Текст книги "Путешествие в страну микробов"

Автор книги: Владимир Бетина

сообщить о нарушении

Текущая страница: 19 (всего у книги 31 страниц)

Рак и вирусы

В 1911 году американский биолог Ф. Раус обратил внимание на интересный факт. Клетки из опухолей курицы, перенесенные в организм здоровых птиц, вызывали типичные симптомы рака. Взяв вместо клеток экстракт из опухоли, Раус снова вызвал у зараженных им куриц появление признаков рака. В этом было некоторое сходство с опытами Ивановского, изучавшего табачную мозаику, возбудителем которой оказался вир)с. В фильтрате из опухоли, который вызывал возникновение опухолей на других курицах, Раус также обнаружил вирусы.

Схема превращения здоровой клетки в опухолевую. 1. Онкогенный вирус, содержащий РНК и четыре фермента, пришел в соприкосновение со здоровой клеткой. 2. РНК и ферменты вируса проникли в клетку. 3. Полимераза ДНК вируса, связанная с РНК (фермент 1), присоединяет к цепочке вирусной РНК дополнительную цепочку ДНК из нуклеотидов клетки, в результате возникает комплекс РНК – ДНК, в котором распределение нуклеотидов в цепочке ДНК определяется распределением нуклеотидов в РНК вируса. 4. В процессе редупликации полимераза ДНК вируса, связанная с ДНК (фермент 2), присоединяет недостающую цепочку ДНК вдоль готовой цепочки ДНК из комплекса ДНК – РНК. Возникает новый тип ДНК по «рецепту» вирусной РНК. 5. Эндонуклеаза вируса (фермент 3) разъединяет вновь синтезированную двойную спираль ДНК на более короткие участки, которые проникают в ядро клетки. 6. Лигаза вируса (фермент 4) вновь соединяет участки ДНК. «Диктатором» в клеточном ядре становится новая ДНК. Она дает новые распоряжения о синтезе вирусных ферментов, и клетка таким образом превращается в опухолевую.

К 1957 году уже был известен 21 тип опухолей у птиц, земноводных и млекопитающих, которые могли быть вызваны вирусами. Вирусы, вызывающие опухоли, назвали онкогенными (фото 56).

Наука до сих пор еще ке разрешила многие загадки. Одна из них состоит в том, что вирусы, превращающие здоровые клетки животных в опухолевые, обнаружить не удается. Что с ними происходит? Мы уже знаем, что в возникновении опухолей участвуют нуклеиновые кислоты и ферменты вируса. Приведенный здесь схематический рисунок поможет нам лучше понять этот процесс.

Специалисты по раку прилагают большие усилия к поискам вирусов, вызывающих различные формы опухолей у человека. Некоторые из них считают, что успеха можно ожидать скорее всего при поисках возбудителей лейкоза, другие сосредоточивают внимание на так называемых папилломатозных поражениях, особенно опасных в детском возрасте. Положение усложняется еще и тем, что у подопытных животных рак можно вызвать действием некоторых химических веществ или облучением. Так или иначе, вопрос остается открытым. Английский вирусолог и специалист по раку Ф. К. Честермен напомнил нам в одной из своих недавних статей высказывания микробиолога Гриффита: «С момента, когда возбудителем туберкулеза стали считать неизвестное инфекционное начало, до открытия самих бацилл туберкулеза прошло 40 лет». А в случае злокачественных опухолей добавляет Честермен, мы стоим перед еще более трудной проблемой.

Деятельность риккетсий

Риккетсии принадлежат к числу самых заклятых врагов человека. Их активными помощниками бывают паразитирующие насекомые: вши, блохи, клещи. Мы знаем о риккетсиях всего каких-то 50 лет, хотя уже с XVI века известно, что они сеяли смерть по всей Европе. И болезнью, вызываемой риккетсиями, был сыпной тиф.

