Embedded Files
Invisible Enemy:
ในสมัยก่อนศตวรรษที่ 19 ผู้คนต้องเสียชีวิตจากโรคระบาดบ้าง โรคติดเชื้อบ้าง โดยที่ไม่ทราบสาเหตุ ได้แต่กล่าวโทษอะไรบางอย่างว่าเป็นสาเหตุของโรคภัยไข้เจ็บของมนุษย์ การค้นพบว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ต่อมาเราเรียกกันว่า “เชื้อโรค” (germ) เป็นสาเหตุที่ทำให้มนุษย์เกิดอาการเจ็บป่วย นำมาสู่การค้นพบต่าง ๆ ที่สามารถช่วยชีวิตของผู้คนได้อย่างมากมายในเวลาต่อมา ไม่ว่าจะเป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ ยารักษาโรค หรือวัคซีน เรื่องราวต่อไปนี้จะทำให้เห็นความเชื่อมโยงของการค้นพบหลาย ๆ อย่างตั้งแต่สิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์ไปจนถึงความเข้าใจที่มาของการเจ็บป่วยที่คร่าชีวิตของผู้คนมากมายในอดีต
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) บิดาแห่งจุลชีววิทยา
Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) บิดาแห่งจุลชีววิทยา
ลีเวนฮุค เกิดในครอบครัวพ่อค้า ไม่เคยได้รับการศึกษาในระดับมหาวิทยาลัย รู้แค่ภาษาดัชท์ที่เป็นภาษาแม่ แต่นั่นไม่ได้เป็นอุปสรรคต่อการเรียนรู้ของเขาแต่อย่างใด สิ่งประดิษฐ์ของลีเวนฮุคได้เปิดโลกของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก ๆ ที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ทำให้เราได้รู้จักแบคทีเรีย ปรสิต สเปิร์ม เม็ดเลือดแดง และอื่น ๆ อีกมากมาย ทำให้มนุษย์ตระหนักว่าโลกของเรามีสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วเหล่านี้อยู่รอบตัวเต็มไปหมด
ลีเวนฮุคใช้ทักษะในการฝนเลนส์ ประดิษฐ์กล้องขยายเลนส์เดียวแบบง่าย ๆ เพื่อใช้ส่องดูสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ๆ ที่เขาสนใจ ในเวลานั้นนักวิทยาศาสตร์ที่ชื่อว่า Robert Hooke ได้เขียนหนังสือที่ชื่อว่า Micrographia [ไมโครกราเฟีย] (พิมพ์ปี 1667) ซึ่งเป็นหนังสือเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ๆ ที่มีภาพวาดประกอบ เป็นหนังสือยอดฮิตที่โด่งดังมากในศตวรรษที่ 18 (ถ้าสมัยนี้เรียกว่าเป็น bestseller เลยก็ว่าได้) เรียกได้ว่าหนังสือเล่มนี้ได้จุดประกายความสนในใฝ่รู้ของลีเวนฮุค เขาใช้กล้องขยายที่เขาประเดิษฐ์มาส่องดูทุกอย่างรอบตัว (ที่แม้จะเป็นเครื่องมือง่าย ๆ แต่มีกำลังขยายมากกว่ากล้องจุลทรรศน์ที่ใช้กันในยุคนั้นถึง 100 เท่า แต่ด้วยลักษณะของมันจึงไม่เข้าข่ายกล้องจุลทรรศน์ตามมาตรฐานในยุคนั้น Robert Hooke ยอมรับว่ากล้องแบบง่าย ๆ ของลีเวนฮุคใช้มองได้ชัดกว่ากล้องจุลทรรศน์ของเขา แม้ว่าเขาจะไม่ค่อยชอบกล้องแบบที่ลีเวนฮุคใช้ก็ตาม) และ 10 ปีหลังจากที่หนังสือ Micrographia ตีพิมพ์ ในปี 1676 