home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



Взрыв эволюции

В 40-х годах нашего столетия произошло событие, которое оценено как одно из величайших достижений человеческого разума. Я имею в виду открытие сульфамидных препаратов и особенно антибиотиков. В медицине наступила новая эпоха — врачи стали вести борьбу против микробов оружием, добытым в мире микробов (антибиотики вырабатываются, главным образом, почвенными микроорганизмами), и, как говорили в годы войны, вести борьбу во вражеском логове (появилась возможность широко воздействовать на возбудителей болезней непосредственно в среде их обитания).

Началось победное шествие медицины по «территориям», на которых раньше властвовали страшные заразные болезни. Под сокрушительными ударами новых лекарств капитулировал туберкулезный менингит — раньше он легко подавлял оборонительные действия человеческого организма и почти неминуемо убивал больного. Дрогнули полки возбудителей крупозной пневмонии, дизентерии, брюшного тифа, стрептококкового и стафилококкового сепсиса, других инфекционных болезней.

Во многих странах в кратчайшие сроки возникла промышленность антибиотиков. Были получены новые, особенно сильно действующие препараты. Больные и врачи вздохнули с облегчением. В атмосфере победных торжеств и всеобщей радости медицинские стратеги возвели антибиотики в ранг абсолютного оружия против ряда инфекций. Как вдруг…

С отдельных участков «фронта» — из больниц и клиник — стали поступать тревожные, непонятные, невероятные донесения, будто появились микробы, которые легко выдерживают удары новых препаратов, будто зарегистрированы факты, свидетельствующие об отсутствии эффективности или, по крайней мере, о недостаточной эффективности самых мощных антибиотических средств.

Для проверки этих панических сведений срочно была отряжена исследовательская инспекция, которая вскоре стала звать себе на подмогу всё новые и новые научные силы. Знакомясь с историями болезней и ведомостями медицинской статистики, производя посевы микробов на питательную среду и воздействуя потом на их колонии разными антибиотиками, пристально вглядываясь через микроскопы в жизнь обитателей микромира, инспекторы всех специальностей — инфекционисты, эпидемиологи, микробиологи, фармакологи, генетики — лишь недоуменно разводили руками. Этот жест означал: ситуация такова, что нужно собрать «военный совет». По всему миру прокатилась волна съездов, конференций, симпозиумов, совещаний, обсуждений в научной печати. Примерно к 25-летней годовщине эпохи антибиотиков были четко сформулированы первые результаты анализа обстановки на фронтах борьбы с инфекциями. В последующие годы они были уточнены и дополнены.

Произошло — и происходит — вот что. (Имея в виду важность и сложность проблемы, я буду излагать ее, стараясь не отходить слишком далеко от записей своих бесед с Оганесом Вагаршаковичем Барояном, академиком АМН СССР, директором Института эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, а также от формулировок его книги[4].

В последние годы у большинства микроорганизмов наблюдается устойчивость почти ко всем внедренным в практику антибиотикам. По ориентировочным данным, некоторые заболевания наиболее часто (около 80 процентов случаев) вызываются именно теми возбудителями, которые сегодня относятся к «абсолютному оружию» пренебрежительно. Кроме того, выявлены (главным образом в больницах — у больных и у персонала) такие микробы, которые устойчивы одновременно к трем, четырем, пяти и более антибиотикам. Больше того, появились даже так называемые антибиотикозависимые бактерии, которые не могут развиваться… без антибиотиков.

Вот некоторые цифры, характеризующие происходящее. В тридцатые годы от стафилококкового сепсиса погибало 80 процентов больных. В 1942–1944 годах под натиском пенициллина смертность снизилась до 28 процентов. Ко времени, когда микробы предприняли повсеместную контратаку, смертность повысилась до 53 процентов.

Ряд микроорганизмов, почему-то не запасшихся устойчивостью к антибиотикам, приобретает ее буквально на глазах. Например, «неуязвимые» формы кишечной палочки появляются в течение 48–96 часов от начала применения эффективных лечебных доз нового препарата.