Переносчик сыпного тифа – платяная вошь (Pedicuius vestimenti), которая заражается риккетсиями на тифозном больном. Риккетсии попадают в желудок вши, поселяются и размножаются в его клетках. Когда клетки желудка разрушаются, риккетсии выходят в кишечник, а оттуда с экскрементами насекомого попадают на кожу человека и в местах поранений (при расчесывании укушенных мест) проникают внутрь организма.

Первая отмеченная в истории эпидемия сыпного тифа вспыхнула в XVI веке в Испании. В период войн начала XVII века, в том числе и за Тридцатилетнюю войну (1618–1648), болезнь распространилась по всей Европе. Большая эпидемия сыпного тифа разразилась во время похода Наполеона в Россию и сопровождала его армию в катастрофическом отступлении зимой 1812–1813 г. Приведем цифры, относящиеся к тем годам. В Пруссии от сыпного тифа за один год умерло 200 000 человек. Только в Данциге (ныне Гданьск) погибло 13 000 французских солдат. В Вильно (теперешний Вильнюс) за два месяца из 25 000 раненых и больных осталось в живых лишь 2500, за полгода там умерло 55 000 человек.

В Крымскую войну (1853–1856) от сыпного тифа погибло по меньшей мере 20 000 французских солдат, а в Русско-турецкую (1877–1878) – около 16 000 русских. В первую мировую войну эпидемия захватила сербскую армию, и за три месяца ее ряды сократились на 50 000 солдат. Общие потери достигали 315 000 человек. Самая страшная эпидемия сыпного тифа отмечена в годы гражданской войны в Советской России (1918–1920): она охватила около 25 миллионов человек, из которых свыше двух миллионов погибли. Тогдашний директор Государственного научного института народного здравоохранения им. Пастера, профессор Л. А. Тарасевич говорил, что она напоминает самые большие эпидемии прошлого» навсегда ушедшие, как полагали, из истории цивилизованного мира.

Сходное заболевание, крысиный сыпной тиф, известно в Мексике под названием табардилло и переносится блохами и вшами с больных крыс на человека. Другой сходной болезнью является пятнистая лихорадка Скалистых гор, распространенная в Северной Америке, где ею болеют различные грызуны. Возбудитель этого заболевания Rickettsia rickettsi попадает в организм человека через укус лесного клеща (Dermacentor andersoni).

На Дальнем Востоке известна японская речная лихорадка, которая с полёвок переносится на человека личинками клещей-краснотелок Trombicula akamushi, ее возбудитель – другой вид риккетсии, Rickettsia niponwa.

Возбудителя сыпного тифа открыл бразильский исследователь Г. да Роша-Лима и назвал ее Rickettsia prowazeki в честь, американского врача Г. Риккетса и чешского исследователя С. Провацека. Оба ученых пали жертвой этого заболевания при его исследовании.

Таким образом, риккетсии сыграли немалую роль в истреблении человеческого рода. Но в наше время человек научился бороться с ними и их союзниками из мира насекомых: риккетсии уничтожаются антибиотиками, а вредные и опасные насекомые – инсектицидами.

Самый сильный яд

Алкалоид стрихнин – самый сильный растительный яд. Для человека смертельная доза этого яда – 30–40 мг. Известно, что яд кобры приблизительно раз в десять сильнее стрихнина. В производстве ядовитых веществ «не посрамили» себя и микробы. Именно среди них мы находим производителей сильнейших ядов.

В 80-х годах прошлого столетия немецкий исследователь Ф. Леффлер открыл бактерию – возбудителя дифтерии и назвал ее Corупеbacterium diphteriae.

Несколькими годами позднее ученик Пастера Эмиль Ру установил, что бесклеточный фильтрат питательной среды, в которой размножались клетки С. diphteriae, также вызывает у подопытных животных дифтерию. Этим он фактически доказал, что возбудитель дифтерии выделяет в среду какие-то токсины, которые и являются причиной заболевания. Позднее эти токсины удалось получить в чистом виде, а в 1946 году они были выделены в виде кристаллов. Токсин дифтерии является смесью нескольких родственных белковых веществ, ядовитых для клеток человеческого организма. Они вызывают воспаление слизистых оболочек зевай гортани, поражают мышцу сердца, могут быть причиной смерти больного.

