21.4.2018 | Svátek má Alexandra


VĚDA: Druhá světová válka v laboratořích

13.5.2015

O výsledku druhé světové války se nerozhodovalo jen na frontách. Soupeřící velmoci vedly nelítostný boj i v laboratořích a vědeckých pracovnách. Zdaleka nešlo jen o slavné příběhy spojené s luštěním důmyslných šifer, vývojem radaru či atomové bomby.

Co je to za špínu, vztekal se Ralph Wiley nad zkumavkou, jejíž stěny pokrýval zelený povlak. Drhnul sklo ze všech sil, ale silně páchnoucí nános nepouštěl.

Wiley si při studiích chemie přivydělával v michiganské firmě Dow Chemicals mytím laboratorního skla. Podivná zelená usazenina, která vznikla při neúspěšném pokusu o vytvoření nového čisticího prostředku, ho nejdřív rozčílila. Jenže pak v něm probudila zvědavost. Psal se rok 1933 a Wiley netušil, že za pětadvacet let bude celý svět znát „špínu“ ze zkumavky jako saran. Mladý adept chemie se měl v následujících letech stát duchovním otcem celé řady umělohmotných polymerů. Při mytí zkumavky se zeleným povlakem si připsal na své konto první z nich – polyvinyliden chlorid, předchůdce dnešních PVC, polyetylenů a dalších plastů.

Saran, původně pojmenovaný jako eonit, se dlouho používal jen jako vycpávka do čalounění automobilových sedaček. Plného docenění se dočkal až během druhé světové války, kdy ho chemici v čele s Wileym zbavili odpudivé zelené barvy a intenzivního zápachu. Nastříkával se na stíhačky určené pro provoz na letadlových lodích, aby je chránil před korozivními účinky spršek slané vody.

Do fólií ze saranu se balila munice pro transport přes oceán. Mistrovským kouskem amerického válečného průmyslu byly síťované vložky do bot lisované z několika saranových vrstev. Zajišťovaly přístup vzduchu k chodidlu vojáka a osvědčily se v obuvi určené pro boj v tropických džunglích. Vojáky chránily před puchýři a vředy, které dokázaly vyřadit z boje i ty nejzdatnější.

Po válce se stal saran hitem. Dow Chemicals z něj vyráběl tenkou fólii a prodával ji v rolích pro balení potravin skladovaných v mrazácích. Později saran vyklidí místo polyetylenu z obav, že by se z něj mohl do okolí uvolňovat chlor. Polyetylen byl možná ekologičtější, ale potraviny chrání hůř, protože přes něj proniká mnohem více vzdušného kyslíku než přes fólie, u jejichž zrodu byla Wileyho „zelená špína“.

Boj o syntetický kaučuk

Během války se válčící mocnosti potýkaly s nedostatkem surovin. Snaha šetřit byla patrná na každém kroku a promítla se třeba i do módy. Kratší ženské sukně nebo dvojdílné plavky možná lahodily mužskému oku, ale jedním z významných motivů pro tyto módní novinky byla úspora textilií.

Když Japonci ovládli značnou část jihovýchodní a východní Asie a Tichomoří, zmocnili se i kaučukovníkových plantáží a získali kontrolu nad strategickou surovinou pro výrobu automobilových pneumatik. Celý svět hledal za přírodní kaučuk náhradu. Počátky pokusů o výrobu syntetického kaučuku se datují už na konec 19. století. V meziválečném období na něm pilně pracovali jak Němci, tak Rusové i Američané. Rusové otevřeli první továrnu na syntetický kaučuk už v roce 1932 v Jaroslavli. Němci začali vyrábět náhražku přírodního kaučuku o tři roky později.

Americký chemik Waldo Semon vyrobil v roce 1940 syntetický kaučuk Ameripol a významně přispěl ke zlevnění výroby této strategické suroviny. Po vypuknutí války potřeba syntetického kaučuku a nároky na jeho kvalitu výrazně stouply. Americká vláda proto spustila z valné části tajný výzkumný program, jehož výsledkem byl syntetický kaučuk GRS, vzniklý polymerací butadienu a styrenu. Na konci války dosáhla výroba GRS dvojnásobku světové produkce přírodního kaučuku.

Klíčovou úlohu syntetického kaučuku pro výsledek druhé světové války jasně dokládá fakt, že německé chemičky, které měly kaučuk ve výrobním programu, patřily k častým cílům spojeneckých náletů.

