МИКРОБИОЛОГИЯ

 

МИКРОБИОЛОГИЯ

 

Микробиология (от греч. mikros — малый) как наука о микроорганизмах, их строении и жизнедеятельности, а также изменениях, вызываемых ими в организмах людей, животных, растений и в неживой природе, возникла во второй половине XIX в. Ее формирование проходило в тесной связи с практической деятельностью человека, историческим развитием, общим прогрессом науки (биологии, физики, химии) и техники (открытие и совершенствование микроскопии и других методов исследования). В процессе своего развития микробиология дифференцировалась на общую, медицинскую, сельскохозяйственную, ветеринарную, санитарную, промышленную и др. Для подготовки специалистов-медиков особое значение имеет медицинская микробиология. Она подразделяется на бактериологию, вирусологию, микологию, иммунологию, протозоологию. В истории микробиологии выделяют два основных периода: эмпирический (до второй половины XIX в.) и экспериментальный, начало которого связано с деятельностью Л. Пастера.

 

ЭМПИРИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

 

Идея о живой природе заразного начала, уносившего тысячи (а во время крупных эпидемий и пандемий миллионы) человеческих жизней, формировалась в течение тысячелетий. Эмпирические догадки о живом возбудителе высказывались в трудах Тита Лукреция Кара (95—55 гг. до н. э.), Плиния Старшего    (23—75 гг. н. э.), Галена (ок. 131—ок. 201 гг. н. э.), Ибн Сины (980—1037) и других выдающихся мыслителей прошлого. Создание первых оптических приборов в начале XVII в. открыло новую эру в истории микробиологии. А. ван Левенгук  был первым исследователем, который обнаружил живые микроорганизмы и описал их в своем труде «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком» (1695). Тем не менее до обнаружения первых патогенных микроорганизмов и научно обоснованного метода борьбы с ними оставалось почти два столетия эмпирических поисков.

 

Оспопрививание

 

Английский врач Эдвард Дженнер (Jenner, Edward, 1749—1823)  заметил, что у крестьянок, доивших коров, больных коровьей оспой, на руках образуются пузырьки, напоминающие оспенные пустулы. Через несколько дней они нагнаиваются, подсыхают и рубцуются, после чего эти крестьянки никогда не заболевают натуральной оспой.

В течение 25 лет Дженнер проверял свои наблюдения и 14 мая 1796 г. провел публичный эксперимент по методу вакцинации (от. лат. vacca—корова): привил восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу (Phipps James) содержимое пустулы с руки крестьянки Сары Нельме (Nelmes Sarah), заразившейся коровьей оспой (рис. 122). Полтора месяца спустя Э. Дженнер ввел Джеймсу содержимое пустулы больного натуральной оспой — мальчик не заболел. Повторная попытка заразить мальчика оспой спустя пять месяцев также не дала никаких результатов—Джеймс Фиппс оказался невосприимчивым к этому заболеванию. Повторив этот эксперимент 23 раза, Э. Дженнер в 1798 г.. опубликовал статью «Исследование причин и действий коровьей оспы». В том же году вакцинация была введена в английской армии и на флоте, а в 1803 г. было организовано Королевское дженнеровское общество (Royal Jennerian Society), возглавлявшееся самим Дженнером. Общество ставило своей целью широкое введение вакцинации в Англии. Только за первые полтора года его деятельности было привито 12 тыс. человек, и смертность от оспы снизилась    более   чем    в   три    раза.

В 1808 г. оспопрививание в Англии стало государственным мероприятием. Э. Дженнер был избран почетным членом почти всех научных обществ Европы. Открытие Дженнера явилось поворотным пунктом в истории борьбы с оспой. Первая вакцинация против оспы в России по его методу была сделана в 1802 г. профессором Е. О. Мухиным мальчику Антону Петрову, который в честь этого знаменательного события получил фамилию Вакцинов. Одновременно в Прибалтике вакцинацию по методу Дженнера успешно внедрял И. Гун.

