С. А. БЛИНКИН
ВТОРЖЕНИЕ
В ТАЙНЫ
НЕВИДИМОК
ПОСОБИЕ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПРОСВЕЩЕНИЕ»
МОСКВА 1971
57А
Б 69
Блинкин С. А.
Б-69 Вторжение в тайны невидимок. Пособие для
учащихся. М., «Просвещение», 1971.
255 с. с илл.
Увлекательным страницам микробиологии и иммунологии посвя-
щена эта книга, рассчитанная на школьников старших классов. В ней
рассказывается о том, как человек борется с вредными микробами и
использует полезную деятельность микроскопических друзей.
_______6-5______
БЗ №38—1971—№76
57Д
Юным натура листам
Если я знаю, что знаю мало, я добьюсь того, чтобы знать больше...
В. И. Ленин
Думая о школьниках, увлеченных наукой, невольно
вспоминаешь гимназические годы Ильи Ильича Мечни-
кова. С детства он увлекался естествознанием: собирал
гербарии, внимательно наблюдал окружающий мир жи-
вых существ. Сначала чтение научно-популярных книг
по естествознанию, а затем, начиная с пятого класса,—
штудирование трудов ученых о микроскопических жи-
вых существах. Как устроена клетка, какова ее жизне-
деятельность, что собою представляют ядро и цито-
плазма простейших животных — вот вопросы, которые
заинтересовали юношу.
Увлечение наукой не было случайным эпизодом
в жизни Ильи Ильича Мечникова. Будучи учеником ше-
стого класса гимназии, он обращается к профессору
Харьковского университета И. П. Щелкову с просьбой
разрешить посещать его лекции и работать в лаборато-
рии. Это, в сущности, было началом великого научного
пути Мечникова.
Девизом гимназиста Мечникова было «Без сомнений
нет исследования, а без исследования нет знания».
Мечников с золотой медалью заканчивает гимназию,
семнадцатилетним юношей поступает в университет и за-
канчивает его не в четыре (как тогда полагалось), а
в два года. К этому времени юноша был уже автором
научных работ, опубликованных в солидных журналах.
Пытливой советской молодежи, которой предоставле-
ны совершенно исключительные возможности учиться,
надо знать, что у Илюши Мечникова и его товарищей,
увлеченных, как и он, наукой, таких возможностей не
было. Потихоньку, таясь, им пришлось создавать «союз
науки» — своеобразный научный кружок.
3
1. ВСЮДУ жизнь
Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет
еще больше; увеличивая тем свою власть над ней...
В. И. Ленин
Всюду жизнь... Ее проявления мы наблюдаем даже
там, где, казалось бы, нет никаких условий для развития
живых существ и растений. Иногда с удивлением мы
наблюдаем, как из старых развалин кирпичной стены
тянется тоненький ствол деревца, как сквозь щели
в асфальте пробивается травка.
В сыпучих песках пустынь, под палящими лучами
солнца, вырастают кустики каких-то колючих растений,
появляются и быстро скрываются в песках юркие жи-
вотные. И роскошная природа тропиков, и чахлые
растения тундры, и воды озер, рек, морей и океанов —
все полно жизни.
Но есть иной мир живых существ. Они везде, но они
невидимы. Они не только существуют в природе, но
и изменяют ее. Благодаря многим из них растения, рыбы
получают пищу. Они, эти невидимки, ничтожно малы, но
и бесконечно могущественны. Они — всюду: в почве,
в воде, в воздухе. Они великие друзья, но и смертельные
враги человека. Кто же они?
Изучая настоящее и прошлое природы, ученые смот-
рели в будущее. Были уже созданы многие отрасли
науки, развивалась техника. Взор человеческий
проникал во многие тайны природы, многое видел.
Но, оказалось,— далеко не все. Человек не видел мно-
гое из того, что окружало его, не видел огромного мира
микроскопически малых живых существ. Да и как же их
можно было увидеть, если этот новый, огромный мир
состоит из невидимок? Да, из невидимок! Самые большие
из них в сотни и тысячи раз меньше макового зернышка,
а самые маленькие еще в тысячу раз меньше. Они живут
всюду, питаются, быстро размножаются и гибнут. За
свою короткую жизнь бесконечное множество невидимок
проделывает неимоверно большую и важную работу на
нашей планете. Этим бесконечно малым живым сущест-
вам, по словам Луи Пастера, принадлежит бесконечно
большая роль в природе и жизни человека.
7
дождя в \мл воды одного из озер было меньше 10 ми-
кробных клеток, то после дождя стало множест-
во — 1200.
На количество микробов в воде влияет близость на-
селенных пунктов — городов и сел. Вверх по течению
рек от населенных мест микробов в воде меньше. Вблизи
населенных мест вода рек всегда загрязняется, и потому
ниже по течению микробов больше.
Если мы уже занялись подсчетами, то интересно и
поучительно будет продолжить это занятие, ибо за циф-
рами и сравнениями мы увидим огромный и разнообраз-
ный мир невидимок, вечно движущийся и изменяющий-
ся, приносящий пользу или большой вред человеку.
Проследим, как меняется количество микробов в во-
де в зависимости от удаления от берегов. Как правило,
в реках, озерах и морях вблизи берегов микробов всегда
больше, нежели в местах, удаленных от берегов. Акаде-
мик В. Л. Омелянский приводит такие цифры для ха-
рактеристики степени загрязнения рек нечистотами ря-
да больших городов:
1. Сена выше Парижа содержала в 1 мл	- 4800
» ниже »	»	» 1 »	микробов — 12 800
2. Шпрее выше Берлина »	» 1 »	микробов — 4300
» ниже »	»	» 1 »	микробов — 97 400
3. Изар выше Мюнхена содержал » 1 »	микробов —531
» близ впадения главной сточной трубы содержал » 1 »	микробов —227 369
» в 13 км ниже Мюнхена » 1 »	микробов — 9111
» » 27 »	»	»	» 1 »	микробов — 4796
» » 33 »	«	»	» 1 »	микробов — 2378
Меняется количество микробов в воде и по	микробов мере углуб-
ления. Профессор М. В. Федоров приводит такие цифры
нахождения микробов в воде одного озера:
ю
На поверхности		В	1	мл воды		73 микробные клетки
На глубине	5	м »	1	»	»	142	»	»
» »	10	» »	1	»	»	197 микробных клеток
» »	20	» »	1	»	»	147	»	»
» »	40	» »	1	»	»	50	»	»
» »	54,5	» »	1	»	»	6	»	»
Непостоянно количество					микробов в воде и в раз-	
личное время года.
В воде микробы живут, размножаются, но в воде и
гибнут под влиянием различных причин. В речной воде
имеет место процесс самоочищения. Чем быстрее тече-
ние воды, тем скорее происходит самоочищение. На ми-
кробов в воде губительно действуют лучи солнца, вли-
яют и другие факторы. Чем прозрачнее вода, тем сильнее
действуют на микробов лучи солнца.
Конечно, естественное очищение воды является чрез-
вычайно важным, но какую бы воду ни применяли для
питья: из артезианских скважин, речную или из других
источников водоснабжения, ее подвергают обязательно-
му обезвреживанию, например, фильтрованием, хлориро-
ванием и другими методами.
В воде микробы могут сохраняться различное время.
Это зависит от вида микробов и характера воды. В 'за-
грязненной воде находили холерных вибрионов, брюшно-
тифозных и дизентерийных бактерий, возбудителей ту-
ляремии, сибиреязвенных бацилл, бактерий сапа, вирус
ящура, бруцелл — возбудителей бруцеллеза, бактерий
рожи свиней и много других опасных для человека и
животных микробов.
О роли водного фактора в возникновении многих ин-
фекционных болезней свидетельствует то, что 25% боль-
ничных коек в мире занято больными, заразившимися
через загрязненную воду.
Приведем несколько примеров о выживаемости бо-
лезнетворных микробов в воде. Брюшнотифозные бакте-
рии в чистой колодезной воде сохраняются от 3 меся-
цев до 1,5 года, в водопроводной воде, по одним дан-
ным,— от 1 до 3 месяцев, по другим — не больше года.
Туберкулезные палочки в речной воде сохраняются до 5
месяцев. Брюшнотифозные бактерии могут перезимовы-
вать во льду, сохраняя не только свою жизнеспособность,
но и болезнетворные свойства. Весной, с таянием льда,
11
вода загрязняется и может стать источником заражения
людей. Лишь кипячение питьевой воды делает ее совер-
шенно безвредной.
Еще более интенсивна жизнь микробов в иле рек
и озер. Достаточно сказать, что в 1 г влажного ила на-
ходят от 200 до 400 миллионов микробных клеток. Среди
них огромная масса микробов, которые по типу своего
дыхания относятся к так называемой аэробной группе.
Аэробные микроорганизмы (от греческого слова аёг —
воздух), широко распространенные в природе, дышат
молекулярным кислородом воздуха. Аэробный тип ды-
хания характеризуется окислительными процессами, при
участии свободного кислорода воздуха с расщеплением
различных веществ (углеводы, сероводород, органичес-
кие кислоты, соединения железа и др.) и выделением
энергии.
Какую же огромную работу осуществляет эта не-
исчислимая «армия» микробов! И действительно, «ар-
мия» эта неисчислима, а результаты ее деятельности в
природе, жизни человека, в промышленности и сельском
хозяйстве с трудом поддаются учету.
Мы приведем лишь отдельные примеры. Поверхност-
ный слой ила богат нитчатыми железобактериями и се-
робактериями. Это благодаря их деятельности в водое-
мах могут жить различные животные, рыбы. Микроор-
ганизмы — невидимые друзья различных обитателей
водоемов. Что было бы, если бы погибли серобактерии?
А произошло бы то, что неоднократно происходило в ряде
водоемов, например большие заморы рыб. Почему это
происходит? Дело в том, что в водоемах живет и отми-
рает много живых существ. В разультате гниения огром-
ного количества органических веществ образуется серо-
водород (H2S). Особенно много этого ядовитого для
растений и животных газа скапливается в иле. Вот тут-
то и сказывается полезная роль серобактерий с их за-
мечательной способностью окислять сероводород до сер-
ной кислоты. Если бы не эта гигантская работа микро-
организмов, сероводород проникал бы в толщу воды и,
достигая больших концентраций, губил бы все живое.
Так иногда и бывает. Как же это происходит?
В поверхностной пленке ила, как мы уже говорили,
находится множество серобактерий, непрерывно осуще-
ствляющих процессы окисления. Но в силу каких-то при-
12
чин, например во время сильного ветра и волнений во-
ды, поверхностная пленка ила разрушается и масса серо-
водорода поступает в толщу воды. Это поистине боль-
шое бедствие для всего живого в воде.
Микроорганизмы живут не только в поверхностных
слоях ила, но и в глубоких слоях (приспособились к бес-
кислородным условиям). Это анаэробные микробы, для
которых кислород не только не нужен, но даже вреден.
В процессе эволюции они приспособились получать нуж-
ную для их жизнедеятельности энергию путем броже-
ния, осуществляя при этом гигантскую работу в природе.
Интересны цифры, за которыми скрывается исключи-
тельная по разнообразию, сложности и глубине деятель-
ность микробов ила. В каждом грамме ила, по данным
М. В. Федорова, содержится от 100 тысяч до миллиона
бактерий, восстанавливающих сульфаты, от 10 до 100 ты-
сяч гнилостных бактерий, около тысячи нитрифициру-
ющих бактерий \ от 10 до 100 тысяч денитрифицирую-
щих бактерий 1 2 и примерно по 100 анаэробных и аэроб-
ных разрушителей клетчатки. Иначе говоря, здесь и со-
зидание и разрушение, окисление и восстановление раз-
личных веществ, нужных микробам, важных для почвы
и растений.
Много различных микробов вызывают маслянокислое
брожение, разрушают пектин—вещество, склеивающее
волокна в стеблях льна, окисляют метан и водород, усва-
ивают молекулярный азот из воздуха и переводят его в
органические соединения азота.
Ка£ важно многое из того, что осуществляют ми-
кробы ила в почве, для сельского хозяйства, различных
отраслей промышленности, медицины!
Мы кратко рассказали о серобактериях и привели
ряд примеров, характеризующих их роль в природе. Но
мы были бы несправедливы к этим «труженикам», если
бы не добавили еще несколько слов о роли их в круго-
вороте серы в природе.
1 Нитрифицирующие бактерии осуществляют в почве процессы
окисления аммиака до азотной кислоты и способствуют образова-
нию селитры.
2 Денитрифицирующие микроорганизмы разлагают соли азот-
ной кислоты (селитры) с выделением свободного азота, непригод-
ного для питания растений. Эти, образно говоря, «расхитители»
связанного азота наносят ущерб сельскому хозяйству.
13
Вспомните запах серных источников или стоячих
вод. Он неприятен и напоминает запах тухлого яйца.
Так пахнет сероводород. Сероводород поступает в приро-
ду из самых разнообразных источников. Так как в со-
став различных органических веществ, и главным об-
разом белков, входит сера, то при гниении микробы,
разлагая белки, отщепляют также и сероводород. Это
один из больших источников сероводорода в природе.
Кроме того, сероводород образуется некоторыми микро-
организмами при восстановлении солей серной и серни-
стой кислот. Если к этому добавить, что большие коли-
чества сероводорода образуются в лиманах 1 и в стоячих
водоемах, на дне которых происходят гнилостные про-
цессы, то все сказанное свидетельствует о том, что в
природе накопляются большие количества сероводорода.
Накопление в некоторых местах, и особенно вблизи
населенных пунктов, значительных количеств сероводо-
рода в воздухе, в почве или водоемах может стать вред-
ным для людей и потребует принять меры оздоровитель-
ного характера. Сероводород как промышленный яд в
концентрациях от 0,02 до 0,2 мг/л и выше может быть
опасен для здоровья.
В круговороте серы в природе микробы, особенно
серобактерии, приносят вместе с тем и большую пользу.
Мы уже говорили, что сера входит в состав клеток ор-
ганизма. Это так называемая органическая сера. При
разложении белков под влиянием, главным образом,
гнилостных микробов образуется сероводород—недо-
ступная и вредная для растений форма. Сероводород,
окисляемый серобактериями, превращается в серную ки-
слоту. Образующиеся же сернокислые соли являются
веществами, доступными и полезными для усвоения
растениями. Это один из примеров того, как бактерии
облегчают растениям питание серой, другие же микро-
бы совершают подобную работу в отношении железа и
фосфора.
Эту важнейшую функцию серобактерии осуществля-
ют также с пользой и для себя. При окислении серово-
1 Лиманы представляют собой небольшие соленые озера вбли-
зи моря, отделенные от него узкой полоской земли. На дне этих
озер отлагается грязь. В образовании этих имеющих большое ле-
чебное значение грязей принимают участие микробы, и в частности
выделяющие сероводород.
14
дорода сера отлагается в теле бактерий в виде полужид-
ких капель. Она представляет собой такой же запас
питательных веществ, как, например, гликоген для дрож-
жевых грибков. При отсутствии сероводорода в среде
обитания серобактерий запасы эти расходуются, а при
поступлении сероводорода снова пополняются.
То, что для развития серобактерий необходим серо-
водород, доказал выдающийся микробиолог Сергей Ни-
колаевич Виноградский. В блестяще поставленных
опытах подтвердилось, что при наличии сероводорода в
окружающей среде в клетке серобактерий откладывает-
ся капельножидкая сера. Академик Василий Леонидо-
вич Омелянский в своей известной книге «Основы ми-
кробиологии» приводит даже рисунок, в котором видны
нити серобактерий, которые «набиты каплями серы».
С окислением серы у серобактерий связан своеобраз-
ный дыхательный процесс, следовательно, он служит
для этих микроорганизмов и источником образования
энергии.
А что можно еще сказать о полезной роли серобак-
терий? Какую роль они играют, например, для промыш-
ленности, и в частности химической? На эти вопросы
ответы дает академик Александр Александрович Имше-
нецкий. Ученый считает, что с помощью окисления бак-
териями сероводорода, содержащегося в нефтяных
водах, можно получать элементарную серу, так необходи-
мую химической промышленности. Было бы желатель-
но, добавляет ученый, чтобы деятели народного хозяй-
ства на деле начали использовать работу бактерий в
технологических процессах. Правда, это неплохая «ра-
бочая сила»!
О геологической роли серобактерий в истории Зем-
ли, связанной с образованием серы, о роли микробов в
круговороте серы в природе и отложении колоссальных
месторождений серы можно было бы написать «микро-
биологическую поэму». Одна часть этой «поэмы» воспе-
ла бы древнейших представителей серных бактерий —
анаэробную группу, которая в недрах земли сумела ис-
пользовать кислород при расщеплении нитратов, а за-
тем окислить молекулярную серу, другая же включала
бы в себя строфы, посвященные не только истории глу-
бокой древности, но и отражала бы деятельность серобак-
терий, способных окислять сероводород с выделением
15
свободной серы, и серобактерий — окислителей серы, ко-
торые в присутствии Н2О образуют H2SO4 — серную кис-
лоту. Наконец, современная наука дала новейшие доказа-
тельства способности серобактерий разделять даже устой-
чивые изотопы серы и получать несколько радиоактив-
ных ее полимеров, которые с успехом используются в
опытах с мечеными атомами. В частности, это касает-
ся 35S, период полураспада которой равен 87,1 дня.
ЕСТЬ ЛИ НЕВИДИМКИ В ГЛУБИНАХ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ?
Знаете ли вы, что в 1 мл морской воды находится
1 000 микробных клеток? Если учесть, что одна микроб-
ная клетка весит 0,000 000 157 доли мг, то в 1 км3 воды
может быть около тонны микробов. Ученые подсчитали,
что в 1 г микробной массы может быть более 600 милли-
ардов микробных клеток.
Для чего все эти астрономические цифры? Только
для того, чтобы показать, что жизнедеятельность такого
неисчислимого множества микробов может играть огром-
ную роль в Мировом океане — от вод Антарктиды до вод
Полярного бассейна. Нет ни одного водного слоя — от
поверхности морей и океанов до глубочайших впадин
Тихого океана, где бы не находились микроорганизмы.
Микробы приспособились в процессе эволюции не
только к высоким концентрациям соли в морской воде,
но и к морским глубинам. Даже на глубине 10 км ученые
находили микробов, и не только находили, но и изучали
их жизнь. Интересно, что морская микробиология за-
нимается вопросами гидробиологии, без которых труд-
но понять роль микробов в образовании и распростра-
нении пищевых веществ в Мировом океане.
А разве не замечательна биохимическая роль микро-
бов в превращении и распределении пищевых веществ
в толще вод морей и океанов! Изучением биохимической
деятельности глубоководных микробов занимается мор-
ская микробиология, которая позволяет гидрохимии по-
пять важнейшие процессы, происходящие в водах Миро-
вого океана.
Фантастические мириады микробов в морях и океа-
нах находятся как бы в гигантской лаборатории, где
осуществляют огромные по масштабу и значению про-
цессы. Профессор Анатолий Евсеевич Крисс, чей Й1яда-
16
ющийся многолетний труд
«Морская микробиология (глу-
боководная)» удостоен в 1960 г.
Ленинской премии, указывает,
что в водной толще и на дне
морских водоемов в прибреж-
ных районах океанов встре-
чаются представители различ-
ных физиологических групп
микроорганизмов, принимаю-
щих непосредственное участие
в круговороте углерода, азота,
фосфора, серы, железа, мар-
ганца, калия. Им принадлежит
огромная роль в разложении
сложных органических веществ
и превращении их в состояние,
пригодное для питания водной
растительности. Растения же
и сами микробы служат пищей
для обитателей морей.
Морская микробиология
изучает и такие вопросы, как
роль микробов в коррозии ме-
таллических и железобетонных
конструкций, подводной части
морских судов или строений.
Как все это важно для про-
мышленности, судостроения и
сохранения судов!
На километры в море протя-
нулись эстакады Каспия, где
идет добыча нефти. А ведь все
эти сооружения металлические,
на которые действует не толь-
ко морская вода, но и мик-
робы. Борьба за долговечность
Рис. I. Микробные формы; обнаруженные
в Тихом океане:
А, Г — на глубине 3000 м; Б, Д, Е, И —
— 2500 м; В —900 м; Ж —1000 м; К —7С0 м
(проф. А. Е. Крисс)
этих сооружений — это борьба не только инженеров и
техников, но и микробиологов.
Все это лишь отдельно взятые вопросы, но они гово-
рят о большой роли микробов морей.
Итак, мы от микробов в капле воды подошли к ми-
кробам морей. Будущие исследования глубже раскроют
тайны и этих морских невидимок, как были раскрыты
тайны их «земных собратьев».
Большая заслуга в изучении микробов морей и океа-
нов принадлежит нашим отечественным ученым.
Выдающийся советский ученый академик Борис Лав-
рентьевич Исаченко, один из создателей современной
морской микробиологии, был одним из первых и про-
славленных «охотников» за морскими микробами. Он не
только обнаружил микробов в морях и океанах, но и рас-
крыл роль их в процессах круговорота веществ в морях
и океанах.
Деятельность ученого начиналась в те годы, когда
даже не известно было, есть ли вообще микробы в Се-
верном Ледовитом океане, могут ли они существовать
в этих условиях, где температура воды близка к 0°.
Для этого надо было систематически, планомерно, из
года в год и в различное время арктического года изу-
чать микрофлору Северного Ледовитого океана. И вот
в 1906 г. Б. Л. Исаченко представилась возможность на
пароходе «Андрей Первозванный» принять участие в эк-
спедиции в Северный Ледовитый океан. Повторить экспе-
дицию и изучить микробов океана в те годы Исаченко
не удалось. Труд ученого, который увидел свет лишь в
1914 г., положил начало глубокому изучению роли микро-
бов морей и океанов.
Б. Л. Исаченко показал, что в Северном Ледовитом
океане различные микробы встречаются и в прибреж-
ных водах, и в открытом океане, на поверхности и на
значительной глубине. Лишь в дальнейшем, уже при Со-
ветской власти, ученый смог осуществить свои научные
мечты, углубить изучение микрофлоры морей и создать
школу исследователей морей. Благодаря этому совет-
ская наука обогатилась достижениями выдающегося
значения.
А. Е. Крисс и его сотрудники на протяжении 12 лет
избороздили многие моря и океаны, провели на микро-
биологических станциях огромное количество исследова-
ла:-
ний. Представление об этой ис-
ключительной по своему раз-
маху работе можно составить
хотя бы по краткому перечню
зон Мирового океана, где про-
водились исследования: Чер-
ное, Каспийское, Охотское,
Гренландское и Норвежское
моря, Тихий, Атлантический,
Индийский и Северный Ледо-
витый океаны. Это значит, что
изучение микробов морей про-
водилось во всех зонах Миро-
вого океана, от Антарктики до
Арктики.
И наконец осуществилась
мечта профессора Крисса, ко-
торый смог принять участие в
работах дрейфующих станций
в районе Северного полюса и
ответить на важный вопрос: су-
ществует ли бактериальная
жизнь в Центральной Арктике,
в глубинах Северного Ледови-
того океана, под многолетними
паковыми льдами?
Исключительные возможно-
сти для микробиологических
^исследований в Центральной
Арктике открылись с организа-
цией дрейфующих станций в
районе Северного полюса.
В 1954 г. исследования
проводились на дрейфующей
станции «Северный полюс-3».
В июле станция находилась на
88-м градусе северной широты,
а через два месяца дрейфа (в
сентябре) пробы воды и грун-
та для микробиологического
Рис. 2. Микробные формы,' обнаруженные
в океане в районе Северного полюса:
А, Б, В, Г — на глубине 750 м; Д—2Ьм
(проф. А. Е. Крисс)
19
изучения были взяты непосредственно у Северного полю-
са (89°30').
Весной 1955 г. во время высокоширотной арктической
экспедиции были проведены исследования, расширив-
шие район микробиологического изучения Центральной
Арктики. Был сделан как бы разрез между Северным
полюсом и Северной Землей. Станции располагались
почти на всех широтах от 82 до 90°. Были использованы
также дрейфующие станции «Северный полюс-3» (пе-
ред окончанием дрейфа) и «Северный полюс-5» для
отбора проб в этих районах Арктики.
В этом же году микробиологические исследования
проводились по другую сторону полюса — между полю-
сом, Канадским архипелагом и Аляской. При этом часть
станций пришлась на район полюса относительной не-
доступности.
Изучение микробов морей и океанов показало их
огромную роль для растительного и животного мира,
для поддержания жизни водных растений и животных.
Приспособившись к жизни в морской воде, с повышен-
ным содержанием хлористого натрия и других солей и
к обитанию в глубоководной среде, микробное «насе-
ление» морей и океанов осуществляет сложные процессы
своей жизнедеятельности. Прежде всего это относится
к таким явлениям, свойственным живой клетке, как
синтез веществ окружающей среды. Сложные процессы
обмена веществ обусловливают жизнедеятельность мик-
робной клетки, питание и усвоение пищевых веществ
оказывает огромное влияние и на жизнь окружающего
мира живых существ моря.
Изучение жизнедеятельности микробов Черного мо-
ря показало их способность усваивать минеральный
азот. Этот сложный процесс синтеза белковых веществ
путем превращения азота в органические соединения
прежде всего имеет огромное значение для построения
тела самой микробной клетки. Это важно и для живых
существ, населяющих моря и океаны.
Морские микробы способны не только создавать, но
и разрушать белковые соединения. Такой способностью
обладают многие виды морских микробов — бациллы,
микрококки, сарцины. микобактерии, актиномицеты и др.
Это легко доказать. Достаточно приготовить искус-
ственную питательную среду из желатины и поселить
20
в ней микробов, чтобы увидеть результат этой сложной
работы.
Представьте себе пробирку с желатиновой средой.
Перед нами в штативе пробирка с высоким столбиком
плотной застывшей массы светло-желтого цвета — вро-
де студня. Можно перевернуть пробирку вверх дном —
не беспокойтесь, питательная среда не выльется. Если
засеять в этот столбик желатиновой среды изучаемые
микробы и поставить пробирку в теплое затемненное
место 1, то через сутки можно увидеть результат опыта.
Если микробы обладают свойством разлагать белковые
соединения, произойдет разжижение желатины. Плот-
ный столбик желатины станет жидким. Стоит лишь на-
клонить пробирку, чтобы легко убедиться в этом. Но
скептики могут сказать, что, возможно, среда от стоя-
ния в тепле сама по себе становится жидкой и микро-
организмы здесь не при чем. Что ж, сомнение вполне за-
конное, это можно проверить. При постановке всякого
опыта существует золотое правило — надо проконтроли-
ровать опыт. В данном случае это значит, что при поста-
новке опыта одновременно с пробиркой, где среда зара-
жена микробами, в термостат ставят пробирку со
стерильной желатиновой средой. Даже пробку нельзя вы-
нимать из контрольной пробирки, чтобы в среду не попа-
ли из воздуха случайные микробы. Через сутки, сравни-
вая опытную пробирку с контрольной, мы убедимся, что
в последней никаких изменений не произошло. Желати-
новая среда осталась плотной.
Можно поставить и контрольный опыт. Зная, что не
все микробы разжижают желатину, т. е. не все обла-
дают свойствами расщеплять белки, подбирают такую
культуру микробов и засевают ее для контроля в жела-
тиновую среду. Микробы, найдя здесь благоприятные
условия для питания и роста, размножаются в необы-
чайно больших количествах. Достаточно посмотреть на
пробирку, чтобы в этом убедиться. Однако, несмотря на
то, что здесь вырастет их множество миллиардов кле-
ток, среда не изменится.
Итак, биохимическая активность морских микробов
велика. Они разлагают' также различные углеводы, на-
1 В лабораториях для этой цели пользуются термостатами —
приборами с постоянной температурой, чаще всего +37° С.
21
пример глюкозу, лактозу, мальтозу, сахарозу, гидро-
лизуют крахмал, расщепляют спирты — маннит, сорбит,
инозит.
Интересно привести цифры и факты, которые каса-
ются культур микроорганизмов, выделенных из Черного
моря экспедицией А. Е. Крисса. Из обследованных куль-
тур 73% вызывали изменения белковой молекулы с об-
разованием аммиака, 61% — разжижали желатину.
Многие углеводы легко расщепляются морскими микро-
организмами, особенно глюкоза, которую способны
расщеплять свыше 60 % культур. Превращение таких со-
единений, как маннит и дисахариды — в сахарозу и маль-
тозу, осуществляли в процессе своей жизнедеятельности
более 40% всего числа выделенных культур.
* * *
Знаете ли вы, что такое хитин?
Хитин — это вещество, из которого состоит твердый
покров членистоногих животных, например ракообраз-
ных. И вот оказывается, что это сложное вещество не-
которые морские микроорганизмы способны расщеплять
до простейших минеральных продуктов. Эти микробы
получили название хитинразрушающие. Твердый хи-
тин размягчается, превращаясь в кашицеобразную мас-
су. Такая мощь биохимической деятельности микробов
просто кажется невероятной. Но это было убедительно
доказано. Ученые ставили такие опыты. В пробирку с
питательной средой помещали кусочки панциря морско-
го краба и засевали культурой хитинразрущающих мор-
ских микробов. От твердого панциря краба осталась
лишь мутная тягучая масса. То же самое происходило
в эксперименте с кусочками химически чистого хитина.
Приведем еще один интересный пример. В иссле-
дованиях Гинзбург-Карагичевой в трех пробах ила с
глубин свыше 1000 м были найдены микроорганизмы,
восстанавливающие сульфаты, вызывающие в анаэроб-
ных условиях разложение клетчатки, брожение глюкозы
с образованием органических кислот, этилового спирта,
углекислоты, водорода и тяжелых углеводородов, рас-
щепление жиров и высших жирных кислот.
К этому можно еще добавить, что особенно интерес-
ными оказались микробы, обнаруженные на дне—
22
в грунте океана на огромной глубине. Они приспособи-
лись к жизни при высоких давлениях в отдельных океа-
нических впадинах, достигающих более 1000 атмосфер.
Но еще более замечательной оказалась их химическая
деятельность. В капсуле этих микробов ученые обнару-
жили... железо и марганец.
Не поэтому ли дно океанов усеяно огромной массой
отложений, содержащих железо и марганец? Не есть ли
это результат жизнедеятельности микробов, открытых
нашими учеными? И совсем не из мира фантастики зву-
чат предложения о промышленной добыче со дна океа-
нов этих железомарганцевых конкреций, содержащих
и ряд других ценных элементов.
* * *
Итак, многие тайны невидимок рек, озер, морей и
океанов разгаданы. А сколько еще предстоит разгадать!
Сколько в природе еще неизвестного и неизведанного!
