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med1000
- 작성일
- 2018.4.26
HOW? 미생물학의 아버지 파스퇴르
- 글쓴이
- 한정호 글/최병익 그림/손영운 기획
와이즈만북스(와이즈만 BOOKs)
파스퇴르 우유와 연구소로 막연하게 알고 있었던 파스퇴르의 진면목을 확인할 수 있는 시간이었어요. 그를 통해 오랜시간 동안 찬반논리에 휩싸였던 자연발생설이 잘못되었다는 사실이 확인되었고 미생물의 연구에 의해 질병 발생과 예방, 치료에 대한 개념이 확립되었으며 질병 치료에 중요한 면역학의 발전까지 이어지게 하는 큰 과학사의 한획을 그은 그를 너무 과소평가하고 그 진가를 알아보지 못했던 것에 반성을 하게 됩니다. 파스퇴르 이야기를 통해 세균학의 계보를 한눈에 살펴볼 수 있었고 자연발생설에서 시작하여 면역학의 발전까지 이어지는 과학사의 흐름과 의의도 알 수 있는 뜻깊은 시간이었어요.
레디는 뚜껑을 열어 놓은 병에만 구더기가 생기고 뚜껑을 막은 유리병에는 구더기가 생기지 않는 실험을 통해 파리는 알에서 나오며 저절로 생기지 않는다는 것을 실험으로 증명했어요.
레벤후크는 현미경으로 미생물을 관찰하여 생물은 자연적으로 발생한다고 주장했으며 니담은 레디의 실험을 반박하는 실험을 통해 자연발생설에 힘을 주었지만 실험 장치를 완전히 멸균하지 않았고, 끓인 고기즙이 완전히 멸균되지 않았고, 끓인 고기즙을 식히는 과정에서 공기 중에 있는 미생물이 유입되는 문제점을 가지고 있었어요.
스팔라차니는 이런 니담의 실험을 보안해 플라스크를 충분히 멸균하고, 고기즙을 넣은 시험관을 충분히 가열하고, 공기 중에 다른 물질이 들어가지 못하게 하여 공기를 차단하고 관찰하여 고기즙에 미생물이 생기지 않는다는 것을 증명하면서 다시 자연발생설을 반박했어요.
결국 파스퇴르의 백조 목 플라스크를 이용한 고기즙 실험을 통해 작은 생물체 역시 자연적으로 발생하지 않는다는 사실이 확인되면서 자연발생설과 생물 속생설에 대한 찬반논리는 정리됩니다.
알코올의 맛이 변하는 이유로 프랑스의 포도주 산업이 위기에 처하자 나폴레옹 3세는 파스퇴르에게 해결책을 마련하도록 지시합니다. 초산균의 번식 정도와 포도주의 시큼한 맛의 관계를 실험하게 된 파스퇴르는 초산균을 없애고 포도주의 맛과 향은 유지되는 저온 살균법을 찾아내고 프랑스 와인 산업에 기여를 하게 됩니다. 또한 이어지는 실험을 통해 산소가 있는 환경과 없는 환경에서 효모가 서로 다른 방법으로 살아가는 사실을 통해 산소를 싫어하는 혐기성 세균을 발견하고 대량의 식초를 생산할 방법도 알아내었어요.
5년이란 긴 시간 동안 누엣병을 연구한 파스퇴르는 포기하지 않는 끈기와 노력으로 누에가 걸리는 병인 미립자병과 연화병을 찾아냈어요. 미립자병은 병에 걸린 나방이 병든 알을 낳아서 걸리는 병으로 현미경으로 관찰해서 병든 나방이 낳은 알을 모두 제거해 해결했고, 누에가 자라는 곳의 위생 상태가 좋지 않아 걸리는 연화병은 누에의 위가 부풀고 조직이 연해지는데 누에가 자라는 곳의 습도가 너무 높거나 누에가 먹는 뽕잎이 오염되어 병에 걸리는 것으로 파악하고 번식실을 청결하게 하고 알맞은 습도와 온도를 유지해 해결하였어요. 그의 노력 덕분에 프랑스의 양잠 산업은 다시 성장하게 되었어요.
누에 연구로부터 건강한 사람과 동물도 병원균에 전염되어 병에 걸릴 수도 있겠다고 생각한 파스퇴르는 의사들의 청결하지 못한 행동이 병을 옮긴다고 확신하고 병원 진료 환경의 청결을 주장했지만 의사들의 관행은 쉽게 변하지 않았어요. 하지만 현대 외과 수술의 아버지 조지프 리스터는 그의 의견을 존중하고 석탄산수를 이용한 수술법을 통해 환자들의 패혈증 발병률을 낮추고 생존율을 높일수 있었어요.
