Работы какого ученого заложили основы физиологии: Сеченов И.М. и развитие физиологии

Сеченов И.М. и развитие физиологии

Сеченов И.М. и развитие физиологии

Содержание

1. Основная часть

1.1 Биография Ивана Михайловича Сеченова

1.2 Открытия и научные труды И.М. Сеченова

1.3 Влияние трудов И.М. Сеченова на последующее развитие физиологии

1.4 «Рефлексы головного мозга». Основной труд И.М. Сеченова

Заключение

Список используемых источников

Введение

Иван Михайлович Сеченов (1829-1905) — российский ученый и мыслитель-материалист, создатель физиологической школы, член-корреспондент (1869), почетный член (1904) Петербургской АН.

В классическом труде «Рефлексы головного мозга» (1866) Иван Сеченов обосновал рефлекторную природу сознательной и бессознательной деятельности, показал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами. Открыл явления центрального торможения, суммации в нервной системе, установил наличие ритмических биоэлектрических процессов в центральной нервной системе, обосновал значение процессов обмена веществ в осуществлении возбуждения.

Сеченов так же исследовал и обосновал дыхательную функцию крови. Создатель объективной теории поведения, заложил основы физиологии труда, возрастной, сравнительной и эволюционной физиологии. Труды Сеченова оказали большое влияние на развитие естествознания и теории познания.

Вклад этого ученого в науку метко охарактеризовал Иван Петрович Павлов, назвавший Сеченова «отцом русской физиологии». Действительно, с его именем физиология не только вошла в мировую науку, но и заняла в ней одно из ведущих мест.

Цель работы выявить вклад, внесенный в развитие физиологии человека и животных И.М. Сеченовым.

Задачами для достижения цели являются:

Ознакомиться с биографией И.М. Сеченова;

Рассмотреть работы в области физиологии И.М. Сеченова;

Оценить вклад И.М. Сеченова в физиологию человека и животных, как науку

Основная часть

.1 Биография Ивана Михайловича Сеченова

Родился 13 августа 1829 г. в селе Теплый Стан Симбирской губернии (ныне село Сеченово в Нижегородской области). Сын помещика и его бывшей крепостной.

Окончил в 1848 г. Главное инженерное училище в Петербурге. Проходил военную службу в Киеве, вышел в отставку в 1850 г. и через год поступил в Московский университет на медицинский факультет, который окончил с отличием в 1856 г. [1]

Во время стажировки в Германии сблизился с С. П. Боткиным, Д. И. Менделеевым, композитором А. П. Бородиным, художником А. А. Ивановым. Личность Сеченова оказала такое влияние на российскую художественную интеллигенцию того времени, что Н. Г. Чернышевский списывал с него своего Кирсанова в романе «Что делать?», а И. С. Тургенев — Базарова («Отцы и дети»).

В 1860 г. возвратился в Петербург, защитил диссертацию на степень доктора медицинских наук и возглавил кафедру в Медико-хирургической академии, а также лабораторию, где выполнялись исследования в области физиологии, токсикологии, фармакологии, клинической медицины.[2]

С 1876 по 1901 г. преподавал в Московском университете. Более 20 лет жизни Сеченов посвятил изучению газов и дыхательной функции крови, однако наиболее фундаментальными его работами являются исследования рефлексов головного мозга. Именно он открыл феномен центрального торможения, названный сеченовским торможением (1863 г.). Тогда же по предложению Н. А. Некрасова Сеченов написал для журнала «Современник» статью «Попытка ввести физиологические основы в психические процессы», которую цензура не пропустила за «пропаганду материализма». Эта работа под названием «Рефлексы головного мозга» вышла в «Медицинском вестнике» (1866 г.).

В 90-х гг. Сеченов обратился к проблемам психофизиологии и теории познания. Курс лекций, прочитанный им в Московском университете, лёг в основу «Физиологии нервных центров» (1891 г.), где рассматривается широкий спектр нервных явлений — от бессознательных реакций у животных до высших форм восприятия у человека. Затем учёный начал исследования в новой области — физиологии труда.[3]

В 1895 г. он опубликовал работу «Физиологические критерии для установки длительности рабочего дня», где научно доказывалось, что продолжительность рабочего дня не должна превышать 8 часов.[4]

В 1901 г. Сеченов вышел в отставку. Его имя присвоено 1-й Московской медицинской академии, Институту эволюционной физиологии и биохимии РАН. Академией наук учреждена премия имени Сеченова, присуждаемая раз в три года за выдающиеся исследования по физиологии.[5]

Умер 15 ноября 1905 г. в Москве.

.2 Открытия и научные труды И.М. Сеченова

Исследования и сочинения И.М. Сеченова были посвящены в основном терм проблемам: физиологии нервной системы, химизму дыхания и физиологическим основам психической деятельности. Своими работами И.М. Сеченов положил начало отечественной физиологии и создал школу русских физиологов, которая сыграла важную роль в развитии физиологии, психологии и медицины не только в России, но и во всем мире. Его работы по физиологии дыхания крови, газообмену, растворению газов в жидкостях и обмену энергии заложили основы будущей авиационной и космической физиологии.

Диссертация Сеченова стала первым в истории фундаментальным исследованием влияния алкоголя на организм. Необходимо обратить внимания на сформулированные в ней общефизиологические положения и выводы: во-первых, «все движения, носящие в физиологии название произвольных, суть в строгом смысле рефлективные»; во-вторых, «самый общий характер нормальной деятельности головного мозга ( поскольку она выражается движением) есть несоответствие между возбуждением и вызываемым им действием — движением»; И наконец, «рефлекторная деятельность головного мозга обширнее, чем спинного».[6]

Сеченов первый осуществил полное извлечение всех газов их крови и определил их количество ы сыворотке и эритроцитах. Особенно важные результаты получены И.М. Сеченовым при изучении роли эритроцитов в переносе и обмене углекислоты. Им впервые было показано, что углекислота находится в эритроцитах не только в состоянии физического растворения и в виде бикарбоната, но и в состоянии нестойкого химического соединения с гемоглобином. На этом основании И.М. Сеченов пришел к выводу, что эритроциты являются переносчиками кислорода от легких к тканям и углекислоты — от тканей к легким.

Вместе с Мечниковым Сеченов обнаружил тормозящие действие блуждающего нерва на сердце черепахи. Оказалось, что при сильном раздражении чувствительных нервов возникают активные двигательные рефлексы, которые вскоре сменяются полным угнетением рефлекторной деятельности. Эту закономерность крупнейший физиолог Н.Е. Введенский, ученик Сеченова, предложил назвать рефлексом Сеченова.

В чрезвычайно тонких опытах Сеченов производил у лягушек четыре разреза мозга и затем наблюдал, как изменяются рефлекторные движения под влиянием каждого их них. Опыты дали любопытные результаты: угнетение отраженной деятельности наблюдалось лишь после разрезов мозга непосредственно перед зрительными буграми и в них самих. Подводя итог первых опытов — с разрезами мозга, Сеченов высказал мысль о существовании в мозге центров, задерживающих отраженные движения: у лягушки они находятся в зрительных буграх.

Так началась вторая серия экспериментов, во время которых Сеченов производил химическое раздражение различных частей мозга лягушки поваренной солью. Выяснилось, что соль, приложенная к поперечному разрезу мозга в ромбическом пространстве, всегда вызывала столь же сильное угнетение отражательной деятельности, как и разрез мозга в этом месте. Угнетение, но не столь сильное наблюдалось и при раздражении поперечного разреза мозга позади зрительных бугров. Такие же результаты дало и электрическое раздражение поперечных разрезов мозга.

Итак, можно сделать выводы. Во-первых, у лягушки механизмы, задерживающие отраженные движения, лежат в зрительных буграх и продолговатом мозге. Во-вторых, механизмы эти следует рассматривать как нервные центры. В-третьих, один из физиологических путей возбуждения этих механизмов к деятельности представляют волокна чувствительных нервов.[7]

Эти эксперименты Сеченова увенчались открытием центрального торможения — особой физиологической функции головного мозга. Тормозной центр в таломической области получил название сеченовского центра.

Открытие процесса торможения было по заслугам оценено еще его современниками. А вот открытие, которое он так же сделал в ходе экспериментов с лягушкой, ретикулоспинальных влияний (влияний ретикулярной формации мозгового ствола на спинномозговые рефлексы) -получило широкое признание лишь начина с 40-ч годов XX века, после выяснения функции ретикулярной формации головного мозга.

К времени 1860-х годов относится еще одно открытие русского ученого. Он доказал, что нервные центры обладают способностью «суммировать чувствительные, поодиночке не действительные, раздражения до импульса, дающего движение, если эти раздражения достаточно часто следуют друг за другом». Явление суммации — важная характеристика нервной деятельности , впервые открытая И.М. Сеченовым в экспериментах на лягушках, было затем установлено и в опытах на других животных, позвоночных и беспозвоночных, и получило универсальное значение.[8]

Наблюдая за поведение и формированием ребенка, Сеченов показал, как врождённые рефлексы усложняются с возрастом, вступают в связи друг с другом и создают всю сложность человеческого поведения. Он описал, что все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения — рефлексы.

Сеченов говорил, что рефлекс лежит и в основе и памяти. Это означает, что все произвольные (сознательные) действия в строгом смысле отраженные, т.е. рефлекторные. Следовательно, умение группировать движения человек приобретает повторением соединяющихся рефлексов. В 1866г. Вышло руководство « Физиология нервных центров» , в котором Сеченов обобщил свой опыт.

Осенью 1889 г . В Московском университете ученый прочел курс лекций по физиологии, который стал основой обобщающего труда «Физиологии нервных центров» (1891 г.). В этой работе был осуществлен анализ различных нервных явлений — от бессознательных реакций у спинальных животных до высших форм восприятия у человека. В 1894г. Он публикует «Физиологические критерии для установки длины рабочего дня», а в 1901 г . — «Очерк рабочих движений человека».

И.М. Сеченов является одним из основоположников отечественной электрофизиологии. Его монография « О животном электричестве» (1862 г.) была первой работой по электрофизиологии в России.

С именем Сеченова связано создание первой в России физиологической научной школы, которая сформировалась и развивалась в Медико-хирургической академии, Новороссийском, Петербургском и Московском университетах. В медико-хирургической Академии Ивам Михайлович ввел в лекционную практику метод демонстрации эксперимента. Это способствовало тесной связи педагогического процесса с исследовательской работой и в значительной степени предопределило успех Сеченова на пути научной школы.

Открытия И.М.Сеченова неопровержимо доказали, что психическая деятельность, как и телесная, подчинена вполне определенным объективным законам, обусловлена естественными материальными причинами, а представляет собой проявление какой-то особой, независимой от тела от окружающих условий «души. Таким образом, был положен конец религиозно-идеалистическому обособлению психического от физического и заложены основы для научного материалистического понимания душевной жизни человека. И.М. Сеченов доказал, что первая причина всякого человеческого действия, поступка, коренится не во внутреннем мире человека, а вне его, в конкретных условиях его жизни и деятельности, и что без внешнего чувственного возбуждения никакая мысль невозможна. Этим И.М. Сеченов выступил против идеалистической теории «свободы воли», характерной для реакционного мировоззрения.

Последние годы жизни Сеченов отдал изучению физиологических основ режима труда и отдыха человека. Он обнаружил много интересного, а главное, установил, что сон и отдых — разные вещи, что восьмичасовой сон обязателен, что рабочий день должен быть восьмичасовым. Но как физиолог, анализируя работу сердца, он пришел к выводу, что рабочий день должен быть еще короче.

.3 Влияние трудов И.М. Сеченова на последующее развитие физиологии

Установив рефлекторную природу психической деятельности, Сеченов дал подробное толкование таких фундаментальных понятий психологии, как ощущения и восприятия, ассоциации, память, мышление, двигательные акты, развитие психики у детей. Впервые показал, что вся познавательная деятельность человека носит аналитико-синтетический характер психологического конгресса.

Опираясь на достижения физиологии органов чувств и исследования функций двигательного аппарата, Иван Михайлович подвергает критике агностицизм и развивает идеи о мышце, как органе достоверного познания пространственно-временных отношений вещей. Согласно Сеченову, чувственные сигналы, посылаемые работающей мышце, позволяют строить образы внешних предметов, а так же соотносить предметы между собой и тем самым служить телесной основой элементарных форм мышления.

Эти идеи о мышечной чувствительности стимулировали разработку современного учения о механизме чувственного восприятия, стали основой представления И.П.Павлова и его последователей о механизмах произвольных движений.

Огромной значение для развития отечественной нейрофизиологии имели такие работы И.М. Сеченова: «Физиология нервной системы) (1866) и особенно «Физиология нервных центров», в которых были обобщены и критически проанализированы как результаты собственных экспериментов, так и данные других исследований. Развиваемая в них идея о том, что регуляторная деятельность неровной системы осуществляется рефлекторно, надолго сделалась ведущей во всех исследованиях по физиологии центральной нервной системы.

И.М. Сеченов вооружил отечественную физиологию правильной методологией. Основным принципом Сеченова был последовательный материализм, стойкое убеждение, что в основе физиологических явлений лежит материальные физико-химические процессы. Второй принцип научной методологии И.М. Сеченова состоял в том, что изучение всех физиологических явлений должно осуществляться методом экспериментов. Электрофизиологические работы И.М. Сеченова способствовали распространению электрофизиологического метода для изучения физиологии нервов, мышц и нервной системы.[9]

.4 «Рефлексы головного мозга». Основной труд И.М. Сеченова

Весной 1862 г. Профессор Медико-хирургической академии Иван Михайлович Сеченов получил годовой отпуск и уехал за границу в Париж, где работал в лаборатории Клода Бернара. Здесь он делает открытие «центрального торможения рефлексов». И уже обдумывает основные положения будущего своего труда, получившего название «Рефлексы головного мозга».

Осень 1863 г . Сеченов выпускает статью по своей книге. Ученый отнес ее в «Современник». Первоначальное название статьи — «Попытка свести способы происхождения психических явлений на физиологические основы». В своем труде Сеченов утверждал, что вся разработанная психическая деятельность человека является ответом головного мозга на внешнее раздражение, причем концом любого психического акта будет сокращение тех или иных мышц.

Иван Михайлович был первым физиологом, который дерзнул начать изучение «душевной» деятельности теми же способами, какими изучалась деятельность «телесная», более того — первым, кто осмелился свести эту душевную деятельность к тем же законам, каким подчиняется телесная.

В редакции журнала «Современник» из-за цензурные соображений заглавие изменении: «Попытка ввести физиологические основы в психические процессы». Однако это не помогло. Свет по делам книгопечатания запретил печатать в «Современнике» работу Сеченова.

Несмотря на попытку властей скрыть работу Сеченова от общества, она очень скоро стала достоянием широких кругов читателей. О новых идеях всюду говорили, новые идеи обсуждали. Прогрессивная и мыслящая интеллигенция России зачитывалась Сеченовым.

Но власти рассудили по-иному. Они были насмерть перепуганы. Как «Отъявленный материалист», «идеолог нигилистов», профессор, состоящий под тайным надзором полиции, издает книгу. И власти приняли самые срочные меры, чтобы помешать автору поступить в более обширный оборот свое сочинение».

Дело было передано в Петербургский окружной суд «с покорнейшей просьбой о судебном преследовании автора и издателя книги «Рефлексы головного мозга» и об уничтожении самой книги».

В вину автору было поставлено то, что « Рефлексы головного мозга» якобы ниспровергают понятия о добре и зле, разрушают моральные основы общества. «Дело» попадает в прокуратуру судебной палаты, которая вынуждена признать, что «упомянутые сочинение проф. Сеченова не заключает в себе мыслей, за распространение коих сочинитель мог быть подлежащим ответственности». В свою очередь и министр внутренних дел вынужден был судебной преследование прекратить. 31 августа 1867 г. Книга была освобождена из-под ареста и поступила в продажу.

Иван Михайлович Сеченов приобрел в правительственных кругах репутацию «отъявленного материалиста», идеолога сил, враждебных устоям государства. Именно эта репутация помещала избранию его в адъютанты Академии наук, препятствовала утверждению его профессором Новороссийского университета.

Заключение

Своими работами И. М. Сеченов положил начало отечественной физиологии и создал материалистическую школу русских физиологов, которая сыграла важную роль в развитии физиологии, психологии и медицины не только в России, но и во всем мире. К. А. Тимирязев и И. П. Павлов называли И. М. Сеченова «гордостью русской мысли» и «отцом русской физиологии». Перефразируя слова Ньютона, сказанные о Декарте, можно утверждать, что Сеченов — самый крупный физиолог, на плечах которого стоит Павлов. «Честь создания настоящей большой русской физиологической школы и честь создания направления, определяющего в значительной степени развитие мировой физиологии, принадлежит Ивану Михайловичу Сеченову», писал выдающийся советский физиолог, академик Л. А. Орбели.

Сегодня очевидно, что многие современные разделы физиологии — нейрофизиология, физиология труда, спорта и отдыха, физико-химические (молекулярные) и биофизические направления в физиологии, эволюционная физиология, физиология высшей нервной деятельности, кибернетика и др. — своими корнями уходят к открытиям Ивана Михайловича Сеченова. Его работы составили в физиологии целую эпоху.

Список используемых источников

Анохин П.К. «От Декарта до Павлова».-М. : Медгиз, 1945М.Б. Мирский «И.М. Сеченов. Люди Науки.»

Березовский В.А. Иван Михайлович Сеченов. Киев, 1984;

Иван Михайлович Сеченов. К 150-летию со дня рождения / Под ред. П.Г. Костюка, С.Р. Микулинского, М.Г. Ярошевского. М., 1980.

Шикман А.П. Деятели отечественной истории. Биографический справочник. Москва, 1997 г.

Ярошевский М.Г. Иван Михайлович Сеченов (1829-1905). — Л.: Наука (Ленигр. отдел.), 1968

Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. — М.: Высшая школа, 1991.

Батуев А. С., Соколова Л.В. К учению Сеченова о механизмах восприятия пространства.//Иван Михайлович Сеченов (К 150 летию со дня рождения) — М.:Наука, 1980.

Костюк П.Г. Сеченов и современная нейрофизиология.//Иван Михайлович Се-ченов (К 150 летию со дня рождения) — М.:Наука, 1980.

Черниговский В.Н. Проблема физиологии сенсорных систем в трудах Сеченова.//Иван Михайлович Сеченов (К 150 летию со дня рождения) — М.:Наука, 1980. сеченов физиология рефлекс

Сеченов И.М. Рефлексы головного мозга. — М.: Изд-во АН СССР, 1961.

Великие химики. Биографии. — Ивановский государственный химико-технологический университет

АВОГАДРО Амедео

(Avogadro A.)

(9.VIII 1776 — 9.VII 1856)
Итальянский физик и химик, член Туринской академии наук (с 1819 г.). Родился в Турине. Окончил юридический факультет Туринского университета (1792 г.). С 1800 самостоятельно изучал математику и физику. В 1809 — 1819 гг. преподавал физику в лицее г. Верчелли. В 1820 — 1822 и 1834 — 1850 гг. — профессор физики Туринского университета.
Научные работы относятся к различным областям физики и химии.
В 1811 г. заложил основы молекулярной теории, обобщил накопленный к тому времени экспериментальный материал о составе веществ и привел в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж. Гей-Люссака и основные положения атомистики Дж. Дальтона.
Открыл (1811 г.) закон, согласно которому в одинаковых объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро).
Именем Авогадро названа универсальная постоянная — число молекул в 1 моль идеального газа.
Создал (1811 г.) метод определения молекулярных масс, посредством которого по экспериментальным данным других исследователей первым правильно вычислил (1811-1820 г.) атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов.
Установил количественный атомный состав молекул многих веществ (в частности, воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, оксидов азота, хлора, фосфора, мышьяка, сурьмы), для которых он ранее был определен неправильно.
Указал (1814 г.) состав многих соединений щелочных и щелочноземельных металлов, метана, этилового спирта, этилена.
Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора, мышьяка и сурьмы — химических элементов, составивших впоследствии VA-группу Периодической системы.
Результаты работ Авогадро по молекулярной теории были признаны лишь в 1860 г. на I Международном конгрессе химиков в Карлсруэ.
В 1820-1840 гг. занимался электрохимией, изучал тепловое расширение тел, теплоемкости и атомные объемы; при этом получил выводы, которые координируются с результатами позднее проведенных исследований Д. И. Менделеева по удельным объемам тел и современными представлениями о строении вещества.
Издал труд «Физика весовых тел, или же трактат об общей конструкции тел» (т. 1-4, 1837 — 1841 гг.), в котором, в частности, намечены пути к представлениям о нестехиометричности твердых тел и о зависимости свойств кристаллов от их геометрии.
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В. А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

Сванте Аррениус

    Сванте-Август Аррениус родился 19 февраля 1859 года в старинном шведском городе Упсале. В гимназии он был одним из лучших учеников, особенно легко ему давалось изучение физики и математики.
    В 1876 году юноша был принят в Упсальский университет. И уже через два года (на шесть месяцев раньше срока) он сдал экзамен на степень кандидата философии.
    Однако впоследствии он жаловался, что обучение в университете велось по устаревшим схемам: например, «нельзя было услышать ни единого слова о менделеевской системе, а ведь ей было уже больше десяти лет»…
    В 1881 году Аррениус переехал в Стокгольм и поступил на работу в Физический институт Академии наук. Там он приступил к изучению электрической проводимости сильно разбавленных водных растворов электролитов.
    Хотя Сванте Аррениус по образованию — физик, он знаменит своими химическими исследованиями и стал одним из основателей новой науки — физической химии. Больше всего он занимался изучением поведения электролитов в растворах, а также исследованием скорости химических реакций.     Работы Аррениуса долгое время не признавали его соотечественники, и только когда его выводы получили высокую оценку в Германии и Франции, он был избран в Шведскую академию наук. За разработку теории электролитической диссоциации Аррениусу была присуждена Нобелевская премия 1903 года.
    Веселый и добродушный великан Сванте Аррениус, настоящий «сын шведской сельской местности», всегда был душой общества, располагал к себе коллег и просто знакомых. Он был дважды женат; его двух сыновей звали Олаф и Свен. Он получил широкую известность не только как физикохимик, но и автор множества учебников, научно-популярных и просто популярных статей и книг по геофизике, астрономии, биологии и медицине.
    Но путь к мировому признанию для Аррениуса-химика был совсем не прост. У теории электролитической диссоциации в ученом мире были очень серьезные противники. Так, Д. И. Менделеев резко критиковал не только саму идею Аррениуса о диссоциации, но и чисто «физический» подход к пониманию природы растворов, не учитывающий химических взаимодействий между растворенным веществом и растворителем.
    Впоследствии выяснилось, что и Аррениус, и Менделеев были каждый по-своему правы, и их взгляды, дополняя друг друга, составили основу новой — протонной — теории кислот и оснований.

Клод-Луи БЕРТОЛЛЕ

    Французский химик Клод-Луи Бертолле (1748-1822) был коллегой и соратником Лавуазье, доктором медицины и лейб-медиком при дворе герцога Орлеанского, членом Парижской академии наук, правительственным инспектором государственных красильных фабрик, смотрителем монетного двора и, наконец, научным консультантом Наполеона.
   Бертолле, родина которого — Таллуар в Савойе, изучал медицину в Турине, где получил диплом в 1770 году. Вскоре после этого он переселился в Париж, где начал свою научную карьеру как врач. Одновременно он изучал химию под руководством известных французских ученых Макера и Буке.
   После 1786 года сблизился с Лавуазье; вместе с ним и еще двумя видными учеными — Гитоном де Морво и Фуркруа — Бертолле разработал основы химической номенклатуры и классификации веществ.
   Едва только заблистала звезда Наполеона, Бертолле последовал за ним в Египетский поход. Император осыпал его почестями, назначил сенатором и присвоил ему графский титул, но это не помешало Бертолле, как члену Сената, голосовать в 1814 году за отставку Наполеона. После реставрации монархии Бертолле сумел не только сохранить все свои привилегии, но и получить титул пэра Франции.
   В период Революции и Империи Бертолле занимался вопросами, связанными с национальной обороной, а также прикладной химией (например, крашением ткани). Он впервые применил хлор для отбеливания бумаги и тканей, открыл гипохлориты щелочных металлов и хлорат кали («бертоллетову соль«) (1788). Кроме того, он установил состав аммиака, сероводорода и циановодородной кислоты.
   В своем «Опыте химической статики» (1803) он связал представление о массе с химическими реакциями и утверждал, что элементы могут соединяться друг с другом в любых пропорциях в зависимости от массы реагирующих веществ. Против этого вывода выступил Пруст. Понятие о массе и ее влиянии на ход химических реакций, однако имело большое значение для создания химической статики в XIX в.
   Бертолле был основателем Аркейского общества, труды которого выходили в свет с 1807 по 1817 г. Он умер в 1822 г. в Аркейе, где располагалась созданная им лаборатория.
   Клод-Луи Бертолле, который в глазах многих современников и потомков имел репутацию беспринципного и тщеславного придворного и даже не выступил в защиту своего друга и коллеги Лавуазье, когда тот был осужден и приговорен к смертной казни, был тем не менее талантливым ученым и вошел в историю как автор многих химических открытий.

Роберт БОЙЛЬ

(25.I. 1627 — 30.XII. 1691)
Он родился 25 января 1627 года в Лисморе (Ирландия), а образование получил в Итонском колледже (1635-1638) и в Женевской академии (1639-1644). После этого почти безвыездно жил в своем имении в Столбридже, там и проводил свои химические исследования в течение 12 лет. В 1656 году Бойль перебирается в Оксфорд, а в 1668 году переезжает в Лондон.
Научная деятельность Роберта Бойля была основана на экспериментальном методе и в физике, и в химии, и развивала атомистическую теорию. В 1660 году он открыл закон изменения объема газов (в частности, воздуха) с изменением давления. Позднее он получил имя закона Бойля-Мариотта: независимо от Бойля этот закон сформулировал французский физик Эдм Мариотт.
Бойль много занимался изучением химических процессов — например, протекающих при обжиге металлов, сухой перегонке древесины, превращениях солей, кислот и щелочей. В 1654 году он ввел в науку понятие анализа состава тел. p> Одна из книг Бойля носила название «Химик-скептик». В ней были определены элементы — как «первоначальные и простые, вполне не смешанные тела, которые не составлены друг из друга, но представляют собой те составные части, из которых составлены все так называемые смешанные тела и на которые последние могут быть в конце концов разложены«.
А в 1661 году Бойль формулирует понятие о «первичных корпускулах» как элементах и «вторичных корпускулах» как сложных телах.
Он также впервые дал объяснение различиям в агрегатном состоянии тел. В 1660 году Бойль получил ацетон, перегоняя ацетат калия, в 1663 году обнаружил и применил в исследованиях кислотно-основный индикатор лакмус в лакмусовом лишайнике, произрастающем в горах Шотландии. В 1680 году он разработал новый способ получения фосфора из костей, получил ортофосфорную кислоту и фосфин. ..
В Оксфорде Бойль принял деятельное участие в основании научного общества, которое в 1662 году было преобразовано в Лондонское Королевское общество (фактически это английская Академия наук).
Роберт Бойль умер 30 декабря 1691 года, оставив будущим поколениям богатое научное наследие. Бойлем было написано множество книг, некоторые из них вышли в свет уже после смерти ученого: часть рукописей была найдена в архивах Королевского общества…

БОР Нильс-Хенрик-Давид

(7.Х 1885 — 18.XI 1962)
Датский физик, член Датского королевского общества наук (с 1917 г.), его президент в 1939 г. Родился в Копенгагене. Окончил Копенгагенский университет (1908 г.). В 1911-1912 гг. работал под руководством английского физика Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, в 1912 — 1913 гг. — в лаборатории Э. Резерфорда в Манчестерском университете. С 1916 г. — профессор Копенгагенского университета и одновременно с 1920 г. — директор созданного им Института теоретической физики.
Научные работы Бора, относящиеся к теоретической физике, вместе с тем заложили основы новых направлений в развитии химии.
Создал (1913 г.) первую квантовую теорию атома водорода, в которой:
·  показал, что электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а лишь по определенным квантовым орбитам
·  дал математическое описание устойчивости орбит, или стационарного состояния атома
·  показал, что всякое излучение либо поглощение энергии атомом связано с переходом между двумя стационарными состояниями и происходит дискретно с выделением или поглощением планковских квантов
·  ввел понятие главного квантового числа для характеристики электрона.
Рассчитал спектр атома водорода, показав полное совпадение расчетных данных с эмпирическими. Построил (1913-1921 гг.) модели атомов других элементов Периодической системы, охарактеризовав движение электронов в них посредством главного n и побочного l квантовых чисел.
Заложил (1921 г.) основы первой физической теории Периодической системы элементов, в которой связал периодичность свойств элементов с формированием электронных конфигураций атомов по мере увеличения заряда ядра. Обосновал подразделение групп периодической системы на главные и побочные. Впервые объяснил подобие свойств редкоземельных элементов.
Сформулировал (1918 г.) важный для атомной теории принцип соответствия. Многое сделал для становления и интерпретации квантовой механики, в частности предложил (1927 г.) имеющий большое значение для ее понимания принцип дополнительности. Внес значительный вклад в ядерную физику. Развил (1936 г.) теорию составного ядра, является одним из создателей капельной модели ядер (1936 г.) и теории деления ядер (1939 г.), предсказал явление спонтанного деления ядер урана.
Создал большую школу физиков-теоретиков.
Член многих академий наук и научных обществ. Иностранный член АН СССР (с 1929 г.). Нобелевская премия по физике (1922 г. ).
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В.А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

Алексадр Михайлович Бутлеров

Александр Михайлович Бутлеров родился в сентябре 1828 года в городе Чистополе бывшей Казанской губернии. В 1844 году он поступил в Казанский университет. К занятиям химией Бутлерова привлек Николай Николаевич Зинин, который читал курс органической химии и под руководством которого проводились практические занятия в лаборатории. Вскоре Зинин переехал в Петербург, а начинающий ученый остался без руководителя.
Русский химик-органик Владимир Васильевич Марковников писал, что «в течение целых десяти лет Бутлеров на первых порах был предоставлен самому себе в самом восточном университете, вдали от оживляющих сношений с другими учеными». Видимо, полная свобода и отсутствие подавляющего влияния авторитетов создали благоприятные условия для формирования будущего талантливого химика. Результаты не заставили себя долго ждать.
В 1851 году Бутлеров защитил в Казанском университете магистерскую диссертацию «Об окислении органических соединений», а в 1854 году уже в Московском университете — докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». Спустя четыре года молодой Бутлеров выступил на заседании Парижского химического общества с докладом «О конституции тел вообще», который был встречен с большим интересом и привлек внимание научной общественности.
В шестидесятых годах XIX столетия Бутлеров работал в химической лаборатории Казанского университета. Эти года были ознаменованы блестящими синтетическими работами ученого. Он получил уротропин C6h22N4 из полимера формальдегида HC(O)H и аммиака Nh4, впервые выделил «метиленитан» — сахаристое вещество состава C6h22O6. По словам немецкого химика Эмиля Фишера «Среди всех искусственных сахарообразных продуктов, о которых литература сообщала до 1887 года, только один выдержал проверку временем. Это сахарный сироп, полученный А. М. Бутлеровым».
Колоссальное значение имеет бутлеровская теория химического строения . 19 сентября 1861 года Александр Михайлович выступил на 36-м съезде немецких врачей и естествоиспытателей в городе Шпейер с докладом «О химическом строении вещества». Бутлеров сказал, что «химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением. Каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства)».
В 1862/63 учебном году студенты Казанского университета впервые услышали на лекции Александра Михайловича, что «в смысле химического строения может для каждого тела существовать только одна рациональная формула, выражающая это строение. От химического строения зависят реакции, следовательно, зная эту зависимость и, выражая формулой строение, мы выражаем все те превращения, которым вещество может подвергнуться». Впоследствии материал этих лекций лег в основу книги «Введение к полному изучению органической химии». На основании своей теории химического строения Бутлерову удалось объяснить теоретически и подтвердить экспериментальным путем явление изомерии, а для углеводородов и спиртов — предсказать новые виды изомерии.
В 1868 году, по представлению Менделеева, Бутлеров был избран на кафедру органической химии в Петербургском университете, где он работал до 1885 года. Менделеев впоследствии писал: «Александр Михайлович Бутлеров — один из замечательнейших русских ученых. Он русский и по ученому образованию, и по оригинальности своих трудов. Ученик знаменитого академика Зинина, он сделался химиком не в чужих краях, а в Казани…». Спустя шесть лет Бутлеров был избран академиком Петербургской академии наук.
Умер Александр Михайлович в 1886 году, не дожив нескольких дней до своего пятидесятивосьмилетия.