Это необычайно сильнодействующий яд. По некоторым данным, одного миллиграмма дифтерийного токсина достаточно для умерщвления 1000 тонн морских свинок (использующихся в качестве подопытных животных при изучении яда).

Столбняк – тяжелое заболевание, относящееся к раневым инфекциям и вызываемое Clostridium tetani. Заражение человека происходит через раны при загрязнении их землей. В гноящихся ранах при недостаточном доступе кислорода С. tetani быстро размножается, выделяя из своих клеток опасный токсин столбняка.

Этот яд по своему действию приблизительно раз в двадцать сильнее яда кобры. Считают, что его смертельная для человека доза – всего четверть миллиграмма. Токсин возбудителя столбняка воздействует главным образом на нервную систему, вызывая ее паралич, который может привести к смерти больного (фото 57, а).

Земля Вюртемберг в Германии долгое время была очагом отравления колбасами. Немецкий врач и поэт Юстин Кернер насчитал в 20-х годах XIX века 174 случая таких отравлений; 71 из них закончился смертью. Именно Кернер назвал отравления такого рода ботулизмом (от латинского botulus – колбаса). Однако причины возникновения ботулизма продолжали оставаться неизвестными. И лишь «охотникам за микробами» удалось открыть бациллу Clostridium botulinum. Ботулизм вызывали клетки этой бациллы. В неправильно обработанных мясных продуктах они вырабатывают ботулинический токсин, который и является причиной ботулизма, когда попадает в организм человека.

Ботулинический токсин – самый сильный из известных нам до настоящего времени ядов. Одного миллиграмма этого вещества достаточно для умерщвления 10 миллионов мышей.

Клетки С. botulinum выделяют яд в окружающую среду, в которой они размножаются. Но роль, которую играет яд в жизни самих бактерий, пока не выяснена. Среди бактериальных организмов, продуцирующих токсины, им принадлежит, конечно, неоспоримое первенство. Ведь их яд обладает значительно более сильным действием, чем, скажем, дифтерийный или столбнячный токсины (фото 57, б).

В одном миллилитре жидкой питательной среды в результате деятельности С. botulinum накапливается столько ботулинического токсина, что его заведомо хватило бы для умерщвления миллиона мышей, но в этой необычайно ядовитой среде беспрепятственно живут и развиваются миллионы клеток бактерий.

Ботулизм – типичный пример заболеваний, которые развиваются исключительно при использовании продуктов, содержащих токсин. С. botulinum не может жить в организме человека и других животных с постоянной температурой тела.

Среди ботулинических микробов наблюдаются, однако, некоторые различия. Известно несколько типов возбудителя ботулизма, продуцирующих различные типы токсинов: А, В, С, D, Е. При этом продуцент токсина А никогда не производит токсин В или Е и наоборот. У человека чаще всего встречаются отравления ботулиническими токсинами А, В и Е, тогда как отравления типами С и D известны лишь в редких случаях. Отравления токсином типа Е обусловлены потреблением консервированных продуктов из рыб при их неправильном хранении. По-видимому, продуценты этого типа живут в морях. Микробы, продуцирующие остальные типы ботулинических токсинов, живут обычно в необработанных почвах, в которых недостает кислорода или он отсутствует, – кислород ядовит для самих бактерий.

Ботулинический токсин, как, впрочем, и другие бактериальные токсины, – вещество белкового характера. Недавно удалось получить его в кристаллическом виде и установить, что молекулы его белка состоят из 19 основных структурных единиц – аминокислот.

