Владимир Бетина - Путешествие в страну микробов

• Название: Путешествие в страну микробов
• Автор: Владимир Бетина
• Издательство: Мир
• Жанр: Биология
• Год: 1976

Первые шаги ученых в исследовании микроорганизмов, место микроорганизмов в биосфере, вирусы и механизм наследственности, использование микроорганизмов на благо человека — таков далеко не полный перечень проблем, которые освещает в своей книге словацкий ученый. Многочисленные фотографии, схемы и рисунки помогают лучше понять те сложные процессы природы, о которых лаконично и просто рассказывает автор.

Книга рассчитана на школьников старших классов, интересующихся миром микроорганизмов, на студентов, аспирантов и преподавателей.

---

Большое значение имело медицинское сочинение итальянского ученого, врача и поэта XVI века Джироламо Фракасторо «О контагии, контагиозных болезнях и лечении», где он доказывал, что причиной болезни является некое живое начало (contagium vivum), обладающее способностью делиться, размножаться, распространяться по воздуху, через различные предметы и прикосновения к больному.

В XVIII веке венский врач Пленчич, хорват по происхождению, писал, что возбудителями болезней человека являются «мельчайшие зверушки», открытые Левенгуком. Его учение о болезнетворном начале, живом и размножающемся, постепенно вылилось в идею о том, что каждая инфекционная болезнь вызывается своим, особым микроорганизмом.

В начале XIX века итальянский исследователь А. Басси установил, что каменную болезнь шелкопряда, мускардину, вызывает живой паразит, находящийся в организме червя. Немецкий врач Шёнлейн установил, что парша — заразное заболевание кожи — всегда связана с определенным микроскопическим организмом. Позднее, когда этот организм стал извесГен, его назвали в честь первооткрывателя Achorion schonleini.

Резкий перелом в наших знаниях произошел во второй половине XIX века, когда Пастер и Кох доказали, что возбудителями заразных болезней действительно являются различные микроорганизмы.

В наше время уже в школе дети узнают о том, что все заразные болезни возникают в результате действия болезнетворных (патогенных) микробов, переносящихся различными путями с больных людей на здоровых.

Оружие микробов

В человеческом организме находятся самые разнообразные микроорганизмы. Одни безвредны, другие даже полезны. Чем же отличаются от них болезнетворные микробы? Каким оружием располагают они для нападения на человека?

Некоторые болезнетворные микробы выделяют ферменты, которые разлагают составные части слизистых оболочек, мышц и кровяные тельца, нарушая нормальное состояние человека. Гемолитический стрептококк выделяет фермент, растворяющий красные кровяные тельца (эритроциты). Плазмодий — возбудитель малярии, — размножаясь в эритроцитах, вызывает их распад.

Схема строения бактериальной клетки. Стрелками указаны структуры, подвергающиеся инфекционному действию ферментов, агрессинов и токсинов

Особую группу образуют те болезнетворные микробы, которые выделяют сильнодействующие яды (токсины), отравляющие пораженный организм и часто приводящие к его смерти. Действие таких микробов определяется их токсичностью, то есть способностью выделять ядовитые вещества. Различают токсины двух типов. Одни выделяются клеткой микроба в окружающую его среду и по своей химической природе представляют белки. Это так называемые экзотоксины, например токсин бактерии столбняка. Другие остаются в клетке и выходят из нее лишь после ее гибели. Это — эндотоксины, они относятся к сложным сахарам. Многие токсины удалось получить в чистом виде.

Микроорганизмы могут выделять токсины и вне тела человека. И тогда его заражение токсинами происходит через пищу, как, например, при известных случаях отравления ботулиническим токсином.

Действие экзотоксинов обычно гораздо сильнее, чем умеренное отравление организма эндотоксинами. Кроме того, отдельные токсины отличаются друг от друга еще и тем, где и как проявляется их действие.

Разрушающее влияние бактерий на человеческий организм начинается обычно с действия так называемых агрессинов, не всегда обладающих ядовитыми свойствами. Они содержатся в слизистой капсуле или в клеточной стенке бактерий. Это и понятно, ведь именно здесь пролегает линия «фронта» в той борьбе, которая ведется между микробом и его отнюдь не добровольным хозяином. Вспомним о диссоциации и трансформации пневмококков. Вирулентность их S-формы обусловлена именно присутствием капсулы. Форма R, не имеющая капсулы, не вирулентна!

