Открытие вирусов Д.И.Ивановским и его значение в возникновении и развитии вирусологии. Этиологическая роль вирусов в патологии человека
ДМИТРИЙ ИОСИФОВИЧ ИВАНОВСКИЙ ()
В 1884 году ученик"Пастера Ш. Э.Шамберланизобрелбактериальный фильтр, при помощи которого можно было освобождать различные жидкости от бактерий. Его соотечественник Миллардегодом позднее ввел в практику бордоскую жидкость, уничтожавшую фитопатогенные грибыи тем самым спасавшую огромную часть урожаев.
Биограф Ивановского приводит такие строчки из его студенческого дневника: «Не могу понять, как можно сидеть с приятелем целый вечер и ничего не делать, говорить глупости и находить в этом удовольствие... Я устаю от вечера, проведенного в праздных разговорах».
Поэтому, вероятно, А.Н. Бекетов, возглавлявший общество естествоиспытателей, и профессор А.С. Фамицын предложили в 1887 году студентам Ивановскому и Половцову поехать (на средства Вольного экономического общества) на Украину и в Бессарабию для изучения заболевания табака, наносившего огромный ущерб сельскому хозяйству юга России.
Основные итоги наблюдений и изучения анатомии и физиологии больных растений (О болезнях табачных растений-Труды С. Петербургского общества естествоиспытателей, т. 19) были доложены Д. И. Ивановским в 1888 году на заседании С. Петербургского общества естествоиспытателей и изложены в статье Д. И. Ивановского и В. В. Половцева, а также опубликованы в Трудах императорского Вольного экономического общества в 1889 году, а затем в брошюре Рябуха-болезнь табака, ее причины средства борьбы с нею (Спб.,1890) в том же году переизданной на немецком языке
В результате этих наблюдений Д.И. Ивановский и В.В. Половцов впервые высказали предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 году А. Mayeр в Голландии под названием мозаичной, представляет не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения.
Исследования мозаичной болезни табака Д.И.Ивановский продолжает в Никитском ботаническом саду (под Ялтой) и ботанической лабораторий Академии наук (создана в 1891 году; руководитель - академик А.С.Фамицын, единственный штатный сотрудник - лаборант Д. И. Ивановский).
В этой работе, датированной 1892 годом, Д. И. Ивановский приходит к выводу, что мозаичная болезнь табака вызывается бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые, однако, не способны расти на искусственных субстратах. Впервые представлены данные о возбудителе табачной мозайки, которые длительное время являлись критериями для отнесения возбудителей болезней к вирусам.
В связи с завершением своей магистерской диссертацией Исследования спиртового брожения (Совет Петербургского университета в 1895 году утвердил Д.И. Ивановского в степени магистра ботаники) Д.И. Ивановский вынужден был временно прекратить исследования по мозаичной болезни табака и возвращается к ним через несколько лет, закончив к 1900 году.
Д.И. Ивановский проделал следующий опыт. Он растер листья больных растений.Их сок процедил через полотно ипри помощи капиллярных трубочеквпрыснул эту жидкость в жилки здоровых листьев табака. Через две недели 80% инфицированныхрастений были поражены мозаичнойболезнью.
В 1898 г.независимоот Д. И. Ивановского такой же результат получив Голландии К. Бейеринк. Он утверждал, что мозаику табака вызывает жидкое заразное начало, которое размножаетсятолько в живых растениях, убивается кипячением и сохраняет инфекционные свойства при высушивании.
С 1 мая 1935 года Д.И.Ивановский назначается ординарным профессором Варшавского императорского университета. В дальнейшем он проводит научное исследование воздушного питания растений, сосредоточив внимание на изучении состояния хлорофилла растений, значении каротина и ксантофилла для растений, устойчивости хлорофилла к свету в живом листе и второго максимума ассимиляции.
Кроме научной и педагогической деятельности в университете, Ивановский преподавал на Высших женских курсах и заведовал Ботаническим садом. В Варшаве семья Ивановских пережила большое горе: их сын Николай, студент Московского университета, умер от туберкулеза в Ялте. Пережитое горе сделало Ивановского замкнутым и только чтение лекций и работа несколько отвлекли его.
В 1915 году Варшавский университет был эвакуирован в Ростов-на-Дону. С большим увлечением Ивановский трудился над учебником Физиология растений, для которого подготавливал и собирал материалы в течение многих лет. Первый том этого учебника вышел в свет в 1917 году, а второй в 1919 году. Ивановским дана в нем история зарождения физиологии растений как науки, обстоятельно изложены все ее достижения,освещены ближайшие задачи.
Учебник Д.И.Ивановского, выдержавший два издания (второе в 1924 году), и в настоящее время является ценным пособием для студентов. Работая в Донском университете, Ивановский участвовал в его общественной жизни, как председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы.
Д.И.Ивановский скончался в возрасте 56 лет 20 июня 1920 года от цирроза печени. Похоронен он в Ростове-на-Дону на Новопоселенском кладбище, где ему установлен памятник. На доме N-87 по Социалистической улице, где жил ученый, укреплена мемориальная доска с надписью:В этом доме жил крупнейший русский ученый, основатель науки о вирусах Дмитрий Иосифович Ивановский (родился в 1864 году; умер в 1920 году).
« ОБОРОТЕНЬ» Когда на рынке появлялись тюльпаны с необычной окраской, их цена становилась баснословной. За луковицу можно было купить дом, яхту. Красота бывает обманчива и коварна. В Голландии продажа тюльпанов занимает 2-место в статье доходов страны после кораблестроения. «Новый сорт» возник в результате болезни и привел к финансовому кризису.
История вопроса Все попытки найти причину многих болезней человека, животных, растений были безуспешными. Дмитрий Иванович Ивановский Будучи студентом физико- математического факультета Петербургского университета провел исследования по изучению заболеваний табака в Бессарабии. Листья табака покрывались рисунком, участки которого растекались как чернила на промокашке, и распространялись с растения на растение. Впервые в мире было высказано предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 г. A.D,Mayer в Голландии вызвана возбудителем неизвестного происхождения, и это были не бактерии. Они оказались еще более опасными. В 1892 г Ивановский Д.И. описал возбудителя болезни «мозаика табака».
