16 листопада 1881 року увійшло в історію науки як дата, що назавжди змінила біологію та медицину. Рівно 145 років тому видатний німецький лікар і мікробіолог Роберт Кох представив метод отримання чистих культур мікроорганізмів на твердих поживних середовищах. Це відкриття заклало фундамент сучасної бактеріології та стало ключовим інструментом у перемозі людства над смертельними інфекційними хворобами.
У чому полягала проблема до відкриття Коха? У другій половині XIX століття вчені вже знали про існування мікроорганізмів, але наука про інфекції перебувала в глухому куті. Головною перешкодою була неможливість відділити один вид бактерій від іншого. Мікробіологи того часу вирощували мікроби у скляних колбах із рідким поживним бульйоном. У такій рідині різні види бактерій вільно перемішувалися, швидко розмножувалися і конкурували між собою. Дослідник, дивлячись у мікроскоп, бачив хаотичну суміш мікроорганізмів. Через це було неможливо точно довести, який саме мікроб викликає конкретну хворобу, а який є просто нешкідливим супутником.
Шлях до революційного методу почався з простого спостереження. Роберт Кох звернув увагу на шматочок вареної картоплі, забутий у лабораторії. На його поверхні з’явилися окремі різнокольорові цятки — білі, жовті, червоні. Дослідивши їх під мікроскопом, Кох зрозумів, що кожна така цятка складається з мільйонів абсолютно однакових бактерій, які виросли з однієї-єдиної клітини, що впала на зріз картоплі з повітря. Вчений усвідомив: якщо замінити рідину на тверду поверхню, бактерії втратять здатність перемішуватися і будуть рости ізольованими колоніями. Однак картопля не підходила для вирощування багатьох небезпечних для людини збудників. Тоді Кох почав експериментувати з ущільненням рідкого м’ясного бульйону. Спочатку він додав до нього звичайний желатин. Отриманий прозорий холодець розливали на скляні пластинки, де після застигання можна було вирощувати окремі колонії мікробів. Згодом технологію вдосконалили: оскільки желатин танув при температурі людського тіла (37 °C), яка необхідна для росту більшості хвороботворних бактерій, за порадою Ангеліни Гессе (дружини одного з асистентів Коха) його замінили на агар-агар. Цю речовину з морських водоростей уже давно використовували в кулінарії саме тому, що вона залишається твердою навіть у спеку.
Інший асистент Коха, Юліус Ріхард Петрі, запропонував розливати поживне середовище не на пласке скло, а в неглибокі круглі скляні чашки з кришками, що захищало посіви від забруднення з повітря.
Винахід методу чистих культур спричинив справжній «золотий вік» мікробіології. Вже протягом наступних двох десятиліть вчені відкрили збудників майже всіх головних інфекційних хвороб людини. Сам Роберт Кох, використовуючи власну методику, вже у березні 1882 року виділив збудника туберкульозу (відомого сьогодні як паличка Коха), а в 1883 році — збудника холери. Слідом за ним інші дослідники ідентифікували бактерії, що викликають дифтерію, черевний тиф, чуму, правець, сифіліс та пневмонію.
Практичний вплив цього відкриття на зниження захворюваності та смертності важко переоцінити:
- Точна діагностика. Лікарі отримали змогу швидко й безпомилково визначати збудника хвороби у пацієнта за допомогою бактеріологічного посіву. Це дозволило вчасно ізолювати хворих, перевіряти джерела питної води й зупиняти спалахи холери, тифу чи дифтерії на ранніх стадіях. Результат став помітним ще до винайдення антибіотиків: лише за період із 1890 по 1930 рік смертність від інфекційних хвороб у великих містах впала майже на 80%.
- Розробка вакцин та сироваток. Створити ефективну вакцину неможливо, не маючи чистої, не забрудненої іншими мікробами культури збудника. Метод Коха відкрив дорогу до масової вакцинації проти дифтерії, правця, кашлюку, черевного тифу та туберкульозу.
- Відкриття антибіотиків. Саме на твердому середовищі в чашці Петрі у 1928 році Александр Флемінг помітив, як пліснявий гриб пригнічує ріст колоній стафілокока, що призвело до відкриття пеніциліну. Сьогодні метод Коха щодня використовується в усіх лікарнях світу для перевірки чутливості бактерій до антибіотиків.
- Санітарний контроль та гігієна. Вчені змогли перевіряти на наявність небезпечних мікробів питну воду, молоко та харчові продукти. Це дало поштовх до впровадження хлорування води, пастеризації та суворих санітарних норм, що різко знизило смертність від кишкових інфекцій, особливо серед дітей.
До кінця XIX століття інфекційні хвороби були головною причиною смерті людей у всьому світі, а середня тривалість життя ледь перевищувала 35–40 років. Один лише туберкульоз забирав життя кожного сьомого європейця, а майже третина всіх смертей у світі припадала на дітей віком до п’яти років.
Простий на перший погляд винахід Роберта Коха дав медицині «очі», дозволивши побачити невидимого ворога, вивчити його слабкі місця та створити проти нього ефективну зброю — вакцини й антибіотики. Загальна смертність від інфекцій протягом XX століття знизилася більш ніж у 15 разів, а дитяча смертність від них зменшилася у понад 20 разів. Саме завдяки подіям 16 листопада 1881 року людство змогло приборкати смертоносні епідемії та подвоїти середню тривалість життя.
Матеріал підготував завідувач кафедри мікробіології,
вірусології та імунології, проф. Святослав Дейнека
