Луї пастер видатний мікробіолог

     В 1854 р. Пастер переїжджає в Ліль, де йому запропонували посаду декана тільки що відкритого фізико-математичного факультету Лільського університету.

2.2. Дослідження бродіння

     З переїздом у Лілль зв'язані  зміни в наукових інтересах Пастера. Він починає вивчати бродіння. В 1857 р. з'являється його перший запис, присвячений молочнокислому бродінню. У ньому з винятковою переконливістю Пастер доводить, що збудником цього  бродіння є живі істоти, здатні розвиватися  під час відсутності повітря  і, розмножуючи, зброджувати молочний цукор з утворенням молочної кислоти. Розвиток бактерій було важко довести, Пастер вирощував їх на синтетичному прозорому живильному середовищі. Скисання молока з утворенням молочної кислоти  здійснювалося людиною вже на зорі людської культури, але впродовж трьох тисяч років причини  цього перетворення були невідомі.

     Пастер  уперше з'ясував роль молочнокислих  бактерій у цьому процесі і  показав, що вони відрізняються від  дріжджів - збудників спиртового бродіння. Запис про молочнокисле бродіння цікавий також тим, що в ньому був висловлений ряд теоретичних думок про причини бродіння. У тому ж році з'являється перше повідомлення про спиртове бродіння, і впродовж ряду років вся увага Пастера концентрується на вивченні різних бродінь. У 1857 році, з призначенням його професором Еколь Нормаль, Пастер повертається в Париж, де і працює до кінця своїх днів.

     Установлена ним здатність дріжджів і молочнокислих  бактерій розмножуватися під час  відсутності повітря викликало  заперечення з боку багатьох учених, які звикли вважати, що життя без кисню неможливе. Як відповіддю на цю критику з'явилося відкриття Пастером у 1861 р. збудників маслянокислого бродіння - строго анаеробних бактерій. Вони не тільки могли розмножуватися під час відсутності повітря, але при пропущенні останнього через культуру бродіння припинялося. Відкриття анаеробіозу - нова сторінка в науці про живі організми, і воно дозволило Пастеру стверджувати, що в основі бродінь "лежить відбирання кисню" в анаеробних умовах, інакше кажучи, "бродіння - це життя без кисню".

     Цікаво  відзначити, що ще Антуан Лоран Лавуазьє розглядав спиртове бродіння як окислювально-відновний процес.

Так, він  писав: "Дія винного бродіння полягає в тому, щоб розділити до двох частин цукор, окислити одну половину за рахунок іншої, щоб утворилася вугільна кислота, окислити іншу половину за рахунок першої й одержати спалену речовину, це і буде алкоголь". Можливість здійснення відбудовних реакцій нерозривно зв'язана з анаеробією дріждів.

За свої видатні дослідження в 1861 р. Пастер одержує премію Дженнера від Французької  Академії наук і медаль Гумфорда від  Лондонського королівського товариства. Значення роботи Пастера з бродіння краще розглянути одразу, тому що, якщо дотримуватись хронологічної послідовності, цей виклад довелося б переривати двічі - для опису робіт з мимовільного зародження і для ознайомлення з результатами вивчення хвороб шовковичних хробаків.

     Вже у 1861 р. з'явилося перше повідомлення Пастера про оцетокисле бродіння. Надалі він детально вивчив це, і прийшов до висновку, що воно викликається особливими оцетокислими бактеріями, окислюючими спирт і оцтову кислоту. Мікроскопуючи плівку, Пастер встановив, що вона складається з коротких нерухомих паличок, які утворять ланцюжки, і хоча він назвав їх Мусойегта, що утворюють плівки на поверхні рідини, немає ніяких сумнівів у тім, що він відрізняв її від плівки Мусойегта.

     В ті роки широкою популярністю користувалася теорія хімічного окислювання, і прихильники її, у першу чергу німецький хімік Юстус фон Лібіх, вважали, що окислювання спирту в оцтову кислоту пов'язано з розкладанням білка. Пастер спростував цю концепцію: окислювання, як він показав, здійснюється бактеріями на синтетичних середовищах, що не містять білка. Що стосується німецького способу одержання оцту, то в цьому випадку окислювання спирту здійснюється оцтовокислими бактеріями.

       На противагу цьому Ю. Лібіх вважав, що стружки відіграють роль каталізатора і що ніякі мікроби в цьому процесі не беруть участь, Пастер знайшов бактерії і запропонував створити комісію для перевірки цих

результатів. Ю. Лібіх відмовився від такого вирішення питання і перемога залишилася за Пастором [6,c.281].

     Не  можна не відзначити виняткову гнучкість  розуму й об'єктивність Пастера як експериментатора. Установлюючи загальні основи вчення про бродіння, він переконався в тому, що маслянокисле, молочнокисле і спиртове бродіння протікають під час відсутності повітря. Експерименти з окислювання спирту поставили його перед дилемою або не вважати цей процес бродінням, або признати, що можуть бути бродіння особливого типу, що протікають при вільному доступі кисню, отже, бродіння в цьому випадку "це життя без кисню". Переконавшись в присутності особливих збудників цього бродіння, Пастер вибрав друге пояснення і тим самим став родоначальником спеціального розділу фізіології мікробів - вчення про окисне бродіння.