« непредсказуемые пришельцы» Их должны были назвать… «Плохие новости в белковой оболочке» П.Медавара Как они выглядят? Спиральный тип симметрии - вирус гриппа - а Кубический тип симметрии - вирусы: герпеса - б, аденовируса - в, Строение Т-фага кишечной палочки 1 - капсидная головка, 2 - ДНК, 3 - стержень, 4 - капсид (чехол), 5- базальная пластинка, 6 - фибриллы. «яд»
В 1729 г. в Лондоне от гриппа умерло 100 тыс. человек, в Европе - 60 тыс. Гриппом «испанкой» переболело 550 млн., из них 25 млн. человек умерло.(в 2,5 раза больше, чем погибло на всех фронтах 1-мировой войны).. В1957 г возникла пандемия гриппа, ею переболело 2 миллиарда. Опасные «карлики» Вирусы меньше клетки в 1000 раз. На острие иглы их уместилось бы В вирусе все необычно и неожиданно. Каждый вирус выбирает свою ткань и легко проникает в организм. В чужой клетке он всегда хозяин. У него нет своего обмена веществ и ресурсов. Вирус отдает приказы и клетка хозяина сама создает новые вирусы и погибает. В 18 веке в Европе оспой заболело до 12 млн.человек, 2/3 детей Особенности вирусов Это доклеточная форма жизни.
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ ДЕЗОКСИВИРУСЫ РИБОВИРУСЫ 1. ДНК двухнитчатая 2. ДНК однонитчатая 1. РНК двухнитчатая 2. РНК однонитчатая 1.1. Кубический тип симметрии: Без внешних оболочек: аденовирусы С внешними оболочками: герпес-вирусы 1.2. Смешанный тип симметрии: бактериофаги 1.3. Без симметрии: оспенные вирусы 2.1. Кубический тип симметрии: Без внешних оболочек: крысиный вирус 1.1. Кубический тип симметрии: Без внешних оболочек: реовирусы, вирусы раневых опухолей растений 2.1. Кубический тип симметрии: Без внешних оболочек: вирус полиомиелита 2.2. Спиральный тип симметрии: Без внешних оболочек: вирус табачной мозаики С внешними оболочками: вирусы гриппа, бешенства, онкогенные Многообразие вирусов «Примитивны и изворотливы»
В 412 году до н.э. Гиппократ описал заболевание гриппом. Гриппо-подобные вспышки были отмечены в 1173 году. Первая, задокументированная пандемия гриппа, унесшая много жизней, случилась в 1580 году. Смерть наступала крайне быстро. Человек мог быть еще абсолютно здоров утором, к полудню он заболевал и умирал к ночи. Возбудитель заболевания, вирус гриппа, был открыт Richard Shope в 1931 году. Вирус гриппа А впервые был идентифицирован английскими вирусологами Smith, Andrews и Laidlaw - Лондон в 1933 году. Воспоминания о прошлом.
Вирус бешенства - болезнь с тяжелым поражением центральной нервной системы. Передается при укусе больных животных (собака, кошка, крыса), слюна которых, содержащая вирус, попадает в рану. Симптомы и течение. Инкубационный период продолжается до 55 дней, но может и больше. Болезнь имеет три периода: 1 стадия - длится 1-3 дня. Сопровождается повышением температуры до 37,2C, плохим сном, бессонницей. 2 стадия возбуждения - длится до 7 дней. Выражается в повышенной чувствительности к малейшим раздражениям органов чувств: яркий свет, различные звуки, шум вызывают судороги мышц конечностей. Больные становятся агрессивными и буйными. 3 стадия параличей глазных мышц, конечностей, расстройства дыхания, смерть.
Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920)
После исследований Луи Пастера было окончательно установлено, что заразные болезни вызываются мельчайшими живыми организмами - микробами или бактериями, которые проникают в тело человека или животных. Почти одновременно Роберт Кох разработал основные методы исследования бактерий, положив вместе с Пастером начало науки о микробах - микробиологии. После работ Пастера и Коха буквально посыпались открытия микробов - возбудителей различных болезней. Но ни самому Пастеру, ни Коху, ни блестящей плеяде их учеников, сколько они ни бились, не удавалось открыть возбудителя некоторых болезней, как, например, оспы, бешенства, кори и других. Теперь нам понятна причина этих неудач. Дело в том, что возбудители этих болезней настолько малы, что при обычных методах исследования их нельзя видеть в самый сильный микроскоп. Они настолько малы, что проходят через самые мелкие поры фильтров, которые применяются в микробиологии для отделения бактерий от жидкости, в которой они находятся. За это свойство вся эта группа возбудителей болезни получила название фильтрующихся вирусов.
Честь открытия фильтрующихся вирусов принадлежит Д. И. Ивановскому. В 1942 г., в условиях Отечественной войны, советская наука отмечала знаменательную дату - пятидесятилетие основания учения о фильтрующихся вирусах, родиной которого Д. И. Ивановский сделал Россию. Д. И. Ивановский не был врачом - он был физиологом растений, т. е. изучал жизнедеятельность растительного организма.
Дмитрий Иосифович Ивановский родился в 1864 г. Вскоре после завершения своего высшего образования (в 1887 г.) он вместе с ботаником Половцевым по предложению Департамента земледелия отправился в Бессарабию и на Украину изучать болезни табака, которые начали распространяться на табачных плантациях юга России, причиняя большой убыток. В следующие годы Д. И. Ивановский уже один продолжал исследование болезней табака сначала в лаборатории проф. Фаминцына в Петербургском университете, затем в Крыму на табачных плантациях Никитского ботанического сада и, наконец, в Петербурге - в Ботанической лаборатории Академии наук. Результаты своих пятилетних исследований он опубликовал в нескольких русских и немецком журналах.
