ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

1. СТАНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТОК МІКРОБІОЛОГІЇ

1.2. ЕКОЛОГО-ФІЗІОЛОГІЧНИЙ ПЕРІОД РОЗВИТКУ МІКРОБІОЛОГІЇ. ВІДКРИТТЯ ЛУЇ ПАСТЕРА

Цей етап розвитку мікробіології починається з другої половини XIX ст. науковими відкриттями французького вченого Луї Пастера (1822-1895). Саме з його іменем пов’язане створення мікробіології як науки. Основні відкриття Л. Пастера такі.

Участь мікроорганізмів у хімічному перетворенні речовин. Л. Пастер довів, що суміш солей виннокислого натрію та амонію утворює два типи кристалів, які с ізомерами. Розчини кристалів одного типу повертають площину поляризованого променя світла тільки в правий, а другого — в лівий бік. ЦИМИ дослідженнями Л. Пастер виявив, що пліснявий гриб, який росте в розчині винної кислоти, здатний метаболізувати тільки правоповоротні кристали. Отже, вперше було зроблено висновок про те, що мікроорганізми можуть здійснювати хімічні перетворення органічних речовин і що існує досить вузька спеціалізація мікроорганізмів щодо харчових сполук.

Бродіння. У першій половині XIX ст. французький ботанік Ш. Каньяр де Латур при дослідженні осаду, що утворився а результаті спиртового бродіння, виявив у ньому живі мікроорганізми. Німецькі природознавці Т. Шванн та Ф. Кютиднг досліджуючи незалежно один від одного плівку, що утворюється у процесі оцтовокислого бродіння, та осад, що утворюється у процесі спиртового бродіння, також виявили мікроорганізми. Вчені зробили висновок про те, що процеси оцтовокислого та спиртового бродіння є функцією мікробів. Проте цей висновок не знайшов відповідного значення, оскільки в той час популярнішою була теорія фізико-хімічної природи бродіння, яку поділяли такі видатні хіміки, як Ю. Лібіх та І. Берцеліус.

Л. Пастер у 1856 р. розпочав вивчення процесів бродіння, які досліджував упродовж 20 років. Він встановив, що типи бродінь, у процесі яких утворюються різні продукти, спричиняються окремими видами мікроорганізмів. Так, збудниками спиртового бродіння (перетворення цукру на спирт) є дріжджі, збудниками молочнокислого бродіння (перетворення цукру на молочну кислоту) — паличкоподібні бактерії.

Анаеробіоз. У 1857 р. Л. Пастер виявив, що повітря пригнічує розвиток збудників маслянокислого бродіння. Так, у присутності повітря вони ставали нерухомими, а при продуванні повітря через бродильну масу маслянокисле бродіння припинялося. Так уперше було зроблено висновок про існування мікроорганізмів, які можуть жити тільки в безкисневих умовах. Л. Пастер вперше ввів терміни аеробний та анаероб ний для визначення мікроорганізмів, які існують у присутності або відсутності кисню. Л. Пастер першим прийшов до висновку, що дріжджі є факультативними анаеробами, тобто здатні існувати як у кисневих, так і безкисневих умовах.

Проблема самозародження життя. Стародавні вчені вважали, що дрібні тварини зароджуються з неживої матерії. Ідея такого спонтанного виникнення життя була популярною і в середні віки. У середині XVIII ст. італійський вчений Лазаро в Спалланцані прийшов до висновку, що проростання органічних розчинів зумовлене потраплянням у них мікроорганізмів з повітря.

Л. Пастер показав постійну присутність мікроорганізмів у повітрі та його стерильність після прогрівання при високій температурі. Простими дослідами вій довів, що самозародження в простерилізованих органічних екстрактах не відбувається ні в безкисневих умовах, ні в присутності кисню.

Англійський учений Д. Тиндаль встановив, що після прогрівання настій сіна, на відміну від настоїв овочів і м'яса, проростає. Так був зроблений висновок про те, що у висушеному сіні бактерії містяться в двох формах — термолабільній (гинуть при кип'ятінні) і термостабільній, (витримують кип’ятіння).

Німецький ботанік Ф. Кон виявив, що у сіні міститься сінна паличка, яка утворює спори, здати витримувати кип'ятіння впродовж кількох годин. Так було відкрито спороутворення у бактерій. Виходячи з цього Д. Тиндаль розробив метод стерилізації повторним нагріванням через проміжки часу, достатні для перетворення спор у термолабільну вегетативну форму бактерій. Цей метод отримав назву тиндалізацїі.

Мікроби — збудники захворювань (1865—1868 рр.). Досліджуючи причини псування вина і пива у процесі їх виробництва та зберігання, Л. Пастер встановив, що скисання тазгіркнення цих напоїв спричиняються сторонніми видами мікроорганізмів, які розвиваються у процесі бродіння чи в готових продуктах. Він назвав таке псування “хворобами” вина та пива і запропонував методи попередження цих захворювань (прогрівання готового продукту). Пізніше Л. Пастер встановив, що причиною пологової пропасниці є стрептокок, відкрив збудників остеомієліту, гнійних абсцесів, курячої холери і зробив висновок про те, що кожна інфекційна хвороба спричиняється специфічним мікроорганізмом.

На основі досліджень Л. Пастера англійський лікар Дж. Лістер дійшов до висновку, що нагноювання ран після операцій зумовлене потраплянням мікробів у рану з повітря під час операції. Саме Дж. Лістер запропонував обробку хірургічних інструментів карболовою кислотою, а також розбризкування карболки в повітрі операційних кімнат. Цей метод отримав назву а н ти септика, яка пізніше була замінена терміном асептики, тобто знезараження усіх предметів, які стикаються з раною.

Атенуація мікробів. У дослідах Л. Пастера з вивчення курячої холери для зараження курчат було використано стару культуру збудника цього захворювання. Виявилось, що всі курчата в цій серії дослідів вижили (раніше гинула їх половина). Причому в результаті повторного зараження свіжою культурою всі ці самі курчата залишалися живими. Л. Пастер зробив висновок про те, що в старій культурі хвороботворні властивості мікроорганізмів знижуються, але при цьому зберігається здатність підвищувати стійкість (резистентність) до збудника. На основі цих спостережень Л. Пастер запропонував ідею атенуації (послаблення вірулентності) патогенних мікроорганізмів з метою використання їх для профілактики інфекційних захворювань. Такі препарати Л. Пастер назвав вакцинами. Вій виготовив вакцини проти курячої холери, сибірки великої рогатої худоби. Розробивши принципи виготовлення вакцин і методи проведення профілактичних щеплень, Л, Пастер заклав основи науки імунологи.