Не слишком ли мы увлеклись описанием жизни не-
видимок в воде, хотя еще очень многое можно было бы
рассказать об интересной группе микробов, живущих при
высоких температурах-----1-65° С, +70° С и выше, напри-
мер в источниках-гейзерах. Эти микробы получили даже
особое название — термофильных, т. е. любящих тепло.
«Любят» ли они высокие температуры или нет — это во-
прос иной, но что они приспособились к жизни в этих
условиях и хорошо там себя чувствуют, это совершен-
но очевидно.
Изумительная способность микробов приспосабли-
ваться к условиям внешней среды сказалась в отноше-
нии высоких температур. Так, термофильные микробы
хорошо развиваются при высокой температуре, а при
температуре, например +30° С перестают размножаться.
Лишь при высокой температуре они активно проявляют
и свои биохимические свойства.
ЖИВЫЕ «ЛАБОРАТОРИИ» ПОЧВЫ
Не начать ли нам опять немного с цифр? Не всегда
цифры так уж скучны, часто за ними кроется много ин-
тересного и поучительного.
Знаете ли вы, например, что в 1 г самой бедной ми-
кробами необрабатываемой земли обнаружено до
23
150 000 микробных клеток? А в садовых, огородных,
пахотных, луговых или лесных землях? Здесь их значи-
тельно больше, и исчисляются они в 1 г сотнями тысяч,
миллионами и даже миллиардами.
В хорошо удобренной, перегнойной садовой земле
находили в 1 г сотни миллионов живых микробных кле-
ток. Если же подсчитать общее число живых и мертвых
микробов, то получаются поистине чудовищные коли-
чества. Так, например, в 1 г черноземной почвы нахо-
дили около 5 миллиардов, а в песчаной — около 3 мил-
лиардов, в лесном подзоле — более 2 миллиардов кле-
ток. Количество микробов изменчиво и зависит от
особенностей местности, наличия питательных веществ,
времени года, температуры, кислой или щелочной реак-
ции почвы и других причин. И наконец, подсчитано, что
на 1 га почвы глубиной 30 см находится до 400 кг ми-
кробов.
А вот другие цифры. На площади 1 га в результате
жизнедеятельности почвенных микробов в течение года
выделяется около 7 500 000 л углекислоты. Значение
этого станет ясным, если представить себе, что углекис-
лота играет огромную роль в почвообразовании и, как
пишет академик В. Л. Омелянский, в «растворении ми-
нерального скелета» почвы. Углекислота важна и для
равномерного распределения в почве необходимых для
питания минеральных солей, для растворения солей
фосфорной кислоты или превращения углекальциевой
соли в растворимую двууглекислую соль.
Грандиозную роль играют микроорганизмы и в кру-
говороте азота в природе. По мнению академика Влади-
мира Ивановича Вернадского, в балансе свободного
азота в атмосфере решающая роль принадлежит живым
организмам.
Нельзя, конечно, при этом не учитывать и таких путей,
как поступление азота в атмосферу из глубин земной
коры (извержение вулканов, минеральные источники, га-
зовые струи и т. п.).
А нитрифицирующие и азотфиксирующие микробы?
Без них почва обеднела бы соединениями азота настоль-
ко, что снижение урожайности стало бы поистине ка-
тастрофическим. Ведь для питания растений жизненно
необходимы, например, соли азотной кислоты, которые
всасываются корневой системой растений. В теле
24
растений происходит преобразование поступивших ве-
ществ в органические соединения азота и растительные
белки.
Роль микробов в обеспечении почвы хотя бы азотом
вырисовывается еще больше, если учесть, в каком боль-
шом количестве азот нужен почве и в каком большом ко-
личестве в ней находится. Подсчитано, что в черноземе
на площади в 1 га на глубине 40 см азота встречается
до 15* т. Этих количеств азота хватило бы с большим
избытком, если бы параллельно с созидательной ролью
одних микробов мы не встречались бы с противополож-
ной ролью других, «расхищающих» запасы связанного
азота и переводящих его в соединения, либо бесполез-
ные для растений, либо уходящие в воздух в виде сво-
бодного азота. Всю эту гигантскую работу совершают
бесчисленные армии микробов. Это они, невидимки зем-
ли, превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную
кислоту, которая в почве превращается в соли — калие-
вую или натриевую селитру, важную и незаменимую
пищу для растений.
Приведем еще несколько цифр. Воздух почти на 4/5
состоит из газообразного азота. Подсчитано, например,
что над площадью 1 га почвы находится, образно гово-
ря, «столб» азота, равняющийся 80 000 т молекулярного
азота. Это огромная масса азота, запасов которого хва-
тило бы для растений на миллионы лет, но растения его
усвоить не могут. Помогают им в этом микроорганиз-
мы, способные усваивать и синтезировать в своей цито-
плазме свободный молекулярный азот. Где же эти заме-
чательные «живые лаборатории»? Кто они, эти невиди-
мые «кулинары», способные осуществлять титаническую
работу по превращению газообразного азота воздуха в
органические соединения азота, легкоусвояемые расте-
ниями, важные для жизни растений и повышения уро-
жайности? Они находятся в почве — это так называемые
азотфиксирующие микробы.
В 1893 г. С. Н. Виноградский выделил из почвы ми-
кробов, которых в честь Пастера он назвал «клостри-
диум пастерианум». Этот микроб, как и другой, откры-
тый в 1901 г. М. Бейеринком, названный им азотобакте-
ром, обладает замечательным свойством усваивать из
воздуха свободный азот, превращая его в своей клет-
ке в связанный азот — органическое соединение, важ-
25
ное для питания растений. Если учесть, что эти микро-
организмы в огромном количестве свободно живут в
почве, легко представить, какое это имеет значение для
пополнения почвы запасами полезных азотистых ве-
ществ.
Работникам сельского хозяйства прекрасно знакомо
учение о плодосмене, о севообороте, т. е. о чередовании
посевов различных растений. В этом вопросе практика
в свое время значительно опередила теорию. Уже в древ-
них литературных источниках можно найти указания о
пользе севооборота. Римский писатель Вергилий, жив-
ший в 70—19 гг. до н. э., в своем произведении «Георги-
ки» (поэма о земледелии) уже писал о пользе посева
злаков после бобовых растений.
В те же далекие времена, почти две тысячи лет на-
зад, другой римский поэт и агроном, Марк Теренций
Варрон в трактате «О сельском хозяйстве» писал, что
«некоторые растения, будучи возвращены земле, улуч-
шают ее; так, на тощем поле вместо прибавления наво-
за полезно запахивать бобовые растения».
Современная микробиология с успехом подвела
научную основу под эти практические наблюдения. Ока-
залось, что одна из важных причин повышения урожай-
ности почвы после запахивания бобовых растений зави-
сит от жизнедеятельности так называемых клубенько-
вых микробов — бактериум радицикола L Эти микробы
обладают замечательным свойством, находясь в клубень-
ках корней растений, усваивать молекулярный азот из
воздуха и накапливать его в больших количествах. Под-
считано, что клубеньковые бактерии могут накапливать
азот до 300% по сравнению с первоначально имевшим-
ся в почве количеством, они же способствуют и образо-
ванию клубеньков.
Отсюда становится понятным, почему, запахивая
остатки бобовых растений в почву, обогащают ее азо-
том. Хорошо об этом сказал К. А. Тимирязев: «...едва ли в
истории найдется много открытий, которые были бы та-
ким благодеянием для человечества, как... включение
бобовых растений в севооборот, так поразительно увели-
чившее производительность труда земледельца». Так,
1 От слова radix — корень. Современное название этих микро-
организмов Bacterium rhisobium.
26
используя зеленые удобрения для повышения урожай-
ности, тем самым используют результаты замечатель-
ной деятельности почвенных микробов.
Обратимся к хорошо всем известному удобрению —
навозу, в котором находится огромное количество кишеч-
ных микробов, среди них есть и гнилостные. Подсчитано,
что в 1 т навоза находится более 12 кг живых микробов.
Так как в навозе находится много органических азоти-
стых веществ, то поле деятельности для различных микро-
бов здесь очень большое. Эти крошечные существа раз-
вивают необычайную деятельность, в результате которой
навоз превращается в прекрасное удобрение, улучша-
ющее структуру почвы. В результате комбинированной
деятельности разных микробов в навозе происходит раз-
ложение сложных органических веществ до азотистых
продуктов, служащих пищей для растений. Теперь толь-
ко можно представить себе ту колоссальную работу,
которую выполняют микробы, превращая отбросы в важ-
ное удобрение почвы, необходимое для роста растений.
Полезная деятельность микробов используется также
при приготовлении еще одного органического удобре-
ния. Этим удобрением является компост, который
готовится из самых разнообразных видов отбро-
сов сельскохозяйственного производства. Кучи таких
отбросов сдабривают навозом или торфом и полива-
ют навозной жижей. Здесь происходят те же процес-
сы, вызванные микробами, что и в навозе. В результа-
те — еще один источник важнейших веществ для
удобрения почвы, применяемых под овощные, ягодные
и другие культуры.
Блестящие достижения микробиологии, выяснившие
огромную роль микробов в повышении урожайности поч-
вы, естественно, направили мысль ученых к изысканию
новых путей для использования микроорганизмов. Так
были созданы «бактериальные землеудобрительные пре-
параты», или просто бактериальные препараты. Большой
интерес представляют бактериальные удобрения, кото-
рые применяют наряду с органическими и минеральными
удобрениями. Если последние действительно являются
удобрениями, то бактериальные удобрения не содержат
питательных веществ. Огромное же значение их в том,
что в процессе своей жизнедеятельности микробы
способствуют накоплению важнейших питательных ве-
27
ществ для растений. Современная бактериологическая
техника и методика позволяют получать в производствен-
ных условиях большие количества чистых культур мик-
робов. Тщательно их изучая, микробиологи отбирают
такие виды, которые обладают, например, наиболее вы-
раженными свойствами усваивать атмосферный азот,
необходимый растениям. В настоящее время создан ряд
бактериальных препаратов, которые широко применяют-
ся в сельском хозяйстве. В СССР и в других странах
созданы большие фабрики для приготовления бактери-
альных препаратов.
В настоящее время ряд бактериальных препаратов
выпускается под различными названиями: нитрагин,
азотобактерин, нитрокультура, нитробактерии, фосфо-
робактерин и др. Их применяют для выращивания
бобовых, злаковых и других растений. Выпускаются эти
препараты и в жидком виде, и в высушенном, а также в
смеси с землей.
Как же пользуются в сельском хозяйстве бактериаль-
ными препаратами? Из нитрагина готовят болтушку
с водой, которой опрыскивают семена бобовых растений.
Для небобовых культур (зерновых, корнеплодов, карто-
феля и овощных) применяют азотобактерин. Им обраба-
тывается посевной материал, для чего также готовят бол-
тушку препарата с водой. Азотобактерин улучшает азот-
ное питание растений.
Интересен механизм этого важного для растений про-
цесса. Бактерии, содержащиеся в азотобактерине, живут
не на корнях, а вблизи их. Эти бактерии питаются орга-
ническими веществами, являющимися отбросами расте-
ний, минеральные соли они усваивают из почвы, азот
же — из воздуха. В дальнейшем азотом, усвоенным эти-
ми бактериями, пользуются растения.
Азотобактерин, улучшающий азотное питание расте-
ний и способствующий повышению урожайности, создан
впервые в СССР в 30-х годах на основе выдающихся ис-
следований академика С. П. Костычева.
А теперь несколько слов о фосфоробактерине.
Фосфоробактерин полезен тем, что бактерии, из кото-
рых готовится этот препарат, разрушают органические
вещества почвы, в том числе органические удобрения.
Освобождающиеся при этом процессе минеральные соли
фосфорной кислоты хорошо усваиваются растениями.
28
Например, фосфоробактерин полезен для обработки се-
мян различных культур.
Следует отметить, что обработку семян сельскохозяй-
ственных культур надо проводить в тени, избегая губи-
тельного действия солнечных лучей на бактерии, из кото-
рых готовятся эти ценные бактериальные препараты,
способствующие повышению урожаев.
НЕВИДИМКИ ВОЗДУХА
Как легко и свободно дышится в лесу, в поле, на без-
брежных просторах моря, в горах. Наслаждаясь чистым
свежим воздухом и негодуя на загрязнение его, мы часто
с уважением вспоминаем замечательный почин многих
городов и сел, показавших примеры настойчивой борьбы
за благоустройство, озеленение, чистоту.
Как отличаются друг от друга даже квартиры в од-
ном и том же доме! В одних — комнаты проветривают,
пол подметают влажным веником, пыль вытирают влаж-
ной тряпкой, а в других этого не делают.
Грязь, пыль и дым, загрязняющие воздух, вредны.
Это, так сказать, видимые враги. А сколько в воздухе
врагов невидимых!
Не раз в ясный солнечный день, когда сквозь щель в
ставне или в шторе в комнату проникнет луч солнца, мы
вдруг увидим множество мельчайших пылинок. Они были
невидимы, но в луче солнечного света стали видимыми.
Но не одни пылинки находятся в воздухе. Среди них мно-
го невидимых микробов.
В пыльном воздухе помещений их могут быть тысячи
в 1 м3 воздуха. В пыльном воздухе улиц городов в 1 м3
находятся сотни тысяч и даже миллионы микробных кле-
ток. В свое время Луи Пастер, изучая микробов в горах,
находил в 1 м3 воздуха не более 4—5 клеток. В воздухе
Арктики и Антарктики их тоже очень мало — всего лишь
единичные клетки в 1 м3.
Микробы в воздухе находятся всегда, но количество
их под влиянием различных причин подвержено резким
колебаниям. Это зависит, например, от времени года.
Зимой в воздухе микробов меньше, летом больше, так
как летом ветер поднимает пыль, а с ней и мириады раз-
личных микробов. В дождливую весеннюю или осеннюю
пору количество микробов в воздухе также уменьшается.
29
Если зимой в воздухе откры-
тых мест микробов меньше, то,
наоборот, в закрытых помещени-
ях, особенно в местах больших
скоплений людей (вокзалы, теат-
ры, учебные помещения и т. п.),
микробов больше.
Можно ли доказать наличие
микробов в воздухе? Конечно,
можно, и сейчас это делается
сравнительно легко и с большой
точностью. Можно определить не
только количество микробов в
определенном объеме воздуха, но
и состав микрофлоры.
Давайте познакомимся с од-
ним простым, но интересным опы-
том, который дает ответ на по-
ставленный вопрос. Возьмем не-
сколько открытых чашек Петри
со стерильными пластинками
плотной питательной среды —
агаром и поставим их на 30 ми-
нут в помещении — в комнате, где
вы живете, или в школьном клас-
се. За это время на поверхность
агара осядут находившиеся в воз-
духе микроорганизмы. После это-
го закроем чашки крышками, по-
местим в коробку, закрыв и ее
крышкой, чтоб не мешал свет, и
поставим на сутки в теплое место
при температуре не выше 37° С.
Итак, создана благоприятная
температура, в чашках Петри пи-
тательная среда, т. е. хорошие
условия для нормального разви-
тия микробов. И действительно,
через сутки мы увидим удивитель-
ную картину. Для этого не нуж-
Рис. 3. Количество микробов в воздухе жили-
ща при влажной и сухой уборке
но даже микроскопа. Агар в чашках будет усеян де-
сятками и даже сотнями колоний. Среди них мы увидим
белые, желтые, розовые, оранжевые, красные колонии;
большие, маленькие, плоские или выпуклые, прозрачные
или матовые, с ровными или причудливо исчерченными
краями. Колонии микробов видны невооруженным гла-
зом. Количество их будет разное, в зависимости от чис-
тоты помещений. В коридорах, где большое движение, их
будет очень много, в школьном классе после влажной
уборки и мытья полов — мало, а после занятий —
больше.
В хирургической операционной их может быть совсем
ничтожное количество — буквально единицы, и то без-
вредные микробы воздуха.
Итак, не видя помещений, достаточно взглянуть на
чашки Петри и совершенно точно определить, где чисто
и где грязно. Иначе говоря, рост микробов на чашке Пет-
ри отразит микробное «население» воздуха. Все это мож-
но сделать с очень большой точностью, но для этого надо
пользоваться специальными приборами.
Подсчитав число колоний, мы можем сказать, сколько
микробных клеток осело на агар, так как колония —это
огромная масса микробов, выросших из одной клетки.
Следовательно, сколько колоний, столько и было микроб-
ных клеток. Зная объем пропущенного через специаль-
ный прибор воздуха, можно точно подсчитать, сколько
микробов было в 1 м3 воздуха.
Какие же микробы встречаются в воздухе, откуда они
сюда попадают и какую роль играют?
К сказанному, надо добавить, что в воздухе могут
встречаться и опасные для здоровья человека микробы.
Плюнет, например, неопрятный человек, больной откры-
той формой легочного туберкулеза, на пол в своем доме,
на улице, на производстве или в общественном месте —
и не обращает внимания на то, что в его мокроте могут
быть туберкулезные бактерии. Мокрота высохнет, а мик-
робы с пылью поднимутся в воздух и могут попасть в ды-
хательные пути здорового человека. Так нередко и про-
исходит заражение туберкулезом легких. Можно приве-
сти и другие примеры.
Кашляет ли ребенок, больной коклюшем или дифте-
рией, чихает ли больной гриппом, а в воздух с мельчай-
шими капельками слизи попадают микробы—возбуди-
31
тели этих болезней. С воздухом же они проникают в
дыхательные пути здоровых людей — взрослых или де-
тей.
Интересны эксперименты, при помощи которых ученые
доказывали наличие болезнетворных микробов в воздухе.
Опыты ставились в пробирках, со специальными пита-
тельными средами, например для туберкулезных палочек.
Пропуская через пробирки воздух и пыль помещений,
где находились больные с открытыми формами ту-
беркулеза легких, обнаруживали туберкулезных бакте-
рий. Попав па питательные среды, микробы вырастали,
а их колонии становились видимыми.
Еще более убедительными были опыты с морскими
свинками, которые являются весьма чувствительными
к туберкулезной инфекции. Так, одну группу животных
однажды поместили в комнату, на пол которой плюнул
больной туберкулезом человек и где его мокрота высохла.
Клетку с другими свинками поставили в палату, где на-
ходились больные с открытой формой туберкулеза
легких. И первый и второй опыты закончились одинако-
во — чувствительные животные, заразившись, заболели
туберкулезом и погибли. И в том и в другом случае ту-
беркулезные бактерии с пылью или при кашле оказались
в воздухе, а с ним проникли в дыхательные пути живот-
ных.
Так бывает и в жизни человека. Как опасно это, осо-
бенно для детей!
Воздушно-капельным путем заражаются и другими
болезнями. Посмотрите на рисунок, где показан больной
человек в момент кашля. Как далеко при этом выбрасы-
ваются в воздух капельки слизи, а с ними возбудители
инфекционных болезней! Теперь нетрудно понять, как
легко заразиться окружающим.
Помимо гриппа и туберкулеза легких, к числу зараз-
ных болезней, передающихся воздушно-капельным путем,
относятся: дифтерия, скарлатина, корь, коклюш, нату-
ральная оспа, ветряная оспа, эпидемический менингит,
полиомиелит L Воздушно-капельным путем могут про-
никнуть также сибиреязвенные бациллы и чумные палоч-
ки и вызывать сибирскую язву или легочную форму чумы.
1 Полиомиелит возникает также при заражении через рот, при
этом вирус проникает в желудочно-кишечный тракт.
32
В воздухе микробы не
размножаются, но длитель-
ное время могут сохранять
свою жизнеспособность и бо-
лезнетворные свойства. Осо-
бенно долго сохраняются
споры микробов.
Что же собой представ-
ляют споры и почему они
обладают большой стойко-
стью? Это очень интересный
вопрос. Многие микробы в
Рис. 4. Рассеивание микробов в воз-
духе с мельчайшими капельками
слюны и слизи при кашле
определенные периоды их жизни и в зависимости от
условий внешней среды образуют спору, например при
неблагоприятных условиях, связанных с недостатком
питательных веществ и влаги, с неподходящей темпе-
ратурой. Образуя спору, клетка теряет значительную
часть воды, оболочка сильно уплотняется и стано-
вится плохо проницаемой. Жизненные функции спор
резко снижаются. В стадии споры микробная клетка яв-
ляется чрезвычайно стойкой к различным воздействиям
внешней среды: высокой температуре, недостатку влаж-
ности, высушиванию, действию солнечных лучей, химиче-
ских веществ. Иначе говоря, спора как стойкая форма
существования микробной клетки предохраняет ее от ги-
бели и поэтому служит средством сохранения вида. Мик-
робы в стадии споры могут сохраняться годами. Итак,
спора служит приспособлением для сохранения вида, но
не является средством размножения, так как микробная
клетка может образовывать только одну спору. Свой-
ством образовывать спору обладают далеко не все микро-
организмы. В благоприятных условиях споры прораста-
ют, и снова образуются вегетативные формы L
Среди болезнетворных микробов спору образуют ба-
циллы столбняка, газовой инфекции, ботулизма, сибир-
ской язвы и др. В природе, особенно в почве, много спо-
ровых микробов. С пылью они попадают в воздух и вет-
ром могут подниматься на большую высоту. Мелкие ча-
стички пыли долго держатся в воздухе, а на них и
микробные клетки.
1 Вегетативные формы микробов способны к активному обмену
веществ, развитию и размножению.
2 Зак. 605
33
В воздух жилых помещений микробы могут попасть
с пылью с различных загрязненных вещей, предметов
обихода, посуды, игрушек, одежды, белья больных и т. д.
Особенно много микробов выбрасывается в воздух изо
рта и из носа больных при кашле, чихании.
Можно привести еще не один пример воздушно-ка-
пельного способа заражения и возникновения заразных
болезней, но и тех, что мы привели, достаточно, чтобы
представить значение воздуха в распространении болез-
ней. Более важно другое. Из этих примеров видно огром-
ное значение борьбы за чистоту воздуха, а это значит —
и борьбы за здоровье, особенно детей. А меры эти весьма
простые, но вместе с тем и надежные. Поливка улиц, озе-
ленение, влажная уборка помещений, проветривание их
и т. п.— все это дает большой эффект. Ультрафиолетовые
лучи солнца помогают в борьбе за чистоту воздуха по-
всюду, и особенно в жилых помещениях. Недаром мудрая
народная поговорка гласит: «Куда не заглядывает солн-
це, туда часто заглядывает врач».
НА КОСМИЧЕСКОЙ ВЫСОТЕ
Необычайно широкому распространению микробов
в природе способствует ряд их особенностей и свойств.
Ничтожно малые размеры и массы облегчают занос их
ветром и токами воздуха высоко над землей. Частички
пыли, особенно в засушливую погоду, также уносят на
себе микробные клетки на большую высоту. Но воздух
не является благоприятной средой для жизни микробов.
Здесь они не могут размножаться, наоборот, различные
вредные факторы действуют на них губительно. Осо-
бенно сильно действуют на микроорганизмы ультрафио-
летовые лучи солнца, а на большой высоте и космические
лучи. Многие микроорганизмы не переносят высушивания
в воздухе, в частности это касается нестойких вегетатив-
ных форм микробов. Споры могут выдерживать эти воз-
действия.
Запыленность городов бывает столь большой, что при
сильном ветре в воздух поднимаются огромные массы
микробов, в том числе и споры. Микробы могут быть
занесены ветром и токами воздуха на большую высоту,
хотя при этом количество их резко уменьшается. Если
в 1 м3 воздуха городов могут находиться десятки тысяч
34
микробных клеток, то на высоких горах находили в I м3
лишь единичные клетки.
Действительно, горный воздух чист, он используется
для лечения больных, особенно легочными формами ту-
беркулеза. Также чист и морской воздух, и чем дальше
от берегов в открытом море, тем воздух беднее микроба-
ми. Доказано, что частички пыли, а с ними и микробы
могут подниматься на высоту до 7000 м. Специальными
исследованиями, проведенными в стратосфере, микробы
обнаружены даже на высоте 18 000—20 000 м над Зем-
лей. С помощью аэрозондов микробов обнаруживали на
высоте 30—40 км.
На большой высоте микробов подстерегают мощные
физические и химические факторы, губительно действую-
щие на них. Познакомимся кратко с теми условиями,
в которые микробы могут попасть.
Можно считать более или менее установленным, что
губительное действие ионизирующих лучей на живые
организмы является результатом химического действия.
Если даже доза лучей не настолько высока, чтобы вы-
звать почти мгновенное разрушение клеток, излучение
вызовет в них такие изменения, которые все равно пове-
дут к их гибели в момент деления. Французский ученый
П. Гаспа в статье «Физиологические проблемы, выдвигае-
мые астронавтикой» (1953), говоря о химическом составе
воздуха, указывает, что он остается постоянным вплоть
до высоты 50 000 м, причем изменяется лишь его общее
давление и парциальное давление его составных частей.
Лишь на высоте от 20 до 50 км под влиянием поглощения
ультрафиолетовых лучей молекулы кислорода распада-
ются на атомы. Последние, сталкиваясь между собой,
вновь соединяются в трехатомный озон, концентрация ко-
торого становится максимальной на высоте 25 000 м.
Астрономы и метеорологи считают, что земная атмосфера
представляет собой защитную среду, поглощающую
вредные для организма излучения. И действительно, наи-
более короткие ультрафиолетовые лучи, обладающие
максимально вредным действием на организм, не дости-
гают земли. В атмосфере космические лучи большой
энергии сталкиваются с атомами и молекулами, разруша-
ются и рассеивают свою энергию. Однако вполне вероят-
но, что за пределами защитного слоя атмосферы все эти
излучения проявляют свои вредные свойства.
2*
35
Из этого следует, что в космосе огромной бактери-
цидной 1 силой обладают ультрафиолетовые лучи с наи-
менее короткой волной и наиболее выраженным фотохи-
мическим действием.
Наконец, наряду с частицами космических лучей на
больших высотах встречаются значительно более плот-
ные минеральные тела — метеориты. Количество метео-
ритов, достигающих поверхности земли, весьма значи-
тельно — несколько миллиардов за сутки; масса их
обычно невелика — 1 мг и даже меньше1 2, а диаметр —
1—2 мм.
Стремительные потоки метеоритов обладают огром-
ной кинетической энергией, которая в результате столкно-
вений с атомами воздуха рассеивается. Образующееся
излучение, в частности тепловое и ультрафиолетовое,
обладает мощным бактерицидным действием.
В этих условиях происходят воздействия на микроор-
ганизмы в стратосфере и космических пространствах. Не-
смотря на это, некоторые исследователи полагают, что
споры микробов все же могут находиться на любой высо-
те и даже уноситься в межпланетное пространство. Это
согласуется с тем, что мы знаем об исключительной стой-
кости спор, выдерживающих не только кипячение, но и
температуру выше 100° С, действие многих химических
веществ, ультрафиолетовых лучей и других вредных фак-
торов, которых вегетативные формы микробов не выдер-
живают и гибнут.
В новую фазу изучение этой проблемы вступило после
того, как впервые в истории были запущены советские
искусственные спутники Земли и начали свои изумившие
мир полеты космонавты. С этим связано и создание основ
космической микробиологии и — в широком плане — кос-
мической биологии и медицины. Впервые на советских
космических кораблях летали не только животные, но и
микроорганизмы.
На первом этапе развития космической биологии пе-
ред наукой, указывает известный советский ученый, про-
фессор Николай Николаевич Жуков-Вережников, стояли
следующие основные задачи: 1) изучение условий жизни
1 Т. е. убивающей бактерий (микробов).
2 Имеются метеориты, обладающие большой массой и пред-
ставляющие опасность даже для воздушных кораблей.
36
наземных существ в космическом пространстве; 2) иссле-
дование факторов, которые могут влиять на наследствен-
ность; 3) решение вопроса о естественной населенности
межзвездного пространства и планет.
Для изучения микробов в космическом пространстве
отобраны были хорошо изученные в генетическом отно-
шении бактерии и вирусы. Крайне интересны опыты
с микробами маслянокислого брожения (Clostridium bu-
tyricum), которые изучались на втором советском косми-
ческом корабле. Для того чтобы представить себе, на-
сколько сложным является подобное изучение, сошлемся
на статью «Космическая микробиология», автором кото-
рой является Н. Н. Жуков-Вережников. Эти микроорга-
низмы, пишет ученый, использовались для разработки
способов автоматической регистрации жизнедеятельности
микроорганизмов. Разработка такого рода методов была
необходимой для определения предельных сроков жизне-
способности клеток на долго летающих и не возвра-
щающихся спутниках и ракетах.
С использованием микробов маслянокислого броже-
ния были разработаны и испытаны специальные приборы,
снабженные устройствами, регистрирующими и передаю-
щими на Землю сигналы, отражающие жизнеспособность
и физиологические функции указанных бактерий на про-
тяжении практически любого срока полета ракет или
спутников. Преимущество таких приборов при биологиче-
ской характеристике космического пространства состоит
в том, что они имеют незначительные габариты и вес,
а споры микробов маслянокислого брожения могут хра-
ниться в таких приборах годами, не нуждаясь в пополне-
нии среды питательными веществами. Такие автомати-
ческие приборы, названные биоэлементами, могут быть
приведены в действие по сигналам с Земли или от про-
граммного устройства на борту спутника.
Важные и сложные задачи стоят перед микробиолога-
ми, исследующими жизнь микроорганизмов в космиче-
ском пространстве.
Остановимся на отдельных примерах, иллюстрирую-
щих эти задачи и пути их разрешения. Надо сказать, что
микроорганизмы, обладающие сложным обменом ве-
ществ, являются весьма удобной моделью для изучения
многих вопросов влияния космических факторов на жи-
вые существа.
37
Только как удобный объект для исследований, только
как модель ученые используют микробов для изучения
влияния космоса.
Чем же удобны микроорганизмы для изучения их
в качестве «микрокосмонавтов»? Прежде всего тем, что
на Микроорганизмах сравнительно легко наблюдать и
выявлять результаты воздействия внешней среды. Удоб-
но прослеживать в короткие сроки изменчивость и на-
следственность, ибо цикл развития и размножения
клетки очень короткий, примерно 30—60 минут. Таким
образом, в пределах часа в результате деления появля-
ются новые поколения микробных клеток, на которых
можно наблюдать изменения формы, обмена веществ, из-
менения наследственных свойств. И все это можно про-
следить на большом числе отдельных «потомков» микро-
бов и, повторяем, в короткие сроки.
Что же можно изучать на микробах в космическом
пространстве? На это ученые отвечают — в сущности
весь комплекс вопросов, важных для космонавтики: влия-
ние космической радиации, результаты космического
облучения, невесомости, переменного действия низких и
высоких температур и т. д. А все это факторы исключи-
тельно сильного воздействия на живые организмы.