Якоб-Хендрик Вант-Гофф

Якоб-Хендрик Вант-Гофф годился в Роттердаме в Голландии в 1852 году. У Якоба было четыре брата и две сестры. Двое из братьев погибли в младенческом возрасте, а одна из сестер умерла от туберкулеза в возрасте восьми лет.
В 1874 году Вант-Гофф защитил диссертацию, посвященную исследованию некоторых органических кислот, и стал доктором математики и натурфилософии. Однако в университетах Голландии ему не нашлось места для работы. Даже в должности учителя химии было отказано. В течение двух лет он давал частные уроки по химии и физике. Только в 1876 году Вант-Гофф получил должность доцента в ветеринарной школе Утрехта. Здесь, после опубликования работы о структурах молекул, к нему и пришла известность.
В 1878 году Вант-Гоффа стал профессором химии в незадолго до этого основанном Амстердамском университете. В том же году он женился на купеческой дочери Женни Месс, которую он давно любил. С ней он прожил до конца своих дней.
В 1896 году Вант-Гоффа избрали действительным членом Берлинской академии наук, и он с семьей переехал в Берлин.
В списке лауреатов Нобелевской премии по химии имя Якоба-Хендрика Вант-Гоффа стоит первым.
Последние годы жизни Вант-Гоффа были омрачены смертями его родных и близких: в 1902 году умер его отец, через шесть лет застрелился муж дочери Евгении. Вскоре после этого умер младший брат, другая дочь уехала в США. В начале 1907 года Вант-Гофф заболел туберкулезом, и в 1911 году умер в возрасте 59 лет. Его старший брат, врач, писал впоследствии: «Переход от жизни к смести был тихий, совершенно соответствующий тому единственному желанию, которое он высказывал в моменты сознания».

Владимир Иванович Вернадский

(12.III. 1863 — 6.I. 1945)
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) во время учебы в Петербургском университете слушал лекции Д.И. Менделеева, А.М. Бутлерова и других известных российских химиков.
Со временем он сам стал строгим и внимательным учителем. Его учениками или учениками его учеников являются почти все минералоги и геохимики нашей страны.
Выдающийся естествоиспытатель не разделял точку зрения, что минералы есть нечто неизменное, часть установившейся «системы природы». Он считал, что в природе идет постепенное взаимное превращение минералов. Вернадский создал новую науку — геохимию.
Владимир Иванович первым отметил огромную роль живого вещества — всех растительных и животных организмов и микроорганизмов на Земле — в истории перемещения, концентрации и рассеяния химических элементов. Ученый обратил внимание, что некоторые организмы способны накапливать железо, кремний, кальций и другие химические элементы и могут участвовать в образовании месторождений их минералов, что микроорганизмы играют огромную роль в разрушении горных пород.
Вернадский утверждал, что «разгадка жизни не может быть получена только путем изучения живого организма. Для ее разрешения надо обратиться и к его первоисточнику — к земной коре«.
Изучая роль живых организмов в жизни нашей планеты, Вернадский пришел к выводу, что весь атмосферный кислород — это продукт жизнедеятельности зеленых растений.
Владимир Иванович уделял исключительное внимание проблемам экологии. Он рассматривал глобальные экологические вопросы, влияющие на биосферу в целом.
Более того, он создал само учение о биосфере — области активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, в которой деятельность живых организмов (в том числе и человека) является фактором планетарного масштаба.
Он считал, что биосфера под влиянием научных и производственных достижений постепенно переходит в новое состояние — сферу разума, или ноосферу.
Решающим фактором развития этого состояния биосферы должна стать разумная деятельность человека, гармоничное взаимодействие природы и общества. Это возможно лишь при учете тесной взаимосвязи законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами.

Жозеф-Луи Гей-Люссак

Французский химик и физик Жозеф-Луи Гей-Люссак родился в Сен-Леонаре в 1778 году. В 1800 году окончил Политехническую школу в Париже, где учился у Клода Бертолле. Работал там же, в 1800-1802 гг. был ассистентом Бертолле.
В 1805-1806 гг. совершил путешествие по Европе вместе со знаменитым немецким естествоиспытателем Александром Гумбольдтом. С 1809 года Гей-Люссак — профессор химии в Политехнической школе и профессор физики в Сорбонне. С 1832 года он стал профессором химии в Ботаническом саду Парижа.
Работы Гей-Люссака относятся к различным областям химии (свойства галогенов и их соединений, синильной кислоты и дициана, бора и борной кислоты, щелочных металлов и т.д.) и физики (газовые законы).
Ученый впервые построил кривые зависимости растворимости солей в воде от температуры (политермы растворимости), усовершенствовал методы объемного анализа, изобрел башню для получения серной кислоты нитрозным методом, способ получения щавелевой кислоты из древесных опилок и способ производства стеариновых свечей (совместно с Шеврелем)…

Джозайя-Уиллард Гиббс

(Gibbs J. W.)

(11.II.1839 — 28.IV.1903)
Один из основателей химической термодинамики Джозайя-Уиллард Гиббс родился в 1839 году в небольшом американском городке Нью-Хейвене. Девятнадцати лет от роду он окончил Йельский университет, а уже через пять лет стал доктором философии и начал преподавать студентам математику.
Позднее он совершенствовал свое образование во Франции, в Сорбонне и Коллеж де Франс, а также в Германии, в знаменитых Берлинском и Гейдельбергском университетах.
Наконец, Гиббс получил должность профессора в родном Йельском университете и начал самостоятельное исследование тепловых процессов в химии. И здесь ему удалось достичь выдающихся результатов. Имя американца Гиббса было присвоено многим величинам и понятиям новой отрасли химии — химической термодинамики (энергия Гиббса, треугольник Гиббса, правило фаз Гиббса).
В сорок лет Гиббс был избран в Национальную академию наук США, хотя перед этим опубликовал в печати всего три научных статьи. Неудивительно: Гиббс писал редко, но «метко». Например, за целых 13 лет (с 1890 по 1903 гг.) он написал всего восемь небольших статей и одну книгу.
В 1880 году Джозайя Гиббс стал членом Американской академии искусств и наук — авторитетнейшего научного общества, созданного в Бостоне еще в 1780 году.
Семья Гиббса состояла из двух его сестер и шурина. Они прожили вместе всю жизнь в одном и том же доме в Нью-Хейвене. От дома было полквартала до школы, где учился Гиббс в юности, один квартал до колледжа, где он провел студенческие годы, два квартала до университета, где он преподавал, и столько же до кладбища, где он был похоронен. Тихий провинциальный городок — американская «глубинка» — давал Гиббсу все, что нужно для работы: спокойную размеренную жизнь среди родных, необходимые книги в библиотеке, свободное время для размышлений, живописные окрестности для прогулок. На досуге Гиббс иногда угощал домочадцев собственноручно приготовленными изысканными салатами, которые назывались вполне научно — «гетерогенные равновесия»…
Гиббса отличали скромность, приветливость в общении с людьми. Никогда он не проявлял ни малейшего высокомерия или честолюбия. Даже в пожилом возрасте он не потерял стройной фигуры, всегда был тщательно одет и причесан. Он никогда не спешил и тем не менее никогда никуда не опаздывал.
В 1901 году Лондонское королевское общество присудило Гиббсу медаль Коплея — самую почетную международную награду, учрежденную раньше Ноболевских премий. И это была последняя награда Гиббса: через два года, в 1903 году, он скончался. Понадобилось почти полвека, чтобы заслуги ученого получили признание не только в Европе, но и на родине. Только в 1950 году его бюст поместили в «Галерее славы великих американцев».

 

ЗЕЛИНСКИЙ Николай Дмитриевич

(6.II 1861 — 31.VII 1953)
Советский химик-органик, академик (с 1929 г.). Родился в г. Тирасполе. Окончил Новороссийский университет в Одессе (1884 г.). С 1885 г. совершенствовал образование в Германии: в Лейпцигском университете у Я. Вислиценуса и в Гёттингенском университете у В. Мейера. В 1888-1892 гг. работал в Новороссийском университете, с 1893 г. — профессор Московского университета, который оставил в 1911 г. в знак протеста против реакционной политики царского правительства. В 1911-1917 гг. — директор Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 г. — вновь в Московском университете, одновременно с 1935 г. — в Институте органической химии АН СССР, одним из организаторов которого он был.
Научные исследования относятся к нескольким областям органической химии — химии алициклических соединений, химии гетероциклов, органическому катализу, химии белка и аминокислот.
Вначале занимался исследованием изомерии производных тиофена и получил (1887 г.) ряд его гомологов. Исследуя стереоизомерию предельных алифатических дикарбоновых кислот, нашел (1891 г.) способы получения из них циклических пяти- и шестичленных кетонов, из которых в свою очередь получил (1895-1900 гг.) большое количество гомологов циклопентана и циклогексана. Синтезировал (1901-1907 гг.) многочисленные углеводороды, содержащие от 3 до 9 атомов углерода в кольце, что послужило основой искусственного моделирования нефти и нефтяных фракций. Положил начало ряду направлений, связанных с изучением взаимных превращений углеводородов.
Открыл (1910 г.) явление дегидрогенизационного катализа, заключающееся в исключительно избирательном действии платины и палладия на циклогексановые и ароматические углеводороды и в идеальной обратимости реакций гидро- и дегидрогенизации только в зависимости от температуры.
Совместно с инженером А. Кумантом создал (1916 г.) противогаз. Дальнейшие работы по дегидрогенизационно-гидрогенизационному катализу привели его к открытию (1911 г.) необратимого катализа. Занимаясь вопросами химии нефти, выполнил многочисленные работы по бензинизации нефтяных остатков посредством крекинга (1920-1922 гг.), по «кетонизации нафтенов». Получил (1924 г.) алициклические кетоны каталитическим ацилированием нефтяных цикланов. Осуществил (1931-1937 гг.) процессы каталитической и пирогенетической ароматизации нефтей.
Совместно с Н. С. Козловым впервые в СССР начал (1932 г.) работы по получению хлоропренового каучука. Синтезировал труднодоступные нафтеновые алкоголи и кислоты. Разработал (1936 г.) методы обессеривания высокосернистых масел. Является одним из основоположников учения об органическом катализе. Выдвинул идеи о деформации молекул реагентов в процессе адсорбции на твердых катализаторах.
Совместно со своими учениками открыл реакции селективного каталитического гидрогенолиза циклопентановых углеводородов (1934 г.), деструктивного гидрирования, многочисленные реакции изомеризации (1925-1939 гг.), в том числе взаимные превращения циклов в направлении, как их сужения, так и расширения.
Экспериментально доказал образование метиленовых радикалов в качестве промежуточных соединений в процессах органического катализа.
Внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Был сторонником теории органического происхождения нефти.
Проводил также исследования в области химии аминокислот и белка. Открыл (1906 г.) реакцию получения aльфа-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианистого калия с хлористым аммонием и последующим гидролизом образующихся aльфа-аминонитрилов. Синтезировал ряд аминокислот и оксиаминокислот.
Разработал методы получения эфиров аминокислот из их смесей, образующихся при гидролизе белковых тел, а также способы разделения продуктов реакции. Создал крупную школу химиков-органиков, в которую вошли Л. Н. Несмеянов, Б. А. Казанский, А. А. Баландин, Н. И. Шуйкин, А. Ф. Платэ и др.
Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева и его почетный член (с 1941 г.).
Герой Социалистического Труда (1945 г.).
Премия им. В. И. Ленина (1934 г.), Государственные премии СССР (1942, 1946, 1948 гг.).
Имя Зелинского присвоено (1953 г.) Институту органической химии АН СССР.
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В.А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри

    Когда французскому физику Пьеру Кюри (1859-1906) исполнилось 35 лет, он уже был широко известным ученым. Ему принадлежали интересные открытия в области физики кристаллического состояния вещества и пьезоэлектрического эффекта, магнитных свойств веществ при высоких температурах. Закономерное изменение свойств парамагнитных веществ от температуры носит его имя (закон Кюри).
   Однако на рубеже XIX и XX вв. сфера его научных интересов изменилась: вместе со своей женой — выпускницей Парижского университета Марией Склодовской-Кюри (1867-1934) он занялся выяснением природы уранового излучения и изучением радиоактивности. Супруги Кюри посвятили лучшие годы жизни беззаветному труду во имя науки — при отсутствии необходимых средств, в плохо оборудованной лаборатории они открыли и выделили два новых химических элемента. Пьер Кюри установил, что соли радия самопроизвольно выделяют теплоту.
    19 апреля 1906 г. в результате нелепого несчастного случая трагически погиб Пьер Кюри (он был сбит экипажем при переходе одной из парижских улиц). Горе не сломило Марию: она продолжила дело жизни своего мужа — научные исследования в области радиоактивности, возглавила в Парижском университете кафедру, которой руководил ранее Пьер. А в 1914 г. она стала первым руководителем физико-химического отдела Парижского Института радия, созданного при ее деятельном участии. Во время первой мировой войны Мария Склодовская-Кюри впервые в широком масштабе организовала медицинское применение излучений (она обучила работе на рентгеновских установках более 1500 человек).
    Мария Склодовская-Кюри умерла в 1934 г. от лучевой болезни. Ее лабораторные тетради до сих пор сохраняют высокий уровень радиоактивности.
    В честь супругов Кюри был назван искусственно полученный химический элемент с порядковым номером 96 — кюрий Cm.

Антуан-Лоран Лавуазье

Французский химик Антуан-Лоран Лавуазье (1743-1794), по образованию юрист, был очень богатым человеком. Он состоял в «Компании откупов» — организации финансистов, бравшей на откуп государственные налоги. На этих финансовых операциях Лавуазье приобрел огромное состояние.
Политические события, происходившие во Франции, имели для Лавуазье печальные последствия: он был казнен за то, что работал в «Генеральном откупе» (акционерном обществе по сбору налогов). В мае 1794 года в числе других обвиняемых-откупщиков Лавуазье предстал перед революционным трибуналом и на следующий день был приговорен к смертной казни «как зачинщик или соучастник заговора, стремившийся содействовать успеху врагов Франции путем вымогательств и незаконных поборов с французского народа».
Вечером 8 мая приговор был приведен в исполнение, а Франция лишилась одной из самых блестящих голов… Через два года Лавуазье был признан несправедливо осужденным, однако это уже не могло вернуть Франции замечательного ученого.

…Еще обучаясь на юридическом факультете Парижского университета, будущий генеральный откупщик и выдающийся химик одновременно изучал естественные науки. Часть своего состояния Лавуазье вложил в обустройство химической лаборатории, оснащенной прекрасным по тем временам оборудованием, ставшую научным центром Парижа. В своей лаборатории Лавуазье провел многочисленные опыты, в которых он определял изменения масс веществ при их прокаливании и горении.
Лавуазье первым показал, что масса продуктов горения серы и фосфора больше, чем масса сгоревших веществ, и что объем воздуха, в котором горел фосфор, уменьшился на 1/5 часть. Нагревая ртуть с определенным объемом воздуха, Лавуазье получил «ртутную окалину» (оксид ртути) и «удушливый воздух» (азот), непригодный для горения и дыхания. Прокаливая ртутную окалину, он разложил ее на ртуть и «жизненный воздух» (кислород). Этими и многими другими опытами Лавуазье показал сложность состава атмосферного воздуха и впервые правильно истолковал явления горения и обжига как процесс соединения веществ с кислородом. Этого не смогли сделать английский химик и философ Джозеф Пристли и шведский химик Карл-Вильгельм Шееле, а также другие естествоиспытатели, которые сообщили об открытии кислорода раньше.
Лавуазье доказал, что углекислый газ (диоксид углерода) — это соединение кислорода с «углем» (углеродом), а вода — соединение кислорода с водородом. Он на опыте показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, то есть процесс дыхания подобен процессу горения. Более того, французский химик установил, что образование углекислого газа при дыхании является главным источником «животной теплоты». Лавуазье одним из первых попытался объяснить сложные физиологические процессы, происходящие в живом организме, с точки зрения химии.

Лавуазье стал одним из основоположников классической химии. Он открыл закон сохранения веществ, ввел понятия «химический элемент» и «химическое соединение», доказал, что дыхание подобно процессу горения и является источником теплоты в организме…

Лавуазье был автором первой классификации химических веществ и учебника «Элементарный курс химии». В 29 лет он был избран действительным членом Парижской Академии наук.
Кто знает, какие еще открытия успел бы совершить этот выдающийся ученый, если бы его не постигла судьба жертв революционного террора?..

Анри-Луи ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ

(Le Chatelier H. L.)

(8.X.1850 — 17.IX.1936)
Анри-Луи Ле-Шателье родился 8 октября 1850 года в Париже. После окончания Политехнической школы в 1869 году он поступил в Высшую Национальную горную школу.
Будущий открыватель знаменитого принципа был широко образованным и эрудированным человеком. Его интересовали и техника, и естественные науки, и общественная жизнь. Много времени он посвятил изучению религии и древних языков. В возрасте 27 лет Ле-Шателье стал уже профессором Высшей горной школы, а тридцать лет спустя — Парижского университета. Тогда же он был избран в действительные члены Парижской Академии наук.
Наиболее важный вклад французского ученого в науку был связан с изучением химического равновесия, исследованием смещения равновесия под действием температуры и давления. Студенты Сорбонны, слушавшие лекции Ле-Шателье в 1907-1908 годах, так записывали в своих конспектах: «Изменение любого фактора, могущего влиять на состояние химического равновесия системы веществ, вызывает в ней реакцию, стремящуюся противодействовать производимому изменению. Повышение температуры вызывает реакцию, стремящуюся понизить температуру, то есть идущую с поглощением тепла. Увеличение давления вызывает реакцию, стремящуюся вызвать уменьшение давления, то есть сопровождающуюся уменьшением объема…».
К сожалению, Ле-Шателье не был удостоен Нобелевской премии. Причина заключалась в том, что эта премия присуждалась только авторам работ, выполненных или получивших признание в год получения премии. Важнейшие работы Ле Шателье были выполнены задолго до 1901 года, когда состоялось первое присуждение Нобелевских премий.

ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич

(19.XI.1711 — 15.IV.1765)
Русский ученый, академик Петербургской АН (с 1745 г.). Родился в д. Денисовка (ныне с. Ломоносове Архангельской обл.). В 1731-1735 гг. учился в Славяно-греко-латинской академии в Москве. В 1735 г. был послан в Петербург в академический университет, а в 1736 г. — в Германию, где учился в Марбургском университете (1736-1739 гг.) и во Фрейберге в Школе горного дела (1739-1741 гг.). В 1741-1745 гг. — адъюнкт Физического класса Петербургской АН, с 1745 г. — профессор химии Петербургской АН, с 1748 г. работал в учрежденной по его инициативе Химической лаборатории АН. Одновременно с 1756 г. проводил исследования на основанном им в Усть-Рудицах (вблизи Петербурга) стекольном заводе и в домашней лаборатории.
Творческая деятельность Ломоносова отличается как исключительной широтой интересов, так и глубиной проникновения в тайны природы. Его исследования относятся к математике, физике, химии, наукам о Земле, астрономии. Результаты этих исследований заложили основы современного естествознания. Ломоносов обратил внимание (1756 г.) на основополагающее значение закона сохранения массы вещества в химических реакциях; изложил (1741-1750 гг. ) основы своего корпускулярного (атомно-молекулярного) учения, получившего развитие лишь спустя столетие; выдвинул (1744-1748 гг.) кинетическую теорию теплоты; обосновал (1747-1752 гг.) необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений и предложил для теоретической части химии название «физическая химия», а для практической части — «техническая химия». Его труды стали рубежом в развитии науки, отграничивающим натурфилософию от экспериментального естествознания.
До 1748 г. Ломоносов занимался преимущественно физическими исследованиями, а в период 1748-1757 гг. его работы посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Развивая атомистические представления, он впервые высказал мнение о том, что тела состоят из «корпускул», а те в свою очередь из «элементов»; это соответствует современным представлениям о молекулах и атомах.
Был зачинателем применения математических и физических методов исследования в химии и первым начал читать в Петербургской АН самостоятельный «курс истинно физической химии». В руководимой им Химической лаборатории Петербургской АН выполнялась широкая программа экспериментальных исследований. Разработал точные методы взвешивания, применял объемные методы количественного анализа.
Проводя опыты по обжигу металлов в запаянных сосудах, показал (1756 г.), что их вес после нагревания не изменяется и что мнение Р. Бойля о присоединении тепловой материи к металлам ошибочно.
Изучал жидкое, газообразное и твердое состояния тел. Достаточно точно определил коэффициенты расширения газов. Изучал растворимость солей при разных температурах. Исследовал влияние электрического тока на растворы солей, установил факты понижения температуры при растворении солей и понижения точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем. Проводил различие между процессом растворения металлов в кислоте, сопровождающимся химическими изменениями, и процессом растворения солей в воде, происходящим без химических изменений растворяемых веществ. Создал различные приборы (вискозиметр, прибор для фильтрования под вакуумом, прибор для определения твердости, газовый барометр, пирометр, котел для исследования веществ при низком и высоком давлениях), достаточно точно градуировал термометры.
Был создателем многих химических производств (неорганических пигментов, глазурей, стекла, фарфора). Разработал технологию и рецептуру цветных стекол, которые он употреблял для создания мозаичных картин. Изобрел фарфоровую массу. Занимался анализом руд, солей и других продуктов.
В труде «Первые основания металлургии, или рудных дел» (1763 г.) рассмотрел свойства различных металлов, дал их классификацию и описал способы получения. Наряду с другими работами по химии труд этот заложил основы русского химического языка. Рассмотрел вопросы образования в природе различных минералов и нерудных тел. Высказал идею биогенного происхождения гумуса почвы. Доказывал органическое происхождение нефтей, каменного угля, торфа и янтаря. Описал процессы получения железного купороса, меди из медного купороса, серы из серных руд, квасцов, серной, азотной и соляной кислот.
Первым из русских академиков приступил к подготовке учебников по химии и металлургии («Курс физической химии», 1754 г. ; «Первые основания металлургии, или рудных дел», 1763 г.). Ему принадлежит заслуга создания Московского университета (1755 г.), проект и учебная программа которого составлены им лично. По его проекту в 1748 г. завершена постройка Химической лаборатории Петербургской АН. С 1760 г. был попечителем гимназии и университета при Петербургской АН. Создал основы современного русского литературного языка. Был поэтом и художником. Написал ряд трудов по истории, экономике, филологии. Член ряда академий наук.
Именем Ломоносова названы Московский университет (1940 г.), Московская Академия тонкой химической технологии (1940 г.), город Ломоносов (бывший Ораниенбаум). АН СССР учредила (1956 г.) Золотую медаль им. М. В. Ломоносова за выдающиеся работы в области химии и других естественных наук.
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В.А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

МАРКОВНИКОВ Владимир Васильевич

(25.XII.1837 — 11. II.1904)
Русский химик — органик. Родился в Княгинине (ныне Горьковской обл.). Окончил Казанский университет (1860 г.) и по представлению Л. М. Бутлерова оставлен при университете лаборантом. В 1865-1867 гг. с целью подготовки к профессорской деятельности находился в командировке в Берлине, Мюнхене, Лейпциге, где работал в лабораториях А. Байера, Р. Эрленмейера и А. Кольбе. В 1867-1871 гг. преподавал в Казанском университете (с 1869 — профессор), в 1871-1873 гг. — в Новороссийском университете в Одессе, в 1873-1904 гг. — в Московском университете.
Научные исследования посвящены теоретической органической химии, органическому синтезу и нефтехимии. Получил (1862-1867 гг.) новые данные об изомерии спиртов и жирных кислот, открыл оксиды ряда олефиновых углеводородов, впервые синтезировал галоген- и оксопроизводные изомеров масляной кислоты. Результаты этих исследований послужили основой его учения о взаимном влиянии атомов как главном содержании теории химического строения.
Сформулировал (1869 г.) правила о направлении реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации в зависимости от химического строения (правила Марковникова).
Показал особенности двойных и тройных связей в непредельных соединениях, заключающиеся в большой прочности их по отношению к ординарным связям, но не в эквивалентности двум и трем простым связям.
Совместно с сотрудником Г. А. Крестовниковым впервые синтезировал (1879 г.) циклобутандикарбоновую кислоту. Исследовал (с 1880 г.) состав нефти, заложив основы нефтехимии как самостоятельной науки.
Открыл (1883 г.) новый класс органических веществ — нафтены. Показал, что наряду с гексагидробензольными углеводородами Вредена существуют углеводороды ряда циклопентана, циклогептана и других циклоалканов. Доказал существование циклов с числом углеродных атомов от 3 до 8; впервые получил (1889 г.) суберон; установил взаимные изомерные превращения циклов в сторону как увеличения, так и уменьшения числа атомов в кольце; открыл (1892 г. ) первую реакцию изомеризации циклических углеводородов с уменьшением цикла (циклогептана в метилциклогексан).
Ввел много новых экспериментальных приемов анализа и синтеза органических веществ. Впервые изучил переход нафтенов к ароматические углеводородам.
Один из основателей Русского физико-химического общества (1868 г.).
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В.А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

Дмитрий Иванович Менделеев

Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) — великий русский ученый-энциклопедист, химик, физик, технолог, геолог и даже метеоролог. Менделеев обладал удивительно ясным химическим мышлением, он всегда ясно представлял конечные цели своей творческой работы: предвидение и пользу. Он писал: «Ближайший предмет химии составляет изучение однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения».
Менделеев создал современную гидратную теорию растворов, уравнение состояния идеального газа, разработал технологию получения бездымного пороха, открыл Периодический закон и предложил Периодическую систему химических элементов, написал лучший для своего времени учебник химии.
Д. И. Менделеев родился в Сибири, в Тобольске, и был семнадцатым ребенком в большой семье. Он был дважды женат, у него было трое сыновей и две дочери. Его дочь Люба была замужем за великим русским поэтом А. Блоком, а сестра Менделеева Ольга — за Н. В. Басаргиным, одним из декабристов.
Современники говорили, что этот великий ученый «создал свою жизнь как произведение искусства».

Альфред-Бернхард Нобель (Nobel)

(1833—1896)
Альфред-Бернхард Нобель — шведский инженер, изобретатель динамита. Нобель родился в 1833 г. в. России, где отец его был директором казенного порохового завода.
Отдавшись химическим занятиям, Нобель с 1862 г. задался целью применить в качестве взрывчатого вещества нитроглицерин, открытый в 1845 г. итальянским ученым Собреро. Нобелю удалось разрешить поставленную задачу в 1867 г. он изобрел динамит.
Пользуясь поддержкой французского правительства, Нобель основал большую фабрику динамита во Франции; вслед затем ему удалось основать значительные фабрики динамита также в Германии и Англии.
Нобель умер в 1896 г. в своей вилле в Сан-Ремо, оставив громадное состояние (35 миллионов крон). В своем завещании он выразил желание, чтобы часть этого состояния была отдана в распоряжение стокгольмского университета для учреждения ряда премий: за важнейшие исследования в области физики, химии и физиологии или медицины, за лучшее произведение изящной словесности идеалистического направления и за труды, ведущие к осуществлены идеи мира и к сближению народов.

НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ

В 1896 году Альфред Нобель завещал специальному фонду превратить его имущество в ценные бумаги, доход от которых должен ежегодно выдаваться в виде премий его имени ученым за крупные научные открытия и изобретения в области физики, химии, физиологии и медицины, а также лицам, достигшим наибольших успехов в литературе и борьбе за мир.
Проект устава Нобелевского комитета был принят шведским риксдагом, и завещание вступило в силу, несмотря на многие возражения. Противники назначения таких премий указывали, в частности, на возможность возникновения вокруг них всяческих махинаций. Действительно, время от времени происходят те или иные промашки как субъективного, так и объективного характера.
Первыми нобелевскими лауреатами в 1901 году стали Вильгельм Рентген — по физике, Якоб Вант-Гофф — по химии и Эмиль Беринг — по медицине. Имя Рентгена известно всем, Вант-Гоффа, возможно, вспомнят те, кто внимательно читал школьные учебники, а Беринга не знает никто, но изобретенной им противодифтерийной сывороткой пользуется весь мир.
Дальнейшее премирование шло не столь гладко. Один из принципов отбора кандидатов — частота цитирования, но не все ученые широко рекламировали свои открытия, не все имели возможность публиковать работы за рубежом. Сейчас нам трудно понять, почему кандидатуры таких русских ученых, как В. И. Вернадский, К. А. Тимирязев, К. Э. Циолковский и многие другие, не получили достаточной поддержки международной научной общественности.
Д. И. Менделееву в 1906 году не присудили премию по химии из-за его преклонного возраста. Иван Петрович Павлов стал нобелевским лауреатом в 1904 году за работы в области физиологии пищеварения, которые в его жизни были просто эпизодом. Предложение двадцать лет спустя отметить премией его гениальные работы по условным рефлексам поддержки не получило.
Когда наконец Нобелевский комитет решился на этот шаг, Павлов умер, а посмертно премия не вручается. Были и «запоздалые» премии. Пример этого — присужденная в 2000 году премия крупнейшему российскому ученому Жоресу Алферову за работы, выполненные 20 лет назад. Петр Капица ждал премии 40 лет. Своеобразный рекорд — премия Френсису Пейтону Роусу, которого наградили через 55 лет после того, как он обнаружил вирус, вызывающий злокачественные опухоли.
Несмотря на трудности и ошибки, Нобелевская премия остается одной из наиболее авторитетных и почетных. Ее вручение всегда превращается в настоящий праздник.
В 1998 году премию, основанную на деньги от производства нитроглицерина-взрывчатки, дали за исследование нитроглицерина-лекарства. Давно известного, но открывшего тайну своего влияния на сосуды всего лишь несколько лет тому назад.