Хотя ботулизм у человека встречается нечасто, все же он представляет большую опасность. Поэтому современная наука прилагает немалые усилия к устранению всякой возможности отравления ботулиническим токсином. Изучение жизненных условий его продуцентов помогло усовершенствовать методы консервирования пищевых продуктов, в частности мясных, и снизить опасность отравления до минимума. Кроме того, мы уже располагаем методами, позволяющими лишать ботулинический токсин (приготовленный при культивировании его продуцента искусственным путем) отравляющих свойств, сохраняя в то же время его антигенные особенности[25]25
  То есть способность вызывать образование антител при введении в организм. – Прим. ред.


[Закрыть].

Переработанный и лишенный таким образом своих вредных свойств токсин вызывает в организме человека процесс образования защитных антител.

Подобным же образом можно изменить и дифтерийный токсин, если подействовать на него разведенным формальдегидом в умеренно щелочной среде. Обработанный токсин называется токсоидом, или анатоксином, и имеет два важных качества: он лишен ядовитых для живого организма свойств и вызывает образование антител, предохраняющих от данного заболевания.

Черная смерть

Вселяющей панический страх болезнью прошлого, о которой нам так много известно из истории, была чума. Название «черная смерть», или «черная болезнь», связано с общим течением заболевания, которое имеет три различные формы. Одна – бубонная форма чумы – поражает лимфатические железы и вызывает подкожные кровоизлияния, проявляющиеся черными пятнами. Вторая – септическая форма чумы – захватывает весь организм. Третья – легочная форма чумы – протекает наиболее тяжело и скоротечно, часто кончается смертью.

Самые древние сведения о чуме мы имеем, по-видимому, из истории стран Ближнего Востока. Ассирийский царь Синахериб в начале VII века до н. э. вступил на территорию Иудейского царства, которым правил тогда Хизекая. Ассирийские войска стояли у ворот Иерусалима, и, казалось, победа была уже в их руках. Но произошло нечто, что заставило Синахериба отступить, и Иерусалим не был взят. В древних писаниях мы находим следующее сообщение:

«И еще в ту же ночь вышел ангел и уничтожил в лагере ассирийцев сто восемьдесят пять тысяч воинов…. и ушел. А царь Синахериб вернулся и пребывал в Ниневии».

Какая же сила могла уничтожить великую армию? О загадочном поражении ассирийских войск упоминает и греческий историк Геродот. В качестве союзника иудейского царя выступил тогда фараон Египта. Он был жрецом и пренебрегал своими обязанностями военачальника. Но поскольку Ассирия представляла опасность и для Египта, египетские воины должны были выступить в поход. Однако армия не повиновалась. Жрец-фараон, узнав о приближении ассирийцев, вышел им навстречу с группой воинов весьма сомнительной боеспособности и выпустил ночью в лагерь противника большое количество мышей, которые якобы погрызли и уничтожили все оружие ассирийцев, вынудив их таким образом отступить. Как пишет Геродот, статуя фараона стояла потом в святилище Гефеста, фараон был изображен с мышью в руке… Но мышью в древности называли и крыс, а крыса – природный носитель возбудителя чумы. В 1938 году археолог Старки обнаружил в скалах массовое захоронение, в котором находилось две тысячи человеческих скелетов, недалеко от города Лахиш, там, где много веков назад был расположен лагерь ассирийских войск. Оба документа и открытие Старки свидетельствуют о том, что ассирийцев в ту роковую ночь поразила, по всей видимости, эпидемия чумы.

Древнеримский историк и поэт Публий Тацит так описывал эпидемию, разбушевавшуюся в 68 году в Риме: «… дома были полны мертвецов, а улицы похоронными дрогами… Рабы и плебеи убегали от причитавших жен и детей, потому что при обслуживании больных и сожжении мертвых сами стали источниками заразы. Тех, кто умирал, сжигали тут же, не выходя из погребального круга…»

Во время эпидемии чумы в VI веке в Византии ежедневно умирали десятки тысяч человек, мертвых замуровывали в зданиях.