В глубинах космоса космические лучи по составу и
количеству энергии, которую они несут, отличаются от
земных видов радиации и излучений. Космические лучи
в настоящее время довольно хорошо изучены. Они пред-
ставляют собой атомные ядра ряда элементов, таких, как
кислород, водород, углерод, азот, гелий, бериллий и др.,
летящие почти со скоростью света. Космические части-
цы, движущиеся с колоссальной скоростью, губительно
действуют на все живое.
Космические лучи, обладая большой ионизирующей
способностью, вызывают также радиохимические реак-
ции, приводящие к распаду белковой молекулы живой
клетки и ее гибели. При прохождении через атмосферу
разрушительная сила космических лучей уменьшается.
В противоположность этому, с увеличением расстояния
от Земли, за пределами земной атмосферы, сила воздей-
ствия космических лучей резко возрастает. Специалисты
доказали, что, пройдя через ткань, космические лучи мо-
гут вызвать гибель или нарушить ряд физиологических
функций сотен и тысяч клеток в организме.
38
Кандидатам в «микрокосмонавты» предъявлялись
весьма строгие требования. Тщательно изучались все
свойства микроорганизмов, производилась, как говорят
микробиологи, полная их паспортизация. Когда микробы
посылались в космос, на Земле для контроля оставалась
исходная чистая культура. Без контрольных наблюдений
нет и не может быть никакого опыта. Это правило всяко-
го научного исследования, естественно, особенно строго
соблюдалось. Ведь надо было после полета сравнить все
свойства микробов, и, как мы уже говорили, не только
у «микрокосмонавтов», но и у их отдельных поколений и
поколений контрольных «земных» культур.
Кандидаты в «микрокосмонавты» должны были отве-
чать определенным требованиям, и прежде всего обла-
дать стойкостью к внешней среде, а этим требованиям
отвечали спорообразующие микробы. Естественно, наря-
ду со стойкими формами изучались и весьма чувстви-
тельные к внешним воздействиям.
Ученые тщательно продумывали те важнейшие свой-
ства и показатели, по которым можно было бы судить
о влиянии космических воздействий. Конечно, основными
являлись выживаемость и способность к размножению.
Морфология и физиология микробной клетки явились
важнейшими критериями для оценки свойств микробов,
и это учитывалось.
Возникал и такой вопрос. Допустим, микробы отправ-
лялись в длительный полет без возвращения корабля на
Землю. Как же получать информацию о жизнедеятельно-
сти микробов в космосе?
Ученые нашли весьма остроумный выход из положе-
ния и решили использовать для полетов споровую куль-
туру, обладающую определенными ферментативными
свойствами, т. е. свойствами расщеплять белки и различ-
ные углеводы. Это легко установить в искусственных ин-
дикаторных питательных средах, в которых содержится
какой-либо углевод, допустим глюкоза. Если питатель-
ная среда имеет слабощелочную реакцию (pH = 7,4—7,6),
то индикатор в ней, например лакмус, окрасит среду
в синий цвет. Если же микробы начнут разлагать углевод
до кислых продуктов, то накопившаяся кислота изменит
реакцию среды в кислую сторону, на что индикатор не-
медленно даст ответ — среда покраснеет. Особенно де-
монстративным является разложение углеводов до конеч-
39
ных продуктов — СО2 и Н2О. Пузырьки газа и пены,
скопляющейся на поверхности жидкой питательной сре-
ды, весьма четко демонстрируют это. Газообразование
можно легко выявить и на плотной сахарной питатель-
ной среде. В этом случае после разложения углевода
накопившийся газ разорвет столбик питательной среды.
Весьма интересным является изменение и физического
состояния питательной среды. Посеяв специально подоб-
ранную культуру микробов, обладающую протеолитиче-
скими свойствами на плотную белковую желатиновую
среду, можно вскоре убедиться, что произойдет измене-
ние плотной среды — она станет жидкой.
Сложные задачи стояли перед конструкторами, фи-
зиками и другими специалистами для передачи инфор-
мации на Землю обо всем том, что характеризовало
поведение «микрокосмонавтов». И это было учтено в бли-
стательном разрешении советскими конструкторами,
учеными и инженерами сложнейших вопросов создания
космических кораблей.
Дальше мы расскажем, как остроумно были исполь-
зованы даже бактериофаги 1 2 для того, чтобы сигнализи-
ровать о проникновении в корабли опасных космических
лучей. Безопасность космонавтов в их полетах — это воп-
рос первостепенной важности. Создана была точная и
надежная аппаратура, отвечающая всем требованиям
микробиологического эксперимента в космическом про-
странстве.
* * *
На заре развития микробиологии С. Аррениус выска-
зал теорию о возможности переноса живой материи, и
в частности микробов, с одной планеты на другую. Со-
гласно этой теории панспермии, мировое пространство
полно необычайно стойких спор микроорганизмов, кото-
рые световыми лучами могут переноситься на другие пла-
неты, а в свое время были занесены и на Землю. Это бы-
ла лишь гипотеза, не подкрепленная фактами. Современ-
ная наука и техника, изумительные успехи в изучении
космоса смогут подтвердить или опровергнуть теорию
1 Т. е. свойствами расщеплять белки с помощью ферментов.
2 Бактериофаги — вирусоподобные частицы, способные раство-
рять микробов.
40
Аррениуса. А это будет важным шагом к разрешению
вопроса о наличии живых существ в космическом про-
странстве. Будущее это покажет, ибо покорение космоса
началось. Фантастика прошлых лет в наше время стано-
вится былью, будничными вопросами космонавтики. Ведь
пробы грунта Луны уже на Земле...
Смогут ли микробы, попавшие с одной планеты на
другую, там развиваться? То, что земные в буквальном
смысле этого слова, т. е. почвенные, микроорганизмы
Земли* могли бы развиваться в условиях Марса, дока-
зывают эксперименты, проведенные в лабораторных усло-
виях.
Так, например, помещая образцы почвы с большим
числом различных микроорганизмов в атмосферу азота,
с высоким содержанием углекислоты и без кислорода,
ученые создавали условия, сходные с марсианскими, под-
держивая ту же температуру, влажность, разреженность
атмосферы и т. п.
Опыты показали возможность развития в этих «мар-
сианских» условиях микробов, принадлежащих к различ-
ным группам. Но что бы произошло, если бы теория пан-
спермии Аррениуса подтвердилась? К чему бы это
привело? С одной стороны, споры «земных» микробов по-
пали бы, допустим, на Марс. Но не исключено, что и-на
Землю попадут «пришельцы», пусть тоже микроорганиз-
мы, с других планет. Это то, что получило в космической
микробиологии название «экспорта-импорта» микробов.
Если бы земные микробы попали на другую планету, со-
вершилось бы непоправимое. Наука потеряла бы возмож-
ность узнать, была ли жизнь на этой планете.
По этому поводу интересно мнение французских уче-
ных, которые считают, что это было бы трагедией и
человечество должно было бы нести моральную ответ-
ственность за изменение эволюционного пути на этой
планете.
Возникла проблема огромной сложности: как преду-
предить занос микробов с Земли на другие планеты?
Советские ученые уделяют этому вопросу исключительное
внимание. Предстоит разрешить сложные задачи. Ка-
кими методами стерилизовать — термическими, хими-
ческими или другими? Как стерилизовать космические
корабли? Так возникла проблема «карантинной службы
космоса», или «санитарного кордона». Так возникли но-
41
вне задачи перед микробиологами, которые хорошо
знают об изменчивости микроорганизмов. А в каком на-
правлении может пойти изменение свойств микробов,
занесенных с одной планеты на другую,— это разгадка
будущего. Впереди дальние и длительные полеты, покоре-
ние космоса. К этому микробиологи должны быть готовы.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРОБОВ
Все меньше и меньше на «карте» микромира остается
белых пятен. Даже геомикробиология, изучающая мик-
рофлору земных недр, обогатилась достижениями огром-
ного научного и практического значения. Глубже стали
наши представления о роли микробов в происхождении
многих полезных ископаемых.
Выдающийся советский ученый, основоположник гео-
химии и радиогеологии Владимир Иванович Вернадский,
много внимания уделявший роли живого вещества в ис-
тории земной коры, считал, что разгадка жизни не может
быть получена только путем изучения живых организмов.
Путем изучения земной коры он считал возможным най-
ти ответы на эти вопросы. Созданная им новая наука —
геохимия занимается выяснением роли живого веще-
ства в создании и перемещении химических элементов
земной коры.
Геомикробиологи нашли разгадку тайн эволюции жиз-
ни. Проникнув в глубины земной коры, они обнаружили
живые микроорганизмы в окаменелостях со времен па-
леозойской эры. Живые микроорганизмы найдены и в
нефтяных пластах на глубине нескольких километров.
Они приспособились к жизни в таких условиях, так как
выдерживают давление более 1000 атм.
Учеными доказано участие различных микроорганиз-
мов не только в разрушении горных пород, но и в образо-
вании залежей полезных ископаемых на большой глуби-
не. Например, в образовании метана сыграли огромную
роль микробы, способствующие-окислению водорода кис-
лородом углекислоты.
Сколько миллионов лет шла эта титаническая работа
неисчислимых невидимок! Какой не поддающийся обыч-
ному представлению труд создал миллиарды тонн твердо-
го и жидкого топлива! А на какой глубине шли эти не-
зримые, но вместе с тем гигантские процессы! Из глубо-
42
чайших девонских пластов с фонтанирующей нефтью на
поверхность земли выносятся живые микроорганизмы.
Участие микробов в превращении растительных и живот-
ных остатков в горючие ископаемые — доказанный факт,
Ученые даже дали горючим породам название—«ка-
устобиолиты». Расшифруем это слово. По-гречески
«каустос» — горючий, «биос» — жизнь, «литое» — камень.
Под этим разумеется роль жизнедеятельности микробов
в образовании «горючего камня» — угля.
Удивительные микробы живут в недрах Земли. Пора-
зительными путями, на протяжении многих миллионов
лет шла эволюция этих мельчайших живых существ. На
что только не способны эти «химики», преобразующие
почву, создающие ценнейшие вещества в недрах Земли
и на дне океанов. Так, учеными были установлены удиви-
тельные факты использования микробами таких несъе-
добных веществ, как парафин, воск, нафталин, бензол,
фенол (карболовая кислота) и др.
Для того чтобы представить роль микробов в образо-
вании различных полезных ископаемых, отметим, что
современная наука различает две основные группы кау*
стобиолитов: гумусовую 1 и сапропелевую.1 2 Если сказать,
что в результате деятельности различных микробов и раз-
ложения ими органических остатков образуются такие
гумусовые ископаемые, как торф и уголь, это уже гово-
рит о многом. К числу сапропелевых (битуминозных)
пород относятся нефть, черный воск, горючие (битуми-
нозные) сланцы, натуральный горючий газ и т. п.
Таков краткий, но довольно внушительный перечень
столь важных ископаемых, без которых в настоящее
время невозможно представить себе жизнь на нашей
планете.
Известный советский палеонтолог Александр Григорь-
евич Вологдин в книге «Земля и жизнь» приводит ряд
примеров, характеризующих роль микробов — концент-
раторов минеральных веществ. Известен вид бактерий,
осаждающих СаСО3 внутри клетки. У других бактерий
карбонат кальция выделяется в виде кристаллов при рас-
паде их клеточного вещества. Магний накапливается
литотамниями, некоторыми мшанками и др.
1 Гумус — по-латыни «почва».
2 Сапрос — по-гречески «гнилой», пелос — «ил».
43
Железо усваивается большой группой железобакте-
рий. Марганец усваивается рядом микроорганизмов
из группы лептотрикс. Фосфор в виде фосфатов обна-
ружен В. И. Вернадским в составе раковин лигнул-бра-
хиопод. (Ранее роль микробов в его накоплении не учи-
тывалась.)
Сера служит источником энергии для колоссального
количества организмов различного систематического по-
ложения— от бактерий (тионовые, пурпурные и др.) до
высших организмов, поскольку сера — непременная со-
ставная часть белка.
Зная все эго, современная наука дает методы получе-
ния важных металлов из различных руд. С помощью
микробов можно уловить серу из вод, выделяющихся
вместе с фонтанирующей нефтью. Это осуществляется
в результате окисления сероводорода, содержащегося
в «нефтяных водах».
Еще более удивительным примером является получе-
ние серы из сточных вод, богатых сероводородом. К это-
му можно добавить, что сера не единственный продукт,
который можно получить в результате микробных окис-
лительных процессов. Из минералов, содержащих железо
и разрушающихся в результате жизнедеятельности желе-
зобактерий, высвобождается железо.
Академик А. А. Имшенецкий рассматривает микробов
в качестве «помощников» геологов. Бактерии, окисляю-
щие углеводороды, стали в руках геологов чувствитель-
ными индикаторами, способными определять присутствие
углеводородов в грунтах и почве. Чем больше таких бак-
терий обнаруживается в грунте, тем, следовательно, боль-
ше оснований считать, что в грунт из глубин просачива-
ются углеводороды. Это свойство микроорганизмов легло
в основу разработанного в Советском Союзе микробиоло-
гического метода разведки нефти и горючего газа.
* * *
Создатель биогеохимии академик В. И. Вернадский
учил, что новая наука призвана изучать роль живого
вещества в создании химических элементов земных недр.
Советской науке принадлежит почетная роль в развитии
идей великого русского ученого. Пришло время, когда
можно по живым существам, микроорганизмам, «ожив-
44
ленным» после 250 миллионов лет анабиоза, представить
себе процессы, происходившие в глубине геологических
времен.
Не вымысел ли это? Не фантазия ли микробиолога
или литератора? Ведь никому не возбраняется загляды-
вать вперед на многие тысячи лет. Почему же нельзя в
своих фантазиях оглянуться назад, на то, что было сотни
миллионов лет назад? Конечно, можно, но если это уже
доказано, то фантазия перестает быть фантазией,* а ста-
новится новым научным фактом, выдающимся открытием
эпохи. Раз это открытие состоялось и подтвердилось
в высокоавторитетном Институте микробиологии Акаде-
мии наук СССР, то о нем и надо говорить языком
фактов.
Взяв кусочек породы из глубины большого куска кали-
евой руды — сильвинита, из которой добывают калийные
удобрения, Н. К. Чудинов вырастил культуру микробов.
Это потрясающее событие произошло при изучении силь-
винита — образования палеозойской эры, пролежавшего
в недрах Земли 250 миллионов лет. Вог, следовательно,
сколько лет пролежали в земле и микроорганизмы, кото-
рых оживил Н. К. Чудинов. Прежде всего он сам, да и
многие специалисты — микробиологи, биогеохимики и
другие не поверили этому. Слишком уж невероятной по-
казалась мысль о бессмертных микробах. Скорее всего
это могло оказаться недостатком методики исследования,
во время которого изучаемый кусок сильвинита был за-
грязнен вездесущими микробами — нашими «современ-
никами».
И действительно, история микробиологии знает нема-
ло таких «открытий», на поверку оказавшихся ошибками.
Надо избегать их, надо создавать такие безупречные ме-
тоды, вплоть до условий жизни микробов, которые были
возможны во времена палеозоя. А самое главное — сде-
лать так, чтобы ни одна посторонняя микробная клетка
не могла попасть из внешней среды. Как это было сдела-
но? Прежде всего был сконструирован Н. К. Чудиновым
и построен специальный аппарат, названный им «маши-
ной времени». Как производилось исследование, мы узна-
ли из очерка И. Войтенко об этом изумительном экспери-
менте.
«Мы откололи от глыбы сильвинита трехкилограммо-
вый кусок и внесли его в пламя газовой горелки. Внесли
45
и жгли до тех пор, пока руда не оплавилась со всех сто-
рон. Потом долго мыли сильвинит в формалине, убиваю-
щем все живое. Так же тщательно мы подготовили к опы-
ту сверла, молоток, зубило, пинцеты, колбы. Инструмент
мы загрузили на дно установки, а сильвинит — в шлюз,
задраенный стальной крышкой. Все было готово. Чудинов
нажал кнопку — взревел мощный насос, и стрелка мано-
метра стала падать вниз: из машины выкачивался воз-
дух. Раскаленная газовая струя ударила в шлюз машины.
Целый час кусок сильвинита обжаривался при очень вы-
сокой температуре. Вряд ли какой-нибудь микроб мог
выжить при такой жаре!
— Это еще не все! — усмехнулся Чудинов.— Для вер-
ности не хватает парилки! Мы подцепили машину тросом,
опустили ее в большую стальную камеру, тщательно за-
винтили все гайки, чтобы не сорвало крышку. В подводя-
щих трубах что-то заклокотало — в камеру ринулся
раскаленный пар. Он бушевал там четыре часа, прежде
чем мы извлекли на свет «машину времени». Вот теперь
полная гарантия, что все микробы, попавшие в машину
из воздуха или от наших рук, погибли. Остается из самой
середины куска сильвинита извлечь организмы палеозоя
и оживить их».
И все дальнейшее, вплоть до культивирования неве-
домых микробов, производится с такой тщательностью и
столь убедительно, что даже самые строгие критики —
микробиологи могут быть удовлетворены. А через не-
сколько дней в «палеозойской питательной среде» ожи-
вут после 250 миллионов лет покоя клетки и начнется
бурное их развитие и размножение. С помощью микроско-
па можно их увидеть так же, как мы видим микробов —
наших «современников». Вот она, действительность, кото-
рая потрясает воображение! Она оказалась сильнее иной
самой безудержной фантазии.
2 •	ПУТЕШЕСТВИЕ В СТРАНУ «МИКРОБИЮ»
Наука раскрывает тайны огромных миров и тайны мельчайших су-
ществ, стоящих на границе живой и мертвой природы.
Академик А. Е. Ферсман
ПО СТРАНИЦАМ ИСТОРИИ МИКРОБИОЛОГИИ
Вернемся к тем временам, когда тайна существова-
ния микробов только стала раскрываться. Это было око-
ло 300 лет назад, когда жил очень любознательный чело-
век. Он не был дипломированным ученым, не учился
в университете, но стал первооткрывателем нового
мира живых существ. Имя этого человека Антоний Ле-
венгук.
Замечательно устроен глаз человека, но он не может
видеть того, что величиной примерно в тысячную долю
макового зернышка. Вооружив свой глаз увеличительны-
ми линзами, Левенгук замер от удивления, увидев в кап-
ле воды целый мир живых существ. Они были, несомнен-
но, живыми, эти animalcula — мельчайшие «зверюшки».
Они двигались и имели различную форму. Левенгук стал
рассматривать все, что попадалось под руку, — настой из
сена и слизь изо рта, каплю речной воды и каплю из гряз-
ной лужи, гниющий кусочек мяса и каплю гноя. И везде
он находил этих «живых зверюшек». Изучая микробов
в зубном налете, удивленный Левенгук писал* «С вели-
чайшим изумлением я видел в этом материале множе-
ство животных, весьма оживленно двигавшихся. В моем
рту их больше, чем людей в Соединенном королевстве»
(т. е. в Голландии). Так была раскрыта тайна природы,
мир невидимых живых существ стал видимым. Левенгук
не только их рассматривал, но тщательно зарисовывал,
впервые показав их форму, величину и места обитания.
Интересно, что для сравнения размеров микробов Левен-
гук пользовался песчинками. Так начала создаваться но-
вая наука, которую Пастер позже назвал «микробия».
Это были ее первые страницы. 1684 год может считаться
датой возникновения новой науки — микробиологии. Это
ее современное название.
В истории микробиологии должно быть упомянуто и
имя Афанасия Кирхера (1601 —1680). В конце XVI столе-
47
Антоний Левенгук
чумой, и утверждал, что
тия братья Ганс и Заха-
рий Янсен сконструирова-
ли первый «микроскоп».
Конечно, это был еще
очень простой прибор, но,
воспользовавшись им,
Кирхер увидел замеча-
тельные вещи. Рассматри-
вая загнившее мясо, вин-
ный уксус, сыр, молоко и
др., он увидел мельчай-
ших невидимых глазом
«червячков». Он рассма-
тривал кровь и в ней уви-
дел клетки крови. Самым
интересным было то, что
Кирхер рассматривал
кровь людей, больных
в ней он находил особых «чер-
вячков», каких в крови здоровых людей не обнаружи-
вал. Конечно, при помощи своих линз, увеличивавших
лишь в десятки раз, он не мог видеть чумных бактерий,
возбудителей страшной заразной болезни — чумы. Но
интересно, что в ту эпоху даже догадки, еще не подкреп-
ленные фактами, подкрепляли взгляды на заразную при-
роду чумы и других «прилипчивых» болезней и, несом-
ненно, способствовали отказу от старых теорий. А надо
сказать, что это была эпоха борьбы между господство-
вавшим учением великого врача древности Гиппократа
о миазматической природе болезней и новыми представ-
лениями Джироламо Фракасторо о контагии. В чем же
суть этих взглядов?
Гиппократ, живший в IV в. до н. э., исходя из пра-
вильных представлений о влиянии внешней среды на ор-
ганизм человека, вместе с тем видел причины эпидемий
среди людей в миазмах. Миазмами, по его мнению, явля-
лись болезнетворные испарения, проникающие в орга-
низм при вдохе, которые образовывались не только в
воздухе, но в земле и воде. Загрязняя внешнюю среду,
они также вызывали эпидемии.
Не обоснованная какими-либо материальными дока-
зательствами, миазматическая теория Гиппократа все же
господствовала в науке много веков, пока не пришла в
48
столкновение с жизнью и новыми фактами. Слишком уж
очевидно стало значение контакта, например между боль-
ными и здоровыми, в распространении заразных болез-
ней. Эпидемии оспы, чумы и других болезней давали бес-
численные доказательства этому.
Крайне интересным является то, что замечательные
мысли о, возможно, живой природе инфекционного на-
чала, вызывающего заразные 'болезни, высказывали
даже поэты, философы и историки древности. Так, о «соп-
tagium vivum» — живом контагии (возбудителе) как
причине заразных болезней писал в V в. до н. э. философ
Фукидид. В I в. до н. э. римский поэт и ученый Варрои
писал по поводу возникновения «болотной лихорадки»
(малярии) следующее: «В болотистых местах часто за-
рождаются чрезвычайно мелкие организмы, настолько
мелкие, что они совсем не могут быть видимы нами; они
обитают в воздухе и проникают в тело человека через рот
и нос при дыхании; их присутствие в нашем теле является
причиной различных болезней». Конечно, в отношении
малярии такой механизм заражения не оправдался, он
оказался совсем иным, но мыслью о механизме зараже-
ния через дыхательные пути Варрон предвосхитил откры-
тая XIX—XX вв.
Интересные мысли о распространении заразных
болезней высказал в I в. до н. э. философ и поэт Тит
Лукреций Кар. В поэме «О природе вещей» он писал:
Существует немало семян всевозможных,
Как указал я уже, из которых одни животворны,
Но и немало таких, что приводят к болезни и смерти,
К нам долетая. Когда они вместе сойдутся случайно
И небеса возмутят, зараженным становится воздух.
Весь этот гибельный мир, все повальные эти болезни
Или приходят извне и, подобно туманам и тучам,
Сверху через небо идут, иль в самой земЛе возникают,
Вместе збираясь, когда загнивает промокшая почва
И от дождей проливных, и от солнца лучей раскаленных...
...Новая эта беда и зараза, явившись внезапно,
Может иль на воду пасть, иль на самых хлебах оседает,
Иль на пище другой для людей и на пастьбах скотины,
Иль продолжает висеть, оставаясь в воздухе самом,
Мы же, вдыхая в себя этот гибельно смешанный воздух,
Необходимо должны вдохнуть и болезнь и заразу.
49
* * *
В 1546 г. вышла книга Джироламо
Фракасторо. Само название книги
«О заразе, заразных болезнях и лече-
нии» уже говорит о многом. Фракасто-
ро на основании многих наблюдений
создал свое учение о контагиях; он
был уже очень близок к правильному
представлению о подлинной природе
заразных болезней. И хотя он писал:
«Как показывает само название, кон-
тагий представляет собой заражение,
которое переходит с одного индивидуу-
ма на другой, ибо у обоих дело идет о
заразе»,— и подчеркивал, что конта-
гиозные болезни «заключают в себе
зародышей контагия», но прямых дока-
зательств привести еще не мог.
И вот через НО лет, когда Афана-
сий Кирхер увидел под микроскопом
Рис. 5. Одна из моде- Крупные КЛеТКИ КрОВИ И, ВОЗМОЖНО,
венгуКМаИкроскопа Ле"‘ некоторые микроорганизмы, учение
--------------- Фракасторо начало получать обосно-
вание и правильное объяснение.
Основателем так называемой описательной микробио-
логии с полным правом считается Антоний Левенгук.
Этот человек прожил долгую и интересную жизнь. Та-
лантливый ученый-самоучка, он сделал открытия, создав-
шие новую эру в естествознании.
Левенгук родился в 1632 г. в г. Дельфте, в Голландии.
О нем пишут по-разному. В молодости, не закончив
даже школы, он поступил продавцом в мануфактурный
магазин. Был он и бухгалтером, и кассиром в книжной
торговле, и привратником, и торговцем полотном в Ам-
стердаме. Вероятно, это отдельные штрихи его биогра-
фии. Страсть этого простого, но талантливого человека
к шлифовке стекол и приготовлению увеличительных
линз привела его к замечательным наблюдениям и пора-
зительным открытиям.
В свободное от работы время Левенгук изучал на гра-
нильных фабриках Амстердама искусство шлифовки
50
стекла и изготовления увеличительных линз. В этом деле
Левенгук достиг такого по тому времени совершенства,
что сконструированный им микроскоп давал четкие и
ясные изображения, увеличивая в 200 раз. Увидев новый
мир мельчайших живых существ и не сознавая еще их
значения, Левенгук понял новизну своих открытий.
Со всей добросовестностью он зарисовывал все то, что
наблюдал, и старательно описывал. Писал он по-голланд-
ски, но так как научные труды тех времен принято было
писать на латинском языке, Левенгук оказался в затруд-
нительном положении. Ему очень хотелось поведать
ученому миру об открытии невидимых «зверюшек», но
латинского языка он не знал. Левенгук был не только лю-
бознательным, но и настойчивым человеком и добился,
чтобы его работы перевели на латинский язык,— и тогда
они приняли вполне «научный» вид. Теперь он мог
посылать их в Лондон, в Британское научное общество.
На протяжении многих лет Левенгук послал около 120
описаний. Среди ученых Лондона они вызвали переполох.
Вначале исследованиям неизвестного голландца не пове-
рили, ибо попросту не могли их проверить, так как уве-
личительные линзы лондонских ученых были хуже и не
могли давать тех увеличений, которыми пользовался
Левенгук.
Но со временем в Англии и в других странах эти
наблюдения подтвердились и были признаны как выдаю-
щиеся достижения науки.
Так возникло первое научное описание микробов. Бу-
дучи уже 63-летним стариком, Левенгук все свои много-
численные наблюдения оформил и издал в виде книги,
которую назвал «Тайны природы, открытые Антонием
Левенгуком» — «Arcana naturae detecta ab Antonio van
Leeuwenhoek».
To, что впервые открылось его взору, было по тем вре-
менам настолько невероятным и непонятным, что находи-
лись скептики, которым легче всего было объявить все
увиденное Левенгуком чепухой, а всю работу его — ни-
кчемным занятием. Надо сказать, что первым критиком
своих открытий был сам Левенгук, но это было добросо-
вестностью ученого, считавшего своим долгом еще и еще
раз проверить себя и убедиться в правильности своих
наблюдений. Ведь то, что он видел под микроскопом, бы-
ло не только удивительным, но и очень разнообразным
51
миром. Надо было разобраться в нем и не ошибиться.
Левенгук писал: «Человек, который в первый раз смотрит
в микроскоп, говорит, что теперь я вижу то-то, а теперь
то-то... И все же самый опытный наблюдатель может
оказаться в дураках. Не всякий поверит, сколько време-
ни я потратил на свои наблюдения, но я делал их с радо-
стью, не обращая внимания на тех, которые говорили:
стоит ли на это тратить так много труда и какой во всем
этом толк?» И действительно, никто, даже сам Левенгук,
не представлял себе, какую роль в природе и жизни чело-
века играют открытые «живые зверюшки».
Прошло много лет. Наблюдения Левенгука подтвер-
ждались, накапливалось множество новых фактов, и все
труднее становилось в них разобраться.
Надо сказать, что к XVIII столетию были уже сделаны
успешные попытки систематизации и классификации
животных и растений. Выдающийся шведский ботаник
Карл Линней создал свою, знаменитую «Систему при-
роды». Но когда Линней сделал попытку систематизиро-
вать и известные к тому времени микробы, он не смог
этого сделать и вынужден был объединить их всех в одну
группу под названием «Хаос» (Chaos).
Только в конце XVIII и в первой половине XIX столе-
тия сначала О. Мюллером, а затем X. Эренбергом сдела-
ны были первые успешные попытки систематизировать
мир микроорганизмов.
Основы современной классификации микробов были
заложены во второй половине XIX столетия Ф. Коном и
К. Негели, которые доказали растительную природу из-
вестных к тому времени микробов. К. Негели предложил
объединить их в особую группу (класс), которую он на-
звал грибы-дробянки (шизомицеты). Кон и Негели стоя-
ли на крайне противоположных позициях во взглядах на
природу и развитие микроорганизмов. Кон утверждал,
что микробы не изменяются. Исходя из этого, он в основу
своей классификации положил форму микробов, их вели-
чину и характер образуемых ими колоний. Кон считал
указанные свойства неизменяемыми. Это помогло ему
описать четыре основные формы микробов: кокковые,
или шаровидные, палочковидные, нитевидные и спираль-
но-изогнутые. Надо сказать, что мы и сейчас, в XX в.,
различаем подобные группировки микробов по форме, но
Кон был и прав, и не прав. Создав учение о мономорфиз-
62
ме 1 микробов, Кон отри-
цал возможность измене-
ния форм микробных кле-
ток под влиянием внеш-
ней среды. С одной сторо-
ны, учение Кона помогло
изучить и разобраться в
специфике разнообразных
микробов — ив этом его
положительная роль в на-
уке. С другой стороны,
учение Кона пришло в
столкновение с жизнью и
наблюдениями других
ученых. В противополож-
ность Кону, К. Негели со-
здал учение о полимор-
физме1 2, или плеоморфиз-
Лев Семенович Ценковский
ме, микробов, считая возможной безудержную изменчи-
вость микробов, т. е. возможность перехода из одной
формы в другую, из одного вида в другой. Интересно,
как Негели представлял себе эту изменчивость. Учение о
плеоморфизме допускало, что один и тот же вид из по-
коления в поколение принимает попеременно морфологи-
ческие и физиологические формы, которые на протяжении
лет и десятилетий вызывают то скисание молока, то об-
разование масляной кислоты, то гниение белковых ве-
ществ, то разложение мочевины3, т. е. свойства различ-
ных микробов, относящихся к совершенно различным
видам.