Эрнест Резерфорд

Биография
   Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года в Брайтуотере, живописном местечке Новой Зеландии. Он был четвертым ребенком в семье выходцев из Шотландии Джеймса Резерфорда и Марты Томсон, и из двенадцати детей он оказался наиболее одаренным. Эрнест блестяще закончил начальную школу, получив 580 баллов из 600 возможных и премию в 50 фунтов стерлингов для продолжения образования.
   В колледже в Нельсоне, где Эрнеста Резерфорда приняли в пятый класс, учителя обратили внимание на его исключительные математические способности. Но математиком Эрнест не стал. Не стал он и гуманитарием, хотя проявлял недюжинные способности к языкам и литературе. Судьбе угодно было распорядиться, чтобы Эрнест увлёкся естественными науками — физикой и химией.
   После окончания колледжа Резерфорд поступил в Кентерберийский университет, и уже на втором курсе он выступил с докладом «Эволюция элементов», в котором высказал предположение, что химические элементы представляют собой сложные системы, состоящие из одних и тех же элементарных частиц. Студенческий доклад Эрнеста не был должным образом оценён в университете, однако его экспериментальные работы, например, создание приёмника электромагнитных волн, удивили даже крупных учёных. Спустя всего несколько месяцев ему была присуждена «стипендия 1851 года», которой отмечались самые талантливые выпускники провинциальных английских университетов.
    После этого Резерфорд в течение трёх лет работал в Кембридже, в Кавендишской лаборатории, под руководством известного физика Джозефа-Джона Томсона. В 1898 г. он начал изучать радиоактивность. Первое же фундаментальное открытие Резерфорда в этой области — обнаружение неоднородности излучения, испускаемого ураном — сделало его имя известным в научном мире; благодаря ему в науку вошло понятие об альфа- и бета-излучении.
   В том же году 26-летнего Резерфорда пригласили в Монреаль в качестве профессора Мак-Гиллского университета — лучшего в Канаде. Этот университет получил название по имени своего основателя — переселенца из Шотландии, которому под конец жизни удалось разбогатеть. Перед отъездом Резерфорда в Канаду Дж. Томсон вручил ему рекомендательное письмо, где было написано: «В моей лаборатории ещё никогда не было молодого учёного с таким энтузиазмом и способностями к оригинальным исследованиям, как господин Резерфорд, и я уверен, что, если он будет избран, то создаст выдающуюся школу физиков в Монреале…». Предсказание Томсона сбылось. Резерфорд проработал в Канаде 10 лет и действительно создал там научную школу.
    В 1903 г. 32-летний ученый был избран членом Лондонского Королевского общества — британской Академии наук.
   В 1907 г. Резерфорд вместе с семьей переезжает из Канады в Англию, чтобы занять должность профессора кафедры физики Манчестерского университета. Сразу же после приезда Резерфорд занялся экспериментальными исследованиями радиоактивности. Вместе с ним работал его помощник и ученик, немецкий физик Ханс Гейгер (1882-1945), разработавший ионизационный метод измерения интенсивности излучения — широко известный счетчик Гейгера. Резерфорд произвел серию опытов, подтвердивших, что альфа-частицы представляют собой дважды ионизованные атомы гелия. Вместе с другим своим учеником, Эрнестом Марсденом (1889-1970), он исследовал особенности прохождения альфа-частиц через тонкие металлические пластинки. На основании этих опытов ученый предложил планетарную модель атома: в центре атома — ядро, вокруг которого вращаются электроны. Резерфорд предсказал открытие нейтрона, возможность расщепления атомных ядер легких элементов и искусственных ядерных превращений.
   В течение 18 лет — с 1919 года и до конца своей жизни — Резерфорд возглавлял основанную в 1874 году Кавендишскую лабораторию. До него ею руководили великие английские физики Максвелл, Релей и Томсон. Резерфорд не дожил всего нескольких лет до того, как немецкие физики Отто Ган (1879-1968) и Лизе Майтнер (Мейтнер) (1878-1968) открыли деление урана.
По словам Патрика Блэкетта, одного из ближайших сотрудников Резерфорда, это открытие «в известном смысле явилось последним из великих открытий в ядерной физике, отличающейся от физики элементарных частиц. Резерфорд не дожил до кульминационного пункта развития направления, которое фактически было областью его научной деятельности«.

ФАРАДЕЙ Майкл

(Faraday M.)

(22.IX 1791 — 25.VIII 1867)
Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества (с 1824 г.). Родился в Лондоне. Учился самостоятельно. С 1813 г. работал в лаборатории Г. Дэви в Королевском институте в Лондоне (с 1825 г. — ее директор), с 1827 г. — профессор Королевского института.
Научные исследования начал в области химии. Занимался (1815-1818 гг.) химическим анализом известняка, с целью улучшения качества стали исследовал сплавы железа, изучал влияние различных добавок на качество стали.
Впервые получил (1824 г.) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Получил в жидком виде также арсин, фосфин, бромоводород и иодоводород, этилен. Открыл (1825 г.) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства. Открыл (1825 г.) изобутилен. Получил (1826 г.) альфа- и бета-сульфокислоты нафталина и приготовил 15 их солей. Положил начало (1826 г.) исследованиям натурального каучука.

Показал возможность фотохимического хлорирования этилена за 15 лет до осуществленного Ж. Дюма открытия реакции металепсии.
Один из пионеров исследования каталитических реакций. Пытался синтезировать (1825 г.) аммиак из азота и водорода действием едкого кали в присутствии металлов. Рассматривал адсорбцию на поверхности твердых катализаторов как чисто физическое явление. Впервые получил (1828 г.) этилсерную кислоту взаимодействием этилена и серной кислоты.
Проводил работу (1824-1830 гг.) по улучшению качества оптического стекла. Предложил тяжелое свинцовое стекло, с помощью которого открыл явление магнитного вращения плоскости поляризации. Установил (1833 г.) количественные законы электролиза.
Огромны его заслуги в области физики. Проводил исследования по электромагнетизму. Создатель учения об электромагнитном поле. Ввел понятие диэлектрической проницаемости.
Член многих академий наук и научных обществ. Иностранный член Петербургской АН (с 1831 г.).
По материалам биографического справочника «Выдающиеся химики мира» (авторы Волков В.А и др.) — Москва, «Высшая школа», 1991 г.

Великие химики

Карл-Вильгельм Шееле

(Scheele C. W.)

(9.XII.1742 — 21.V.1786)
Карл-Вильгельм Шееле появился на свет в городке Штральзунд в семье преуспевающего торговца, когда Померания входила в состав Шведского королевства. Ему исполнилось пятнадцать лет, и сбылась его детская мечта: отец отдал его учеником к знакомому аптекарю Бауху из Гётеборга. Ученье, по обычаям того времени, должно было длиться около десяти лет. Карл Шееле уже через шесть лет успешно сдал экзамены и получил звание аптекаря. В совершенстве овладев профессией и перебравшись в Стокгольм, Шееле приступает к самостоятельным научным изысканиям.
Самыми первые его научные достижения были связаны с выделением и характеристикой винной кислоты C2h3(OH)2(COOH)2, которую он получил из ее соли — винного камня (гидротартрата калия), и плавиковой (фтороводородной) HF из плавикового шпата — фторида кальция CaF2.
После переезда сначала в Упсалу, где Шееле тоже ждала большая аптека, а потом — в маленький и тихий городок Чёпинг научные исследования пытливого аптекаря продолжались и дали поразительные результаты. Шведский химик оказался автором стольких открытий, что их хватило бы на добрый десяток ученых, и многие их этих открытий относились к получению и очистке кислот.
Судите сами. В 1775 году Шееле приготовил мышьяковую кислоту h4AsO4, в 1782-1783 годах — синильную (циановодородную) кислоту HCN, в период с 1776 по 1785 год — целый набор органических кислот: мочевую C5(NH)4O3, щавелевую h3C2O4, молочную C2h5(OH)COOH, лимонную C3h5(OH)(COOH)3, яблочную С2h4(OH)(СOOH)2, галловую C6h3(OH)3COOH, а также глицерин C3H5(OH)3. ..
Шееле первым получил и исследовал перманганат калия KMnO4 — всем известную «марганцовку», которая теперь широко применяется в химических экспериментах и в медицине, разработал способ получения фосфора P из костей, открыл сероводород h3S.
Наконец, именно Карлу Вильгельму Шееле принадлежит приоритет открытия химических элементов кислорода O, хлора Cl, фтора F, бария Ba, молибдена Mo, вольфрама W…
Годы упорного самоотверженного труда, к сожалению, подорвали здоровье этого поразительно целеустремленного человека, и он прожил всего до 44 лет.
Итак, путь в химию как науку еще каких-то две-три сотни лет назад пролегал чаще всего через аптеку — место получения, хранения и исследования не только лекарств, но и всех иных химических препаратов, средоточие новых идей и методов, обиталище пытливых умов…

К. Бернар, его экспериментальные работы, теоретические и философские позиции

Санкт-Петербургский государственный университет

Медицинский факультет

Реферат по курсу «История медицины» на тему:

» К. Бернар, его экспериментальные работы, теоретические и философские позиции»

студентка 1 курса 106 гр. О.А. Портик

Содержание

Введение

Биография

Исследования пищеварительной функции поджелудочной железы

Открытие гликогенобразовательной функции печени

Открытие сосудодвигательных- вазомоторных – нервов

Выяснение механизмов смерти от действия кураре

Исследование отравляющего действия окиси углерода

Открытие явления паралитической секреции

«Внутренняя среда» высших животных

Взаимоотношение науки и философии в представлении Клода Бернара

Отношение Клода Бернара к материализму и идеализму

Проблема жизни и эволюции в понимании Клода Бернара

Заключение

Список использованной литературы  

Введение

Клод Бернар — французский медик, исследователь процессов внутренней секреции, основоположник эндокринологии, автор многих научных трудов. Несмотря на бурное развитие методов и идей физиологии труды ученого не устарели и не стали достоянием истории.

Величие Клода Бернара не тускнеет с годами, а наоборот, становится все более ощутимым. Имя этого исследователя  продолжает вызывать восхищение, а его творчество не перестает интересовать ученых и врачей. Существует стремление узнать, как жил, работал и творил великий физиолог, как развивались его научные идеи.

Жизнь и деятельность Клода Бернара неразрывно связаны с развитием экспериментальной медицины, одним из основоположников которой он был. В его произведениях человек может найти немало ценнейших мыслей, важных для правильного понимания различных вопросов собственных экспериментов, необходимость которых в настоящее время трудно недооценить.

Биография

Клод Бернар  родился 12 июля 1813 года в городке Вильфранш, близ Лиона, в семье мелкого виноградаря, на юго-востоке Франции. Там же Клод учился в иезуитском коллеже, где получил классическое образование.

Бернар был серьезным, мечтательным, молчаливым учеником, с самых ранних лет  хотел посвятить себя литературе.

Семья жила бедно, и учебу пришлось бросить. Работая учеником аптекаря, он сочинил водевиль, который имел успех в одном из театров Лиона.

.

Рис.1. Портрет Клода Бернара.

Воодушевленный автор пишет историческую драму «Артур Бретанский» и везет ее в Париж на суд к известному литературному критику Жирардену. Однако критик убедил юношу бросить сочинительство и заняться медициной. Следуя совету, Бернар ни разу не пожалел впоследствии о своем решении. В 1834 году Клод поступил в высшую Медицинскую школу Парижа, где стал учеником великого французского физиолога Мажанди, который был  членом Национальной медицинской академии наук (1821) и ее вице-президентом (1836).

Франсуа Мажанди родился 6 октября 1783 года. Лучшие свои работы он выполнил в частной лаборатории, и в 1831 году, почти в 50 лет, профессор Мажанди получил лабораторию в Коллеж де Франс в Париже и возглавил кафедру физиологии в общей патологии этого института. Мажанди положил начало изучению нервной системы, одним из первых среди ученых-медиков применил экспериментальный метод в физиологии нервной системы. В работах по изучению физико-химических процессов животного организма выступил противником концепции Биша об особой «жизненной силе», свойственной всему живому. Переход нервного импульса по афферентным нервам через спинной мозг на эфферентные нервы получил название Белла–Мажанди, который сравнивают по значению для физиологии с открытием Гарвеем кровообращения. Мажанди изучал вопросы топографического влияния тройничного нерва на ткани глаза, чувствительности мозговой коры к болевым раздражениям, значения подкорковых нервных центров в координации движений. Он также исследовал свойства спинномозговой жидкости и механизм действия пищеварительного тракта. Смерть настигла Мажанди 7 октября 1855 года.

Рис.2.Франсуа  Мажанди — учитель Клода Бернара.

 

По окончании учебы в 1839 году Мажанди пригласил своего способного ученика Клода Бернара работать в свою лабораторию в Коллеж де Франс. В 1847 году гениальный физиолог Клод Бернар становится заместителем Мажанди.

По выражению Клода Бернара, Мажанди — «первый физиолог, написавший книгу о физиологических явлениях жизни». Эта книга, ставившая перед собой задачу изучения физико-химических явлений отдельных органов и тканей и написанная под влиянием Лапласа, с которым Мажанди был лично знаком, имела конкретное историческое значение как документ, направленный против господствующих воззрений виталиста Биша, который считал, что жизненное начало рассеяно по всем тканям.

 

Рис.3. Коллеж де Франс, внутренний двор.

Лаборатория Бернара располагалась в небольшой комнате. Рядом с ней находилась аудитория, где перед скамьями слушателей возвышался стол для демонстрации опытов. Трудно представить, что в такой стесненной обстановке он сумел многое сделать в экспериментальной физиологии.

Клод Бернар работал почти во всех областях современной ему физиологии. Его научная деятельность распадается на два этапа: с 1843 до 1868 год он занимается преимущественно вопросами нормальной и патологической физиологии, а с 1868 по 1877 год широко разрабатывает проблемы общей физиологии. 1843 год оказался особенно плодотворным в научном творчестве Бернара. В этом году тридцатилетний ученый публикует свои первые работы о роли в организме животных поджелудочной железы, о ее значении в переваривании жиров, в процессе усвоения пищи. Проведя классические исследования поджелудочной железы и ее роли в пищеварении, он становится одним из основоположников современной эндокринологии. В том же году Бернар защитил докторскую диссертацию о желудочном соке и его роли в питании. Немногим позже, в 1849 году, он основал Биологическое общество, в 1867 году стал его президентом.

И тот же год ознаменовался еще одним крупным открытием ученого: сахар, поступающий из кишечника в печень, преобразуется в ней в гликоген. Он определил гликогенную функцию печени. Он также установил связь образования гликогена в печени с усвоением пищи и способность печени образовывать гликоген из белка.
Наука обязана Бернару основательным изучением углеводного обмена, роли в нем печени и центральной нервной системы. Он изучил различные фазы углеводного обмена и доказал, что гликоген печени является источником происхождения сахара (глюкозы) крови. Им было установлено, что печень и ЦНС участвуют в регуляции углеводного обмена; он вскрыл связь нервной системы с образованием животной теплоты и показал, что печень – один из важных производителей тепла в организме.
Клод Бернар создал плодотворную для того времени гипотезу сахарного мочеизнурения (диабета), усматривавшую сущность этой болезни в расстройстве функции печени, обусловленном изменениями центральной нервной системы. Он указал значение центральной нервной системы  в механизме процесса увеличения сахара в крови и перехода его в мочу (гликозурия). Особое значение имел при этом опыт укола в определенном месте дна четвёртого желудочка (сахарный укол Клода Бернара), который вызывает значительное увеличение количества сахара в крови и его переход в мочу.
Отдал много труда Бернар исследованиям нервной системы. Он открыл вазомоторную (сосудодвигательную) функцию симпатической нервной системы, ее связь с кровотоком и теплоотдачей, что имеет большое значение в регуляции всего кровообращения и кровоснабжения различных областей тела. Проще говоря, безукоризненными по точности и непревзойденными по изяществу опытами Бернар показал, что симпатические нервы могут управлять состоянием кровеносных сосудов, влиять на количество крови, доставляемой через эти сосуды к определенному участку организма. Бернар экспериментально доказал, что нервное влияние способно изменять сечение кровеносных сосудов, увеличивая или уменьшая их просвет, и тем самым регулировать количество крови, поступающей в тот или иной участок тела.
До 41-летия оставалось несколько месяцев, а Бернар уже стал  академиком Французской Академии наук по секции медицины и хирургии (1854), секции физиологии (1868). В 1853 году он приглашен на организованную для него кафедру общей физиологии естественного факультета Парижского университета; с 1855 года – профессор экспериментальной физиологии в Коллеж де Франс; сенатор при Наполеоне III. В 1868 году он перешел в Музей естественной истории на кафедру сравнительной физиологии. В этом же году он был награжден орденом Почетного легиона.

Клод Бернар являлся президентом Парижского Биологического общества, которое в 1848 году основал Браун-Секар. Примечательно, что Браун-Секар, также как и Бернар, до того как стать врачом, занимался литературной деятельностью.

Профессор Бернар успел многое сделать: написал трактат по иннервации сосудов, эндокринных желез, углеводному обмену, электрофизиологии; опубликовал первую работу об анатомии и физиологии барабанной струны – секреторного нерва слюнной железы. Его работы о функциях различных нервов, об электрических явлениях в нервах и мышцах, о газах крови, о действии окиси углерода, о роли каждой из слюнных желез, о фазах активности и покоя желез, о внешней и внутренней секреции стали настоящим явлением в науке. Он показал общность и единство ряда жизненных явлений у животных и растений.
Клод Бернар ввел понятие о внутренней среде организма. Выяснив значение крови и лимфы как «внутренней среды» для всех клеток, он показал, что она является источником, из которого клетки получают питательные вещества и в которую они отдают продукты своего обмена. Он указал на постоянство состава внутренней среды, что является существенным условием для жизни клеток. Классический афоризм Бернара: «Постоянство и стойкость внутренней среды является условием свободной жизни». Этот постулат Клода Бернара в настоящее время получил сравнительно более широкое толкование. На современном уровне физиологии он несколько уточнен. Во-первых, это постоянство не является абсолютным, оно относительно, и, во-вторых, относится оно не только ко внутренней среде, но и к всем физиологическим процессам. Перефразировав постулат Бернара на основе современных знаний, следует сказать, что относительное постоянство всех физиологических процессов является основным условием жизни животного организма.
Дальнейшее своеобразное развитие постулат Бернара получил у американского физиолога Уолтера Кеннона на основании изучения физиологии пищеварения и нейрогуморальных механизмов, эмоций и механизмов развития травматического шока. В основном Кеннон рассматривал механизмы ауторегуляции физиологических процессов. На основе глубокого анализа этих состояний он в 1926 году в статье, посвященной некоторым представлениям эндокринных влияний на метаболизм, впервые предложил новый термин «гомеостаз» для обозначения стабильности состояния организма. Он рассматривал гомеостаз как производное естественного отбора. Кеннон писал, что «координированные физиологические процессы, которые поддерживают большинство постоянных состояний в организме, столь сложны и своеобразны у живых существ (эти процессы включают совместное действие мозга и нервов, сердца, легких, почек и селезенки), что я предложил для таких состояний специальное обозначение – гомеостаз».
Клод Бернар изучал электрические явления в животных организмах, образование тепла в теле в теле животных, газы в крови и много других проблем, имевших серьезное значение для медицины. Коротко говоря, в течение примерно трех десятков лет большая часть физиологических исследований почти всех лабораторий Европы, в сущности, лишь развивала идеи и проблемы, поставленные в его работах.
Профессор Бернар заложил также основы экспериментальной фармакологии и токсикологии. С исследованиями яда кураре связан любопытный эпизод. В 1851 году Клод Бернар получил в подарок от Наполеона III кураре. Он и немецкий ученый Келликер проделали опыты, чтобы выяснить, как действует яд кураре на мышцы и нервы. Эти эксперименты показали, что парализующее действие яда кураре на окончания двигательных нервов и мышц имеют значение не только для фармакологии, токсикологии и других медицинских дисциплин, но и для физиологии. В XIX столетии одной из кардинальных проблем физиологии была разгадка механизма передачи возбуждения с нервного волокна в мышцу. Большинство исследователей склонялось тогда к мысли, что переход возбуждения с нервного волокна на мышцу – это физический процесс, представляющий собой электрическое явление. Однако изучение действия кураре на организм породило сомнения в этом.
Опыты с кураре заставляли ученых предположить, что между мышцей и нервным окончанием существует пространство – щель, в которой, по-видимому, находится некое вещество, чувствительное к действию яда кураре. Это место «контакта» нервных волокон друг с другом или нервного окончания с мышцей было названо синапсом ( от греч. «смыкать»). Именно благодаря существованию синапса и гипотетического вещества, находящегося в нем, можно было понять, каким образом кураре убивает. Попав в организм, яд лишает вещество синапса возможности передавать импульс с нерва на мышцу, и импульс, пробегая по нерву и достигнув его окончания, не может перескочить через образовавшуюся пропасть – синаптическую щель.

Клод Бернар не дожил до того времени, когда предсказанное им гипотетическое вещество синапса было открыто. В 1921 году Отто Леви представил доказательства существования химического посредника – медиатора в передаче импульсов с нервного окончания на мышцу. Через восемь лет два английских экспериментатора, Генри Дэйл и Дадли, выделили это вещество из экстракта селезенки лошади, определили его химическую формулу и назвали ацетилхолином. За эти работы Леви и Дэйлу в 1935 году была присуждена Нобелевская премия.
И.М. Сеченов решил повторить опыты Бернара и обнаружил ошибку. Сеченов вводил под кожу лягушке известное количество серноцианистого (роданистого) калия. Опыт производился строго в тех же условиях, что и у Бернара. Действие яда, по наблюдениям Сеченова, проявлялось в том, что лягушка теряла чувствительность кожи – не реагировала на щипки. Но, когда Сеченов попробовал разогнуть согнутую лапку лягушки, она ее подтянула к животу. Так был установлен факт нечувствительности кожи при сохранении способности мускулов лягушки к движению. У Бернара же все было наоборот: кожа чувствительна, а мышцы парализуются. Опыты повторялись десятки раз с одним и тем же результатом. Ошибка Бернара была очевидна. Профессор Функ, в лаборатории которого в это время работал Сеченов, проверив его эксперименты, убедился в их достоверности. Для установления научной истины Сеченову пришлось, невзирая на огромный авторитет Бернара, выступить со статьей в специальном журнале. Это была первая научная статья Сеченова, основанная на экспериментальных исследованиях. Она появилась на немецком языке в 1858 году в «Пфлюгеровском архиве».
Десятилетиями кураре используется как классический парализатор. Обычно он вводится в кровь. Но вот в 1890 году в статье Тилье сообщается, что если спинной мозг смазать раствором кураре, то мозг не парализуется, а возбуждается. Эта необычная реакция организма привлекла внимание итальянского физиолога Пагано (1902г.). Он показал, что введение в мозжечок 0,1 мл 15%-ного раствора вызывает определенные двигательные реакции.
В дальнейшем Л.С. Штерн занялся уточнением механизма необычного действия кураре на мозжечок. При этом ею было установлено, что кураре оказывает возбуждающее влияние на организм только в том случае, если он попадает в спинномозговую жидкость. Если же кураре оказывается введенным только в вещество мозжечка, то двигательная реакция хотя и развивается, но значительно слабее.
На основании этих опытов можно было сделать общее заключение, что существует резкое различие между реакциями организма на кураре в зависимости от способа введения. Если кураре вводить в кровь, то развивается резкий паралич, приводящий к летальному исходу. А при введении его в мозг возникает резкое возбуждение и двигательная реакция. Так в 1926 году был найден механизм, названный гематоэнцефалическим барьером, который «мешает» переходу некоторых веществ из крови в мозг.
Настоящей революцией в медицине явилось появление в 1864 году знаменитой книги Бернара «Введение в экспериментальную медицину». Огромна роль Бернара в развитии экспериментальной физиологии как науки, которая может «предвидеть и действовать». Он одним из первых ввел в физиологию экспериментальный метод исследования. Эксперимент, по глубокому убеждению Бернара, должен был произвести революцию в физиологии. Он выступал за широкое внедрение эксперимента в медицину. «Медицина, – писал он, – может быть или медициной выжидающего наблюдения, представляющей действовать природе, или медициной, действующей экспериментально. Все остальное есть эмпиризм или шарлатанство». Цель экспериментальной медицины он усматривал в исследовании физиологических явлений болезни, чтобы научно обоснованно и эффективно воздействовать на больной организм.
Профессор Бернар был резким противником чистого эмпиризма, ограничивающего науку накоплением фактов без связывания их в теории. «Эмпиризм может служить для накопления фактов, но никогда не будет создавать науку. Экспериментатор, который ничего не знает о том, что он ищет, не понимает и того, что он находит», – говорил Бернар. «В экспериментальной медицине, – как указывал Бернар, – имеются три рода явлений, которые никогда не следует терять из виду и между которыми всегда следует пытаться установить связь: это явления физиологические, патологические и терапевтические». Это представление Бернара сохранило свою силу до настоящего времени и получило дальнейшее развитие в трудах многих ученых.
Высказывания Бернара по ряду важнейших вопросов физиологии и патологии – о роли опыта в медицине, о постановке и критике экспериментов, о соотношении наблюдения и опыта, о роли гипотезы в исследовании, о «неудачных» опытах, о соотношении клиники и физиологии, физиологии и морфологии и др. – представляют огромный интерес и поныне. Павлов ценил Бернара как «гениального физиолога, который уже с очень давних пор соединил в своем обширном и глубоком мозгу в одно гармоничное целое физиологию, экспериментальную патологию и экспериментальную терапию, тесно связывая работу физиолога в своей лаборатории с практической деятельностью врача под знаменем экспериментальной медицины».
Мировоззрение Бернара не было цельным и всегда последовательным, в известной мере оно было эклектическим, с элементами позитивизма и агностицизма. Парадоксально, но крупнейший французский физиолог, как и его немецкий коллега И. Мюллер, считал, что «…Жизненная сила управляет явлениями, которых она не производит, а физические агенты производят явления, которыми они не управляют». В то же время он осуждал витализм, ибо «эта доктрина по преимуществу ленивая: она обезоруживает человека. Она … делает из физиологии род недоступной метафизиологии». В своих исследованиях он исходил из материальности физиологических явлений, и поэтому витализм его не удовлетворял. Но в то же время для него существовал только механистический материализм, который его также не мог удовлетворить. Вот почему, не поднимаясь выше механистического материализма, он часто оказывался в плену виталистических представлений. Он считал, что все явления жизни обусловлены материальными причинами, основу которых составляют физико-химические закономерности; тем не менее существуют какие-то неизвестные причины, созидающие жизнь и диктующие ее законы.

Среди учеников Бернара были исследователи из Англии (Ф. Певи), Германии (В. Кюне), Америки (С. Митчелл). В лаборатории Бернара работали известные русские ученые – Н.М. Якубович (1817-1879), Ф.В. Овсянников (1827-1906), И.М. Сеченов, И.Р. Тарханов.

Работы Клода Бернара имели большое философское значение и повлияли на все направление физиологии и смежных наук.

Клод Бернар скончался 10 февраля 1878  в возрасте 65 лет, в присутствии его ученика Арсена Дарсонваля. Бернар стал первым французским ученым, который удостоился публичных похорон. Именно его именем  назван Университет в Лионе.

За вклад в изучении эндокринологи присуждается премия  имени Клода Бернара.

 

Исследования пищеварительной функции поджелудочной железы

До исследований Клода Бернара о пищеварительной функции поджелудочной железы имелись весьма общие и скудные знания, сходившиеся к немногим данным. Само же исследование началось со случайного наблюдения.

В 1846 году в лабораторию были принесены несколько кроликов, и Клод Бернар обнаружил, что моча их была прозрачная и кислая. Это было необычным, потому что травоядные животные выделяли всегда мутную и щелочную мочу. Так как прозрачная и кислая моча характерна для плотоядных животных, то исследователя осенила мысль, что этих кроликов давно не кормили, и животные вследствие голодания жили за счет собственных тканей и на время превращались в плотоядных, результатом чего и стало изменение вида и реакции их мочи. Тогда было решено экспериментально проверить следующую гипотезу: если перевести кроликов на нормальное питание (трава), то можно ожидать, что моча станет мутной и щелочной; если затем подвергнуть кроликов голоданию или кормить их мясом, то можно ожидать, что моча станет прозрачной и кислой.

Соответствующие опыты, проведенные Клодом Бернаром на кроликах и других животных доказали правильность гипотезы. Результаты этих исследований были опубликованы в 1846 году.

При вскрытии кроликов, питавшихся мясом, выяснилось, что млечные сосуды этих кроликов оказывались заполненными молоковидной жидкостью (содержащей всосавшийся жир). Кроме того, у этих кроликов млечный сок обнаруживался в том месте, где панкреатический сок поступает в кишечник. Был сделан замечательный вывод, что это панкреатический сок  вызывает эмульгирование жира и образует млечный сок, то есть поджелудочная железа играет огромную пищеварительную роль в эмульгировании жиров.

Для получения чистого сока поджелудочной железы Клод Бернар использовал серебряную канюлю, один конец которой он вставлял в панкреатический проток, а другой выводил наружу; этот способ не обеспечивал постоянства фистулы, и все попытки в этом отношении были неудачными; получить перманентную панкреатическую фистулу Клоду Бернару не удалось.

Пищеварительную функцию поджелудочной железы Клод Бернар исследовал в течение нескольких лет; кроме изложенных ранее результатов исследований он обнаружил и некоторые другие интересные факты:

• Клод Бернар безуспешно пытался выяснить влияние нервов на секрецию поджелудочного сока и поэтому склонен был считать, что нервы не оказывают действия на этот процесс. Наличие секреторных нервов поджелудочной железы было открыто И.П.Павловым в 1888 году.
• Клод Бернар отметил, что у голодающего животного панкреатическая секреция отсутствовала и что эта секреция обнаруживалась только после подачи пищи и начала пищеварения.
• Характерное действие панкреатической секреции на жиры обнаруживается лишь незадолго до рождения.

Доказательство действия панкреатического сока на переваривание жиров было самым оригинальным и плодотворным результатом исследований Клода Бернара в области пищеварения.

 

Открытие гликогенобразовательной функции печени

Клод Бернар интересовался вопросом, что происходит с различными пищевыми веществами после их поступления в организм и каким превращениям они подвергаются. Из всех пищевых веществ наиболее легко определяемым в то время был сахар, поэтому с него Клод Бернар и начал свои исследования.

В первых своих опытах он инъецировал в вену животных сахар и исследовал его наличие в выделяемой моче. Он установил большое различие в результатах опытов в зависимости от того, какой род сахара вводился животным: тростниковый сахар определялся в моче, а глюкоза — нет. Тогда Клод Бернар решил экспериментально выяснить путь превращения вводимого в организм вещества.

Клод Бернар считал необходимым исследовать кровь на содержание сахара из портальной вены (т.е. до поступления крови в печень) и из печеночной вены (т.е. после прохождения крови через печень). Тогда еще не было метода, позволявшего осуществлять такие исследования на живом организме, и Клоду Бернару пришлось определять сахар крови в портальной и печеночной венах после смерти животного. Вне зависимости от рода пищи животного  было выяснено, что в крови печеночной вены имелось изобилие сахара, в крови же портальной вены сахар не обнаруживался.   Результаты  исследователь объяснил образованием сахара в печени как из углеводов, так и белков.

Клод Бернар впервые получил убедительные данные в пользу того, что печень является источником сахара для организма. Впервые был установлен непреложный факт об отношении печени к использованию углеводов. Эти данные и вытекавшее из них заключение были диаметрально противоположны господствовавшему тогда взгляду, что животные способны лишь разрушать и использовать сахар, но не создавать его.

