(Danh nhân) Louis Pasteur - Nhà bác học vĩ đại, một nhân cách lớn

Louis Pasteur (1822 - 1895) là một nhà sinh học, nhà vi sinh vật học, nhà hoá học, một tín đồ Công giáo người Pháp, với những phát hiện về các nguyên tắc của tiêm chủng, lên men vi sinh và thanh trùng.

Ông thường được biết đến qua những nghiên cứu quan trọng về các nguyên nhân và biện pháp chữa bệnh, và những khám phá đó của ông đã cứu sống vô số người kể từ đó. Ông đã đề ra các biện pháp thanh trùng để làm giảm tỷ lệ tử vong sau khi sinh đẻ ở các sản phụ, tạo ra loại vắc-xin đầu tiên cho bệnh dại và bệnh than. Những nghiên cứu của ông góp phần hỗ trợ trực tiếp cho Lý thuyết mầm bệnh và các ứng dụng trong Y học lâm sàng. Ông cũng nổi tiếng trong việc phát minh ra kỹ thuật bảo quản sữa và rượu để ngăn chặn vi khuẩn có hại xâm nhập, một quá trình mà ngày nay được gọi là thanh trùng. Ông được xem là một trong 3 người thiết lập nên lĩnh vực Vi sinh vật học, cùng với Ferdinand Cohn và Robert Koch, và được gọi là "cha đẻ của Vi sinh vật học".

Pasteur có vai trò lớn trong việc bác bỏ Thuyết tự sinh, vốn in sâu trong tư tưởng các nhà khoa học trước đó. Ông đã thí nghiệm cho thấy rằng nếu không có sự nhiễm khuẩn từ bên ngoài, vi sinh vật không thể tự xuất hiện. Ông chứng minh rằng trong bình tiệt trùng được đóng kín thì sẽ không có vi khuẩn, nhưng khi mở thì vi khuẩn lại xuất hiện, chứng tỏ vi khuẩn đã xâm nhập vào bình qua đường không khí. Thí nghiệm này giúp ông giành giải Alhumbert.

Tuy Pasteur không phải là người đầu tiên đề xuất Lý thuyết mầm bệnh, ông đã phát triển nó và tiến hành các thí nghiệm cho thấy rõ tính đúng đắn của nó và thuyết phục người dân Châu Âu tin rằng đó là sự thật.

Pasteur đồng thời có những khám phá quan trọng trong ngành Hóa học, đáng chú ý nhất là cơ bản về phân tử đối với tính không đối xứng của một số tinh thể nhất định và raxemic hóa.

Tiểu sử

Ông sinh ra ở vùng Dole nhưng bắt đầu đi học tại Arbois. Từ nhỏ ông không học giỏi, tài năng duy nhất của ông là vẽ, Louis Pasteur muốn vào học Trường Sư phạm Paris (École normale supérieure). Để thực hiện mong muốn này, vào tháng 10 năm 1838 ông chuyển đến Paris. Tuy nhiên vì thất vọng với cuộc sống mới ở đây, ông bỏ luôn ý định vào học Trường Sư phạm và rời Paris để đến học tại Trường Trung học Hoàng gia tại Besançon. Vào năm 1840 rồi năm 1842, ông thi lấy bằng Tú tài Văn chương và Tú tài Toán. Với những kết quả học tập đáng kích lệ này, một lần nữa Louis Pasteur lại chuyển đến Paris và cuối cùng vào năm 1843 ông được xếp hạng tư trong kỳ thi vào Trường Sư phạm Paris và được nhận vào học ở ngôi trường danh tiếng này. Tại đây Louis Pasteur theo học hóa học và vật lý và cả tinh thể học (cristallographie). Vào các buổi chiều chủ nhật, Louis Pasteur thường làm việc tại phòng thí nghiệm của nhà hóa học nổi tiếng Jean-Baptiste Dumas nhờ đó mà ông đã tích lũy được những kiến thức và kỹ năng quý báu cho công việc nghiên cứu độc lập trong tương lai. Sau khi làm việc với vai trò giáo sư hóa học một thời gian ngắn tại Đại học Strasbourg, ở đây ông gặp và quen Marie Laurent, cô là cháu của hiệu trưởng nhà trường năm 1849. Họ cưới nhau ngày 29 tháng 5 năm 1849, và có năm con, chỉ 2 trong số con của họ còn sống, 3 người con còn lại chết vì thương hàn. Nghịch cảnh trên đã thúc đẩy ông có những phát minh trong việc trị các bệnh truyền nhiễm