Ошибочность учения Негели отразилась и на взглядах
о природе и специфичности действия болезнетворных мик-
робов. Так, по его мнению, микробы могли попеременно
вызывать «то дифтерию, то тиф, то перемежающуюся ли-
хорадку».
Один из основоположников современных научных ос-
нов микробиологии, русский ученый Лев Семенович Цен-
ковский (1822—1887), разработал основы морфологии
микробов, исходя из эволюционных принципов их разви-
1 Моно — «один», имеется в виду постоянство форм микробов.
2 Поли — «много».
3 Подчеркнуто нами (С. Б.).
53
Евгений Никанорович Павловский
тия. По отзывам совре-
менников, исследования
Ценковского «постепенно
приподняли перед глаза-
ми науки завесу чудесно-
го мира микроорганиз-
мов».
Вначале микробов от-
носили только к расти-
тельному миру, но в даль-
нейшем было доказано,
что многие микроорганиз-
мы являются простейши-
ми животными. Много
простейших встречается в
природе и в организме
животных. Хотя они на-
зываются простейшими
животными и являются
одноклеточными организмами, они сложны как по строе-
нию клетки, так и по характеру жизнедеятельности.
Академик Е. Н. Павловский о названии «простейшие»
так говорил: «Понятие «простейшие» является относи-
тельным. Как бы морфологически просто ни было устрое-
но одноклеточное животное, оно является целым орга-
низмом, отправляющим все основные жизненные функ-
ции». В отличие от микробов — низших растений — про-
стейшие имеют обособленное ядро и цитоплазму.
В открытии микробов — простейших животных (по-
латыни— Protozoa) большую роль сыграли русские уче-
ные Ф. Грос, описавший паразитических амеб в 1849 г.,
Ф. А. Леш, открывший возбудителя амебной дизентерии
в 1875 г., и П. Ф. Боровский, открывший в 1898 г. в Сред-
ней Азии возбудителя пендинской язвы. Возбудители
малярии — малярийные плазмодии — также относятся к
классу простейших.
* * *
В истории микробиологии исключительную роль сы-
грали открытия Луи Пастера. Кратко, но выразительно
об этих открытиях начертано на мемориальной доске,
прибитой к зданию, где работал великий ученый. Вот эти
строки:
54
1857 г.— брожения;
1860 г. — самопроиз-
вольное зарождение;
1865 г.— болезни пива
и вина;
1868 г.— болезни шел-
ковичных червей;
1881 г.— инфекция и
вакцины;
1885 г. — предохране-
ние от бешенства.
Вернемся к дате —
1860 г., к которой отно-
сятся исследования Па-
стера о самопроизвольном
зарождении.
Для развития микро-
биологии, установления ее
основ и разработки рациональных, научно обоснованных
методов исследования спор о самопроизвольном зарож-
дении имел огромное значение. Это был старый спор, не
прекращавшийся столетиями. Спор имел и философский
характер. Вопрос о самопроизвольном зарождении живо
интересовал и церковников, искавших в нем подкрепле-
ния определенных религиозных взглядов. Спор о само-
произвольном зарождении микробов с особой силой раз-
горелся в XIX столетии. Придавая большое значение для
науки решению проблемы о самопроизвольном зарожде-
нии, Французская Академия наук назначила за это осо-
бую премию. Микробиология бурно развивалась, все
больше стало известно микробов, все яснее становилась
их роль в природе и жизни человека. И вот когда Луи
Пастер доказал роль микробов в брожении и гниении,
возник вопрос: а откуда же берутся микробы в бродящей
жидкости? Или, быть может, они здесь же, в жидкости,
самопроизвольно зарождаются? Ведь утверждал же
англичанин Д Нидхэм, что микробы возникают самопро-
извольно, например в гниющем мясе. Чем он обосновы-
вал свои взгляды?
На первый взгляд казалось, что Нидхэм прав, так как
его мнение вытекало из поставленных им экспериментов.
Приготовив настои из мяса или растений, он помещал
55
их в колбы, закрывал и некоторое время прогревал. Нид-
хэм полагал, что нагревание полностью убило всех микро-
бов. Проходило несколько дней, а в настое снова оказы-
вались живые микроорганизмы. Вывод напрашивался
как будто в пользу самопроизвольного их зарождения,
и Нидхэм его сделал и упорно защищал свои взгляды.
Первый удар взглядам Нидхэма нанес итальянский
ученый Л. Спалланцани, который доказал, что Нидхэм
недостаточно долго прогревал мясные или растительные
настои. Именно это сыграло роль в ошибочном выводе
Нидхэма. Если, утверждал Спалланцани, настои нагре-
вать более длительное время, они станут стерильными,
все микробы будут умерщвлены. Русский ученый
М. М. Тереховский (1740—1796) также выступил против
мнения Нидхэма.
XVIII век не принес решения этого вопроса: каждый
ученый и его последователи оставались при своем мне-
нии. Больше того, уже в XIX в., в 1859 г., французский
ученый Ф. Пуше в одной из опубликованных работ снова
выступил с утверждениями о возможности самопроиз-
вольного зарождения.
Пастер долго и тщательно изучал этот вопрос, и ре-
шение его было по простоте и доказательности поистине
гениальным.
Если, например, взять колбу с раствором глюкозы и
оставить открытой на воздухе, то легко можно убедиться
в том, что вскоре жидкость забродит и появятся пузырь-
ки газа. Картина брожения совершенно ясная. Возмож-
но, что это «дело рук» микробов, не только находившихся
в растворе, но и попавших _в него извне — из воздуха.
Пастер решил проверить это и, чтобы микробы не прони-
кали извне, закрыл колбу пробкой, а чтобы убить тех
микробов, которые были в растворе, хорошо прокипятил
его. Сделав так, Пастер доказал, что стерильный сахар-
ный раствор не бродит и долго сохраняется в таком виде.
Это был новый сокрушительный удар по антинаучным
взглядам о самопроизвольном зарождении микробов. Ин-
тересно, что запаянная Пастером колба со стерильной
средо?! сохранена до наших дней.
Много было поставлено и других крайне интересных
опытов, подтверждавших взгляд Пастера. Но противники
Пастера не сдавались. Они, например, утверждали, что
брожение в стерильной жидкости не происходит потому,
56
что такая среда является негодной для самопроизвольно-
го зарождения микробов.
Пастер и это решил проверить. И все, что он делал,
имело строго научный, экспериментальный характер.
Пастер был блестящим экспериментатором и требовал
строгих научных доказательств в любом вопросе. Пастер
предложил оппонентам открыть колбу со стерильным
раствором, который те считали непригодным, и даже
внести туда живые микробные клетки бродильной флоры
и снова закрыть колбу пробкой. Что произойдет? А про-
изошло то, что микробы стали в этой стерильной среде
неудержимо размножаться. В короткий срок их накопи-
лось здесь несчетное множество миллиардов, и... жид-
кость снова забродила. Вот и ответ на возражение оппо-
нентов. Стерильная среда оказалась прекрасной для
жизнедеятельности микробов.
Пастер предложил поставить опыт и доказать, что
никакого самопроизвольного зарождения микробов нет.
Брожение может наступить под влиянием микробов воз-
духа, если они попадут в раствор.
И вот берется новая колба со стерильным раствором
и снова открывается пробка. Колба в таком виде остает-
ся в комнате на столе, никаких микробов ученый в нее
не вносит. Через сутки, особенно в теплой комнате, сте-
рильный сахарный раствор забродил, а от обилия раз-
множившихся в нем микробов совершенно прозрачный
раствор стал мутным. То же происходило с самыми раз-
личными питательными средами.
У Пастера были противники даже среди ученых, стре-
мившихся к истине, но допускавших методические ошиб-
ки в своих опытах. Детально проанализировав эти ошиб-
ки, Пастер указал на основные из них, а именно:
1) недостаточную стерилизацию питательных сред и
2) несовершенную защиту их от попадания микробов
извне, особенно из воздуха. Для предотвращения этого
Пастер использовал стерильные ватные пробки и пока-
зал, что проходящий через них воздух становится
стерильным, так как слой ваты полностью задерживает
микроорганизмы. Наружный слой ватной пробки всегда
загрязнялся микробами. Стоило лишь такую пробку
протолкнуть внутрь колбы — в питательную среду, как
в ней снова начинали размножаться микробы, попавшие
из воздуха. Этим простым опытом Пастер легко отверг
57
беспочвенные измышления о якобы наступающей порче
среды и непригодности ее для развития жизни после
стерилизации высокой температурой.
Пастер неопровержимо доказал, что самозарождение
организмов, хотя бы и самых примитивных, какими явля-
ются бактерии, не имеет места: в питательных растворах
развиваются лишь те микроорганизмы, которые там уже
были или же попали в них извне. Если же питательный
раствор простерилизовать в колбе, надежно защищенной
от проникновения микробов из окружающей среды, то
он сохранится стерильным в течение неопределенно дол-
гого времени.
Так был доказан единый основной закон происхожде-
ния живых организмов: они возникают только от себе
подобных — живое происходит от живого (Omne vivum е
vivo).
С появлением работ Пастера начинается новый этап
в развитии микробиологии. Если до него развитие микро-
биологии носило лишь описательный характер, когда ос-
новное внимание исследователей было обращено на опи-
сание разнообразия форм микробов, то в дальнейшем
начинается всестороннее изучение жизнедеятельности,
т. е. физиологии, микробов, а отсюда новый этап в разви-
тии микробиологии получил название физиологического.
Физиологическое направление оказалось необычайно
плодотворным для развития микробиологии. Обогатив
науку сведениями глубокого теоретического характера,
микробиология начала отвечать на различные запросы
практики. Так было с замечательными работами Пастера
о брожении и гниении. В этих работах Пастер с исчерпы-
вающей ясностью и полнотой раскрыл роль микробов в
указанных процессах. Так было со знаменитыми работа-
ми Пастера по изучению причин так называемых болез-
ней пива и вина и болезней шелковичных червей. Всюду
виновниками оказались микробы. Именно эти работы
Пастера стали как для него самого, так впоследствии и
для многих ученых во всем мире отправными пунктами
для работ по изучению роли микробов в возникновении
заразных болезней человека, животных и растений. От-
крылась новая эра в развитии медицинской, ветеринар-
ной и сельскохозяйственной микробиологии.
Эти вопросы столь важны и интересны, что на них
нельзя хотя бы вкратце не остановиться.
58
Винодельческое, пивоваренное и шелководческое дело
было основой экономики ряда провинций Франции. В се-
редине XIX столетия некоторые винодельческие и шелко-
водческие районы Франции переживали большой упадок.
Вина от неизвестной причины то скисали, то становились
горькими. От какой-то таинственной причины болели и
гибли шелковичные черви.
Несколько лет понадобилось Пастеру для того, чтобы
найти истинных виновников указанных бед. Они оказа-
лись мйкробами, попадающими извне в вино и пиво.
Пастер не только доказал это, не только блестящими опы-
тами опроверг все. возражения и доводы своих против-
ников, но и указал метод борьбы с этими болезнями пива
и вина, который в настоящее время широко применяется
и известен под названием «пастеризация». Теперь пасте-
ризуют фруктовые соки, молоко и другие пищевые про-
дукты. Сущность этого метода заключается в нагревании
продукта, например до 70°. При такой температуре мно-
гие микробы, находящиеся в пищевых продуктах, гибнут,
но питательные свойства продуктов не разрушаются. Хо-
тя гибнут не все микробы, но продукты некоторое время
не подвергаются порче.
Метод борьбы с болезнями шелковичных червей так-
же является заслугой Пастера. Восторжествовала наука,
обогатившись новыми данными. Винодельческие и шелко-
водческие районы вышли из катастрофического положе-
ния. Гексли даже подсчитал, что экономический эффект
работ Пастера был настолько велик, настолько поднял
благосостояние Франции, что страна получила возмож-
ность уплатить Германии после франко-прусской войны
1871 г. огромную контрибуцию в 5 миллиардов франков.
Биограф Пастера Валери-Радо так характеризует
отношение великого ученого к запросам практики: «Как
всегда, самым крупным научным проблемам он старался
найти практическое применение».
Исследования Пастером процессов брожения и гние-
ния имели огромное теоретическое значение. Установив
микробную причину всех этих процессов, Пастер опро-
верг господствовавшую в то время теорию известного не-
мецкого ученого Либиха, считавшего, что процессы бро-
жения и гниения имеют чисто химическую основу.
После этого Пастер переключился на исследования
уже чисто медицинского характера. Вначале это каса-
59
Роберт Кох
лось возбудителей зараз-
ных болезней. Интересно
сделать такой экскурс в
область истории науки.
Задолго до классических
работ Пастера по изуче-
нию брожения физик и
философ XVII в. Р. Бойль
высказал мысль, что сущ-
ность заразных болезней
поймет тот, кто раскроет
природу брожения. Эти
слова оказались пророче-
скими. Пастер, открыв-
ший микробов, вызываю-
щих молочнокислое, мас-
лянокислое и спиртовое
брожение, изучил и возбу-
дителя сибирской язвы —
тяжелого заразного заболевания животных и человека.
До Пастера отдельными учеными уже высказывались
предположения, что некоторые заболевания вызываются
микроорганизмами. Но это нужно было доказать. И Пас-
тер со свойственным ему экспериментаторским мастер-
ством изучает возбудителя сибирской язвы.
За несколько лет до начала работ Пастера в этом
направлении французский ученый Давэн открыл возбу-
дителя сибирской язвы. С помощью микроскопа он уви-
дел в крови больного сибиреязвенные бациллы, но дове-
сти до конца начатое дело не мог, так как не в состоянии
был получить чистую культуру этих микробов. Это сде-
лали Пастер и Кох. Коху и Пастеру не только удалось
получить ее на искусственных питательных средах, но и
заразить животных, вызвав у них впервые эксперимен-
тальную сибирскую язву.
В дальнейшем Пастер и его ученики переключились
на борьбу с заразными болезнями. Оружием в этой борь-
бе Пастер избирает тех же микробов. Ослабив возбуди-
телей сибирской язвы и бешенства, Пастер дал миру вак-
цины, т. е. препараты для прививок против этих болез-
ней. Идя по пути, указанному Пастером, микробиологи
всего мира нашли методы профилактики (предупрежде-
ния) различных других заразных болезней.
60
Своим необычайным
расцветом микробиология
обязана также и другому
крупнейшему микробио-
логу — Роберту Коху. Ро-
берт Кох открыл возбу-
дителей туберкулеза и
холеры, а его ученики —
возбудителей дифтерии,
брюшного тифа, воспале-
ния легких, столбняка
и др.
Почетное место в раз-
витии микробиологии и
иммунологии принадле-
жит великому русскому
ученому Илье Ильичу
Мечникову — создателю
Илья Ильич Мечников
учения о фагоцитозе.
О творчестве Мечникова и его роли в создании современ-
ной микробиологии и теории иммунитета мы расскажем
далее.
Мы назовем еще ряд ученых, с чьими именами и заме-
чательными делами связано раскрытие тайн многих
заразных болезней и эпидемий, уносивших миллионы
человеческих жизней, а также ученых, открывших эпоху
в микробиологии и иммунологии.
* * *
Заканчивалось XIX столетие. После открытий Левен-
гука прошло более 200 лет. Славные «охотники за микро-
бами», вооруженные прекрасными микроскопами, от-
крыли множество различных микробов. Наука раскрыла
их роль в природе и жизни человека. Оказалось, что сре-
ди них много наших лютых врагов, угрожающих здоро-
вью и жизни человека. Это был поистине бурный поток
открытий.
В конце 30-х годов XIX в. было доказано, что возбуди-
телями парши и стригущего лишая (трихофитии) явля-
ются паразитарные микроскопические грибы кожи и
волос.
В 1850 г. был открыт микроб — возбудитель сибир-
ской язвы, в 1878 г.— проказы, а в 1879 — возбудители
61
возвратного тифа и гонор-
реи. В 1880 г. были откры-
ты микробы брюшного
тифа, описаны возбуди-
тели малярии.
Весьма плодотворны-
ми для открытия новых
болезнетворных микробов
были 1882—1884 гг. В те-
чение трех лет ученые от-
крыли возбудителей сапа,
туберкулеза, холеры, диф-
терии, столбняка, гное-
родных кокков — стафи-
лококков, стрептококков.
В 1887 г. открыты ме-
нингококки — возбудите-
ли эпидемического цере-
Дмитрий Иосифович Ивановский брОСПИНИЛЬНОГО МеНИНГИ-
та, а в 1888 г.— возбуди-
тели воспаления легких — пневмококки.
Девяностые годы XIX столетия ознаменованы в мик-
робиологии открытиями возбудителей чумы, ботулизма,
сонной болезни и отдельных представителей группы ди-
зентерийных палочек.
Исключительным по своему значению для науки и
практики было открытие фильтрующихся вирусов, о чем
мы дальше расскажем.
В XX в. открыты возбудители сифилиса, туляремии,
коклюша, инфекционной желтухи, сыпного тифа и дру-
гих заболеваний.
И все же, несмотря на все эти открытия и достижения,
микробиология стала перед новыми трудностями и непо-
нятными вопросами.
При множестве болезней человека, животных и расте-
ний были открыты и довольно хорошо изучены вызываю-
щие эти болезни микробы. Почему же при других заболе-
ваниях, несмотря на то, что заразная их природа была
очевидной, возбудители не обнаруживались?
Почему, располагая замечательными и тонкими мето-
дами исследования, невозможно было проникнуть в тай-
пы этих болезней, в новые тайны природы?
62
Ответы на эти вопросы стали возможными благодаря
новому и исключительному по своему значению откры-
тию нашего выдающегося соотечественника — Дмитрия
Иосифовича Ивановского.
Если открытие Левенгука и дальнейшее развитие оп-
тики позволило ученым увидеть микробы, измеряющиеся
микронами, т. е. тысячной долей миллиметра, то Иванов-
ский открыл новый мир микробов, измеряющихся милли-
микронами, т. е. тысячной долей микрона, или миллион-
ной долей миллиметра. И самым замечательным в от-
крытии Д. И. Ивановского было то, что, открыв новый
класс микробов, названных им фильтрующимися вируса-
ми, сам он их не видел. Даже в самые лучшие микроско-
пы, способные увеличивать до 2000 раз, нельзя увидеть
вирусов, настолько многие из них малы. И только деся-
тилетия спустя, когда был изобретен электронный микро-
скоп, способный увеличивать в несколько десятков тысяч
раз, вирусов наконец увидели L С открытием Ивановско-
го начала бурно развиваться новая отрасль микробиоло-
гии — вирусология, осветившая новые тайны природы.
Сейчас, оглядываясь на пройденный наукой путь, не
перестаешь поражаться, сколько гениальной догадки
нужно было, чтобы, не располагая теми методами, кото-
рые сейчас применяются для изучения вирусов, открыть
этот новый класс микробов — фильтрующихся вирусов.
А мысль появилась у Ивановского простая, но вместе
с тем поистине гениальная. Наблюдая листья табака, по-
раженные мозаичной болезнью, Ивановский выделил сок
из больных листьев и профильтровал его через бакте-
риальные фильтры 1 2. Эти фильтры имели столь маленькие
отверстия, что через них не могли пройти никакие микро-
бы величиной даже в 2—3 мк. Иначе говоря, все види-
мые в микроскоп микробы задерживались на фильтрах.
Казалась бы, если в прозрачной жидкости, прошедшей
через бактериальные фильтры, не было никаких микро-
бов, то она никакого вредного действия на здоровые, све-
жие листья табака не должна была оказывать. Но оказа-
1 Современные электронные микроскопы дают увеличения до
200 000 раз.
2 Фильтры применяются для отделения микробов от жидкой
среды. В настоящее время пользуются керамическими, стеклянны-
ми, асбестовыми, коллодийными и другими фильтрами, имеющими
различную величину пор (отверстий).
63
лось, что, когда капли такой чистой и абсолютно прозрач-
ной жидкости Ивановский нанес на здоровые листья, на
них через некоторое время появились пятна неравномер-
ной окраски и вскоре развилась мозаичная болезнь.
Словно молния блеснула мысль — значит, в прозрач-
ной жидкости были какие-то микробы, но они, по-види-
мому, в тысячи раз меньше тех, которые известны нам!
Поэтому микроб мозаичной болезни листьев табака и
прошел через бактериальный фильтр. Возможно, что эти
мельчайшие из микробов не имеют и клеточной структу-
ры. Значит, открыт новый микроб, и его можно назвать,
в отличие от всех известных в науке микробов, фильтрую-
щимся вирусом !...
Дмитрий Иосифович Ивановский был строгим и тре-
бовательным к себе исследователем, и прежде чем сфор-
мулировать новое учение о фильтрующихся вирусах, он
проделал много проверочных опытов. Прежде всего
Ивановский да и другие ученые, проверявшие его откры-
тие, задали себе вопрос: раз в фильтратах 1 2 сока больных
листьев пет видимых микробов, то не вызывается ли
мозаичная болезнь микробным ядом? Возможно, что он
проходит через фильтры и, будучи нанесен на здоровые
листья, вызывает поражения. Но если бы это было так,
то яд, как неживое вещество, вызвал бы у одного или
другого растения болезнь, а дальше прекратил бы свое
действие.
Результаты исследований блестяще подтвердили
мысль ученого. Сотни раз повторяя опыты и заражая здо-
ровые листья фильтратом сока больных, Ивановский убе-
дился в закономерности полученных результатов. «Да,—
говорил он,— я могу заражать (и я не боюсь этого слова,
именно заражать) здоровые листья в бесконечном числе
опытов. Если я заражаю фильтратом от больных листьев
одного растения другое, от второго третье..., от сотого сто
первое и т. д., а сила вируса не слабеет, значит, фильт-
рующиеся вирусы мозаичной болезни табака живые су-
щества — микробы, которые в растении размножаются и
1 От латинского слова virus — «яд». Этим словом до конца
XIX столетия обозначались опасные для здоровья ядовитые вещест-
ва. После открытия Ивановского особый класс микроорганизмов
получил название «вирусы», а паука, изучающая их,— «вирусо-
логия».
2 Фильтрат — это жидкость, полученная после фильтрования.
64
поражают его». Так Д. И. Ивановский открыл новый
класс микробов — огромную группу фильтрующихся ви-
русов, или, как их теперь просто называют,— вирусов.
Открытие Ивановского не только обогатило человече-
ство новыми знаниями, но и проложило новые пути в изу-
чении и познании природы.
Чтобы оценить историческое открытие Ивановского
хотя бы для медицины, достаточно сказать, что возбуди-
телями таких заболеваний, как оспа, бешенство, корь,
грипп, энцефалиты, полиомиелит, ящур, и многих других
являются фильтрующиеся вирусы. Множество вирусов
открыто при заболеваниях животных и растений.
Если к этому добавить, что в настоящее время хорошо
доказана роль вирусов в возникновении некоторых опу-
холей у человека, млекопитающих животных и птиц,—
становится еще более ясным значение вирусов и величие
открытия Ивановского.
* * *
Первые шаги Д. И. Ивановского в науке интересны и
для молодежи весьма поучительны.
Ивановский научную работу начал рано, будучи сту-
дентом 4-го курса Петербургского университета. Занять-
ся изучением болезней табака поручило ему общество
естествоиспытателей. Конечно, для юноши-студента это
было большой честью, но налагало и большую ответст-
венность. Дмитрий Ивановский хорошо понимал это, но
не в его правилах было уходить от трудностей. Его увлек-
ло научное задание, и он думал лишь о том, как лучше
выполнить исследование.
Ивановский начал работу. Кто мог подумать тогда,
что выйдет из этой студенческой работы? Какой перево-
рот в науке сделает замечательное наблюдение молодого
ученого?
Ивановский, несмотря на молодость, был достаточно
осторожен, чтобы делать скороспелые выводы. Это пол-
ностью отвечало и жизненным принципам молодого че-
ловека, и его отношению к своему долгу и обязанностям.
О душевном облике молодого ученого хорошо говорят
скупые записи из его дневника, относящиеся к 1889 г.
В это время Ивановский хотя и был оставлен при универ-
ситете, но не получал за работу никакого денежного
вознаграждения и очень нуждался. С большим трудом
3 Зак. 605
65
А. С. Фаминцын 1 выхлопотал для него стипендию из спе-
циальных средств факультета. Но Ивановский от нее
решительно отказывается. «Я твердо решился не брать
стипендии,— пишет он в дневнике.— Дело вот в чем: что-
бы успевать в жизни, нужны или выдающиеся таланты,
или умение жить. Ни того, ни другого у меня нет, а стало
быть... нужно быть очень осторожным. Так вот сегодня
я и объявил Фам 1 2, что надеюсь достать урок и потому...,
что урок лучше стипендии, так как, получая деньги за
урок, я вижу, за что получаю. А стипендию за что пла-
тить? За научные занятия нельзя платить, а в счет буду-
щих благ уже совсем не имеет смысла». Приняв в конце
концов, по настоянию А. С. Фаминцына, стипендию, Ива-
новский сразу от нее отказался, как только получил
должность лаборанта в ботанической лаборатории Ака-
демии наук.
В 1892 г. в журнале «Сельское хозяйство и лесовод-
ство» Ивановский опубликовал свою знаменитую статью
«О двух болезнях табака». Эта статья открыла новую
эпоху в изучении мира микроорганизмов и положила на-
чало науке о вирусах. Однако потребовалось еще десять
лет упорной работы для того, чтобы Дмитрий Иосифович
закончил эти исследования и счел возможным оформить
их в виде большой монографической работы — «Мозаич-
ная болезнь табака». Эта работа была представлена им
в виде докторской диссертации и успешно защищена
в 1903 г. в Киевском университете.
По количеству проведенных наблюдений и экспери-
ментов, по широте поднятых вопросов эти исследования
явились крупным вкладом в науку. Д. И. Ивановский
впервые установил, что болезнь табака, описанная ранее
Майером в Голландии под названием мозаичной, в дей-
ствительности представляет собой не одно, а два совер-
шенно различных заболевания одного и того же расте-
ния. Одно из них — рябуха, вызываемая микроскопиче-
скими грибами, второе же — собственно мозаичная бо-
лезнь, изучением возбудителя которой подробно зани-
мался Ивановский. Он предложил целую систему меро-
приятий для предупреждения распространения этих бо-
лезней на табачных плантациях.
1 А. С. Фаминцын — учитель Ивановского в университете.
2 Фаминцыну.
66
Однако в историю науки Ивановский вошел не как
фитопатолог, хотя его заслуги в этом отношении совер-
шенно бесспорны, а как исследователь, доказавший, что
открытый им возбудитель мозаичной болезни табака от-
носится ж новому виду возбудителей заразных болезней.
По существу, это был первый вирус, открытый и описан-
ный ученым. В этом исключительная ценность исследова-
ний Д. И. Ивановского. В результате серии кропотливо
проведенных и безупречных в методическом отношении
опытов он показал, во-первых, что открытый им возбуди-
тель болезни табака по своим размерам меньше всех из-
вестных микробов и поэтому невидим в световые микро-
скопы и проходит через бактериальные фильтры, обычно
задерживающие любую микробную клетку; во-вторых,
что этот возбудитель не представляет собой «живое жид-
кое заразное начало» (contagium vivum fluidum), а со-
стоит из дискретных частиц, т. е. мельчайших телец (кор-
пускул), способных к самовоспроизведению, в результате
чего число их в зараженных растениях увеличивается,
что напоминает по своему конечному результату размно-
жение организмов; в-третьих, что $тот возбудитель ведет
себя как облигатный паразит, способный размножаться
только в живых клетках восприимчивых организмов, и
обладает резко выраженными инфекционными и болезне-
творными свойствами. И наконец, Ивановский впервые
увидел и описал скопление кристаллов вируса табачной
мозаики — факт, получивший подтверждение лишь спу-
стя сорок с лишним лет.
Хотя итогом изучения болезней табака явилась дис-
сертация Д. И. Ивановского, но исчерпывающие данные
о возбудителе мозаичной болезни были опубликованы им
значительно раньше — в 1892 г., в уже упомянутой выше
статье «О двух болезнях табака». Эту дату принято счи-
тать датой открытия вирусов и первой страницей вирусо-
логии.
«ПОРТРЕТЫ» МИКРООРГАНИЗМОВ
Огромен и разнообразен мир микробов... Трудно было
в нем разобраться, но все-таки и в этом многообразии
найдены четкие признаки, позволяющие их различать и
отличать друг от друга. Понадобился долгий путь от уве-
личительных линз Левенгука до современных электрон-
з*
67
ных микроскопов,. иначе говоря,
от увеличения в 200 раз до
200 000 раз, чтобы раскрыть тай-
ны микробной клетки и вирусной
частицы.
В мире микроорганизмов раз-
личают: 1) бактерии; 2) лучи-
стые, нитчатые и дрожжевые гри-
бы; 3) спирохеты; 4) простейшие;
5) вирусы; 6) риккетсии. С точки
зрения их строения можно отме-
тить, что бактерии являются од-
ноклеточными микроорганизма-
ми, некоторые микроскопические
грибы — многоклеточными. Виру-
сы относятся к группе неклеточ-
ных образований.
Не ставя перед собой задачи
изложения большого и сложного
вопроса о систематике и класси-
фикации микроорганизмов, мы
покажем лишь на рисунках «пор-
треты», т. е. форму и структуру,
представителей различных групп
микроорганизмов, назовем их и
дадим им краткие характери-
стики.
I. Бактерии представляют со-
бой одноклеточные недифферен-
цированные микроорганизмы ра-
стительной природы. Они лишены
хлорофилла. Размножаются пу-
тем простого поперечного деле-
ния.
По внешним признакам (фор-
ме) различают три основные груп-
пы бактерий: шарообразную (кок-
ки), палочковидные (бациллы,
Рис. 6. Основные формы микробов:
/—стафилококки; 2—3— диплококки; 4— стре-
птококки; 5— тетракокки; 6— сарцины; 7—9—
различные виды палочек; 10—вибрионы;
11—12— спириллы
68
бактерии) и группу извитых форм (вибрионы, спи-
риллы).
1.	Кокки — это микроорганизмы, имеющие сфериче-
скую 1 форму. Закономерность расположения кокков
у разных микробов бывает различной. В зависимости от
этого различают монококки или микрококки, когда кокки
разбросаны одиночно (моно — по-латыни «один»). Если
рассматривать микрококки под микроскопом, то они рас-
полагаются в препарате без какой-либо закономерности,
как бы в беспорядке. В отличие от них диплококки, или
парные кокки, располагаются закономерно — попарно.