제너는 우두 접종을 통해 천연두를 예방하도록 하였고 그의 종두법에서 아이디어를 얻은 파스퇴르는 오래된 닭 콜레라균을 배양해서 건강한 닭에 주사함으로써 닭의 면역력을 높여 콜레라를 예방할 수 있었어요. 하지만 그 출발은 독일의 과학자 코흐로부터 시작된거에요. 코흐는 세균을 연구하는 4가지 원칙으로 특정 질병에는 그 질병의 원인이 되는 하나의 생명체가 존재하고, 그 질병을 일으키는 생명체는 순수배양을 통해 얻을 수 있고, 배양을 통해 얻은 생명체를 동물에 주입하면 동물은 같은 질병을 유발해야 하고, 그 병에 걸린 동물에게서 또다시 똑같은 세균을 분리할 수 있어야 한다고 정의내렸어요. 코흐의 탄저병에 대한 연구를 통해 탄저병의 치료법을 연구한 파스퇴르는 투생의 동료 불리의 조언으로 탄저균을 배양한 배지 위에 중크롬산칼륨을 떨어뜨려 탄저균의 독성을 악화시키고 독성이 약화된 탄저균 접종을 통해 탄저병 예방접종에 성공합니다.
광견병의 원인이 바이러스라는 것을 모르고 당시의 현미경으로 관찰할수 없던 파스퇴르는 광견병에 걸린 개의 침과 혈액에서 원인균을 찾으려고 했으나 실패하고 토끼 척수를 이용한 광견병 치료 실험에 성공하고 임상실험의 첫 대상인 조제프 메이스터라는 아이의 치료에 성공하며 과학자들이 질병 치료와 면역한 연구를 하게 하는 계기를 마련하였어요.
마음 놓고 연구만을 할 수 있는 공간을 제자와 후배들에게 물려주고 싶은 소망은 많은 사람들의 후원을 통해 파스퇴르 연구소 설립으로 이어졌고 곤충이나 사람의 질병이 미생물에 의해 일어나고 전염된다는 사실을 밝혀내고 '백신'이라 불리는 질병 예방약을 개발하는데 큰 공헌을 합니다.
러시아에서 광견병 백신을 주사하는 프로젝트에 참여했던 인연으로 파스퇴르 연구소장직을 맡게된 메치니코프는 불가사리와 해면류들의 소화작용에 대한 연구중 백혈구의 식균작용과 면역력의 관계를 발견하고 독일 코흐 연구실의 에를리히는 항원, 항체 반응에 의한 면역을 연구하며 광견병 백신 개발을 통해 시작된 면역력이 생기는 원인에 대한 연구에 박차를 가합니다. 혈청면역법을 통해서 외부의 병원균을 완전히 소멸시키기 힘들다고 판단한 에를리히는 특정 병원균만 죽이는 치료제인 마법의 탄환 연구를 통해 '네오살바르산'이라는 약품을 개발하여 매독을 치료할 수 있도록 하였어요.
식세포작용인 자연면역을 연구한 프랑스의 메치티코프, 항원, 항체 반응인 획득면역을 연구한 독일의 에를리히는 면역학 분야에서 전쟁을 치렀지만 오늘날 두 면역 세포들은 상호작용을 통해 우리 몸의 면역 기능을 담당하고 있다는 사실이 밝혀졌어요. 서로 다른 주장이라고 여겼던 두 가지 면역반응 시스템은 사실 다 맞는 말이었어요.
최초로 자연발생설을 부정한 레디, 현미경으로 미생물의 세계를 관찰한 레벤후크, 생명체는 무생물로부터 생길 수 없다고 주장한 스팔란차니, 더 이상 자연발생설을 논할 수 없게 만든 파스퇴르, 외과 수술의 환경을 바꾼 리스터, 백신의 선구자로 천연두를 치료한 에드워드 제너, 무서운 전염병을 3개나 발견한 코흐, 유산균을 통해 생명 연장의 꿈을 꾼 메치니코프, 인체의 유해한 세균만 선택해 제거하는 화학요법인 마법의 탄환을 꿈꾼 에를리히까지 이어지는 세균학의 계보를 살펴보며 그들을 통해 눈에 보이지 않는 작은 미생물에 관심을 가지게 되었고, 작은 생물이 사람의 질병과 관련 있다는 사실을 통해 우리 생명이 연장되는 역사를 갖게 한 그들의 과학사의 발자취를 따라가며 과학사적 업적은 어느 날 갑자기 하늘에서 뚝 떨어진게 아니라 수많은 실험과 관찰, 끝없는 노력과 인내의 결과임을 재확인하는 시간이 되었어요. 오늘날 우리 아이들이 예방접종을 통해 건강하게 공부하고 뛰놀수 있게 만들어 주신 그분들의 노력에 다시 한번 고개 숙여 감사를 드립니다.
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- 작성일
- 2023.04.26
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