Rarita proměněná v „zázračný lék“

Válka donutila dotáhnout k praktickému využití celou řadu pozapomenutých předválečných objevů. První vakcína proti tetanu byla vyvinuta už v roce 1924, ale očkování se nijak zvlášť nerozšířilo. Běžnější než prevence byla i nadále léčba nakažených lidí antisérem. Tento postup byl používán už za první světové války. Po vypuknutí druhého světového válečného konfliktu však byli vojáci proti tetanu masově očkováni.

O přínosu tohoto kroku svědčí výmluvně situace, která nastala v květnu roku 1940 poté, co se poblíž severofrancouzského Dunkerque ocitlo v obklíčení 340 tisíc mužů Britského expedičního sboru a francouzské armády. Jejich úspěšnou evakuaci do Británie v operaci Dynamo označil Winston Churchill za „dunkerqueský zázrak“. Mezi ustupujícími vojáky bylo i 17 tisíc raněných. V chvatu a zmatcích by většina z nich nedostala protitetanové sérum včas a mnozí by onemocněli. Vojáci však byli očkovaní a tetanem se nenakazil ani jediný.

Naléhavá potřeba se zasloužila také o to, že se během druhé světové války stal standardním lékem penicilin. Antibiotikum objevené už v roce 1929 skotským mikrobiologem Alexanderem Flemingem bylo prakticky zapomenuto jako rarita, protože ho nebylo možné připravit ve větším množství.

Deset let po Flemingově objevu narazili na publikaci o penicilinu vědci z Oxfordu a uvědomili si, jaký význam by mohl lék mít. Zkoušeli k jeho výrobě přemluvit britské farmaceutické společnosti. Marně. Vypukla válka a firmy řešily akutnější problémy. Britští vědci se proto obrátili na kolegy v USA, které ještě do války nevstoupily. Američané souhlasili. Už první výsledky pokusů s penicilinem provedené na Columbia University zaujaly odborníky ze společnosti Pfizer.

Úžasný potenciál penicilinu pochopili i úředníci ve Washingtonu. Americká vláda oficiálně vyzvala farmaceutické firmy, aby se pokusily rozlousknout tvrdý oříšek výroby „zázračného léku“ penicilinu ve velkém. Pfizer tuhle výzvu přijal a následující tři roky balancovali jeho vědci na ostří mezi úspěchem a krachem. Často hráli doslova vabank.

Ve finále koupila společnost opuštěnou továrnu na výrobu ledu a investicí mnoha milionů dolarů ji za čtyři měsíce proměnila na zbrusu nový provoz s obřími bioreaktory. Nikdo netušil, jestli v nich výroba penicilinu poběží podle teoretických předpokladů. Výsledek však předčil očekávání. Továrna produkovala pětkrát víc penicilinu, než si manažeři Pfizeru naplánovali.

Americká vláda zadala výrobu penicilinu dalším 19 firmám a Pfizer se s konkurenty podělil o své know-how. Mnohé z těchto firem ale úskalí výroby antibiotika nezvládaly. Tíha produkce tak i nadále ležela na provozech Pfizeru. Při vylodění v Normandii měl s sebou každý voják i dávku penicilinu na ošetření ran. Devadesát procent pocházelo z produkce firmy Pfizer.

Penicilin zachraňoval lidské životy od samého počátku svého nasazení. Navzdory všemu pokroku se od první světové války nepodařilo významně zkrátit dobu potřebnou k transportu zraněných k lékařům v polních nemocnicích. V průměru to zdravotníci nestíhali dříve než za 14 hodin. Mnoha vojákům se za tu dobu rány těžce zanítily. Obvazy s penicilinem nástup zánětu potlačily a šance vojáků na přežití a uzdravení výrazně stouply.

Krevní plazma pro frontu

V roce 1939 se podařil americkému lékaři Charlesi Drewovi revoluční objev. Zjistil, že k náhradě ztracené krve zraněným může použít krevní plazmu – krev zbavenou krvinek. Krev bylo v té době možné skladovat pouhé dva dny. Plazmu mohli lékaři po odběru uchovávat mnohem déle. Protože neobsahovala krvinky, nemusela se při její transfuzi shodovat krevní skupina dárce a příjemce. Plazmu tak dostávali zranění vojáci často přímo na bojišti.

V roce 1940 vypravil program Blood for Britain vedený Charlesem Drewem z USA do válčící Velké Británie za pouhých pět měsíců 14 500 dávek krevní plazmy. Se vstupem USA do války potřeba krevní plazmy dramaticky stoupla. Problém byl s jejím skladováním a transportem, protože při uchovávání mimo lednice se životadárná tekutina rychle znehodnotila.

