Store opdagelser: Bakterier – et mikroskopisk liv

På forsiden af det populære ugeblad Illustreret Tidende kunne resten af landet læse, at københavnerne for sjov titulerede hinanden ‘Mikrob’ eller ‘Bacil’ for at vise, at de kendte til de nyeste resultater inden for videnskaben.

Den franske kemiker og bakteriolog Louis Pasteur (1822-1895) blev omtalt som en videnskabelig ‘Stjærne’ og var så ombejlet, at han ‘skulle spise til Middag på mindst ti steder’.

Siden er mikroberne blevet en del af vores kollektive bevidsthed.

Opdagelsen af bakterier var betinget af de første mikroskoper

Bakterier er encellede organismer på cirka 0,001 milimeter. Opdagelsen af de mikrometersmå bakterier var i første omgang betinget af de første mikroskoper, som dukkede op i 1600-tallet.

En af mikroskopiens pionerer, den hollandske manufakturhandler Antonie van Leeuwenhook (1632-1723), fremstillede selv mikroskoper, som kunne forstørre mere end 200 gange.

Han imponerede videnskabsmændene i London med sine observationer af ukendte ‘små dyr’, animalculer, der var så små, at det myldrede med dem i en dråbe vand. Disse animalculer indbefattede også bakterier.

Ikke desto mindre kæmpede datidens mikroskopister med optiske brydningsfejl i linserne, og det betød, at mikroskopet inden for naturvidenskaben forblev et perifert instrument helt op til 1800-tallet.

Det samme gjaldt, ikke så underligt, interessen for mikroskopiske organismer.

Man troede at kun meget få sygdomme smittede imellem mennesker

At sygdom skulle være forårsaget af noget udefrakommende, levende og usynligt var også længe en relativt løs idé. Den italienske læge Girolamo Fracastoro (1478-1553) skrev tilbage i 1500-tallet om semina (sæd), der som frø kunne udvikle sig til sygdom i mennesket.

Langt senere, i 1840’erne, foreslog den tyske læge Jacob Henle (1809-1885) et såkaldt contagium vivum (levende smitte), der fordærvede mennesker med sygdom på samme måde som svamp fordærvede mad.

Begge bidrag var dog kun teorier, som savnede et eksperimentelt grundlag, hvorfor tankerne forblev på det spekulative plan.

Således var de gængse forklaringer på epidemiske sygdomme helt op i midten af 1800-tallet nogle for os i dag utænkelige: En forkert kost, et hidsigt temperament, blokerede væskeafsondringer fra kroppen, et pludseligt vejrskifte eller giftige dunster i luften.

Det var et fåtal af sygdomme, for eksempel kopper og mæslinger, som man mente smittede fra menneske til menneske.

Pasteur var optaget af den ‘spontane generation’

For at finde egentlige naturvidenskabelige forklaringer skal vi en tur til Frankrig i 1850’erne og 1860’erne, hvor den franske kemiker Louis Pasteur for alvor gav mikrobelæren et eksperimentelt grundlag.

Pasteur var optaget af gæringsprocesser, og han viste, at sådanne processer ikke kunne finde sted uden levende gærsvampe, der omdanner sukker til alkohol.

Pasteur blev også optaget af den almindelige forståelse af, at liv kunne opstå spontant ud af intet, den såkaldte ‘spontane generation’, ifølge hvilken for eksempel maddiker kunne opstå af dødt kød.

Mikroorganismer opstod spontant

Teorien om spontan generation tiltrak sig stor opmærksomhed omkring 1860, da hans landsmand Félix Archimède Pouchet (1800-1872) viste, at mikroorganismer spontant opstod i ganske almindeligt hø, når luft, vand og den helt rigtige temperatur var til stede.

Få år efter kunne Pasteur imidlertid definitivt tilbagevise teorien efter en række forsøg. Mest berømt er hans forsøg med næringssubstrat i kolber, hvis øverste del var formet som en smal svanehals, der kun tillod atmosfærens gasser at passere.

