Путешествие в страну микробов

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].

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.