Uczony, który uwielbiał światło jupiterów

„Był Francuzem z krwi i kości: porywczym, egoistycznym, zasadniczym. (…) Chociaż zdarzało mu się podejmować nieprzemyślane decyzje i działać impulsywnie, to jednak potrafił być w swoich działaniach bardzo metodyczny i cierpliwy. A do tego miał sporo szczęścia i potrafił z tego korzystać” (Krótka historia medycyny, Meyer Friedman, Gerald W. Friedland).

Powyższy cytat odnosi się do uczonego, Ludwika Pasteura, który nie był lekarzem, tylko chemikiem, jednak jego odkrycia doprowadziły do przełomu właśnie w medycynie.

Ludwig Pasteur
Zdjęcie Ludwiga Pasteura. „Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. Chemia”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.

Jego sylwetkę oraz działalność naukową przedstawili w swej publikacji zatytułowanej „Krótka historia medycyny” Meyer Friedman i Gerald W. Friedland; to z niej będą pochodzić cytaty w poniższym tekście. Biogram uczonego znajduje się również w Wikipedii. Korzystałam także z fachowej literatury, a mianowicie z publikacji pt. „Chemia” Elżbiety i Janusza Matusewiczów.

Warto przypomnieć, że ten słynny naukowiec został także patronem ulicy w naszym mieście.

Ludwig Pasteur urodził się 27 grudnia 1822 r. w niedużej francuskiej wsi Dole jako syn garbarza. Zarówno w szkole podstawowej, jak i średniej nie wykazywał szczególnych uzdolnień w kierunku przedmiotów ścisłych. Przejawiał za to zdolności plastyczne. Mimo to, postanowił po maturze zdawać egzaminy na Sorbonę, na wydział chemiczny. Dlatego najpierw zapisał się do szkoły w Paryżu, przygotowującej na studia na Sorbonie. W 1843 r. został przyjęty na wymarzony kierunek studiów, chociaż egzaminator jego wiedzę z zakresu chemii ocenił na poziomie miernym.

Na Ludwika Pasteura zwrócono uwagę dopiero, gdy był studentem ostatniego roku. Pracował wtedy nad swym doktoratem. Łut szczęścia zadecydował o pierwszym jego odkryciu, które położyło podstawy pod rozwój nowej, wąskiej dziedziny – stereochemii. Pasteur postanowił odkryć zagadkę, dlaczego jedna ze znanych wtedy chemikom form kwasu winowego skręca płaszczyznę światła w prawo, a druga nie wykazuje wcale właściwości polaryzowania światła, skoro obie formy tego kwasu są identyczne pod względem liczby atomów i właściwości. Do tej pory nikt z uczonych nie potrafił tego zjawiska wyjaśnić.

Pasteur zwrócił uwagę na to, że optycznie nieczynna odmiana kwasu winowego (dziś nazywana kwasem mezowinowym) jest mieszaniną dwóch różnych form kryształów. Różnice między nimi są nieznaczne. Pasteur rozdzielił je od siebie za pomocą pincety i wykonał dwa odrębne roztwory, po czym zbadał naturę jednego i drugiego (kierując na probówkę strumień światła spolaryzowanego). Okazało się, że jeden roztwór skręcał płaszczyznę światła w prawo, drugi w lewo. Współistnienie tych dwóch odmian kwasu w jednym roztworze dawało efekt znoszenia zjawiska polaryzacji. Dodatkowym sukcesem Pasteura było odkrycie trzeciej, nieznanej dotąd odmiany kwasu winowego, mianowicie skręcającego płaszczyznę światła w lewo.

Dziś takie formy jednego związku chemicznego nazywamy izomerami (w tym przypadku optycznymi), a konkretnie enancjomerami (z grec. anancjos = przeciwny). Enancjomery prawoskrętne oznaczamy literą D lub znakiem +, zaś lewoskrętne literą L lub znakiem –. Ich cząsteczki są swoimi odbiciami lustrzanymi, czyli nie można ich nałożyć na siebie. Skręcają światło spolaryzowane w przeciwnych kierunkach. Zresztą już Pasteur wysunął hipotezę, że zjawisko to spowodowane jest asymetryczną budową cząsteczek substancji chemicznych, zaś właściwości fizyczne i większość właściwości chemicznych są u nich identyczne. Enancjomery mogą tworzyć oddzielne kryształy lub krystalizować razem w ilościach równomolowych, tworząc racemat (z grec. racemos =grono). Wyniki swoich badań nad naturą kwasu winowego Ludwig Pasteur zawarł w swej pracy doktorskiej.

