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 (см. с. 247).
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 Паетер. 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 ан-тирабическую 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 его стенах работали Э. Ру, А. йерсен, Э. Дюкло, российские ученые: И. И. Мечников (вице-директор, 1904—1916), Н. Ф. Гамалея, А. М. Безредка, Д. К. Заболот-ный, Ф. Я. Чистович, Г. Н. Габричевский, Л. А. Тарасевич, В. М. Хавкйн и другие.
Организатором первой в России Пастеровской станции по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями был Илья Ильич Мечников (1845—1916)—выдающийся рчусский биолог, патолог, иммунолог и бактериолог, создатель фагоцитарной теории иммунитета, один из основоположников эволюционной эмбриологии.
Изучая процессы внутриклеточного пищеварения, И. И. Мечников открыл, что мезодермальные клетки (лейкоциты, клетки селезенки, костного мозга и др., которые он назвал фагоцитами) выполняют функцию защиты организма от болезнетворных микроорганизмов. Первый доклад о фагоцитарной теории «О защитных силах организма» И. И. Мечников сделал на VII съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе в 1883 г. Его теория явилась основой для понимания сущности процесса воспаления.
И. И. Мечников создал крупнейшую школу российских микробиологов, иммунологов и патологов. В его лаборатории в Институте Пастера постоянно работали российские ученые, которые стали его учениками и последователями. Среди них Г. Н. Габричевский, который в 1892 г. начал читать курс микробиологии в Московском университете и организовал в Москве производство противодифтерийной сыворотки; Д. К. Заболотный, основавший первую в России кафедру микробиологии (1898) в Петербургском женском медицинском институте и внесший большой вклад в изучение эпидемиологии чумы; Н. Ф. Гамалея, занимавшийся профилактикой сыпного тифа, оспы и чумы; А. М. Безредка, Л. А. Тарасевич и многие другие.
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.
* * *
Важным достижением микробиологической науки явилось открытие фильтрующихся вирусов (1892) русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановским (1864—1920), заложившим основы вирусологии — нового направления в микробиологической науке.
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.
Значительную роль в развитии микробиологии в России играл Институт экспериментальной медицины в Петербурге, основанный в 1890 г., в котором сложилась крупная школа отечественных микробиологов и эпидемиологов: С. Н. Виноградский (1856-1953), В. И. Исаев (1854—1911) и др. Ответвление микробиологии представляет вирусология, в настоящее время выросшая в самостоятельную дисциплину большого практического значения. Начало вирусологии положено исследованиями отечественного ботаника Д. И. Ивановского (1864—1920), изучившего и описавшего «мозаичную болезнь» табака (1892). На основе микробиологии получила развитие иммунология. Ее основоположником явился И. И. Мечников (1845—1916), зоолог по первоначальной специальности. И. И. Мечниковым положено начало новым отраслям в биологии и медицины. Учение Дарвина Мечников вместе с А. О. Ковалевским дополнил данными сравнительной эмбриологии, исследованиями беспозвоночных. Эволюционное учение, относимое до того только к высокоорганизованным животным и растениям, было поднято русскими учеными на новую ступень. В речи «О целебных силах организма» на съезде естествоиспытателей и врачей (1883) И. И. Мечников противопоставил «этиологической» точке зрения Р. Коха, ставившего по существу знак равенства между возбудителями и болезнью, другой взгляд: инфекционное заболевание он трактовал как процесс взаимодействия микро- и макроорганизмов. В этой речи Мечников обобщил свои исследования внутриклеточного пищеварения как защитной функции. Выступление Мечникова стало отправным пунктом его классических трудов по фагоцитозу и иммунитету. Вместе с молодым врачом Н. Ф. Гамалеей И. И. Мечников организовал в Одессе бактериологическую и антирабическую лабораторию. По времени основания (июнь 1886 г.) эта станция была второй в мире после открытой в 1885 г. Пастером в Париже. Вскоре антирабические станции были открыты в Петербурге, Москве, Варшаве, Самаре и др., в то время как за рубежом антирабическая станция в Париже, основанная Пастером, долго оставалась единственной. За прогрессивные выступления И.И. Мечников был удален царскими властями из университета, а затем лишен возможности практической деятельности. Он вынужден был покинуть Россию и уехал во Францию для работы в Пастеровском институте. Оставаясь здесь до конца своей жизни, Мечников поддерживал тесную связь с Россией, выезжал на борьбу с эпидемиями, участвовал в российских съездах, экспедициях. В Пастеровском институте он подготовил немало отечественных ученых. Все видные микробиологи и эпидемиологи России конца 19 — начала 20 века прошли там его школу (Г. Н. Габричевский, Д. К. Заболотный, Л. А. Тарасевич, И. Г. Савченко, П. В. Циклинская — первая русская женщина профессор микробиологии и др.). И. И. Мечников разработал учение об иммунитете. Основную роль в иммунитете он отводил фагоцитам — подвижным лейкоцитам, поглощающим и переваривающим микробов. Учение о фагоцитарном иммунитете изложено им в трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901), «Лекции о сравнительной патологии воспаления» (1892). Труды И. И. Мечникова по иммунитету, как и другие, разработаны с позиций эволюционного учения. В последние годы жизни Мечников работал над проблемой долголетия. Общие научные взгляды Мечникова нашли выражение в книгах «Этюды оптимизма» (1907), «Сорок лет искания рационального мировоззрения» (1913). Одновременно с И. И. Мечниковым над проблемами медицинской микробиологии и иммунологии работали В. К. Высокович (1854—1912), В. В. Подвысоцкий (1857— 1913) и др. Оформление и быстрое развитие гигиены как особой научной дисциплины с 19 века связано прежде всего с общественными условиями: ростом промышленности, городов, путей сообщения, концентрацией населения, происходившей невиданными прежде темпами. В 1804 г. в России насчитывалось 1200 предприятий с 225 тыс. рабочих, в 1861 г. предприятий было уже 2800, а рабочих — 860 тыс. Наряду с ростом населения появление новых видов промышленности привело к необходимости расширения медицинской помощи и предупреждения болезней, все более распространявшихся вместе с развитием капитализма. Промышленные центры являлись одновременно центрами распространения эпидемий, угрожавших также правящим классам. Этим Ф. Энгельс объяснял вынужденное внимание буржуазии и правительств капиталистических стран к вопросам гигиены, в первую очередь к борьбе с эпидемиями.