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.

---

Комары переносят и дёнге, распространенную в средиземноморских странах лихорадку, которая в летние месяцы часто приобретает характер эпидемии. В 1928 году в Афинах ею переболело около полумиллиона человек, или 80 % населения. Но при этом заболевании, как правило, не бывает смертельных исходов.

Очень опасен полиомиелит, болезнь, известная и в Центральной Европе. От нее умирает от 10 до 40 % больных. Полиомиелит вызывает вирус, самый мелкий из всех известных животных вирусов.

Полиомиелит обычно поражает детей дошкольного и школьного возраста, но иногда встречается и у взрослых. Развитие этой болезни проходит две стадии. В первой стадии повышается температура, появляются головные боли, озноб, напряжение мышц затылка. Во второй стадии развиваются параличи конечностей или туловища, часто остающиеся на всю жизнь. Это заболевание было известно еще в Древнем Египте. На одном из египетских барельефов изображен мужчина с изуродованной полиомиелитом ногой (фото 55).

Другое распространённое и сходное с предыдущим заболевание — клещевой энцефалит. Его источником бывают так называемые природные очаги инфекции, в которых живут животные, пораженные этой болезнью. Вирус переносится на человека при помощи кровососущих клещей. Однако на востоке Словакии в свое время вспыхнула эпидемия энцефалита, при которой инфекция распространялась с молоком пораженных этой болезнью коз.

Простуда, которой мы иногда не придаем особого значения, — тоже вирусное заболевание, открывающее пути для других, более опасных инфекций дыхательных путей. Промышленность США в 1942 году из-за заболеваний дыхательных путей потеряла свыше 140 000 000 человеко-дней. Если считать, что в году 300 человеко-дней, то эта потеря будет соответствовать потере труда 470 000 человек, не работавших целый год; в материальном отношении это означает потерю 900 000 000 долларов, не считая расходов на лечение людей и ликвидацию результатов простоя машин.

В вавилонских письменных источниках (V век до н. э.) упоминается желтуха, по-видимому, сильно распространенная в то время. Позднее эпидемию желтухи описал Гиппократ. Возбудителем эпидемической желтухи, или инфекционного гепатита, является вирус.

В старые времена гепатит был связан с войнами («желтуха поля боя», «солдатская желтуха»). Во время русско-японской войны (1904–1905) эпидемия вспыхнула среди моряков японского военного флота. Большие эпидемии отмечались также во время первой и второй мировых войн, когда было зарегистрировано свыше 5 000 000 случаев инфекционного гепатита. Желтуха распространяется обычно через загрязнение продуктов и воды испражнениями больных.

Инфекционный гепатит может быть перенесен при инъекциях, выполняемых плохо стерилизованным шприцем. Один из самых известных случаев подобного рода произошел в американской армии в 1942 году, когда во время профилактической прививки против желтой лихорадки было заражено гепатитом 28 585 солдат (из них 62 умерли). Перенос этой болезни возможен и при переливании крови. В 1963 году в США на 1 800 000 случаев переливания пришлось 30 000 заражений гепатитом, 3600 из них окончились смертельным исходом.

«На совести» у вирусов еще две болезни — оспа и бешенство, которые в прежнее время были страшным бичом, а в некоторых областях представляют опасность и в наши дни. Оба заболевания широко известны еще и по другой причине — на материале возбудителей этих болезней Дженнер и Пастер впервые разработали методы профилактической прививки.

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).