Scientia

Louis Pasteur (27.12.1882 - 28.09.1895) a fost un chimist şi microbiolog francez, unul dintre cei mai importanţi fondatori ai microbiologiei medicale. Contribuţiile lui Pasteur în domeniul ştiinţei, al tehnologiei şi al medicinei sunt nepreţuite.

A fost un pionier al studiului în domeniul disimetriei moleculare; a descoperit că microorganismele cauzează fermentaţie şi boală; a iniţiat procesul de pasteurizare; a salvat industria berii, a vinului şi a mătăsii din Franţa şi a dezvoltat vaccinuri împotriva antraxului şi a rabiei.

Pasteur a deţinut numeroase funcţii academice, iar realizările sale ştiinţifice i-au adus cea mai  înaltă decoraţie a Franţei, Legiunea de Onoare, precum şi alegerea în Academia de Ştiinţe şi numeroase alte distincţii. În prezent există circa 30 de instituţii şi un număr impresionant de spitale, şcoli, clădiri şi străzi care îi poartă numele - onoruri acordate doar câtorva oameni de ştiinţă.

EDUCAŢIA PRIMARĂ

Tatăl lui Pasteur, Jean-Joseph Pasteur, era tăbăcar şi sergent-major decorat cu Legiunea de Onoare în timpul războaielor napoleoniene. Probabil că acest fapt i-a insuflat tânărului Pasteur patriotismul puternic care avea să-l caracterizeze atât de bine ulterior. În primii ani de şcoală, Louis Pasteur a fost un student mediocru, dar talentat la desen şi la pictură. Pastelurile şi portretele părinţilor şi prietenilor, pe care le-a realizat pe când avea 15 ani, s-au păstrat ulterior în muzeul Institutului Pasteur din Paris. După absolvirea şcolii primare din Arbois, unde se mutase împreună cu familia, şi a şcolii secundare din Besançon, din apropiere, şi-a luat licenţa în ştiinţe exacte (1842) la Colegiul Regal din Besançon.

Casa în care s-a născut Louis Pasteur din Dole

CARIERA ÎN CERCETARE

În 1843, Pasteur a fost admis la Şcoala Normală Superioară (un colegiu pedagogic din Paris), unde a asistat la cursuri predate de chimistul francez Jean-Baptiste-André Dumas, al cărui asistent a devenit ulterior. În 1845, Pasteur şi-a obţinut masteratul în ştiinţe exacte, apoi diploma de studii aprofundate în ştiinţele fizice. Ulterior, în 1847, şi-a luat doctoratul în ştiinţe exacte. În 1848, Pasteur a fost numit profesor de fizică la liceul din Dijon, dar la scurt timp după aceea a acceptat un post de profesor de chimie la Universitatea din Strasbourg. În 29 mai 1849 s-a căsătorit cu Marie Laurent, fiica rectorului universităţii. Cuplul a avut cinci copii, dintre care doar doi au trecut de vârsta copilăriei.

DISIMETRIA MOLECULARĂ

La scurt timp după absolvirea Şcolii Normale Superioare, Pasteur a fost intrigat de descoperirea chimistului german Eilhardt Mitscherlich, care a demonstrat că tartraţii şi paratartraţii se comportă diferit atunci când sunt expuşi la lumină polarizată: tartraţii roteau  planul luminii polarizate, în timp ce paratartraţii nu. Era ceva neobişnuit, deoarece compuşii prezentau proprietăţi chimice identice. Pasteur a observat că cristalele de tartraţi prezentau forme disimetrice, corespunzătoare disimetriilor optice. El a făcut observaţia surprinzătoare că paratartratul cristalin era format dintr-un amestec de cristale cu o configuraţie dextrogiră. Totuşi, în urma separărilor manuale, a descoperit că acestea prezentau disimetrie de dreapta şi de stânga. Cu alte cuvinte, un amestec echilibrat de cristale drepte şi stângi era inactiv optic. Prin urmare, Pasteur a descoperit existenţa disimetriei moleculare, fundamentul stereochimiei, demonstrată ulterior de activitatea optică. În următorii 10 ani, Pasteur a continuat să investigheze capacitatea substanţelor organice de a roti planul luminii polarizate. El a mai studiat şi relaţia dintre structura cristalografică şi configuraţia moleculară. Studiile sale l-au convins că disimetria era una dintre caracteristicile fundamentale ale materiei vii.

Louis Pasteur în laborator
Credit: nps.k12.nj.us

TEORIA BIOLOGICĂ A FERMENTAŢIEI

În 1854, Pasteur a fost numit profesor de chimie şi decan al Facultăţii de Ştiinţe din cadrul Universităţii din Lille. Pe când se afla la Lille, i s-a cerut să ajute la rezolvarea unor probleme cu privire la producţia alcoolului la o distilerie locală, începând astfel o serie de studii privind fermentarea alcoolului. Această muncă l-a implicat ulterior în abordarea a diverse probleme practice şi economice care implicau fermentaţia. Eforturile sale s-au dovedit de succes în clarificarea majorităţii acestor probleme, iar din lucrările lui au apărut noi implicaţii teoretice. Pasteur a investigat o gamă largă de aspecte privind fermentaţia, inclusiv producerea de compuşi precum acidul lactic, responsabil pentru acrirea laptelui. A mai studiat şi fermentaţia acidului butiric.