Нередко агрессины выделяет и цитоплазма, она же образует и многие ферменты, повреждающие ткани и таким образом открывающие доступ бактериям в организм человека. Микробиолог мог бы нам многое рассказать о ферментах пектиназе, гиалуронидазе, коагулазе или стрептокиназе. Бактерии вида Proteus mirabilis выделяют фермент уреазу, разлагающую мочевину на углекислый газ и аммиак. Эти бактерии часто попадают в мочевые пути и по ним проникают до самых почек. Там они при помощи выделяемой уреазы разлагают мочевину, создавая щелочную реакцию среды и повреждая этим почки.

На прилагаемом рисунке хорошо видна доля участия отдельных частей клетки в общем «вооружении» болезнетворных бактерий. Нетрудно заметить роль клеточной стенки и цитоплазмы, участвующих в образовании ферментов, агрессинов и токсинов, которые являются основными видами «оружия» микробов.

Пути распространения инфекций

Болезнетворные микробы проникают в организм человека в основном тремя путями: через дыхательные органы, пищеварительный тракт и кожу.

Возбудители инфекционных заболеваний могут передаваться от больного человека к здоровому или непосредственно, или при содействии каких-нибудь животных, в частности насекомых. Известны, впрочем, и такие случаи, когда возбудитель не попадает в тело человека, а заболевание — и даже смерть — вызывает выделяемый им яд, который скапливается в продуктах питания.

Заражение болезнью через дыхательные пути называется капельной инфекцией. Болезнетворные микробы переносятся от человека к человеку с мельчайшими капельками слюны и слизи при кашле, чихании, разговоре.

При капельной инфекции в организм человека попадают болезнетворные бактерии и вирусы — возбудители заболеваний дыхательных путей (туберкулез, дифтерия, скарлатина, грипп, простуда).

При кишечных заболеваниях болезнетворные микробы покидают тело больного с его испражнениями. Распространению этих заболеваний способствует недостаточно соблюдаемая гигиена. Инфекцию может распространить сам больной, если нечистыми руками будет прикасаться к пищевым продуктам. Микробы из испражнений могут также попасть в воду или на частицы пыли; пыль осядет на пище, а зараженная капля воды проникнет в питьевую воду, и результат не замедлит сказаться. Через пищеварительный тракт распространяются брюшной тиф, дизентерия, холера и многие другие инфекционные заболевания.

Из болезнетворных микробов, для которых «входными воротами» в организм служат кожа или слизистая оболочка, прежде всего укажем такие, которые передаются исключительно при непосредственном контакте больного человека со здоровым. Возбудители венерических болезней — сифилиса и гонореи — не могут долго жить вне тела человека и для переноса требуют непосредственного соприкосновения слизистых оболочек, что и происходит при половых сношениях. Сифилис, кроме того, может быть передан материнским организмом развивающемуся в матке плоду или во время родов. Во многих тропических странах венерические болезни распространены очень широко. Так, на острове Рароиа в архипелаге Туамоту, куда пристал отважный экипаж плота «Кон-Тики», почти все местное население было поражено сифилисом.

Путем прямого контакта человеку передаются также некоторые болезни животных, например туляремия или бруцеллёз. Туляремия — это смертельное заболевание грызунов. Заразиться ею человек может при соприкосновении с больным зверьком или через его укус. Бруцеллёзом болеют домашние животные, и нередки случаи заражения этой болезнью обслуживающего персонала животноводческих ферм. Крупный рогатый скот может заразить человека туберкулезом, различными формами ящура, лошади — сапом, собаки и волки — бешенством. Грызуны часто бывают носителями чумного микроба.

Но, пожалуй, наиболее опасны для человека кусающие насекомые. Они переносят многие инфекционные заболевания. Вши переносят сыпной тиф, блохи — чуму, мухи в тропических странах — болезнетворных простейших, а комары — самую распространенную на земном шаре болезнь, малярию.

Применение ДДТ, уничтожающего опасных и вредных насекомых, в период второй мировой войны спасло от тяжелых инфекционных заболеваний тысячи солдат. Осушение болот на востоке Словакии сделало невозможным существование комаров, и малярия там была ликвидирована. Строгое соблюдение личной гигиены помогает человеку избежать встречи с блохами и вшами, поэтому сыпной тиф и чума в большинстве стран, в первую очередь развитых, стали незнакомыми или забытыми заболеваниями.

В таблице 8 приводятся некоторые известные инфекционные болезни, источниками и распространителями которых являются различные животные и человек.

При поранении кожи в кровь человека вместе с загрязнениями могут попасть и болезнетворные микробы. К самым опасным из них относится возбудитель столбняка, выделяющий сильный токсин, который может привести к смерти.