В последние годы (тоже вследствие применения сильных антибиотиков) происходит постоянная смена возбудителей ряда инфекционных заболеваний. Например, пневмония, которая раньше вызывалась главным образом пневмококками, теперь встречается только в 7 процентах случаев, а в остальных 93 возбудителями этих заболеваний являются стафилококки, стрептококки, даже безобидная кишечная палочка и многие другие микробы. Все чаще врачи обнаруживают менингиты, порожденные не менингококками, а стафилококками, стрептококками и кишечными палочками, то есть микробами, которые ранее не имели никакого отношения к данным болезням. Это обстоятельство значительно осложняет действия врача: ему все труднее ставить диагноз и назначать правильное лечение.

Чтобы понять причину таких «чудес», присмотримся к образу жизни микробов.

Они ничтожны по размерам, примитивно устроены, слабы, но на протяжении многих тысячелетий ведут ожесточенную борьбу за существование с другими, гораздо более высокоразвитыми организмами. Многие микробы, с успехом выдержав все испытания естественного отбора, являются древнейшими жителями нашей планеты. Понятно: чтобы выжить, им пришлось запастись каким-то замечательным, универсальным оружием. Этим оружием является скорость размножения, если угодно — иной масштаб времени в сравнении с тем, который существует в нашем, «большом» мире.

При максимально благоприятных условиях микробы способны делиться через каждые 15–25 минут, то есть в среднем в течение одних суток происходит смена 70 поколений. Для того чтобы сменилось столько же человеческих поколений, необходимо около 1500 лет. Или другой пример. Средний промежуток между вспышками гриппа составляет в человеческих масштабах времени 2–4 года, в масштабах же смены поколений вируса гриппа этот срок равнозначен 100 тысячам лет.

Непреложный закон природы: каждый организм, хотя бы самую малость, отличается от другого. Это и дает возможность животным, растениям, микробам приспосабливаться к изменяющимся условиям существования, приобретать полезные свойства, органы и, в конечном счете, оберегать от вымирания свой вид.

Эволюционный механизм чрезвычайно прост и надежен. Вот схематический пример. Жизнь возникла в океане и долго развивалась там. Появилось множество водных животных и растений. И в конце концов в океане стало тесно, не хватало пищи, кислорода. Его обитатели массами гибли. Но не все: отдельные «новорожденные» отличались от своих родителей и братьев, например, тем, что имели способность дышать воздухом. Подобные отступления от нормы появлялись у некоторых организмов и раньше, когда в воде хватало и пищи и кислорода. Так как в тех условиях обладатели «новшества» никаких преимуществ не получали, они жили и умирали как все, а может быть и быстрее других, если новшество было обременительным. Иным дело стало в худые времена. Способность дышать воздухом позволяла, спасаясь от голода и удушья, выйти на сушу и сохранить жизнь себе и своему виду. А те соплеменники, которые не обладали нужными особенностями, вымирали.

Поселившиеся на суше передавали своему потомству — поколение за поколением — способность дышать воздухом. И биологический вид обретал полезное для него свойство, непрерывно порождая отклонения от новой «нормы», что гарантировало ему возможность в случае нужды снова сделать резкий поворот и уйти в сторону по дороге эволюции. Так некогда снова ушли в море сухопутные предки китов.

Ну, а уж коль этакие высокоинерционные массы могут делать (и по нескольку раз) столь резкие эволюционные повороты, то на что способны микробы? С их фантастическими скоростями размножения они ведь производят и фантастическое количество потомков, обладающих отклонениями от нормы. И среди этих миллионов отклонений, среди миллионов мутантов всегда найдутся такие, на которых мало действует, не действует или которым просто нравится стрептомицин, пенициллин, хлортетрациклин, левомицетин, эритромицин, олеандомицин в отдельности или даже все вместе взятые.