เขาได้ค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อนจากเศษขี้ฟันของเขาและของชายคนหนึ่งที่ไม่เคยแปรงฟันเลย เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กรูปร่างต่าง ๆ เคลื่อนไหวไปมาอยู่มากมาย เขาเรียกสิ่งนั้นว่า ‘animalcules' ซึ่งก็คือแบคทีเรียที่เรารู้จักกันในเวลาต่อมานั่นเอง อีก 1 ปีต่อมามีนักศึกษาแพทย์นำหนองจากผู้ป่วยที่เป็นโรคหนองในมาให้เขาช่วยส่องดู ทำให้เขาพบสิ่งมีชีวิตที่เคลื่อนไหวด้วยหาง เขาเลยลองเอาน้ำอสุจิของตัวเองมาส่องดูบ้าง ก็พบเจ้าสิ่งมีชีวิตนี้เช่นกัน นั่นคือครั้งแรกที่มนุษย์สามารถมองเห็น sperm จากน้ำอสุจิได้ในปี 1677
ข้อดีของลีเวนฮุคคือเขามักจะเขียนบรรยายสิ่งที่เขามองเห็นอย่างละเอียด ตัวเขาเองวาดภาพไม่เก่ง เขาถึงกับลงทุนจ้างคนมาวาดภาพประกอบ จากนั้นก็ส่งจดหมายเล่าสิ่งที่เขาพบไปตีพิมพ์ที่ the Journal Philosophical Transactions of the Royal Society of London อย่างสม่ำเสมอเป็นเวลาต่อเนื่องถึง 50 ปี ทำให้คนรุ่นหลังอย่างเราได้ศึกษาประวัติศาสตร์การค้นพบของเขาด้วย
". . my work, which I've done for a long time, was not pursued in order to gain the praise I now enjoy, but chiefly from a craving after knowledge, which I notice resides in me more than in most other men. And therewithal, whenever I found out anything remarkable, I have thought it my duty to put down my discovery on paper, so that all ingenious people might be informed thereof."
-Antony van Leeuwenhoek. Letter of June 12, 1716
แต่การค้นพบว่ามีสิ่งชีวิตจิ๋ว ๆ หรือจุลชีพ (microbes) รอบตัวเราเต็มไปหมดรวมทั้งแบคทีเรียก็ยังไม่ทำให้คนในยุคนั้นเข้าใจว่าจุลชีพนี้ทำให้เกิดโรคได้ กว่าที่ทฤษฎีเชื้อก่อโรค หรือ Germ Theory โดย Louis Pasteur จะเป็นที่ยอมรับในวงการแพทย์ก็ใช้เวลากว่าหนึ่งศตวรรษหลังจากการค้นพบจุลชีพ
**จริง ๆ แล้วการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์นั้นเกิดขึ้นตั้งแต่ราว ๆ ปีค.ศ.1595 โดยนักประดิษฐ์ชาวดัทช์พ่อลูกที่ชื่อว่า Hans และ Zacharias Janssen เป็นต้นแบบของกล้องจุลทรรศน์ในยุคปัจจุบัน แต่เนื่องจากกล้องในยุคนั้นมีแค่กำลังขยายแต่ภาพที่เห็นยังขาดความคมชัด จึงยังไม่สามารถนำมาใช้งานที่เกิดประโยชน์ในเชิงวิทยาศาสตร์ได้ จนเมื่อได้มีการพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่ง 70 ปีหลังการประดิษฐ์กล้องตัวแรก Robert Hooke เป็นผู้ที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ที่มีการพัฒนาให้ดีขึ้นศึกษาสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ และเขียนหนังสือ MIcrographia อันโด่งดังขึ้นมาในปีค.