2.3. Винайдення прийому «пастеризація»

     Створивши біологічну теорію бродіння, Пастер зацікавився виноробством - однією з галузей вітчизняної промисловості, заснованої на життєдіяльності дріжджів. Як завжди, він надзвичайно глибоко ознайомився з даним питанням. Читання спеціальної літератури з виноробства, детальніше вивчення технології виробництва, умов транспортування вина, ознайомлення з різними сортами винограду і марками вин - усе це передувало його дослідам з вивчення хвороб вина. Особливу увагу Пастера привернули хвороби вина, що супроводжувалися зміною смаку, прозорості, чи запаху інших його властивостей. Видане в 1866р. "Дослідження про вина" містить ряд зведень про те, як необхідно регулювати життєдіяльність мікробів з метою поліпшення якості провина. Великий практичний інтерес представляє доведений ним факт, що немає хвороб вина, які виникають без участі мікробів. Різні захворювання викликаються різними мікроорганізмами, і якщо пляшки з вином нагріти й убити мікробів, то вино не псується зовсім і витримує тривалі перевезення. Цей прийом, що одержав потім назву пастеризації, став надалі широко застосовуватися в харчовій промисловості, У своїй праці: «Про прийом пастеризації» Пастер повідомляє, що вживання різних видів винних дріжджів позначається на якості вина, підкреслюючи, що для одержання високоякісного вина його поверхня повинна стикатися з повітрям. Одночасно він торкається ряду інших технологічних питань.

     Завершальним  циклом робіт із бродіння були "Дослідження про пиво", що вийшли з друку в 1871році. Пивоварство було порівняно малорозвиненою галуззю промисловості у Франції. Бажаючи допомогти батьківщині, що знаходилася у важкому положенні після франко-пруської війни, Пастер почав ці дослідження з метою раціоналізувати на науковій основі бродильне виробництво пива. Він беручи за основу чудове Англійське пиво робить капітальне дослідження про пиво, що містить багато даних, винятково цінних у теоретичному відношенні.

     Достатньо сказати, що в ньому висловлюються погляди Пастера на мінливість мікроорганізмів, обговорюється питання про перехід дріжджів у низові і назад, зачіпається проблема походження дріжджів і повідомляється ряд нових даних про їхню фізіологію. У книзі послідовно розглядаються різні етапи технологічного процесу одержання пива, вплив вихідних матеріалів, дріжджів, зовнішніх умов на якість пива, багато уваги приділяється також хворобам цього напою. Отже, засновнику сучасної мікробіології належать три монографії з чисто практичних питань: виробництво оцту, виноробство і пивоварство. Читаючи ці книги, переконуєшся в єдності теорії і практики, яку так образно охарактеризував сам Пастер: "Існують науки і додатки наук, пов'язані між собою, як плід який породило дерево". Немає сумнівів у тому, що багато ідей, що мають виняткове теоретичне значення, зародилися в Пастера саме тому, що вони були тісно пов'язані з життям, із практикою. Однак усі його дослідження із бродінь мали величезне теоретичне значення і навіть через сто років вони змушують схилятися перед міццю розуму, логічністю доказів і  польотом геніальної думки [1,c.268].

     Усі дослідження Пастера про бродіння стосувалися перетворень вуглевмісних речовин, таких, як цукор, спирт та ін. Тим часом прихильники хімічної теорії бродіння не бачили різницю між гниттям і бродінням. Пастер не міг пройти повз причини розкладання азотовмісних органічних речовин. Ще в 1863 р. він опублікував роботу про гниття, установивши його біологічний характер. Розкладання білка мікроорганізмами закінчується з утворенням аміаку, вуглекислоти і води. У 1870 р., Пастер знову повернувся до вивчення розкладання азотистих речовин, саме сечовини. Він переконався в тім, що розкладання сечовини викликається бактерією кулястої форми й у результаті її життєдіяльності, сечовина розкладається з виділенням аміаку. Це було перше повідомлення про амоніфікацію сечовини, і надалі мікробіологи, бажаючи відзначити роль Пастера у вивченні цього питання, назвали один з мікробів, що розкладає сечовину, його ім'ям.

2.4. Дослідження інфекційних захворювань

     Після повернення в Париж Пастер почав  вивчати проблему мимовільного зародження. Вона начебто, не мала безпосереднього  відношення до біологічної теорії бродіння, але, установивши, що бродіння викликається мікроорганізмами, Пастер не міг пройти повз теорію, відповідно до якої мікроби  здатні самозароджуватись в органічних сполуках. Якщо це так, то погляди Пастера  на бродіння вимагали перегляду, захищати  рідини, що бродять, від сторонніх  мікробів було беззмістовно і вся  технологія бродильних виробництв, заснована  на внесенні в рідину культур мікробів, втрачала своє значення. Питання про  мимовільне зародження мало тривалу історію, у цій області багато експериментували, але приходили до різних висновків [2,c.234].