Kwas winowy, enancjomery optyczne
Kryształy enancjomerów optycznych kwasu winowego. „Chemia”, E. Matusewicz, J. Matusewicz.

Zdobył w ten sposób uznanie i sławę w świecie naukowym i natychmiast otrzymał profesurę w Strasburgu. W tym samym roku (1849) ożenił się Marie Laurent, z którą doczekał się pięciorga dzieci (troje zmarło w dzieciństwie).

Swoje badania nad składnikami przyrody nieożywionej prowadził do roku 1857 r. Wtedy postanowił zmienić przedmiot swoich badań. Zajął się „światem mikroskopijnych roślin, a nawet jeszcze mniejszych od nich zwierzątek – światem Leeuwenhoeka”. Nurtowała go bowiem nadal obowiązująca teoria samorództwa, którą próbował obalić już w XVIII wieku właśnie Leeuwenhoek. Mimo eksperymentów przeprowadzanych przez kolejnych badaczy (np. Theodora Schwanna) wielu uczonych nadal upierało się, że „proces gnilny zawsze wywołują organizmy powstające de novo z rozkładającej się tkanki zwierzęcej lub roślinnej”.

Pasteur powtórzył eksperyment Theodora Schwanna z 1839 r. który polegał na gotowaniu bulionu (co miało doprowadzić do zabicia wszelkich znajdujących się w nim mikroorganizmów), po czym odstawił buteleczki z bulionem zabezpieczone przed dostępem tlenu. W żadnej z nich bulion nie zmętniał, co oznaczało, że nie rozpoczął się w nich proces rozkładu. Ten eksperyment powinien był raz na zawsze obalić teorię samorództwa. Jej zwolennicy wierzyli, że to „właśnie jakiś gazowy i nieożywiony czynnik znajdujący się w powietrzu umożliwiał powstanie żywych organizmów z materii martwej”. Teorię tę obalił dopiero raz na zawsze angielski lekarz John Tyndall w latach 1876- 77. Nie mniej, Pasteur od 1963 r. głosił uparcie, że „wszystkie procesy gnilne wywoływane są przez mikroorganizmy”.

Fragment ul. Pasteura w Gdańsku
Fragment ul. Pasteura w Gdańsku.

Uczony ten w dalszej kolejności, na prośbę piwowarów i winiarzy, zajął się w swych badaniach problemem fermentacji piwa i wina. W trakcie swoich prac odkrył, że za fermentację odpowiedzialne są drożdże. Po raz pierwszy drożdże opisał (oraz ich proces namnażania) wspomniany już Leeuwenhoek. Badania nad drożdżami prowadził też Theodor Schwann. Pasteur w swych badaniach poszedł dalej – „odkrył i opracował metody zapobiegania namnażaniu się niechcianych rodzajów bakterii, które hamowały rozwój pożytecznych drożdży”. Proces stopniowego podgrzewania płynu, w czasie którego niszczone są niechciane gatunki drożdży i bakterii, do dziś nazywamy pasteryzacją.

W ciągu kolejnych lat uczony zajmował się badaniem tajemniczych czynników, które wywoływały chorobę dziesiątkującą jedwabniki. Nie zdołał wskazać drobnoustroju, który jest odpowiedzialny za wywoływanie tej choroby. Opracował jednak metody wykrywania choroby oraz procedury zapobiegania dalszemu jej rozprzestrzenianiu się. Jego badania doprowadziły do zakończenia epidemii choroby dziesiątkującej jedwabniki. Jako „zbawca branży piwnej, winnej i jedwabniczej” Ludwig Pasteur stał się najbardziej cenionym uczonym we Francji, a może i poza jej granicami.

Ilustracja z książki pt. „Wszechświat życie człowiek”, red. Eugenia Konopka.

W swoich dalszych badaniach kontynuował badania Ignaza Semmelweisa oraz Olivera Wendella Holmesa, którzy dowiedli, że gorączka połogowa, która prowadziła do śmierci wielu ówczesnych kobiet po porodzie, miała podłoże zakaźne. To właśnie Pasteur z wydzielin pobranych z macicy zmarłych z tego powodu kobiet odkrył mikroorganizm „zbudowany z malutkich koralików”. Dziś wiadomo, że są to bakterie z rodzaju Streptococcus, zwane po polsku paciorkowcami lub streptokokami. Niestety, wyników tych badań nigdzie nie opublikował, a tylko raz, w marcu 1879 r., w czasie słuchania wykładu na temat gorączki połogowej, wygłaszanego przez jednego z lekarzy położników, ostro zaprotestował przeciwko usłyszanym tam informacjom. Wykrzyknął podobno, że „przyczyną tej choroby są lekarze, którzy przenoszą zarazek z chorej pacjentki na zdrową”. Wstał, podszedł do tablicy i narysował kształt bakterii dostrzeżonej przez siebie pod mikroskopem.

