Занимательная микробиология

 

Биологическая лаборатория  

 

 

 

Вот так называемая холодная комната. Это — не очень большое помещение, потолки и стены в котором оплетены охлаждающими его трубами. Там постоянно поддерживается температура, близкая к нулю.

 

Некоторые опыты нужно обязательно вести при низкой температуре. Иногда делают так называемые ледяные бани — наливают в жестяной тазик холодную воду и кладут в нее измельченный лед. В такую баню ставят штативы с пробирками и вообще любую посуду, которую нужно охладить. Такая баня может находиться и на столе обычной комнаты. Но в баню много не поставишь; к тому же нужно то и дело добавлять свежий лед взамен растаявшего. Поэтому необходима холодная комната, в нее можно поставить те растворы и реактивы, которые не поместились в холодильниках.

 

Рядом с холодной комнатой — помещение прямо противоположного назначения — термальная. Зайдите сюда, только торопитесь поскорее все осмотреть: здесь трудно долго выдержать — постоянная температура в этой комнате +37°С. Стены обиты теплоизолирующим материалом, дверь закрывается наглухо, чтобы не выпускать тепло. Окон нет, с низкого потолка свешивается лампочка.Собственно, это не комната в обычном смысле, а большой термостат. Здесь подолгу не работают, да в этом и нет нужды. Комната превращена в гигантский инкубатор микробов. Вдоль стен протянулись решетчатые полки, на них бесконечные ряды штативов с пробирками и аккуратные столбики чашек Петри. Вот лежат так называемые матрацы — большие, плоские бутыли с питательной средой.

 

А это что? Штатив с куриными яйцами! Наверное, кто- нибудь в лаборатории работает с вирусами. Вирусы растут только на живых клетках. Один из способов их выращивания — заражение ими живых куриных зародышей.

В вирусологических учреждениях в термальных комнатах можно увидеть большие, медленно вращающиеся барабаны с множеством пробирок. Там выращивается культура ткани — живые клетки, взятые из ампутированных органов человека или только что умерщвленных лабораторных животных. Такие ткани могут культивироваться неограниченно долгое время, если их время от времени перевивать (пересаживать) на новые питательные среды и создавать около них непрерывный ток жидкости, который удаляет накапливающиеся около клеток продукты их жизнедеятельности.

 

Но вы, наверное, совсем задыхаетесь. Очень жарко! К тому же в термальной стоит неприятный запах от микробных культур. Обратите внимание: каждая культура пахнет по-своему. Там, где выращиваются микроскопические грибки, пахнет плесенью, сыростью. Сотрудники, работающие с ними, настолько пропитываются этим запахом,что можно с закрытыми глазами определить, из какой комнаты пришел человек. Микробы маслянокислого брожения издают запах прогорклого масла. Очень неприятно пахнут среды, на которых растет кишечная палочка — обитатель кишечника человека и животных. Есть, впрочем, микробы, издающие приятный запах грушевой эссенции.

 

Мы с вами обошли почти все комнаты, в которых идет научная работа. Осталось осмотреть подсобные помещения. У всех сотрудников на столах — масса чистой, блестящей стеклянной посуды. Где же ее моют? Зайдем на несколько минут в моечную.

 

В моечной стоят низкие столы-корытца, крытые оцинкованным железом. К ним подведена холодная и горячая вода. Здесь сильно пахнет фенолом — в раствор фенола обычно бросают пипетки, которыми насасывали взвесь микробов. Это делается для обеззараживания — фенол убивает микробов; после пребывания в нем посуду можно спокойно мыть без всякой опасности заразиться. Однако нет правил без исключения. Иногда микробы очень стойки к действию дезинфицирующих веществ и погибают медленно. Тогда загрязненную посуду лучше обеззаразить в автоклаве. Чтобы посмотреть, как это происходит, перейдем в автоклавную.В автоклавной стерилизуют (то есть обеззараживают) грязную посуду-, перед тем как ее мыть, и вымытую, перед тем как выращивать в ней микробов. Здесь главное орудие производства — автоклавы и так называемые печи Пастера, или сушильные шкафы.

 

В автоклаве есть камера с толстыми стенками и массивной тяжелой крышкой, в эту камеру складывают посуду. Крышку завинчивают болтами. Теперь можно на гревать до кипения воду, предварительно залитую в нижнюю часть автоклава. Образующийся пар под давлением в полторы-две атмосферы, нагретый до 120°, входит в камеру с посудой и убивает микроорганизмы и их споры. Через некоторое время прекращают нагревание, выпускают пар и вынимают посуду.