Nghiên cứu

Pasteur được chỉ định làm chủ tịch ngành Hóa thuộc khoa Khoa học của Đại học Strasbourg. Năm 1854, ông làm trưởng khoa mới của khoa khoa học tại Đại học Université Lille Nord de France Lille. Đó là dịp ông phát biểu rằng: "dans les champs de l'observation, le hasard ne favorise que les esprits préparés." (Trong lĩnh vực quan sát, cơ hội chỉ đến với những cái đầu biết tính toán) Năm 1857, ông chuyển đến Paris làm giám đốc cơ quan khảo thí khoa học tại École normale supérieure từ 1858 đến 1867 và đã đưa ra một loạt cải cách. Các kỳ thi đã trở nên cứng nhắc hơn, dẫn đến kết quả tốt hơn, cạnh tranh hơn, và tăng uy tín. Ông đưa ra các tiêu chuẩn về công trình khoa học, dẫn đến hai cuộc nổi dậy nghiêm trọng của sinh viên. Năm 1862, ông được chỉ định làm giáo sư địa chất, vật lý, và hóa học tại École nationale supérieure des Beaux-Arts, ông giữ vị trí này cho đến năm 1867. Ở Paris, ông thành lập Viện Pasteur năm 1887 do ông làm giám đốc cho đến cuối đời.

Đóng góp

3.1 Tinh thể học

Louis Pasteur bảo vệ hai luận án về hóa học và vật lý vào năm 1847. Trong ngành tinh thể học, ông đã có những phát minh đầu tiên liên quan đến sự phân cực của ánh sáng. Năm 1848, Pasteur trình bày trước Viện Hàn lâm Khoa học Pháp về những công trình nghiên cứu của ông trong lĩnh vực tinh thể học. Pasteur phát hiện rằng cấu trúc phân tử của tinh thể có ảnh hưởng đến sự khúc xạ ánh sáng khi nghiên cứu các dạng tinh thể của tartrate và paratartrate. Sau đó Pasteur nhanh chóng đi đến kết luận rằng các sản phẩm của vật chất sống là không đối xứng và có hoạt tính trên ánh sáng phân cực. Pasteur phát biểu rằng "Sự sống là một hàm của tính mất đối xứng của vũ trụ".

3.2 Quá trình lên men

Sau khi đi dạy ở Dijon và rồi Strasbourg (tại đây năm 1849, ông đã cưới Marie Laurent, con gái của hiệu trưởng, và hai người có với nhau 5 người con), vào năm 1854 Louis Pasteur được phong giáo sư tại Khoa Khoa học của Lille và cũng là trưởng khoa của khoa này. Ông đã thiết lập mối quan hệ rất chặt chẽ giữa công việc nghiên cứu khoa học của mình với nền công nghiệp lúc bấy giờ và đã có nhưng phát hiện vô cùng quan trọng. Ông đã phát hiện rằng chính nấm men là tác nhân gây nên quá trình lên men.

Năm 1857 (có tài liệu cho là 1856), Louis Pasteur trở thành giám đốc nghiên cứu khoa học của Trường Sư phạm. Ông yêu cầu có được một nhà kho của trường để thành lập một phòng thí nghiệm của riêng mình. Tại đây ông tiếp tục công cuộc nghiên cứu về quá trình lên men trong ba năm nữa và viết một khảo luận khoa học về nguyên nhân của quá trình lên men rượu butyric. Nhưng cũng ngay từ năm 1858 ông đã là người chống đối thuyết tự sinh đặc biệt của Félix Archimède Pouchet. Pouchet đã báo cáo với Viện Hàn lâm Khoa học vào tháng 12 năm 1858 rằng các tiền sinh vật được sinh ra tự nhiên trong không khí. Ngay lúc đó Louis Pasteur đã cho rằng nhà khoa học này đã sai lầm. Trong sáu năm trời ròng rã, hai nhà khoa học liên tiếp cho ra những bài báo cũng như các bài báo cáo tại các hội nghị nhằm chứng minh đối phương là sai lầm. Đến ngày 7 tháng 4 năm 1864, Pasteur đã tổ chức một hội nghị tại Sorbonne. Tại đây các kết quả thí nghiệm của Pasteur đã chinh phục được cử tọa, hội đồng chuyên gia cũng như giới truyền thông. Pouchet phải chấp nhận rằng mình đã lầm và từ đó thuyết tự sinh cũng không còn tồn tại trong đời sống khoa học nữa.