Из своих опытов Клод Бернар заключал, что сахар образуется в печени и что следует признать за ней две секреторные функции: одна — это внешняя секреция, производящая желчь и выделяющая ее в кишечник; другая — это внутренняя секреция, образующая сахар, который непосредственно поступает в общий кровоток. Этой сахаробразующей функции печени Клод Бернар дал название «гликогения» (гликогенезис) и полагал, что в печени имеется субстанция- гликоген- которая является источником образования сахара крови.

Печень он рассматривал как орган, приспособленный для отложения углеводов и для выделения их в кровь, как главный источник энергии в организме.

Эксперименты Клода Бернара также убедительно показывали зависимость содержания гликогена в печени от характера питания (при питании сахаром печень становилась богатой гликогеном, при голодании, наоборот, обеднение печени гликогеном).

Весь резорбированный в кишечнике сахар, по мнению Клода Бернара, должен быть сначала превращен в печени в запасное вещество, прежде чем он будет использован организмом.

Таким образом, Бернар дал ответ на вопрос, откуда сахар поступает в кровь. Он не только открыл животный крахмал- гликоген — но и в дальнейших исследованиях  он изолировал эту субстанцию в чистой форме и определил ее физические и химические свойства. Об этих исследованиях Клод Бернар сделал два сообщения — в Биологическом обществе и в Академии наук.

Принципы и приемы, впервые предложенные им для этой цели, сохранили свое назначение и практически не изменились до настоящего времени.

Клод Бернар первым произвел опыты, в которых он пытался выяснить нервные механизмы регуляции углеводного обмена — он решил выяснить, не действует ли нервная система на секрецию сахара печенью.

Для проверки этого предположения Клод Бернар попытался сначала перерезать блуждающие нервы. Но эта операция, по его данным, прерывала секрецию сахара печенью и всегда приводила к гибели животных. Аутопсия обнаружила отсутствие сахара в крови и печени. Ожидаемого результата — увеличенной секреции печенью сахара — невозможно было добиться и раздражением блуждающих нервов. Тогда Бернар исходя из других своих исследований, решил производить укол в мозг у места выхода нерва, а именно в области дна четвертого желудочка. Опыты на кроликах и собаках привели к ожидаемому результату: у животных увеличивалось содержание сахара в крови, сахар в изобилии выделялся с мочой.

Вскоре, однако, Клод Бернар нашел, что блуждающие нервы не ответственны за это действие: если он сначала перерезал блуждающие нервы, а затем производил укол в дно четвертого желудочка («сахарный укол»), то в результате развивалось такое же диабетическое состояние, как и в том случае, когда блуждающие нервы оставались интактными и не перерезались. Это значило, что исходная гипотеза не подтвердилась. Продолжая изучать новое явление, исследователь нашел, что не блуждающие нервы, а симпатические играют большую роль в развитии диабетического состояния после «сахарного укола». В результате было определено, что в развитии диабетического состояния, наблюдаемого после укола в дно четвертого желудочка, участвует рефлекторная дуга, афферентными путями которой являются блуждающие нервы, а эфферентными — симпатические нервы.

«Сахарный укол», иллюстрирующий нервное влияние на содержание сахара в крови, имеет и клиническое значение. Так, например, возникающее при внутричерепных кровоизлияниях давление на центральную нервную систему может вызвать гипергликемию.

 

 

Открытие сосудодвигательных- вазомоторных — нервов

Врачам было известно, что при параличах, вызванных нарушениями смешанных нервов, температура пораженных частей тела либо часто понижалась, либо, наоборот, понижалась. Эти наблюдения послужили Клоду Бернару поводом для проведения исследований влияния нервной системы на животную теплоту.

Животная теплота, по господствовавшему в то время взгляду, рассматривалась как результат химических процессов, происходящих в тканях и крови. Считали, что при поражении смешанного ствола симпатические нервы замедляют химические процессы в сосудах и поэтому паралич этих нервов приводит к охлаждению иннервируемых ими частей тела.

Эту гипотезу, рассуждал Клод Бернар, можно проверить, если в какой-нибудь области перерезать симпатические нервы сосудов, не поражая при этом других нервов. Если выключить симпатический нерв в какой-либо части тела, то это должно вызвать ослабление в ней химических реакций и как результат этого- понижение температуры иннервируемой им части тела.

Клод Бернар остановил свой выбор на шейном симпатическом нерве у кролика как на наиболее удобном объекте для опытов, вполне отвечающем требуемым условиям: этот нерв расположен отдельно и легко доступен для экспериментальных воздействий.

Клод Бернар перерезал на одной стороне симпатический нерв на шее кролика и получил результат, противоположный ожидавшемуся и не соответствующий его гипотезе. Температура кожи той половины головы и шеи, где перерезался симпатический нерв, не только не понижалась, но, наоборот, повышалась весьма значительно.  Такое же повышение температуры наступало после удаления на одной стороне верхнего шейного симпатического ганглия.

Сосуды кожи головы в результате операции расширялись; это можно было наблюдать непосредственно — артерии становились более наполненными и пульсировали более сильно, особенно заметно это было в хорошо видимых сосудах уха. Кроме этих изменений Клод Бернар отметил болевую чувствительность (кожную гиперестезию) на оперированной стороне головы кролика.

Аналогичные результаты Клод Бернар наблюдал также после перерезки симпатического нерва не шее у лошади и собаки.

О результатах этих опытов он сообщил в Биологическом обществе и в Академии наук.

Клод Бернар впервые увидел после перерезки симпатического нерва сосудистые изменения, и этот эксперимент заложил основу наших знаний о влиянии нервной системы на кровеносные сосуды. Из своего опыта исследователь сделал важный и правильный вывод о том, что по симпатическому нерву к сосудам постоянно притекают импульсы, которые поддерживают мышечные слои сосудов в состоянии некоторого сокращения. Когда же симпатический нерв перерезается, то прекращается действие этих импульсов и сосуды расширяются.

В 1852 году Клод Бернар, раздражая электрическим током периферический отрезок перерезанного симпатического нерва, показал, что при этом  происходят изменения, диаметрально противоположные явлениям, вызванным перерезкой этого нерва: кожа головы, конъюнктива, ноздри и уши, которые после перерезки нерва были красны, становятся бледными, а температура их понижается и они становятся холодными, чувствительность их также уменьшается.

Таким образом, электрическое раздражение верхнего отрезка перерезанного симпатического нерва на шее вызывало исчезновение всех нарушений, появившихся в результате перерезки этого нерва. Когда прекращали раздражать симпатический нерв, то снова обнаруживались те явления, которые наблюдались после перерезки этого нерва. Опыт этот можно было повторять много раз с теми же результатами.

Симпатический нерв, по мнению Клода Бернара, действует на химические процессы в тканях, и изменения этих процессов сказываются в развитии тепла. Химические изменения в тканях он даже считал первичным результатом нервного влияния, сосудистые же изменения, наоборот — вторичным явлением. Сосудистые изменения, по Бернару, не являются причиной увеличенного теплопроизводства, они представляют собой вторичное явление- результат трофических, биохимических изменений.

Клод Бернар перерезал также симпатический нерв на шее у собак. В этом случае он, кроме повышения температуры, увеличения циркуляции крови и других изменений на соответствующей половине головы, обнаружил еще дополнительную реакцию: сужение зрачка, опущение верхнего века и западение глазного яблока в орбиту.

За исследования вазомоторной функции симпатического нерва Академия наук присудила Клоду Бернару в 1853 году в четвертый и последний раз премию по экспериментальной физиологии.

Спустя пять лет после своего опыта с перерезкой шейного симпатического нерва, приведшего к открытию сосудодвигательной иннервации, Клод Бернар на примере подчелюстной слюнной железы  блестяще показал существование двух родов вазомоторных нервов — сосудосуживающих и сосудорасширяющих. В 1857 году он сообщил, что сосуды подчелюстной слюнной железы получают иннервацию из двух источников — из барабанной струны и из шейного симпатического нерва.

Решающее значение для убедительной иллюстрации различных вазомоторных нервов и для вазодилататоров имели следующие опыты.

В вену, отводящую кровь от подчелюстной слюнной железы, Клод Бернар вставлял канюлю, из которой свободно вытекала кровь, протекающая через эту железу. По числу вытекающих в минуту капель крови можно было судить о величине кровоснабжения железы, о скорости кровотока и о ширине просвета сосудов. Он обнаружил, что в отсутствие секреции железы кровь, протекающая через нее, была темной. Когда железа находилась в состоянии активной работы и секретировала, цвет оттекающей по вене крови становился алым, как цвет артериальной крови.

Когда Клод Бернар раздражал электричеством барабанную струну, идущую к подчелюстной слюнной железе, это вызывало сильное расширение сосудов железы: из вены вытекало в несколько раз больше крови, чем обычно. Когда же электричеством раздражали шейный симпатический нерв, то кровоток, вследствие сужения сосудов, уменьшался, а цвет оттекающей крови становился темным.

Из вышеописанных опытов Клод Бернар сделал вывод, что подчелюстная слюнная железа находится под влиянием двух сосудодвигательных нервов: симпатического и тимпанико-лингвального. Он также показал, что проявления двух антагонистических сосудодвигательных нервов можно наблюдать и в других железах.

 

Выяснение механизмов смерти от действия кураре.

Изучение ядов привлекало ученого потому, что  он считал их наиболее удобными и пригодными для физиологии средствами для раздельного изучения анатомических элементов живого тела. Особенно существенны были его успехи в изучении яда кураре.

Кураре, или стрельный яд, использовался для изготовления ядовитых стрел у южно-американских индейцев, приводил к быстрой смерти.

Клод Бернар описал симптомы отравления кураре у различных лабораторных животных. Он установил, что реакция различных видов животных на введение кураре неодинакова — они умирают с различной скоростью.

Первые опыты Бернар проводил на лягушках в июне 1844 года. В первые минуты после введения кураре в кожу спины лягушка прыгала как обычно, но вскоре становилась неподвижной и погибала в конце седьмой минуты. Вскрытие показало, что сердце продолжало биться. Раздражение же нервов электричеством не вызывало никакой реакции; когда же гальваническим током раздражали непосредственно мышцы, они очень сильно сокращались.

Эти наблюдения показывали избирательность яда: нервы становились возбудимыми, мышцы не повреждаются.

В опытах с введением кураре животным через рот Бернар обнаружил, что даже значительное количество этого яда, во много раз превышавшее смертельную дозу при введении его в кожу или мышцу, не вызывало симптомов отравления и гибели животных. Он установил, что введенный через рот кураре не разрушался желудочным соком и другими пищеварительными соками.

Так, например, Клод Бернар вводил собаке кураре через рот, а спустя некоторое время в желудочный сок этого животного окунал острие скальпеля; ранение этим скальпелем оказывалось смертельным в той же степени, в какой бы оно было при ранении стрелой с ядом на острие. Смерть после введения кураре через рот не наступала потому, что яд абсорбировался в желудочно-кишечном тракте в недостаточном количестве и не мог оказать смертельное действие. Кураре не проникал в кровь и потому был безвреден.

Следующие опыты помогли Клоду Бернару определить, распространяется ли действие кураре на всю нервную систему, поражается ли чувствительность отравленных этим ядом животных.

У лягушки перевязывались артерии на обеих задних конечностях, нервы оставляли интактными. Затем лягушке под кожу вводили кураре; поступление яда в задние конечности предотвращалось лигатурой на их сосуды. Через пять минут после введения кураре отмечалось ослабление передних конечностей, животное опиралось на стол нижней челюстью, а через семь минут умирало.

Когда исследователь раздражал механически кожу головы или туловища отравленной кураре лягушки, то рефлекторно реагировали лишь задние конечности, к мышцам которых яд не мог поступать, в передних же конечностях никакой реакции не обнаруживалось.

Из этих опытов Клод Бернар заключил, что кураре не поражает всю нервную систему. Чувствительные нервы остаются непораженными, двигательные же поражаются, и поэтому отсутствуют нервные импульсы к мышцам, которые не сокращаются, хотя они не поражены и сохранили свою возбудимость.

Клод Бернар также показал, что в механизме смерти при отравлении кураре существенное значение имеет то, что перестают реагировать нервы, стимулирующие дыхательные мышцы, хотя сердце благодаря автоматии продолжает сокращаться. Таким образом, животное погибает от асфиксии.

Исследование отравляющего действия окиси углерода.

Окись углерода чрезвычайно ядовита даже в малых количествах. Это знали давно, неизвестен был лишь механизм его влияния на живой организм.

В своих экспериментах Клод Бернар отравлял окисью углерода собаку, а потом производил аутопсию, отмечая цвет крови: во всех случаях она была ярко-алой. Кровь  в венах была такого же цвета. Клод Бернар сделал это наблюдение исходным для следующего рассуждения: алый цвет крови зависит от наличия в ней кислорода. Цвет венозной же крови говорит об уменьшении количества кислорода. Окись углерода мешает превращению кислорода в углекислый газ, а значит, венозная кровь отравленных животных должна содержать столько же кислорода, сколько и артериальная. Однако опыты не подтвердили эту гипотезу.

Тогда Клод Бернар исследовал действие окиси углерода на кровь в пробирке. Он обнаружил, что кровь отравленных животных не абсорбировала кислород.

Далее был проведен следующий опыт. В две пробирки было взято по одинаковому количеству нормальной крови. Одна пробирка встряхивалась с углекислым газом, а другая- с окисью кислорода. Затем обе пробирки помещались в атмосферу кислорода. Оказалось, что в то время как кровь в пробирке, соприкасавшаяся с углекислым газом, была способна абсорбировать значительное количество кислорода, кровь в другой пробирке, соприкасавшаяся с окисью углерода, наоборот совершенно не абсорбировала кислород.

Эти опыты убедительно показали, что  кровь после воздействия на нее окиси углерода теряет способность абсорбировать кислород, поэтому становится невозможным нормальный газообмен между кровью и тканями, и наступает смерть от асфиксии. Хотя и косвенно, Клод Бернар свои опытом установил связь красных кровяных телец с дыхательной функцией крови.

 

Открытие явления паралитической секреции

Клод Бернар в 1864 году нашел, что перерезка секреторных нервов подчелюстной железы приводит к прекращению выделения слюны, но через 2-3 дня денервированная железа начинала длительно и непрерывно выделять слюну. Количество выделяемой слюны было максимально на седьмой день, а реакция железы прекращалась через пять недель после операции. Это явление и было названо паралитической секрецией.

Была также обнаружена паралитическая секреция поджелудочной железы после удаления полулунного ганглия.

 

«Внутренняя среда» высших животных.

Клод Бернар впервые высказал и обосновал важную и плодотворную для физиологии идею о крови как о внутренней среды и необходимом условии жизни животного организма.

Высшие животные, по его мнению, имеют две среды: внешнюю, в которой обитают, и внутреннюю, в которой живут все клетки и ткани.  Нормальная жизнь клеток и тканей возможна лишь в том случае, если состав омывающих жидкостей будет изменяться в незначительных пределах. Внутренняя среда, окружающая все органов, ткани и клетки, относительно постоянна. Это постоянство и позволяет организму в целом противостоять неблагоприятным изменениям внешней среды, позволяет животному адаптироваться. Формулировка «Постоянство внутренней среды — залог свободной и независимой жизни» остаётся актуальной и в настоящее время.

Идея Клода Бернара о внутренней среде была обобщением физиолога, нежели выводом из исследований. Эта идея в дальнейшем получила развитие и доказательство: все основные жизненно важные процессы и функции организма характеризуются устойчивостью — физиологическими константами. Поддержание постоянства этих констант  В.Кэннон выразил термином  «гомеостаз».

 

Взаимоотношение науки и философии в представлении Клода Бернара

«Физиология должна быть наукой деятельной и завоевательной наподобие физики и химии»- вот основное стремление Клода Бернара. Для того чтобы этого достичь, необходимо, чтобы физиология в широком смысле слова пользовалась точными методами таких наук, как физика и химия, которые в своем развитии уже достигли значительных успехов. Лишь тогда, полагал Бернар, физиология добьется больших успехов в познании законов, управляющих жизнью в нормальных и патологических условиях, и сумеет использовать их для изменения болезни и излечения больного.

Бернар считал, что цель врача- экспериментатора сводится к определению законов физиологических и патологических явлений, чтобы получать возможность по своему усмотрению ими управлять. Практическая же цель всех наук — служить человеку, направляя к его пользе явления природы, изученные наукой.

Клод Бернар резко выступал против спекулятивных систем тогдашней медицины. Он учил, что старые учения и системы в физиологии, патологии и медицине, основанные на чисто спекулятивных рассуждениях, должны быть решительно отвергнуты.

Клод Бернар мудро отмечал, что «истина никогда не бывает полной, она всегда бывает относительной, и поиски никогда не кончаются». Он был также прав в утверждении, что интерпретация фактов связана со знаниями, которыми мы обладаем, и по мере развития знаний людям нужно будет менять мнения о том, каким образом следует понимать все результаты того или иного опыта.

Однако Клод Бернар признавал наличие принципиальных границ познания, далее которых идти невозможно.

В развитии науки Клод Бернар не отрицал значимости практики и уделял ей много внимания.

Он резко выступал против рационализма как исходной концепции, считая, что факты должны быть отправным пунктом в развитии физиологии и патологии. Бернар выступал также против априоризма. «Метод, состоящий в том, чтобы сначала давать определения и потом все выводить из определений… противен самому духу опытных наук».

Клод Бернар также выступал против плоского эмпиризма. «Эмпиризм противоположен рационализму; он исключает всякое умозрение и принимает только сырые, изолированные факты, не пытаясь истолковать одни другими, ни связать их в теории».

Бернар однажды сказал, что «Экспериментальный метод ищет истину при гармоническом употреблении чувства, разума и опыта; ибо девиз- свобода ума и мысли».

Ученый считал первым условием для ученого, готовящегося к экспериментальному исследованию, не задаваться никакой системой и сохранять полную свободу ума, основанную на философском сомнении. Клод Бернар признавал за философией облагораживающее и оживляющее мысль влияние, так как философы поддерживают жажду неизвестного и «священный огонь исследования».

Ученый считал, что наука и философия могут лишь сосуществовать, что это есть «единственное средство избежать смешения и путаницы и обеспечить прогресс в порядке физическом, умственном, политическом и моральном». Наука и философия, по его мнению, должны быть разграничены, у каждой есть своя сфера действий, однако не отрицалось «возбуждающее» влияние философии на науку.

Клод Бернар отрицал какое-либо познавательное значение философии для развития науки. Философские методы и способы, говорил он, слишком общи и бессильны для того, чтобы служить для научных опытов, наблюдений и открытий, для этого необходимы очень специфичные приемы.

Клод Бернар считал ученым лишь того, кто изучает какую-либо конкретную область явлений природы и использует для этого экспериментальный метод как единственно способный читать книгу природы.

 

Отношение Клода Бернара к материализму и идеализму

В философии издавна существовали и боролись два основных направления — материализм и идеализм, которые в разной форме проявлялись и в естествознании, и в физиологии и патологии.

У Клода Бернара можно найти много резких и справедливых упреков по отношению  к идеализму. ОН замечал, что «в основании идеалистических доктрин лежит непоправимая ошибка, состоящая в том, что… идеалисты приписывают реальное существование и материальную причину деятельности  чему-то нематериальному, вещи несуществующей».

Клод Бернар говорил об идеализме, что «эта доктрина по преимуществу ленивая: она обезоруживает человека. Она ставит причины вне предметов; она превращает метафоры в субстанциональные сущности».   Кроме этого, ученый рассматривал идеализм как «медицинское суеверие».

Клод Бернар высказывался против признания целесообразности естественных процессов — идеи, господствовавшей в естествознании 18 века. Он справедливо указывал, что «живой организм существует по своим внутренним законам. Он работает на себя, а не на других».

Таким образом, Клода  Бернара не удовлетворяла концепция идеализма. Он исходил из материальности физиологических и патологических процессов.

Материализм Бернара был механистическим: материя рассматривалась им как инертная масса, приводимая в движение внешними силами. Однако он пришел к признанию идеи, управляющей всем развитием организма.

Следовательно, Клод Бернар, не желая подняться выше механистического материализма, который его не совсем удовлетворял, одновременно и отвергал идеализм, по существу от него не освободившись.

 

Проблема жизни и эволюции в понимании Клода Бернара

Хорошо иллюстрирует мировоззрение Клода Бернара понимание им жизни и эволюции.

Основная биологическая концепция ученого сводилась к утверждению единства и общности жизненных функций обоих органических миров — растительного и животного. Жизненные явления состоят, по Клоду Бернару, из процессов двоякого рода: функциональных (или разрушительных) и пластических (или процессов органического синтеза). Жизнь рассматривалась как сумма элементарных функций клеток, живущих  благодаря крови (внутренняя среда), аналогично тому, как простейшие живут в воде.

Клод Бернар различал следующие пять характерных признаков жизни:

• Организация
  • Воспроизведение
  • Развитие (эволюция, определенный цикл развития)
  • Старость, смерть.

В такой характеристике отсутствовало, однако, самое главное: обмен веществ.

Клод Бернар признавал, однако, неразрывное единство процессов ассимиляции и диссимиляции. «Эти две операции разрушения и обновления, обратные одна другой, связаны безусловно и нераздельно в том смысле, что разрушение есть необходимое условие обновления». Ученый понимал, что клетка –лишь форма жизни и что содержание этой формы является сущностью клеточной и неклеточной жизни. Также он считал, что клетка как форма жизни –наипростейший тип в органической природе, лежащий в основе высших организмов.

Мысль, что всякое изменение организма выражается в воздействии на клетку, была в категорической форме высказана Бернаром в 1856-1857 годах, т.е. почти одновременно с Вирховым, в его лекциях о ядовитых веществах. Способность клетки реагировать, ее раздражимость – это, по Клоду Бернару, «исключительная привилегия организованной и живой материи».

Как и Вирхов, Бернар считал, что «законы строения организмов и органического совершенствования сливаются с законами клеточной жизни. Органы прибавляются к органам и аппараты к системам собственно для того, чтобы обеспечить и прочнее регулировать клеточную жизнь. Обязанность, возложенная на них, состоит в том, чтобы соединить количественно и качественно условия клеточной жизни». Бернар считал, что «анатомические элементы действуют в ассоциации так же, как они жили бы и действовали в той же среде. В этом состоит принцип автономии элементов».

Бернар выделял три класса явлений, которые, несмотря на тесную взаимную связь и влияние, существуют сами по себе и не должны быть смешиваемы. Они следующие:

• Нервные явления, которые охватывают все механические отправления жизни.
• Явления каталитические, охватывающие различного рода процессы ферментации.
• Явления гистологические, к которым относятся все результаты клеточной эволюции или общего процесса развития.

Необходимо отметить, что Клод Бернар относился отрицательно к эволюционной теории Чарльза Дарвина, считая ее автора «творцом праздных гипотез».  Он был совершенно равнодушен к теориям развития, которые непосредственно не подтверждаются экспериментально. Он не признавал того, что с возникновением жизни связана и новая форма закономерности — естественный отбор, борьба за существование. Кроме этого, у него отсутствовало научное понимание человека как биосоциального существа.

Клод Бернар не обладал цельного, последовательного мировоззрения, но он представлял собой эклектика с большим или меньшим преобладанием позитивистских и агностических элементов.

 

Заключение

Клод Бернар — один из талантливейших физиологов и  патологов, основавший экспериментальный метод в исследовании функции и строения организма. Он сумел не только отказаться от старых систем в патологии, но сохранил, а главное — развил то положительное, что содержалось в них в зародыше.

Ученый стал автором множества научных работ, касающихся функционирования и строения печени, нервной системы, кровеносных сосудов, внутренней среды организма и т.д.

Клод Бернар мечтал о прогрессе научной медицины, познавшей законы развития всех болезней для того, чтобы уметь управлять ими  для пользы человека, для чего долго трудился.

Жизнь и деятельность, содержание классических работ и приемы научного творчества Клода Бернара, в котором удивительным образом своеобразно сочетались умения экспериментатора и благородство, простота и скромность теоретика, неутомимое искание истины, страстное стремление к знанию являются ценнейшими примерами самоотверженности в профессиональной деятельности для любого человека.

 

Список использованной литературы

1. Карлик Л.Н., Клод Бернар.//М.:Наука, 1964

2. Шойфет М.С., 100 великих врачей .//М.: Вече, 2008

3. Мейер-Штейнег Т., Медицина 17- 19 веков.//М.:Вузовская книга,1999

4. Сорокина Т.С., История медицины .//М.:Изд.центр «Академия», 2004

 

 

«Клод Бернар — не только физиолог, но и сама физиология»

Статті

19/03/2015

Клод Бернар родился 12 июля 1813 года в небольшом селении Сен-Жюльен, расположенном на живописных холмах французского Божоле — земли ласкового солнца и бескрайних виноградников. Отец мальчика, как и большинство местных жителей, зарабатывал на жизнь виноделием. Клоду не было еще и 15, когда Бернар-старший в надежде увеличить свой скромный доход ввязался в рискованное коммерческое предприятие и разорился. Ему пришлось продать виноградники и начать учительствовать, а Клод в течение многих лет выплачивал долги отца. Впрочем, это не помешало будущему ученому на всю жизнь сохранить привязанность к родным местам. Он регулярно приезжал в Сен-Жюльен, чтобы, любуясь его роскошными садами и лугами, отдох­нуть душой и телом.

О детстве и юношеских годах Бернара сведений почти нет. Известно, что начальное образование, включавшее языки и математику, он получил в иезуитском колледже в Вильфранше. Его считали посредственным и невнимательным учеником, он был молчалив, задумчив и склонен к уединению, затем год проучился в светском колледже, но в связи с невозможностью оплачивать дальнейшее обучение, вынужден был оставить занятия.

Следующие сведения о жизни Клода Бернара относятся к 1832 году, когда он поступил на работу в аптеку в пригороде Лиона. Юношу тяготило мытье посуды и уборка помещения, склеивание упаковок для пилюль и приготовление модного в то время опийсодержащего териака. Взвешивая порошки, он мечтал о литературной деятельности, свободные дни проводил в лионском театре, а по ночам сочинял водевили. Один из них был поставлен в маленьком театре и принес начинающему драматургу доход в 100 франков. Окрыленный успехом, молодой литератор оставил работу в аптеке и взялся за написание пятиактной исторической драмы «Артур Бретанский». Когда пьеса была закончена, Бернар отправился в Сорбонну, чтобы отдать свое детище на суд известного в то время литературного критика профессора Жирардена. По словам одного из биографов Бернара, медицина и физиология будут всегда обязаны Жирардену, убедившему Клода Бернара в том, что таланта драматурга у него нет, и посоветовавшему ему заняться медициной. Молодой человек благоразумно внял совету критика и поступил в высшую медицинскую школу в Париже.

 

* * *

Обертка от шоколада французской фирмы Poulain, посвященная великому физиологу

В студенческие годы Бернар увлекся анатомией и физиологией, хотя в 30-40-е годы XIX века ни та, ни другая не считалась самостоятельной наукой. Следует отметить, что тогда в науках о человеческом теле господствовал витализм. Согласно этой теории всеми жизненными процессами управляла особая нематериальная «жизненная сила», и потому их экспериментальное изучение не представлялось возможным. Единственным физиологом-экспериментатором в стране был Франсуа Мажанди (1783-1855), сделавший ряд важных открытий в физиологии центральной и периферической нервной системы, пищеварения и др. Мажанди был известен тем, что громко критиковал и не практиковал в собственной клинике целый ряд традиционных методов лечения. Например, он отказался от старого доброго кровопускания при лечении пневмонии и стал первым в Европе лектором-физиологом, иллюстрировавшим теоретический материал практическими опытами. Новаторский подход, с одной стороны, привлекал на лекции многочисленных слушателей, а с другой — вызвал бурную критику за применение вивисекции. (Спустя много лет после смерти ученого противники проведения опытов на животных называли Мажанди самым страшным в истории «чудовищем вивисекции».)

Бернар познакомился с Мажанди в старейшей парижской больнице Отель-Дьё, и врач-физиолог предложил начинающему коллеге работу в своей клинике, а чуть позже — в Коллеж де Франс, где под его началом была организована физиологическая лаборатория. Это и определило будущую сферу деятельности Бернара.

 

* * *

Клод Бернар работал почти во всех областях современной ему физиологии, а своими блестящими открытиями заложил основы для ее плодотворного развития. В научной деятельности великого физиолога-экспериментатора прослеживаются два этапа: 1843–1868 годы он посвятил изучению нормальной и патологической физиологии, а 1868– 1877 — разработке проблем общей физиологии.

В 1843 году Клод Бернар защитил докторскую диссертацию «О роли желудочного сока в пищеварении». В ней ошибочно утверждал, что свободной кислотой желудочного сока является молочная, а не соляная кислота, однако сделал абсолютно правильный вывод о том, что желудочное пищеварение происходит с участием фермента,требующего кислой среды содержимого желудка. Предметом его научного интереса также стало исследование функций черепных нервов. Ученый был по-настоящему счастлив — наконец-то его талант нашел применение, но вскоре наступило тяжелое разочарование. В 1844 году он не прошел по конкурсу на должность адъюнкт-профессора по секции анатомии и физиологии, а спустя год — в члены Медицинской академии. Бернар открыл частную лабораторию для проведения экспериментальных исследований, однако из-за стесненности в средствах был вынужден от нее отказаться. Подавленный и разочарованный, он смирился с мыслью, что ему придется оставить науку и стать деревенским врачом.

Все решилось неожиданно. Бернар женился, и богатое приданое невесты позволило ученому остаться в Париже и продолжить занятия физиологией.

Луи Пастер о Клоде Бернаре: «Я ищу у Бернара слабую сторону и не нахожу ее. Его благовоспитанность, благородная красота его лица с отпечатком большой мягкости, любезной доброты пленяют с самого начала. Нисколько педантизма, никаких странностей ученого, античная простота, естественная манера речи, весьма далекая от какого-то притворства, но наиболее богатая глубокими и справедливыми мыслями».

Клод Бернар был человеком порядочным, открытым и добросердечным, поэтому вряд ли его решение о женитьбе было продиктовано меркантильными соображениями. Забегая вперед, скажем, что он был несчастлив в браке. Будучи религиозной, мадам Бернар не одобряла занятий мужа физиологией и, особенно, вивисекцией. Она даже вступила в общество защиты животных, а после развода с супругом в 1870 году учредила приют для собак и кошек. У современного человека подобные взгляды могут вызвать только симпатию, но коллеги и друзья Бернара считали ее злой и ограниченной, а самого ученого называли мучеником супружеской жизни.

 Читайте также: “Волшебная пуля” Пауля Эрлиха

* * *

После женитьбы Бернар работал в собственной маленькой лаборатории. Это было для него истинным наслаждением, хотя

Бернар за работой

впоследствии он писал в своих книгах о многочисленных трудностях, постоянно возникавших в ходе исследований. Государство практически не поддерживало его работ. «Мы экспериментировали в плохо приспособленных помещениях, в кабинете, в комнате, — писал он, — и над животными, схваченными случайно; или же мы теряли целые дни, рыская за предметами для экспериментов, ходили по бойням, по живодерням и т. д. Подобное положение нельзя считать, конечно, образцом хороших научных порядков».