Такая закономерность объясняется делением кокков в од-
ной плоскости. Тетракокки, или, иначе говоря, четверки,
имеют расположение, которое обусловливается делением
в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
В воздухе широко распространены и другие кокковые
микроорганизмы — сарцины 1 2, имеющие форму пакетов и
состоящие из 8—16 клеток. Указанное выше расположе-
ние зависит от деления кокков в трех взаимно перпенди-
кулярных направлениях.
У стафилококков деление происходит в различных
направлениях, без особых закономерностей. Скопления
кокков напоминают гроздья винограда 3.
Стрептококки располагаются в виде цепочек большей
или меньшей длины.
2.	Палочки. Рассмотрим другую группу микробов,
имеющих цилиндрическую (палочковидную) форму.
К ним относятся бациллы и бактерии.
Бациллы по величине обычно больше бактерий. Ба-
циллы способны образовывать спору, большинство бакте-
рий спор не образует. Попарно расположенные бациллы
носят название диплобациллы. Располагаясь длинными
цепями, они образуют так называемые стрептобациллы.
3.	И з в и т ы е ф о р м ы. К этой группе микробов от-
носятся вибрионы и спириллы.
Вибрионы — это слегка изогнутые палочки в виде за-
пятой. Спириллы имеют спирально-изогнутый вид, напо-
минают форму штопора.
1 Круглую, шаровидную, иногда односторонне вогнутую (бобо-
видную) или слегка вытянутую, в виде эллипса.
2 От латинского слова sarcio — «соединяю, связываю».
3 Staphylos — «виноградная гроздь», отсюда и название «стафи-
лококки».
69
* * *
Стройная система разделения микроорганизмов по
форме, расположению и другим свойствам учитывает
возможность изменения этих свойств под влиянием раз-
личных условий внешней среды, возраста культур, стадий
развития и других причин. Изменчивость может быть вре-
менная и более стойкая. Отклонение от типичной формы
и величины клеток получило название полиморфизма
микробов и имеет индивидуальный характер.
Строение бактерий. В этих одноклеточных организ-
мах, отличающихся по сравнению с другими низшими ор-
ганизмами простотой своего строения, мы различаем де-
тали, присущие растительным клеткам.
Клетка бактерий состоит из цитоплазмы и оболочки.
Цитоплазма — это прозрачная коллоидальная жид-
кость, содержащая белки, углеводы, липоиды, РНК (ри-
бонуклеиновая кислота) и различные включения (сера,
гранулеза, гликоген, зерна волютина и другие вещества).
Одни из них являются запасными питательными вещест-
вами, другие — продуктами внутриклеточного обмена
веществ.
Оболочка является производной цитоплазмы. Обладая
свойствами полупроницаемой мембраны (перепонки),
оболочка играет большую роль в осмотических процессах
обмена веществ и, возможно, в биохимических превраще-
ниях веществ.
Химический состав оболочки у различных микробов
не одинаков.
Доказать наличие оболочки легко, для этого микробов
помещают в гипертонический раствор сахара или пова-
ренной соли. В этих условиях происходит плазмолиз, ци-
топлазма обезвоживается, сморщивается и отстает от
оболочки, которая становится видной, если клетку рас-
сматривать под микроскопом. Благодаря оболочке бакте-
рии сохраняют относительное постоянство своей формы.
Ядро у бактерий недифференцировано. Ядерное ве-
щество находится в диффузном состоянии, т. е. располо-
жено по всей цитоплазме. Вопрос об обособленном ядре
спорен. Наличие ядерной субстанции в цитоплазме дока-
зывается с помощью микрохимической реакции; при этом
выявляется ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота),
играющая огромную роль в передаче наследственных
70
признаков у микроорганизмов. Несмотря на различие
в химическом составе цитоплазмы и ядерной субстанции,
они тесно связаны в осуществлении процессов жизнедея-
тельности клетки.
Жгутики. Мы различаем подвижных и неподвиж-
ных микробов. Подвижные обладают органами движе-
ния — жгутиками. У одних подвижных микробов много
жгутиков и расположены они по всей поверхности тела
клетки в виде очень тонких нитей — это перитрихи, у дру-
гих — жгутики в виде пучка расположены на одном кон-
це (лофотрихи), у третьих имеется лишь один жгутик
(монотрихи), но'от этого активность движения у них не
меньшая.
Для примера можно привести холерного вибриона,
имеющего форму запятой. Это очень подвижный микроб,
хотя у него один жгутик.
Мы подошли к важному вопросу о возможности раз-
личать микробы еще по одному свойству — по подвижно-
сти. Что это имеет большое практическое значение, мож-
но судить по такому примеру. Брюшнотифозные и дизен-
терийные палочки по форме и окраске одинаковы. По
этим признакам их отличить нельзя. Но если приготовим
специальный препарат — висячую каплю, посмотрим в
микроскоп и увидим активно подвижные клетки, значит,
дизентерийными они быть не могут, ибо дизентерийные
бактерии неподвижны — жгутиков у них нет. Конечно,
это важный признак, имеющий большое значение при
диагностике заболевания,— но лишь один из признаков.
Лишь в совокупности с другими он помогает отличить
микробы друг от друга.
Бактериологи, изучая микробов, учитывают и свойства
спор. Форма спор имеет также большое значение. По-
смотрите на цветную таблицу 1. Слева и справа вы види-
те споровые бациллы. У тех и других споры на конце.
Слева споры круглые и имеют вид, как бы барабанных
палочек, справа споры слегка овальные и напоминают
теннисные ракетки. Это деталь, но деталь довольно важ-
ная. Слева — бациллы столбняка, справа — возбудители
ботулизма.
Капсула. Некоторые микроорганизмы обладают
свойством образовывать капсулу. Это свойство связано
с образованием слизи, которая покрывает мощным сло-
ем поверхность оболочки клетки, как бы футляром.
71
Капсульное вещество состоит из полисахаридов,
гликопротеидов, а у некоторых микробов и из протеи-
нов. Капсульные микробы особенно активно образуют
капсульное вещество при культивировании их на искус-
ственных питательных средах, содержащих большое ко-
личество углеводов. Капсула у микробов несет защит-
ные свойства, особенно у болезнетворных микробов.
Капсула защищает их и от воздействия различных
лекарственных веществ.
Капсульные микроорганизмы распространены во
внешней среде, встречаются в организме человека и жи-
вотных. Среди капсульных микробов много болезне-
творных. Среди микробов встречаются и такие, которые
в различных условиях образуют и капсулу, и спору.
Так, например, сибиреязвенные бациллы в почве обра-
зуют спору, а попадая в организм человека или живот-
ных — капсулу.
Обнаружить капсулу — это значит в какой-то мере
приблизиться к определению микроба. Следовательно,
и здесь мы можем сказать, что знание особенностей
строения микробной клетки — ключ к решению важных
практических задач, одной из которых является диагно-
стика заболеваний.
И. Микроскопические грибы. К числу микроорганиз-
мов растительного происхождения, лишенных хлорофил-
ла, но более сложного строения, относятся микроскопи-
ческие грибы. В отличие от бактерий, они имеют диффе-
ренцированное ядро, и многие из них размножаются
спорообразованием.
Большое число микроскопических грибов является
паразитическим, вызывая так называемые грибковые
заболевания у человека и животных. Паразитические
грибы являются виновниками парши, лишая, микроспо-
рии, трихофитии и ряда других заболеваний, при кото-
рых поражаются кожа, волосы, ногти. Некоторые гриб-
ковые заболевания контагиозны и передаются от боль-
ных людей и животных.
На цветной таблице 2 показан рост ряда паразити-
ческих грибов на искусственной питательной среде, в
верхних квадратах — форма грибов, видимая с помощью
микроскопа.
К классу грибов относятся плесени, дрожжи и. не-
совершенные грибы.
72
Из плесеней, широко встречаю-
щихся в природе, особенно следует
отметить Aspergillus и Penicillium,
который служит для получения ан-
тибиотика— пенициллина (рис.7).
Дрожжи. Дрожжевые грибы
широко встречаются в природе. По
форме это крупные круглые или эл-
липсовидные клетки; размножаются
почкованием, а некоторые — с по-
мощью спор, образующихся внутри
клетки. Различные дрожжи нашли
широкое применение в быту, пи-
щевой промышленности и вино-
Рис. 7., Плесень пени-
циллиум
делии.
Несовершенные грибы. К ним относятся дрожжепо-
добные организмы, сходные с истинными дрожжевыми
клетками; размножаются только почкованием.
В эту группу микроорганизмов входят лучистые гри-
бы — актиномицеты. Некоторые актиномицеты вызыва-
ют заболевание — актиномикоз, некоторые завоевали
хорошую славу как продуценты (производители) многих
антибиотиков, и среди них — знаменитый стрептоми-
цин.
III. Спирохеты, Эти микроорганизмы по ряду своих
свойств, образовавшихся в процессе эволюции, занима-
ют промежуточное положение между бактериями расти-
тельной природы и простейшими животными (Protozoa).
По форме спирохеты имеют вид пилочки с большим ко-
личеством мелких завитков. Спирохеты обладают весь-
ма активным движением. У них различают три вида
движения: поступательное — вперед и назад благодаря
сократимости цитоплазмы; вращательное — вокруг своей
эластичной осевой нити и сгибательное — под различным
утлом. Размножаются спирохеты путем простого попе-
речного деления.
IV. Простейшие (Protozoa). Одноклеточные, более
сложно организованные организмы, обладающие диффе-
ренцированным ядром и цитоплазмой. Некоторые про-
стейшие имеют два или несколько ядер.
Размножение у одних простейших связано с делением
ядра, а у других происходит путем простого поперечного
деления. Среди простейших много болезнетворных, вызы-
73
Рис. 8. Простейшие (ядро и
цитоплазма)
вающих различные заболевания
у человека (малярию, амебную
дизентерию, лейшманиоз, афри-
канскую сонную болезнь и др.).
V. Риккетсии L Свое название
они получили по имени ученого
X. Риккетса, погибшего при изу-
чении возбудителя сыпного тифа.
Это уже указывает, что риккетсии
являются возбудителями заболе-
ваний у человека. Эти заболева-
ния носят название риккетсио-
зов 1 2, к числу которых относится
и сыпной тиф.
Риккетсии — паразитарные микроорганизмы, кото-
рые живут и размножаются лишь в клетках и тканях
организма человека и животных. На искусственных пи-
тательных средах они не культивируются и этим отлича-
ются от бактерий, которые растут на искусственных пи-
тательных средах. Паразитические же свойства сближа-
ют их с вирусами, к описанию которых мы и переходим.
ЗАГАДКА XX ВЕКА — ВИРУСЫ
Более 500 видов вирусой угрожают человеку, живот-
ным, растениям. Вирусы — виновники грозных эпидемий
среди людей и. животных. Но не только этим известны
вирусы. Огромный ущерб они наносят народному хозяй-
ству. Болеют лошади, крупный и мелкий рогатый скот,
свиньи, домашняя птица. Вирусы поражают пушных
зверей, живущих на воле и разводимых в специальных
хозяйствах. Не щадят вирусы рыб и насекомых; боль-
шие потери несут шелководство и пчеловодство.
Первый из открытых вирусов оказадся возбудителем
мозаичной болезни табака, а теперь известно множест-
во вирусов, которые губят урожаи плодов, ягод и ово-
щей. Вирусы поражают технические и зерновые культу-
ры. Можно было бы еще продолжить перечень злодея-
1 Полное название — риккетсии Провачека. ,
С. Провачек погиб от сыпного тифа при изучении этой болезни
и ее возбудителя.
2 Риккетсиозами болеют также различные животные.
74
ний вирусов в природе, но и этого достаточно, чтобы
представить себе, какие огромные задачи стоят перед
наукой в борьбе с вирусами.
Вирусы стали загадкой XX века. Живое они сущест-
во или неживое вещество? А быть может, вещество со
свойствами существа? Были и другие взгляды и пред-
положения* В настоящее время ученые считают вирусы
мельчайшими живыми существами, со своеобразными
биологическими особенностями.
Они, эти мельчайшие из невидимок, вызывали в прош-
лом страшные бедствия. В 1918—1920 гг. одним лишь
вирусным (эпидемическим) гриппом переболело на зем-
ном шаре более 500 миллионов человек, а погибло около
20 миллионов.
По специальным данным эпидемиологической комис-
сии Лиги Наций, лишь за пятилетие с 1929 по 1934 г. ви-
русными болезнями — гриппом, корью, полиомиелитом и
оспой — переболело 25 142 650 человек, а такими бакте-
риальными инфекциями, как брюшной тиф, дизентерия,
дифтерия, коклюш,— 4 072 446 человек.
Загадкой XX века стали вирусы и в отношении ряда
злокачественных заболеваний человека и животных.
В настоящее время уже достоверно известно, что более
30 видов опухолей, встречающихся у млекопитающих
животных и птиц, вызываются вирусами^Стали извест-
ны вещества, которые получили название канцероген-
ных \ т. е. влияющих или способствующих возникнове-
нию злокачественных опухолей. А это уже является
важным для понимания некоторых процессов, происходя-
щих в организме. Возможности науки безграничны, а
прогресс ее в наше время столь стремителен, что виру-
сы — загадка XX века, возможно, в этом же веке пере-
станут быть загадкой, в том числе и роль вирусов в воз-
никновении рака.
Об одном выдающемся открытии последних лет,
ставшем событием в мировой онковирусологии1 2, мы
кратко расскажем.
1 От латинского слова «канцер» (Cancer), т. е. злокачественная
опухоль, рак.
2 Онкология — наука об опухолях. Онковирусология — молодая
паука, изучающая роль вирусов в возникновении опухолей, в том
числе рака.
75
Начнем несколько издалека. В 1911 г. американский
ученый Френсис Пейтон Раус сделал выдающееся откры-
тие. Раус доказал, что злокачественная опухоль — сар-
кома кур — вирусное заболевание. Если профильтро-
вать эту опухолевую ткань, а прозрачный фильтрат
ввести здоровой курице, у нее возникнет саркома. Так
Раус доказал возможность переноса опухоли с больной
птицы на здоровую и сделал вывод, что в фильтрате
находится вирус саркомы. Он получил название — ви-
рус Рауса. Это был факт, важный для создания теории
о роли вируса в возникновении рака.
Самое интересное, что это бесспорно выдающееся
открытие в онкологии начала XX века стало источни-
ком... заблуждения. Более полувека ученые всего мира,
подтвердив безукоризненные опыты Рауса, как и сам
Раус, считали, что саркомой кур могут быть поражены
лишь куры. И когда были открыты новые опухолеродные
вирусы у ряда млекопитающих животных, например при
раке молочной железы у мышей или папилломы 1 у кро-
ликов, господствовал взгляд, что вирусы этих опухолей
могут поражать лишь одноименный вид животных. Не-
смотря на важность всех этих достижений, все же господ-
ствовавшие взгляды сужали рамки представлений об
опухолеродных вирусах и, конечно, не могли способство-
вать развитию теории о вирусной природе рака.
И вот появляются исследования советских профессо-
ров Л. А. Зильбера и Г. Я- Свет-Молдавского. Ученые
работали независимо друг от друга и даже шли разными
экспериментальными путями. Результаты этих исследо-
ваний поразили вирусологов и онкологов в Советском
Союзе и во всем мире. Оказалось, что вирусами саркомы
Рауса можно вызвать в определенных условиях опухоли
у млекопитающих животных, в частности у крыс, кроли-
ков. Проверка этих данных, проведенная в ряде лабора-
торий нашей страны и за рубежом, не только подтверди-
ла эксперименты Зильбера и Свет-Молдавского, но и
значительно их дополнила/ Выяснилось, что с помощью
вируса саркомы Рауса можно вызвать раковые опухоли
не только у мышей, крыс, кроликов, хомяков, морских
свинок, собак и обезьян, но даже и у холоднокровных —
черепах, ящериц, змей.
1 Вид опухоли.
76
Итак, опухолеродный вирус птиц может вызвать опу-
холи у различных теплокровных и холоднокровных пред-
ставителей животного мира. Открытие советских ученых
получило широкое и заслуженное признание. В 1967 г.
профессор Л. А. Зильбер (посмертно) и Г. Я. Свет-Мол-
давский с сотрудниками были удостоены Государствен-
ной премии СССР.
Перед вирусологией и онкологией в изучении рака
открылись новые перспективы. На пути к победе над ра-
ковой болезнью одной тайной стало меньше.
* * *
Но вернемся снова к вирусам и к некоторым свойст-
вам этих ультрамикроскопических существ. Итак, элект-
ронный микроскоп помог увидеть как бы «портреты»
вирусов, различную их форму. Для этого пришлось поль-
зоваться громадными увеличениями в десятки тысяч и
даже до 200 000 раз. Чтобы представить себе это, надо
обладать большой фантазией и знать, что размер вируса
ящура примерно 21 ммк, вируса полиомиелита — 27 ммк.
Это в 50 раз меньше самой мельчайшей бактерии, раз-
меры которой меньше микрона. Приведем еще любопыт-
ное сравнение. Масса одной микробной клетки определя-
ется в 0,000 000 00157 доли мг, масса же вирусной частич-
ки меньше микробной клетки в 1500 раз... И вот у этих
фантастически мельчайших живых существ надо изучить
строение, как они живут, питаются, размножаются, вне-
дряются в клетки организма, поражают их. Надо найти
средства воздействия на вирусов не только в лаборатор-
ном эксперименте, но и в организме человека, животных.
* * *
Жизнь вирусов тесно связана с клеткой организма,
в которой они паразитируют. Они могут жить и размно-
жаться только внутри живой клетки «хозяина» и только
за счет ее. Бесконечные попытки культивировать вирусы
на искусственных питательных средах, самых сложных и
богатых питательными веществами, терпели полное кру-
шение.
В процессе эволюции вирусы приспособились к клет-
кам организма человека, животных, растений. Приспособ-
77
Рис. 9. Вирус гриппа (увели-
чение в 35 000 раз)
ление это оказалось столь тон-
ким, что если говорить о заболе-
ваниях человека, то одни вирусы
поражают клетки кожи, другие —
клетки нервной системы, третьи—
клетки тканей дыхательных пу-
тей, четвертые — различные вну-
тренние органы, пятые — крове-
носные сосуды и т. д. Иначе гово-
ря, для каждого вируса известны
чувствительные клетки и ткани.
Все это наложило свой отпечаток
и на методы культивирования ви-
русов.
Вирусологи в этой труднейшей из трудных проблем
одержали большие победы. Созданы различные методы
выращивания вирусов, и один из них — выращивание
в культурах тканей. Само по себе создание метода куль-
туры тканей явилось величайшим достижением науки.
Ведь это значит, что клетки, например, мышечной ткани
сердца или других органов растут... в пробирке! Да, жи-
вут вне организма, и не только живут, но и размножают-
ся. Мы не будем останавливаться на технике культиви-
рования, скажем лишь, что если клетки культуры тканей
заразить вирусами, то вирусы начнут также размножать-
ся в них. Используя особые питательные растворы для
культуры ткани и время от времени обновляя их, можно
создать условия для жизни клеток, а с ними и для жизни
вирусов.
Особенно широко культивируют вирусы в куриных
эмбрионах (зародышах). Вирусы находят столь хорошие
условия для своей жизни в тканях и жидкостях разви-
вающегося куриного зародыша, что «забывают» о своей
чрезмерной «привередливости» и «разборчивости» к клет-
кам и тканям. В такой среде хорошо растут многие виру-
сы, даже возбудители заболеваний человека и животных.
Благодаря этому можно изучать вирусы и получать их в
огромных количествах. Да и техника культивирования
вирусов оказалась сравнительно не очень сложной. Надо
иметь куриные эмбрионы на 8—9-й день их развития. Со
строгими правилами стерильности иглой шприца прока-
лывают яйцо и вводят исследуемый материал. В термо-
стате при температуре +37° С происходит столь бурное
78
развитие вирусов, что за двое-
трое суток увеличивается коли-
чество вирусов в миллионы
раз.
Дальше, производя пересевы
из одного яйца в другое, из вто-
рого в третье и т. д., можно куль-
тивировать вирусы в бесконечных
перевивках (пассажах). В произ-
водственных условиях этот метод
может дать огромную массу ви-
русов.
На рисунках 9 и 10 показаны
вирусы, которые мы смогли увидеть с помощью лишь
электронной микроскопии.
Раскрыв многие тайны вирусов, наука дала и методы
борьбы с ними. Достижения вирусологии в защите чело-
вечества от многих жесточайших болезней столь велики,
что их невозможно переоценить.
Не менее велики достижения вирусологии в народном
хозяйстве.
Вирусология внесла много важного и в общебиологи-
ческие представления о живом; ведь вирусы — это некле-
точные живые существа. А сколько еще впереди новых
чудесных открытий! Сколько юных натуралистов нашего
поколения станут вирусологами и сколько интересно-
го им предстоит изучить, а возможно, и открыть но-
вого...
ФАНТАСТИКА ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ
Исключительные возможности для изучения тонкой
структуры микробных клеток открылись с созданием
электронного микроскопа. Но подлинный переворот в ми-
кробиологии электронный микроскоп произвел в изуче-
нии вирусов.
- Собственно говоря, без электронного микроскопа не
было бы и современной вирусологии. Если световые мик-
роскопы дали возможность увидеть невидимый человече-
ским глазом микромир, то электронный микроскоп позво-
лил проникнуть в тайны субмикромира и видеть то, что
находится далеко за пределами микроскопических вели-
чин.
79
Рис. 11. Советский электронный
микроскоп УЭМВ-100 В, дающий
увеличение до 200 000 раз
В принципе электронной
микроскопии лежит действие
потока электронов, излучае-
мых специальным источником
(электронной пушкой). В от-
личие от светового микроскопа,
в электронном оптические лин-
зы заменены электромагнитны-
ми (конденсорная, объективная
и проекционная). Электронные
линзы способствуют концен-
трации потоков электронов,
собирают их в узкий и плотный
пучок и направляют на изучае-
мый объект. Для получения
изображения необходимо, что-
бы исследуемый объект был
помещен на пути потока элек-
тронов, к экрану Экран по-
крывают люминофором (мине-
ралом виллемитом или серни-
стым цинком). Потоки элек-
тронных лучей, падая на лю-
минесцирующий экран, вызы-
вают свечение, там же, где изучаемый объект задержал
электронные лучи, возникает темный контур. Это и есть
контур изучаемого препарата в окружении светящегося
фона. Препараты готовят на тончайших пленках кол-
лодия.
* * *
Все, что касается электронной микроскопии, поражает
воображение. Объекты исследования—вирусы измеря-
ются в миллимикронах. Для того чтобы приготовить пре-
парат, готовяI срезы, толщина которых также должна
измеряться тысячными долями микрона — около 20 ммк.
Как же можно получить срез такой толщины? Без спе-
циального прибора—ультрамикротома в электронной
микроскопии обойтись нельзя. В нем режущим инстру-
ментом является стеклянный или алмазный нож.
1 Помещая фотопластинку, можно одновременно и фотографи-
ровать изучаемый объект.
80
Вот та область, где содружество физиков, химиков,
вирусологов может дать и дает так много важного для
науки.
Лучшие световые микроскопы дают увеличение до
2000 раз, но этого недостаточно, чтобы рассмотреть дета-
ли тончайшего строения микробной клетки,, и особенно
мельчайших вирусов. При таком увеличении можно рас-
сматривать лишь клетки размером не менее 0,00002 мм.
Современные электронные микроскопы увеличивают
до 200 000 раз, давая возможность раздельно видеть
точки, отстоящие друг от друга на расстояние... в
0,0000004 мм.
Но продолжим примеры. Не покажутся ли фантасти-
ческими еще несколько цифр и представлений, каса-
ющихся электронной микроскопии? Так, в электронной
пушке при прохождении тока высокой частоты вольфра-
мовая нить накаляется до ... 2500° С. В этих условиях
электроны летят со скоростью до... 100 000 км в секунду.
Пройдя через узкое отверстие камеры электронной
пушки, они мчатся дальше, проходя через электромагнит-
ные линзы к экрану. В результате мы видим то, что уве-
личено до 200 000 раз.
С помощью светового микроскопа мы хорошо видим
форму спирилл (рис. 12). Сколько нового, внес в наши
представления о тончайшей структуре этих же микроор-
ганизмов электронный микроскоп! Посмотрите на рису-
нок 13, где показана концевая часть спириллы. На элек-
тронограмме видна не только структура самой клетки, но
и жгутики в виде хвоста из плотно упакованных нитей.
И хотя сами жгутики измеряются долями миллионной
части миллиметра, ясно видно, что каждый жгутик
погружен в тело спириллы и представляет собой це-
почку из прямолинейно связанных белковых макромо-
лекул.
Но обратимся снова к примерам и сравнениям. На
цветной таблице (рис. 3) показаны кишечные палочки,
постоянные обитатели кишечника человека и животных.
Размером кишечная палочка всего 1,5—3 мк в длину и
0,5 мк в ширину. А рядом перед нами тончайший срез
кишечной палочки и ее структура, которую можно уви-
деть при увеличении в 30 000 раз.
С помощью электронного микроскопа удалось увидеть
форму и строение бактериофагов. Оказалось, что частич-
81
Рис. 12. Спириллы,- видимые
с помощью светового мик-
роскопа
Рис. 13. Концевая часть спи-
риллы, увеличенная в 30 000
раз. Видны пучки жгутиков
ки фага состоят из головки и от-
ростка, как бы хвостика. Они на-
поминают по форме головастиков.
Больше того, в отростке различа-
ется даже внутренняя его струк-
тура, которая тщательно изучает-
ся. С помощью отростка (а неко-
торые ученые уточняют — тонких
нитей его) бактериофаг прикреп-
ляется к микробной клетке.
Электронная микроскопия на-
шла широкое применение в есте-
ствознании, промышленности, гео-
логии. Благодаря этому физика,
химия, биология, медицина, мине-
ралогия, ботаника, даже метал-
лургия и другие отрасли промыш-
ленности расширили рамки ис-
следований и обогатили науку и
практику достижениями огромно-
го значения.
Электронная микроскопия по-
зволила изучать тончайшие изме-
нения в клетках при различных
заболеваниях. Последователь-
ная микроскопия в динамике дает
возможность изучать патологиче-
ские 1 процессы в их развитии.
Электронная микроскопия от-
крыла широкие ворота в изучение
процессов на молекулярном уровне, позволила войти в
пределы клетки, изучать белки и нуклеиновые кислоты,
играющие столь важную роль в жизнедеятельности жи-
вых существ.
Молекулярная биология и электронная микроскопия
в содружестве с биологической химией, являясь дости-
жением XX в., помогут в раскрытии многих
века, в победе медицины над многими пока
ми болезнями.
тайн нашего
еще роковы-
1 Патология — наука о болезненных процессах и состояниях
организма.
82
СЛОЖНАЯ ЖИЗНЬ В ПРОСТОЙ КЛЕТКЕ
Достижения оптики и электронной техники помогли
более детальному изучению формы и тончайшей структу-
ры микроорганизмов, в том числе и вирусов. Но знать
форму и строение микробов — это лишь одна сторона
познания микробного мира.
Чаще всего это познание мертвых микробных клеток,
ибо, готовя препараты, микробов умерщвляют огнем,
обрабатывают химикалиями и реактивами, окрашивают
анилиновыми красками. Допустим, что с помощью мик-
роскопа и особых методов окраски можно окрасить и жи-
вых микробов, можно видеть движение микробов, но это-
го недостаточно.
Изучать жизнь микробов и проявление их жизнедея-
тельности во всем многообразии физиологических и .био-
химических функций микробной клетки — такова одна из
важнейших задач микробиологии. Она начала успешно
осуществляться лишь со второй половины XIX столетия,
когда были созданы основы физиологического направле-
ния в микробиологии.
Перед учеными возник ряд вопросов. Как получить
чистые культуры микробов? Как поддерживать их жизнь
в искусственных условиях и в чем заключаются те усло-
вия, которые необходимы для их жизнедеятельности?
Вопрос о том, как «приручить» опаснейших из возбу-
дителей заразных болезней, был далеко не теоретическим
вопросом, он имел огромное практическое значение.
Надо было изучать не только форму и строение мик-
робов, но также их химический состав, питание, дыхание,
размножение. Все это можно понять, изучая обмен ве-
ществ микробной клетки, начиная с того, как микробы
усваивают пищу и как выделяют продукты своей жизне-
деятельности наружу. Не менее важно было выяснить,
что собой представляет эти вещества, каковы их роль и
значение, можно ли их использовать в медицине, биоло-
гии, промышленности, сельском хозяйстве.
Без преувеличения можно сказать, что жизнь расте-
ний, животных и человека на нашей планете тесно связа-
на с жизнедеятельностью невидимого микробного мира.
Микробы и урожайность полей, микробы и ряд отрас-
лей промышленности, микробы и здоровье человека, мик-
робы и болезни человека, животных и растений, микробы
83
и токсины, микробы и лекарства — все это познал чело-
век и поставил науку о микробах — микробиологию на
службу человеку.
Чтобы использовать величайшую мощь микробного
мира, надо было научиться обращаться с опасными для
здоровья и жизни человека микробами, изучить их осо-
бенности, получать их в любом количестве, а если нужно,
то и уничтожать. Надо было научиться превращать опас-
ных микробов в оружие борьбы против.. самих микро-
бов, сделать их средством защиты человека и полезных
животных от болезнетворных микробов.
Вот небольшой, далеко не полный перечень тех проб-
лем, которые возникли перед учеными и после того, как
был открыт мир невидимых врагов и друзей человека.
На многие вопросы ответы дали физиология и биохимия
микробов.
Хотя микробная клетка сравнительно простой орга-
низм, но она поражает необычайной сложностью тех про-
цессов, которые протекают в ней. Микробы с помощью
своих ферментов расщепляют белки, жиры и углеводы,
усваивают простейшие элементы и создают из них в сво-
ем теле сложнейшие вещества, необходимые для построе-
ния своего тела, т. е. те же белки, жиры и углеводы.
Усваивая различные вещества, микробы в то же вре-
мя выделяют из своего тела ядовитые вещества — токси-
ны, красящие вещества — пигменты, лекарственные ве-
щества — антибиотики и т. д.
Все это происходит в естественных условиях — в ме-
стах обитания микробов в природе, а также в организме
здоровых и больных людей, животных и растений.
Величайшим достижением микробиологии явилось то,
что ученые научились воспроизводить все это в искус-
ственных условиях, разрабатывая в лабораториях мето-
ды культивирования микробов. Многое можно использо-
вать, подражая природе, но многое надо было создавать
искусственно.
