репарация, регенерация, воспаление и инфекция.
Илья Ильич Мечников утверждал, что полноценный иммунитет может быть гарантирован только при полноценности всех реакций фагоцитоза. При выпадении хотя бы одной из фаз фагоцитоза, вероятно развитие заболевания. Фактически это было первое научное объяснение болезней, возникающих на основе иммунодефицита, то есть на основе «выпадения» одного из механизмов клеточной защиты. Современные иммунологи пришли к этому заключению лишь в конце XX века, столкнувшись с явлением иммунодефицита, возникающего под действием вируса ВИЧ.[20]
Открытие фагоцитоза было положено Мечниковым в основу биологической (фагоцитарной) теории иммунитета, рассматривающей ведущую роль макроорганизма в процессах иммунитета, а также в основу биологической теории воспаления, теории атрофии, а позднее в основу его биологической теории старения.
Вопросы старения занимали значительное место в трудах Мечникова. Он считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно, в результате самоотравления организма микробными и иными ядами. Наибольшее значение Мечников придавал в этом отношении кишечной флоре. На основе этих представлений Мечников предложил ряд профилактических и гигиенических средств борьбы с самоотравлением организма (стерилизация пищи, ограничение потребления мяса, и др.).
Памятник Мечникову напротив Пастеровского института в Харькове
Основным средством в борьбе против старения и самоотравления организма человека Мечников считал болгарскую молочнокислую палочку — Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Он первый в мире оценил значение открытия болгарского студента Стамена Григорова. Ещё в 1905 Мечников, как директор Института Пастера, пригласил молодого болгарина в Париж, чтобы он прочёл лекцию о своём открытии перед светилами микробиологии того времени.
В 1907 были опубликованы результаты первого в мире медицинского исследования функциональных свойств болгарской палочки и болгарского кислого молока:
Портрет в молодости
Мечников лично повторил исследования Григорова, чтобы убедиться в их состоятельности. В 1908, в годовщину французской академии наук, опубликована его статья Несколько слов о кислом молоке[21]. Исследуя вопросы старения и собрав данные по 36 странам, Мечников установил, что самое большое количество «столетников» в Болгарии — 4 на 1000 человек. Он связал это с болгарским йогуртом (в Болгарии его называют кисело мляко — «кислое молоко»). В своих трудах Мечников стал пропагандировать широкой общественности полезность болгарского йогурта. Сам он до конца жизни регулярно употреблял не только молочнокислые продукты, но и чистую культуру болгарской палочки.
Конечной целью борьбы с преждевременной старостью Мечников считал ортобиоз — достижение «полного и счастливого цикла жизни, заканчивающегося спокойной естественной смертью»[22][23].
На основании учения Мечникова об ортобиозе в современной науке сложилось междисциплинарное направление «ортобиотика».
Мечников создал первую русскую школу микробиологов, иммунологов и патологов; активно участвовал в создании научно-исследовательских учреждений, разрабатывающих различные формы борьбы с инфекционными заболеваниями; ряд бактериологических и иммунологических институтов России носит имя Мечникова.
В ранних трудах, посвящённых вопросам дарвинизма (Очерк вопроса о происхождении видов, 1876, и др.), Мечников высказал ряд идей, предвосхитивших современное понимание некоторых вопросов эволюции.
Философские взгляды
Мечников придерживался атеистических взглядов, несмотря на строгое религиозное воспитание в детстве[24]. Причисляя себя к сторонникам рационализма («Сорок лет искания рационального мировоззрения», 1913), Мечников критиковал религиозные, идеалистические и мистические воззрения.
В ряде работ Мечниковым затронуты общетеоретические и философские проблемы, в том числе проблема смысла человеческой жизни. Главную роль в прогрессе человечества учёный приписывал науке. Мечников полагал, что в будущем наука избавит человека от страха смерти, если сумеет пробудить в нём «инстинкт естественной смерти», который, по мнению учёного, «гнездится в глубине человеческой природы в скрытом состоянии» («Этюды о природе человека. Опыт оптимистической философии», 1903). Прежде всего наука изменит человеческую старость, существенно улучшив, благодаря прогрессу медицины, качество жизни в этом периоде; конечной целью науки будет «продление жизни до момента пресыщения ею и ощущения потребности небытия» («Сорок лет искания рационального мировоззрения», предисловие к второму изданию, 1914 ).
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 419; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!