Однажды утром Бернара разбудил полицейский и сообщил, что квартальный комиссар срочно требует его к себе для объяснений. Как оказалось, собака комиссара исчезла из дому три дня назад, а вчера явилась с торчащей из живота серебряной трубкой. Подозрение пало на Бернара не безосновательно. Действительно, это он экспериментировал с животным, изучая продукцию желудочного сока, и очень сокрушался, когда собака сбежала из лаборатории унеся «на себе» ценную канюлю. Ученый заверил комиссара, что собаку ему продали живодеры, выдав за бездомную, и что ее здоровью ничто не угрожает. А еще настоятельно потребовал вернуть необходимый для опытов инструмент.

Несмотря на трудности, первые десять лет научно-экспериментальной деятельности были самыми плодотворными в карьере ученого. За это время ему четыре раза присуждали премию Академии наук по экспериментальной физиологии.

С 1844 по 1849 год Бернар занимался изучением роли поджелудочной железы в организме животных. Он показал, что панкреатический сок является действующим началом в процессе переваривания жиров. Классические опыты Бернара по изучению роли поджелудочной железы в пищеварении заложили основу современной эндокринологии.

Читайте также: Юстус Либих: удивительная судьба ученика аптекаря

Тогда же было сделано еще одно крупное открытие. Эксперименты с печенью показали, что сахар, поступающий в этот орган из кишечника, преобразуется в животный крахмал  — гликоген. Бернар изучил различные фазы углеводного обмена и доказал, что гликоген печени является источником происхождения сахара крови; что печень и ЦНС участвуют в регуляции углеводного обмена; раскрыл связь нервной системы с образованием животной теплоты и показал, что печень — один из важных производителей тепла в организме.

Клод Бернар выдвинул плодотворную для того времени гипотезу сахарного мочеизнурения (диабета), справедливо полагая, что причина этой болезни в расстройстве функции печени, обусловленном изменениями в ЦНС. Он раскрыл значение ЦНС в

Обложка журнала “Диабетология”, 2005 г

механизме увеличения содержания сахара в крови и перехода его в мочу (глюкозурия). Особое значение имел при этом опыт укола в определенном месте дна четвертого желудочка мозга (так называемый сахарный укол Клода Бернара), который вызывает значительное повышение уровня сахара в крови и моче.

Важные открытия Бернара касались нервной системы. В частности, он обнаружил вазомоторную функцию симпатической нервной системы и экспериментально доказал, что нервное влияние способно изменять сечение артерий и вен, увеличивая или уменьшая просвет кровеносных сосудов, тем самым регулируя количество крови, поступающей в тот или иной участок тела.

Кроме научно-исследовательской работы, Клод Бернар интенсивно занимался педагогической деятельностью. В 1847 году он был назначен заместителем Мажанди в Коллеж де Франс, после чего начал систематически читать лекции, неизменно собиравшие много слушателей. Примерно в то же время Клод Бернар стал одним из основателей Парижского Биологического общества, ставшего, по выражению современников, «могучим центром научной инициативы, более живым и либеральным, чем академические общества». В 1867 году Бернар был избран его президентом и занимал этот пост до самой смерти.

В 41 год он стал членом Академии наук и вскоре получил специально для него созданную в Сорбонне кафедру экспериментальной физиологии. Через год, после смерти Мажанди, Бернар возглавил аналогичную кафедру в Коллеж де Франс. В 1861 году ученого избрали членом Академии медицины.

 

* * *

Незадолго до своего пятидесятилетия Бернар серьезно заболел. Он старался не поддаваться недугу, однако в 1863 году вынужден был оставить работу и уехать на родину в Сен-Жюльен. Здесь он писал научные и популярные статьи и принялся за свой замечательный труд «Введение к изучению экспериментальной медицины». Спустя два года, немного поправившись, Бернар вернулся в Париж, и продолжил читать лекции, а кроме того, вместе с великим микробиологом Луи Пастером занялся изучением холеры. К сожалению, от чрезмерных нагрузок болезнь обострилась, и в апреле 1866 года ученый вынужден был вновь уехать в Сен-Жюльен, где, отчаянно тоскуя по работе, пробыл до середины 1867 года.

В этот период Клоду Бернару были оказаны многие почести: его избрали членом Королевского общества в Лондоне, почетным членом академий наук в Берлине и Петербурге, а также многих научных обществ. Он стал самым известным французским ученым того времени.

Читайте также: “Химия потеряла голову с тех пор, как был обезглавлен Лавуазье”

В 1868 году Бернар был избран во Французскую академию. Декретом Наполеона  III для него была создана лучшая лаборатория в Музее естественной истории. Ученый продолжал работать и читать лекции, однако, когда в 1870 году разразилась франко-прусская война, уехал в родной Сен-Жюльен. Он был потрясен тем, что неприятель вторгся в его родную страну, и искренне сожалел, что немолод и слаб и что не может быть полезен Франции в эти трудные дни. Тревога, страх и печаль преобладали в его письмах друзьям в Париж, и они многократно усилились после кровавых событий Парижской Коммуны, а также подписания в мае 1871 году перемирия с Пруссией на невыгодных для Франции условиях. В июне ученый вернулся в Париж и вновь приступил к работе. «Ко мне вернулась прежняя страсть к науке, — писал он в письме другу. — Мне кажется, что ум у меня прежний, но силы мне изменяют». Бернар все сильнее страдал от приступов невралгической боли, чувствовал постоянную усталость и тоску. В первый день 1878 года он вышел из дома, чтобы нанести визиты друзьям, простудился и заболел тяжелейшим нефритом. С каждым днем его состояние ухудшалось, и 10 февраля на 65-м году жизни Клод Бернар скончался. Французский парламент принял решение ассигновать на похороны ученого 10 тысяч франков. Впервые в стране праху ученого была оказана такая честь!

 

* * *

Одним из крупнейших достижений Клода Бернара было учение о внутренней среде организма. Выяснив значение крови и лимфы как «внутренней среды» для всех клеток, ученый показал, что она является источником, из которого клетки получают питательные вещества и в которую отдают продукты обмена. «Постоянство и стойкость внутренней среды является условием свободной жизни», — таков известнейший постулат Бернара. Позднее, развивая его идеи, американский физиолог Уолтер Кеннон ввел понятие гомеостаза.

Профессор Бернар заложил основы экспериментальной фармакологии и токсикологии. Особое место в этой области занимают опыты ученого по изучению влияния на организм млекопитающих кураре — сильнейшего растительного яда. В XIX веке одной из центральных проблем физиологии была разгадка механизма передачи возбуждения с нервного волокна в мышцу. Большинство исследователей склонялось к мысли, что этот процесс имеет физическую природу — представляет собой электрическое явление. Однако изучение действия кураре на организм поставило под сомнение «электрическую» гипотезу. При введении кураре в кровь сравнительно медленно наступает паралич двигательных мышц, в том числе дыхательных, развивается асфиксия и животное погибает. Бернар экспериментально продемонстрировал, что, никоим образом не воздействуя на нервные волокна и мышечные клетки, яд блокирует передачу нервного импульса на мышечную ткань. Такая картина заставила ученого предположить, что между двигательным нервным окончанием и мышцей существует пространство — щель, в которой, по-видимому, находится какое-то вещество, чувствительное к действию яда кураре. Место контакта нервных волокон друг с другом или нервного окончания с мышцей было названо синапсом. Яд лишает вещество синапса возможности передавать импульс с нерва в мышцу, и импульс, пробегая по нерву и достигнув его окончания, не может «перескочить» через образовавшуюся «пропасть»  — синаптическую щель. Спустя полстолетия после смерти ученого было открыто гипотетическое вещество синапса — ацетилхолин.

Перу Клода Бернара принадлежат трактаты по иннервации сосудов и эндокринных желез, углеводному обмену и электрофизиологии. Его работы о функциях различных нервов, электрических явлениях в нервах и мышцах животных, о газах крови, механизме отравляющего действия угарного газа, образовании тепла в организме, внешней и внутренней секреции и фазах активности и покоя желез стали явлением в науке. А книгу «Введение в экспериментальную медицину» (1864) историки науки называют революционной.

По глубокому убеждению Бернара, эксперимент должен был произвести революцию не только в физиологии, но и в медицине. Такая мысль казалась утопией врачам-клиницистам того времени. «Медицина может быть или медициной выжидающего наблюдения, представляющей действовать природе, или медициной, действующей экспериментально, — писал ученый. — Все остальное есть эмпиризм или шарлатанство». «В экспериментальной медицине имеются три рода явлений, которые никогда не следует терять из виду и между которыми всегда следует пытаться установить связь: это явления физиологические, патологические и терапевтические». Это представление Бернара сохранило свою силу до настоящего времени и получило дальнейшее развитие в трудах многих ученых.

Клод Бернар однажды сказал: «Великих людей можно сравнить с факелами, которые время от времени вспыхивают, чтобы направить ход науки». Нет сомнения, что сам Бернар стал ярчайшей путеводной звездой для многих поколений ученых-физиологов и врачей.

*Жан-Батист Дюма, французский химик

“Фармацевт Практик” #02′ 2009

 

Поділіться цим з друзями!

Вам також буде цікаво це:

In Memoriam: Доктор Джере Митчелл помог заложить основы физиологии упражнений, изменил медицинскую практику в отношении постельного режима: Newsroom

, ДАЛЛАС, 20 июля 2021 г. — Джери Митчелл, доктор медицины, бывший директор кардиологического центра Гарри С. Мосса в Юго-западном медицинском центре штата Юта и всемирно признанный физиолог, чьи основополагающие открытия о максимальном потреблении кислорода изменили традиционную медицинскую практику постельного режима и постельного белья. Фонд центральной командной физиологии умер 17 июля.Ему было 92 года.

Доктор Джери Митчелл, бывший директор Кардиологического центра Гарри С. Мосса в Юго-западном медицинском центре штата Юта

«Доктор. Митчелл предоставил новаторское понимание влияния упражнений на сердечно-сосудистую функцию и роли мышц в стимулировании сердечно-сосудистой системы, что неоднократно отменяло традиционное мышление и медицинскую практику », — говорит Дэниел К. Подольски, доктор медицины, президент Юго-западного медицинского центра Юта. «Его открытия помогли заложить основы физиологии центрального подчинения и нейронно-контролируемого кровообращения и являются одними из наиболее цитируемых исследований по этой теме, оставив нам прочное наследие в области физиологии упражнений, которое продолжает подпитывать понимание.”

Митчелл, профессор внутренней медицины и физиологии и выпускник Юго-Западного университета, провел исследование максимального потребления кислорода, которое легло в основу знаменательного Далласского исследования постельного режима и тренировок, которое в 1968 году показало, что длительный постельный режим резко снижает способность сердца перекачивать кровь. кровь эффективно. Результаты, полученные в результате первоначальных исследований транспорта кислорода во время физических упражнений, опровергли обычную практику длительного постельного режима после сердечного приступа и вместо этого продемонстрировали необходимость быстрого возобновления активности.Позже они были применены для восстановления после операций и родов и привели к исследованиям постельного режима с наклоном головы вниз и исследованиям влияния невесомости на сердечно-сосудистую функцию, что помогло основать область космической физиологии.

Доктор Митчелл с доктором Джеймсом Сталлом, бывшим заведующим кафедрой физиологии Юго-Западного штата Юта, около 2002 г.

Во время работы в Национальном институте сердца, легких и крови Национального института здоровья (NIH) Митчелл провел исследование, которое опровергло традиционное представление о различиях между средним давлением в левом предсердии и конечным диастолическим давлением в левом желудочке, которое выявило транспортную функцию атриум.За это достижение он получил первую премию молодого исследователя Американского колледжа кардиологии (ACC). Позже в Оксфордском университете он провел исследование роли мышц в стимуляции сердечно-сосудистой системы. Это выявило то, что стало известно как прессорный рефлекс упражнений, который наряду с исследованиями, раскрывающими физиологию центрального управления, заложил основы нейронного контролируемого кровообращения. В связи с этим исследованием, Митчелл курировал один из самых продолжительных грантов по проектам программы NIH, охватывающий более четырех десятилетий.

Джери Х. Митчелл, доктор медицины, около 1985 г.

В дополнение к награде ACC «Молодой исследователь», Митчелл получил награду ACC «Выдающийся ученый» — единственный исследователь, удостоенный обеих наград. Он также был отмечен премией Карла Дж. Виггерса от Американского физиологического общества, премией Патона от физиологического общества, премией за заслуги перед Американской кардиологической ассоциацией, почетной наградой Американского колледжа спорта, премией за карьерный рост от U.S. Служба общественного здравоохранения, награда Альберта Нельсона за заслуги маркиза за заслуги перед маркизом Who’s Who и награда «Выдающийся гуманитарий» от маркиза Who’s Who.

Джери Х. Митчелл, доктор медицины, около 1963 года

Митчелл родился в 1928 году в Лонгвью, штат Техас, и в 1950 году с отличием окончил Военный институт Вирджинии, а в 1954 году получил медицинскую степень в Юго-Западном Калифорнийском Университете. кардиологической энергетики Национального института сердца, легких и крови в Бетесде, штат Мэриленд.Он присоединился к Юго-западному факультету Университета штата Вашингтон в 1962 году и стал директором Лаборатории Паулины и Адольфа Вайнбергеров сердечно-легочных исследований в 1966 году, прежде чем стать директором Сердечного центра Гарри С. Мосса в 1976 году. В то время он также участвовал в создании Центра деятельности человека. совместное предприятие UT Southwestern и бывшего Медицинского центра Св. Павла; входил в научно-консультативный совет ВВС США; был назначен национальным вице-президентом Американской кардиологической ассоциации; работал лектором Перси Руссо и профессором Камберлендского колледжа медицинских наук Сиднейского университета в Австралии; и получил звание почетного доктора философии Копенгагенского университета в Дании.

Митчелл недавно пожертвовал средства на создание новой выдающейся кафедры, одобренной UT System, которая будет известна как Jere H. Mitchell, доктор медицинских наук, заслуженная кафедра сердечно-сосудистых наук. Кроме того, в честь Джера Х. Митчелла, доктора медицины, который он занимал, кафедра кардиологических исследований им. С. Роджера и Кэролайн П. Хоршоу и Заслуженный профессор клинических исследований Джера Х. Митчелла были созданы в знак признания его работы. вклады в поле.

Drs. Джери Митчелл, Карлтон Чепмен и Питер Снелл, около 1986 года, обсуждают дальнейшие действия после Далласского исследования постельного режима и тренировок, знаменательного исследования в области физических упражнений, в котором пять студентов колледжа были прикованы к постели в течение трех недель, чтобы определить сердечно-сосудистую недостаточность. влияние бездействия на организм человека.Эксперимент был предназначен для имитации эффектов длительного пилотируемого космического полета. За постельным режимом следовали тренировки на выносливость. В обновленном исследовании постельного режима в Далласе в 1996 году пять первоначальных участников были повторно протестированы до и после тренировки.

«Доктор. Новаторское мышление и совместный подход Митчелла к научным открытиям будут способствовать развитию основополагающих исследований, которые он создал, и вдохновения, которое он дал поколениям », — говорит У.П. Эндрю Ли, доктор медицины, исполнительный вице-президент по академическим вопросам и ректор и декан Юго-западной медицинской школы штата Юта. .

О Юго-Западном медицинском центре UT

UT Southwestern, один из ведущих академических медицинских центров в стране, объединяет новаторские биомедицинские исследования с исключительным клиническим уходом и образованием. Преподавательский состав института получил шесть Нобелевских премий и включает 25 членов Национальной академии наук, 16 членов Национальной академии медицины и 13 исследователей Медицинского института Говарда Хьюза. Штатный преподавательский состав, насчитывающий более 2800 человек, отвечает за революционные достижения в области медицины и стремится быстро преобразовать научные исследования в новые клинические методы лечения.Врачи UT Southwestern оказывают помощь примерно по 80 специальностям более чем 117 000 госпитализированным пациентам, более чем 360 000 случаям неотложной помощи и наблюдают за почти 3 миллионами амбулаторных посещений в год.

Похожие истории

Луи Пастер, отец иммунологии?

Front Immunol. 2012; 3: 68.

Кендалл А. Смит

¹ Отделение иммунологии, Медицинский колледж Вейля, Корнельский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США

¹ Отдел иммунологии, Департамент медицины , Медицинский колледж Вейля, Корнельский университет, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США

Редактор: Донна Л.Фарбер, Медицинский центр Колумбийского университета, США

Рецензент: Кай-Майкл Тоеллнер, Бирмингемский университет, Великобритания; Энтони Велла, Центр здоровья Университета Коннектикута, США

* Для переписки: Кендалл А. Смит, Отдел иммунологии, Департамент медицины, Медицинский колледж Вейлла, Корнельский университет, 407 East 61st Street, New York, NY 10065, США. e-mail: ude.llenroc.dem@htorsak

Эта статья была отправлена ​​в Frontiers in Immunological Memory, специальность Frontiers in Immunology.

Поступила 5 февраля 2012 г .; Принято 19 марта 2012 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на других форумах при условии указания авторов и источника. Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Луи Пастер традиционно считается прародителем современной иммунологии из-за его исследований в конце девятнадцатого века, которые популяризировали микробную теорию болезней и дали надежду на то, что все инфекционные заболевания можно предотвратить с помощью профилактической вакцинации. также лечится терапевтической вакцинацией, если применяется вскоре после заражения.Однако Пастер работал на заре понимания мира микробов, в то время, когда понятие иммунной системы не существовало, и уж точно не в том виде, в каком мы знаем его сегодня, более 130 лет спустя. Соответственно, почему Пастер был таким гением, что понял, как иммунная система функционирует для защиты нас от вторжения микробного мира, когда никто даже не делал различия между грибами, бактериями или вирусами, и никто не сформулировал никаких теорий иммунитета? . Внимательное прочтение презентаций Пастера Академии наук показывает, что Пастер полностью ошибался относительно того, как возникает иммунитет, поскольку он рассуждал, как хороший микробиолог, что должным образом ослабленные микробы истощили бы множество жизненно важных микроэлементов, абсолютно необходимых для их жизнедеятельности. жизнеспособность и рост, а не активная реакция со стороны хозяина.Несмотря на это, он сосредоточил внимание на иммунитете, подготовив почву для других, кто последовал за ним. В этом обзоре описана замечательная метаморфоза Пастера от химика-органика до микробиолога и иммунолога, а также от фундаментальной науки к медицине.

Ключевые слова: Луи Пастер, микроб, вакцинация, куриная холера, сибирская язва, бешенство, иммунитет, ослабление

Микроскоп или телескоп, какой из двух видов лучше?

(Hugo, 1862, Les Miserables)

Введение

Будучи студентом иммунологии, я узнал, что Луи Пастер действительно был отцом иммунологии, несмотря на то, что Эдвард Дженнер впервые ввел вакцинацию для предотвращения оспы в 1798 году (Smith, 2011).Несмотря на успех, эксперименты Дженнера не привели к пониманию того, как развивается иммунитет. Для сравнения, в дополнение к его многочисленным вкладам в микробиологию, Пастер представил концепцию, что вакцинацию можно применять к любому микробному заболеванию, и он сообщил о методах того, как можно ослабить вирулентность микробов, чтобы живые микробы можно было использовать для создания профилактических вакцин. которые могут быть изготовлены в лаборатории и произведены в неограниченных количествах для использования по всему миру. Как будто этого было недостаточно, Пастер также представил концепцию терапевтических вакцин в своих исследованиях бешенства.Таким образом, он показал, что то, что мы сейчас называем постинфекционной профилактикой, можно использовать для лечения людей, подвергшихся воздействию вирулентного организма, и если ее применить достаточно скоро после заражения, можно предотвратить клиническое заболевание и смерть. Таким образом, он дал надежду, что инфекционные микробные заболевания можно будет предотвратить и лечить с помощью иммунологии.

Конечно, Пастер работал на заре микробиологии и, используя тщательные количественные методы, он уже показал, что микробы, такие как дрожжи, вызывают ферментацию сахара с образованием спирта, а также микробы ответственны за гниение или гниение. тканей.Кроме того, более 20 лет он расширил свои эксперименты, чтобы показать, что порча, связанная с производством молока, пива, вина, уксуса и шелка, объясняется заражением бактериями. Ему приписывают введение «пастеризации», процесса нагревания до температуры ниже точки кипения в течение короткого времени с последующим быстрым охлаждением для уничтожения большинства микробов.

Ближе к концу своей карьеры Пастер перешел от микробиологии к изучению вакцин — естественное продолжение, чтобы попытаться предотвратить инфекционные заболевания домашних животных.Это изменение научного акцента потребовало от него накопления опыта в обращении как с мелкими, так и с крупными животными. Чтобы помочь ему в этом новом экспериментальном направлении, Пастер нанял молодого врача Эмиля Ру.

Поскольку позже в моей карьере я тоже заинтересовался вакцинами, я начал интересоваться новаторской работой Пастера с вакцинами, особенно идеей о важности использования живых аттенуированных микробов для создания иммунитета. В период с 1880-х годов до середины двадцатого века никто не воспроизводил работу Пастера по ослаблению бактерий для создания вакцин.Одна вакцина была создана с использованием принципов Пастера — живая аттенуированная вакцина против вируса желтой лихорадки, которая была создана в 1930-х годах (Theiler and Smith, 1936). Однако, читая сейчас об этой работе, я понял, что аттенуированная вакцина против вируса желтой лихорадки стала возможной благодаря единственной случайной мутации, так что удача во многом повлияла на эту вакцину.

Во время работы Пастера термин вирус, производный от латинского, означающий «яд», обычно использовался для описания любого агента, который, как было установлено, вызывает инфекционное заболевание.Во второй половине девятнадцатого века методы культивирования этих «вирусов», введенные Пастером, Робертом Кохом и другими, в конечном итоге привели к открытию и идентификации множества бактерий. В то время благодаря работе Пастера микробы можно было распознавать с помощью очень тонких фильтров. Те микробы, которые можно было удалить фильтрацией, были относительно большими, их можно было культивировать вне тела и наблюдать за образованием колоний, наблюдаемых невооруженным глазом. Впоследствии эти микробы были классифицированы как принадлежащие к Царству бактерий.Другие яды были меньше по размеру и попадали через фильтры в фильтрат. Они стали известны как вирусы, а фильтруемый агент был рабочим определением вируса до 1940-х и 1950-х годов, когда электронный микроскоп позволил увеличить в 10 миллионов раз, достаточно мощное, чтобы сделать возможным их визуализацию.

Имея это в качестве фона, я задавался вопросом, как Пастер ослабил микробы, которые он использовал для своих живых вакцин, особенно ослабление бактерий. Из экспериментов, начавшихся в 1950-х годах, стало известно, что вирусы, такие как полиовирус, можно ослабить путем длительного прохождения в культуре ткани, но как именно это работает во многих случаях, до недавнего времени оставалось неизвестным.Теперь мы знаем, что длительное прохождение вирусов в клетках тканевых культур позволяет накапливать множество спонтанных случайных мутаций по всему геному. Однако, какая именно мутация вызывает потерю вирулентности того или иного организма, обычно остается неясным даже сегодня. Следовательно, почему Пастер был настолько гениальным, что мог совершить этот подвиг с бактериями более 100 лет назад? Мы все еще не можем легко уничтожить бактерии. Теперь мы знаем, что бактерии содержат> 4000 генов, а вирусы содержат ∼10–100 генов.Более того, у бактерий есть собственные вирусы, которые могут вводить гены, кодирующие вирулентность. Следовательно, если неизвестно, какой из> 4000 генов ответственен за вирулентность конкретной бактерии, невозможно ослабить ее вирулентность, просто передав ее многократно in vitro . Сейчас большинство наших вакцин против бактериальных заболеваний не являются живыми аттенуированными организмами. Вместо этого они состоят из частей микроба и называются субъединичными вакцинами и по определению не являются живыми.И как он мог ослабить микроб бешенства, который, как теперь известно, является вирусом, а не бактерией? И почему его терапевтическая вакцина от бешенства так хорошо сработала? Мы хотели бы создать такую ​​вакцину от таких заболеваний, как синдром приобретенного иммунодефицита, вызванного заражением вирусом иммунодефицита человека. Поэтому настало время пересмотреть методы и выводы Пастера.

Древние и секрет жизни

Наше видение нашего мира обязательно зависело от нашей способности реально воспринимать природу нашего окружения.Древние, в частности Аристотель, не имели возможности смотреть в микроскоп, чтобы многократно увеличивать изображения. Следовательно, греки пришли к выводу, что мир состоит из тех элементов, которые можно воспринимать пятью чувствами; огонь, земля, вода и воздух. Более того, считалось, что живые существа, растения и животные возникли спонтанно из неодушевленного (то есть безжизненного) материала. Таким образом, из смеси земли и воды, которая образовывала изначальную земную слизь, считалось, что жизнь формируется под воздействием солнечного тепла, таким образом формируя все живые существа, растения, животных и даже людей.В девятнадцатом веке это было известно как «самозарождение». Мы называем это абиогенезом, и некоторые из лучших умов зациклены на этом вопросе, так что он все еще находится на переднем крае фундаментальных неизвестных, с которыми сталкивается человечество.

Аристотель заложил основы западной «натурфилософии» (т. Е. Науки) и концепции самозарождения следующим образом:

Животные и растения возникают на земле и в жидкости, потому что на земле есть вода, а в воздухе — воздух. вода, а во всем воздухе витает жизненное тепло, так что в некотором смысле все вещи исполнены души (духа).Следовательно, живые существа образуются быстро, когда воздух и жизненное тепло заключены в чем-либо. Когда они так закрыты, когда телесные жидкости нагреваются, возникает как бы пенистый пузырь.

Таким образом, Аристотель описал как гниение, , разложение живых существ, так и брожение, , выделение газа и тепла, связанные с распадом живых существ. См. Http://ebooks.adelaide.edu.au/a/aristotle/generation/.

Возрождение и микроскоп

Эти мысли сохранялись на протяжении двух тысячелетий, вплоть до позднего Возрождения в семнадцатом веке.Начало конца идеи спонтанного зарождения можно приписать Роберту Гуку, который первым описал и придумал слово «клетка» (от латинского cella , «кладовая или камера»). В своей работе «Микрофотография : или некоторые физиологические описания миниатюрных тел, созданных с помощью увеличительных стекол » (Hooke, 1665) он опубликовал свои наблюдения, полученные при увеличении в 50 раз тонких срезов пробки, которые он описал как состоящие из пор или «клеток». . » Впоследствии, в 1682 году Антони Ван Левенгук описал английскому Королевскому обществу клетки крови рыб как состоящие из глобулы, окруженной рамкой, которую он смог различить благодаря своей конструкции микроскопов, которые могли увеличивать изображение в 250 раз.

Однако только в начале девятнадцатого века микроскопы были усовершенствованы до увеличения наших современных микроскопов. Таким образом, 400-кратный объектив, состоящий из 40-кратного объектива (т. Е. Высокосухой) и 10-кратного окулярного увеличения, впервые позволил Шванну (1837) и Каньяр-Латуру (1838) провести гениальные эксперименты, которые опровергли спонтанное зарождение как ответственное за гниение. , или разложение материала, вызывающее зловонный запах или миазмы.

Schwann сообщил об экспериментах, показывающих, что если замкнутая стеклянная сфера, содержащая воздух и небольшое количество настоя (экстракта) мяса, нагревается в кипящей воде так, что жидкость и воздух сферы нагреваются до 100 ° C, тогда жидкость не обнаруживает гниения или образования инфузорий (одноклеточных организмов) даже по прошествии многих месяцев.Он также провел эксперименты по спиртовому брожению и пришел к выводу, что « при спиртовом брожении, как и при гниении, вызывает брожение не кислород воздуха, а вещество в воздухе, которое разрушается под действием тепла» (Schwann, 1837). ). В то время догма считала, что и гниение, и брожение происходили в результате воздействия кислорода воздуха на органические вещества, так что это была только химическая реакция, а не спонтанное зарождение форм жизни из неорганических материалов.

Шванн далее утверждает:

Микроскопическое исследование пивных дрожжей показало знакомые мелкие зерна (корнхен), которые образует фермент, но большинство из них были связаны в цепочки. Частично они были круглыми, но в основном овальными зернами светло-желтого цвета, которые иногда встречались поодиночке, но чаще всего в цепочках от двух до восьми и более (Schwann, 1837)

Год спустя Шарль Каньяр де ла Тур продолжает сказать (Cagniard-latour, 1838)

Я знаком с основной литературой, касающейся алкогольных ферментаций, но я не видел работ, в которых использовался бы микроскоп для изучения явления, от которого это зависит.Основные результаты настоящей работы: 1) Пивные дрожжи представляют собой массу маленьких шариков, которые способны воспроизводиться и, следовательно, организованы, а не являются простым органическим или химическим веществом, как предполагалось. 2) Эти тела кажутся принадлежащими царству растений. 3) Кажется, что они вызывают разложение сахара только тогда, когда они живы, и можно сделать вывод, что очень вероятно, что образование углекислого газа и разложение сахара и его превращение в спирт являются следствием их роста.

Луи Пастер и теория зародыша: гниение и брожение

Эти рудиментарные эксперименты, наблюдения и выводы очень важны, особенно потому, что они в значительной степени игнорировались в течение 20 лет и стали общепринятыми только после того, как Луи Пастер повторил те же эксперименты. и впервые объявил о них Академии наук в серии презентаций, начиная с 1857 г. (Pasteur, 1857). Чтобы понять позицию Пастера по этому вопросу и его вклад, необходимо изучить его отношение к его жизни в науке до этого момента и к обществу, в котором он жил, то есть Второй Империи.Луи Наполеон был свободно избран президентом Второй республики после революции 1848 года, но затем узурпировал власть и объявил себя императором в 1852 году. В то время существовало языческое представление о том, что жизнь может возникать спонтанно из неодушевленных предметов без вмешательства Создателя , был крайне непопулярен во Франции, особенно с Императором, который зависел от своего положения как избранного Богом. Пастер искренне верил в Бога-Создателя и был олицетворением французской буржуазии девятнадцатого века, пылким патриотом, бонапартистом и политическим консерватором.Примечательно, что книга Дарвина «О происхождении видов» была переведена на французский язык в 1862 году, так что эволюционная теория Дарвина и спонтанное зарождение рассматривались как часть более широкой угрозы установившемуся порядку.

Однако интерес Пастера к ферментации, а затем и к самопроизвольному зарождению, возник благодаря его первому крупному научному открытию в химии — открытию оптических изомеров тартрата, предмету его докторской диссертации 1848 года. Впоследствии Пастер сопоставил эту оптическую асимметрию, обнаружив с поляриметром поляризации света молекулами в растворе, с асимметрией их кристаллов, полученной от каждого из оптических изомеров.К концу 1850-х годов мышление Пастера расширилось и включило концепцию, согласно которой только асимметричные молекулы и кристаллы произошли от живых тканей и организмов, в то время как симметричные молекулы, которые не поляризовали свет, свидетельствовали о неодушевленных, неживых материалах. Таким образом, Пастер считал, что он находится на пороге открытия одного из фундаментальных принципов, отличающих живые материалы от неживых, иными словами, секрет жизни.

Пастер превратился из химика в микробиолога в возрасте 35 лет из-за решения сосредоточиться на амиловом спирте, о котором он подробно рассказывает во введении к своей статье 1857 года о молочной ферментации (Pasteur, 1857).

Я установил, что амиловый спирт, вопреки тому, что считалось до сих пор, представляет собой сложное вещество, состоящее из двух различных спиртов, один из которых отклоняется от плоскости поляризации света влево, а другой лишен всякой (оптической) активности.