Уже в конце XVII в. было известно, что эта болезнь передаётся при пересадке частей с больного растения на здоровое, т. е. является заразной. Но самая природа заразного начала оставалась совершенно неизвестной. Д. И. Ивановский занялся поисками возбудителя этой болезни. В процессе работы он профильтровал сок больного растения через фарфоровый фильтр - так называемую свечу Шамберлена. Свеча Шамберлена, названная так по фамилии микробиолога, ученика Пастера, который ввёл её в употребление для отделения микробных тел от жидкости, представляет собою полый цилиндрик из пористой глины, закрытый с одного и открытый с другого конца; по внешнему виду он действительно несколько напоминает стеариновую свечку. Его вставляют в горлышко стеклянной колбы, пропустив через пробку, плотно пригнанную к горлышку колбы. Через верхний открытый конец свечи наливают жидкость, содержащую бактерии. При откачке из колбы воздуха жидкость проходит через стенки свечи и стекает в колбу отфильтрованной. Бактерии же не могут пройти через мелкие поры и остаются на фильтре. До исследования Д. И. Ивановским считалось, что отфильтрованная жидкость уже не содержит бактерий и, следовательно, не является заразной.
Однако когда Д. И. Ивановский применил этот метод к соку растения, больного табачной мозаикой, он обнаружил удивительный факт: "Сверх всякого ожидания, - писал Д. И. Ивановский, - оказалось, что и после фильтрования через глиняные фильтры Шамберлена способность сока передавать болезнь не уничтожалась". Тем самым впервые в мировой науке Д. И. Ивановский доказал фильтруемость заразного начала болезни.
Могли быть две возможности для объяснения этого явления, которые с чрезвычайной ясностью сформулировал сам Д. И. Ивановский. Заражение, по его мнению, могла вызвать или "сама бактерия, способная проходить через фильтр благодаря своим ничтожным размерам, или, быть может, выделяемый ею растворимый яд, способный сам по себе вызвать всю внешнюю картину заболевания". Позднее Д. И. Ивановский наблюдал, что заболевшее от фильтрованного сока растение способно передать заразу другому - здоровому, это последнее - третьему и т. д. Это значит, что заразное начало в организме растения размножается. Установлением этого и ограничился Д. И. Ивановский на первом этапе своих исследований возбудителя табачной мозаики. Он дал Департаменту земледелия ряд практических указаний по мерам борьбы с болезнями табака, указав, что истинная природа возбудителя мозаичной болезни практического значения не имеет.
14 февраля 1892 г. в Академии наук он сделал доклад "О двух болезнях табака". Эта дата и считается в мировой науке началом учения о фильтрующихся вирусах.
Выяснив практическую сторону вопроса, Д. И. Ивановский заинтересовался его теорией, - ему хотелось поймать этого невидимого микроба. Однако, вынужденный временно оставить свои исследования табачной мозаики, Д. И. Ивановский вернулся к ним только шесть лет спустя - в 1898 г.
За это время в науке о микробах накопилось много нового. Голландец Байберинк воспроизвёл явления фильтруемости заразного начала мозаичной болезни табака. Он понял, что имеет дело с новым явлением, но считал, что заразное начало табачной мозаики представляет собою некую "живую инфекционную жидкость" загадочной природы. Вскоре Леффлером и Фрошем был открыт фильтрующийся вирус ящура - болезни рогатого скота. Эти исследователи считали, что возбудитель ящура - обыкновенный микроб, только очень маленький.
Так, уже в те времена возник спор между учёными, представляющими две точки зрения на природу фильтрующихся вирусов. Что это - мельчайшее живое существо, невидимый вследствие своих малых размеров микроб, или какое-то сложное химическое вещество? Спор этот не вполне разрешён и до настоящего времени.
Д. И. Ивановский следил за мировой литературой; в свете новых данных он пересмотрел результаты своих исследований над табачной мозаикой, дополнил их новыми опытами.
"Случай свободного прохождения заразного начала через бактериальные фильтры, в то время, как оно было констатировано мною для мозаичной болезни, представлялся, - говорит Д. И. Ивановский, - совершенно исключительным в микробиологии. Через несколько лет после того совершенно такое же явление было констатировано и в патологии животного организма при исследовании ящура...".
Считая, что возбудитель мозаичной болезни является живым организмом - мельчайшим микробом, - Д. И. Ивановский хотел во что бы то ни стало увидеть его. Для этого он изучал тончайшие срезы через листья больного растения, окрашенные красками, которые применяются для окраски бактерий. В поражённых участках он увидел какие-то бесцветные кристаллы и скопления окрашенных палочек и точек. Первым он не придал значения, а вторые принял за микроб, вызывающий мозаичную болезнь. Теперь мы знаем, что в этом была его ошибка; то, что он принял за микроб, явилось, повидимому, какими-то посторонними включениями, а бесцветные кристаллы представляли собою скопления самого вируса.
Д. И. Ивановский написал диссертацию о своих исследованиях по мозаичной болезни табака "О мозаичной болезни табака" и защитил её в 1902 г. в Варшаве, получив степень доктора ботаники.
В то время Д. И. Ивановский был профессором кафедры физиологии растений в Варшавском университете, которую он занимал с 1901 по 1915 г. Затем он занимал такую же кафедру в университете в Ростове-на-Дону, где и умер в 1920 г. 56 лет.
Окончив свои замечательные исследования табачной мозаики, Д. И. Ивановский больше к этому вопросу не возвращался. Последние годы своей жизни он посвятил изучению других вопросов, сделал ряд ценных работ, изучая почвенные бактерии, написал один из лучших учебников по физиологии растений, который явился плодом его многолетней профессорской деятельности.
Но мировую известность Д. И. Ивановский приобрёл именно за свои работы по мозаичной болезни табака, положив начало новой области исследования, став "отцом учения о фильтрующихся вирусах".
