Примером распространения инфекции человеком может быть ржавчинный гриб Cronartium ribicola, паразитирующий на соснах[32]. Его первичными местообитаниями были, по-видимому, Восточная Азия и Альпы, где он паразитирует на европейской кедровой сосне. С сосен он был перенесен на различные сорта смородины, с которыми распространился по всей Европе. В начале XVIII века из Америки в Европу завезли веймутову сосну, которую стали разводить вплоть до Урала, где паразит встречался уже и ранее. На смородине гриб развивается очень интенсивно — на каждом квадратном сантиметре пораженных листьев черной смородины находится до 2 600 000 спор этой ржавчины. Со смородины паразит перекочевал на веймутову сосну, и к 1895 году болезнь поразила этот вид сосны в прибалтийских государствах и Западной Европе. В начале XX века ржавчина вместе с молодыми саженцами попала в Северную Америку, где стала появляться и на других видах сосен. В 20-е годы ей была объявлена беспощадная война, и теперь с эпифитотиями этого гриба покончено.
Часть пятая. Борьба с микробами
Антитоксины и антибактериальные вещества представляются нам какими-то «волшебными пулями», поражающими лишь те объекты, для уничтожения которых они созданы.
П. Эрлих
17. Контратака
Не бойся, дева, злобы мрачной,
Тебя ведь рыцарь охраняет,
Лишит врагов он силы страшной…
П. Гвездослав, словацкий поэт XIX века
Микробам вход воспрещен!
Во время нашего путешествия в страну микробов мы уже приобрели некоторые знания, познакомившись со многими новыми фактами. И теперь исподволь нас начинает одолевать чувство неуверенности и страха. Кажется, что из «джунглей» микроскопического мира нам всюду угрожает опасность заражения, а возможно, и смерть. До сих пор мы смотрели на все чудеса этого царства как на занимательный фильм, открывающий нашему взору все новые и новые картины, но в какой-то момент нам вдруг стало ясно, что в этом таинственном мире затаился грозный враг и встречи с ним избежать не так-то легко. Каждую минуту нас атакуют со всех сторон полчища микробов. Их оружием являются инфекции, болезни, а иногда смерть. Атака хорошо спланирована и подготовлена — в воздухе, в воде, на суше и даже в повседневной пище. Поистине современная «армия»! Какие же позиции мы занимаем в этой войне?
Придя в себя после первого приступа страха, мы прежде всего убеждаемся, что еще живы и здоровы, а потом узнаем и о существовании хорошо организованной защиты, о которой имели самое отдаленное представление.
Болезнетворные микробы уже при попытке напасть на наш организм наталкиваются на трудно преодолимую преграду — неповрежденную и чистую кожу. Это первая линия нашей обороны.
Специалисты-анатомы утверждают, что кожа человека состоит из нескольких слоев и каждый из них располагает особым приспособлением для отражения микробов. Чем больше мы заботимся о коже и поддерживаем ее чистоту, тем лучше выполняет она свою защитную функцию. Подчас мельчайшей ранки или другого повреждения кожи достаточно, чтобы микробам открылся доступ в наш организм. Более благоприятными путями служат для них, по-видимому, слизистые оболочки, покрывающие те части внутренних органов, которые соединяют их с внешней средой. Такими воротами для инфекции являются рот, нос и половые органы. Слизистые оболочки влажны, и микроорганизмам легче на них удерживаться. Но и тут они встречаются с надежной защитой.
Слизистая оболочка носовой полости покрыта мелкими волосками, задерживающими частицы пыли, а с ними и микробы. Вдыхаемый человеком воздух доходит до легких почти полностью очищенным от микроорганизмов. Движение волосков на оболочке и выделяемая ею слизь механически удаляют микробы из организма. Немаловажное значение имеют и содержащиеся в слизи вещества, убивающие микробы. Авангарды микроорганизмов наталкиваются на препятствия и в ротовой полости. Слюна также содержит бактерицидное вещество, известное под названием лизоцима. Находится оно ив выделениях слезных желез, как было установлено А. Флеммингом. Позднее стало известно, что яичный белок также богат лизоцимом. В 1965 году биохимики определили его состав: в молекулу лизоцима входит 129 различных аминокислотных остатков. Само название этого вещества говорит о его действии: лизоцим растворяет, «лизирует» клеточные стенки ряда бактерий, а это уже начало их уничтожения в организме человека. В слизистых оболочках много и белых кровяных телец, лейкоцитов, основная функция которых — защищать наш организм от возбудителей различных болезней.
Но если микробам все-таки удастся проникнуть в организм, например через рот, то их ждет новое препятствие. Желудочный сок, в состав которого входит соляная кислота, создает кислую среду, убивающую большую часть микроорганизмов. И все же с жидкостью или кусочками пищи микробам удается проскользнуть через эти опасные зоны и достигнуть кишечника. Такой способностью обладают высокоспециализированные микроорганизмы, например бактерии, вызывающие кишечные инфекции (брюшной тиф, дизентерию, холеру).
Но и эти бактерии, преодолевшие защитные барьеры в виде кожи или слизистой оболочки, далеко еще не выиграли «сражения». В организме человека их ждут новые, отнюдь не приятные для них встречи. Завязывается борьба между незваными гостями и защитными силами всего организма. И если защита тверда — агрессор погибает, если же слаба и поддается натиску — человек заболевает.
Встреча
Внутри нашего организма также существует целая сеть «оборонных объектов», которая встречает «агрессоров» во всеоружии. Наш организм можно сравнить с крепостью, хорошо подготовленной к отражению неприятеля. По сигналу тревоги каждый занимает свое определенное место и исполняет роль, предназначенную ему по заранее продуманному плану.
И. И. Мечников в 1883 году показал, что белые кровяные тельца способны активно захватывать и поглощать проникшие в организм инородные микробы. Лейкоцит приближается к микробу, как бы обтекает, охватывает его и подвергает внутриклеточному перевариванию. Это «поглощение» бактерий Мечников назвал фагоцитозом (от греческих phagos — пожирающий и kytos — клетка), а белые кровяные тельца — фагоцитами. На основе этих фактов Мечников и его коллеги из Пастеровского института разработали фагоцитарную теорию иммунитета (невосприимчивость организма к инфекционным агентам и чужеродным веществам). Согласно этой теории, главную роль в защитных процессах животного организма играют определенные клетки, поглощающие и уничтожающие болезнетворные микробы. Фагоциты образуются в так называемой ретикуло-эндотелиальной системе. Важным свойством лейкоцитов, или, по Мечникову, фагоцитов, является их способность не только перемещаться по основным путям циркуляции крови и лимфы, но и проникать в прилежащие ткани, если в них появятся чужеродные бактерии или иные клетки.
Лейкоциты как бы являются одновременно и полицией, и судом, и присяжными, и тюрьмой: хватают, поглощают и разлагают вредоносных агентов. «Поле битвы» покрыто телами мертвых и погибающих микробов и лейкоцитов. При небольшой местной инфекции, такой, как нарыв, внутренняя масса пораженного участка становится мягкой и полуразложившейся, некротической, как говорят патологи, иногда превращается в гной. Когда нарыв «созреет», а это означает, что все микробы-агрессоры окружены лейкоцитами, гной вытечет и ранка понемногу заживет. Иногда же пришельцы — возбудители болезни — побеждают и возникает сепсис (общее заражение крови), который приводит к смерти. Бывает, что они лишь на время ослабляют борющиеся с ними силы организма. Но все-таки чаще лейкоциты берут верх и наводят необходимый порядок.
Схема преципитации антигена при действии антитела.
После столь важного открытия явления фагоцитоза последовали и другие. Ученикам Коха удалось доказать, что в сыворотке крови содержатся вещества, обезвреживающие бактерии и их выделения. Появляются эти вещества с вторжением возбудителей болезней или токсинов в организм человека. И поскольку они присутствуют в сыворотке крови, ученые разработали гуморальную теорию иммунитета, согласно которой устойчивость организма к какой-либо болезни или инфекции обеспечивают как раз эти вещества. В зависимости от того, какое действие оказывают они ка бактерии или токсины, их разделили на антитоксины, бактериолизины, агглютинины, преципитины и опсонины.
Между сторонниками обеих теорий возникло соперничество. Каждая сторона старалась доказать правильность своей и ошибочность чужой теории. Но когда полемический жар прошел и факты были рассмотрены спокойно и объективно, ученые пришли к выводу, что эти две теории не только не противоречат, но и дополняют одна другую.