 

Другой аппарат для стерилизации — сушильный шкаф— меньше автоклава й проще в обращении. В сушильном шкафу — небольшом аппарате в виде ящика или цилиндра — после нагревания устанавливается температура в 160— 180°С. Такая температура губительна для микробов. Здесь стерилизуют чаще всего чистую стеклянную посуду, которая потом пойдет для работы; в автоклавах же — загрязненную стеклянную нужно мыть, различные растворы, бинты, вату, инструменты.

Существуют и другие пути стерилизации. О дробной стерилизации и пастеризации мы уже говорили во второй главе. Если раствор нельзя нагревать даже до 40°, то тут возможен такой выход: раствор пропускают через бактериальные фильтры, которые задержат микробов. Такие фильтры делают из вещества с определенным диаметром пор, например из целлюлозы. Можно фильтровать через сосуд из пористого фарфора (свеча Шамберлана, мы уже говорили о ней). В углу нашей автоклавной стоит такой прибор. Он очень прост: к стеклянной бутыли присоединен водоструйный насос. На горлышке бутыли устанавливают фильтр и воронку, в которую наливают жидкость. Насос откачивает воздух, жидкость с силой просачивается через фильтр, а микробы застревают в нем.

 

А как готовят питательные среды? Средоварня — помещение, похожее на кухню. В средоварне несколько газовых плит. На них постоянно стоят большие кипящие колбы и бутыли. Что находится в этих бутылях? Пожалуй, больше всего тут мясопептонного бульона. Многие микробы растут на нем очень хорошо.

 

Есть тут и среды, похожие на студень. Это — агарагар, или просто агар. Он добывается из водорослей — ламинарий, растущих в Тихом океане,— из той самой морской капусты, которую так любят японцы и из которой и у нас стали делать консервы.

В расплавленный агар можно добавить любое вещество, хотя бы тот же самый мясопептонный бульон. Потом агар наливают в чашки Петри или в другую посуду.

 

Колонии некоторых микробов на агаре легко узнать с первого взгляда. Желтые и оранжевые бляшки — это колонии сарцин. Сарцины не вызывают заболеваний; размножаясь в почве и воде, они принимают участие в разложении органических веществ. Если будут сморщенные серые колонии — значит, выросли какие-нибудь спороносные палочки; могут вырасти и островки плесени или красивые ярко-красные, как кровь, колонии. Микроб, образующий их, так и называется палочкой чудесной крови, или просто чудесной палочкой.Иногда такие пятна появлялись на хлебе и других продуктах. Для суеверных жителей средневековой Европы это было таким же зловещим предзнаменованием, как, скажем, появление кометы. Иной раз этим предзнаменованием пользовались как предлогом для избиений. Немало человеческой крови было пролито из-за этого безвредного, не вызывающего никаких заболеваний микроба.

 

 В нашей биологической  лаборатории не выращивают очень больших количеств микробов, в лучшем случае засевают несколько литров бульона. Такое количество можно вырастить без всяких приспособлений. Но в тех институтах, где нужны килограммы микробной биомассы, дело поставлено на заводской уровень. В специальных цехах стоят огромные чаны с питательной средой (они называются английским словом — тэнки). В них жидкость постоянно бурлит через нее пропускают воздух для лучшего роста микробов. Чтобы на поверхности не накапливалась пена, в тэнки добавляются специальные вещества — пеногасители.

 

За выращиванием биомассы здесь следят опытные работники. У них много забот. Иногда клетки растут так бурно, что оболочка, не поспевая за ростом содержимого, растягивается, и бактерии лопаются. Или — что еще хуже— тэнки заражаются фагом...

 

Появление фага там, где выращивают микробов,— бедствие. Фаг может попасть из воздуха, с одежды сотрудников, откуда угодно, а избавиться от него очень трудно. Тэнки моют раствором фенола, среду тщательно стерилизуют, и все же нет гарантии, что после всех мер предосторожности оставшийся в каком-нибудь уголке фаг не начнет размножаться вновь. И мутная от множества микробов среда в тэнках вновь будет светлеть на глазах (ведь бактерии лопаются), а дезинфекцию придется начинать сначала.Нам предстоит осмотреть еще одно помещение. Оно находится в отдельном крыле института или вообще в другом здании. Это помещение для подопытных животных — виварий.Уже со двора слышно, как в виварии лают собаки,— наверное, в этом институте работают и физиологи. Микробиологи чаще имеют дело с морскими свинками, кроликами и белыми мышами.Подвальный этаж вивария занят мешками с кормом.