W 1878 r. Pasteur rozpoczął badania nad przyczyną kurzej cholery. O jego kolejnym odkryciu zadecydował zwykły przypadek. Otóż, badając kurczaki, wstrzykiwał im zarazek wywołujący tę chorobę. Za każdym razem eksperyment ten prowadził do śmierci drobiu. Raz jednak dwóm kurczakom wstrzyknął osłabione zarazki (kilkutygodniowe). Ptaki te zachorowały, ale po pewnym czasie wróciły do zdrowia. Z czasem Pasteur wstrzyknął im ponownie świeżą kulturę bakterii. Tym razem kurczaki te nie zachorowały wcale. Natomiast pozostałe kurczaki, którym podawano tylko i wyłącznie świeże kultury bakterii, zawsze padały. Z czasem uczony przekonał się, że zastrzyk z atenuowanych (czyli osłabionych) bakterii zawsze będzie chronił organizm przed tą jedną chorobą (a nie również przed innymi chorobami, jak myślał na początku) wywoływaną przez te konkretne bakterie. To najważniejsze, epokowe odkrycie Pasteura otworzyło drogę do produkcji (i to na szeroką skalę) szczepionek.

Jednak dopiero z czasem uczony ten zrozumiał, że nie tak łatwo jest uzyskać kulturę bakterii, która będzie na tyle słaba, by nie wywołać śmierci organizmu, a wystarczająco silna, by uodpornić organizm. Przekonał się o tym podczas badań nad laseczką wąglika wywołującą śmiertelną chorobę u owiec, kóz i krów.

Ilustracja z książki pt. „Wszechświat życie człowiek”, red. Eugenia Konopka.

W 1881 r. Ludwig Pasteur ogłosił publicznie, iż wynalazł szczepionkę przeciwko wąglikowi. Uczony, który „uwielbiał światło jupiterów”, postanowił nagłośnić swoje odkrycie, zaprezentować je światu. Pokaz odbył się w Pouilly-le-Fort, gdzie poddano eksperymentowi 48 owiec, 6 krów i 2 kozy. Połowa zwierząt danego gatunku otrzymała osłabioną kulturę wąglika, pozostałe – bakterie nieosłabione. Zwierzęta zaszczepione przeżyły, pozostałe padły. Jego eksperyment został nagłośniony przez prasę. W czasie publicznego pokazu wypowiadali się lekarze weterynarii. Przybyły także tłumy zainteresowanych Francuzów.

Ludwig Pasteur urósł do rangi narodowego bohatera, zyskał międzynarodową sławę. Hodowcy bydła i owiec zapragnęli zaopatrzyć się w ową szczepionkę. Jednak potrzeba było dalszych, mozolnych badań nad uzyskaniem w pełni bezpiecznej szczepionki. Początkowo nie zawsze udawało się Pasteurowi uzyskać oczekiwany efekt. Część zaszczepionych zwierząt nie przeżywała, przez co uczony naraził się na krytykę. Zresztą, z czasem okazało się, że szczepionka była niejednokrotnie zanieczyszczona innymi bakteriami, które należało wyeliminować. Tylko szczepionka zawierająca tę jedną, atenuowaną kulturę bakterii była bezpieczna w stu procentach.

Do osób krytykujących Pasteura dołączył niemiecki uczony, Robert Koch, który nie mógł darować Francuzowi, że wykorzystał jego badania nad laseczką wąglika. Koch nigdy nie wybaczył tego Pasteurowi i odtąd często go publicznie krytykował. Raz zaatakował go na forum IV Międzynarodowego Kongresu Higieny i Demografii, jaki odbył się w 1882 r. w Szwajcarii. I to właśnie Koch dowiódł, że fiolki ze szczepionką wyprodukowaną przez francuskiego badacza były niejednokrotnie zanieczyszczone innymi gatunkami bakterii. Pasteur odwzajemniał swą niechęć do Kocha, bowiem począwszy od 1870 r. (czyli od wybuchu wojny francusko-pruskiej) nie cierpiał Prusaków.