Вакцинация того времени значительно отличалась от сегодняшнего оспопрививания. Антисептики не существовало (о ней не знали до конца XIX в.). Прививочным материалом служило содержимое пустул привитых детей, .а значит, была опасность побочного заражения рожей, сифилисом и т. п. Исходя из этого, А. Негри в 1852 г. предложил получать противо-оспенную вакцину от привитых телят. Понадобилось почти 200 лет для того, чтобы человечество проделало путь от открытия Дженнера до открытия вируса натуральной оспы (Э. Пашен, 1906) и добилось полной ликвидации этого опасного инфекционного заболевания на всем земном шаре. Программа ликвидации оспы предложена делегацией СССР на XI Ассамблее ВОЗ в 1958 г. и осуществлена совместными усилиями всех стран мира.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ   ПЕРИОД

 

Медицинская    микробиология    как наука оформилась во второй половине XIX в. Ее становление и первые важнейшие открытия связаны с деятельностью выдающегося французского ученого химика и микробиолога Луи Пастера (Pasteur, Louis, 1822— 1895) —основоположника научной микробиологии и иммунологии. Достижения в области микробиологии открыли большие перспективы в развитии промышленности (от изготовления уксуса, вина и пива во Франции времен Пастера до синтеза биологически активных веществ), сельского хозяйства (развитие шелководства, борьба с эпизоотиями, сохранение продуктов), сделали возможным научно обоснованную борьбу с эпидемиями (изготовление вакцин, сывороток и т. п.).

Успехи микробиологии обострили борьбу в философии между сторонниками материализма и идеализма (например, в вопросе о самопроизвольном зарождении) и еще раз обратили внимание ученых на значение социальных факторов в развитии инфекционных заболеваний.

 

Развитие иммунологии

 

Еще до открытий Пастера ученые разных стран показали, что некоторые инфекционные заболевания вызываются специфическими микроорганизмами. Тем не менее, как заметил Роберт Брйль еще в XVII в., природу заразных болезней поймет тот, кто объяснит природу брожения.

Этим ученым стал Пастер. В возрасте 36 лет он защитил докторскую диссертацию, представив две работы: по химии и физике кристаллов. Основными открытиями Пастера являются: ферментативная природа молочно-кис-лого (1857), спиртового (1860) и мас-ляно-кислого (1861) брожения, изучение болезней вина и пива (с 1857 г.), опровержение гипотезы самопроизвольного зарождения (1860, премия Французской Академии наук), исследование болезней шелковичных червей—пебрина (1865), основы представлений об искусственном иммунитете    (на примере    куриной    холеры, 1880), создание вакцины против Сибирской язвы (1881) путем искусственного изменения вирулентности микроорганизмов, создание антирабической вакцины (1885). Даты этих великих открытий запечатлены на мемориальной доске дома Пастера в Париже, где располагалась его первая лаборатория.

Их значение для экономики Франции было столь велико, что английский естествоиспытатель и врач Томас Гексли имел все основания сказать, «то прибыли, полученные Францией в результате открытий Пастера, превысили контрибуцию, наложенную на нее Пруссией в 1871 г. Однако только к концу жизни Л. Пастер получил мировое признание.

Открытия Пастера явились основой для развития медицинской микробиологии и борьбы с инфекционными заболеваниями. В 1885 г. Пастер организовал в Париже первую в мире антирабическую станцию. Вторая антирабическая станция была создана И. И. Мечниковым в Одессе в 1886 г. Затем бактериологические станции стали организовываться в Петербурге, Москве, Варшаве, Самаре и других городах России раньше, чем в других странах.

В 1888 г. в Париже на средства, собранные по международной подписке, был создан специальный институт по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями. Работой института руководил Пастер. Впоследствии Институт Пастера (как он был назван по предложению Французской Академии наук) стал крупнейшим центром научной мысли в области микробиологии.

В конце XIX в. немецкий ученый Пауль Эрлих (Ehrlich, Paul, 1854— 1915) положил начало учению об антителах как факторах гуморального иммунитета. Бурная полемика и многочисленные исследования, предпринятые после этого открытия, привели к весьма плодотворным результатам: было установлено, что иммунитет определяется как клеточными, так и гуморальными факторами. Таким образом, было создано учение об иммунитете. Его авторы И. И. Мечников и П. Эрлих в 1908 г, были удостоены Нобелевской премии.

Большое значение для развития медицинской микробиологии имели открытия немецкого ученого Роберта Коха (Koch, Robert, 1843—1910, рис. 125) — основоположника бактериологии, лауреата Нобелевской премии 1905 г. Кох установил правило, которое получило название триады Ген-ле—Коха: для доказательства этиологической роли микроорганизма в возникновении данной заразной болезни необходимо: 1) обнаруживать данный микроб в каждом случае данного заболевания (причем при других болезнях или у здорового человека он не должен встречаться); 2) выделить его из тела больного в чистой культуре; 3) вызвать такое же заболевание у подопытного животного, заразив его чистой культурой этого микроба. Кох первым предложил метод выращивания чистых бактериальных культур на плотных питательных средах (1877), окончательно установил этиологию Сибирской язвы (1876), открыл возбудителей туберкулеза (1882) и холеры (1883).