     З розвитком науки зменшувалися розміри  об'єктів, мимовільне зародження яких вважалося можливим. Якщо в XІX столітті самозародження бджіл, мишей, хробаків уже вважалося абсурдним, то ряд відомих професорів і натуралістів допускали самозародження мікроорганізмів. У наші дні погляди деяких учених на появу вірусів у рослинній клітині в якомусь ступені нагадують погляди прихильників самозародження.

     Навколо питання про здатність мікробів  самозароджуватися в середині XІX століття велися настільки запеклі суперечки, що Академія наук у Парижі в 1860 р. оголосила премію за рішення цього питання. В умовах конкурсу премія буде присуджена тому, "хто своїми  бездоганними дослідами доведе, або спростує самозародження".  Цю премію одержав Пастер. Вивчення   робіт   своїх   попередників дозволило йому як блискучому експериментатору не тільки установити суть їхніх методичних помилок, але й уникнути у своїх дослідах найменших дефектів методичного характеру. От що він писав з цього приводу: "Я не вводжу нових методів дослідження, я обмежуюся тільки тим, що намагаюся робити дослід добре в тому випадку, коли він був зроблений погано, і уникаю тих помилок, унаслідок яких досліди моїх попередників були сумнівними і суперечливими".

     Друзі Пастера усіляко відговорювали його починати дослідження . Не побоявшись застережень, Пастер послідовно, з винятковою переконливістю спростовував доводи прихильників самозародження.

В Політехнічній  школі Парижа тривалий час зберігалися  балони Пастера і через 80 років  рідина була зовсім прозорою. Модифікуючи методику самих дослідів, Пастер довів, що при кип’ятінні не відбувається зміни самої рідини й у ній можуть розвиватися зародки, якщо внести їх у балон разом з рідиною. Тим самим він спростував припущення, начебто повітря, що знаходиться над рідиною, у результаті нагрівання стає непридатним для підтримки життя. Пастер кип'ятив рідину у балонах, але в природі існують спороносні мікроби, що витримують навіть тривале кип'ятіння. Це спонукало провести стерилізацію розчину під тиском при більш високій температурі. У результаті перевірки робіт Адольфа Бастіана народилася ідея створити автоклав, так широко застосовуваний тепер у лабораторній практиці і промисловості. Пастер вперше показав, що в балон мікроби попадають з повітрям у якому, разом з частинками пилу, заносяться клітини мікроорганізмів. Під час своєї блискучої науково-популярної лекції про мимовільне зародження, яку дотепер   можна вважати неперевершеним зразком, яке сполучає сувору науковість з ясністю і художністю викладу, Пастер продемонстрував у затемненому залі смугу світла, де переміщалися частинки пилу. Виходячи з результатів досліджень Пастера, Джон Тіндаль провів дуже витончений дослід. Відкриваючи балони, поміщаючи стерильну рідину у різних місцях і надалі запаюючи балони, він знайшов, що в сільській місцевості рідина стає мутною в багатьох балонах, тоді як в Альпах на льодовику Морді Гляс, майже у всіх балонах рідина   залишається  прозорою. Таким чином, Пастеру належать дослідження про розповсюдження мікробів у природі. В 1862 р. Пастер був обраний в Академію наук але секції мінералогії. Він був призначений професором Школи образотворчих мистецтв, а в 1867 р.- професором природничого факультету в Паризькому університеті, всі ці роки він вивчав причини бродіння, але двічі змінював тематику своїх досліджень.

     Другим  видатним дослідженням його було те, що Франція, у якій шовківництво відігравало велику роль, несла значні економічні втрати і з-за епідемічних захворювань шовковистих хробаків. Якщо судити по особистих записах Пастера, то в нього не було великого бажання займатися цим питанням, тому що це була далека для хіміка і далека від його інтересів область. На це пішло п'ять років завзятої роботи. Як завжди, Пастер з винятковою старанністю вивчив монографії і статті, присвячені шовківництву і хворобам гусениць шовкопряда. Одна з хвороб викликалась блискучими тільцями, що завжди виявлялися в хворих комах і були відсутні в здорових. Сама хвороба полягала в появі чорних плям на тілі гусіні, що нагадує частинки здрібненого перцю. Звідси назва хвороби - пебрина. Інша хвороба «фляшерія» - викликалася кокоподібними бактеріями, що розташовувалися ланцюжком (стрептококи). Пастер встановив, що блискучі тільця можуть усіляким  шляхом попадати в тіло гусениці. Вони можуть потрапити через ранки, нанесені на шкірочку коготками інших гусениць, збудники пебріни знаходяться в пилу, вони знаходяться також на листках шовковичного дерева, і при поїданні таких листків здорові гусениці занедужують. Крок за кроком Пастер вияснив усі питання, зв'язані з умовами передачі пебріни. Виявилося, що під мікроскопом блискучі тільця не так часто можуть бути виявлені. Такий мікроскопічний контроль дав в подальшому широке поширення і дозволив ліквідувати епізоотію, що наносила великий економічний збиток Франції.