ศ.1667 นำมาสู่การบัญญัติคำศัพท์ใหม่ที่เรียกช่องเล็ก ๆ ที่ประกอบกันเป็นกิ่งก้านของพืชว่า “เซลล์” (cell) ปัจจุบันเชื่อกันว่าเซลล์คือหน่วยย่อยที่สุดที่ประกอบขึ้นมาเป็นสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ (Cell Theory) ซึ่งการค้นพบนี้ถือเป็นประโยชน์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์
Germ Theory: Louis Pasteur (1822-1895) and Robert Koch (1843-1910)
Germ Theory: Louis Pasteur (1822-1895) and Robert Koch (1843-1910)
ในศตวรรษที่ 16 แพทย์ชาวอิตาเลียนที่ชื่อว่า Girolamo Fracastoro ได้เสนอสมมุติฐานว่าโรคสามารถแพร่ได้ 3 วิธีคือ การสัมผัสโดยตรง การสัมผัสกับพาหะ เช่นเสื้อผ้าสกปรก และผ่านทางอากาศ แต่เขายังไม่สามารถพิสูจน์สมมติฐานนี้ได้ ผู้คนยังเชื่อว่าสิ่งที่เรียกว่า miasma ซึ่งเกิดจากการเน่าเปื่อยของสิ่งมีชีวิต ทำให้เกิดสารพิษที่มีกลิ่นลอยมาตามอากาศและทำให้เกิดโรค แม้จะมีการค้นพบแบคทีเรียหรือเชื้อโรคต่าง ๆ ก็ยังไม่มีใครพิสูจน์ได้ว่าอะไรเกิดก่อนอะไร เชื้อโรคทำให้เกิดการเน่าเปื่อย หรือเชื้อโรคเกิดจากการเน่าเปื่อยกันแน่ นักวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่งยังเชื่อในทฤษฎีที่บอกว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้เอง หรือ spontaneous genration (ตั้งขึ้นมาตั้งแต่ยุคของ Aristotle) การที่ Louis Pasteur นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้รับการยกย่องมากเพราะเขาสามารถพิสูจน์ทฤษฎีใหม่ที่มาล้มล้างความเชื่อเก่าได้
ในช่วงปีค.ศ.1854 (ราว ๆ หนึ่งศตวรรษของการค้นพบจุลชีพและแบคทีเรียในยุคของลีเวนฮุค) Louis Pasteur ได้รับการร้องขอจากพ่อค้าไวน์ให้หาคำตอบว่าทำไมไวน์ของเขาเมื่อผ่านการหมักแล้วจึงมีรสขมแทนที่จะมีรสหวาน เขาทำการทดลองศึกษากระบวนการหมักที่เรียกว่า fermentation ของสารต่าง ๆ เช่น องุ่น ขนมปัง และพบว่ายีสต์คือองค์ประกอบสำคัญที่จะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ (ethanol) และต้องเป็นยีสต์ที่มีชีวิตด้วย เราจึงจะได้ไวน์ที่มีรสชาติแบบที่เราคุ้นเคย หากไม่มียีสต์สิ่งที่ได้จะกลายเป็นกรดแลคติกที่มีรสชาติขม ซึ่งเขาได้ตีพิมพ์ผลการทดลองนี้ในปี 1857 และกระบวนการหมักนี้เป็นการทำงานของสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเมื่อไม่มีออกซิเจน Pasteur ไม่ได้หยุดอยู่แค่นี้ เขาได้ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์ว่าจุลชีพที่อยู่ในอากาศเป็นต้นเหตุการเน่าเสีย (ซึ่งก็เป็นกระบวนการคล้าย ๆ การหมัก) โดยการนำน้ำชุปเนื้อมาอุ่นในหลอดทดลองที่เป็นเหมือนคอห่านเพื่อให้อากาศเข้าไปได้ แต่อะไรก็ตามที่ลอยอยู่ในอากาศจะตกลงตรงคอห่านไม่สามารถผ่านเข้าไปยังน้ำซุปได้ น้ำซุปนี้แม้ทิ้งไว้หลายวันก็ยังไม่เน่าเสีย แต่ถ้าเขานำน้ำซุปใส่ภาชนะที่หักส่วนคอห่านออกไปซึ่งจะทำให้อะไรก็ตามที่อยู่ในอากาศลอยเข้ามาปนเปื้อนน้ำซุปได้ จะทำให้น้ำซุปเน่าเสีย