Много лет после первых упомянутых здесь работ учение о фильтрующихся вирусах не развивалось, и только в последнее время, после внедрения в науку новых методов исследования, оно начало бурно развиваться и в настоящее время представляет собой отрасль науки имеющую огромный практический и теоретический интерес. В настоящее время известно, что многие заразные болезни человека и животных вызываются фильтрующимися вирусами, - таковы: оспа, ветрянка, бешенство, корь, многие виды энцефалитов, некоторые желтухи, москитная лихорадка, ящур, чума свиней и многие другие. К вирусным заболеваниям относятся и многие заболевания растений. Сотни учёных во всём мире заняты исследованием фильтрующихся вирусов. Их работам мы обязаны множеством интереснейших фактов, накопившихся за последние 10-20 лет. Но по мере накопления фактов всё больше и больше раскрывалась сложность вопроса. Так оказалось, что то самое свойство, которое позволило их открыть и за которое они получили своё название - их фильтруемость, - не является таким уж характерным. С одной стороны, за последние годы открыты фильтрующиеся формы некоторых бактерий, например туберкулёзной палочки. С другой стороны, известны заболевания, возбудители которых по всем признакам должны быть отнесены к группе фильтрующихся вирусов, но профильтровать их до сих пор не удаётся. Несмотря на это, большинство учёных всё же пользуется старым названием "фильтрующиеся вирусы". Вирусы обладают рядом свойств, которые в совокупности позволяют отграничить их от возбудителей заразных болезней бактериальной природы.
Одной из таких характерных черт является неспособность вирусов жить вне организма на искусственных питательных средах, подобно бактериям. Для того чтобы вирус размножался, необходимо наличие живых клеток. После многих неудач учёным удалось получить культуры некоторых вирусов вне организма, но в питательной жидкости должны обязательно присутствовать живые клетки - кусочки органов животных. Поражая организм человека, животного или растения, вирусы поселяются в его клетках. Другой особенностью вирусов является образование внутри клеток особых включений - так называемых х-тел. Эти тела бывают двух родов - белковые кристаллы или скопления так называемых элементарных телец. Д. И. Ивановский видел и описал белковые кристаллы в клетках табака, поражённого мозаичной болезнью. Природа х-тел до самого последнего времени оставалась совершенно неизвестной, и только теперь мы знаем, что х-тела и есть скопления самого вируса. "Невидимый" таинственный возбудитель болезней при некоторых условиях может быть виден в микроскоп. Несмотря на малость размеров вирусов, в конце концов были найдены способы их измерения и измерены многие вирусы. Для таких измерений пользуются перепонками из коллодия с порами различной, но точно известной величины. По тому, через какие поры проходит вирус, судят о его размерах. Есть и другие способы измерения. Ниже дана таблица размеров вирусов.
Приблизительные размеры вирусов и некоторых других частиц в миллимикронах :
Из оптических свойств микроскопа вытекает, что пределом видимости является величина частицы в 200 mμ. Размеры элементарных телец некоторых вирусов приближаются к этой величине, т.е. они лежат на границе видимости. Их размер искусственно увеличивают специальной обработкой: серебрением, протравкой таннином с последующей окраской и т. д. Эти вещества, накапливаясь на поверхности элементарного тельца, делают его крупнее. Таким образом, удаётся видеть в обыкновенном микроскопе элементарные тельца.
Фотография в ультрафиолетовом свете позволяет обнаружить частицы вдвое меньших размеров, т. е. в 100-80 mμ. Этот метод был применён к исследованию вирусов, и, таким образом, действительно, удалось сфотографировать вирус коровьей оспы, оспы канареек, ящура и др.
Сильно расширило возможности изучения вирусов изобретение электронного микроскопа. В то время как для того, чтобы различить две точки при рассматривании в обыкновенный микроскоп, нужно, чтобы расстояние между ними было не менее 0,0002 мм, при работе с ультрафиолетовым светом это расстояние уменьшается вдвое, т. е. равняется 0,0001 мм, электронный микроскоп даёт возможность различать две точки, отстоящие одна от другой всего на 0,00001 мм. Современный электронный микроскоп позволяет наблюдать даже отдельные крупные молекулы.
Электронный микроскоп был применён для исследования вирусов и, в частности, вируса табачной мозаики. Благодаря этому удалось наблюдать отдельные частицы вируса табачной мозаики. Эти частицы могут соединяться в длинные нити, которые ветвятся и образуют веретёновидные кристаллы. Эти-то кристаллы и видел Д. И. Ивановский в клетках больного табака, т. е. он видел самый вирус. Позднее открытые Д. И. Ивановским кристаллы стали рассматривать как х-тела, обычно встречающиеся при вирусных заболеваниях растений.
Но только 40 лет спустя после открытия Д. И. Ивановского наука, наконец, проникла в тайну х-тел и расшифровала их природу.
В 1935 г. американцу Стенлею удалось выделить из сока больного растения 10 г. кристаллического вирусного белка. Кристаллизация является одним из самых надёжных способов очистки вещества. Однако, несмотря на то, что кристаллы, полученные Стенлеем, были химически чистым веществом, они, тем не менее, сохраняли все признаки заразного начала.
Одновременно со Стенлеем наш советский учёный Рыжков с сотрудниками нашёл иные, лучшие способы очистки вирусных белков и с совершенной несомненностью установил идентичность кристаллов Д. И. Ивановского с вирусным белком, открытым Стенлеем. Вирусный белок относится к сложным белкам, близким к белкам клеточного ядра.
После этих работ мы должны признать, что возбудители вирусных заболеваний растений являются не живым существом, не организмом, а химическим веществом - кристаллом. Однако вирусные белки обладают некоторыми особенностями. Во-первых, их молекулярный вес необычайно велик. Так, вирус табачной мозаики обладает молекулярным весом в 43 000 000. Эта цифра намного превышает молекулярный вес самых крупных белковых молекул.