Từ những quan sát dưới kính hiển vi, Pasteur phân chia thế giới vi sinh thành hai nhóm lớn: các vi sinh vật ái khí (không thể sống thiếu oxy) và nhóm vi sinh vật kị khí (có thể sống trong môi trường không có oxy).

3.3 Các công trình nghiên cứu về bia và rượu vang

Theo yêu cầu của Hoàng đế Napoléon III, Louis Pasteur tiến hành các nghiên cứu về sự biến đổi của rượu vang trong quá trình lên men nước ép của nho. Ông phát hiện rằng tất cả các biến đổi này đều do các sinh vật "ký sinh" vì chúng phát triển nhiều hơn các vi sinh cần thiết cho quá trình lên men rượu bình thường. Ông đã hướng dẫn những người làm rượu chỉ nên sử dụng nguồn vi sinh vật sạch, không lẫn các sinh vật ký sinh để tránh các trường hợp sản phẩm bị hư hỏng.

Trong khi cố gắng "tìm ra một phương thuốc hữu hiệu để điều trị chứng bệnh mà ông đã tìm ra nguyên nhân", Pasteur lại phát minh ra một kỹ thuật nhằm giảm thiểu sự tạp nhiễm môi trường nuôi cấy bằng cách đun nóng môi trường này lên đến khoảng 55-60 °C trong điều kiện không có không khí. Kỹ thuật này sau đó được đặt tên là phương pháp khử khuẩn Pasteur (pasteurisation), một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo và bảo quản rượu vang.

Đối với công nghiệp sản xuất bia, ông khuyên nên tiệt khuẩn dung dịch nước ép bằng cách đun nóng với điều kiện không để bị tạp nhiễm và sau đó làm lạnh trước khi cho lên men bằng nguồn nấm men tinh khiết. Tính acid hợp lý của bia cũng có tác dụng hạn chế sự phát triển của các mầm ký sinh sau này cũng như giúp bảo quản tốt bia sau khi đã vào chai.

3.4 Bệnh ở nhộng tằm

Mặc dù đạt được thành công rực rỡ về mặt khoa học nhưng vai trò quản lý của ông tại Trường Sư phạm thì không như vậy. Tại đây do tính cách của mình, ông đã vấp phải rất nhiều sự chống đối đến độ cuối cùng ông mất chức. Nhờ đó ông có thời gian hơn để chuyên tâm vào công việc nghiên cứu khoa học. Từ tháng 6 năm 1865, Pasteur chuyển đến Alès và trải qua bốn năm ở đây nhằm nghiên cứu một loại bệnh ảnh hưởng nặng nề đến ngành chăn nuôi tằm. Tại đây ông đã cùng các học trò của mình miệt mài nghiên cứu. Do áp lực công việc và, quan trọng hơn cả, chuyện buồn gia đình (nhiều người trong gia đình chết do bệnh tật), Pasteur đã bị tai biến mạch máu não vào đêm 19 tháng 10 năm 1868. Nhiều người tưởng ông không thể qua khỏi, thế nhưng chỉ ba tháng sau ông đã trở lại với công việc nghiên cứu mặc dù cơ thể vẫn còn những di chứng nặng của bệnh. Nhờ sự quan sát tỉ mỉ của mình, ông đã nhận diện được các con tằm bị bệnh và tiêu diệt trứng của chúng trước khi bệnh lây lan cho các cá thể khác. Tại đây ông cũng lần đầu tiên nêu lên khái niệm "cơ địa" dễ mắc bệnh: các cá thể có "cơ địa" suy yếu thường là những cơ địa thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và như vậy có khuynh hướng dễ mắc bệnh hơn các cá thể khác.

3.5 Dự phòng điều trị bệnh dại

Trong những năm 1880, phần lớn dân số châu Âu sống ở các vùng nông thôn, nơi tiếp xúc với động vật có thể mang mầm bệnh dại, bao gồm chó, mèo, chồn, dơi và chuột. Người dân thành phố cũng không an toàn trước căn bệnh này. Chó mèo và chuột đi lạc có thể mang bệnh dại. Nếu bị chó, mèo dại cắn thì căn bệnh là vô phương cứu chữa, người nhiễm bệnh chắc chắn sẽ chết.