เขาเสนอสมมุติฐานว่าไม่ว่าจะเป็นกระบวนการหมักของผลไม้ หรือการเน่าเปื่อยของสิ่งมีชีวิตนั้นจากจุลชีพรอบ ๆ ตัวเราที่อยู่ในอากาศ ไม่ใช่เกิดจากตัวอากาศเอง การทดลองนี้ช่วยล้มล้างแนวคิดความเชื่อเรื่อง miasma รวมทั้งแนวความคิดเรื่อง spontaneous generation ที่ไม่มีข้อพิสูจน์ลงได้ ซึ่งเขาได้ตีพิมพ์ผลการทดลองของเขาอีกครั้งในปี 1860
ในช่วงปีค.ศ.1870s-1880s โรคแอนแทรกซ์สร้างความสูญเสียให้กับวงการปศุสัตว์เป็นอย่างมาก แม้จะการค้บเชื้อแบคทีเรียในเลือดสัตว์ที่ป่วยแต่ยังไม่มีใครพิสูจน์ได้ว่าเชื้อนี้ทำให้เกิดโรคแอนแทรกซ์ ในปี 1877 Louis Pasteur ได้ศึกษาเชื้อแอนแทรกซ์อย่างละเอียดและทำการทดลองเพาะเชื้อแอนแทรกซ์ที่เอามาจากแกะที่ป่วย นำมาเพาะซ้ำหลาย ๆ ครั้งจนมั่นใจว่าไม่มีการปนเปื้อนเชื้อตั้งต้นที่เอาออกมาจากแกะ จากนั้นจึงนำเชื้อที่เพาะใหม่นี้ฉีดเข้าไปในแกะที่แข็งแรงและทำให้แกะป่วยด้วยอาการของโรคแอนแทรกซ์ เป็นการพิสูจน์ว่าเชื้อนี้ทำให้เกิดโรคแอนแทรกซ์จริง
ในช่วงเวลาไล่เลี่ยกันนั้นคือระหว่างปี 1872-1880 แพทย์ชาวเยอรมันชื่อ Robert Koch ได้ทดลองนำเลือดจากม้ามของวัวที่ตายจากแอนแทรกซ์มาเพาะเชื้อ แล้วนำเชื้อที่เพาะขึ้นใหม่ใส่เข้าไปในร่างกายของหนูทำให้หนูตายด้วยอาการของโรคแอนแทรกซ์ เป็นการพิสูจน์ว่าแบคทีเรียชนิดนี้ทำให้เกิดโรคแอนแทรกซ์จริง Robert Koch ได้เสนอว่าการที่เราจะพิสูจน์ว่าเชื้อจุลชีพทำให้เกิดโรคนั้น จะต้องมีองค์ประกอบต่อไปนี้ (Koch’s postulation)
จะต้องพบเชื้อจุลชีพจากคนหรือสัตว์ที่เป็นโรคนั้น แต่ไม่พบเชื้อในคนหรือสัตว์ที่แข็งแรง
เราต้องสามารถแยกเอาจุลชีพออกมาจากคนหรือสัตว์ที่เป็นโรคและนำมาเพาะเชื้อได้
เชื้อจุลชีพที่เพาะขึ้นมาใหม่นี้ เมื่อนำเข้าไปในร่างกายของคนหรือสัตว์ที่แข็งแรง จะทำให้คนหรือสัตว์นั้นป่วย
จากนั้นต้องสามารถแยกจุลชีพนี้จากคนหรือสัตว์ที่เราทำให้ป่วยได้ โดยที่จุลชีพที่แยกมาได้ต้องเหมือนจุลชีพตั้งต้นทุกประการ
จะเห็นว่าการทดลองของทั้ง Pasteur และ Koch ได้ยืนยันทฤษฎีเชื้อก่อโรค หรือ Germ Theory ที่แม้จะมีการสันนิษฐานกันในวงการวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานานนับศตวรรษแต่ยังไม่เคยได้รับการพิสูจน์ ทฤษฎีนี้เปลี่ยนความเข้าใจเรื่องโรคติดเชื้อและนำมาสู่การค้นพบสาเหตุของโรคอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นเชื้อวัณโรค ไทฟอยด์ อหิวาต์ มาลาเรีย กาฬโรค คอตีบ บาดทะยัก ซิฟิลิส ที่จะช่วยชีวิตคนบนโลกนี้นับล้าน ๆ คนจนถึงปัจจุบัน