Другой загадкой является способность вирусных белков к размножению в клетках поражённого организма. До сих пор мы считали, что размножение, воспроизведение себе подобных, является одной из особенностей живого. Очевидно, при размножении вирусных белков мы сталкиваемся с новым особым явлением, принципиально отличным от размножения простейших организмов. Были предложены различные объяснения этого явления, но ни одно из них нельзя в настоящее время считать доказательным.
При вирусных заболеваниях людей и животных белковые кристаллы не обнаружены. Зато у многих из них были найдены элементарные тельца, которые не встречались при вирусных болезнях растений. Элементарные тельца представляют собою очень мелкие шарообразные или палочковидные тельца, хорошо видные только при специальных методах окраски. Их размер колеблется от 100 до 250 μ, т. е., как мы уже указывали, они лежат на границе видимости. В настоящее время можно считать бесспорно решённым вопрос о том, что элементарные тельца являются самим вирусом.
Многочисленные работы, посвященные изучению элементарных телец, говорят в пользу того, что в данном случае мы имеем дело с живыми существами, с мельчайшими организмами. Но нужно сказать, что многие их свойства сближают их с вирусными белками. В настоящее время мы и те и другие относим к общей группе фильтрующихся вирусов. Область фильтрующихся возбудителей заразных болезней, которая вначале казалась однородной, как теперь выясняется, включает в себя очень различные формы. С одной стороны, сюда относятся вирусные белки с их гигантской молекулой и загадочными свойствами. Близки к ним так называемые бактериофаги. Бактериофагом называется фактор, который появляется в выделениях выздоравливающего больного, пересевается, фильтруется через бактериологические фильтры и вызывает растворение колоний микробов в культуре. Бактериофаги применяются с лечебными целями при некоторых заболеваниях человека, например при дизентерии. Одни учёные считают бактериофаг мельчайшим организмом, поражающим микробов; другие - веществом, подобным вирусным белкам. К фильтрующимся вирусам человека и животных, образующим элементарные тельца, близки риккетсии - к ним относится возбудитель сыпного тифа и других похожих заболеваний. Риккетсии не фильтруются, они крупнее вирусов, но мельче бактерий. С вирусами их сближает то, что они также не могут культивироваться на питательных средах.
Наконец, среди бактерий мы встречаемся с очень мелкими формами, которые проходят через фильтры, но культивируются на искусственных средах.
Какие отношения существуют между этими организмами? Откуда произошли вирусы? Являются ли они простейшей формой жизни? или, наоборот, продуктами упрощения, вырождения более сложных организмов?
Все эти вопросы должна разрешить наука будущего, а пока мы можем только сказать, что, продолжая изучение явления, открытого 50 лет тому назад русским ботаником Дмитрием Иосифовичем Ивановским, мы вступили в мир, где простейшие биологические единицы сталкиваются с наиболее гигантскими и сложными из известных химии молекул.
Эти вопросы, волнующие и увлекающие не только узкий круг специалистов, но и каждого мыслящего человека, показывают, какое огромное значение имело открытие Д. И. Ивановского.
Главнейшие труды Д. И. Ивановского : О двух болезнях табака, "Бюллетень Академии наук", Спб., 1892, № 2; Мозаичная болезнь табака, Варшава, 1902.
О Д. И. Ивановском : Коштоянц X. С., Дмитрий Иосифович Ивановский, "Микробиология", 1942, № 4; Рыжков Д. И. Ивановский, там же.
Среди наших соотечественников есть много имен, известных за пределами страны больше, чем на родине. Именно таким ученым является Дмитрий Иосифович Ивановский, по праву считающийся основоположником науки про вирусы. Какой прозорливостью, упорством и несгибаемой волей надо было обладать, что предсказать и на опытах доказать существование вирусов, которых просто невозможно было увидеть в существующие в то время увеличительные приборы.
Сын чиновника
Дмитрий Иосифович Ивановский родился 28 октября 1864 года в многодетной семье простого чиновника. Произошло это в селе Низы, что в Лужском уезде Петербургской губернии (предместье Санкт- Петербурга). После смерти отца семья переехала в Санкт-Петербург и жила на назначенную государством пенсию. С детства одержимый получением образования, Дмитрий с отличием окончил гимназию и поступил в Петербургский университет, как сегодня казали бы "на бюджет". Он даже получал стипендию. Бедный, но трудолюбивый студент физико-математического факультета Ивановский Дмитрий Иосифович все свободное время проводит в научном кружке при ботаническом факультете. Студентом его отправили в Крым для изучения болезней табака, причинявших весомый ущерб южным плантациям. На долгие годы заболевания табака завладели мыслями ученого.
Пятнистый табак
Вклад в науку Дмитрия Иосифовича Ивановского начался с опубликования итогов его наблюдений за больными растениями в Крыму и Бессарабии. Императорское вольное экономическое общество опубликовало работу ученого «Рябуха - болезнь табака, ее причины и борьба с нею» (1889). Результатом наблюдений стало отделение грибкового заболевания (рябухи) от известного в те времена заболевания мозаичных листьев. Это было довольно смелое предложение Дмитрия Иосифовича Ивановского. Фото мозаичных листьев табака представлено ниже.
Развитие теории
После окончания университета (1888) Ивановский остается в нем работать и защищает диссертацию о болезнях табака. Мозаичную болезнь листьев он исследует на базе Никитского ботанического сада (Ялта) и в ботанической лаборатории Академии наук (сегодня это Институт физиологии растений им. А.К. Тимирязева), где он занимал должность лаборанта. Руководителем института тогда был видный русский ботаник А.С.Фаминцын.
«О двух болезнях табака»
Так называлась работа Дмитрий Иосифовича Ивановского, вклад в микробиологию которого трудно переоценить. Именно с этой работы в 1892 году начала свое развитие наука о вирусах. Этот год считается датой рождения вирусологии. В своей работе ученый делает вывод, что мозаичная болезнь табака вызывается возбудителем, способными проходить через бактериальные фильтры, не способным к росту на искусственных средах и не дающим картину заболевания через фильтраты. Этот патогенный агент Дмитрий Иосифовича Ивановский называет микроорганизмами или фильтрующимися бактериями. Однако все признаки фильтрующихся вирусов им были предположены правильно, хотя он их так и не увидел в микроскоп.