В XIV веке чума захватила всю Европу и к 1348 году лишила жизни четвертую часть ее населения (около 25 миллионов человек). Эпидемия возникла исподволь. В 1346 году татары окружили город Танаис (теперешний Азов). Население бежало в крепость Каффу. Во время осады в татарских войсках вспыхнула чума. Для покорения крепости татары при помощи военных орудий забрасывали за крепостные стены погибших от чумы мертвецов. И хотя обитатели крепости старались тотчас сбросить мертвые тела в море, зараза вскоре распространилась среди осажденных и уничтожила почти все население. Пережившие эпидемию бежали на кораблях в Константинополь (Стамбул) и Италию, занеся и туда осенью 1347 года инфекцию чумы. Из Константинополя и итальянских портов чума в течение 1348 года постепенно распространилась по всей Европе.

Известный поэт и гуманист Джованни Боккаччо так описывает эпидемию во Флоренции:

«… с марта по июль, отчасти в силу заразительности самой болезни, отчасти потому, что здоровые из боязни заразы не ухаживали за больными и бросали их на произвол судьбы, в стенах города Флоренции умерло, как уверяют, сто с лишним тысяч человек… Сколько у нас опустело пышных дворцов, красивых домов, изящных пристроек, – еще так недавно там было полным-полно слуг, дам и господ, и все они вымерли, все до последнего кучеренка! Сколько знатных родов, богатых наследств, огромных состояний осталось без законных наследников!»[26]26
  Дж. Боккаччо, «Декамерон», М., Изд-во художественной литературы, 1970, стр. 41. – Прим. ред.


[Закрыть].

В перенаселенных кварталах средневековых городов, кишащих крысами, никто не был застрахован от страшной угрозы. Во многих местностях присходили погромы евреев, которых считали виновниками эпидемии. Врачи были бессильны – они не знали ни причины болезни, ни средств борьбы с ней. На подозрении были «испорченный воздух» и неблагоприятное расположение планет…

Эпидемии чумы повторялись в последующие столетия, хотя и не в таких размерах. В 1665 году от чумы умерло 100 000 жителей Лондона (каждый пятый!).

Когда в 1606 году чума вспыхнула в Праге, придворный врач Рудольфа II Ян Есениус издал книгу, разъясняющую, согласно тогдашним медицинским воззрениям, основные причины распространения чумы, из которых главной он считал «гнилостный воздух» и, конечно же, влияние звезд. Заболевшим он советовал особенно беречь сердце, рекомендовал душевный покой, веселость, музыку, приятные разговоры и теплые ванны.

В середине XVII века стали приходить к убеждению, что главную роль в распространении чумы играют крысы. И лишь в 1894 году, в конце последней крупной эпидемии в Азии, которая только в Индии свирепствовала 20 лет и унесла 12 миллионов жертв, японский ученый С. Китазато и французский ученый А. Иерсен открыли возбудителя чумы. Это микроб Pasteur ell a pestis. Позднее было подтверждено предположение, что природными носителями заразы являются крысы и другие грызуны, среди которых в определенных местах периодически возникает это заболевание. На человека инфекцию переносят блохи Xenopsylla cheopis.

Недавно группа советских ученых установила, что переносчиком инфекции может быть и перелетная птица каменка-плясунья. Птицы этого вида гнездятся в норах грызунов и через укусы блох заражаются чумой. Заболевшие птицы живут еще дней 10 и при перелетах могут разнести чуму на большие расстояния.

Современная наука располагает средствами против этой инфекции: регулярное уничтожение грызунов и применение инсектицидов. Достигнуты большие успехи. В 1944 году благодаря ДДТ[27]27
  В дальнейшем было установлено, что ДДТ не безвреден для людей. Попадая в организм человека, он вызывает ослабление деятельности микроорганизмов, дающих человеку витамины, незаменимые аминокислоты, ферменты. Во многих странах ДДТ заменен другими пестицидами. – Прим. ред.


[Закрыть] удалось быстро ликвидировать начинавшуюся эпидемию чумы в африканском порту Дакар (Сенегал).

Хорошие результаты показали также своевременная прививка и непосредственная помощь больным сульфамидными препаратами и антибиотиками.