Здесь лежат капуста, морковь, сено, овес. Поднимаясь вверх по лестнице, вы сразу почувствуете характерный запах. Пожалуй, он больше всего походит на запах цирка, только более резкий.

 

Вот и комнаты с животными. В железных клетках сидят морские свинки. Кто из микробиологов не работал с ними! Физиологи уже поставили памятник собаке. Спорынья — ядовитый грибок, паразитирующий на злаковых. Он может вызвать смертельное отравление, но вместе с тем это ценное лечебное средство. Где же взять спорынью в количестве, необходимом для медицинской промышленности, если посевы злаковых в настоящее время почти свободны от нее? Советские микробиологи стали искать способ в искусственных условиях культивировать микроб, образующий спорынью. Экспедиции работали на Кавказе, в Сибири, Прибалтике, Белоруссии и в других районах страны. В конце концов был выделен микроб, который размножается на искусственных средах. Из него получают ценнейшие лекарства, применяемые при лечении гинекологических заболеваний.

Студенты на первых занятиях по микробиологии всегда спрашивают, где водятся морские свинки. Морская свинка вполне сухопутное животное, и не свинка, а грызун. Родина ее —- Южная Америка. Индейцы держали этих зверьков как домашних животных. После завоевания Америки вместе с пряностями, диковинными плодами и пестрыми птицами их начали привозить в Европу. От слова заморская, наверное, и стали называть ее морской.Морские свинки быстро размножаются, они неприхотливы, хорошо переносят содержание в клетках. Наконец, и это, пожалуй, самое важное, их можно заразить многими болезнями, которыми болеют люди.

 

Морские свинки сидят в своих клетках, на дне которых насыпан овес, лежит морковка и стоит блюдечко с водой. На наших глазах лаборант вынимает одну, чтобы ввести ей под кожу какое-то вещество. Свинка почти не сопротивляется. Это — флегматичное животное, она почти никогда не обороняется, не кусается, хотя у нее, как и у всех грызунов, крепкие, острые зубы.

 

В другой комнате на стеллажах стоят клетки с белыми мышами. Часть животных сидит в больших стеклянных банках и жестяных коробках — биксах. Белые мыши — альбиносы: у них в организме отсутствует пигмент — вещество, окрашивающее шерсть и радужную оболочку глаз (присмотритесь — у всех белых мышей красные глаза). Альбиносы менее устойчивы к болезням, чем животные с нормальной окраской. Поэтому они наряду с морскими свинками обратили на себя внимание микробиологов.

 

Белые мыши, как лабораторная модель, изучены очень тщательно. Было замечено, например, что потомство определенной пары мышей особенно легко заражается тем или иным микробом. Таких мышей отбирают и разводят. В результате создаются чистопородные линии мышей, с которыми очень удобно работать.

В просторных клетках размещены кролики. Их нужно вынимать из клетки с особой сноровкой — когтями задних лап кролики могут нанести серьезные раны.

 

Входная дверь, несколько ступенек вниз, и вы попадаете в мир микроскопов. От малюток, всего в несколько сантиметров, до гиганта, штатив у которого длиной в добрый метр; от дедушек микроскопии, отпраздновавших уже не один столетний юбилей, до самых новейших конструкций. Свыше 500 различных микроскопов разместилось на полках шкафов. Есть экспонаты, владельцами которых были Бэр, Пирогов, Дубовицкий. Музей располагает уникальной коллекцией микропрепаратов (свыше 5 тысяч), в их числе есть изготовленные нашим знаменитым соотечественником Н. О. Ковалевским.

Основатель Музея истории микроскопии            профессор

С. Л. Соболь. Его коллекция, созданная в 20-е годы, и положила начало музею. Немало экспонатов подарили музею академики Вавилов, Комаров.

 

В крупных институтах, занятых производством сывороток, в качестве лабораторных животных могут быть лошади и ослы. И это вполне понятно — у лошади можно взять во много раз больше крови, чем у кролика.

Уход за животными доставляет много хлопот. Самое страшное, что здесь может случиться — эпизоотия. Болезнь заносит чаще всего новая партия животных. Особенно часто болеют кролики. Когда заболевает население вивария, вместе с ним гибнут результаты так называемых хронических (долговременных) опытов, при которых за животными наблюдают в течение многих месяцев. Гибнут надежды на получение сывороток. Больных животных обычно умерщвляют, чтобы они не заразили здоровых.

Вот и закончился наш обход микробиологической лаборатории, да и книжке тоже конец. Можно подвести итоги и даже сделать кое-какие прогнозы на будущее — чего ждет человечество от микробиологии, что ждет микробиологию как науку.