เราเริ่มเห็นความเชื่อมโยงของการค้นพบของ Leeuwenhoek Robert Koch และ Louis Pasteur
Leeuwenhoek ทำให้เรารู้ว่ามีแบคทีเรียอยู่
Koch เสนอสมมติฐานการเกิดโรคจากจุลชีพ เขาและ Pasteur เป็นผู้ทำการทดลองและพิสูจน์ทฤษฎีเชื้อก่อโรค
Joseph Lister (1827-1917)
Joseph Lister (1827-1917)
Joseph Lister เป็นศัลยแพทย์ชาวอังกฤษร่วมสมัยกับ Pasteur และ Koch ก่อนหน้าที่จะมีการค้นพบทฤษฎีเชื้อก่อโรคนั้น ศัลยแพทย์ที่ทำการผ่าตัดไม่มีการล้างเสื้อผ้าหรือทำความสะอาดเครื่องมือแต่อย่างใด การที่หลังผ่าตัดแล้วผู้ป่วยมีไข้ แผลเป็นหนอง ถือเป็นเรื่องปกติของยุคนั้น และแนวคิดเรื่องการล้างมือเพื่อลดการติดเชื้อของ Sammelweis ยังไม่เป็นที่รู้จัก
โชคดีที่ Lister ได้มีโอกาสอ่านบทความจากการทดลองของ Pasteur ที่พบว่านมหรือน้ำผลไม้ที่ไม่ได้สัมผัสกับอากาศจะเกิดการเน่าเสียช้ากว่าปกติ แสดงว่าในอากาศมีจุลชีพที่ทำให้เกิดกระบวนการ fermentation ดังนั้นเขาจึงตั้งสมมิฐานว่าการที่แผลผ่าตัดเกิดการเน่าหรือเป็นหนองน่าจะเกิดจากจุลชีพในอากาศได้เช่นกัน เขาคิดว่าหากนำอะไรสักอย่างมาป้องกันไม่ให้อากาศสัมผัสกับแผลผ่าตัดโดยตรงน่าจะช่วยลดการที่แผลจะเกิดหนองได้
Lister ได้เริ่มทำการทดลองนำสารเคมีคือ carbolic acid มาหยดลงไปบนผ้าที่นำมาคลุมแผลในผู้ป่วยที่มีแผลเปิดจากกระดูกหัก เขาพบว่าหลังจากนั้น 4 วันแผลไม่เกิดการติดเชื้อเป็นหนอง ในช่วงปีค.ศ.1865-1867 เขาได้ทดลองวิธีนี้กับผู้ป่วยอีก 11 ราย พบว่าผู้ป่วย 9 รายไม่เกิดการติดเชื้อ เขาจึงเสนอว่าศัลยแพทย์ควรล้างมือและเครื่องมือทุกครั้งก่อนและผ่าตัดด้วยน้ำยา 5% carbolic acid รวมทั้งสวมถุงมือด้วย และไม่ควรใช้ผ้าที่มีรูในการทำความสะอาดเครื่องมือผ่าตัด ในเวลาต่อมา Lister ได้ให้มีการพ่นน้ำยาฆ่าเชื้อในห้องผ่าตัดร่วมด้วย เขาพบว่าอัตราการติดเชื้อหลังผ่าตัดลดลงอย่างมาก
นับได้ว่าการคิดค้นน้ำยาฆ่าเชื้อของ Lister เป็นการช่วยสนับสนุน Germ Theory ในระยะแรกนั่นเอง
หัวใจสำคัญของการค้นพบใด ๆ คือการสนใจใฝ่รู้ การช่างสังเกต การหัดตั้งคำถามหรือสมมติฐาน และการทดลองเพื่อพิสูจน์สมมุติฐานนั้น สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำคัญของกระบวนการคิดแบบวิทยาศาสตร์ ดังคำกล่าวของ Pasteur ที่เคยพูดไว้ว่า “by chance you will say; chance only favors the mind that is prepared” (คุณอาจจะบอกว่ามันเป็นความบังเอิญ แต่ความบังเอิญก็มักจะเกิดกับผู้ที่เตรียมพร้อมมาก่อน) และการค้นพบสำคัญใด ๆ ไม่ได้เริ่มจากศูนย์ แต่มักจะเป็นการต่อยอดความรู้เดิมเสมอ ดังคำกล่าวของ Sir Isaac Newton ที่ว่า “standing on shoulders of the giants” นั่นเอง
Report abuse