Много простого и сложного оборудования необходимо
иметь в бактериологической лаборатории, чтобы выра-
щивать микробов. Но прежде всего надо создать искус-
ственные питательные среды, в которых могут жить и
размножаться микробы. Одни микробы удивительно не-
прихотливы к пище, и для них хороши простые питатель-
ные среды, для других же нужны очень сложные среды.
84
Существуют и такие микробы, для которых еще не со-
зданы достаточно благоприятные искусственные пи-
тательные среды, и поэтому выращивать их очень
трудно.
Многие микробы в процессе эволюции приспособились
к паразитическому существованию в организме человека
или животных, живут внутри клетки и питаются за ее
счет. На искусственных питательных средах такие микро-
бы, особенно вирусы, не растут, им необходимы условия,
напоминающие естественные, т. е. живые, размножаю-
щиеся клетки и ткани. Для питания ряда микробов к ис-
кусственной питательной среде добавляют кровь или
кровяную сыворотку.
Существуют микробы, для развития которых необхо-
димы витамины, аминокислоты, гормоны и другие веще-
ства. Без них они растут очень плохо или совсем не
растут.
Туберкулезные бактерии открыты более 80 лет назад,
но добиться быстрого выращивания их на искусственных
питательных средах, несмотря на создание сложных спе-
циальных сред, так и не удается. Эти среды получили да-
же особое название— элективные, т. е. избирательные.
Так, например, учитывая химический состав и особенно-
сти обмена веществ туберкулезных палочек, создают
глицериновые, яичные, яично-картофельные среды, но
рост микробов остается все же медленным. Создавались
различные синтетические среды, в состав которых входят
аминокислоты, глицерин, лимоннокислое железо, фосфор-
нокислый калий и ряд других солей, но это мало ускоря-
ло рост клеток. А как это важно было бы для бактериоло-
гической диагностики туберкулеза!
Дифтерийные бактерии, выделенные из организма
больного, на обычных питательных средах, даже содер-
жащих белок, соли и другие вещества, тоже растут мед-
ленно. Стоит лишь прибавить к искусственной среде
кровь или кровяную сыворотку, как рост начнет уско-
ряться.
Культивировать вирусы очень трудно. Многие виру-
сы, как внутриклеточные паразиты, даже на очень слож-
ных искусственных средах вообще не растут.
Насколько трудно создавать питательные среды для
вирусов, можно понять из примера, касающегося возбу-
дителя полиомиелита.
85
До тех пор пока ученые не выяснили, что для со-
здания условий, благоприятствующих развитию вируса
полиомиелита на искусственной питательной среде, нуж-
ны клетки почек обезьян, дело стояло на мертвой
точке.
А к каким исключительно важным открытиям ученые
пришли после того, как такая сложная почечная пита-
тельная среда была создана? Прежде всего, вирус полио-
миелита теперь выращивают в неограниченных количест-
вах. А для чего это нужно? А вот для чего. Располагая
культурой, стало возможно ее изучать, влияя на свойства
вируса и стремясь, например, к ослаблению болезнетвор-
ных его свойств. Так получен был живой ослабленный ви-
рус полиомиелита, с помощью которого создан замеча-
тельный препарат — вакцина для прививок против полио-
миелита. Для иммунизации десятков миллионов детей и
подростков нужна огромная масса прививочного вирус-
ного материала.
Прививки против полиомиелита спасли тысячи детей
от тяжких увечий и даже смерти. Благодаря прививкам
полиомиелит в нашей стране накануне полной ликвида-
ции.
Вот пример, когда знание природы микроба и его био-
логических свойств помогло приспособиться к потребно-
стям его питания и решить важные для человечества во-
просы.
Чтобы хоть немного приблизиться к пониманию физио-
логии микробов, читателю полезно познакомиться с неко-
торыми представлениями о химическом составе и пита-
нии микробов.
Современные представления о морфологии и физиоло-
гии микроорганизмов с несомненностью свидетельствуют
о сложности этих, казалось бы, примитивных живых
существ.
Сложен химический состав микробной клетки, слож-
ны и биохимические процессы, протекающие в ней. Прой-
дя долгий эволюционный путь развития и приспосабли-
ваясь к условиям внешней среды, микроорганизмы под-
держивают постоянный обмен веществ с окружающей
их средой. Во внешней среде микробы находят вещества,
необходимые для осуществления тех биологических про-
цессов, которые происходят в клетке, например питание
и дыхание.
86
В процессе питания микробы получают пластический
материал, необходимый для построения тела, развития и
размножения. Энергию для осуществления этих физиоло-
гических функций микробы получают, осуществляя акт
дыхания.
Для чего мы все это рассказали? Лишь для того, что-
бы показать сложность жизнедеятельности этих мель-
чайших невидимок. Из сказанного следует также вывод,
что для искусственного культивирования микробов тре-
буется создание таких условий, которые отвечали бы
физиологическим свойствам микробов и обеспечивали бы
их рост и размножение.
На химический состав микроорганизмов влияет среда,
в которой они обитают. В связи с этим познакомимся
кратко с химическим составом микробов и процессами
их питания.
И опять мы начнем с того, что микробная клетка по
своему химическому составу является сложным организ-
мом. Она состоит из основных химических элементов, по-
лучивших название органогенов. К ним относятся кисло-
род, водород, азот, углерод.
Углубленный химический анализ показывает, что
микробные клетки (как и клетки более высокоорганизо-
ванных живых существ) содержат воду, белки, липоиды,
углеводы, различные минеральные вещества, микроэле-
менты и особые вещества — стимуляторы роста.
Вода. Воды в теле разных микробов до 85—90%. Она
играет огромную роль в процессах питания и дыхания,
происходящих в цитоплазме микробов. Вода — раствори-
тель для кристаллоидов и дисперсная среда для коллои-
дов. Все гидролитические процессы расщепления слож-
ных веществ (белков, липоидов, углеводов) происходят
с присоединением молекул воды.
Итак, вода в цитоплазме микробной клетки — это та
среда, в которой осуществляются глубочайшие биохими-
ческие процессы превращения веществ, жизненно важных
для развития, роста и размножения микроорганизмов.
Минеральные вещества. Количество минеральных ве-
ществ у различных микробов не одинаково и колеблется
в пределах от 1,5—до 14%. К ним относится в первую
очередь фосфор, затем сера, калий, натрий, магний, каль-
ций, железо, кремний, хлор, алюминий, цинк, йод и др.
Следует подчеркнуть, что на содержание минеральных
87
веществ в микробной клетке влияет состав окружающей
среды.
Белки — важнейшая составная часть органических
веществ микробной клетки. Подсчитано, что до 80% су-
хой массы микробов состоит из белков. Все микроорга-
низмы, независимо от класса, к которому они относят-
ся, содержат в своем теле протеины (простые белки)
и протеиды (сложные белки). Протеины при гидро-
лизе дают аминокислоты которых у разных микроорга-
низмов обнаружено более 20, причем количество их и
состав подвержены различным колебаниям.
По своему значению важнейшими являются нуклео-
протеиды.
Нуклеопротеиды — это сложные белки, состоящие из
простых белков (протеинов), нуклеиновых кислот и дру-
гих веществ. Нуклеопротеиды являются составной частью
клеточных ядер или ядерных веществ, распределенных
в цитоплазме бактерий.
Микробные клетки содержат в своем составе ядерную
дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), которой при-
надлежит важнейшая роль в передаче наследственных
свойств клетки.
Липоиды — вещества, важные для цитоплазмы и кле-
точной оболочки. Они нерастворимы в воде1 2. Отметим
одну из особенностей липоидор. Значение их определяет-
ся тем, что образующиеся благодаря им нерастворимые
вещества в оболочке отделяют клетку от окружающей
водной (жидкой) среды.
Крайне любопытны сведения, приводимые профессо-
ром X. X. Планельесом, характеризующие сложность
липоидного состава микроорганизмов: «Липоиды бакте-
риальных клеток значительно сложнее и разнообразнее,
чем липоиды клеток макроорганизмов 3. Среди компонен-
тов бактериальных липоидов встречаются высокомолеку-
лярные спирты, кетоны, жирные кислоты, эфиры высоко-
молекулярных спиртов (воска), простые и сложные эфи-
ры жирных кислот с углеводами, фосфатиды, стероиды,
каротиноиды и т. д.». Содержание липоидов у микробов
1 Основные элементы для построения растительных и живот-
ных белков.
2 Растворяются в эфире, ацетоне и других так называемых
органических растворителях.
3 Подчеркнуто нами (С. Б.).
8.8
различных видов колеблется в широких пределах — от
2—5 до 30% и более. Наиболее высокое содержание
жиро-восковых веществ у туберкулезных бактерий,
которые являются кислото- и спиртоустойчивыми.
Углеводы содержатся в теле микробов в виде простых
(моносахариды) и сложных (полисахариды) веществ. Из
полисахаридов встречаются безазотистые и азотсодержа-
щие, которые в комплексе с другими веществами клет-
ки играют важнейшую роль в образовании капсул.
При гидролизе полисахариды, содержащие азот, рас-
падаются на моносахариды и аминокислоты, играю-
щие важнейшую роль в обмене веществ микро-
организмов.
Микроэлементы. В теле микробов содержится значи-
тельное количество микроэлементов, играющих большую
роль в жизнедеятельности микроорганизмов. К числу
микроэлементов относятся: кобальт, марганец, медь, ни-
кель, молибден, бор, цинк, кремний, ванадий и др.
В качестве примера, иллюстрирующего значение
микроэлементов, можно привести следующие: ряд из
перечисленных микроэлементов участвует в синтезе фер-
ментных белков, а с другой стороны, многие ферменты
активируются ионами цинка, марганца, железа, кобаль-
та и других микроэлементов. Было установлено, что
цинк является необходимым микроэлементом для плесе-
ни Aspergillus niger, так как он усиливает интенсивность
синтеза клеточных веществ у этой плесени. Когда из пи-
тательной среды удалили цинк, плесень перестала раз-
виваться, при прибавлении же цинка к питательной среде
она стала расти столь интенсивно, что увеличение сухого
веса мицелия достигло... 23 000%!
К сказанному надо добавить о потребности многих
микроорганизмов в так называемых факторах роста, или
ростовых веществах.
Факторы роста, стимуляторы роста, ростовые веще-
ства. биостимуляторы и т. д.— все это вещества, важные
для питания и развития микробов. Прибавленные в ни-
чтожно малых количествах к искусственным питатель-
ным средам, ростовые вещества усиливают и делают
более активными процессы созидания и расщепления
веществ. Они оказывают влияние на процессы питания,
дыхания, биохимическую активность микробов и другие
функции микробной клетки.
89
Помимо микроэлементов, в качестве стимуляторов
роста применяют различные витамины, аминокислоты и
другие вещества.
Значение ростовых веществ заключается еще и в дру-
гом. Оказывается, некоторые микробы на определенном
этапе развития не совсем утрачивают способность к ус-
воению ряда веществ, они только не могут усваивать их
с достаточной скоростью. Вот в этих случаях добавление
к искусственным питательным средам стимуляторов ро-
ста повышает скорость усвоения, а вместе с этим ско-
рость роста и размножения микробов.
Одни микроорганизмы нуждаются в усвоении лишь
готовых органических соединений и не способны созда-
вать их в своем теле из простых соединений. Другие мик-
роорганизмы, наоборот, усваивают элементарные веще-
ства и образуют из них сложные органические вещества.
Третьи — занимают промежуточное положение.
В зависимости от характера питания микроорганизмы
даже делятся на различные группы. Не вдаваясь в слож-
ные специальные вопросы их классификации, мы охарак-
теризуем лишь отдельные понятия. Например, протогра-
фы 1 — это микроорганизмы, которые обладают способ-
ностью усваивать азот из воздуха. К их числу относятся
азотфиксирующие бактерии. Усваивая азот из воздуха,
они превращают его в органические соединения азота.
Хотя слово «прототрофы» означает «осуществляющие
простой тип питания», вместе с тем на этом примере
очевидна вся сложность процесса превращения атмосфер-
ного азота в органические вещества. Мы уже писали, что
для сельского хозяйства азотфиксирующие микроорга-
низмы (свободноживущие и клубеньковые) являются
факторами, способствующими обогащению почвы орга-
ническими соединениями азота, и, следовательно, повы-
шают урожайность почвы.
Существуют и так называемые аутотрофные микроор-
ганизмы, способные создавать органические вещества из
неорганических соединений, например нитрифицирующие
микробы, которые усваивают азот из аммиака и его со-
лей, а углерод — из углекислоты.
Особая группа микробов получила название гетеро-
трофы. К ним относятся микроорганизмы, которые по
1 Протос — по-гречески «простой», трофо — «питаю».
90
характеру азотистого питания характеризуются следую-
щими свойствами: одни могут усваивать азот из аммо-
нийных соединений, другие только .из растворенных бел-
ков высших организмов, третьи нуждаются для усвоения
азота в аминокислотах.
Гетеротрофные микроорганизмы, питающиеся мерт-
вым белком, получили название метатрофов, паразитар-
ные же микробы, к числу которых относятся болезнетвор-
ные микроорганизмы, приспособившиеся к усвоению рас-
творенных белков организма человека или животных,
носят название паратрофов.
Все это мы рассказали для того, чтобы показать
сложность питания мельчайших невидимок и подчерк-
нуть, что для искусственного культивирования микробов
необходимо создание таких условий, которые отвечали
бы физиологическим свойствам микробов и обеспечивали
бы их рост и размножение.
Мы коснулись лишь в очень кратком виде некоторых
современных вопросов жизнедеятельности микробов. Чи-
татель, может быть, скажет: а зачем нам эти «теорети-
ческие дебри»? Но не надо спешить со столь категориче-
ским мнением. В науке только высокий уровень теорети-
чёских знаний обогащает практику. Это же относится и
к тому вопросу, о котором сейчас идет речь. Знание
физиологии микробов помогло в решении многих важ-
ных практических вопросов медицины, и в частности
диагностики заразных болезней.
Поясним это примером. Быстро поставленный диагноз
заболевания, особенно заразного, позволит не только
успешно лечить больного, но и своевременно принять ме-
ры и предотвратить распространение болезни. Это одна
из важнейших противоэпидемических мер.
Для того чтобы быстро распознать заразное заболе-
вание, надо в лаборатории исследовать кровь, мочу,
слизь из зева, испражнения больного.
При многих заразных заболеваниях надо выделить
микроба-возбудителя, получить его в чистой культуре и
определить ряд свойств. Чем быстрее осуществляется
исследование, тем быстрее ставится диагноз. В этих слу-
чаях большую помощь оказывают знание физиологии
микробов и современные методы исследования. Для уско-
рения роста микробов важно использовать факторы рос-
та, о которых мы рассказали. Так вопросы теоретические
91
тесно связываются с запросами практики. Например,
бактерии коклюша хорошо развиваются на искусственной
питательной среде с прибавлением крови. Особенно бла-
гоприятная среда для коклюшных бактерий — глицерино-
во-картофельный кровяной агар. Вот на такой среде про-
изводится посев на коклюш и осуществляется его ранняя
диагностика.
Можно было бы привести еще много примеров, когда
создание лучших условий для культивирования микробов
помогает быстрой диагностике. Но есть еще одна область,
где ускорение размножения микробов и их обильный
рост связаны с необходимостью получения огромной мас-
сы микробов. Это имеет исключительное значение для
производства вакцин — препаратов для прививок против
заразных болезней. Если представить себе, что прививки
делаются многим миллионам людей — взрослым и детям,
станет понятно, как много материала, т. е. микробной
биомассы, нужно для производства вакцин. Отсюда ста-
новится ясным и то, о чем мы говорили,— какое зна-
чение приобретают условия культивирования микро-
бов и все то, что ускоряет и улучшает их рост и раз-
множение.
Здесь в шутку можно сказать — что посеешь, то и
пожнешь. Дело в том, что, культивируя микробы, мы дей-
ствительно сеем их в питательные среды, на которых и
получаем «урожай».
Теперь несколько слов о дыхании микробов. Из даль-
нейшего изложения мы убедимся, сколь важными явля-
ются знания закономерности этого процесса жизнедея-
тельности микробов для того, чтобы уметь правильно
культивировать их.
Многие из известных нам микроорганизмов, подобно
высшим растениям и животным, дышат свободным кис-
лородом воздуха. Жизнь без кислорода невозможна —
это незыблемый закон природы. Но вот появились заме-
чательные открытия Пастера, который заявил: «Жизнь
возможна и без кислорода, за счет брожения». И Пастер
блестяще доказывает это на примере открытого им осо-
бого микроба — возбудителя маслянокислого брожения.
Этот микроб, названный «вибрио бутилик», и оказался
одним из тех, который способен жить и размножаться
в бескислородной среде. Таких микробов в природе ока-
залось множество.
92
Так наука обогатилась новыми представлениями об-
щебиологического значения, а всех микробов по харак-
теру дыхания стали разделять на две группы: аэробные
и анаэробные.
Итак, аэробные микроорганизмы дышат молекуляр-
ным кислородом воздуха, и дыхание у них является про-
цессом окислительного характера.
У анаэробных микробов дыхание происходит за счет
расщепления веществ при отсутствии свободного кисло-
рода воздуха. Среди анаэробных микроорганизмов раз-
личают: строгие анаэробы (облигатные), которые могут
жить и размножаться лишь при полном отсутствии кисло-
рода воздуха, и так называемые условные (факультатив-
ные) анаэробы, способные жить как в атмосфере, содер-
жащей кислород, так и в бескислородной среде.
* * *
В питании и дыхании микроорганизмов огромную
роль играют ферменты, вырабатывающиеся в микробной
клетке. Ферменты, эти замечательные вещества, выраба-
тываются в любых растительных и животных организмах.
Их значение невозможно переоценить. Достаточно пред-
ставить себе, что одна часть фермента вызывает превра-
щение какого-либо вещества в сотни тысяч и даже в мил-
лионы раз больше ее самой. Не случайно свое название
ферменты получили от латинского «ферментум», что оз-
начает «закваска». Они способны ускорять процессы,
протекающие в организме растений, животных, человека
и микробов. Но тут мы опять должны вернуться к вопро-
су о процессах питания у микробов.
Питательные вещества поступают внутрь микробной
клетки через всю ее поверхность и связаны с процессами
диффузии.
В цитоплазму клетки извне поступают вещества, спо-
собные пройти через полупроницаемую оболочку. Это
прежде всего растворенные минеральные соединения,
соли и т. д. А как же со сложными веществами и, напри-
мер, коллоидами? Ведь они через оболочку микробной
клетки не проходят. На помощь этому приходят фермен-
ты микробной клетки. В результате действия ферментов
происходит расщепление сложных веществ на простые и
становится возможным проникновение их внутрь клетки.
93
Благодаря ферментам микробы осуществляют как
внутри клетки, так и вне ее разнообразные биохимиче-
ские процессы превращения питательных веществ, иду-
щих на построение протоплазмы и расщепление сложных
веществ, с высвобождением того или иного количества
энергии. Итак, микробная клетка благодаря фермента-
тивным процессам осуществляет сложные процессы рас-
щепления и созидания, при которых сложные вещества
превращаются в простые, а из простых соединений обра-
зуются сложные органические вещества.
Выработка ферментов у разных микробов выражена
не одинаково. Одни микробы вырабатывают много раз-
личных ферментов, другие, наоборот, очень ограниченное
число, причем действие микробных ферментов на различ-
ные вещества весьма специфично. Это означает, что каж-
дый фермент действует лишь на какое-то определенное
вещество. А какое это может иметь практическое значе-
ние? Оказывается, большое. Знание ферментативных
свойств дает возможность использовать их также для
определения вида и типа микроорганизмов и по этим
свойствам отличать одни микробы от других.
Приведем отдельные примеры, которые хорошо ил-
люстрируют значение ферментативных свойств для опре-
деления и дифференциации микробов.
К примеру, безобидные кишечные палочки и брюшно-
тифозные бактерии очень похожи друг на друга по фор-
ме и окраске. Под микроскопом отличить их друг от дру-
га невозможно. А по ферментативным свойствам? Мож-
но — и очень легко. Оказывается, кишечные палочки рас-
щепляют лактозу, а брюшнотифозные этим свойством не
обладают. Это один из важных признаков.
Или другой пример. Дифтерийные бактерии способ-
ны расщеплять глюкозу и крахмал, а ложнодифтерийные
не способны, так как не обладают соответствующими
ферментами. Наряду с комплексом других важных при-
знаков это оказывается ценным для распознавания воз-
будителей дифтерии от близких к ним микробов. А как
важно это для быстрой диагностики дифтерии и своевре-
менного лечения!
Мы заканчиваем этот небольшой очерк о микробах и
важнейших проявлениях их жизнедеятельности, хотя
вопросы физиологии микробов этим ни в коей мере не
исчерпываются.
94
Мы надеемся, что заглавие этого очерка — «Сложная
жизнь в простой клетке» — оправдано. И если читатель
поймет, что понятие «простая клетка» условно и относи-
тельно и что даже одноклеточные микробы по своей
структуре и функции очень сложны, цель наша вполне
достигнута.
ЭКСКУРСИЯ В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ ЛАБОРАТОРИЮ
Ознакомившись немного с миром невидимок, загля-
нем мысленно туда, где их изучают,— в микробиологиче-
ские лаборатории., В нашей стране таких лабораторий
очень много: в научно-исследовательских институтах,
вузах, на санитарно-эпидемиологических и ветеринарных
станциях, больницах, поликлиниках, в промышленности
и сельском хозяйстве. И везде, от академий до районных
лабораторий, идет напряженная работа ученых и прак-
тических работников по изучению микроорганизмов,— но
задачи изучения разные.
Разнообразен мир микробов, разнообразна их роль в
природе и жизни человека. Микробиология как наука
так разрослась, а задачи так расширились, что произо-
шло разделение ее на ряд самостоятельных дисциплин.
Назовем хотя бы отдельные из них: микробиология меди-
цинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, промыш-
ленная. Уже одно это дает понятие о содержании, на-
правлении и задачах каждой из них. И надо сказать, что
задачи эти исключительно велики и с каждым годом рас-
ширяются.
В микробиологии в настоящее время большое и само-
стоятельное положение занимает вирусология со своим
необозримым миром вирусов и своими исключительно
обширными задачами. Перечислим лишь некоторые на-
звания болезней, вызываемых вирусами: грипп, бешен-
ство, оспа, корь, большая группа энцефалитов, полиомие-
лит, эпидемический гепатит, трахома, краснуха, ветряная
оспа, свинка, желтая лихорадка, но существуют многие
другие, перечисление которых весьма затруднительно,
так как заняло бы много места. Известно огромное коли-
чество вирусов, вызывающих заболевания не только
у человека, но и у животных и растений.
В настоящее время оказалось важным изучать микро-
бов не только на нашей планете, но и в космическом про-
95
странстве. И вот, на космических кораблях появились
«микрокосмонавты» — микробы-невидимки, жизнедея-
тельность которых стали изучать космическая биология и
медицина. Из этого видно, как беспредельны задачи
современной микробиологии. Это задачи научно-тео-
ретические, в которых, изучая мир живых существ,
познается природа. Это могут быть задачи чисто
практические.
Давайте наденем белые халаты и шапочки и пройдем
по некоторым микробиологическим лабораториям.
Итак, мы в микробиологической лаборатории. Здесь
особый порядок. Врачи, лаборанты и весь персонал в бе-
лых халатах, па голове белые шапочки или косынки. Не-
редко на лице марлевые маски или защитные очки. На
столах пробирки, колбы, флаконы с различными химика-
лиями, реактивами, красками, жидкими и плотными пита-
тельными средами. Нас встретят микробиологи и поведут
в таинственную страну «Микробию».
Познакомимся с теми, кто держит в плену страшных
невидимок, укрощает их и превращает в друзей челове-
ка. Могущественные повелители страны «Микробии» —
микробиологи могут из одной микробной клетки получить
миллиарды их, либо совсем уничтожить любых микро-
бов. Это они, микробиологи, помогают распознавать ин-
фекционные болезни, создают чудесные препараты для
профилактики и лечения.
Одни микробиологи учились в медицинских, другие в
ветеринарных или сельскохозяйственных институтах,
третьи окончили университеты или другие высшие учеб-
ные заведения, но все они обязательно с высшим образо-
ванием. У них есть помощники-лаборанты со средним
образованием, работают и технические работники — пре-
параторы. Нередко, избрав своей специальностью микро-
биологию, они совершенствуются в какой-либо узкой от-
расли этой необычайно широкой науки.
В какую бы микробиологическую лабораторию мы
ни зашли, какого бы профиля она ни была, везде мы най-
дем различную аппаратуру и оборудование, а среди них
то, без чего работа в лаборатории невозможна. Прежде
всего микроскопы, увеличивающие в сотни и тысячи раз.
В научных лабораториях теперь уже не редкость элект-
ронные микроскопы. Электронная микроскопия много
дала науке, но будущее сулит еще больше. Микробиоло-
96
1	2
Рис. 1. Споровые микроорганизмы:
1 — бациллы столбняка; 2 — бациллы ботулизма
Рис. 2. Паразитические микроскопические грибы. Рост на искус-
ственной питательной среде
Рис. 3. Кишечные палочки в поле зрения светового микроскопа.
Рядом структура кишечной палочки (электронный микроскоп)
Рис. 4. Цветные колонии
гическая лаборатория не мо-
жет существовать без термо-
статов, в которых день и ночь
поддерживается заданная по-
стоянная температура. Во мно-
гих институтах построены да-
же большие комнаты-термо-
статы, в которых можно
выращивать огромные массы
микробов. Температура в них
регулируется с большой точно-
стью. В термостатах выращи-
ваются самые разнообразные
микробы. Одни требуют темпе-
ратуры, близкой к 0° С, другие
(живущие в горячих источни-
ках — гейзерах) — температу-
ры выше 50° С. В микробиоло-
гии даже дали особые назва-
ния таким микробам: крио-
фильные и термофильные мик-
робы. В переводе это означает
«любящие холод» и «любящие
тепло». Это, конечно, образные
понятия. В действительности
криофильные микробы в про-
цессе эволюции приспособи-
лись жить при низких темпе-
ратурах, а термофильные —
при высоких температурах, ко-
торые являются для них опти-
мальными, т. е. наиболее отве-
чающими нормальной жизне-
деятельности.
В микробиологических ла-
бораториях не только выращи-
вают микробов, там их унич-
тожают. Любой зараженный
материал/тиобые культуры ми-
кробов, в которых после изу-
Рис. 14. Обычный инструментарий микро-
биологической лаборатории.
4 Зак 605
97
чения нет надобности, должны уничтожаться. Умерщ-
вление микробов или обеззараживание загрязненно-
го микробами материала производится в автоклавах
и сухожаровых печах. Эти приборы могут быть различ-
ных размеров или конструкций, но принцип действия
один — микробов убивают при температуре выше 100° С.
В автоклавах примерно 120—140° С, а помимо этого
здесь действует дополнительное давление в несколько
атмосфер и конденсированный пар. Никакие самые стой-
кие микробы не выдержат такого режима и в результате
свертывания цитоплазмы гибнут. Так поступают при про-
изводстве различных консервов. После автоклавирования
в консервах не должно оставаться в живых ни одной
микробной клетки. Среди микробов здесь могут нахо-
диться очень опасные, например бациллы ботулизма.
Если их не уничтожить, то они размножаются и выраба-
тывают микробные яды необычайно большой силы, спо-
собные в ничтожной дозе вызвать смерть человека.
Убивать микробов можно не только высокой темпера-
турой. Используют также различные химические веще-
ства, дезинфицирующие растворы, ультрафиолетовые
лучи и т. п. .
Холодильники также стали важной принадлежностью
микробиологических лабораторий. При температуре 4—
6° С сохраняют искусственные питательные среды, биоло-
гические препараты и... даже микробов.
Центрифуги, супернентрифуги дают большое число
оборотов (тысячи и десятки тысяч в минуту). С помощью
центрифуг можно получить в осадке множество микроб-
ных клеток — биомассу и отделить ее от жидкости, в ко-
торой она находилась.
Анаэростаты, эксикаторы, масляные и водоструйные
насосы, бинокулярные лупы, бактериальные фильтры, ка-
меры для подсчета колоний, агглютиноскопы, пробирки,
пипетки, предметные и покровные стекла, краски, кисло-
ты, щелоч'и, спирты и многое другое можно найти в мик-
робиологической лаборатории. Все это оборудование,
аппаратура, инструменты, химикалии, реактивы, лабора-
торное стекло, питательные среды и т. д.— служит микро-
биологам в их трудной и нередко опасной работе. Но
продолжим экскурсию.
Наше внимание привлекла комната, на двери которой
надпись — «бокс», а иногда висит табличка «Вход вос-
98
прещен». Это, так сказать, «святая святых» микробиоло-
гической лаборатории. Здесь производят самые ответ-
ственные исследования, требующие безукоризненной сте-
рильности. К примеру, необходимо осуществить контроль
стерильности различных лекарственных препаратов, ко-
торые вводятся больным внутривенно, подкожно или
внутримышечно. В таких препаратах не должно быть ни
одной микробной клетки, иначе говоря, они должны быть
абсолютно стерильными. Для этого и осуществляют бак-
териологический контроль. Только после заключения
контрольной лаборатории о стерильности можно приме-
нять такие препараты. Это накладывает особый отпеча-
ток на условия, режим работы и требования к персоналу,
проводящему подобные исследования. Эти работы и про-
водятся в боксе.
Боксы бывают разные, но задача одна — во время ра-
боты не допустить попадания в исследуемый объект ни
одной микробной клетки.
В микробиологических институтах боксы — это целая
система помещений. Входите вы в предбоксник. Как сви-
детельствует само название, это комната, находящаяся
перед боксом, где осуществляется подготовительная
работа и стоит необходимая аппаратура. Далее, за
сплошной стеклянной перегородкой, устраивается там-
бур, где моют руки, хранят в специальных боксах сте-
рильные халаты, колпаки, марлевые маски, полотняные
сапоги, которые надевают поверх тапочек и другие пред-
меты.
Только в такой спецодежде можно войти в бокс. Итак,
мы оказались перед входом в изолированную сплошной
стеклянной перегородкой комнату, стены, потолок и дверь
которой покрашены белой краской. Перед работой ме-
бель, стены, необходимая аппаратура, пол бокса подвер-
гаются обработке дезинфицирующим раствором. Но это-
го мало. Воздух в боксе также не должен содержать
микробов; для этого они осаждаются при помощи пуль-
веризаторов стерильной водой или дезинфицирующим
раствором. Но и этого недостаточно. Воздух еще обезза-
раживают бактерицидными лампами, которые подвеши-
ваются к потолку и стенам. Облучение продолжается
30—60 минут, в зависимости от конструкции бактерицид-
ных ламп.