Варшавский период
Получив степень магистра ботаники в Петербурге (1895), в 1901 году Ивановский уезжает в Варшаву, где становится экстраординарным, а затем и ординарным профессором Императорского университета. Он возглавляет курс анатомии с физиологией растений кафедры ботаники. Продолжая работать с больным табаком, он в Киеве защищает докторскую диссертацию. Открытый им способ фильтрации позволяет ему сформулировать теорию особых инфекционных заболеваний, возбудители которых имеют живую и организованную структуру. Он снова и снова исследует ткани больных растений, надеясь увидеть этих возбудителей. Ученый не сомневался, что открыл принципиально новый класс явлений, предложил критерии и методы их определения.
Кристаллы Ивановского
Желание ученого увидеть предмет своего открытия заставляло его упорно работать с больными растениями. Но все, что он увидел в клетках листьев больного табака - это кучки нерастворимых кристаллов. Ивановский описал эту закономерность и считал появление кристаллов свойствами вирусов. И только в 1935 году была обнаружена особенность вируса мозаики табака существовать в кристаллическом виде. Именно тогда эти кристаллы были названы именем Ивановского.
Развитие вирусологии
Вся первая половина прошлого столетия была посвящена изучению вирусов. Как из рога изобилия сыпались открытия вируса ящура, желтой лихорадки, натуральной оспы, полиомиелита, герпеса, везикулярного стоматита, гриппа человека, паротита, клещевого энцефалита, аденовирусов, вирусов бородавок, кори, краснухи и многих других. Сегодня открыто и описано более 500 вирусов человека и теплокровных животных, почти столько же вирусов растений, насекомых и бактерий. Открытия продолжаются и в наше время.
Профессиональная карьера
Кроме преподавательской деятельности в университете, Ивановский заведует ботаническим садом и редактирует журнал «Варшавские университетские известия». Он читает лекции в Высших женских курсах и ездит в заграничные командировки для обмена опытом по организации преподавания и работы микробиологических лабораторий. Этот опыт он обобщил, создав одну из лучших в Европе лабораторий по изучению микроорганизмов. В 1915 году университет эвакуируется из Варшавы в Ростов-на-Дону. Профессор Ивановский не смог забрать свою лабораторию, что сказалось на его душевном и физиологическом состоянии. Но ученый активно работает на новом месте и заново создает лабораторную базу. Он пишет учебник по физиологии растений, который издавался дважды - в 1917 и в 1919 годах. Дмитрий Иосифович Ивановский скончался от цирроза печени 20.06.1920 года. Он похоронен в Ростове-на-Дону. На его могиле на Новопоселенском кладбище установлен памятник, а на доме, где он жил, установлена мемориальная доска. Его именем назван институт вирусологии в Москве, а Академией медицинских наук раз в три года присуждается премия его имени самым выдающимся вирусологам.
Значение открытий
Главное достижение российского микробиолога Дмитрия Иосифовича Ивановского (1864-1920) - это открытие вирусов, то есть, совершенно новой формы жизни. Так и не увидев их в микроскоп, ученый доказал их существование, дал основу для развития направлений вирусологии. Он внес в науку методы фильтрации, заложил основы патологоанатомической цитологии и патологии вирусных болезней. Именно вирусы принесли ему мировую известность, но и его работы по почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений не остались без внимания научной общественности. Вся биография Дмитрий Иосифовича Ивановского демонстрирует упорство ученого и целеустремленное движение к своей цели.
Современники высоко ценили Ивановского Д.И., как талантливого физиолога растений и замечательного лектора. Его труды по вирусологии были оценены много позже, уже после смерти. Появление электронной микроскопии открыло новую эру вирусологии - науки, которая продолжает развиваться и приносить ученым все новые победы над тяжелыми болезнями. Однако практический интерес вирусологии давно вышел за пределы только медицины. Сегодня знания о вирусах применяются в генной инженерии, создании трансгенных организмов и модифицированных продуктов. Сегодня фантазии писателей о продлении жизни человека или приобретении им новых качеств уже не кажутся такими уж фантастическими. Помогают воплощать их в жизнь микроскопические существа, открытые великим русским ученым.
Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих веков нанесли вред хозяйству и вред здоровью человека. Хотя многие из этих болезней были опасны, но пробы установить их причину и найти возбудителя оставались безуспешными.
В первый раз существование вируса (нового типа возбудителя болезней) доказал в 1892 году российский ученый Д.И. Ивановский.
Дмитрий Иосифович родился в 1864 году в Петербургской губернии. Окончил гимназию с отличием. В августе 1883 года он поступает в Петербургский университет на физико-математический факультет. С 1890 - ассистент ботанической лаборатории Петербургской Академии Наук. В 1895 году защитил магистерскую диссертацию и в качестве приват-доцента Петербургского университета, начал чтение лекций по физиологии низших организмов, а с 1896 - по анатомии и физиологии растений. С 1901-экстраординарный профессор, а с 1903 - ординарный профессор Варшавского университета. В Варшаве Ивановский одновременно преподавал на Высших женских курсах.
Ивановский положил начало вирусологии, выросшей в настоящее время в самостоятельную область науки. Открытие вирусов сыграло огромную роль в развитии ряда научных дисциплин: биологии, медицины, ветеринарии и фитопатологии. Оно позволило расшифровать этиологию таких заболеваний, как бешенство, оспа, энцефалиты и мн. др. Ивановский занимался также изучением процесса спиртового брожения и влияния на него кислорода, хлорофилла и др. пигментов зеленых листьев, участвующих в процессе фотосинтеза. Известны также его работы и по общей сельскохозяйственной микробиологии. Ивановский был дарвинистом, подчеркивал зависимость организмов от условий окружающей среды и доказывал эволюционное значение этого факта.