Các phác đồ chủng ngừa một số bệnh truyền nhiễm đến thời điểm đó đã được chuẩn hóa. Nguyên tắc chung thì luôn luôn giống nhau: đầu tiên phải phân lập cho được tác nhân gây bệnh, nuôi cấy chúng để làm giảm độc lực trước khi tiêm cho người.

Trong trường hợp bệnh dại, tác nhân gây bệnh là virus, nhưng loại vi sinh vật này quá nhỏ nên không thể thấy được dưới kính hiển vi quang học thời bấy giờ. Pasteur đã dành 5 năm, từ 1880 đến 1885, để nghiên cứu bệnh này. Xuất phát từ thực tế là bệnh dại tác động đến hệ thần kinh, Pasteur dự đoán rằng tác nhân gây bệnh phải nằm trong não và tủy sống của những người mắc bệnh. Khi lấy bệnh phẩm thần kinh của những động vật mắc bệnh dại (chó, thỏ...) tiêm vào những cá thể khỏe mạnh, ông đã gây được biểu hiện bệnh dại ở các động vật này. Pasteur dùng tủy sống của thỏ mắc bệnh dại để lấy mầm bệnh dại và nuôi mầm bệnh này qua nhiều thể hệ khác nhau (thời đó người ta chưa khám phá ra virus nên Pasteur chỉ gọi chung chung là "mầm bệnh"). Sau quá trình này, mầm bệnh thu được đã giảm độc lực rất nhiều so với chủng virus dại ban đầu. Virus này có thể không gây bệnh do đã giảm độc lực nhưng vẫn có thể còn giữ được tính kháng nguyên có thể kích thích hệ miễn dịch sản xuất kháng thể chống lại bệnh.

Vaccine ngừa bệnh dại đầu tiên trên cơ sở virus giảm độc lực này đã được Pasteur, sau nhiều đắn đo suy tính, sử dụng vào ngày 6 tháng 7 năm 1885 ở một bé trai tên là Joseph Meister, người bị chó dại cắn trước đó. Thử nghiệm đã thành công, đây là một thành quả vang dội của Pasteur cũng như của nền y khoa thế giới.

Việc điều trị cho Meister là trường hợp đầu tiên được Pasteur công bố đã tiêm vắc xin phòng bệnh dại - ông đã thử vắc xin này nhưng vô ích trong một trường hợp khác được tuyên bố là mắc bệnh dại, đó là cô bé Pougho. Trong năm sau đó, Louis Pasteur và nhóm của ông đã thực hiện hơn 350 lần tiêm, nhưng không phải tất cả đều hiệu quả. Sau này, người ra mới khám phá ra rằng vắc xin phòng bệnh dại cần phải tiêm kịp thời càng sớm càng tốt, vì kháng thể chỉ xuất hiện sau khi tiêm vắc-xin khoảng 10 ngày, còn nếu người bệnh đã xuất hiện triệu chứng thì họ sẽ chỉ còn sống được khoảng 2 - 10 ngày nữa, lúc đó thì việc tiêm vắc-xin sẽ không còn tác dụng nữa (vì người bệnh đã chết trước khi vắc-xin kịp tạo ra tác dụng). Kết quả công trình nghiên cứu về bệnh dại được Pasteur trình bày trước Viện Hàn lâm Khoa học Pháp vào ngày 1 tháng 3 năm 1886. Nhân dịp này ông cũng đề nghị thành lập một cơ sở nhằm sản xuất vaccine chống bệnh dại.

Năm 1887 lời kêu gọi này được công bố rộng rãi và nhận được 2 triệu Franc Pháp quyên góp. Nhờ đó vào năm 1888, Tổng thống Sadi Carnot cho tiến hành xây dựng Viện Pasteur đầu tiên tại Pháp. Các Viện Pasteur khác sau đó cũng được thành lập ở những nơi khác trên thế giới nhờ ảnh hưởng của các nhà vi sinh vật học như Albert Calmette và Alexandre Yersin. Tôn chỉ của Viện Pasteur từ đó đến nay không thay đổi: tiến hành các nghiên cứu chế tạo vaccine và các chiến dịch tiêm phòng chống lại các bệnh truyền nhiễm.

xem thêm nội dung