Тем не менее кое-где еще регистрируются отдельные случаи чумы, хотя за два года (1958–1959) их было всего 200. В нашем столетии, как видно из таблицы, число жертв «черной смерти» резко и быстро сократилось.

Черная смерть побеждена!

Белый мор

Это заболевание сопровождает человека с самых древних времен. На египетских мумиях часто находят признаки перенесенного туберкулеза. Сохранились о нем сведения и в индийских ведах, на древних глиняных вавилонских табличках, в греческих рукописях. Уже Гиппократ хорошо знал туберкулез как опасную болезнь легких. В XVIII веке от туберкулеза умирал каждый седьмой житель Европы.

24 марта 1882 года Роберт Кох доложил Берлинскому физиологическому обществу о результатах исследований туберкулеза. В этом докладе он сообщил миру об открытии возбудителя туберкулеза – Mycobacterium tuberculosis (фото 57, г).

А после второй мировой войны медицина получила и то, о чем мечтал и что старался найти Кох, – средство от туберкулеза. М. tuberculosis имеет немалый круг родственников. Туберкулез у птиц вызывает М. avium. К тому же роду относится и возбудитель проказы М. leprae. Проказа все еще довольно широко распространена в Азии, встречается она и в странах Средиземноморья. В 1924 году на земном шаре насчитывали до 3 миллионов прокаженных. Болезнь начинается появлением на коже красноватых пятен с последующим отмиранием этих участков, которое распространяется на мышцы; у больного буквально отваливаются куски тела.

Болезнь, вызываемая спирохетой

Эта болезнь – один из страшных бичей человечества. Предполагают, что в Европе она распространилась только после открытия Америки[28]28
  В Европе случаи заболевания сифилисом стали известны в 1494 году во время франко-итальянской войны. В связи с тем, что в армии французского короля Карла VIII были члены экипажа X. Колумба, возвратившиеся из Америки, некоторые стали считать, что сифилис был завезен с этого континента. Во всяком случае, после окончания войны и роспуска армий сифилис распространился по всей Европе, при этом французы называли эту болезнь «итальянской», а итальянцы, естественно, «французской». – Прим. ред.


[Закрыть]. Однако ею болели и в древности. Итальянский ученый Дж. Фракасторо описал это заболевание в поэме, герой которой пастух Сифилус своими насмешками возбудил гнев бога Солнца, и тот покарал его неизлечимой болезнью. С тех пор заболевание и называют по имени этого пастуха.

Инфекционность сифилиса доказали в 1903 году И. И. Мечников и Э. Ру. Спустя два года немецкий ученый Ф. Шаудин открыл и его возбудителя– Treponema pallidum. Болезнь передается при непосредственном контакте больных со здоровыми (при поцелуе, при половом сношении). Сифилис может передаваться и потомству, причем заражается им еще плод. В развитии заболевания наблюдаются три периода. В первичный период, начинающийся через три недели после заражения, на месте внедрения возбудителя появляется твердая на ощупь язвочка. Она сохраняется около трех недель, затем исчезает, но микробы распространяются с кровью по всему организму. Вторичный период характеризуется появлением сыпи самой различной формы, величины и цвета. Третичный период болезни развивается обычно через несколько лет. Он выражается в повреждениях центральной нервной системы или в очагах воспаления различных органов, мышц, костей. Особенно тяжело протекает поздняя форма сифилиса нервной системы – прогрессивный паралич, при котором интеллектуальная сторона жизни совершенно подавляется инстинктивной и чувственной. Человек теряет над собой контроль, происходит полный распад личности. При сифилисе нервной системы микробы поселяются в мозгу.

Сифилис распространен в некоторых развивающихся странах, но не менее известен он и на Западе. Когда-то сифилис, гонорею и насморк относили к самым распространенным микробным заболеваниям. С открытием пенициллина и его внедрением в практику врачи получили новое действенное оружие в борьбе с венерическими заболеваниями, хотя в последнее время в медицинском мире снова раздаются тревожные предостережения.