În 1857, Pasteur a părăsit Lille şi s-a întors la Paris, unde a fost numit manager şi director de studii ştiinţifice la Şcoala Normală Superioară. În acelaşi an, a prezentat dovezi experimentale privind participarea organismelor vii la toate procesele de fermentaţie şi a demonstrat că un anumit organism este asociat cu o anumită fermentaţie. Aceste dovezi au stat la baza teoriei biologice a fermentaţiei.

EFECTUL PASTEUR

Descoperirea faptului că anumite organisme sunt implicate în fermentaţie a fost sprijinită ulterior de studiile lui Pasteur privind fermentaţia acidului butiric. Aceste studii l-au condus la descoperirea neaşteptată a faptului că procesul de fermentaţie putea fi oprit prin trecerea aerului (adică a oxigenului) prin fluidul aflat în fermentaţie, proces cunoscut astăzi sub numele de efectul Pasteur. El a concluzionat că acesta se datora prezenţei unei forme de viaţă care putea funcţiona doar în absenţa oxigenului, ceea ce a dus la introducerea termenilor "aerob" şi "anaerob" pentru a desemna organisme care trăiau în prezenţa sau în absenţa oxigenului. Ulterior, el a  propus teoria că fenomenul care are loc în timpul putrefacţiei se datorează unor microbi care funcţionează în condiţii anaerobe.

PASTEURIZAREA

Pasteur şi-a aplicat cu promptitudine cunoştinţele despre microbi şi fermentaţie în industria vinului şi a berii din Franţa, salvând industriile respective de la un colaps cauzat de problemele produse de producţie şi de contaminarea în timpul exportului. În 1863, la cererea împăratului Franţei, Napoleon al III-lea, Pasteur a studiat acrirea vinului şi a demonstrat că aceasta era provocată de microbi. Pentru a preveni acrirea Pasteur a folosit o procedură simplă: a încălzit vinul la 50-60⁰C, proces cunoscut acum universal sub numele de pasteurizare. Astăzi, pasteurizarea se foloseşte rareori în cazul vinului, care beneficiază de pe urma învechirii, deoarece sunt ucise organismele care contribuie la procesul de învechire, dar se aplică în cazul a numeroase alimente şi băuturi, cu precădere laptele. În urma succesului, obţinut în cazul vinului, Pasteur şi-a focalizat studiile pe bere. Dezvoltând unele tehnici practice de verificare a fermentaţiei berii, a reuşit să ofere o metodologie raţională pentru industria de fabricare a berii. A dezvoltat, de asemenea, o metodă de producere a berii care prevenea deteriorarea produsului pe durata transporturilor de lungă durată cu vaporul.

GENERAŢIA SPONTANĂ

Fermentaţia şi putrefacţia au fost deseori percepute ca fenomene spontane, o percepţie care se trăgea din credinţa veche că viaţa putea fi generată spontan. În secolul al XVII-lea, acest subiect a fost dezbătut de naturalistul şi teologul englez romano-catolic John Turberville Needham şi naturalistul francez Georges Louis Leclerc, conte de Buffon. Deşi ambii susţineau ideea de generaţie spontană, stareţul şi filozoful italian Lazzaro Spallanzani a continuat să susţină că viaţa nu poate fi generată spontan din materie moartă. În 1859, anul în care naturalistul englez Charles Darwin şi-a publicat cartea Originea speciilor, Pasteur s-a hotărât să rezolve această dispută. Era convins că teoria sa microbiană nu putea fi demonstrată ferm atâta timp cât persista credinţa în generaţia spontană. Pasteur a abordat problema folosind o procedură experimentală simplă. A demonstrat că supa de vită poate fi sterilizată fierbând-o într-o sticlă cu gât de lebădă, un gât lung încovoiat ce captează particule de praf şi alţi contaminaţi înainte să ajungă în corpul sticlei. Totuşi, dacă supa a fiert şi dacă, în urma fierberii, gâtul sticlei s-a rupt, fiind din nou expusă la aer, supa a devenit în cele din urmă tulbure, indicând contaminarea microbiană. Aceste experimente au demonstrat că nu există generaţie spontană, din moment ce supa, dacă nu ar fi fost reexpusă la aer, ar fi rămas sterilă. Aceasta nu doar că doar a rezolvat problema filozofică privind originea vieţii la momentul respectiv, ci a reprezentat şi un fundament solid pentru noua ştiinţă a bacteriologiei care s-a bazat pe tehnicile demonstrate de sterilizare şi manipulare aseptică.

Louis Pasteur - viaţa şi opera (2)