Tento problém vyřešil vynález lyofilizace, při které je kapalná plazma vysušena na prášek za nízkých teplot a silně sníženého tlaku. Lyofilizovaná krevní plazma mohla být transportována na velké vzdálenosti a skladována poměrně dlouhou dobu bez chlazení. Z Ameriky tak putovalo během celé války na frontu v Evropě a v Tichomoří 13 milionů dávek lyofilizované krevní plazmy.

„Kdybych se mohl potkat s každým Američanem, pak existuje jedna věc, za kterou bych jim chtěl poděkovat – krev a krevní plazma. To byla úžasná věc,“ prohlásil na konci války generál Dwight Eisenhower. Lyofilizací se brzy začaly zpracovávat i další důležité biologické materiály. Výrazně prodloužila například životnost penicilinu.

Továrny na smrt

V biologických laboratořích se zdaleka nepracovalo jen na nových metodách záchrany lidských životů. Vyvíjely se tu i nové ničivé prostředky zabíjení. Biologické zbraně měly za sebou vývoj a pokusy o nasazení už z dob první světové války. Němci například dopravovali na nepřátelská území koně nakažené antraxem nebo vozhřivkou. Během druhé světové války se počet zemí experimentujících s biologickými zbraněmi výrazně zvýšil. Vedle Německa, Ruska, Spojených států, Francie či Velké Británie se smrtícími choroboplodnými zárodky zabývali vědci také v Itálii, Maďarsku, Kanadě nebo Japonsku.

Řada biologických zbraní mířila na domácí zvířata. K tomu účelu byly používány bakterie antraxu nebo viry dobytčího moru. Pokud by byly rozšířeny v nepřátelském zázemí, zabíjely by skot, prasata, ovce i kozy. Zásobování týlu i fronty by utrpělo těžkou ránu. Antrax je navíc přenosný ze zvířat na člověka, a proto se s ním počítalo i při útocích na civilní obyvatelstvo a na frontu. Spojené státy spojily při výzkumu antraxu síly s Kanadou a Velkou Británií. Projekt byl ale ukončen dříve, než mohl přinést prakticky využitelné výsledky. Britové se přesto dostali hodně daleko. Měli k dispozici asi pět milionů granulí krmiva pro hovězí dobytek obsahujících spory antraxu. V roce 1942 dokonce odzkoušeli na ostrově Gruinard u skotského pobřeží bomby určené k rozptýlení spor antraxu na nepřátelském území.

Na druhé straně fronty věnovali Němci biologickým zbraním překvapivě malou pozornost. Údajně se proti jejich vývoji stavěl sám Hitler, který měl osobní zkušenost s nasazením chemických zbraní v první světové válce. Pravým opakem Německa bylo Japonsko. To zahájilo vlastní výzkum na poli biologických zbraní už v roce 1932. Za války se těžiště výzkumu soustředilo do okupovaného Mandžuska, kde poblíž města Pingfang sídlila neblaze proslulá „jednotka 731“.

Japonci v ní soustředili obrovský potenciál kolem tří tisíc mikrobiologů a dalších vědců. Všichni usilovně pracovali na vývoji biologických zbraní a prostředků jejich šíření. Díky tomu disponovalo Japonsko kapacitami pro produkci stovek kilogramů bakterií moru, antraxu, tyfu, cholery a dyzenterie a několika typy vhodných bomb. Vědci z „jednotky 731“ experimentovali i s jedním z nejprudších známých jedů tetrodotoxinem, produkovaným bakteriemi, jež hostí ve svém těle např. ryba čtverzubec fugu. Účinnost biologických zbraní testovali Japonci na válečných zajatcích a na obyvatelích okupované Číny. Odhaduje se, že při těchto bestiálních pokusech přišlo o život více než 10 tisíc lidí.

V laboratořích „jednotky 731“ byl vyvinut systém krmení blech na potkanech nakažených morem. Blechy infikované morovými bakteriemi pak byly z letadel rozhazovány nad čínskými městy. Při jednom takovém útoku na město Čchang-te mělo v roce 1941 umřít na mor 10 tisíc lidí. Japonská armáda však byla sama na válku biologickými zbraněmi špatně připravená. Při útoku na Čchang-te se nakazili morem i japonští vojáci a 1700 jich chorobě podlehlo. Další „polní pokusy“ s biologickými zbraněmi proto byly od roku 1942 zastaveny.

Autor, profesor České zemědělské univerzity, působí ve Výzkumném ústavu živočišné výživy

LN, 9.5.2015



Diskuse


L. Novák 475
17:29
13.5.2015

D. Polanský
9:37
13.5.2015

P. Sulc
2:33
13.5.2015

počet příspěvků: 3, poslední 13.5.2015 05:29









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.