Næringssubstratet kunne stå i månedsvis uden at liv opstod. Først når halsen blev knækket og atmosfærisk støv (med bakteriesporer) kunne trænge ned i flaskerne, opstod der liv efter et par døgn.

Pasteurisering kunne forlænge øl og vins holdbarhed

Pasteur fandt altså i mikrober i luften – og i vin og øl, der gærer.

Pasteurs mange eksperimenter kom industrien til gode, da han viste, at vin og øls holdbarhed kunne forlænges ved at opvarme næringsvæskerne til temperaturer under vands kogepunkt.

Han udviklede her konserveringsmetoden, vi kender som ‘pasteurisering’, der er navngivet efter ham.

Lister så en parallel mellem sårfeber og Pasteurs kolber

Pasteurs forsøg vakte stor opsigt i landbruget, biologien og medicinen. Han fik stor betydning for den engelske kirurg Joseph Lister (1827-1912), som ved siden af sine operationer også lavede laboratorieforsøg og mikroskopi af betændelsesprocesser.

Lister var ansat på hospitalet i Glasgow, Royal Infirmary, som, i lighed med de fleste andre hospitaler, havde store problemer med epidemier af sårfeber og en meget høj dødelighed ved for eksempel benamputationer.

Lister så en parallel mellem Pasteurs svaneformede kolber og menneskets krop, hvis indre også først kom i direkte kontakt med atmosfærisk luft, når kirurgen brød igennem huden med sin kniv.

Hvis den atmosfæriske luft kunne fremkalde vækst i kolbernes næringssubstrat efter et par dage, kunne luften måske også skabe betændelsesprocesser i et operationssår.

Mikrobernes betydning var banebrydende

Lister valgte at undersøge sin teori i praksis og arbejdede i flere år med at dække operationssår med et lærredsstykke vædet med karbolsyre for at skabe en kemisk barriere mellem luft og operationssår.

I 1867 offentliggjorde Lister resultatet af sit arbejde, en antiseptisk sårbehandling, som havde medført et drastisk fald i dødeligheden på hans afdeling.

Den nye erkendelse af mikrobers betydning for kirurgiske operationer vandt hurtigt frem på operations- og fødestuer, og allerede samme år blev metoden indført på Københavns Kommunehospital, da flere læger havde været i Glasgow for at blive indført i Listers nye banebrydende behandling.

Davaine fand stavformede legmer med sit mikroskop

I 1860’erne gjorde videnskaben endnu en væsentlig bakteriologisk opdagelse.

Den franske læge Casimir Davaine (1812-1882) havde med sit mikroskop fundet nogle stavformede legemer, som han kaldte ‘bacteridiae’, i blodet hos får ramt af miltbrand (anthrax) – en sygdom som årligt dræbte tusindvis af husdyr.

Davaine viste, at han kunne fremkalde sygdommen hos raske dyr ved at indsprøjte inficeret blod.

Miltbrand var den første alment accepterede bakteriesygdom

Forsøgene overbeviste nu ikke skeptikerne, der stadig så det som et uafklaret spørgsmål, om så små og usynlige væsener virkelig kunne fremkalde sygdom og død i højtudviklede pattedyr.

I 1876 blev Davaines undersøgelser imidlertid underbygget af den tyske læge Robert Koch (1843-1910), der viste, at miltbrandbakterien kunne omdanne sig til en spore, overleve i det døende dyr eller i jorden og derefter spredes til andre dyr året efter.

Herefter blev det alment accepteret at miltbrand, som den første større dyresygdom, var forårsaget af en bakterie.

Bakteriologiens gennembrud kom da Koch identificerede tuberkulose

Robert Koch præsenterede derefter et sæt videnskabelige kriterier for medicinsk bakteriologi.

De nu legendariske kriterier, kaldet ‘Kochs postulater’, dikterede, at bakterien først skulle identificeres i det syge individ, derefter skulle bakterien dyrkes i et kunstig vækstmedie, og til sidst skulle sygdommen fremkaldes i et rask forsøgsdyr ved inokulation.