В дальнейшем Ивановским было проведено научное исследование воздушного питания растений, он сосредоточил свое внимание на изучении состояния хлорофилла растений, значении каротина и ксантофилла для растений, устойчивости хлорофилла к свету в живом листе и второго максимума ассимиляции. Эти исследования Ивановский проводил совместно с М.С. Цветом - создателем метода адсорбированного хроматографического анализа.
В 1915 году Варшавский университет был эвакуирован в Ростов-на-Дону. Эвакуация не позволила перевести лабораторию, которую Ивановский в течение многих лет создавал в Варшаве. В это трудное для страны время Ивановскому пришлось все заново организовывать. Работая в Донском университете, Ивановский участвовал в его общественной жизни, как председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы.
Наряду с работами Ивановского по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Он автор 180 публикаций, в том числе ряда работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений, 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза и Эфрона и двухтомный учебник по физиологии растений.
В знак признания выдающихся заслуг Д.И. Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР (ныне РАМН) в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Ивановского, которая присуждается один раз в три года за лучшую научную работу по вирусологии.
В 1964 году проведена научная юбилейная сессия, выпущена юбилейная медаль, которой были удостоены ученые и деятели науки, внесшие вклад в развитие вирусологии, а также юбилейная марка с изображением Д.И. Ивановского. В конце 70-х годов перед зданием Института вирусологии установлен бюст Д.И. Ивановского.
Д.И.Ивановский скончался в возрасте 56 лет 20 июня 1920 года от цирроза печени. Похоронен он в Ростове-на-Дону на Новопоселенском кладбище, где ему установлен монумент. На доме N-87 по Социалистической улице, где жил ученый, укреплена мемориальная доска с надписью: ”В этом доме жил наикрупнейший российский ученый, основоположник науки о вирусах Дмитрий Иосифович Ивановский (появился в 1864 году; погиб в 1920 году).
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Тихоокеанский государственный экономический университет
Институт управления (или экономики)
Кафедра физики
РЕФЕРАТ
По
дисциплине «Концепции
современного естествознания
На
тему
Дмитрий
Иосифович Ивановский
и
начало вирусологии
Выполнил
студент: (группа)
Заочного
института Фамилия
Проверил:
(должность)
Фамилия
Владивосток
2011г.
Содержание
Введение
1.Дмитрий
Иосифович Ивановский.
Биография.
2.Вирусология:
понятие.
3.История
возникновения вирусологии.
Заключение
Список
использованной литературы
Введение.
Открытие
вирусов сыграло огромную роль в
развитии ряда научных дисциплин: биологии,
медицины, ветеринарии и фитопатологии.
Оно позволило расшифровать этиологию
таких заболеваний, как бешенство, оспа,
энцефалиты и многие другие.
Имеются
значительные основания считать
Ивановского отцом новой науки- вирусологии
определявшей в настоящее время
поле деятельности большого и важного
значения. Ивановский занимался также
изучением процесса спиртового брожения
и влияния на него кислорода, хлорофилла
и других пигментов зеленых листьев, участвующих
в процессе фотосинтеза. Известны также
его работы и по общей сельскохозяйственной
микробиологии.
Вирусология
решает фундаментальные и прикладные
задачи и тесно связана с другими
науками. Раздел вирусологии, изучающий
наследственные свойства вирусов, тесно
связан с молекулярной генетикой. Вирусы
не только предмет изучения, но и инструмент
молекулярно-генетических исследований,
что связывает вирусологию с генетической
инженерией. Вирусы - возбудители большого
количества инфекционных заболеваний
человека, животных, растений, насекомых.
С этой точки зрения вирусология тесно
связана с медициной, ветеринарией, фитопатологией
и другими науками.
Возникнув
в конце XIX века как ветвь патологии
человека и животных, с одной стороны,
и фитопатологии - с другой, вирусология
стала самостоятельной наукой, по праву
занимающей одно из основных мест среди
биологических наук.
- Дмитрий
Иосифович Ивановский.
Биография.
Еще в студенческие годы Д.И. Ивановский совместно с В.В. Половцевым начал (1887г.) работу по изучению заболеваний табака на юге России. В результате было установлено наличие не одного, как полагал Майер, а двух, смешиваемых в то время, заболеваний - рябухи и мозаичной болезни табака. Ивановский дал классическое описание мозаичной болезни табака, разработал меры борьбы с ней и впервые установил характер возбудителя этого заболевания (1892); показал, что этот возбудитель невидим при самых сильных увеличениях микроскопа, проходит через мелкопористые фильтры и не растет на обычных питательных средах, чем резко отличается от бактерий. На основании многочисленных опытов Ивановский сделал вывод, что открытый им возбудитель не является жидким веществом, так как задерживается на наиболее мелкопористых фильтрах, пропускающих настоящие жидкости. Вместе с тем он является живым, так как антисептики для него такое же дезинфицирующее вещество, как и для бактерий. Данные Ивановского о передаче заболевания показали также, что оно обусловлено именно специфическим возбудителем, а не плазмой больного растения; этот возбудитель, по мнению Ивановского, - живой мельчайший организм.
Своими исследованиями решительно опроверг неприемлемый взгляд М. В. Бейеринка, утверждавшего, что возбудитель мозаичной болезни табака "живой, но растворимый". Вместе с тем Ивановский доказал несостоятельность точки зрения американского ученого Вудса, согласно которой мозаичная болезнь табака обусловлена повышением окислительных процессов растения. Таким образом, Ивановский впервые открыл новую форму существования живых белковых тел - вирус - и положил начало вирусологии, выросшей в настоящее время в самостоятельную область науки.
Ивановский был последовательным и убежденным дарвинистом, подчеркивал зависимость организмов от условий окружающей среды и доказывал эволюционное значение этого факта.