Успехи микробиологии по изучению возбудителей инфекционных . заболеваний сделали возможной их успешную специфическую профилактику.

 

 

 

Утверждение клинического метода

 

Обучение искусству врачевания у постели больного было свойственно древнегреческой медицине и медицине народов древнего и средневекового Востока. Однако в Европе в период господства средневековой схоластики преподавание медицины велось только по книгам, «отрецензированным» церковными служителями. Возрождение клинического (у постели больного) преподавания в Западной Европе в XVI в. связано с именем Джованни Баттисты Монтано (Montano, Giovanni Battista, 1489—1552)—профессора Падуанского университета, который утверждал, что «учить можно не иначе, как посещая больных». И все же инерция схоластики была слишком велика, обучение студентов в Западной Европе долгое время оставалось книжным.

В конце XVII — начале XVIII в. решающая роль в разработке и внедрении клинического преподавания в Западной Европе принадлежала Лейденскому университету (Голландия). При университете была организована клиника, которой руководил врач, химик и педагог Герман Бурхааве (Boerhaave Hermann, 1668—1738), возглавлявший кафедры медицины и ботаники, химии, практической медицины, ректор университета. (В русском языке его имя иногда произносится как Бургав)

По его утверждению, «клинической называется медицина, которая наблюдает больных у их ложа». Тщательное обследование больного Г. Бурхааве сочетал с физиологическим обоснованием диагноза и анатомическими исследованиями. Бурхааве был пионером инструментальных методов обследования: он первый применил в клинической практике усовершенствованный термометр Г. Д. Фаренгейта и использовал лупу для анатомических исследований.

Клиническая школа, созданная Г. Бурхааве, сыграла исключительную роль в развитии европейской и мировой медицины. К нему съезжались студенты и врачи из многих стран, называя его «totius Europae praeceptor» («всей Европы учитель»). Лекции Бурхааве посещали видные деятели того времени. Последователями Г. Бурхааве были А. Галлер, Ж. Ламетри

 

Первые методы и приборы физического обследования

 

В начале XVIII в. в клиниках Европы не применялось ни одного диагностического прибора, не было инструментальных или лабораторных методов обследования больного. При постановке диагноза врач исходил из результатов анамнеза (опроса), прощупывания пульса и осмотра больного и его выделений. Теплоту тела определяли эмпирически (приложением руки) вплоть до второй половины XIX в. (в то время как первый термометрический прибор уже был изобретен Г. Галилеем в конце XVI в.).

Первый надежный спиртовой (1709), а затем и ртутный (1714) термометр со шкалой от 0 до 600° предожил один из выдающихся ученых своего времени Даниэль Габриэль Фаренгейт (Fahrenheit, D. G., 1686— 1736), работавший в Голландии. В качестве исходных он использовал три точки отсчета. Первая — 0° определялась в сосуде со смесью льда, воды, солей аммония и морской соли. Вторая— 32°F соответствовала точке таяния льда. Третья — 96 °F являлась нормальной температурой полости рта. Температура кипения воды по Фаренгейту соответствовала 212 °F — на 180° выше точки таяния льда.

В 1730 г. французский естествоиспытатель Рене Антуан Фершо Реомюр (Н. A. Reaumur, 1683—1757). изобрел спиртовой термометр со шкалой от 0 до 80° (0° соответствовал температуре замерзания воды). Приняв объем спирта при 0° за 1000 условных единиц, Реомюр нагрел его до кипения что соответствовало 1080 единицам. Вот почему температура кипения воды по Реомюру принята за 80°.

Термометр Реомюра оказался весьма удобным, однако последнее слово в вопросе градуирования шкалы принадлежит шведскому астроному и физику Андерсу Цельсию (A. Celsius, 1701— 1744). В 1742 г. он предложил стоградусную шкалу, в которой 0° соответствовал температуре кипения воды, а — точке таяния льда. Впоследствии М. Штрёмер (Швеция) перевернул шкалу Цельсия, сделав 0° точкой таяния льда и началом отсчета. В таком виде термометр приобрел самую широкую мировую известность.