Bakteriologiens endelige gennembrud i medicinen kom i 1882, hvor Robert Koch påviste årsagen til den frygtede og dødelige folkesygdom tuberkulose, der hærgede Europa på den tid.

I sit laboratorium havde Koch identificeret og dyrket bakterien, som han kaldte Mycobacterium tuberculosis.

Tuberkulosebakterien var en ‘ondartet lille Satan’

Den danske læge Carl Julius Salomonsen (1847-1924), bakteriologiens første repræsentant i Norden, havde samme år været på studiebesøg hos Koch, som havde foræret ham en række bakteriekulturer.

I breve til sin hustru og forældre skrev Salomonsen begejstret om den tyske kollegas forskning:

»Desuden har jeg jo set – mirabile dictu [forunderligt nok] – alle Kochs endnu ikke meddelte Tuberkulosepræparater; saavidt jeg kan skjønne har han nu ‘klaret Ærterne’ som man siger, m. H. t. den Sygdom; … Man bliver ganske uhyggelig tilmode ved at se disse hundreder af Culturglas, i hvilke denne ondartede lille Satan voxer«(17. marts).

Den bakteriologiske guldalder gav en enkel forklaring på folkesygdomme

Opdagelsen af tuberkulosens sygdomsårsag markerede begyndelsen på en decideret bakteriologisk guldalder.

I 1883 identificerede Koch kolerabakterien. Og inden for de næste 10 år blev der identificeret andre årsager til en lang række af alvorlige bakterielle sygdomme som for eksempel lungebetændelse, tyfus, difteri, syfilis og stivkrampe.

Flere af dem folkesygdomme, som i århundreder havde leget blindebuk med lægerne. Sygdommene havde nu fundet deres enkle forklaring i mikroskopets øje.

Opdagelserne gav begrundet håb om forebyggelse og behandling

I 1890’erne opdagede man en ny slags mikrobe, som var endnu mindre end bakterier, og som formerede sig ved at invadere andre celler.

Opdagelsen af virus, som den blev kaldt, skyldtes blandt andet den franske mikrobiolog Charles Chamberland, som havde udviklet et filter, hvis huller var så små, at de kunne si bakterierne fra en væske.

Efterhånden fandt lægevidenskaben virus som årsag til en række epidemiske sygdomme som kopper, mæslinger, influenza, polio og senere AIDS.

De mange mikrobiologiske opdagelser rejste et begrundet håb om, at de smitsomme sygdomme kunne forebygges og behandles.

Baktierier kan være nyttige for os

I dag er mange epidemiske sygdomme sjældne i Danmark. Vi bruger millioner af kroner på at vaccinere befolkningen. Vi forebygger smitte og kontrollerer, at fødevarerne ikke gør os syge. Er man blevet syg, kan penicillin og andre antibiotika i de fleste tilfælde hjælpe os.

Vi ved også, at bakterier kan være nyttige for os, når de lever naturligt i for eksempel mavetarmkanalen, hvor de er med til at fordøje føden. Så frygten for epidemierne er blevet meget mindre i vor tid.

For nogle årtier siden talte man i lægekredse sågar om, at infektionssygdommenes æra var slut i Vesten, altså at de store, truende epidemier var et overstået kapitel.

Vesten har et stigende problem med antibiotikaresistens

Den forestilling blev gjort til skamme, da virussygdommen AIDS dukkede op i 1980’erne og blev efterfulgt af andre livsfarlige epidemiske sygdomme som SARS og fugleinfluenza.

Derudover står vi over for stigende problemer med såkaldt antibiotikaresistens, hvilket betyder, at nogle bakterier ikke længere kan behandles med de lægemidler, som vi har, og koster et stigende antal liv på verdensplan.

Så mikroberne er ikke længere den største trussel mod menneskeheden, som de var engang, men de vil til stadighed udfordre os.