Чистота воздуха контролируется постоянно.
4*
99
Итак, бокс подготовлен. Бактериолог надевает сте-
рильные халат, шапочку, на лицо марлевую маску, на
ноги матерчатые сапоги. Руки тщательно моются по соот-
ветствующим прав-илам и регулярно исследуются на за-
грязненность микробами, причем это делается перед на-
чалом работы и в процессе ее.
Во время работы бактериолог и его помощник-лабо-
рант не разговаривают. Методика и техника отрабатыва-
ются в совершенстве, а движения совершаются четко,
быстро, почти автоматически. Само собой разумеется,
что вход в бокс во время работы категорически воспре-
щается.
Всем этим достигается надежный бактериологический
контроль лекарств и препаратов либо безукоризненность
научных исследований.
В небольших лабораториях боксы устраиваются как
«комнаты в комнате», в виде небольшой, изолированной,
застекленной со всех сторон камеры, где обычно работает
один человек. Существуют и так называемые настольные
боксы, которые имеют вид стеклянных ящиков. Они уста-
навливаются на рабочих столах бактериологов. В перед-
нем стекле прорезают для рук отверстия, к которым при-
крепляют нарукавники. Независимо от размеров или кон-
струкций боксов режим работы, обеспечивающий полную
стерильность, остается незыблемым.
Надо сказать, что есть лаборатории и институты, где
условия работы определяются еще более строгим режи-
мом. Это лаборатории, где изучают особо опасные
инфекции: возбудители холеры, чумы, сибирской язвы,
бруцеллеза, сапа, туляремии и других инфекций.
Даже одежда для персонала здесь еще более строгая.
Помимо халата и шапочки, высоких полотняных сапог,
лицо защищают многослойной марлевой маской, глаза —
особыми очками, руки — перчатками. Строгость правил
для работающих в этих лабораториях объясняется боль-
шой вирулентностью 1 многих микробов и опасностью ра-
боты с зараженными экспериментальными животными.
У входа в бокс лежит половичок, смоченный дезинфи-
цирующим раствором, ручки дверей обертываются
марлей и также увлажняются дезинфицирующими
растворами.
1 Вирулентность — степень болезнетворности микробов.
100
Система расположения комнат в лабораториях особо
опасных инфекций также особая. Вход и выход отдель-
ные. Через специальные окошечки подаются материалы
для исследования.
Знакомя нас с микробиологическими лабораториями,
нам обязательно покажут виварий, где содержатся экспе-
риментальные животные.
Лабораторные животные... сколь многим наука им
обязана! Без лабораторных животных — белых мышей и
крыс,'кроликов, морских свинок, хомяков, сусликов, со-
бак, обезьян —не были бы разгаданы многие тайны ин-
фекционных болезней. Какие только опыты не ставятся
на лабораторных животных! Вирулентность микробов
или действие их ядов изучается на чувствительных жи-
вотных. Прежде чем применить новые препараты па
людях, например вакцины для профилактики инфекцион-
ных болезней, их сначала проверяют на животных. Новые
лекарства — антибиотики, сыворотки, гамма-глобулины и
т. п.— также сначала изучают на экспериментальных
животных, а затем уже, добившись хороших результатов,
убедившись в их полезности и безвредности, применяют
для лечения больных людей.
Не только микробиологи, вирусологи, эпидемиологи,
но, пожалуй, и все человечество в большом долгу перед
кроликами, морскими свинками и другими лабораторны-
ми животными. И так, как в свое время великий физио-
лог И. П. Павлов поставил памятник собаке, вероятно,
поставят памятник и другим экспериментальным жи-
вотным.
Когда мы вошли в бактериологическую лабораторию,
то убедились в безукоризненной чистоте. На столах ле-
жат толстые стекла. Их удобно обеззараживать дезин-
фицирующими растворами и даже обжигать огнем. Кста-
ти, на столе микробиолога всегда стоит спиртовка или
газовая горелка. Микробиологи работают всегда над
огнем, возле огня и с огнем. На огне стерилизуют бакте-
риальную металлическую петлю. Без этого простого ин-
струмента, с помощью которого можно набрать исследуе-
мый материал или культуру микробов, посеять их в
питательную среду, обойтись нельзя. После работы такая
загрязненная микробами петля обжигается на огне и ста-
новится снова стерильной. На огне обжигаются горлыш-
ки флаконов, пробирок и пипеток. Все манипуляции с
101
микробами проводятся над огнем горелок, дабы не внести
в посевы посторонних микробов из воздуха.
Остановимся на отдельных задачах и обязанностях
микробиологов.
Микробиологи изучают и контролируют чистоту воз-
духа, например в хирургических операционных и в поме-
щениях, где готовятся различные биологические препа-
раты.
Приходилось ли вам бывать на станциях переливания
крови, где доноры дают свою кровь для переливания
больным? Донор одевается в специальные одежды бук-
вально с головы до ног. Так же строго регламентирована
одежда персонала. Кровь берется стерильно, в стериль-
ные флаконы. Весь процесс получения из крови различ-
ных компонентов и препаратов предупреждает возмож-
ность обсеменения микробами. И после всего этого образ-
цы крови, сыворотки, плазмы и ряда важных лечебных
препаратов, получаемых из крови, проходят государ-
ственный бактериологический контроль.
Теперь зайдем в другую лабораторию, на столах кото-
рой мы увидим много бутылок с водой. Здесь действи-
тельно проводится анализ питьевой воды. Любая вода —
водопроводная, колодезная или из другого источника
водоснабжения — проходит постоянный и систематиче-
ский контроль. Исследуются различные свойства воды:
запах, цвет, вкус, прозрачность или мутность, осадки
и т. д. Определяется химический состав воды, например
щелочность, наличие азота, хлоридов, железа, йода, каль-
ция и других веществ. Все это может указать на добро-
качественность или недоброкачественность питьевой
воды.
Под микроскопом изучаются различные простейшие
животные и растительные организмы, так называемые
фито- и зоопланктон. Это биологический метод исследо-
вания воды. Интересно, что специалисты по характеру
обитателей<воды могут судить о чистоте или загрязнен-
ности воды.
Все это очень важные методы исследования воды, но
их недостаточно, чтобы дать окончательное заключение.
Необходимо еще бактериологическое исследование воды.
И вот мы в такой лаборатории. Нам здесь расскажут,
что в задачи бактериологического анализа воды входит
определение количества микробов в ней и качественный
102
бактериологический анализ. Существуют строгие крите-
рии для оценки пригодности воды — это в первую очередь
общее содержание бактерий в воде.
Важно также определить, какие микробы могут нахо-
диться в воде, особенно из группы кишечных микробов,
способных вызывать заболевания у человека, например
брюшной тиф, дизентерию, холеру. Такие микробы попа-
дают в воду с фекалиями человека. Обычно показателем
загрязнения воды фекальными массами человека и жи*
вотных служат кишечные палочки. Чем больше вода за-
грязнена ими, тем в меньшем ее объеме обнаруживаются
кишечные палочки. Надо определить количество кишеч-
ных палочек в воде и по совокупности показателей дать
заключение о доброкачественности или недоброкаче-
ственности питьевой воды.
Итак, мы познакомились еще с одной микробиологиче-
ской лабораторией и с ее важными практическими зада-
чами.
Направимся в дальнейшее «путешествие» и загля-
нем еще в одну микробиологическую лабораторию — при
больнице. В этой лаборатории устанавливают бактерио-
логический диагноз заболевания. Это требует пояснения.
Врачи пользуются различными методами всесторонне-
го обследования больного, часто прибегая к помощи ла-
боратории. Бактериологи помогают уточнить диагноз и
стараются сделать это как можно раньше и быстрее.
Исследуя кровь, можно, например, обнаружить в ней
брюшнотифозных бактерий, возбудителей малярии или
возвратного тифа. Исследуя слизь из зева и носа, можно
быстро поставить диагноз дифтерии, в испражнениях
больного можно обнаружить дизентерийных бактерий.
Очень важна роль лабораторий в выявлении бацилло-
носителей 1 брюшного тифа, дизентерии, дифтерии и дру-
гих инфекций. Бактериологи систематически проверяют
руки персонала, который готовит пищу, пищевые продук-
ты, молоко, воду, посуду, в которой готовится пища,
остатки пищи, даже столы, на которых готовится пища.
1 Бациллоносительство — это скрытое, не сопровождающееся
никакими болезненными проявлениями пребывание болезнетворных
микробов в организме. Бациллоносителями могут быть люди, не
только переболевшие некоторыми инфекционными болезнями, но и
здоровые. Сами не болея, здоровые бациллоносители могут зара-
жать окружающих — детей и взрослых.
103
Не следует думать, что только тогда, когда возникает
заболевание или вспышка заболеваний, начинают прини-
мать указанные меры. Нет, по нашему законодательству
постоянному и систематическому обследованию на бацил-
лоносительство подвергаются все работники пищевых
блоков больниц и детских учреждений, а также работни-
ки пищевых предприятий и продовольственной торгую-
щей сети, столовых, ресторанов, кафе и т. д. Все это де-
лается с профилактической целью.
В связи с этим остановимся еще на одном примере,
который непосредственно касается школьников. Как мно-
го внимания здоровью школьников уделяет Советская
власть! Для оздоровления детей созданы многочислен-
ные пионерские лагеря, санатории и т. д. Здесь все созда-
но для здорового, счастливого отдыха. Здесь нет и не мо-
жет быть места болезням, и как важно, чтобы сюда не
попали, например, дети — дифтерийные бациллоносители
и чтобы они не стали источниками распространения этой
заразной болезни. Вот почему все дети, направляемые
в оздоровительные учреждения, также проходят обследо-
вание на дифтерийное бациллоносительство. Эту важную
работу осуществляют микробиологические лаборатории.
Беря специальными ватными тампончиками слизь из зе-
ва и носа и изучая этот материал, микробиологи могут
установить бациллоносителей. Вслед за этим последует
лечение бациллоносителя, а пока в детский коллектив
он не будет допущен. Так предупреждается распростра-
нение заразных болезней.
Ознакомимся с работой других лабораторий. Это уже
будут лаборатории научно-исследовательских институтов
и академий, изучающих жизнь микробов в различных ее
проявлениях. Знание жизнедеятельности микроорганиз-
мов дает много не только науке, но и практике, промыш-
ленности, сельскому хозяйству, полезно и в быту. Оста-
новимся лишь на отдельных примерах, характеризующих
исключительно многогранные, глубокие и важные на-
правления.
Изучая физиологию и биохимию микробов, ученые
раскрывают процесс обмена веществ микробной клетки и
пути воздействия на него в нужную для человека сторо-
ну. Как важно, например, усилить выработку микроорга-
низмами антибиотиков! Как важно активизировать фер-
ментативные свойства дрожжей для хлебопечения, для
104
получения молочнокислых продуктов питания или силосо-
вания кормов в сельском хозяйстве!
Вторгаясь в глубины тончайшего строения и химиче-
ского состава микробной клетки, выясняя роль и значе-
ние РНК и ДНК, микробиологи вторгаются в тайны на-
следственных свойств микроорганизмов как одной из мо-
делей познания живого.
В научных лабораториях идет интересная работа по
созданию и изучению вакцин, сывороток, гамма-глобули-
нов, антибиотиков, бактериофагов. Изучение иммунитета
к инфекционным заболеваниям, вопросы диагностики,
профилактики и лечения — все это современные задачи
медицинской и ветеринарной микробиологии.
В связи с этим мы остановимся далее па некоторых
проблемах и достижениях современной микробиологии.
МИКРОБНЫЕ «ЧУДЕСА» - БЕЗ ЧУДЕС
Мир микробов очень разнообразен. В сложной
и многообразной их жизнедеятельности можно найти та-
кие яркие проявления, которые в далекие времена вызы-
вали не только удивление, но даже суеверный страх. Не
зная подлинной причины многих явлений в природе, лег-
че всего было объяснять их чудесами. Наука помогла
рассеять мистический и религиозный дурман, показать
суть многих суеверий и предрассудков и разоблачить то,
что носит название «чуда».
«Чудесами без чудес» оказались цветные и светящие-
ся микробы.
ЦВЕТНЫЕ МИКРОБЫ
Интересны красящие вещества — пигменты, выраба-
тывающиеся рядом микробов. Каких только цветов не
бывают микробные пигменты — и красные, и зеленые, и
черные, и синие, и фиолетовые, и желтые, и оранжевые.
Из почвы была выделена плесень пенициллиум мульти-
колор (в переводе — многоцветная), вырабатывающая
пигменты красного, фиолетового, розового, желтого, оран-
жевого и темно-коричневого цвета. Такая особенность
этой плесени зависит от реакции среды. Меняется
реакция, например, из кислой в щелочную, меняет-
ся и цвет пигмента. Иногда пигментообразование по-
зволяет микробиологам отличать микробы друг от друга.
Так, например, среди гноеродных микробов — стафило-
кокков имеются различные по цвету: золотистые, лимон-
но-желтые, белые и других цветов (см. цвет. табл. рис. 4).
Интересуются пигментообразованием и хирурги. Они
нередко замечают, что повязка или гной раны вдруг на-
чинают зеленеть. Это крайне неприятно, ибо указывает,
что в рану попали бактерии сине-зеленого гноя и надо
их устранить. Лечение больного или раненого затруд-
няется.
Среди сарцин, обычно встречающихся в воздухе, раз-
личаются ярко-желтые, оранжевые, розовые и др.
Трагически печальную известность приобрел цветной
микроб — бактериум продигиозум. Это совершенно без-
106
вредный микроб, встречающийся в воздухе. Он облада,
ет интересной особенностью вырабатывать пигмент яр*
ко-красного цвета. Попадая на пищевые продукты, осо-
бенно крахмалистые, находящиеся в сырых помещениях,
бактериум продигиозум сильно размножается и окраши-
вает продукт в кроваво-красный цвет (цвет. рис. 5, 6).
Так возникали суеверные представления о «кровото-
чащем хлебе», «кровавых пятнах». Появление их на хле-
бе считали «знамением небес» и ждали разных несча-
стий и бед, искали виновных. Эти суеверия когда-то
стоили жизни многим тысячам безвинных людей. Их об-
виняли в колдовстве и «во славу божию» убивали, мучи-
ли, сжигали на кострах.
В настоящее время любой школьник, работающий в
кружке юных микробиологов, может воспроизвести это
«чудо» и, кроме того, может получить культуры многих
других микробов, вырабатывающих пигменты самых
разнообразных цветов.
Разоблачив такого рода «чудеса», наука выяснила,
что красящие вещества — пигменты микробов — могут
быть даже полезными при лечении различных инфек-
ционных болезней.
Так, еще в конце XIX в. сотрудник Военно-медицин-
ской академии Н. П. Тишуткин доказал возможность
использования бактериум продигиозум для лечения пар-
ши.1 Профессор Б. И. Курочкин, много лет уделивший
изучению бактериум продигиозум, успешно лечил гноя-
щиеся раны.
В СССР и в других странах мира найдены и изучены
самые разнообразные микробы, вырабатывающие раз-
личные пигменты, которые обладают замечательным
свойством губительно действовать на многие болезне-
творные микробы, вызывающие заболевания у человека
и животных. Профессор Н. А. Красильников из фиолето-
вого актиномицета получил препарат мицетин, способный
убивать микробов — возбудителей гнойно-воспалитель-
ных заболеваний — стафилококков, а также туберкулез-
ных и дифтерийных бактерий.
Вот ряд научных фактов, которые можно было бы
продолжить, но и их достаточно, чтобы рассеять суеве-
1 Инфекционное заболевание, вызываемое микроскопическими
грибами: поражается волосистая часть головы, кожа, ногти.
107
рия и веру в «чудеса» с «кровавыми» пятнами и пока-
зать, как наука свои достижения использует на благо
человечества. Различные микробы вы сможете увидеть,
поставив очень простой опыт в обычных школьных
условиях.
Откройте чашки Петри с пластинкой агара и поставь-
те в помещении на час, затем закройте крышками. Чашки
положите в коробку, закройте ее для затемнения и по-
местите в теплое место с температурой не выше 37° С.
Через сутки изучите результаты. Опишите цвет раз-
личных колоний микробов, зарисуйте их форму и ве-
личину. Если умеете фотографировать, сделайте фото-
снимки.
Чашки можно сохранить для школьного музея или
выставки. Чтобы убить микробов, под крышку положите
кружок фильтровальной бумаги, вырезанной по размеру
крышки. Бумагу смочите формалином. Через сутки бу-
магу снимите, а края крышки залепите пластилином.
В таком виде чашка Петри с колониями микробов как эк-
спонат может сохраняться длительное время.
СВЕТЯЩИЕСЯ МИКРОБЫ
Не менее интересны и другие, так называемые све-
тящиеся микроорганизмы. Они также вызывали суевер-
ные представления о «чудесах», когда люди наблюдали
самосвечение моря, рыб, летающих живых существ, на-
пример жуков, и т. д. Оказалось, что свечение объясняет-
ся результатом жизнедеятельности особых микробов.
В настоящее время светящиеся микробы хорошо изу-
чены. Свечение у них — это особая форма освобождения
энергии при окислительных процессах, протекающих в
теле микробов. Мы не только знаем природу этого света,
но можем даже поставить опыты в лаборатории и дока-
зать материальную природу свечения, вызываемого фото-
бактериями. Ничего таинственного, а тем более «чудес-
ного» в нем нет.
Чарлз Дарвин во время кругосветного путешествия
на корабле «Бигль» наблюдал изумительное зрелище
светящегося моря. Ученый так описал свои наблюдения:
«В одну очень темную ночь, когда мы находились не-
сколько южнее Ла-Платы, море представляло удивитель-
ное и прекрасное зрелище. Дул свежий ветер, и каждая
108
Рис. 15. Бюст Клода Бернара,' сфотографи-
рованный при освещении «микробными лам-
пами» (по В. Л. Омелянскому)
волна с пенистым греб-
нем наверху светилась
бледным фосфориче-
ским светом. Перед но-
сом корабля, рассекаю-
щего волны, вздыма-
лись две струи как бы
из жидкого фосфора, а
сзади тянулся светлый
след, йапоминая Млеч-
ный Путь. Насколько
было видно вокруг,
всюду светились греб-
ни волн...»
Эти же чудеса све-
тящихся микроорганиз-
мов — фотобактерий
наблюдаются и на Се-
вере. Великий путеше-
ственник Фритьоф Нан-
сен во время полярной
экспедиции видел в лунках, пробитых во льду Ледовитого
океана, свечение воды.
Светящиеся микробы чаще всего обитают в морской
воде, но встречаются и в пресных водах. Поселяются они
па чешуе рыб, поверхности медуз, инфузорий, моллюсков,
в результате чего эти организмы светятся. Когда же во-
да смывает светящихся микробов с поверхности рыб или
животных, наблюдается исключительная по своей эффек-
тности картина светящегося моря. В настоящее время
открыто много различных фотобактерий.
В литературе описана любопытная история открытия
фотобактерий зоологом Маршаллом. Однажды он приоб-
рел крупный экземпляр луны-рыбы и занялся ее иссле-
дованием. Рыба была несвежая и издавала отвратитель-
ное зловоние. Исследование подвигалось вперед медлен-
но, а рыба — увы! — разлагалась очень быстро, так что в
конце концов пришлось ее выбросить. Через несколько
дней Маршаллу понадобилось наведаться вечером в ла-
бораторию, и он был поражен, увидев, что то место, где
лежала злополучная рыба, светилось ярким фосфориче-
ским светом. Такой же свет издавали препаровальная
доска и инструменты, которыми Маршалл пользовался
109
при своих занятиях. Причиной свечения были покрывав-
шие рыбу светящиеся бактерии.
Интересный опыт был поставлен в лаборатории.
Ученый Дюбуа, окружив бюст Клода Бернара колбами
со светящимися бактериями, словно «живыми лампами»,
сфотографировал его (рис. 15).
Мы уже писали, что чаще всего фотобактерии обна-
руживаются в морской воде. Свечение в ней проявляется
более ярко, нежели в пресной, речной воде. Это навело
ученых на мысль создать искусственные среды для выра-
щивания фотобактерий с содержанием в этих средах по-
вышенной концентрации хлористого натрия до 3%.
* * я
Для постановки школьного эксперимента нужна очень
простая среда — 3%-ный раствор поваренной соли. Объ-
ектами наблюдения могут служить кусочки мяса или ры-
бы, а также круто сваренное куриное яйцо. Чтобы выз-
вать свечение мяса или рыбы, достаточно наполовину
погрузить их в 3%-ный раствор поваренной соли и оста-
вить в прохладном месте при 9—12° С.
Удается вызвать свечение и круто сваренных
куриных яиц. Разбив скорлупу, но не очистив от
нее яйцо, обмазывают его поверхность сырым мясом
и затем почти доверху погружают яйцо в 3%-ный ра-
створ соли.
Свечение наступает обычно на 2—3-й день. Достиг-
нув наибольшего напряжения, свечение культуры в сле-
дующие дни постепенно угасает, сохраняясь иногда
неделями. По своему характеру бактериальный свет
напоминает свечение фосфора в темноте или лунный свет,
отраженный от белой поверхности, отличаясь своеобраз-
ными оттенками у различных видов микробов,— то он
голубоватый, то чуть-чуть зеленый, то почти белый. Этот
холодный физиологический свет состоит из желтых и
главным образом зеленых и синих лучей, т. е. богат
световыми и беден химическими и тепловыми лучами.
Сила света фотобактерий сравнительно невелика.
Однако уже при свечении одной пробирки можно
наблюдать показания секундной стрелки карманных
часов, особенно если глаз предварительно отдохнул
в темноте.
110
ДУШИСТЫЕ МИКРОБЫ
Не случайно некоторым микроорганизмам ученые да-
ли названия Bacterium aromaticum — ароматные или ду-
шистые бактерии. И действительно, эти культуры издают
приятный запах фруктов, ягод, плодов. Описаны куль-
туры микробов, особенно свежевыделенных, с запахом
яблок, земляники, ананаса, груш, дынь. Благодаря ду-
шистым микробам приятный запах сообщается молоку,
маслу, сырам.
На зрелых ягодах некоторых сортов винограда, на-
пример изабеллы, муската и др., обычно находятся раз-
личные ароматообразующие бактерии, дрожжевые гриб-
ки. Вместе с ароматическими продуктами винограда ду-
шистые микробы придают ряду вин тот особый запах, ко-
торый виноделы называют букетом вин.
МИКРОБЫ И... ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
От гальванических элементов и вольтова столба —
первого электрохимического генератора XVIII столетия,
до грандиозных электростанций XX — таков путь науки в
создании и освоении электроэнергии больших мощностей.
Мы так к этому привыкли, что не удивляемся даже созда-
нию современных атомных электростанций и поискам
новых, необыкновенных источников энергии, какими бы
фантастическими они ни были. Вчера фантазия ученых —
завтра реальность. Вместе с тем, если представить се-
бе, что биологическим источником электрической энер-
гии могут быть... микробы и что для построения генера-
тора электроэнергии можно использовать микробов, это
покажется сверхфантастичным. Реально ли это? Даже
зная необычайную мощь мириад микроорганизмов как
химических реагентов, зная роль их в круговороте ве-
ществ в природе, способность расщеплять сложные ве-
щества и синтезировать из простых сложные, трудно
представить такое сочетание — «микробы и электри-
чество».
И все же, оказывается, микробы могут быть исполь-
зованы как преобразователи энергии с получением элек-
тричества. Описан даже микробиологический генератор
электроэнергии. В нем используются бактерии, пожираю-
щие электроны. Он состоит из двух отделений, имеющих
111
электроды, соединенных проводником. В одном отделе-
нии находятся сульфат железа и серная кислота. Бакте-
рии содержатся в другом отделении в слабом растворе
кислоты. Сульфат и кислота, действуя друг на друга,
высвобождают электроны, которые по проводнику на-
правляются к электроду в отделение с бактериями, где
в результате цепи электрохимических реакций поглоща-
ются этими бактериями. Серная кислота, очевидно,
является электролитом, обеспечивая ионную проводи-
мость.
Автор книги «Преобразование энергии»1 Г. Н. Алек-
сеев, приводя описание такого генератора электроэнер-
гии, рассматривает его лишь как один из примеров на-
учно-технического прогресса в освоении новых источни-
ков энергии.
Конечно, для микроорганизмов должна быть создана
благоприятная питательная среда для нормального их
развития и осуществления важнейших физиологических
функций — питания, дыхания, размножения. Все это не-
обходимо для обильного накопления больших масс
микробов.
В этих условиях покрытие электродов массой микро-
бов позволит увеличить плотность электрического тока
и избежать поляризации.
Конечно, все это пока имеет исключительно научно-
теоретическое значение. Но в наш век развитие науки
столь стремительно, а содружество физики, химии и ми-
кробиологии становится столь глубоким, что проблема
«микробы и электричество» может получить вскоре свое
практическое разрешение.
Возможности же использования, помимо микробов,
различных биологических источников электроэнергии мо-
гут оказаться весьма обширными, в том числе в технике
и медицине.
ГОРЯЩАЯ ВОДА
Летом на поверхности озера можно заметить неболь-
шие фонтанчики. Вода в ряде мест словно бурлит. Это
не удивительно! Вода в озере стоячая, на дне масса ра-
стительных осадков, подвергающихся воздействию раз-
1 М., «Наука», 1967.
112
личных микробов. Опавшие листья, трава, водоросли,
торф — все это под влиянием гнилостных микробов раз-
лагается. Здесь же происходит брожение органических
веществ, вызванное особыми микроорганизмами, а в
результате выделяется горючий газ — метан.
Особенно интенсивные процессы образования метана
происходят в глинистой почве на дне болот. Не случайно
этот газ и поЛучил название — «болотный газ», горит он
бесцветным пламенем. Вот этот горючий газ, выделяясь
со дна, и вырывается из воды в виде фонтанчиков. Карти-
на тихой водной глади с фонтанчиками красива сама по
себе, и ею можно залюбоваться. Но эффект усиливается,
если их поджечь. Мгновенно вспыхнув, они продолжают
ярко гореть. Ночью картина озера, освещенного горящи-
ми факелами, словно выходящими из воды, вызывала
восторженные возгласы: «Как чудесно!», «Похоже на
чудо!». Но ничего чудесного в этом нет.
Стало известно и другое название метана — «руднич-
ный газ» и то, что он опасен бывает для горняков, рабо-
тающих в глубоких шахтах. Да, это действительно так.
В месторождениях каменных и бурых углей рудничный
газ также образуется в результате брожения раститель-
ных остатков. Случайная искра в шахте может стать при-
чиной взрыва, если содержание метана в воздухе превы-
сит 5%.
Борьба с метаном в шахтах идет непрестанно и очень
энергично. Мощные вентиляционные установки удаляют
опасный газ, а взамен нагнетают в огромных количествах
свежий воздух.
Ученые ищут новые средства борьбы с рудничным га-
зом. Поиски привели к уже известным микробам, кото-
рые могут усваивать метан, разлагая его в своем теле
на углекислый газ и воду. Ученые Московского горного
института доказали, что особые виды бактерий могут
очищать воздух с высоким содержанием метана — до 8%.
Итак, микробы в борьбе с метаном помогут очищать воз-
дух и предупреждать взрывы в шахтах.
АНТИБИОТИКИ
...Во внешней природе и в человеческом организме распространены
микробы, оказывающие нам большую помощь в борьбе против за-
разных болезней.
И. И. Мечников
КРАТКО ОБ АНТИБИОТИКАХ
Сейчас, когда так широко и успешно используются
антибиотики для лечения многих болезней, человечест-
во с благодарностью вспоминает тех, кто стоял у истоков
получения этих замечательных препаратов, кто своими
открытиями создал новую эру в биологии и медицине.
Идея использования микробов против микробов и
наблюдения о микробном антагонизме относятся к вре-
менам Луи Пастера и И. И. Мечникова.
Во второй половине XIX в. Пастер и Жубер наблю-
дали интересное явление. Они убедились, что сибиреяз-
венные бациллы погибали под действием других микро-
бов. Как ни далеко все это было от медицины, но уже
тогда они увидели в таком факте возможность примене-
ния микробов с лечебной целью. Они описали это так:
«Можно ввести животному бактерии сибирской язвы без
того, чтобы оно заболело, для этого достаточно, чтобы
жидкость содержала суспензию возбудителей заразных
болезней, в смеси с обычными бактериями».
Еще ближе к идее создания антибиотиков подошел
Илья Ильич Мечников, который высказал мысль, что
одним из факторов микробного антагонизма являются
вещества, вырабатываемые микробами. В частности,
Мечников писал, что «в процессе борьбы друг с другом
микробы вырабатывают специфические вещества как
орудия защиты и нападения». А чем иным, как не ору-
дием нападения одних микробов на другие, оказались
антибиотики?
Ведь современные антибиотики — пенициллин, стреп-
томицин и др.— получены как продукт жизнедеятельно-
сти различных бактерий, плесеней и актиномицетов.
Именно эти вещества действуют губительно либо задер-
живают рост и размножение болезнетворных микробов.
Но вспомним историю антибиотиков. Еще в конце
XIX в. профессор Вячеслав Авксентьевич Манассеин опи-
114
сал противомикробное
действие зеленой плесени
пенициллиум, а Алексей
Герасимович Полотебнов
с успехом применял зеле-
ную плесень для лечения
гнойных ран и сифилити-
ческих язв.
Эра антибиотиков в
современном значении
этого слова началась с за-
мечательного открытия
пенициллина Алексан-
дром Флемингом. Это от-
крытие относится к 1929 г.,
когда Флеминг обнару-
жил тормозящее действие
ПЛеСеНИ пенициллиум НО-	Александр Флеминг
татум на золотистых ста-
филококков. Первый пенициллин представлял собой про-
фильтрованную жидкость из бульонной культуры плесени
пенициллиум. Но даже в таком виде, который, в сущно-
сти, являлся как бы сырьем для современного пеницил-
лина, он уже блестяще оправдал себя в лабораторных
испытаниях с различными микробами и в опытах на жи-
вотных.
Флеминг имел все основания считать его лечебным
препаратом, так как он излечивал эксперименталь-
ных животных, зараженных стафилококками, стрепто-
кокками и другими болезнетворными микробами. Но этот
пенициллин имел ряд недостатков. В жидком состоянии
он быстро терял свою активность. Из-за слабой концен-
трации его приходилось вводить в больших количествах,
что было очень болезненно.
Пенициллин Флеминга содержал в себе также много
побочных и далеко не безразличных белковых веществ,
попавших из бульона, на котором выращивалась плесень
пенициллиум. В результате всего этого использование
пенициллина для лечения больных затормозилось на не-
сколько лет.