Пастер пришел к выводу, что оптические свойства двух его амиловых спиртов можно объяснить только при условии, что асимметрия и, следовательно, жизнь каким-то образом вмешивались в их производство в процессе ферментации.Эти предвзятые идеи ( idees preconsues) по существу привели к его научным метаморфозам. Преследуя свою точку зрения, он бросил вызов некоторым ведущим химикам своего времени, особенно Юстусу фон Либиху из Германии и Якобу Берцелиусу из Швеции. Однако, как уже отмечалось, он был не одинок в том, что и Латур, и Шванн уже показали, что алкогольное брожение зависит от жизнедеятельности пивных дрожжей. Однако эта точка зрения была оспорена и даже высмеяна Либихом и Берцелиусом, которые оба настаивали на том, что этот процесс был химическим, а не биологическим.Таким образом, прежде чем Пастер смог исследовать влияние ферментации на амиловые спирты, он должен был доказать себе и другим, что ферментация происходит только в присутствии живых микроскопических организмов.

В своем отчете 1857 года о молочной ферментации Пастер сообщает о накоплении материала:

Под микроскопом можно увидеть образование крошечных глобул или небольших объектов, которые очень короткие, изолированные или группы неправильных масс. Эти шарики намного меньше, чем у пивных дрожжей, и активно двигаются броуновским движением.

Таким образом, он накопил наблюдения, согласующиеся с его гипотезой о том, что молочная ферментация происходит в присутствии живых организмов. Вдобавок, как утверждал химик Пастер, если бы молочная ферментация была простой химической реакцией, она должна приводить только к реагентам и продукту (-ам) реакции. Однако он воспроизводимо обнаружил несколько веществ, образующихся в результате молочной ферментации:

Молочная кислота действительно является основным продуктом ферментации, получившим свое название, но это далеко не единственный продукт.Масляная кислота, спирт, маннит и вязкие вещества всегда присутствуют в составе молочной кислоты.

Таким образом, химик Пастер утверждал, что только живой процесс может создать такую ​​сложную смесь молекул.

В своей книге Memoire sur la fermentation alcoölique Пастер (1860) напрямую затронул вопрос о химической и биологической природе алкогольного брожения. Во введении он подробно рассказал о предыдущей работе по биологической природе брожения.

В 1680 году Левенгук изучал пивные дрожжи под микроскопом и обнаружил очень маленькие сферические или овальные глобулы, но химическая природа этого вещества была ему неизвестна. Фаброни идентифицировал дрожжи с глютеном. Это был некоторый прогресс. Это указывало на то, что дрожжи могут быть органическим продуктом. М. Тенар опубликовал мемуары, в которых сказал: «Все натуральные сладкие соки в процессе самопроизвольной ферментации содержат вещество, напоминающее пивные дрожжи и обладающее способностью сбраживать чистый сахар.Эти дрожжи имеют животную природу, поскольку они азотистые и при перегонке выделяют аммиак … В своих наблюдениях, опубликованных в 1835 и 1837 годах, г-н Каньяр де ла Тур представил новую идею. До него дрожжи считались овощным продуктом, производимым на месте, который выпадал в осадок в присутствии сбраживаемого сахара. Г-н Каньяр де ла Тур признал, что «дрожжи представляют собой массу глобул, воспроизводящихся почкованием, а не просто химическое или органическое вещество». Он пришел к выводу, что «очень вероятно, что производство углекислого газа и разложение сахара и его превращение в спирт являются следствием роста дрожжей.

Можно видеть, что одной из проблем в то время было то, что не было точно установлено, что такое дрожжи, то есть были ли они растительными или животными, и на самом деле были ли они живыми или нет. Теперь он классифицируется как принадлежащий Королевству грибов.

Пастер подробно описывает позицию Либиха, согласно которой брожение происходило из-за разложения неживой материи в присутствии кислорода.

Это мнение сразу нашло сильного оппонента в лице М.Либих. По его мнению, фермент является чрезвычайно нестабильным веществом, которое разлагается и вызывает брожение в результате разложения, которому он сам подвергается, во время которого он передает это возмущение и диссимиляцию ферментируемому материалу. Он выражается так: «Эксперименты, которые мы показали, демонстрируют существование новой причины, которая вызывает разложение и синтез. Эта причина — не что иное, как движение, которое тело в процессе разложения сообщает другим субстанциям, в которых элементы очень слабо удерживаются вместе … Пивные дрожжи и вообще все животные и растительные материалы, подвергающиеся гниению, сообщают другим субстанциям состояние разложения, в котором они оказываются… »

Затем Пастер описывает несколько экспериментов, в которых он устанавливает, что для ферментации нет необходимости в каком-либо источнике азотсодержащего разлагающегося материала животного или растительного происхождения.Он может показать, что можно использовать азот в форме аммиака и что все, что нужно дополнительно, — это сахар и очень небольшое количество дрожжей.

Можно с уверенностью сказать, что соль аммония незаменима для ферментации. Когда дрожжи засеваются в сахарный раствор, содержащий дрожжевую золу, но не содержащий соли аммония, признаков брожения почти не наблюдается. Необходимость сахара в качестве источника углерода для дрожжевых глобул доказана и не требует дальнейших экспериментов.Следовательно, все, что необходимо для возникновения явления брожения, — это следующие вещи: сахар, азотистые вещества, минералы … Сахар никогда не подвергается спиртовому брожению без присутствия живых шариков дрожжей. И наоборот, дрожжевые шарики никогда не образуются без сахара или углеводного материала или без его ферментации. Любые утверждения, противоречащие этому принципу, были получены в результате неполных или неточных экспериментов.

Самым важным вкладом Пастера в эту статью является то, что дрожжи могут значительно увеличиваться в весе и производить спирт даже в жидкости, в которой отсутствуют белковые материалы природного происхождения.Он получил активное спиртовое брожение в том, что мы сегодня назвали бы синтетической (или определенной) средой, состоящей только из микроэлементов, соли аммония и сахара. Это наблюдение значительно прояснило проблему, поскольку в такой определенной среде можно было легко показать, что ферментация всегда протекала с ростом дрожжей, а увеличение белка в дрожжах сопровождалось уменьшением азота в среде. .

Таким образом, своими подробными химическими измерениями Пастер по существу опроверг аргументы химиков, которые считали, что брожение является результатом химического разложения мертвых животных / растений (гниение).

Учитывая его приверженность живым микробам объяснению брожения и гниения, Пастера почти неизбежно привлекла полемика вокруг концепции спонтанного зарождения, которая преобладала со времен Аристотеля. Центральным в этой дискуссии были эксперименты Феликса-Архимеда Пуше. В отличие от химика Пастера, Пуше был на поколение старше и уважаемым биологом, особенно интересовавшимся эмбриологией и репродуктивной биологией.Он был наиболее известен своей теорией « спонтанной овуляции », которая бросила вызов некогда широко распространенному мнению о том, что образование яйцеклеток в яичнике зависит от оплодотворения при контакте со спермой от мужчины (ни в коей мере не шовинистически). В 1859 году он опубликовал Heterogenie, ou traite de la generation spontanee , в котором представил все доказательства в пользу спонтанного зарождения.

Однако, по сравнению с верованием греков-язычников, т. Е. Что живая материя может возникать спонтанно из неодушевленной материи при условии, что соответствующие ингредиенты подвергались воздействию тепла от солнца, Пуше попытался сделать свою интерпретацию спонтанного зарождения приемлемой для консервативных христиан. Вторая империя.Он утверждал, что гетерогенность не была «случайной» доктриной древних атомистов. Скорее, согласно его теории, новые организмы возникли в результате воздействия таинственного и непостижимого « force plastique », которое можно было найти во всех живых организмах, но также и в мертвых растениях и остатках животных. Таким образом, для Пуше «только органические молекулы», а не неорганическое вещество, могут подвергнуться действию загадочной силы , пластической силы , чтобы спонтанно зарождать жизнь. В этой связи примечательно, что органическая химия впервые возникла в первой половине девятнадцатого века как дисциплина, отличная от химии.Первоначально считалось, что органические молекулы, состоящие в основном из углерода, синтезируются только живыми организмами с помощью жизненно важной «жизненной силы».

Конечно, Пастеру приходилось иметь дело с этой проблемой, поскольку, если кто-то должен был понять и согласиться с его выводами относительно роли живых организмов из воздуха как причины брожения, он должен был продемонстрировать, что обычный воздух действительно содержит живые микробы, и они были источником «спонтанного зарождения», которое наблюдали Пуше и другие.В 1858 году Пуше опубликовал влиятельную статью, в которой утверждалось, что предлагается экспериментальное доказательство спонтанного зарождения. В этой статье описывается появление микроорганизмов в настоях сена, сваренных под ртутью, после воздействия искусственно созданного воздуха или кислорода. Ответ Пастера Академии наук в серии из пяти презентаций в конечном итоге был скомпилирован в отмеченное наградами эссе Memoire sur les corpuscles oрганизует qui existent dans l’atmosphere (Pasteur, 1861).В одном из экспериментов, который он охарактеризовал как «непреодолимый и решающий», он использовал то, что стало его знаменитой фляжкой с лебединой шеей, чтобы продемонстрировать, что если из вареных настоев исключить атмосферный воздух, то «живые микроорганизмы не появятся даже после нескольких месяцев выдержки». наблюдение. Однако, если бы тогда была внесена атмосферная пыль, живые микробы появились бы в течение 2–3 дней ».

В течение следующих 20 лет Пастер провел серию тщательных микробиологических экспериментов по изучению болезней, от которых страдают молочная промышленность, промышленность шелкопряда, винная промышленность, уксусная промышленность и пивоваренная промышленность, установив важность микробов. для повседневных дел, поистине «прикладной науки».В это время, охватившее франко-прусскую войну 1870 года, конец Второй империи и начало Третьей республики, Пастер стал эквивалентом «рок-звезды», по сути, нарицательным и олицетворением ученого. , а также национальный герой.

Начало инфекционных заболеваний: Джозеф Листер, Роберт Кох и Пастер

Кроме того, в середине девятнадцатого века появлялось все больше сообщений о том, что микробы, выделенные из ран и других дегенеративных тканей, на самом деле могут быть причиной разрушения. нормальных тканей.Однако в то время было популярно мнение, что эти микробы были результатом, а не причиной болезненного состояния. Считалось, что болезнь возникает спонтанно в результате химических реакций, по сути идей Либиха и Берцелиуса. Любая ассоциация с живыми микробами считалась случайной. Таким образом, связь между микробами и инфекционными заболеваниями до сих пор не установлена. Единственным исключением был Джозеф Листер, британский хирург, который читал отчеты Пастера в Академии наук и, следовательно, стремился снизить заболеваемость и смертность в своей практике.Он заметил, что если кости от перелома протыкают кожу, почти всегда происходит скопление гнилостного гноя, что чаще всего приводит к смерти. Так, в 1867 году он ввел применение антисептики с помощью разбавленных растворов карболовой кислоты не только для лечения сложных переломов (Lister, 1867a), но и для подготовки кожи перед разрезом во всех своих операциях. (Листер, 1867b). Результатом стало заметное снижение обычной заболеваемости и смертности, связанных с хирургическим вмешательством.

Несмотря на этот прогресс, прошло еще десять лет, прежде чем молодой прусский врач Роберт Кох описал первое доказательство того, что микробы действительно могут вызывать инфекционное заболевание (Koch, 1876).

По словам Эли Мечникова, которого часто называют отцом клеточной иммунологии за его исследования фагоцитоза (Мечников, 1939):

Чтобы превратить зарождающуюся идею организованных ферментов в строго доказанную научную истину, потребовался мощный импульс. Роберт Кох дал такой импульс в своей статье о сибирской язве, написанной в 1876 году.Этот молодой санитарный врач из маленького городка Вольштейн, богом забытой дыры в Познани, внезапно оказался в центре внимания науки. Его работа действительно была образцом истинного научного творчества. Живя в регионе, где сибирская язва была эндемичной, он приступил к ее изучению, не прибегая к помощи лаборатории или библиотеки и всегда полагаясь на собственные ресурсы. Он работал в своих комнатах, где из-за отсутствия газового освещения был вынужден использовать керосиную лампу. С помощью пластин, покрытых влажным песком, он сконструировал подобие аппарата для выращивания культур бактерий.Тем не менее он добился результатов, превосходящих все, что уже было достигнуто. Он был первым, кому удалось превратить идентифицированные другими нитевидные микроскопические тельца в идентифицируемые длинные волокна (цепочки стержней), а затем в бусинки, состоящие из мельчайших зерен, то есть споры. Это великое открытие споры сибирской язвы сняло все сомнения относительно роли бактерий в возникновении сибирской язвы, поскольку пролило свет на все моменты, которые до сих пор оставались необъясненными.

В средние века сибирская язва была болезнью, прежде всего, домашнего скота, и до сих пор считается таковой.У людей наиболее распространенным заболеванием является кожное воспаление, а в восемнадцатом и начале девятнадцатого века кожная сибирская язва была известна как болезнь сортировщика шерсти, потому что фермеры и рабочие на фабриках заразились ею при обращении с животными и шерстью, зараженными спорами сибирской язвы. Однако для животноводства сибирская язва представляет собой серьезную проблему, поскольку многие животные могут умереть от более серьезного заболевания, проявляющегося как желудочно-кишечными, так и легочными симптомами, с последующим шоком и смертью.После того, как животные умирали и их трупам позволяли распадаться на пастбище, было хорошо известно, что при подозрении на конкретное пастбище возвращение свежих животных весной часто приводило к повторному появлению болезни. Конечно, в результате экспериментов Коха теперь мы знаем, что способность микроба образовывать споры позволяет ему выдерживать резкие температуры и условия, которые возникают в зимние месяцы.

Через два года после публикации Коха, доказывающей микробную природу сибирской язвы, Пастер представил Резюме сессиям Академии наук (Pasteur et al., 1878). Согласно Пастеру:

Единственный доступный в настоящее время для науки способ экспериментально доказать, что микроскопический организм является причиной как самой болезни, так и ее передачи, — это подвергнуть микроб серийным культурам.

Пастер продолжает описывать свои эксперименты с бациллой сибирской язвы, ни разу не упомянув, что Кох уже продемонстрировал культуру микроба сибирской язвы двумя годами ранее. В заключение он заявляет, что:

Я прошу Академию не отклонять эти любопытные результаты, прежде чем я продемонстрирую один важный теоретический вывод.Мы настаиваем на демонстрации в начале этих исследований (открывающих совершенно новый мир знаний) доказательства того, что причина трансмиссивных, заразных и инфекционных заболеваний кроется в основном и исключительно в присутствии микроорганизмов.

Иммунитет Пастера

Всего два года спустя Пастер снова представил членам Академии трактат, озаглавленный « Инфекционных болезней, особенно болезнь Куриной холеры » (Pasteur, 1880).

В этой презентации Пастер сначала напомнил участникам, что теория спонтанного зарождения ложна, как показали его эксперименты, проведенные более 20 лет назад. Затем он подготовил почву, заявив:

Инфекционные болезни состоят из большинства основных бедствий, таких как оспа, скарлатина, краснуха, сифилис, сап, сибирская язва, желтая лихорадка, сыпной тиф и бычья чума.

Затем Пастер обсудил феномен вакцинации, введенный Эдвардом Дженнером почти 100 лет назад.

Практика вакцинации и вариолизации известна в Индии уже давно. Еще до того, как Дженнер продемонстрировал эффективность вакцины, жители сельской местности, где он практиковал, уже знали, что коровья оспа защищает от натуральной оспы. Факты о коровьей оспе уникальны, но факты о том, что вирулентные заболевания не рецидивируют, носят более общий характер. Организм никогда не проявляет двойного эффекта ветряной оспы, скарлатины, сыпного тифа, чумы, натуральной оспы, сифилиса и др., Поскольку иммунитет сохраняется хотя бы надолго.

Затем Пастер представил проблему куриной холеры и упомянул, что М. Туссен, профессор ветеринарной школы Тулузы, был первым, кто культивировал и изолировал микроб, который, по его мнению, является причиной заболевания у кур. . Далее Пастер сказал, что он открыл улучшенную питательную среду для микроба, и…

Мы можем уменьшить вирулентность микроба, изменив режим культивирования. Это ключевой момент моей темы.Я прошу Академию пока не критиковать доверие к моим исследованиям, которые позволяют мне определять степень ослабления микробов, чтобы сохранить независимость моих исследований и лучше гарантировать их прогресс.

Это ключевой аспект экспериментов Пастера и его публичных презентаций. Во Франции было обычной практикой подавать запечатанную записку (называемую pli cachete ) о важном научном открытии в Академию наук, чтобы обеспечить или защитить свой приоритет.Напротив, официальный патент ( brevet d’invention ) был необходим для установления права на коммерческое использование этого открытия. Таким образом, Пастер держал в секрете, как именно он ослаблял вирулентность микроба куриной холеры более чем на 9 месяцев, до октября 1880 года. интервалы посева, то есть более 2–3 месяцев.Однако он так и не объяснил, почему кислород должен ослаблять микробы, особенно аэробные микробы, одним из которых была куриная холера, а другим — сибирская язва. Вероятно, он не хотел рисковать другими, пытаясь повторить его методы, как с точки зрения страха перед их успехом, так и с точки зрения их неудачи.

Пастер затем описал использование «живой аттенуированной в атмосфере» вакцины против холеры для иммунизации животных против смертельных заражений микробом и заявил, что

Похоже, что первоначальные прививки микробов (живой аттенуированной вакцины) истощились определенный элемент, который не восстанавливается при исцелении и отсутствие которого препятствует развитию этого маленького организма (при повторной прививке во второй, третий и четвертый раз). Это объяснение, без сомнения, станет общим и будет применяться ко всем инфекционным болезням .

Я хотел бы указать Академии на два основных следствия из представленных фактов: надежда культивировать все микробы и найти вакцину от всех инфекционных болезней, которые неоднократно поражали человечество и являются серьезным бременем для сельского хозяйства и селекции. домашних животных .

Важность теории Пастера, т. Е. Того, что можно было ослабить вирулентность всех микробов, просто передав их в особые условия культивирования, можно оценить, только поняв конкуренцию, которая возникла между Пастером и Туссеном в Летом 1880 г. были задействованы различные подходы к созданию вакцины от сибирской язвы.История подробно описана в книге Джеральда Гейсона, профессора истории Принстонского университета (Geison, 1995), под названием « Частная наука Луи Пастера ».

Пастер начал работу над вакциной от сибирской язвы 3 года назад, в 1877 году, вскоре после объявления Коха о выделении возбудителя сибирской язвы. 12 июля 1880 года Анри Булей (коллега-ветеринар и друг Туссена) зачитал перед Академией наук отчет Туссена (который не был членом Академии), в котором описывались первые результаты его экспериментальных испытаний вакцины.В отличие от «живой аттенуированной атмосферой» вакцины Пастера, Туссен создал свою вакцину, просто убивая бациллы путем нагревания в течение 10 минут при 55 ° C. Используя эту вакцину, Туссен провел испытания на 8 собаках и 11 овцах. Из восьми собак четырем была введена вакцина, и они пережили серию из четырех последовательных инъекций вирулентной живой сибирской язвы. Для сравнения, все четыре непривитых собаки умерли от первой инъекции. Аналогичный результат был получен с овцами.

В августе во время отпуска Пастер услышал от Були новости об экспериментах с вакциной Туссеном.Он ответил следующим образом:

Мой очень хороший коллега,

Со вчерашнего утра, когда я получил ваше письмо, выдержки из журналов и Резюме Академии наук — все одновременно — я был в изумление и восхищение открытием г-на Туссена — восхищение тем, что оно существует, и удивление тем, что это возможно. Это опровергает все мои представления о вирусах, вакцинах и т. Д. Я больше ничего не понимаю. Вчера десять раз мне пришла в голову идея сесть на поезд до Парижа.Я действительно не могу поверить в этот удивительный факт, пока не увижу его, не увижу собственными глазами, хотя наблюдение, которое устанавливает этот факт, заставляет меня хотеть подтвердить его к моему собственному удовлетворению.

Академия медицины получила суровый урок. Он наверняка поймет, что к фактам этого порядка на публике нелегко относиться легкомысленно, что созерцание уместно перед лицом таких решений таких проблем.

Я слишком взволнован, чтобы писать более подробно.Я всю ночь мечтал об этом во сне и наяву.

Всего наилучшего и спасибо.

Л. Пастер

Как заметил Гейсон (1995), выражение удивления и волнения Пастера имеет смысл только в контексте его общих теоретических взглядов на инфекционные заболевания и иммунитет. Благодаря своим успехам в изучении метаболизма живых микробов, Пастер естественным образом распространил свои микробиологические концепции на иммунитет.Связывая иммунитет с биологией микробов, особенно с пищевыми потребностями различных микробов, он предположил, что ткани пораженного хозяина могут содержать только следовые количества веществ, необходимых для роста и выживания микроба, так же как некоторые питательные среды содержат только следы. количество жизненно важных питательных веществ. Если это так, вторгшийся микроб может вскоре исчерпать запас этих микроэлементов, что сделает хозяина непригодной средой для последующего культивирования микроба.Таким образом, хозяин не будет поддерживать рост последующей инфекции микробом и будет «невосприимчивым». Кроме того, ослабленным микробом будет тот, который подвергся стрессу при культивировании, in vitro, или in vivo, , в среде, которая ограничивала необходимые питательные вещества, что привело к потере вирулентности.

Таким образом, центральным элементом концепции иммунитета Пастера была биологическая активность живого, если ослабить, микроба, который истощил хозяина основных питательных веществ.Утверждение Туссента о том, что он фактически произвел «мертвую» вакцину против сибирской язвы, побудило Пастера заявить, что «оно опровергает все мои представления о вирусах, вакцинах и т. Д.»

Как можно догадаться, учитывая теорию Пастера и его заявления, уже сделанные в Академии, его копье было подброшено. Он не мог и не хотел милостиво признать свою неправоту. С этого момента история только ухудшается. В публичной критике, которую Пастер вскоре должен был выдвинуть против работ Туссена, его центральной теоретической проблемой был как раз вопрос «живое противостояние».мертвые »вакцины.

В августе 1880 года, вскоре после того, как он объявил о своем способе производства вакцины, убивающем жар, Туссен изменил свои процедуры и начал подвергать бациллы действию карболовой кислоты, которую Джозеф Листер использовал в качестве антисептика для лечения хирургических ран.

Пастер не объявлял об открытии своей собственной «живой аттенуированной» вакцины против сибирской язвы до 28 февраля 1881 года (Pasteur et al., 1881b). Примечательно, что Пастер связал свою новую вакцину со своей более ранней вакциной от куриной холеры, приписав ослабление в обоих случаях действию атмосферного кислорода, «атмосферное ослабление».Однако было важное различие между методами производства двух вакцин. В отличие от микроба куриной холеры, палочка сибирской язвы образовывала споры, которые «сопротивлялись ослабляющему воздействию атмосферного кислорода». Потребовалось много времени и эмпирических усилий, чтобы убедиться, что безспоровая культура сибирской язвы может быть получена при температуре 42–43 ° C.

Впоследствии, 21 марта, Пастер сообщил о дальнейших успешных результатах тестирования своей вакцины на овцах, которые стимулировали провокацию Сельскохозяйственным обществом Мелена в Пуйи-ле-Фор, что в 40 км от Парижа.Изучение лабораторных журналов Пастера (Geison, 1995) показало, что в это время он проводил небольшие испытания своих вакцин на животных, но с далеко не окончательными результатами в отношении защитной эффективности живой аттенуированной вакцины в атмосфере. Однако в то же время лаборатория Пастера тестировала вакцину, приготовленную М. Чемберлендом, который экспериментировал с вакциной, полученной путем химической обработки бихроматом калия, который является окислителем, обычно используемым в химических лабораториях для очистки стеклянной посуды.В небольших испытаниях эта вакцина работала.

Если бы Пастер не принял вызов ветеринаров, он наверняка навредил бы своей репутации в соревновании с Туссеном. Более того, уже ходили слухи, что Пастер действительно стремился получить финансовую прибыль от своих «секретных средств» от болезней домашнего скота. Поэтому Пастер «импульсивно» принял вызов и 28 апреля 1881 года подписал подробный и требовательный протокол, который был исполнен в мае.

Из 50 овец в испытании половина была вакцинирована 5 и 17 мая, а другая половина служила невакцинированной контрольной группой. 31 мая все овцы были заражены вирулентной культурой бацилл сибирской язвы. 2 июня 1881 года для ознакомления с результатами эксперимента присутствовало более 200 наблюдателей, в том числе правительственные чиновники, местные политики, ветеринары, фермеры, агрономы, кавалерийские офицеры и репортеры. Все вакцинированные овцы были живы, тогда как большинство невакцинированных овец были уже мертвыми, а оставшиеся явно были очень больными.

13 июня 1881 года, менее чем через две недели после его знаменитого успеха в Пуйи-ле-Форе, Пастер представил свой отчет об эксперименте перед Академией наук (Pasteur et al., 1881a):

Академии следовало бы чтобы понять, что мы не составили такую ​​(экспериментальную) программу, не имея твердой поддержки со стороны предыдущих экспериментов, хотя ни один из них не был по размеру той, которая была подготовлена ​​сейчас. Кроме того, шанс благоприятствует подготовленному уму , и именно в этом смысле, я думаю, следует понимать вдохновенную фразу Вергилия: Audentes fortuna juvat (удача выделяется жирным шрифтом) .

В этом публичном отчете об испытании вакцины против сибирской язвы Пастер дал несколько подробностей о приготовлении вакцины (Pasteur et al., 1881a). Скорее, он ускользнул от методов, которые он уже описал для своей вакцины против куриной холеры:

Итак, теперь у нас есть некоторые вирусные вакцины против сибирской язвы, способные обеспечить защиту от смертельной болезни, но при этом сами не смертельны, живые вакцины , культивировать по желанию, транспортировать куда угодно без изменений, и, наконец, , приготовленный методом, который можно считать пригодным для обобщения, поскольку он служил в предыдущий раз для открытия вакцины против холеры для цыплят .В силу условий, которые я перечислил здесь, и если смотреть на вещи исключительно с научной точки зрения, открытие этих вакцин против сибирской язвы представляет собой значительный прогресс по сравнению с вакциной Дженнера против оспы, поскольку последняя никогда не была получена экспериментально.

Только Пастер и его сотрудники знали об истинной природе вакцины, использованной в этом знаменитом испытании. Из лабораторных записей Пастера, проведенного Гейзоном, можно сделать вывод, что Пастер не использовал живую аттенуированную вакцину, которая, как он подчеркивал, была настолько важна для его успеха в борьбе с куриной холерой (Geison, 1995).Вместо этого была использована вакцина Туссена, полученная Чемберлендом путем обработки бихроматом калия:

Культура сибирской язвы, использованная для вакцины 1 ^st , эта 5 ^th от мая… была культурой сибирской язвы, ослабленной Чемберлендом с бихроматом. и который, больше не являясь смертельным, был усилен тремя последовательными пассажами у трех мышей.

Вторая доза вакцины также была приготовлена ​​путем обработки бихроматом калия.

Результатом этого публичного триумфа вакцины Пастера стало то, что он получил признание за разработку первой успешной вакцины против сибирской язвы.Впоследствии Туссен опубликовал еще только две научные статьи, прежде чем он умер в 1890 году в возрасте 43 лет после психического расстройства. Только в 1998 году французское правительство официально признало вакцину Туссена первой эффективной вакциной против сибирской язвы. В этом отношении примечательно, что Роберт Кох, который стал одним из главных конкурентов Пастера, всегда приветствовал Туссена как достойного изобретателя вакцины против сибирской язвы и упорно очернял вклад Пастера в микробиологию (Geison, 1995).

После успеха вакцины против сибирской язвы Пастер намеревался использовать свои усилия по созданию вакцины против болезни, важной для людей. Всего через 9 дней после своего выступления в Академии наук, 22 июня 1881 года, он выступил на Международном конгрессе директоров агрономических станций в Версале. Говоря о перспективах своего метода атмосферного ослабления, он сказал, что распространил этот метод на ранее неизвестный «микроб слюны», который он обнаружил у ребенка, умершего от бешенства.

La Rage

В начале набега Пастера на вакцины он хотел найти болезнь животных, которая также поражает человека. Бешенство предоставило такую ​​возможность. Позже, после того, как он «успешно» создал вакцину против бешенства, он в частной переписке настаивал на том, что он предпринял исследование бешенства « только с мыслью о том, чтобы привлечь внимание врачей к этим новым доктринам », т. Е. все еще спорная микробная теория болезней и техника вакцинации с использованием культур, аттенуированных в атмосфере (Geison, 1995).Он также был хорошо осведомлен об этических проблемах, связанных с использованием экспериментальных подходов на людях. Бешенство представляет собой идеальное заболевание, поскольку оно не является эндемическим или эпидемическим заболеванием, как, например, оспа (Smith, 2011). Фактически, это было относительно редко, по крайней мере, у людей. Следовательно, профилактическое испытание, такое как эксперимент с сибирской язвой на 50 овцах, было недоступно как по практическим, так и по этическим причинам. Однако бешенство было довольно серьезным заболеванием, поскольку после укуса бешеного животного болезнь обычно приводила к летальному исходу, а болезнь и смерть были ужасными.Такая ситуация, а также длительный инкубационный интервал между начальными укусами и появлением симптомов, который может составлять несколько месяцев, идеально подходят для терапевтического вмешательства, а не для профилактики.

В качестве предыстории, ветеринар из Лиона Пьер-Виктуар Гальтье сообщил в 1879 году, что бешенство может передаваться от собак кроликам. Галтье также предположил, что длительный инкубационный период бешенства предполагает, что терапевтическое средство можно применять после заражения, но до того, как симптомы проявятся (Geison, 1995).Еще одно важное наблюдение, которое Пастер и Ру установили в своих исследованиях куриной холеры и сибирской язвы, заключалось в том, что последовательное прохождение микроба через тот же или другой вид животных может изменить его патогенность, увеличивая или уменьшая его вирулентность (Pasteur et al., 1881b). Фактически, этот феномен использовался при создании вируса коровьей оспы на протяжении девятнадцатого века, так что история вируса коровьей оспы, вируса оспы лошадей, вируса оспы и вируса коровьей оспы стала весьма запутанной (Smith, 2011).

В этом отношении важна разница между вирусом, который должен реплицироваться в клетках, и бактериями, которые обычно реплицируются за пределами живых клеток, поскольку очевидно, что Пастер не мог культивировать вирус бешенства in vitro , это правда. вирус вместо бактерии. Следовательно, его метод ослабления атмосферы не мог быть использован для создания вакцины от бешенства. Соответственно, он обратился к своему опыту передачи микробов in vivo от животного к животному.Доктор Ру обнаружил, что если он взял материал мозга собаки, умершей от бешенства, и ввел его непосредственно на поверхность мозга здоровой собаки через отверстие, просверленное в ее черепе, то собака таким образом сделала прививку через свой трепетированный череп. , неизменно проявлялись симптомы бешенства в течение 3 недель по сравнению со средним показателем более месяца, когда собаки были инфицированы в результате укусов бешеных собак в сообществе. Таким образом, этот перенос от собаки к собаке предположительно увеличил вирулентность вируса бешенства.Пастер сразу предположил, что сокращение инкубационного интервала произошло в результате изменения микроба, тогда как Кох, наблюдавший подобное явление, предположил, что последовательный пассаж просто увеличил чистоту переносимых микробов (Geison, 1995). . Очевидно, что дозировка также будет важна, но в настоящее время невозможно определить фактическое количество перенесенных организмов.