В клиническую практику термометрия входила с трудом. Еще в 1861 г известный немецкий врач Карл Геохард (Gerhardt, Karl, 1833—1902) считал ее «слишком сложной процедурой». В России успешное внедрение термометрии в клинику (1860) тесно с именем С. П. Боткина. Важная роль в развитии методов физического обследования принадлежит венскому врачу Леопольду Ауэнбруггеру — автору метода перкуссии (лат. percussio —ударяю) те выстукивания, так хорошо известного сегодня и с таким трудом входившего в медицинскую практику.

Будучи сыном трактирщика, Л. Ауэнбруггер часто наблюдал,  как отец определял количество вина в бочках простукивая их стенки. Возможно, эти наблюдения навели его на мысль об использовании выстукивания для определения наличия жидкости в грудной полости.

В течение семи лет Ауэнбруггер тщательно изучал звуки, издаваемые при простукивании грудной клетки в здоровом и больном организме. Свои клинические наблюдения он систематически сопоставлял с данными патологоанатомических вскрытий и изложил результаты своих исследований на 95 страницах сочинения «Inventum novum…» («Новый способ, как путем выстукивания грудной клетки человека обнаружить скрытые внутри груди болезни»). «На основании своего опыта,— писал Ауэнбруггер,— я утверждаю: признак, о котором идет речь, чрезвычайно важен не только для распознавания, но и для лечения болезней; более того, он заслуживает первого места после исследования пульса и дыхания. В самом деле, при какой бы болезни ни был обнаружен неестественный звук, получаемый при выстукивании груди, он всегда будет указывать на наличие большой опасности».

Несмотря на очевидную сегодня важность нового метода, перкуссия разделила участь многих великих изобретений: ее встретили насмешливо, даже враждебно. Венские врачи и их пациенты, приученные лишь в прощупыванию пульса, выступили с резкой критикой «этой длительной и тягостной новомодной процедуры». Более того, учитель Ауэнбруггера по Венскому университету и его ректор, основатель прославленной венской клинической школы Г. ван Свитен (van Swieten, Gerard, 1700—1772), также не принял нового метода. Ауэнбруггер был вынужден оставить работу в госпитале. Дальнейшая судьба его сложилась трагично: последние годы жизни он провел в психиатрической клинике, где умер в 1809 г., так и не узнав о возрождении и широком признании предложенного им метода во Франции в 1808 г.

Забытое имя Ауэнбруггера и его метод возродил Жан Николя Корвизар де Маре (Corvisart, Jean Nicolas de Mare, 1755—1821)—основоположник клинической медицины во Франции, лейб-медик Наполеона I. С методом Ауэнбруггера Корвизар впервые познакомился, с увлечением прочитав небольшую работу венского врача Максимилиана Штоля (М. Stoll, 1742—1787), который практиковал этот метод в клинике для бедных на окраине Вены.. «Я не помню ни разу,— писал Корвизар,— в течение всего времени, когда я изучал медицину, чтобы упоминалось имя Ауэнбруггера… Я не знал перкуссии, когда начал преподавать клиническую   медицину».

В течение 20 лет Корвизар и его многочисленные ученики тщательно изучали перкуторный звук как новое средство диагностики. В отличие от автора метода, который перкутировал концами пальцев, сложенных в пирамиду, Корвизар стал выстукивать ладонью. Такой способ позволил ему с большим искусством распознавать заболевания легких, наличие жидкости в плевральной полости и околосердечной сумке, а также аневризму сердца, изучение . которой принесло Корвизару большую славу. В 1808 г., за год до смерти Л. Ауэнбруггера, он опубликовал на французском языке полный перевод «Inventum novum…», дополнив его своими, весьма солидными (более 400 страниц) комментариями. Здесь уместно привести слова Анатоля Франса: «Дар воскрешать прошедшее столь же изумителен и драгоценен, как и дар предвидеть будущее».

Читая, лекции в амфитеатре госпиталя Sharite (на стенах которого ныне высечено его имя), Корвизар широко пропагандировал метод выстукивания, наряду с которым часто использовал и древний способ непосредственной аускультации (лат. auscultatio — выслушивание). Прикладывая ухо к грудной клетке больного, он пытался определить интенсивность и ритм биения сердца. Среди других студентов лекции Корвизара слушал Рене Теофил Гиацинт Лаэннек (Laen-nec, Rene Theophile Hyacinthe, 1782— 1826)—ученик, который превзошел своего учителя.