Д.И. Ивановский скончался в возрасте 56 лет 20 июня 1920 года от цирроза печени. Похоронен он в Ростове-на-Дону на Новопоселенском кладбище, где ему установлен памятник. На доме N-87 по Социалистической улице, где жил ученый, укреплена мемориальная доска с надписью: ” В этом доме жил крупнейший русский ученый, основатель науки о вирусах Дмитрий Иосифович Ивановский (родился в 1864 году; умер в 1920 году)”.
2.Вирусология.
3.История
возникновения вирусологии.
Начало истории
Д.И.
Ивановский открыл вирусы - новую форму
существования жизни. Своими исследованиями
он заложил основы ряда научных направлений
вирусологии: изучение природы вирусов,
цитопотология вирусных инфекций, фильтрующихся
форм микроорганизмов, хронического и
латентного вирусоносительства. Один
из выдающихся советских фитовирусологов
В.Л.Рыжков писал: ”Заслуги Ивановского
не только в том, что он открыл совершенно
новый вид заболевания, но и что он дал
методы их изучения, явился основателем
патологоанатомического метода изучения
болезней растений и патологической цитологии
вирусных заболеваний”. Всемирно известный
американский ученый лауреат Нобелевской
премии W.Stenly дал высокую оценку исследованиям
Ивановского: ”Право Ивановского на славу
растет с годами. Я считаю, что его отношение
к вирусам должно рассматриваться в том
же свете, как мы смотрим на отношение
Пастера и Коха к бактериям”.
Первая
половина нашего столетия была посвящена
пристальному изучению вирусов - возбудителей
острых лихорадочных заболеваний, разработке
методов борьбы с этими заболеваниями
и методов их предупреждения.
Открытия
вирусов сыпались как из рога изобилия:
в 1892 году был открыт вирус табачной
мозайки-год рождения вирусологии как
науки. Это почти непрерывный список открытий
будет выглядеть еще внушительнее, если
к 500 вирусам человека и животных добавить
не меньший (если не больший!) список уже
открытых к тому времени вирусов растений
(более 300), насекомых и бактерий. Поэтому
первая половина нашего столетия поистине
оказалась эрой великих вирусологических
открытий. Стремление ученых как можно
скорее обнаружить и выделить вирус при
любом неизвестном и особо тяжелом заболевании
вполне понятно и оправдано, так как первый
шаг в борьбе с болезнью - это выяснение
ее причины. И вирусы-эти страшные убийцы
- оказали в конце концов человечеству
неоценимую услугу в деле борьбы с начало
с вирусами, а затем и с другими (например,
бактериальными) инфекционными заболеваниями.
Тысячелетия
назад, когда люди не имели понятия о вирусах,
страшные болезни, вызванные ими заставляли
искать пути избавления от них. Еще 3500
лет назад в Древнем Китае было подмечено,
что люди, перенесшие легкую форму оспы,
в дальнейшем никогда больше ею не заболевали.
Опасаясь тяжелой формы этой болезни,
которая не только несла с собой неминуемое
обезображивание лица, но нередко и смерть,
древние решили искусственно заражать
детей легкой формой оспы. На маленьких
детей надевали рубашки больных людей,
у которых оспа протекла в легкой форме;
в нос вдували измельченные и подсушенные
корочки оспенных больных; наконец, оспу
”покупали” - ребенка вели к больному
с крепко зажатой в руке монеткой, взамен
ребенок получал несколько корочек с оспенных
пустул, которые по дороге домой должен
был крепко сжимать в той же руке. Этот
метод предупреждения, известный под названием
вариоляция, не получил широкого распространения.
Сохранялась большая опасность заболевания
тяжелой формой оспы, и смертность среди
привитых достигала 10%. При прививках было
очень трудно дозировать заразный материал
от больного, и иногда такие прививки приводили
к развитию очагов оспы.
Проблема
предохранения от оспы была решена
только в конце 18 века английским врачом
Эдвардом Дженнером. Он установил, что
некоторые доярки никогда не болеют оспой,
а, именно, те из них, которые предварительно
перенесли легкое заболевание - коровью
оспу, или, как ее называли, вакцину (от
греческого vacca, что означает “корова”).
Э. Джиннер в 1796 году провел публичный
эксперимент по прививке содержимого
пустулы с руки доярки на кожу плеча 8-летнего
мальчика Джемса Фиппса. На месте прививки
разилось лишь несколько пузырьков. Через
полтора месяца Дженнер ввел Фиппсу гнойное
содержимое кожного пузырька от больного
натуральной оспы. Мальчик не заболел.
Вакцина
против оспы оказалась первой противовирусной
вакциной, хотя вирус натуральной оспы
был открыт 57 лет спустя.
В
борьбе с вирусными заболеваниями
ученые стремились прежде всего обнаружить
и выделить возбудителя. Изучив его свойства,
приступали к приготовлению вакцины. Так
в борьбе за здоровье и жизнь человека
становилась молодая наука о вирусах,
имеющая древнюю драматическую предысторию.
Многие
вирусы прочно вошли в учебники и руководства
как возбудители острых лихорадочных
заболеваний. Достаточно, например, вспомнить
вирус гриппа с его мировыми гигантскими
эпидемиями; вирус кори ассоциирует с
картиной тяжело больного ребенка, вирус
полиомиелита - тяжелое заболевание детей,
инвалидность, прикованность к коляскам
несчастных. Есть противогриппозная вакцина.
Ее применение примерно вдвое снижает
заболеваемость привитых, но: во-первых,
заболеваемость гриппом превосходит заболеваемость
всеми известными инфекционными болезнями,
вместе взятыми, а во-вторых, вирус гриппа
часто меняет свои свойства, и это заставляет
вместо приготовленной заранее вакцины
готовить в срочном порядке новую. Все
эти причины объясняют высокую заболеваемость
гриппом. Среди всех известных вирусов
человека и животных самую многочисленную
группу представляют те из них, которые
переносятся членистоногими - комарами,
москитами, клещами. Эта группа получила
специальное название - « арбовирусы
и т.д.................
Статьи по теме