Różne kształty bakterii widziane pod mikroskopem
Ilustracja przedstawiająca bakterie o różnych kształtach widziane pod mikroskopem. Ilustracja z książki pt. „Wszechświat życie człowiek”, red. Eugenia Konopka.

Ludwig Pasteur w 1882 r., wraz ze swymi współpracownikami, z narażeniem życia rozpoczął badania nad wścieklizną. Badał bowiem psy zarażone tą chorobą. Samego zarazka nie potrafił odkryć, gdyż chorobę tę wywołuje wirus. W tamtym czasie nie posiadano jeszcze odpowiednich narzędzi pozwalających na wykrywanie wirusów, znacznie mniejszych od bakterii. Pasteur wydedukował jednak prawidłowo, iż ten czynnik zakaźny atakuje układ nerwowy – poprzez nerwy obwodowe przenosi się do mózgu oraz rdzenia kręgowego.

Badania te zajęły uczonemu kilka lat. Ostatecznie osiągnął sukces. Przekonał się, że zarażone tym zarazkiem zwierzę może uratować szczepionka pozyskana z rdzenia kręgowego pobranego od innego chorego na wściekliznę zwierzęcia. Pasteur pobierał takie próbki od zarażonych królików i podawał je chorym psom, przy czym ekstrakt ten odstawiał na 14 dni celem osłabienia zarazków.
Tym razem starał się pracować o wiele bardziej skrupulatnie niż w przypadku badań nad wąglikiem. Pełen sukces osiągnął po trzech latach od rozpoczęcia badań. Zauważył, że dopiero system szczepień rozciągniętych na kilka tygodni (kiedy zwierzę otrzymywało coraz bardziej osłabione zarazki) daje pewność uzyskania całkowitej ochrony przed tą chorobą.

W 1885 r. lekarze namówili Pasteura, by podał szczepionkę pogryzionemu przez wściekłego psa dziewięcioletniemu chłopcu, Josephowi Meisterowi. Pasteur obawiał się, czy podawana psom szczepionka pomoże człowiekowi, czy nie doprowadzi do jego śmierci? Jednak pod naciskiem lekarzy zaryzykował. Chłopiec przeżył (jako dorosły człowiek pracował w Instytucie Pasteura). I znów nazwisko francuskiego uczonego znalazło się na czołówkach gazet. Toteż niebawem zgłosiło się do niego dziewiętnastu rosyjskich emigrantów pogryzionych przez wściekłe psy. Szczepionka uratowała szesnastu z nich. W podziękowaniu Pasteur otrzymał od cara Rosji Order św. Anny oraz 100 tys. franków z przeznaczeniem na budowę instytutu jego imienia. Instytut Pasteura został otwarty w Paryżu w 1888 r. z inicjatywy Akademii Nauk. Jego założycielem i pierwszym dyrektorem był sam Ludwig Pasteur.

Ilustracja z książki pt. „Wszechświat życie człowiek”, red. Eugenia Konopka.

Wkrótce rozpoczęła się światowa produkcja szczepionek przeciwko wściekliźnie. I nawet Koch przekonał się z czasem do tej nowej terapii i sam w swoim laboratorium zaczął przygotowywać szczepionki przeciwko tej chorobie, wykorzystując metodę francuskiego uczonego.

W 1892 r. Ludwig Pasteur otrzymał od władz swojego kraju specjalny medal. Niestety, w tamtym czasie mocno podupadł na zdrowiu. Utykał na jedną nogę po przebytym udarze i był mocno osłabiony, dlatego mowę w jego imieniu wygłosił jego syn.

Uczony zmarł trzy lata później, 28 września 1895 r. w Saint-Cloud. Podobno w chwili śmierci w jednej ręce trzymał krucyfiks, w drugiej – rękę swej żony. Był chyba najwybitniejszym francuskim uczonym, choć nie zawsze postępował uczciwie i był bardzo żądny sławy. Wykorzystywał wyniki badań innych uczonych, tak jak w przypadku bakterii wąglika, przez co, słusznie, naraził się na gniew ich odkrywcy, Roberta Kocha. Nie można jednak odmówić mu zasług dla nauki w wymiarze ogólnoświatowym, zwłaszcza w dziedzinie wirusologii i bakteriologii. Jego odkrycia okazały się kamieniem milowym w medycynie.

Maria Sadurska

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *