Знание-сила

Знание-сила научно-популярный журнал

Вход Вход
iiene     
Он-лайн ТВ Знание - Сила РФ Проекты Фотогалереи Лекторий ЗС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячая новость:
Покупайте журнал «ЗНАНИЕ-СИЛА» в киосках города
 

 





СВЕЖИЙ НОМЕР


Органические молекулы в космосе
 
 

 Самое интересное 
Самые яркие статьи за все годы существования журнала. Пока выложены только статьи 2007-2010 годов, но мы работаем над продолжением этого.
Ничего слишком

Виктория Скобеева

«Иногда усердие превозмогает и рассудок».

К.Прутков

Чистота — залог здоровья. Каждый знает это еще со времен детского сада. Мойте руки перед едой, и в ваш организм не попадут болезнетворные микроорганизмы. По телевидению мы видим рекламу моющего средства с бактерицидными добавками. Они помогут справиться с микробами в самых труднодоступных местах, даже под ободом унитаза.

Меня, как биолога, давно занимал вопрос — что под ободом унитаза понадобилось болезнетворным микроорганизмам, которые вроде бы должны паразитировать на человеке, и почему их надо из-под этого обода выгнать. Маленькие дети и собаки, конечно, могут попробовать воды из унитаза, но обыкновенный способ использования этого сантехнического устройства не приводит к попаданию бактерий, окопавшихся под его ободом, в организм человека. Если же мы ставим своей целью полное истребление в нашем жилище микроорганизмов, мы вступаем в неравную битву, которую выиграть нельзя.

Микроорганизмы населяют все среды нашей планеты — от горячих источников до атмосферы. Даже в специально очищенном воздухе операционных считается допустимым содержание 1000 клеток микроорганизмов в кубическом метре. Неужели человек остался свободной экологической нишей, на которую не посягнул ни один микроорганизм?

Конечно же нет. Первый из предоставленных человеком микробиальных биотопов — это кожа. Наша голая кожа, покрытая тонким слоем кожного сала, постоянно выделяемого сальными железами. Бактерии образуют скопления под слоем ороговевших клеток эпидермиса, в устьях волосяных фолликулов, потовых и сальных желез. Кожное сало служит для бактерий естественным источником питания.

Микробиальное сообщество кожи отнюдь не случайно. Микроорганизмы, характерные для человеческой кожи, различаются в зависимости от физиологического состояния человека, от его возраста, и даже от его диеты. На коже здоровых людей доминируют разнообразные виды коринебактерий, кокков (роды Staphylococcus, Micrococcus), пропионобактерии. Дрожжеподобные грибы, энтеробактерии, бактероиды на коже обычно не встречаются, только с возрастом, когда механизмы естественной защиты ослабевают, дрожжеподобные грибы и кишечная палочка начинают встречаться в сообществе микробов кожи.

Естественные механизмы, поддерживающие нормальный микробный биоценоз здоровой кожи — это сами бактерии. У новорожденных, кожа которых снабжена плотным поверхностным жировым слоем, защита самая прочная. Ее образуют питающиеся кожным салом дифтероиды рода Corynebacterium и непатогенные стафилококки. Эти бактерии расщепляют кожное сало и выделяют ненасыщенные жирные кислоты, препятствующие росту чужеродных бактерий, а также продукты обмена веществ, обладающие избирательными антибактериальными свойствами.

Такое явление — выделение каким-либо видом веществ, подавляющих рост других видов, — вещь совершенно обычная в мире растений и даже некоторых животных. Фитонциды, которыми так полезно дышать в лесу, выделяются растениями не для нашей пользы, а для угнетения конкурентов. Сложившиеся группировки не приемлют чужаков, и микробы нашей кожи — не исключение. Именно микробное сообщество здоровой кожи позволяет ей оставаться здоровой, препятствуя патогенным микроорганизмам в их размножении. Это явление называется колониальной резистентностью. Колониальная резистентность играет в нашей жизни колоссальную роль. Постоянство бактериального населения человеческого организма позволяет считать бактерий, живущих в четырех естественных резервуарах нашего тела — на коже, во рту, в кишечнике и половых путях — своеобразным прокариотическим органом нашего многоклеточного организма.

Самую большую численность и видовое разнообразие бактерий можно наблюдать в кишечнике. До 50% сухой массы фекалий составляют бактерии! На площади в 200 м2обитает 1012—1014бактериальных клеток.

В разных отделах кишечника состав бактериального биоценоза различен. В тонком кишечнике микробов меньше, чем в толстом, в тощей и двенадцатиперстной кишке преобладают стрептококки, лактобациллы и вейлонеллы, а в подвздошной — уже кишечные палочки и анаэробные бактерии.

Толстый кишечник — самый населенный бактериями биотоп человеческого тела. В нем встречаются до 500 видов микроорганизмов, причем доля анаэробных составляет 97%. Слизистая оболочка кишечника заселена сообществами анаэробных и факультативно аэробных бактерий, суммарная биомасса микробов доходит до 5% массы самого кишечника. Многочисленные микроорганизмы не только не вредят своему хозяину — человеку, наоборот, обеспечивают многие важные функции. Они производят ферменты, нужные для метаболизма белков, липидов, нуклеиновых и желчных кислот, помогают поддерживать водно-солевой баланс, синтезируют витамины группы В, К и D, участвуют в регуляции газовой среды кишечника. Бактерии участвуют в пищеварении — обеспечивают ферментацию пищи, регулируют моторно-эвакуаторную функцию кишечника.

Домашние, практически «ручные» бактерии все равно остаются бактериями, и взаимодействие с ними необходимо для становления иммунной системы ребенка и поддержания иммунного тонуса у взрослых. Компоненты клеточной стенки бактерий активируют системы иммунного ответа и запускают комплекс реакций, приводящих к формированию зрелых механизмов иммунной защиты.

Бактериальное сообщество кишечника обеспечивает свое постоянство с помощью все той же колониальной резистентности. Бифидобактерии, лактобактерии выделяют молочную, уксусную и другие кислоты, другие вещества, обладающие избирательным антимикробным действием. Кислая среда, образующаяся в результате их жизнедеятельности, препятствует размножению гнилостной и патогенной флоры, нормализует перистальтику кишечника. Кроме того, естественная микрофлора кишечника конкурирует с патогенными микроорганизмами за пищу и места прикрепления к стенкам кишечника. Нормальная микрофлора вместе с факторами, обеспечиваемыми нашим собственным макроорганизмом, препятствует проникновению и закреплению микробов, несвойственных биотопу.

 «Ничего слишком» — призывал отец медицины Гиппократ. В его времена и еще спустя две тысячи лет можно было злоупотребить питанием, прогулками, физической нагрузкой или ее отсутствием, каким-либо снадобьем. Лишь гигиеной злоупотребить было трудно, реальная возможность «мыть до дыр» появилась у человека лишь в ХХ веке, с появлением веществ, избирательно действующих лишь на бактерий — антибиотиков.

Что же происходит с нормальным микробным сообществом при терапии антибиотиками? Болезнетворным бактериям приходит конец, а нормальным, естественно населяющим наш кишечник? Структура биоценоза, естественно, нарушается, причем ацидофильные бактерии, как наиболее чувствительные, умирают первыми. На их место приходят сначала условно-патогенные клебсиеллы, стафилококки, протеи, а потом и просто патогенные — сальмонелла, шигелла и другие. Наступает состояние, называемое дисбактериозом. Строго говоря, его надо называть дисбиозом, поскольку в нормальный биоценоз кишечника входят также и вирусы, и бактероиды. Конечно, по сравнению с угрозой гибели от пневмонии или сепсиса дисбактериоз не кажется особенно страшным. Тем более, что существуют препараты высушенных бактерий, позволяющие восстановить нормальное бактериальное население кишечника.

Прием антибиотиков «на всякий случай», по принципу «хуже не будет», приводит не только к дисбактериозу. Те условно-патогенные, а также патогенные, микроорганизмы, которые все-таки выжили, скорее всего имели мутацию, обеспечивающую устойчивость к данному антибиотику. Бактерии, оставшиеся в живых, быстро размножаются. И мы «на выходе» профилактического применения антибиотиков имеем не только дисбактериоз, но и популяцию условно-патогенных микроорганизмов, устойчивую к тому антибиотику, который применялся «на всякий случай». Но это формирование устойчивой колонии условных патогенов в рамках одного организма — еще не самое страшное. Как показывают исследования, основное значение приобретенная в ходе лечения резистентность возбудителя имеет при терапии туберкулеза.

Страшнее другое — получившиеся устойчивые бактерии выделяются в окружающую среду. А бактерии — не формалисты, они могут обмениваться генетическим материалом не только с клетками своего вида. Вообще, понятие «вид» применимо к микроорганизмам с трудом. Вместо устойчивого внешнего облика высших животных мы имеем одноклеточные существа, чей геном стремительно изменяется, приспосабливаясь к новым условиям. Генетический материал, обеспечивающий устойчивость к антибиотикам, обычно организован в плазмиду — маленькую кольцевую ДНК. При конъюгации бактерий плазмида легко переходит из одной бактериальной клетки в другую, а из другой — дальше. Так называемые плазмиды мультирезистентности — обеспечивающие устойчивость ко многим антибиотикам — «хит продаж» среди микроорганизмов. Из почвенной пробы, взятой в поселке Вогнема Вологодской области, изумленные микробиологи выделили микроорганизм, устойчивый к антибиотику канамицину! Понятно, что никто специально не обрабатывал деревню канамицином — плазмида резистентности просто «витает в воздухе».

Так что призыв «уничтожить все известные микробы» с помощью нового моющего средства совсем не безобиден. Если в таком моющем средстве содержится не просто хлорная известь или соединения фенола, убивающие все без разбора, а антибиотик — мы оказываем своему дому медвежью услугу. Мы просто ведем искусственный отбор на устойчивость к данному средству, вот и все. Обычно получающийся штамм устойчив не только к применяемому средству, но и ко всем антибиотикам данной группы. И не только антибиотики могут вырабатывать у микроорганизмов устойчивость. Мыло с триклозаном, которое продается в магазинах, при регулярном применении вызывает устойчивость микроорганизмов не только к самому триклозану, но и ко всем препаратам этой группы.

Как всегда, первыми гибнут полезные микроорганизмы. Это вполне естественно — ведь выработка устойчивости к препарату зависит от скорости размножения бактерий — чем она выше, тем большее число вариантов будет «просеяно» естественным отбором, а «хорошие» бактерии размножаются медленнее. «Хорошие» микробы, входящие в нормальное микробное сообщество нашей кожи, просто не могут себе позволить таких темпов роста, как патогенные — микробиоценоз должен поддерживать свою численность постоянной. Как показали исследования американских ученых, постоянное пользование мылом, содержащим триклозан, приводит к появлению устойчивости к нему у микроорганизмов, вызывающих менингит и сепсис — заражение крови. Невинное, казалось бы, стремление к чистоте оборачивается развязыванием гонки вооружений.

Не надо путать квартиру и операционную. Это разные помещения, для которых предусмотрены разные гигиенические нормы. Да, в операционных, ожоговых отделениях, палатах для недоношенных, для людей, страдающих иммунодефицитом, должна поддерживаться максимальная чистота и стерильность! Но в обычной жизни, в которой у нас нет открытых ран большой площади или вскрытой брюшной полости, например — в обычной жизни обычный микроб нам не страшен. Если у нас в порядке иммунная система и естественный микробный биоценоз нашего организма. Именно на укрепление здоровья и естественных механизмов антимикробной защиты и должны быть направлены в первую очередь наши усилия. А мылом с антимикробными добавками, по мнению американских ученых, нужно пользоваться только в особых жизненных ситуациях, а никак не каждый день.

Излишнее усердие в домашней гигиене имеет и другие отрицательные последствия. Ряд болезней происходит не от грязи, а, наоборот, непосредственно от излишней чистоты. Это, например, астма и другие аутоиммунные заболевания. В развитых странах астмой страдают от 6 до 20 % населения. Существует закономерность — астма чаще встречается в семьях с высоким социоэкономическим статусом, многочисленные исследования выявили наличие генетической предрасположенности к этому заболеванию. И еще один неожиданный факт — чем больше детей в семье, тем реже встречаются в этой семье астма, экзема и сенная лихорадка.

В 1989 году Дэвид Страхан впервые предположил, что все дело в злоупотреблении гигиеной. В большой семье дети имеют больше возможностей чем-нибудь заразиться от братьев и сестер, да и обеспечить чистоту в ней сложнее. Страхан предположил, что для правильного развития иммунной системы необходим контакт с болезнетворными бактериями и вирусами. Астму и сенную лихорадку вызывает избыточный иммунный ответ, в который вовлечены TH2 лимфоциты. Многие бактерии и вирусы вызывают в организме иммунный ответ с помощью другого типа лимфоцитов — TH1, и иммунный ответ этого типа может подавлять синтез веществ, вызывающих иммунный ответ с помощью TH2. Согласно гипотезе Страхана, недостаточная стимуляция системы ТН1 из-за отсутствия детских инфекций ведет к избыточному развитию ТН2 системы и, как следствие, к симптомам астмы и сенной лихорадки.

С «гипотезой гигиены» как наблюдаемым фактом никаких трудностей не возникло, однако предложенное объяснение было явно недостаточным. Кроме астмы и сенной лихорадки, «спутниками благополучия» являются еще и такие аутоиммунные заболевания, как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), рассеянный склероз, диабет 1 типа, ревматоидный артрит, болезнь Крона, которые как раз связаны с чрезмерным ТН1-ответом. Уже в 2006 году «гипотеза гигиены» была модернизирована. Согласно механизму, предложенному группой ученых во главе с Ф. Гуарнером, для нормального развития регуляторных клеток иммунной системы необходим контакт с болезнетворными агентами. Отсутствие таких клеток у человека, чья иммунная система в детстве «микроба живого не видела», приводит как к избыточному ТН1-, так и к избыточному ТН2-ответу.

Широкое обсуждение роли бактерий и вирусов в формировании правильного иммунного ответа у человека оставило в тени еще одного игрока на этом поле — паразитических червей. В развитых странах глисты, в отличие от вирусов и бактерий, практически уничтожены. В развивающихся же — являются самым обычным спутником человека, по оценкам ВОЗ, полтора миллиарда людей на земле постоянно носит их в себе. Исследования, проведенные в 2001 году в Эфиопии сотрудниками английского Ноттингемского университета и госпиталя Джимма, показали, что заражение двумя видами круглых червей, Ancylostoma duodenale и Ascaris, обычной и у нас аскаридой, снижает риск возникновения астмы на две трети. Другой паразитический червь, Tricuris, не влияет на развитие астмы. Последующие исследования выявили, однако, что он понижает вероятность возникновения язвенного колита. Открытие очень важное — все развивающиеся страны стремятся избавиться от глистов. Что же получается — они получат взамен астму?

В настоящее время ведется разработка вакцины против анкилостом — Фонд Гейтса пожертвовал 18 миллионов долларов на эту работу. Сара Скрайвенер из Ноттингемского университета, проводившая исследования в Эфиопии, считает, что все зависит от механизма действия вакцины. Если она будет просто убивать анкилостом, заболеваемость астмой действительно вырастет, но если вакцина будет «подражать» анкилостоме, будет на нее только похожа, как коровья оспа похожа на человеческую, возможно, ее удастся использовать для лечения астмы.

Перспектива реальная, но не близкая. Вакцина, похожая на червя — это, конечно, хорошо, но нельзя ли использовать самого червя для лечения астмы уже сейчас? В Ноттингемском университете проводятся именно такие эксперименты, группе добровольцев вводят анкилостому. Проявления астмы стремительно идут на убыль. Похожие исследования проводятся в университете штата Айова, ВВС сняло об этом фильм.

Иммунная система человека формировалась в условиях гораздо большей инфекционной и паразитарной нагрузки, чем та, с которой мы сталкиваемся ныне в развитых странах. Причем специфический иммунный ответ наступает на 3 — 5-й день после инфекции, и эти дни надо как-то прожить. Это время организм держится на системе врожденного иммунитета. Человек и другие млекопитающие не вчера познакомились со своими болезнями, у них существуют рецепторы, реагирующие на молекулы, характерные для болезнетворных микроорганизмов. Есть такие вещества, которые должна иметь каждая бактерия. Липополисахариды — главный компонент бактериальной клеточной стенки, белки жгутиков у жгутиконосных бактерий, двойная спираль РНК у ретровирусов. Особые клеточные рецепторы узнают эти молекулярные паттерны, ассоциированные с патогенами, и запускают иммунный ответ. Именно во взаимодействии с этой системой врожденного иммунитета активируется система адаптивного, то есть против конкретной бактерии, иммунного ответа. Сначала врожденный иммунитет опознает — бактерия, потом адаптивный делает против нее специфические антитела. Именно поэтому для правильного созревания иммунной системы необходим контакт с бактериями. Швейцарская фирма Cytos Biotechnology недавно разработала лекарство против аллергии, которое «натаскивает» иммунную систему на микобактерии, часто встречающиеся в почве, но почти не попадающие в наши гигиеничные жилища. Лекарство эффективно против сенной лихорадки — группа из 10 пациентов испытала 100-кратное снижение чувствительности к пыльце растений после 6-недельного курса инъекций. Предыдущие исследования показали эффективность препарата также против аллергии на домашнюю пыль. Кусочек ДНК, имитирующий генетический материал микобактерии, заключенный в искусственную оболочку, как у вируса, вводится в организм человека. И иммунная система «бросается» на «крупную мишень», оставляя в покое пыльцу и домашнюю пыль.

Вакцина, имитирующая бактерий, еще только разрабатывается. Но перестать бороться со всеми микроорганизмами подряд можно уже сейчас. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, в снижение заболеваемости кишечными инфекциями решающий вклад вносит мытье рук после туалета. Мытье обыкновенной водой, можно даже без мыла. А бактерии, окопавшиеся под ободом унитаза, под плинтусом в прихожей и на дверных ручках — не самые страшные враги. Утренняя пробежка в парке сохранит куда больше человеческого здоровья, чем самый активный туалетный утенок.

ЗС 04/2007

Номера журнала

 

Читать номера on-line

 

вернуться


Карта сайта | Контактная информация | Условия перепечатки | Условия размещения рекламы

«Сайт журнала «Знание-сила»» Свидетельство о регистрации электронного СМИ ЭЛ №ФС77-38764 от 29.01.2010 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
© АНО «Редакция журнала «Знание-сила» 2012 год

По техническим вопросам функционирования сайта обращайтесь к администратору

При поддержке медицинского портала ОкейДок


Rambler's Top100
av-source