Р. Лаэннек воспитывался в семье своего дяди — известного врача времен французской буржуазной революции, что оказало большое влияние на его развитие и увлечение медициной. Изучив греческий и латынь, Лаэннек уже в юности читал в подлиннике труды древнегреческих и римских авторов. В студенческие годы взгляды Лаэнне-ка формировались под влиянием Корвизара и Биша.

Будучи студентом Парижского университета, Лаэннек начал работу по изучению болезни, которая в то время называлась чахоткой (phtisis) и от которой умирало огромное число больных. Патологоанатомические вскрытия выявляли в различных органах специфические образования, которые Лаэннек назвал туберкулами. Они возникали и развивались без внешних признаков, а когда симптомы болезни проявлялись, спасти больного было уже невозможно. Как распознать болезнь в начальной ее стадии, когда были еще шансы остановить ее и вылечить больного? Выслушивание ухом, приложенным к грудной клетке, не давало ощутимых результатов. Никаких средств прижизненной диагностики еще не было,— еще не родился и не сделал своего открытия (1895) В. К. Рентген.

Решение, которое так долго искал Лаэннек, пришло неожиданно. Возвращаясь из клиники через парк Лувра, он обратил внимание на шумную ватагу ребят, игравших вокруг бревен строительного леса. Одни дети прикладывали ухо к концу бревна, а другие с большим энтузиазмом колотили палками по противоположному его концу: звук, усиливаясь, шел внутри дерева. Лаэннек увидел решение проблемы.

Поводом для первого применения метода посредственной аускультации при помощи бумажного стетоскопа послужила полнота 19-летней девушки. «Возраст и пол больной,— писал Лаэннек,— не позволяли мне применить … непосредственную аускультацию ухом, приложенным к области сердца… Я попросил несколько листов бумаги, свернул их в тугой цилиндр, приставил один его конец к области сердца и приложил ухо к другому. Я был в равной степени и удивлен и удовлетворен, когда услышал удары сердца такие ясные и отчетливые, какими никогда не слышал их при непосредственном. приложении уха к области сердца».

На следующий день Лаэннек применил этот метод в своей   клинике в госпитале Necker. Тщательное обследование показало, что одна треть больных страдала активной фазой чахотки (т. е. туберкулеза, термин предложен Лаэннеком).

Первые стетоскопы (от греч. stet-hos — грудь, scopeo — смотрю, исследую). Лаэннек клеил из плотной бумаги, затем в поисках оптимальных акустических эффектов стал вытачивать их из различных пород дерева на специальном станке. Его собственный стетоскоп был деревянным и состоял из двух цилиндров, которыми в зависимости от целей исследования можно было пользоваться в собранном или разобранном виде. Изобретение первого в истории медицины прибора    физической диагностики— стетоскопа    прославило    имя Лаэннека, но его вклад в медицину определяется прежде всего разработкой патологической    анатомии, изучением клинической    картины и диагностики заболеваний легких, чему изобретение стетоскопа    способствовало   в значительной степени.    Р. Лаэннек описал аускультативные    симптомы   пороков сердца, изучил клинику и патоморфологию    портального цирроза    печени (цирроз Лаэннека), установил специфичность туберкулезного процесса задолго до открытия возбудителя этого заболевания. Лаэннек считал туберкулез заразной болезнью. В качестве мер профилактики он предлагал физический отдых, усиленное питание и морской воздух.

В 1819 г. вышел в свет его знаменитый труд «О посредственной аускультации или распознавании болезней легких и сердца, основанном главным образом на этом новом методе исследования («De l’auscultation mediate, ou traite du diagnostic des maladies des poumons et du coeur»). Шесть лет спустя Рене Лаэннек скончался от туберкулеза — болезни, для победы над которой он сделал более, чем кто-либо другой. Большой вклад в развитие методов физического иследования внес венский профессор Йозеф Шкода (Skoda, Josef, 1805—1881), чех по национальности. Работая вместе с выдающимся патологом того времени К- Рокитанским, он тщательно проверял свои клинические наблюдения в секционном зале. Исходя из законов акустики, Шкода объяснил происхождение перкуторного звука и дал научное обоснование метода перкуссии.

В 1826 г. ученик Р. Лаэннека Пьер Адольф Пьоррй (Piorry, Pierre Adolp-he, 1794—1879) предложил метод посредственной перкуссии при помощи плессиметра из слоновой кости.