 

Насчет той части медицинской микробиологии, которая занимается бактериальными болезнями — собственно бактериологии,— можно, пожалуй, сказать, что ее лучшие дни, когда она была ведущей наукой во всей медицине, уже позади. Этими лучшими днями были примерно полвека— последние десятилетия прошлого столетия и 10—20-е годы нашего. Это вовсе не значит, что медицинская бактериология отомрет; нет, все накопленные достижения останутся и будут совершенствоваться, без них невозможно представить теперь любую область медицины. Но нам кажется, что время открытий, меняющих целые разделы медицинской практики, для бактериологии уже в прошлом. С ней произойдет примерно то же, что с анатомией человека. Любой врач — да и не только врач — знает, какое внимание отводится анатомии на первых курсах медицинских институтов. Без досконального знания анатомии невозможна работа хирурга, кардиолога, окулиста и вообще любого лечащего врача. Однако все, наверное, согласятся с тем, что время великих открытий здесь миновало — строение человеческого тела известно во всех подробностях, все описано, измерено, названо...

 

Иное дело — медицинская вирусология. Она дала уже много для медицинской практики, но может дать еще больше. На совести вирусологии — группа заболеваний, которыми любой из нас болел и будет болеть чаще всего— грипп и пресловутые «острые катары верхних дыхательных путей», как пишут в больничных листах. Вирусология пока что не дала практике лекарств, специфически действующих на вирусы,— так, как действуют антибиотики и некоторые другие вещества на бактерий. Наконец, очень может статься, что самым большим достижением вирусологии за все время существования этой науки будет вклад в дело предупреждения и лечения рака и других опухолей.

 

В технической микробиологии будет идти постоянное соревнование между микроорганизмами, вырабатывающими те или иные полезные вещества, и химиками, которые стараются синтезировать эти вещества без помощи микробов. Искусственный синтез любого вещества, в конечном счете, способ более надежный, но, в особенности на первых порах, более дорогой. Поэтому развитие микробиологического производства аминокислот, витаминов и некоторых других веществ — вещь очень рентабельная. Нужно сказать., что здесь есть нечто общее с другой наукой, тоже развивающейся очень бурно, с бионикой. Там биофизики и инженеры стараются применить в технике те принципы, которые лежат в основе устройства нервной системы и органов зрения, слуха живых существ. Химики-органики в своей работе тоже часто копируют те схемы синтеза веществ, которые за многие миллионы лет отобрались, как самые надежные, в живой природе.

 

Мы говорим о прикладных областях микробиологии, и многие из них даже не упоминаем, так как рассказать о перспективах развития их всех здесь невозможно. Очень большой остается предстоящая роль микробов для «чистой науки» — самых общих генетических, биохимических, биофизических исследований. Вы уже знаете об этом — микробы стали здесь универсальной моделью. По-видимо- му, микроорганизмы когда-нибудь будут частично вытеснены отсюда объектами, имеющими более прямое отношение к этим отраслям, скажем, для генетики человека — культурой тканей человека. Но это произойдет еще не скоро — с той же культурой тканей работать несравненно труднее, и надо думать, что основные вопросы генетики и биохимии будут еще лет 10—12 решаться на бактериях и фагах.

Надо полагать, что если бы воскрес Левенгук, он был бы очень удивлен последствиями своих опытов с мельчайшими «зверюшками» из несвежей воды.

 

Дорогие читатели! Мы хотим не просто распрощаться с вами, а порекомендовать проделать несколько нехитрых опытов по микробиологии примерно с той же техникой, которой располагал Левенгук. Книга XVIII века, изданная одним из первых микроскопистов — нюрнбержцем Резелем фон Розенгофом,— носила милое неуклюжее название— «Утехи, доставляемые насекомыми» (насекомыми он называл и простейших, и червей, и рачков — все, что водилось в зацветшей воде городских рвов). Может быть, причудливый мир копошащихся в капле воды тварей доставит вам не меньше утех, чем основоположникам микробиологии.

 

 

 

 Смотрите также:

 

Безмикробный организм - В. А. ДУШКИН руководитель...

В. А. Душкин. руководитель Лаборатории экспериментально-биологических моделей АМН СССР, кандидат ветеринарных наук.

 

Организация и планирование работ по защите растений...

— областные биологические лаборатории; — контрольно-токсикологические лаборатории; — межрайонные и Алма-Атинская городская механизированные хозрасчетные станции защиты...

 

Зооветеренария. Зооветеринарная профилактика.

Непрерывный контроль за технологическим процессом очистки сточных вод производят в химической и биологической лабораториях.