Впоследствии, в течение следующих нескольких лет, Пастер экспериментировал с методами последовательного прохождения вируса бешенства через разные виды, чтобы выяснить, может ли он снизить его вирулентность.Затем в мае 1884 года он сообщил, что серийный перенос вируса от собак через обезьян ослабит его при повторной прививке собакам. Впоследствии, в период между этим отчетом и июлем 1885 года, когда он начал лечить мальчика Джозефа Мейстера, сильно укушенного предположительно бешеной собакой, Пастер провел множество различных экспериментов на собаках, а также на кроликах. Вместе с Ру в лаборатории разработали новый метод, чтобы попытаться ослабить вирус бешенства. Спинной мозг кроликов, недавно умерших от бешенства, подвешивали в открытых для воздуха колбах, содержащих гидроксид калия в качестве осушителя, который Пастер вводил для предотвращения разложения спинного мозга.Пастеру казалось, что каждый день обезвоживания постепенно приводит к ослаблению вирулентности, так что через 14 дней, если часть высушенного пуповины эмульгируется и вводится кроликам или собакам, она теряет свою вирулентность.

В ходе этих экспериментов концепция механизма иммунитета Пастера претерпела еще один сдвиг парадигмы. Согласно его записным книжкам, он начал сомневаться в справедливости своей теории биологического «истощения», сначала в случае бешенства, а затем в более общем плане (Geison, 1995).Согласно необычно точной теоретической записи в его записной книжке от 29 января 1885 года, он становился все более и более уверенным в том, что сделал «огромное открытие» потенциально «большой общности», а именно то, что живой вирус бешенства производит неодушевленные, растворимые, химическое «вакцинное вещество», которое вредно для продолжения репликации вируса. Это механизм, который, как теперь начал верить Пастер, был ответственен за создание иммунитета. Именно этот образ мышления привел его к экспериментам с использованием серийных прививок от свежего спинного мозга (вирулентного) к последовательно высушенному (ослабленному) спинному мозгу, а не наоборот, чтобы попытаться создать иммунитет.

Несмотря на эти новые теории, 26 октября 1885 года Пастер рассказал Академии наук почти невероятную историю своей успешной «терапевтической вакцинации» мальчика, которого несколько раз укусила бешеная собака (Pasteur, 1885).

Он начал свое выступление с объяснения того, как в 1882 году он начал эксперименты с прививкой вируса бешенства из спинного мозга бешеной собаки кроликам путем трепанации, помещая его под твердую мозговую оболочку, покрывающую мозг.После продолжительного пассажа,> 100 ×, инкубационный интервал сократился с> 15 до <7 дней, что указывает на повышенную вирулентность для Пастера.

Далее он заявил:

Спинной мозг этих кроликов бешеный по всей длине с неизменной вирулентностью. Если проявлять максимальную осторожность для поддержания чистоты, удаляют из этих шнуров участки длиной несколько сантиметров, а затем подвешивают их на сухом воздухе, вирулентность постепенно исчезает, пока не исчезнет окончательно.

Здесь Пастер предположил, что вирус в высушенных сосудах остался живым, но потерял свою вирулентность и, таким образом, был ослаблен. Однако очевидно, что у Пастера не было возможности идентифицировать организмы бешенства или сказать, живы они или мертвы.

Установив эти факты, вот способ сделать собаку невосприимчивой (невосприимчивой) к бешенству за относительно короткое время. В серии колб, в которых воздух поддерживается в сухом состоянии… каждый день суспендируют свежую ткань спинного мозга кролика, взятого у мертвого кролика от бешенства.Также каждый день делают прививку под кожу собаки 1 мл стерилизованного бульона, в котором рассредоточен небольшой фрагмент одного из этих иссушенных фрагментов позвоночника, начиная с фрагмента, наиболее удаленного по времени от того, когда над ним работали, в чтобы быть уверенным, что это совсем не опасно. В последующие дни выполняли ту же процедуру с меньшим количеством старой ткани позвоночника, разделенной интервалом в два дня, пока не дойдут до последней наиболее вирулентной ткани позвоночника, которую поместили в колбу только на день или два.Таким образом, собака становится невосприимчивой к бешенству. Его можно ввести с вирусом бешенства под кожу или аналогично на поверхность мозга путем трепанации без появления бешенства.

Применив этот метод, я сделал пятьдесят собак всех возрастов, устойчивых к бешенству, без единой неудачи, когда неожиданно 6 июля прошлого года три человека из Эльзаса явились в мою лабораторию. Джозеф Мейстер, 9 лет … двумя днями ранее получил не менее 14 ран от бешеной собаки.

Поскольку смерть этого ребенка казалась неизбежной, я решил, не без глубокого и серьезного беспокойства, как можно легко представить, попробовать на Джозефе Мейстере процедуру, которая неизменно работала на собаках.

Затем Пастер описывает 13 прививок, которые были сделаны мальчику в течение 10 дней, начиная с спинного мозга, который был высушен в течение 14 дней, и заканчивая свежим материалом спинного мозга. На момент собрания Академии Джозеф Майстер оставался здоровым в течение 3 месяцев и 3 недель.

Затем Пастер начал размышлять о том, почему его вакцинация сработала.

«Какую интерпретацию мы должны дать этой новой процедуре, которую я сделал для предотвращения бешенства после укуса»… Многие микробы, кажется, порождают в своих культурах материал, который имеет свойство препятствовать их собственному развитию… Может быть, это что вирус бешенства состоит из двух различных веществ, расположенных бок о бок, одно из которых является живым и способным быстро размножаться в нервной системе, а другое, неживым, обладает способностью в подходящем количестве подавлять развитие первый?

После этой презентации Пастер постепенно отказался от активных экспериментов, вплоть до своей смерти в 1895 году в возрасте 73 лет.

Заключение

Отчеты Пастера вызвали взрывной спрос фермеров со всего мира на вакцину против сибирской язвы, чтобы они могли вакцинировать свой скот. Цитата Пастера из книги Вергилия «Audentes fortuna juvat (удача приходит к смелым)» особенно уместна в этом отношении. Пастеру повезло, учитывая его теории относительно того, как вакцинация вызывает иммунитет, что знаменитое испытание Пуйи-ле-Фора было разработано с двумя прививками, сделанными с интервалом в две недели.Теперь мы знаем, что для развития и развития первичного иммунного ответа требуется не менее 2 недель, чтобы клетки памяти могли быстрее и с большей интенсивностью реагировать на вторичную инъекцию антигена. Это же время работало в пользу Пастера при его терапевтическом режиме вакцины против бешенства, когда он начинал с наименее свежего иссушенного спинного мозга и переходил к наиболее опасному свежему спинному мозгу за 2 недели инъекций.

Природа вакцины против сибирской язвы, которую лаборатория Пастера поставила многим людям, запросившим дозы для своих животных, остается неясной, но, вероятно, это была вакцина, обработанная бихроматом калия.Между прочим, стоит отметить, что вакцина была коммерчески произведена командой Пастера в лаборатории за углом, что принесло существенный доход новому Институту Пастера, основанному в 1885 году. Таким образом, это одна из первых, если не Во-первых, это биотехнологическая компания, которая использовалась для поддержки продолжающихся академических исследований.

Вакцина против сибирской язвы, которая используется сегодня для иммунизации рабочих шерстяных фабрик, ветеринаров, лаборантов, животноводов и военнослужащих из группы риска, представляет собой бесклеточный фильтрат, так что это «субъединичная вакцина» и состоит из протеина защитного антигена, а не из ослабленных микробов, как было предложено Пастером.Вакцина была разработана в 1950-х и 1960-х годах для использования на людях и была лицензирована FDA в 1970 году (http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/rr4915a1.htm). Он прошел обширные испытания на обезьянах и оказался эффективным в защите от легочной сибирской язвы после экспериментального заражения аэрозолем.

Соответственно, так же, как при дифтерии и столбняке, вирулентность сибирской язвы можно предотвратить с помощью вакцинации не против всего живого микроба, как это представлял Пастер, а против токсинов, выделяемых микробом, когда они денатурируются и превращаются в токсоиды, как показано фон Беринг и Китасато (1890), которые впервые продемонстрировали, что иммунизация приводит к ответу хозяина за счет образования антитоксиновой активности в сыворотке.

Что касается бешенства, то после первоначального отчета Пастера в 1885 году со всего мира хлынули пожертвования, которые пошли на строительство первого здания l’Institut Pasteur, открывшегося в 1888 году. В этом здании у Пастера была квартира. где он проводил большую часть своего времени до самой смерти. Вакцины против бешенства, которые производились и отправлялись по всему миру, первоначально состояли из иссушенной нервной ткани, которая использовалась в качестве вакцины в течение примерно 10 лет до 1895 года, когда были введены вакцины, полученные из нервной ткани, инактивированные карболовой кислотой, а затем — инактивированные фенолом нервные ткани. -производные вакцины в 1915 г. (McGettigan, 2010).Эти вакцины затем использовались в течение следующих 40 лет до середины 1950-х годов, когда инактивированный вирус бешенства, полученный из культур тканей, впервые был использован для вакцины против бешенства, которая используется до сих пор. Однако, по иронии судьбы, живых , но дефицитных по репликации вакцин против вируса бешенства сейчас находятся в стадии разработки, и они дают надежду на то, что однократные живые вакцины против бешенства для человека заменят существующие инактивированные вакцины с их токсичностью и сложными режимами повторного дозирования.

Во Франции можно быть анархистом, коммунистом или нигилистом, но не антипасторианцем.Простой вопрос науки превратился в вопрос патриотизма.

(Пастер и ярость)

[Пастер] был самым совершенным человеком, когда-либо входившим в царство науки.

(The Spectator)

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Автор благодарит Belfer Foundation и Rubin Foundation за их поддержку.

Список литературы

• Каньяр-Латур К. (1838). Воспоминание об алкогольном брожении. Аня. Чим. Phys. 68, 206–222 [Google Scholar]
• Geison G. (1995). Частная наука Луи Пастера. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета [PubMed] [Google Scholar]
• Хук Р. (1665). Микрография. Лондон: Мартин и Аллефри, Принтеры Королевского общества [Google Scholar]
• Хьюго В.(1862 г.). Отверженные. Хармондсворт: Penguin Books Ltd. [Google Scholar]
• Koch R. (1876). Die aetiologie der milzbrand-krankheit, grundet auf die entwicklungsgeschichte des Bacillus antracis . Beitr. Биол. Пфланц. 2, 277–310 [Google Scholar]
• Листер Дж. (1867a). О новом методе лечения сложных переломов, абсцессов и др. С наблюдениями за условиями нагноения. Ланцет 1, 326, 357, 387, 507. [Google Scholar]
• Lister J. (1867b). Об антисептическом принципе в хирургической практике.Br. Med. Дж. 2, 246.10.1136 / bmj.2.351.246 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• McGettigan J. P. (2010). Экспериментальные вакцины против бешенства для человека. Эксперт Преп. Вакцины 9, 1177–118610.1586 / erv.10.105 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Metchnikoff E. (1939). Основоположники современной медицины: Пастер, Кох, Листер. Фрипорт, Нью-Йорк: Издательство «Книги для библиотек» [Google Scholar]
• Пастер Л. (1857). Воспоминания о лактовом брожении.(Extrait par l’auteur). C. R. Acad. Sci. 45, 913–916 [Google Scholar]
• Пастер Л. (1860). Memoire sur la fermentation alcoolique. Аня. Чим. Phys. 58, 323–426 [Google Scholar]
• Пастер Л. (1861). Memoirs sur les corpuscles организует спокойную атмосферу в атмосфере. Examen de la doctrine des generationes spontanees. Аня. Sci. Nat. 16, 5–98 [Google Scholar]
• Пастер Л. (1880). Sur les maladies virulentes, et en specific sur la maladie appelee vulgairement cholera des poules.C. R. Acad. Sci. 90, 249–248 [Google Scholar]
• Пастер Л. (1885). Метод для предотвращения ярости после смерти. C. R. Acad. Sci. 101, 765–774 [Google Scholar]
• Пастер Л., Чемберленд К., Ру Э. (1881a). Compte rendu sommaire des experience faites a Pouilly-Le-Fort, pres de Melun, sur la Vacation charbonneuse. C. R. Acad. Sci. 92, 1378–1383 [Google Scholar]
• Пастер Л., Чемберленд К., Ру Э. (1881b). Ослабление вируса и восстановление вирулентности.C. R. Acad. Sci. 92, 430–435 [Google Scholar]
• Пастер Л., Жубер К., Чемберленд К. (1878). Теория бактерий и ее применение в медицине и хирургии. C. R. Acad. Sci. Hebd. Сеансы акад. Sci. 86, 1037–1043 [Google Scholar]
• Шванн Т. (1837). Предварительный отчет об опытах по спиртовому брожению и гниению. Аня. Phys. 41, 184–193 [Google Scholar]
• Смит К. (2011). Эдвард Дженнер и вакцина против оспы. Фронт. Иммунол. 2:21.10.3389 / fimmu.2011.00021 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Тейлер М., Смит Х. (1936). Использование вируса желтой лихорадки, модифицированного культивированием in vitro, для иммунизации человека. J. Exp. Med. 65, 787–80010.1084 / jem.65.6.787 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• фон Беринг Э. А., Китасато С. (1890). Ueber das zustandekommen der diphtherie-Immunaitat und der tetanus -munitat bei thieren. Dtsch. Med. Wochenschr. 16, 113–11410.1055 / s-0029-1207027 [CrossRef] [Google Scholar]

Гурдон и Яманака выиграли Нобелевскую премию за исследования стволовых клеток

Два ученых, получивших в понедельник Нобелевскую премию по физиологии и медицине, помогли заложить Основа регенеративной медицины, горячо преследуемая, но все еще далекая идея восстановления тела с тканями, созданными из его собственных клеток.Это Джон Б. Гурдон из Кембриджского университета в Англии и Шинья Яманака из Киотского университета в Японии.

Их открытия касаются манипуляции с живыми клетками и лежат в основе методов клонирования животных и создания стволовых клеток, примитивных клеток, из которых развиваются зрелые ткани тела. Доктор Гэрдон был первым, кто клонировал животное, лягушку, а доктор Яманака открыл белки, с помощью которых взрослая клетка может быть преобразована в состояние, подобное яйцу.Приз был объявлен в Стокгольме.

Обоим мужчинам пришлось преодолевать фальстарты в жизни. В детстве доктору Гэрдону сказали, что он совершенно не подходит для биологии, и доктор Яманака получил специальность хирурга, но обнаружил, что у него это не так хорошо получается.

Технологии, которые они разработали, достигают истоков жизни и вызывают возражения со стороны людей, которые опасаются, по этическим или религиозным причинам, того, что ученые слишком глубоко вникают в тайны природы и способность создавать жизнь искусственно.

Открытие доктора Гэрдона произошло в 1962 году, когда он получил живых головастиков из взрослых клеток лягушки. Его работа поначалу была встречена скептически, поскольку она противоречила догматам учебников, согласно которым взрослым клеткам безвозвратно приписываются их определенные функции и они не могут принимать на себя новые. (Его премия была первой Нобелевской премией, присужденной клонировщику.)

Метод доктора Гурдона заключался в извлечении ядра клетки, содержащем ДНК лягушки, из зрелой кишечной клетки и введении ядра в яйцо лягушки, собственное ядро ​​которой имело был удален.Яйцо, очевидно, было способно перепрограммировать внедренное ядро ​​и направить свои гены, чтобы переключиться с функций кишечной клетки на функции, соответствующие развивающейся яйцеклетке.

Но как тело яйцеклетки совершило этот подвиг перепрограммирования? Ответа пришлось ждать 44 года, пока молекулярные биологи не получили более глубокого понимания генов и агентов, которые их контролируют.

Работая с мышами, доктор Яманака в 2006 году обнаружил, что перепрограммирование может быть выполнено с помощью всего четырех определенных агентов контроля генов в яйце.Агенты, известные биологам как факторы транскрипции, представляют собой белки, вырабатываемые основными генами для регулирования других генов. Введя четыре агента во взрослую клетку, доктор Яманака показал, что он может вернуть клетку к ее примитивной, или стволовой, форме.

Стволовые клетки, полученные с помощью этого метода, известные как индуцированные плюрипотентные клетки или iPS-клетки, затем можно заставить созреть в любой тип взрослой клетки в организме, что имеет очевидный потенциал для медицины.

Биологи надеются, что этот метод позволит создать замещающие ткани из собственных клеток пациента для использования против широкого спектра дегенеративных заболеваний.На данный момент это остается далекой перспективой. Но клетки уже доказали свою полезность в изучении генезиса болезней. Клетки, вырабатываемые пациентом, формируют пораженную ткань, что позволяет биологам в некоторых случаях отслеживать шаги, по которым развивается болезнь.

Ранняя академическая карьера доктора Гэрдона не намекала на то, что ждет его в будущем. «Я считаю, что у Гэрдона есть идеи стать ученым; в его нынешнем виде это довольно нелепо », — написал его учитель биологии в старшей школе.«Если он не сможет узнать простые биологические факты, у него не будет шансов выполнять работу специалиста, и это будет пустой тратой времени как с его стороны, так и со стороны тех, кому придется его учить».

В Оксфордском университете более позитивный наставник посоветовал ему попробовать пересадить ядро ​​взрослых клеток в яйца лягушки. Идея заключалась в том, чтобы увидеть, остался ли геном — наследственная информация — неизменным во время развития или претерпел необратимые изменения. Создавая живых головастиков из ядра клеток взрослых лягушек, Dr.Гэрдон показал, что геном как яйцеклеток, так и взрослых клеток практически не изменился.

Но возможность клонирования животных, в том числе людей, серьезно не затрагивала общественное воображение до тех пор, пока его работа не была воспроизведена на млекопитающих с помощью поколения клонированной овцы Долли в 1997 году. человеческие эмбриональные стволовые клетки, которые происходят из ранних человеческих эмбрионов. Такие клетки называются плюрипотентными, потому что они могут развиваться в любую зрелую ткань тела.

Эти две разработки привели к концепции терапевтического клонирования — взять клетку кожи пациента, скажем, вставить ее в неоплодотворенную человеческую яйцеклетку, чтобы перепрограммировать ее обратно в плюрипотентное состояние, а затем разработать эмбриональные стволовые клетки для преобразования в ткань или орган, который пациенту необходимо было заменить. Поскольку новая ткань будет нести собственный геном пациента, проблемы иммунного отторжения возникнуть не должно.

Но человеческие яйца получить не так-то просто. Конечно, перепрограммирование могло бы быть выполнено без человеческих яиц, если бы только соответствующие факторы в яйце могли быть изолированы.Но это казалось далекой перспективой, пока доктор Яманака не обнаружил, что 24 фактора транскрипции, впоследствии сокращенные до четырех, могут перепрограммировать ядро ​​при введении в клетки на задней стороне вируса.

Доктор Джордж Дейли, исследователь стволовых клеток из детской больницы Бостона, высоко оценил творческий подход доктора Яманаки. В то время он и другие пытались перепрограммировать клетки, добавляя по одному гену за раз. По его словам, идея одновременного внедрения 24 генов «представляет собой эксперимент, над которым не могли бы посмеяться» на заседании комитета по грантам.

Рудольф Яениш, биолог из Института Уайтхеда в Кембридже, был еще одним, кто считал удивительный эксперимент доктора Яманаки правильным, несмотря на широко распространенные сомнения. «Я сразу в это поверил, потому что знал, что он очень осторожен, и в этом была логика», — сказал он.

Доктор Гэрдон и доктор Яманака получат солидный денежный приз, но он уменьшен на 20 процентов по сравнению с предыдущими годами. В июне Нобелевский фонд объявил, что его инвестиции не поспевают за расходами за последнее десятилетие, и что призовой фонд будет сокращен с 10 миллионов до 8 миллионов шведских крон.Тем не менее, по сегодняшнему обменному курсу даже это стоит 1,2 миллиона долларов.

Сегодня в коротком интервью доктор Яманака, родившийся в 1962 году в Хигасиосаке, Япония, сказал, что он учился на хирурга, но «отказался от него, потому что я узнал, что я не талантлив». Увидев, как мало лучшие хирурги могут сделать, чтобы помочь некоторым пациентам, он решил заняться фундаментальными исследованиями и прошел докторантуру в Институтах Гладстона в Калифорнии.

В интервью доктор Гэрдон сказал, что он оправился от неудачи с отчетом своего учителя биологии с помощью своей семьи и дяди, изучавшего улиток.На вопрос, как он себя чувствовал по поводу того, что ему пришлось ждать своей награды 50 лет, он сказал: «Мне повезло, что я все еще жив».

Рождение поля

«Тогда я почти всегда с большим удивлением замечал, что в вышеупомянутом вопросе было много очень маленьких живых животных, очень красиво движущихся». — Антони ван Левенгук.

Несмотря на то, что многие считают ее относительно современной областью исследований, первые описания связанной с человеком микробиоты относятся к 1670–1680 годам, когда Антони ван Левенгук начал использовать свои недавно разработанные, сделанные вручную микроскопы.В письме, написанном Лондонскому королевскому обществу в 1683 году, он описал и проиллюстрировал пять различных видов бактерий (хотя в то время он называл их анималкулами), присутствующих в его собственном и чужом рту, а также впоследствии сравнил свой собственный ротовой полости и ротовую полость. фекальная микробиота, определяющая различия между участками тела, а также между здоровьем и болезнью. Некоторые из первых прямых наблюдений за бактериями были связаны с микробиотой человека.

Перенесемся на пару столетий вперед, и в 1853 году Джозеф Лейди опубликовал книгу под названием Флора и фауна живых животных , которую некоторые считают началом исследований микробиоты.Затем работы Пастера, Мечникова, Коха, Эшериха, Кендалла и некоторых других заложили основы нашего понимания взаимодействия хозяина и микроорганизма. Пастер разработал микробную теорию болезни, но также полагал, что непатогенные микроорганизмы могут играть важную роль в нормальной физиологии человека; Мечников считал, что состав микробиоты и ее взаимодействие с хозяином важны для здоровья; и Эшерих был убежден, что понимание эндогенной флоры необходимо для понимания физиологии пищеварения, патологии и лечения кишечных заболеваний.Звучит знакомо? Темы, которые мы исследуем в этих «Вехах в исследованиях микробиоты человека», во многом опирались на гипотезы и ранние работы этих гигантов микробиологии, на плечах которых стоит эта область сегодня.

В 1890 году Кох опубликовал свои знаменитые постулаты, четыре критерия, разработанные для установления причинной связи между микроорганизмом и заболеванием, и в течение первой половины двадцатого века микробиология стала больше ориентироваться на идентификацию этиологических агентов болезни.Вероятно, это также связано с тем, что большинство бактериальных патогенов могут расти в присутствии кислорода, тогда как большинство представителей кишечной микробиоты не могут и, следовательно, не могут быть изучены в то время. В 1917 году немецкий врач Альфред Ниссле выделил штамм Escherichia coli Nissle 1917, который остается широко используемым пробиотиком. Во время Первой мировой войны, когда были описаны первые кишечные эукариотические микроорганизмы и бактериофаги, Ниссл заметил, что это сделал один солдат. не заболел дизентерией и подумал, что у него в кишечнике может быть защитный микроорганизм.Он выделил штамм и позже показал, что он противодействует другим патогенам, установив концепцию устойчивости к колонизации, согласно которой связанные с человеком микроорганизмы препятствуют закреплению патогенов в той же нише.

Несмотря на эти ранние открытия, эта область по-настоящему взлетела только после того, как в 1940-х и 1950-х годах были открыты методы культивирования анаэробных организмов, когда представители микробиоты выращивались и изучались в лаборатории. Именно здесь мы решили начать нашу временную шкалу вех, поскольку все большее число исследователей стали интересоваться составом и функциями микробных сообществ, которые живут на наших различных поверхностях, и тем, как они меняются на протяжении нашей жизни.Осознание того, что большая часть нормальной физиологии обычных лабораторных мышей отсутствует у стерильных мышей и может быть восстановлена ​​путем колонизации бактериями, полученными из фекалий, позволило провести первые эксперименты in vivo. Сравнение стерильных и колонизированных животных в 1960-х годах привело к наблюдениям, которые предсказали многое из того, что было открыто с тех пор, с использованием методологий, позволяющих проводить более глубокий анализ. Несмотря на успехи в культивировании микроорганизмов, вскоре стало очевидно, что существуют большие расхождения между количеством существующих клеток и тем, сколько их может вырасти в лаборатории, что стало известно как «большая аномалия подсчета планшетов».Это ключевое наблюдение мотивировало разработку основанных на секвенировании подходов к идентификации некультивируемых микроорганизмов, которые были впервые применены Вёзе, Пейсом, Фоксом и другими для изучения экологических микроорганизмов и впоследствии адаптированы для анализа сообществ, связанных с людьми, что позволило получить беспрецедентный взгляд на их состав. . Ключевым шагом в популяризации исследований микробиоты, сделавших их в основных новостях и сделавших их концепцией домашнего хозяйства, стало открытие группы Гордона в 2006 году, согласно которому воссоздание мышей с микробными сообществами, связанными с болезненным состоянием человека, может трансплантировать фенотип. животным.Это открыло двери для исследований, пытающихся установить причинно-следственные связи между измененными микробными сообществами и заболеванием, что стало краеугольным камнем этой области.

Хотя первое использование трансплантации фекальной микробиоты (FMT) в западной медицине было опубликовано в 1958 году Беном Эйсманом и его коллегами, которые успешно вылечили четырех человек, страдающих псевдомембранозным колитом (до известной причиной была Clostridioides difficile ), FMT уже был использовался в древней китайской медицине.В китайской медицинской литературе четвертого века упоминается его использование, в том числе Ге Хонгом, для лечения пищевых отравлений и тяжелой диареи. В шестнадцатом веке Ли Шичжэнь использовал пероральный прием «супа», содержащего свежий, сухой или ферментированный стул, для лечения заболеваний брюшной полости. В Европе семнадцатого века итальянец Фабрицио и немец Пауллини задокументировали использование FMT, а американский микробиолог Стэн Фалькоу откровенно напомнил о своей роли в приготовлении таблеток от фекалий первого поколения для восстановления кишечных сообществ хирургических пациентов за год до того, как Эйсман и его коллеги опубликовали их работа.

Мы понимаем, что огромный объем работы предшествует каждой вехе, которую мы выбрали, чтобы подчеркнуть прогресс в этой области. Это предисловие призвано воздать должное некоторым из этих пионеров микробиоты. В этом проекте, разделенном на 25 этапов, мы хотим выделить определенные области исследований — как установленные, так и развивающиеся, — которые способствовали лучшему пониманию нашей микробной сущности, а также методологические достижения, которые продвинули эту область вперед. Мы также хотим выделить важные, но менее известные аспекты этой области, такие как тот факт, что наша микробиота состоит не только из бактерий; что связанные с человеком полезные для здоровья микробные сообщества существуют на всех поверхностях тела, не только в нашем кишечнике; и, что важно, чтобы иметь полное представление о функциональных возможностях нашей микробиоты и ее роли в здоровье человека, нам нужно смотреть за пределы кишок белого населения Запада.

Мы благодарим многих исследователей из всех уголков области, которые консультировали по различным аспектам этого проекта, а также тех, кто участвовал в подкастах. Конечно, невозможно охватить все в такой широкой и разнообразной области, как эта, но мы надеемся, что нам удалось сделать основные шаги вперед. Пытаясь подвести итоги почти 350 лет исследований, мы неизбежно упустим важные статьи и искренне извиняемся за любые непреднамеренные упущения.Хотя мы сосредоточили эти вехи на изучении микробиоты, связанной с человеком, другие активные исследовательские сообщества пытаются понять сообщества микробов, связанных с растениями и животными, а также с окружающей средой. Мы надеемся, что это путешествие по истории будет вдохновляющим, и мы с нетерпением ждем захватывающих событий, которые обязательно произойдут, чтобы в конечном итоге использовать наше понимание микробных сообществ для улучшения здоровья не только человека, но и растений, животных и экосистем.

Дополнительная литература

Savage, D. C. Микробная биота кишечника человека: дань уважения некоторым ученым-новаторам. Curr. Вопросы Intest. Микробиол . 2 , 1–15 (2001).

Finegold, S. M. Век анаэробов: взгляд назад и призыв к оружию. Clin. Заразить. Dis . 16 , 453–457 (1993).

Фальк, П. Г., Хупер, Л. В., Мидтведт, Т. и Гордон, Дж. И. Создание и поддержание экосистемы желудочно-кишечного тракта: что мы знаем и что нам нужно знать из гнотобиологии. Microbiol. Мол. Биол. Ред. . 62 , 1157–1170 (1998).

Leidy, J. Флора и фауна живых животных (Смитсоновский институт, 1853 г.).

Экспериментальная физиология в 1700-х годах

Обзор

Физиология — это изучение функций живых организмов и их компонентов, включая соответствующие физические и химические процессы. Восемнадцатый век был назван Эпохой Просвещения или Веком Разума, когда знания в целом развивались, особенно в области науки и медицины.За это время открытия в области физиологии расширились благодаря группе исследователей, известных как физиологи-экспериментаторы.

Изучение анатомии человека было продвинуто смелой работой Леонардо да Винчи (1452-1519) и Андреаса Везалия (1514-1564) в предыдущие два столетия, но процессы, с помощью которых работали внутренние системы, все еще оставались загадкой. . Ученые восемнадцатого века опирались на эту работу. В отличие от современных ученых, обладающих разными специальностями, эти ранние исследователи овладели несколькими различными областями.Такие ученые, как Рене де Реомюр (1683–1757), помимо физиологии изучали множество дисциплин. Итальянский физиолог Лаззаро Спалланцани (1729-1799) внес вклад не только в биологию человека, но и сделал необычные открытия, касающиеся воспроизводства животных. Кроме того, Джованни Борелли (1608–1679) изучал движения, а Фрэнсис Глиссон (1597–677) и Альбрехт фон Галлер (1708–1777) изучали раздражительность (сокращение мышц).

Восемнадцатый век был полон конфликтов между наукой и религией.Он увидел появление механизма, который рассматривал живые существа как простые машины. Это конкурировало с древней философией витализма, которая предполагала, что все живые существа обладают внутренней или «жизненной силой», которая недоступна и не может быть измерена. Эта сила активирует живые существа. Георг Эрнст Шталь (1660-1734), немецкий врач и химик, поддерживал витализм, господствовавший над биологией до начала двадцатого века. Шталь даже потерял своего лучшего друга Фридриха Гофмана (1660-1742) из-за разногласий в философских взглядах.Эта ссора между друзьями — лишь один пример того, как оптимизм их времени сдерживался жаркими эмоциональными дебатами по поводу теории.