Но и это не все. Как выяснилось в последние годы, устойчивость к антибиотикам не обязательно является «врожденным» свойством микроорганизмов. Это свойство может передаваться с помощью генетических механизмов — упрощенно говоря, микробы способны в процессе общения друг с другом обмениваться генами устойчивости к данному лекарству. Это парадоксальное явление иначе и не назовешь, как эпидемией устойчивости среди возбудителей эпидемий!

Массовое применение антибиотиков, введение в практику новых мощных препаратов привели к быстрым и резким переменам условий существования в мире микроорганизмов и, как следствие, вызвали бурные процессы изменчивости, эволюции микробов.

С явлениями такого масштаба в биологии человечество еще не сталкивалось. И не случайно специалисты называют происходящее сегодня в микромире «эволюционным взрывом». Причин, способствовавших усилению «взрыва», несколько. Во-первых, частое употребление антибиотиков без крайней нужды. Во-вторых, когда сильный препарат действительно необходим, далеко не всегда правильно выбираются его разновидность, дозы, длительность лечения. В-третьих, широкое использование антибиотиков для немедицинских целей — в качестве стимуляторов роста в животноводстве, для стерилизации сырья и готовой продукции в пищевой промышленности, для борьбы с болезнями растений.

Изучение процесса «искусственной эволюции» микроорганизмов в настоящее время выдвигается на одно из первых мест. Ведь этот процесс затрагивает жизненно важные интересы всего человеческого общества.

Академик О. В. Бароян считает, что можно и нужно бороться против неразумного использования антибиотиков — это весьма наболевший вопрос: часть их все еще применяется без особой надобности. Определенный эффект может дать более быстрая разработка новых мощных антибиотиков, чтобы можно было подавлять наиболее приспособившихся микробов. Но рассчитывать на легкий успех, конечно, нельзя. О скорости приобретения антибиотической устойчивости кишечной палочкой уже говорилось. Вот еще пример: 99,7 процента штаммов стафилококков, выделенных от больных, оказались устойчивыми к эритромицину, который во время исследований был еще сравнительно новым препаратом. Следует подчеркнуть, что даже повсеместное рациональное применение антибиотиков теперь может лишь заглушить, но не прекратить начавшуюся уже «искусственную эволюцию» микроорганизмов. Поэтому нужны принципиально новые подходы и новые пути исследования. Их ищут генетики, эпидемиологи, микробиологи. В решении ряда вопросов слово будет, пожалуй, и за физиками, физико-химиками и химиками.

Ученые СССР, США, Японии уже получили некоторые обнадеживающие результаты. Выяснилось, в частности, что можно значительно снизить и даже вовсе снять феномен устойчивости к антибиотикам, если воздействовать на микробов различными химическими веществами. Однако, полагают исследователи, при разработке новой антимикробной тактики вряд ли удастся угнаться за изменчивостью микробов — наука всегда будет находиться перед уже совершившимися фактами, а человечество будет пребывать в роли обороняющегося, на которого «поверженный» противник наскакивает со всех сторон, бьет больно и неожиданно. Это, как известно, не самая лучшая боевая позиция. Чтобы поменяться ролями, иметь возможность предвидеть результаты того или иного вмешательства человека в естественный ход событий в мире микробов, инфекционисты считают необходимым призвать на помощь… математику.

Да, речь идет о моделировании явлений в стане микроорганизмов под влиянием тех или иных воздействий медицины. В математическую модель, обретающую жизнь в электронно-вычислительной машине, должен быть «включен» и организм человека, и коллективы людей — сфера циркуляции болезнетворных штаммов. Как писал советский ученый И. В. Давыдовский, инфекционная болезнь… это своеобразный процесс приспособления, заканчивающийся чаще всего созданием форм «симбиотических отношений», то есть мирным сосуществованием, а может быть, и взаимопомощью микробов и человека.


Перед болевым порогом | Клад острова Морица | Комар-горожанин