Предпосылки

Эпоха Просвещения уходит корнями в блестящие открытия предыдущих веков, включая работы Везалия, фламандского анатома и врача, которого часто называют основоположником анатомии. Греческий врач Гален а.д. 129-216?) Ранее установили многие основные принципы медицины, принятые на протяжении веков.Верования Галена в физиологию были составлены из идей Платона (427? -347 до н. Э.), Аристотеля (384-322 до н. Э.) И Гиппократа (460? -377? До н. Э.). Он считал, что здоровье человека — это баланс четырех основных жидкостей тела. Юмор представлял собой кровь, желтую желчь, черную желчь и мокроту. Каждый юмор содержал два из четырех элементов (огонь, землю, воздух и воду) и отображал два из четырех основных качеств: горячее, холодное, влажное и сухое. Гален предположил, что дисбаланс юмора может быть в определенных органах и теле в целом.Он прописал определенные средства, чтобы вернуть тело в равновесие. Идеи Галена господствовали во всех областях медицины до середины 1600-х годов

В 1543 году Везалий осмелился указать на ошибки в предположениях Галена и приступил к вскрытию и экспериментальным исследованиям. Он показал, что у Галена было больше информации о животных, чем о людях, а также что переводчики на протяжении веков вносили много ошибок в тексты Галена. Идеи физиологии сохранялись до тех пор, пока Уильям Харви (1578–1657) правильно не объяснил кровообращение.

Некоторые ученые отмечают начало научной революции в 1543 году, в год, когда Версалиус опубликовал О ткани человеческого тела и Николай Коперник (1473-1543) опубликовал О вращении небесных сфер, , в котором он бросил вызов старой птолемеевской вере в то, что Земля была центром Вселенной. Обе книги во многом ослабили влияние классической греческой науки, сделав возможным развитие новых идей.

Английский врач Уильям Харви обнаружил, как кровь циркулирует у млекопитающих, и это открытие противоречило общепринятым идеям Галена.Многие из этих достижений были впечатляющими на бумаге, но не повлияли на повседневную работу медицины. Основные проблемы с болезнями существовали в начале 1700-х годов. Войны, эпидемии и скопление людей в городах несут опасность для здоровья и высокий уровень смертности.

Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) стал кумиром Просвещения. Его эксперименты и натурфилософия создали модель. Он привел Германа Бурхааве (1668-1738), голландского профессора, к применению физики для выражения болезни. Согласно Бурхаве, здоровье и болезнь объяснялись силой, весом и гидростатическим давлением.

Эти взгляды определенно поощряли эксперименты. В то время как Церковь ставила в тупик новую науку и поощряла принятие древних истин, ученые начали наблюдать, анализировать и оспаривать, что привело ко многим новым открытиям, а также к спорам. Физиология была лишь одной из передовых областей.

Воздействие

Воздействие науки восемнадцатого века не ограничивалось изменениями в методологии исследования, но повлияло на фундаментальную новую концепцию реальности, основанную на наблюдении и эксперименте.Это базовое изменение перспективы называется сменой парадигмы, когда одна модель меняется на другую.

Восемнадцатый век как век оптимизма. Несмотря на то, что войны и болезни унесли свои жертвы, «просвещенные» интеллектуалы в Нидерландах, Великобритании, Франции и Германии провозгласили, что грядут лучшие времена. Наука и технологии дадут человеку контроль над природой, социальным прогрессом и болезнями. В 1790-х годах маркиз де Кондорсе (1743–1794) заявил, что будущие достижения медицины, наряду с гражданским разумом, увеличат продолжительность жизни даже до бессмертия.

Сегодня ученые обычно сосредотачивают свои усилия на одной области или даже на узкой специальности в определенной области. Например, молекулярный биолог может сосредоточиться на одной конкретной структуре внутри клеток, такой как ДНК рибосом. Сейчас трудно представить, насколько разносторонне образованными были многие из первых исследователей.

Рене де Реомюр был французским ученым восемнадцатого века, который исследовал и работал во множестве областей. В 1710 году король Людовик XIV поручил ему составить списки всех промышленных и природных ресурсов Франции.Он изобрел термометр, носящий его имя, усовершенствовал методы производства железа и стали и работал над раскрытием секрета китайского фарфора. Он был одним из первых, кто описал регенерацию утраченных придатков лобстерами и раками. Его работа с животными привела его к изучению пищеварения.

Ученые начали задавать ключевые вопросы о том, как все работает. Например: как происходит пищеварение? Какой-то внутренней жизненной силой? По химическому действию желудочного сока? Путем механического сбивания и измельчения? Размышляя над этими проблемами, Реомюр задумал блестящие исследования пищеварения у птиц.Поскольку у птиц нет зубов для измельчения пищи, он был убежден, что структура, называемая желудком, действует для пережевывания пищи и уменьшения ее размеров. Он заставлял птиц, питающихся семенами или зерном, глотать трубки из стекла и жести. Через два дня животных вскрыли. Он был поражен, обнаружив, что стеклянные трубки разбиты, но действие желудка сгладило и отполировало их. Оловянные трубки были раздавлены и сплющены.

Обратив внимание на хищных и мясоедных птиц, он обучил воздушного змея глотать маленькие трубочки, наполненные пищей.Он заключил куски мяса в трубку, закрыл концы, а затем призвал птицу проглотить. Позже птица изрыгала трубку с пищей. Анализ пищи показал, что она была частично переварена и что пищеварение было скорее химическим, чем физическим. Он также подверг критике распространенное в то время представление о том, что гниение — это способ переваривания пищи. Реомюр оказал большое влияние на дискуссию о пищеварении. Он был одним из самых уважаемых членов Академии наук в первой половине века, который много писал и стал известен всему европейскому сообществу.

Лазаро Спалланцани был итальянским физиологом, который также внес вклад во многие области науки. Спалланцани получил хорошее классическое образование и в 1760 году стал профессором логики, метафизики, греческого языка и физики в Университете Модены. Хотя в течение дня он работал преподавателем, все свое свободное время он посвящал научным исследованиям. Два ученых, Джордж Буффон и Джон Тербевиль Нидхэм (1713-1781), опубликовали биологическую теорию, согласно которой все живые существа содержат не только неодушевленную материю, но и «жизненно важные атомы», которые уходят в почву и перерабатываются в растения.Они утверждали, что маленькие движущиеся объекты, обнаруженные в воде пруда, были жизненно важными атомами органического материала. Однако, изучая образцы воды из пруда, Спалланцани согласился с Антоном ван Левенгук (1632-1722), голландским ученым, который наблюдал за микроскопическими организмами. Спалланцани пришел к выводу, что эти движущиеся объекты действительно были маленькими «зверюшками» или животными, а не просто жизненно важными атомами.

Спалланцани был очарован механизмом регенерации хвостов саламандр, улиток и головастиков.Он разработал несколько экспериментов, чтобы опровергнуть идею самозарождения. Эта идея заключалась в том, что такие вещи, как личинки, произошли от неживого разлагающегося мяса. Франческо Реди (1626-98) провел знаменитый эксперимент с разлагающимся мясом, который опроверг это мнение, но идея самозарождения сохранялась во многих кругах.

В 1773 году Спалланцани провел важную серию экспериментов по пищеварению. Используя себя в качестве испытуемого, он проглотил небольшие льняные мешочки с разной едой.Затем он срыгивал пакеты и изучал их содержимое. Это позволило ему определить, что в пищеварительном соке есть особые химические вещества, которые действуют на различные виды продуктов. Он также определил растворяющую способность слюны.

Спалланцани получил большое признание за свои исследования репродукции. Он также обнаружил, что в крови произошло окисление. К 1800 году было принято, что кислород в сочетании с углеродом в пище производит тепло животных. Спалланцани использовал любую возможность, чтобы путешествовать, обмениваться информацией с другими учеными и изучать новые явления.Это также было в истинном духе эпохи Просвещения.

Среди физиологов развивалась традиция под названием «ятрохимия», химия исцеления живых существ. Этот термин сегодня может быть связан с биохимией. Ятрохимики исследовали связь между дыханием и горением. Джозеф Блэк (1728-1799), шотландский профессор, разработал идею скрытого тепла, которое выделяется при дыхании. Позже Антуан Лавуазье (1743–1794) определил это как двуокись углерода. Блэк отметил, что выдыхаемый воздух не был токсичен, но его нельзя было вдыхать для поддержания жизни.

Джованни Борелли был итальянским физиологом, который первым объяснил движение мышц. Он изучал мышечную активность, секрецию желез, дыхание, сердечный ритм и нервные реакции. Он попытался проанализировать эти движения тела с точки зрения физики. В своей книге The Movement of Animals он использовал принципы механики для анализа движения. Глядя на сокращение мышц, он предположил, что их работа запускается процессами, похожими на химическое брожение. Он предположил, что дыхание — это механический процесс, при котором воздух попадает в кровоток через легкие.Он описал структуру костей как серию рычагов, где мышцы работают, толкая и тянущие. Он также считал, что в воздухе есть что-то, что поддерживает жизнь. Воздух был средой для упругих частиц, которые попадали в кровь, обеспечивая движение. Согласно Борелли, то, что нельзя было измерить или взвесить, было мистикой, а не наукой.

Борелли использовал термин ятрофизика или ятрохимия, чтобы связать физику и химию с медициной. Слово «ятро» — это греческий термин, означающий исцелять.Можно встретить слово «психиатрия», означающее исцеление разума, или слово «педиатрия», означающее исцеление детей.

Фрэнсис Глиссон был первым исследователем, который столкнулся с идеей раздражительности. Глиссон был профессором физики в Кембридже и провел новаторское исследование «новой» болезни — рахита. Изучая выведение желчи в кишечник, он заметил, что реакция подразумевает наличие нервов. Он пришел к убеждению, что раздражительность (сокращение) — это свойство ткани, а нервы — независимые структуры.Идея раздражительности была забыта, пока швейцарский биолог Альбрехт фон Галлер (1708–1777) не возродил ее в следующем столетии. Наблюдения Глиссона были радикальными для его времени и основывались на открытиях Харви и механической философии.

Экспериментальная физиология достигла новых высот благодаря работам Галлера, плодовитого писателя, которого называют отцом экспериментальной физиологии. Он родился в Берне, Швейцария, вундеркиндом, попавшим под влияние Германа Бурхааве.Одним из его первых любовных подвигов было исправление издания Boerhaave’s Institutes of Medicine, , которое показало, что экспериментирование приведет к новым отчетам о жизнеспособности и взаимоотношениях между телом и душой. Модель баланса Бурхааве сосредоточена на нервной системе. Он также стал ярым сторонником механистической философии.

Галлер поступил в Геттингенский университет и работал профессором медицины, анатомии, хирургии и ботаники. Он стал очень хорошо известен в научном сообществе благодаря впечатляющей экспериментальной работе в недавно созданном университете.Он написал восьмитомную энциклопедию под названием Physiological Elements of the Human Body (1757), которая считается важной вехой в истории медицины. Набожный христианин, Халлер свидетельствует о том, что человеческие существа состоят из физического тела, которое можно анализировать с точки зрения сил и материи, и вечной души.

Галлер шокировал научное сообщество в 1753 году, когда он внезапно оставил свой престижный пост в Геттингене, чтобы вернуться в Берн, чтобы продолжить свои эксперименты, писать и развивать частную практику.Эксперименты в области дыхания и кровообращения привели к тому, что Халлер первым понял, как работает дыхание и как с ним работает сердце. Он обнаружил, что желчь переваривает жиры, и определил многие стадии эмбрионального развития. Он проводил анатомические исследования головного мозга, репродуктивной и кровеносной систем.

Однако его выдающийся вклад был в изучение мышечных сокращений. Основываясь на результатах 567 экспериментов, из которых 190 было проведено над ним, он показал, что раздражительность — это особое свойство мышц.Раздражительность в медицине означает способность реагировать на раздражитель или чувствительность к раздражителям. Он обнаружил, что легкий раздражитель, приложенный непосредственно к мышце, вызывает резкое сокращение. Он обнаружил, что чувствительность — это специфическое свойство нервов. С медицинской точки зрения чувствительность определяется как способность воспринимать раздражители и реагировать на них. В своей книге « О чувствительных и раздражающих частях человеческого тела», он четко установил, что раздражительность или сокращение — это свойство всех мышечных волокон, а чувствительность или передача сообщения — это область нервов.Его исследования и труды легли в основу неврологии.

В последние годы своей жизни Галлер провел много времени, каталогизируя научную литературу. В его четырехтомнике «Библиография медицинской практики » перечислены 52 000 публикаций по анатомии, ботанике, хирургии и медицине.

Идея применения математики и измерений в науке также была выдвинута Бурхаве, который назвал эти исследования «ятроматематикой». Англиканский священник Стивен Хейлз (1677-1761) разработал уникальный эксперимент по измерению силы крови.Он вставил трахею гуся, прикрепленную к стеклянной трубке длиной 11 футов (3,4 м), в яремную вену и сонную артерию лошади. Это позволило ему измерить, насколько далеко кровь может проникнуть в пробирку.

Хейлз был очарован экспериментами с животными и бесчеловечно использовал многих разных животных. Например, интересуясь действием нервов, он отрезал лягушкам головы и прокалывал кожу в разных местах, чтобы изучить нервные рефлексы. Его бессердечное обращение с животными вызвало резкое неодобрение со стороны тех, кто занимался защитой прав животных в то время.Их называли антививисекционистами, и они активно выступали против физиологических экспериментов на животных. Группа, возглавляемая Сэмюэлем Джонсоном, выдающимся литературным деятелем Британии, заявила, что такие пытки животных никогда никого не излечивали. Этот спор будет продолжаться и в более поздние века.

В эпоху разума обсуждались две философии биологической природы жизни: витализм и механизм. Механистическая теория рассматривала живые организмы как машины. Таким образом, все тело — это сумма его частей, запрограммированных на самостоятельное функционирование.Это называется редукционистской позицией, потому что она предполагала, что биология просто сводится к физическим и химическим законам. С другой стороны, витализм — это школа мысли, восходящая к Аристотелю. С этой точки зрения природа жизни рассматривается как результат жизненной силы, свойственной живым организмам. Эта сила отличается от всех других сил и контролирует развитие и деятельность организма. Одним из сторонников витализма был Георг Эрнст Шталь.

Шталь изучал медицину в Йене и в студенческие годы подружился с Фредерихом Хоффманом.Оба учились в недавно созданной медицинской школе в Галле, где Шталь стал профессором практической медицины, анатомии, физики и химии. Когда Хоффманн стал страстным приверженцем ятромеханики — стойкой механистической убежденности в том, что живые существа — это машины, — их пути со Шталем разошлись после 20 лет дружбы. Их философские разногласия сделали бывших друзей заклятыми соперниками.

Шталь находился под влиянием немецких пиетистов, протестантской группы, которая подчеркивала преданность и толерантность христианства, подобно квакерам или друзьям.Он настаивал на том, что законов механики и химии недостаточно для объяснения загадок живых существ. Он определил, что жизнь должна иметь направление с помощью особой силы, и описал эту силу, используя латинское слово anima . Это привело к названию теории анимизмом. Более поздние слова для обозначения той же точки зрения — витализм и антиматериализм.

Шталь разработал конструкции теории флогистона. По его словам, флогистон — это вещество, которое выделялось или передавалось между материалами, участвующими в горении.Флогистон произошло от греческого слова «флогистон» , что означает «сжигать». Шталь построил практическую теорию о том, что флогистон также является частью физики тела и энергии.

Когда Лавуазье открыл роль кислорода в горении, теория флогистона оказалась неверной. Однако современные исследователи похвалили Шталь за новаторство в использовании молекулярных исследований в химическом анализе и за признание разницы между физическими и химическими реакциями.

Стремясь понять принцип работы физиологии, исследователи Просвещения внесли огромный вклад в человеческую способность управлять окружающей средой.В поисках ответов на вопросы, касающиеся природы и внутренних процессов живых существ, они смогли расширить знания как о структуре, так и о функциях живых систем.

Хотя историки отмечают, что Эпоха Разума была отмечена энтузиазмом и надеждой, такие большие ожидания часто сдерживались разочарованием, особенно когда чрезмерный упор на теории и философские рассуждения фактически сдерживал научный разум. Однако работы этих ученых восемнадцатого века заложили основы достижений биологии девятнадцатого века.

ЭВЕЛИН Б. КЕЛЛИ

Дополнительная литература

Кинг, Лестер Ф. Философия медицины: начало 18 века. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета, 1978.

Койре, Александр. Астрономическая революция: Коперник-Кеплер-Борелли. Нью-Йорк: Довер, 1992.

Линдеман, Мэри. Здоровье и исцеление в Германии восемнадцатого века. Балтимор: издательство Университета Джона Хопкинса, 1996.

Портер, Рой. Величайшая польза для человечества Медицинская история человечества. New York: W. W. Norton, 1997.

Porter, Roy, ed. Медицина в эпоху Просвещения. Амстердам: Родольф, 1995.

Спаллейн, Дж. Доктрина нервов. Лондон: Oxford Press, 1981.

Наука и ее времена: понимание социальной значимости научных открытий

Эксперт «Теломер» Кэрол Грейдер разделяет Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2009 года

Кэрол Грейдер, Ph.Д., 48 лет, один из пионеров в мире исследователей структуры концов хромосом, известных как теломеры.

5 октября 2009 г. — 48-летняя Кэрол Грейдер, доктор философии, одна из первых исследователей структуры концов хромосом, известных как теломеры, получила сегодня Нобелевскую премию по физиологии и медицине Шведской королевской академии наук за 2009 год. Академия признала ее за открытие в 1984 году теломеразы (ta-LAW-mer-ace), фермента, который поддерживает длину и целостность концов хромосом и имеет решающее значение для здоровья и выживания всех живых клеток и организмов.

Грейдер (произносится как grEYE-der), профессор Дэниела Натанса и директор отдела молекулярной биологии и генетики в Институте фундаментальных биомедицинских наук Джонса Хопкинса, делит премию этого года с Элизабет Блэкберн, профессором биохимии и биофизики Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Франциско и Джек Шостак, доктор философии из Гарвардской медицинской школы, которые обнаружили, что теломеры состоят из простых повторяющихся блоков строительных блоков ДНК и что они обнаружены во всех организмах.Грейдер, Блэкберн и Шостак разделили премию Альберта Ласкера 2006 года за фундаментальные медицинские исследования за эту работу.

«Чрезвычайно важная работа Кэрол, ее влияние на науку и ее возрастающее значение для здоровья человека служат примером миссии Джонса Хопкинса по продвижению знаний на благо нашего мира», — говорит Эдвард Д. Миллер, доктор медицины, декан и генеральный директор Johns Hopkins Medicine. «Мы рады, что Нобелевский фонд удостоил ее чести, и мы сердечно поздравляем ее.”

Нобелевская премия, считающаяся самой престижной в мире, присуждается за достижения в области физики, химии, физиологии или медицины, литературы и мира с 1901 года Нобелевским фондом в Стокгольме, Швеция. Доктора Грейдер, Блэкберн и Шостак получат медаль и диплом и разделят денежную премию в размере 10 миллионов крон (1,4 миллиона долларов США) на церемонии в Стокгольме 10 декабря.

«Это замечательный момент, — говорит президент Университета Джонса Хопкинса Рон Дэниэлс, — не только для доктора Хопкинса».Грейдер, но также и для всех нас здесь, в Johns Hopkins, которые разделяют ее страсть к открытиям и ее рвение использовать знания на благо человечества. Мы взволнованы этим великолепным достижением Кэрол и ее коллег, и даже больше — последствиями ее продолжающейся работы для нашего понимания таких сложных проблем, как рак и старение. У Кэрол неизмеримо продвинутые научные знания, но она остается неудовлетворенной и хочет знать больше. Это путь Джонса Хопкинса.«

Каждый раз, когда клетка делится, ее хромосомы становятся немного короче. По мере старения клетки их теломеры укорачиваются. Последующая потеря функции теломер заставит одни клетки перестать делиться или умирать, а другие претерпевают хромосомные перестройки, которые могут привести к раку.

Грейдер, Блэкберн и Шостак провели свои революционные исследования в конце 1970-х и 1980-х годах. Блэкберн показал, что простые повторяющиеся последовательности ДНК составляют концы хромосом, и вместе с Шостаком установил, что эти повторяющиеся последовательности стабилизируют хромосомы и предотвращают их повреждение.Шостак и Блэкберн предсказали существование фермента, который будет добавлять последовательности к концам хромосом.

Будучи аспирантом Блэкберна, который тогда был преподавателем Калифорнийского университета в Беркли, Грейдер выследил фермент теломеразу. Позже она определила, что теломераза каждого организма содержит компонент РНК, который служит шаблоном для конкретной повторяющейся последовательности теломер ДНК существа. Помимо понимания того, как поддерживаются концы хромосом, работа Блэкберна, Грейдера и Шостака заложила основу для исследований, которые связывают теломеразу и теломеры с раком человека и возрастными заболеваниями.

Обрадованный Грейдер поблагодарил Нобелевский фонд за награду и подчеркнул, что признание подчеркивает ценность «открытий, движимых чистым любопытством. Когда мы начали эту работу, мы понятия не имели, что теломераза участвует в развитии рака, но нам было просто любопытно, как хромосомы остаются нетронутыми.

«Ученых-фундаментальных ученых, таких как я, интригует то, что каждый раз, когда мы проводим серию экспериментов, возникают три или четыре новых вопроса, когда вы думаете, что ответили на один.Наш подход показывает, что, хотя вы можете проводить исследования, которые пытаются ответить на конкретные вопросы о болезни, вы также можете просто следить за своим носом ».

Работая с одноклеточным организмом, обитающим в пруду, под названием Тетрахимена, Грейдер сказал, что эти организмы — а не приматы или люди — были лучшей тестовой системой, потому что тетрахимена содержит «больше примерно 40 000 хромосом по сравнению с нашими 23 парами» и, таким образом, имеет гораздо больше хромосома заканчивается изучением.

«Самые далеко идущие открытия являются результатом фундаментальных исследований», — говорит Стивен Дезидерио, M.Доктор философии, директор Института фундаментальных биомедицинских наук Университета Джонса Хопкинса. «Мы очень рады, что Кэрол получила признание за свою работу, которая напоминает нам, что наука наиболее сильна, когда ею движет любопытство».

Образование и карьера
Кэрол Грейдер, 48 лет, выросла в Дэвисе, Калифорния, где ее отец был физиком в Калифорнийском университете. Грейдер благодарит своих родителей за ее решение заняться наукой, а отца за то, что она повлияла на ее отношение к академической науке.: «Мой отец говорил об академической свободе и важности нравиться то, что вы делаете. Он говорил: «Ты можешь делать все, что хочешь, но тебе должно нравиться то, что ты делаешь».

Грейдер окончил Калифорнийский университет в Санта-Барбаре со степенью бакалавра искусств. кандидат биологических наук в 1983 г. и получил степень доктора философии. в области молекулярной биологии в 1987 году из Калифорнийского университета в Беркли. С 1988 по 1997 год она работала в лаборатории Колд-Спринг-Харбор на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, сначала в качестве научного сотрудника, затем младшего исследователя.Она переехала в Johns Hopkins в 1997 году.

Исследования
Находясь в Колд-Спринг-Харбор, Грейдер, работая с Кэлвином Харли из Университета Макмастера, осознал, что, в отличие от большинства клеток в организме взрослого человека, раковые клетки содержат активные формы теломеразы, которые позволяют клеткам продолжать делиться, сохраняя длину концов их хромосом. Вместе в 1990 году они предоставили ранние доказательства того, что длина теломер связана со старением клеток. Они обнаружили, что теломераза активируется в раковых клетках, что позволяет этим клеткам обходить клеточное старение и продолжать расти как иммортализованные клетки.

Два исследователя начали представлять себе лечение рака, при котором теломераза могла подавляться достаточно долго, чтобы уничтожить теломеры в злокачественных клетках. Это вызовет смерть раковых клеток, но не нормальных с их более длинными теломерами.

Последующая работа с использованием культивированных клеток человека и мышей, генетически модифицированных без гена теломеразы, подтвердила, что ингибирование теломеразы может ограничивать деление раковых клеток и образование опухолей.

Текущие интересы
Грейдер продолжает изучать роль теломер в повреждении ДНК и гибели клеток. Недавно она и ее коллеги разработали мышиную модель редкого наследственного заболевания, связанного с недостаточностью стволовых клеток, называемого врожденным дискератозом, которое вызывается мутациями теломеразы. Люди с врожденным дискератозом не могут поддерживать теломеразу в костном мозге и в конечном итоге умирают от недостаточности костного мозга. «Внезапно исследования, которые мы провели по последствиям потери теломеразы, оказались актуальными для этого заболевания», — говорит Грейдер.«Это еще один пример исследования, движимого любопытством, которое имеет прямое медицинское значение».

Грейдер в настоящее время работает над моделями мышей, которые она помогла разработать, чтобы понять, как теломераза может играть роль как в раке, так и в отказе стволовых клеток. По ее словам, это может привести к более четкой связи между старением и теломерами. «Я не верю, что старение будет сводиться только к одному — что будет один ген, который контролирует все старение. Я думаю, что будет несколько разных неудач, и что потеря стволовых клеток может сыграть роль в некоторых из них.”

«Чрезвычайно важная работа Кэрол Грейдер, ее влияние на науку и ее возрастающее значение для здоровья человека служат примером миссии Джонса Хопкинса по продвижению знаний на благо нашего мира», — говорит Эдвард Д. Миллер, доктор медицины, декан медицинского факультета и генеральный директор Медицина Джона Хопкинса. «Мы рады, что Нобелевский фонд удостоил ее чести, и мы сердечно поздравляем ее».

Директор NIGMS Джереми М. Берг, доктор философии, добавляет: «Руководствуясь любопытством, д-р.Грейдер и ее коллеги ответили на фундаментальные вопросы об основном биологическом процессе, который, как сейчас известно, участвует в раке и клеточном старении. Их работа стала важным прорывом во многих областях и представляет собой классический пример того, как фундаментальные исследования, не ориентированные на заболевания, могут непредвиденным образом пролить свет на наше понимание здоровья и болезней ». До назначения Берга в NIGMS он руководил Институтом фундаментальных биомедицинских наук в Университете Джонса Хопкинса, где работал на факультете с 1986 по 2003 годы.

Почему здоровье детей — основа здоровья на протяжении всей жизни

Почему важно здоровье в раннем возрасте?

Биология здоровья объясняет, как переживания и влияния окружающей среды «проникают под кожу» и взаимодействуют с генетическими предрасположенностями.

Возникающие в результате физиологические адаптации или нарушения влияют на результаты жизни в обучении, поведении, а также на физическом и психическом благополучии. Наука нам говорит:

• Ранний опыт встроен в наше тело, создавая биологические «воспоминания», которые формируют развитие, к лучшему или к худшему.
• Токсический стресс, вызванный серьезными невзгодами, может подорвать развитие систем реакции организма на стресс и повлиять на архитектуру развивающегося мозга, сердечно-сосудистую систему, иммунную систему и регуляторы метаболизма.
• Эти физиологические нарушения могут сохраняться и в зрелом возрасте и приводить к пожизненным нарушениям как физического, так и психического здоровья.

Три основы здоровья на протяжении всей жизни

Обширные научные исследования выявили три основных основы здоровья на протяжении всей жизни, которые закладываются в раннем детстве.

• Стабильная и отзывчивая среда взаимоотношений. Они обеспечивают маленьким детям постоянное, заботливое и защитное взаимодействие со взрослыми, что помогает им развивать адаптивные способности, способствующие обучению и хорошо регулируемым системам реакции на стресс.
• Безопасная и благоприятная физическая, химическая и искусственная среда. Они предоставляют детям места, свободные от токсинов и страха, позволяют проводить активные и безопасные исследования, а также предлагают их семьям возможности для физических упражнений и установления социальных связей.
• Здоровое и правильное питание. Это включает в себя прием пищи, способствующей укреплению здоровья, и пищевые привычки, начиная с состояния питания будущей матери до зачатия.

Рамки для переосмысления политики и программ в отношении детей младшего возраста, направленных на укрепление здоровья на протяжении всей жизни. Щелкните изображение, чтобы увеличить.

Возможности опекунов и сообщества, способствующие укреплению здоровья

Для того, чтобы у детей было здоровое начало жизни, необходима поддержка со стороны членов семьи, сотрудников программы для детей младшего возраста, соседей, общественных объединений и рабочих мест родителей.Возможности попечителя и сообщества, которые позволяют взрослым укрепить основы здоровья ребенка, можно разделить на три категории:

• Время и приверженность. Это включает характер и качество времени, которое воспитатели проводят с детьми, а также то, как сообщества возлагают и принимают на себя ответственность за мониторинг здоровья ребенка. Он также включает в себя то, как сообщества принимают и обеспечивают соблюдение законов и постановлений, влияющих на благополучие детей.
• Финансовые, психологические и институциональные ресурсы. Сюда входят способность опекунов покупать товары и услуги, их физическое и психическое здоровье, а также их навыки воспитания детей. Также важно наличие общественных служб и организаций, способствующих здоровому развитию детей, а также поддерживающих структур, таких как парки, детские учреждения, школы и внешкольные программы.
• Навыки и знания. Образование, подготовка, взаимодействие со специалистами по уходу за детьми и личный опыт воспитателей влияют на их способность поддерживать детей.Точно так же политические и организационные возможности сообществ влияют на их способность создавать системы, которые работают для детей и семей.

Политика и программы, улучшающие показатели здоровья

Практически любая политика или программа, затрагивающая жизнь детей и семей, дает возможность улучшить результаты в отношении здоровья на протяжении всей жизни.

«Люди любят говорить, что здоровье детей — это достояние нашей нации, но пока мы действительно не начнем действовать в соответствии с этими идеями … мы не сможем стать более здоровым населением и более процветающим обществом.”

Вкратце: основы здоровья на протяжении всей жизни

Как в государственном, так и в частном секторах политика и программы могут принести пользу детям за счет расширения возможностей тех, кто за ними ухаживает, а также сообществ, в которых они развиваются. Соответствующая политика включает законодательные и административные действия, которые влияют на общественное здравоохранение, уход за детьми и раннее образование, благополучие детей, раннее вмешательство, экономическую стабильность семьи, общественное развитие, жилье, охрану окружающей среды и первичную медико-санитарную помощь.Частный сектор также может сыграть важную роль в укреплении потенциала семей по воспитанию здоровых и компетентных детей, особенно с помощью политики поддержки на рабочем месте.

Графическое описание состояния здоровья

На рисунке показана последовательность из четырех стрелок, одна за другой, каждая направлена ​​вправо, движущихся слева направо. Каждая стрелка представляет собой аспект политики или программных инноваций, направленных на улучшение здоровья детей на протяжении всей жизни. Стрелки расположены в большем овале с надписью «Настройки», которые описывают, где могут быть реализованы эти нововведения.В качестве примеров настроек овал включает следующие метки: «Рабочее место», «Программы», «Окрестности» и «Дом». Последняя стрелка указывает на круг с надписью «Здоровье и развитие на протяжении всей жизни». Внутри круга перечислены этапы жизни: от предзачатия до пренатального возраста, раннего детства, среднего детства, подросткового возраста и, наконец, взрослого возраста. Надписи на четырех стрелках в следующем порядке слева направо:

Политические и программные рычаги инноваций

• Первичная медико-санитарная помощь
• Общественное здравоохранение
• Уход за детьми и дошкольное образование
• Защита детей и социальное обеспечение
• Экономическое и общественное развитие
• Действия в частном секторе

Опекуны и возможности сообщества

• Время и обязательства
• Финансовые, психологические и институциональные ресурсы
• Навыки и знания

Основы здоровья

• Стабильные, отзывчивые отношения
• Безопасная благоприятная среда
• Соответствующее питание

Биология здоровья

• Физиологические адаптации или нарушения
  • Кумулятивно за время
  • Встроено в чувствительные периоды

.