Большим событием в истории антибиотиков, и в част-
ности в истории получения современных препаратов пе-
нициллина, явились исследования микробиолога Г. Фло-
115
Зинаида Виссарионовна Ермольева
ри и химика Э. Чейна, ко-
торые получили в 1941 г.
сухой, очищенный и кон-
центрированный пеницил-
лин. Препарат обладал
большой активностью.
В разведении более чем в
1 : 50 000 000 он губитель-
но действовал на многих
микробов — возбудителей
заразных болезней. Эти
достижения широко от-
крыли пенициллину двери
в клиники всего мира.
В СССР пенициллин
из плесени пенициллиум
крустозум получила в
1942 г. профессор Зи-
наида Виссарионовна Ермольева.
Шла Великая Отечественная война. Госпитали были
переполнены ранеными. Гнойные поражения, вызванные
стафилококками и стрептококками, осложняли и без того
тяжелые раны. Лечение было трудным, многим раненым
и больным угрожала смерть. К счастью, пенициллин ока-
зался наиболее активным в отношении гноеродных
кокков — стафилококков и стрептококков, а также воз-
будителей пневмонии 1 и других болезней. С огромным
энтузиазмом врачи, и особенно военные, встретили появ-
ление пенициллина, и вскоре они убедились в его исклю-
чительных лечебных свойствах. Тысячи раненых и боль-
ных были спасены. Многие тысячи фронтовиков, излечив-
шись, вернулись в строй и вновь могли защищать свою
Родину.
Победное шествие пенициллина и признание его во
всем мире открыло новую эру в медицине — эру анти-
биотиков.
Арсенал антибиотиков увеличивался. Появились
стрептомицин, биомицин, альбомицин, левомицетин, син-
томицин, тетрациклин, террамицин, эритромицин, ниста-
тин, колимицин, мицерин, иманин, экмолин и ряд других.
Одни из них обладают направленным действием па опре-
1 Воспаление легких.
116
деленные микробы или группы их, другие обладают бо-
лее широким спектром антимикробного действия на раз-
личные микроорганизмы.
* * *
Современная медицина пользуется сравнительно не-
большим количеством испытанных и надежных антибио-
тиков. Ученые подсчитали, что из многих миллионов изу-
ченных проб почвы выделено около 400 культур микро-
бов, вырабатывающих антибиотики. Из них лишь более
десятка оказались губительными для болезнетворных
микробов, активными в организме больного, безвредны-
ми для него и дали хороший лечебный эффект.
Изыскание антибиотиков требует колоссального тру-
да микробиологов. Выделяются сотни тысяч культур раз-
личных микроорганизмов, получаются десятки тысяч
препаратов. Все они требуют тщательного изучения. Ин-
тересен такой пример. Открытию тетрациклина предшест-
вовало изучение более 134 000 проб земли, полученных
со всех концов света. Было проведено 2 миллиона ис-
следований.
Существует много методов изучения культур ми-
кробов, остановимся па одном из них.
Берут чашки Петри с плотной пластинкой питатель-
ной среды — агаром. Поверхность агара засевают чистой
культурой, допустим, стафилококка, затем наносят на
отдельный участок посева комочки культуры микробов,
выделенных из земли, и все ставят в термостат. Так де-
лается со многими микробами, против которых исследо-
ватели хотят найти микробов, вырабатывающих анти-
биотики. Образно говоря, проверяются «тысячи тонн ру-
ды» ради единой культуры микроба — продуцента 1 анти-
биотиков. Много неудач преследует ученых, на чашках
вырастают все посеянные культуры и микробы почвы,
а эффекта нет. Но вот исследователь видит иную картину.
Вокруг выросших микробов почвы образовались свобод-
ные зоны, где исчезли ранее посеянные стафилококки.
Почему они исчезли? Что с ними стало? Среди микробов
почвы оказались микробы, способные вырабатывать ве-
щество, действующее на стафилококков.
1 Продуцент, т. е. производящий антибиотические вещества.
117
Рис. 16. Зона отсутствия рос-
та стафилококков вокруг ко-
мочка изучаемой культуры
микроба-антагониста
В зависимости от мощности
антибиотика зона может быть
большей или меньшей величины.
Теперь уже нетрудно выделить
чистые культуры антагонистов,
которые сохраняют и тщательно
изучают. Это начало долгого и
трудного пути создания антибио-
тика.
Итак, в руках ученого микро-
бы-продуценты. Теперь надо раз-
работать наиболее эффективные
методы культивирования их, что-
бы в жидкой среде накапливалось
больше антибиотических веществ.
Затем надо сконцентрировать эти химические вещества,
высушить их, получить в виде порошка, превратить в
хорошо растворимую натриевую или другую соль и то-
гда... Тогда лишь начинается новый и весьма важный
этап — опыты на животных.
Без этого необходимого и обязательного этапа изу-
чение новых антибиотиков и других лекарственных пре-
паратов невозможно. Сейчас получена возможность вы-
зывать экспериментальные заболевания у различных жи-
вотных. Конечно, это не то же самое, что заболевания у
человека. Больше того, до сих пор еще некоторые ин-
фекционные заболевания человека у животных даже не
удается воспроизвести. Тем более ценными являются те
модели болезней, которые ученые могут воспроизводить
на животных и благодаря этому изучать лечебные свой-
ства различных препаратов, в том числе и антибиотиков.
Десятки и сотни животных берутся в опыт. Зараженным
животным в разное время от начала заболевания вво-
дится новый антибиотик. Ставятся опыты на различных
животных. Не забываются и контрольные наблюдения.
В самом деле, можно ли обойтись без контроля? А мо-
жет быть, зараженные животные выздоровеют и без
помощи антибиотика? Конечно, может быть и так. По-
этому наряду с опытной группой животных берется такая
же контрольная, которая заражается одинаково, но анти-
биотиков не получает. И вот если контрольные живот-
ные заболевают или гибнут, а опытные выздоравливают
и выживают, это уже огромный успех.
118
Только активные, безвредные и эффективные в экс-
перименте антибиотики годны для дальнейших клини-
ческих испытаний, которые проводятся в различных кли-
никах опытными врачами.
Нужна большая осторожность. Надо проверить спо-
соб введения, найти наилучшие дозировки, наблюдать
действие на различные ткани и органы, не обладает ли
антибиотик побочным вредным действием. Но вот испы-
тание. нового антибиотика окончено. И прошедший экс-
периментальное изучение и клиническую проверку ан-
тибиотик поступает в Комитет по антибиотикам, кото-
рый решает вопрос о возможности применения его на
практике. А сколько еще вопросов возникнет, пока будет
налажено массовое производство антибиотиков в про-
мышленности!
Между лабораторным получением и массовым произ-
водством на заводе имеется существенное различие.
Только после отработки всех вопросов, касающихся обе-
спечения высокого качества антибиотика и его стериль-
ности, в аптеках и больницах появляются те красиво упа-
кованные флакончики, которые так широко известны.
* * *
Путь дальнейших исканий продолжается. Обычно,
когда вводят антибиотик в организм, заботятся, чтобы
концентрация его в крови поддерживалась на нужном
уровне. Часть препарата выделяется из организма, часть
связывается его клетками и жидкостями. Поэтому вво-
дят антибиотики многократно, допустим, через 3—4 ча-
са, и не только днем, но если нужно, то и ночью. Недо-
статочная дозировка опасна не только тем, что будет
меньше лечебный эффект, но, главное, тем, что микробы
привыкают к антибиотикам. Из чувствительных микробы
становятся устойчивыми к антибиотикам, следовательно,
нужна правильная и достаточная дозировка. Итак, нуж-
ны новые уколы, чтобы лечебная концентрация антибио-
тика в крови была достаточно высокой. Введение анти-
биотиков продолжается столько дней, сколько нужно для
полного излечения больного. Много дней или мало дней—
это, конечно, очень важный вопрос, и особенно для боль-
ного и медицинского персонала. Отсюда возникла очень
гуманная идея — надо уменьшить число уколов, но не
119
снижать лечебной эффективности антибиотиков. Можно
ли вместо 4—5 уколов делать один укол в сутки или даже
в двое суток? Как благодарны были бы за это больные
ученым! Каким замечательным достижением науки это
было бы! А почему было бы? Ведь это уже не мечта уче-
ных, а реальное и большое достижение науки. Так, зна-
менитый пенициллин превращен в новоциллин, который
вводят один раз в сутки, бициллин — даже один раз в
неделю, а при увеличенных дозировках один раз в две
недели.
Так созданы, продолжают создаваться и совершен-
ствоваться антибиотики, обладающие продленным дей-
ствием в организме. Другая не менее важная мысль ста-
ла занимать ученых: а нельзя ли создать такие формы
антибиотиков, чтобы вводить их не шприцем, а прини-
мать внутрь через рот?
И вот созданы таблетки феноксиметилпенициллина,
которые и предназначены для приема внутрь. Новый
препарат успешно прошел экспериментальные и клини-
ческие испытания. Промышленность быстро освоила ме-
тодику производства, и феноксиметилпенициллин уже во
всех аптеках. Он обладает рядом очень ценных качеств,
из которых наиболее важным является то, что он не
боится соляной кислоты желудочного сока. Именно это
обеспечивает успех его изготовления и применения. Рас-
творяясь и всасываясь в кровь, он оказывает свое ле-
чебное действие.
Успех с таблетками феноксиметилпенициллина оправ-
дал надежды ученых. Арсенал антибиотиков в таб-
летках пополнился рядом других, обладающих широким
спектром действия на различных микробов. Большой
известностью в настоящее время пользуются тетраци-
клин, террамицип, биомицин. Внутрь вводятся левоми-
цетин, синтомицин и другие антибиотики.
Важная проблема решена и успешно совершенст-
вуется.
Все то, что мы рассказали, касается общего действия
антибиотиков в организме. Попадая в кровь, они разно-
сятся по всему организму и оказывают свое лечебное
действие. А можно ли сочетать общее действие антибио-
тиков с местным, например при ожогах и ранах, когда
в них попадают гноеродные микробы? Это, конечно,
очень важный вопрос. Для большей успешности лечения
120
потребовалось создание пенициллиновых, стрептоми-
циновых и других эмульсий и мазей, и они вскоре были
созданы.
Для местного применения используются растворы раз-
личных антибиотиков. Они применяются для промывания,
орошения, примочек, компрессов. Широко применяются
и повязки, смоченные растворами антибиотиков, благо-
даря чему уменьшается количество микробов в ранах
или ожоговых поверхностях. Это одно из важных усло-
вий борьбы организма с микробами в ранах, облегчающее
общий успех лечения.
КЛАДОИСКАТЕЛЬСТВО? НЕТ, ПЛАНОМЕРНЫЕ ПОИСКИ
В институте, известном своими поисками и от-
крытиями новых антибиотиков, шло необычное засе-
дание.
Человеку, впервые попавшему на это заседание, мог-
ло показаться, что он находится на собрании географи-
ческого общества. Здесь обсуждались различные мар-
шруты экспедиций. Упоминались Подмосковье, Урал,
Дальний Восток, Украина, Закавказье.
Вся наша необъятная Родина и разные страны зем-
ного шара были предметом внимания людей в белых
халатах. На больших картах, развешанных по стенам,
можно было увидеть пестрые флажки с надписями дале-
ко не географических названий. Это латинские названия
разных микробов: пенициллиум нотатум, пенициллиум
крустозум, бациллюс бревис, актиномицес стрептомицини
и многие другие. Здесь же, на таблицах, можно было
прочитать и другие не менее звучные слова, широко из-
вестные не только микробиологам. Среди них названия
прославленных антибиотиков: пенициллин, стрептоми-
цин, тетрациклин, тиротрицин, грамицидин, синтомицин,
левомицетин и ряд других.
Вот, оказывается, о чем идет речь! Вот что интере-
сует ученых — охотников за микробами, за этими жи-
выми лабораториями, вырабатывающими антибиотики.
Период «кладоискательства», т. е. случайных поисков и
находок, остался позади. Теперь ученые ищут микробов-
продуцентов антибиотиков, опираясь на установленные
факты географического распространения различных ми-
кробов. Задача — найти географические закономерно-
121
сти распространения микробов с определенными анти-
биотическими свойствами. Существует мнение, что на
юге такие микробы встречаются в почве чаще, чем на
севере. Даже антибиотическая активность таких микро-
бов, найденных на юге, более выражена, чем у их «со-
братьев» на севере.
Вот почему внимание ученых-микробиологов обра-
щено к географическим картам! Вот почему экспедиции
намечаются с учетом климата и различных географиче-
ских широт, учитывается высота над уровнем моря, уточ-
няются и другие вопросы. Важно для поисков новых про-
дуцентов антибиотиков знать не только климатические
особенности и географические зоны распространения тех
или иных микробов, но и те антагонистические свойства,
которые выработались у одних микробов против дру-
гих.
Микронаселение почвы живет, размножается, осуще-
ствляет обмен веществ, вырабатывает различные хими-
ческие вещества, часть которых выделяется наружу и
может подавлять жизнедеятельность других микробов —
«конкурентов». Интересно, что среди продуцентов анти-
биотиков встречаются самые разнообразные микробы:
бактерии, актиномицеты, грибы, плесени и др. Огром-
ная масса их выделена из почв разных стран. Наиболее
эффективные антибиотики — пенициллин, стрептомицин,
тиротрицин, хлоромицетин, террамицин, тетрациклин и
др. вырабатываются почвенными микроорганизмами, и
особенно актиномицетами. Благодаря колоссальному тру-
ду тысяч ученых бесчисленное множество выделенных
культур изучено, но далеко не все они оказались при-
годными.
Но найти в почве самих микробов — продуцентов ан-
тибиотиков— далеко не просто. Профессор Г. Ф. Гаузе
приводит такие чрезвычайно интересные примеры о гео-
графическом распространении некоторых микробов —
продуцентов антибиотиков. Так, продуцент стрептомици-
на нередко обнаруживается в почвах Южного берега
Крыма. Между тем исследователь Чун из почв Кореи не
смог выделить ни одного продуцента стрептомицина,
обследовав 410 образцов почв и испытав 2475 культур
актиномицетов.
Интересен и другой пример. Из почв Кореи Чун выде-
лил шесть микробов — продуцентов антибиотика хлоро-
122
мицетина, которых в почвах Европейской части СССР
очень трудно обнаружить. С другой стороны, продуцента
антибиотика ауреомицина не удалось найти в самых раз-
личных образцах Подмосковья, а в почвах Средней Азии
в районе Главного Туркменского канала можно легко
выделить продуцентов этого антибиотика.
Поиски микробов — продуцентов антибиотиков про-
должаются во многих странах земного шара. Мечта уче-
ных— найти антбиотики для лечения вирусных заболе-
ваний, а они многочисленны, а подчас и опасны.
Поиски продолжаются, а задачи этих поисков все
усложняются.
МИКРОБЫ — ПРОДУЦЕНТЫ АНТИБИОТИКОВ В ПЛЕНУ
Говоря об изменчивости микробов, Илья Ильич Меч-
ников указывал: «Именно в области микробиологии была
доказана возможность изменения характера бактерий пу-
тем изменения внешних условий, причем можно добить-
ся стойких изменений, передаваемых по наследству».
Изменчивость у микробов имеет место в естественных
местах обитания их в природе и в организме человека,
животных, растений. Проявления изменчивости многооб-
разны и затрагивают ряд сторон биологии микробной
клетки. Изменяется морфология, снижается или усили-
вается биохимическая активность микробов и другие фи-
зиологические свойства.
Изучая процессы изменчивости у микробов, мы не
только глубже познаем их природу, но учимся влиять на
закономерности развития и обмена веществ - у многих
невидимок, полезных для медицины и народного хо-
зяйства-
Сейчас нас интересуют микробы — продуценты анти-
биотиков. Они «в плену» у микробиологов. Их не только
берегут как зеницу ока для производства, ученые стре-
мятся изменить их свойства и получить новые разновид-
ности, которые давали бы больший выход антибиотика.
И когда это им удается, это большой успех науки, имею-
щий огромное значение для практики.
Итак, нельзя ли усилить продукцию тех «старых» ан-
тибиотиков, которые давно уже завоевали широкую сла-
ву? Можно ли увеличить выход антибиотиков в процессе
их производства? Химия часто помогает в этом, но были
123
найдены и другие пути. Возник вопрос: нельзя ли за-
ставить микробов, вырабатывающих антибиотики, про-
изводить их в большем количестве?
И вот, воздействуя на биологические свойства про-
дуцентов антибиотиков различными физическими или хи-
мическими факторами, удалось добиться этого. Полез-
ными оказались ультрафиолетовые и рентгеновские
лучи, некоторые химические вещества, с помощью
которых удалось повысить продуктивность микробов в
сотни раз.
Ученые добились увеличения продукции антибиоти-
ков и другими путями. Влияя на условия культивиро-
вания микробов-продуцентов, создавая различные искус-
ственные питательные среды, улучшая условия для пи-
тания, дыхания, температурный режим и другие важные
для жизнедеятельности микробов условия, добиваются
увеличения продукции антибиотиков. Так были решены
вопросы не только огромного научного, практического,
но и экономического характера.
МИКРОБЫ «ЗАЩИЩАЮТСЯ»
В условиях естественного обитания микробы выра-
батывают друг против друга антибиотические вещества,
подобное происходит и в организме больных людей при
введении им антибиотиков. Микробы приспосабливаются
к создавшимся условиям, они «защищаются» против ан-
тибиотиков. В чем же заключается их самозащита против
антибиотиков? Этот вопрос привлек к себе внимание уче-
ных многих стран, ибо он не только интересен с научной
точки зрения, но и исключительно важен для практики.
С этим явлением оказались связанными такие важные
вопросы, как успешность лечения больных и эффектив-
ность действия антибиотиков. Открытие способности
микробов защищаться против антибиотиков потребовало
настоятельных поисков средств подавления этой самоза-
щиты и изыскания новых методов комплексного приме-
нения антибиотиков. Как же защищаются микробы и что
собой представляет их оружие в самозащите?
Вскоре после того как началось широкое применение
пенициллина, выяснилось, что чувствительные к нему
микробы приобрели способность вырабатывать особое
вещество — фермент пенициллиназу. Пенициллиназа и
124
оказалась тем оружием, которым микробы защищаются
от пенициллина и благодаря которому пенициллин ста-
новится безвредным для них.
Стало известно также, что ряд микробов обладает
способностью вырабатывать такого же характера защит-
ные вещества и против стрептомицина — фермент стреп-
томициназу. За этим, казалось бы, должен был последо-
вать вывод о том, что пенициллин и стрептомицин стано-
вятся малоэффективными лечебными средствами и что
их применять не следует. Как ни важны оказались выяв-
ленные факты, как ни грозны они были для антибиотиков,
по ученые таких поспешных выводов не сделали. Наобо-
рот, были сделаны два важных вывода: первый — ис-
кать пути и методы подавления этих защитных свойств
микробов, а второй — еще глубже изучать это свойство
самозащиты.
Помимо ферментов, некоторые микробы защищают-
ся... витаминами. Так, установлено, что к числу таких
витаминов относится В2 — рибофлавин и др. От.вредного
действия антибиотиков микробы защищаются и амино-
кислотами, либо сочетанием витаминов и аминокислот.
Различные химические вещества, вырабатываемые
микроорганизмами, снижают действие антибиотиков.
Так, например, талиновая кислота нейтрализует антибио-
тик актиномицин, а слизистое вещество муцин подавляет
антимикробную активность антибиотика тиротриципа.
У микробов, отмечает профессор Н. А. Красильников,
существуют и другие способы защиты от токсического
действия антибиотика. Клетки некоторых бактерий, акти-
номицетов и других микробов могут менять проницае-
мость оболочек, задерживать вещества в оболочке или
в отдельных участках протоплазмы, г. е. создают спе-
циальный барьер, ограждающий важнейшие части живо-
го вещества от яда.
ПОБОЧНЫЕ ДЕЙСТВИЯ АНТИБИОТИКОВ
Широкая популярность антибиотиков привела к тому,
что они нередко стали чем-то вроде средства «домашнего
лечения» и применяются без назначения врача. Конечно,
такое применение нередко опасно и приводит к нежела-
тельным реакциям и осложнениям. Иногда применение
антибиотика может вызвать тошноту, рвоту. Неосторож-
125
ное применение больших доз антибиотиков может вы-
звать более сильные реакции и осложнения. Не надо за-
бывать, что антибиотики могут повреждать микробные
клетки, в результате чего в организм поступают ядови-
тые продукты распада микробов, вызывающие отравле-
ние. Часто страдают при этом сердечно-сосудистая и
нервная системы, нарушается нормальная деятельность
почек, печени
Антибиотики обладают мощным действием на многие
микробы, но, конечно, не на все. Антибиотиков универ-
сального действия пока нет. Ученые стремятся к получе-
нию антибиотиков так называемого широкого спектра
действия. Это значит, что такие антибиотики должны
действовать на большое количество различных микро-
бов, и такие антибиотики созданы. К числу их относятся
стрептомицин, тетрациклин, хлорамфеникол и др. Но...
именно потому, что они вызывают гибель массы разнооб-
разных микробов (но не всех), оставшиеся становятся
агрессивными и могут причинить много бед. Вот и созда-
ется несколько парадоксальное положение — чем более
широким спектром действия обладает антибиотик, тем
возникает больше опасностей его побочного действия.
Зная причину таких побочных действий, ученые, однако,
не стремятся к получению более слабых антибиотиков,
а создают методы и средства для предотвращения побоч-
ных реакций и осложнений. Поиски новых, еще более
мощных и активных антибиотиков продолжаются.
Большие успехи достигнуты в борьбе с осложнениями,
возникающими при лечении антибиотиками, и самое ин-
тересное, что часто эти успехи обязаны также... антибио-
тикам. Так, например, антибиотики из группы тетрацик-
линов успешно применяются при лечении ряда болезней.
Обладая большой силой и широким спектром антими-
кробного действия, они подавляют многих микробов в по-
лости рта, но на грибки не действуют. Иногда это приво-
дит к активизации таких грибков и заболеваниям в по-
лости рта. Ученые блестяще разрешили этот вопрос.
Созданные комбинированные препараты, состоящие из
тетрациклина и противогрибкового антибиотика нистати-
на, устраняют подобные осложнения.
Чтобы исключить осложнения в кишечнике после при-
менения тетрациклина, с успехом пользуются другим
антибиотиком — эритромицином.
126
Иногда после применения некоторых антибиотиков
в полости рта возникают болезненные состояния, связан-
ные с авитаминозом, т. е. недостатком витаминов, в част-
ности из группы В. Такие осложнения успешно ликвиди-
руются применением соответствующих витаминов.
Обычно врачи при назначении антибиотиков учитыва-
ют и возраст, и состояние больного, и длительность при-
менения. Для предупреждения побочного действия и
нежелательных реакций устанавливается дозировка
антибиотиков. Лечение происходит под контролем само-
чувствия больного, обследования функций внутренних
органов, нервной системы, зрения, слуха. Проводятся
необходимые лабораторные анализы крови, мочи и т. п.
Вдумчивый подход к отбору антибиотиков, научно
обоснованное их применение, постоянный контроль за
эффективностью антибиотической терапии обеспечивают
прочный лечебный эффект и предостерегают от неудач и
осложнений лечения антибиотиками.
МИКРОБЫ «ПРИВЫКАЮТ» К АНТИБИОТИКАМ
Рождение нового препарата состоялось. Найдено то,
что получило название устойчивости микробов к анти-
биотикам. Вначале новый антибиотик очень активен, и
микробы, на которые он действует, весьма чувствитель-
ны к нему. Проходит некоторое время, и вот врачи заме-
чают, что лечение становится менее успешным. В чем
же причина? Ученые выяснили, что чувствительные к ан-
тибиотику микробы стали привыкать к нему, а потом
стали устойчивыми. Теперь уже антибиотик на них не
действует. Разработаны различные методы определения
чувствительности или устойчивости микробов к антибио-
тикам. Познакомимся с одним из них. Он широко приме-
няется на практике.
Медицинской промышленностью выпускаются стан-
дартные бумажные диски, смоченные определенными
антибиотиками. И вот, если изучаемую культуру микро-
бов посеять сплошным газоном на всей поверхности ага-
ра в чашке Петри, а поверх посева положить, допустим,
четыре бумажных диска с различными антибиотиками и
поставить в термостат, то через сутки можно получить
ответ на вопрос о чувствительности или устойчивости
микробов к тому или иному антибиотику.
127
Посмотрите на рисунок с фо-
тоснимка таких чашек (рис. 17).
Первое, что бросается в глаза, это
различная величина зон вокруг
того или иного бумажного диска.
Это зоны задержки роста микро-
бов. Вокруг диска 4 совсем нет
никакой зоны. Микробы растут
буквально вплотную к диску. Вот
и ответ на вопрос. Расшифруем
его. Вокруг дисков 1 и 2 с пеницил-
лином и стрептомицином самые
большие зоны, это значит, что к
Рис. 17. Зона отсутствия рос-
та микробов вокруг дисков с
различными антибиотиками
этим антибиотикам у микробов
самая большая чувствительность.
Иначе говоря, на них пенициллин и стрептомицин
действуют наиболее сильно. Вокруг диска 3, смоченного
биомицином, зона задержки незначительна, а вокруг ди-
ска 4, смоченного левомицетином, нет никакой зоны за-
держки роста микробов. В последнем случае выявлено
полное отсутствие действия левомицетина на изученные
микробы. Иначе говоря, они оказались устойчивыми
к левомицетину. Но могут быть и другие возможные ва-
рианты испытаний.
Какое это может иметь практическое значение? Пред-
ставьте себе, что нужно выбрать из арсенала антибиоти-
ков наиболее активный для лечения больного. Получен-
ная из выделений больного культура микробов возбуди-
теля проверяется на чувствительность к ряду антибиоти-
ков. Применяется тот или даже те антибиотики, которые
окажут максимальное действие на возбудителя.
Учитывая изменчивость микробов и возможное быст-
рое привыкание их к антибиотикам, применяют принцип
комбинированного лечения разными антибиотиками либо
чередование их в комплексе с другими средствами лече-
ния.
НОВЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ И НОВЫЕ ЗАДАЧИ
Большие возможности открыла эра антибиотиков пе-
ред медициной, но поставила и новые задачи.
В поисках нового ученые не забывали о необходимо-
сти совершенствовать, видоизменять и улучшать те анти-
128
Рис. 5. Белый хлеб, пораженный бактериум продигиозум
Рис. 6. Пигментные микроорганизмы
Рис. 7. Микробы, захваченные фагоцитарными клетками
Рис. 8. Вирусы бешенства в клетках аммонова рога мозга собаки
(окрашены в красный цвет)
биотики, слава о которых столь же широка, сколь
и заслуженна.
Мы уже писали о том, что с получением антибиотиков
продленного действия, таких, как бициллин-1 и бицил-
лин-3, длительность действия пенициллина в организме
была значительно увеличена. Вместо 3—4 раз в сутки их
стали вводить 1 раз в неделю и даже в 2 недели.
Недавно получен бициллин-5, который достаточно
вводить 1 раз в месяц. Это еще один важный шаг для бо-
лее удобного применения пенициллина на практике.
Необычайный интерес представляет новый вариант
пенициллина — эфициллин. Он обладает свойством при
обычном внутримышечном введении концентрироваться
в легких. Это дало возможность с успехом применять
его при хроническом воспалении легких.
Большим успехом ученых явилось получение так на-
зываемых полусинтетических пенициллинов. Это оказа-
лось весьма перспективным, ибо дает возможность полу-
чать разные варианты пенициллина. Какое же это имеет
значение и для чего нужно? Читатель уже знает, что
микробы обладают свойством привыкания к антибиоти-
кам. В результате антибиотики теряют свою активность
и лечебную ценность. И вот ученые решили так изменить
структуру пенициллина, чтобы сохранить ядро его моле-
кулы— 6-аминопенициллиновую кислоту. Имея эту ос-
нову, по мнению действительного члена Академии меди-
цинских наук профессора 3. В. Ермольевой, можно полу-
чить химическим путем бесконечное число различных
пенициллинов. Так получают сегодня новые полусинтети-
ческие пенициллины, действующие даже на те формы
микробов, которые не чувствительны к обычному пени-
циллину.
Полусинтетический препарат ампициллин задержива-
ет рост не только стафилококков, но и микробов, вызы-
вающих брюшной тиф, паратиф, дизентерию.
Все это оказалось новым и большим событием в уче-
нии об антибиотиках. Обычные пенициллины на тифозно-
паратифозно-дизентерийную группу не действуют. Теперь
открываются новые перспективы для более широкого
применения пенициллина на практике.
Большим и важным событием в пауке явилось также
получение новых препаратов стрептомицина — пасомици-
на и стрептосалюзида. Оказывается, этот заслуженный
5 Зак. 605
129
антибиотик может потерять свою силу в отношении ту-
беркулезных палочек, которые приобрели устойчивость
к нему. Важность же стрептомицина, этого поистине чу-
додейственного препарата для лечения больных туберку-
лезным менингитом, невозможно переоценить. Теперь
значение стрептомицина для комплексного лечения лю-
бых форм туберкулезного процесса, с получением пасо-
мицина и стрептосалюзида, станет еще большим.
Несомненным достижением явилось создание во Все-
союзном научно-исследовательском институте антибиоти-
ков дибиомицина. Он оказался эффективным для лече-
ния трахомы.
Об эффективности дибиомицина могут дать представ-
ление следующие данные, приводимые профессором
3. В. Ермольевой. Из 1700 больных трахомой третьей
стадии за 7 месяцев было излечено около 93%. Эти ре-
зультаты исключительно интересны. Дело в том, что наи-
менее успешным до настоящего времени является приме-
нение антибиотиков при вирусных болезнях. А ведь тра-
хома — вирусное заболевание! Наука движется вперед, и
поиски антибиотиков против вирусных болезней остаются
одной из актуальнейших задач науки. Наметились новые
пути. В 1957 г. английский ученый Айзекс сообщил о по-
лучении им вещества, которое он назвал интерфероном.
Это вещество образуется в клетках организма в резуль-
тате проникновения в них вирусов. Проведено изучение
Лечебных свойств интерферона. Не окажется ли он про-
тивовирусным антибиотиком? Это, конечно, покажет бу-
дущее. А пока идет изучение в лаборатории и накопление
фактов.
В СССР изучение интерферона проводится на кафед-
ре микробиологии Центрального института усовершенст-
вования врачей и Института вирусологии имени
Д. И. Ивановского. Здесь интерферон получен и изучает-
ся при различных вирусных заболеваниях. Как фактор
естественного иммунитета он, несомненно, способствует
выздоровлению от заболеваний, вызванных вирусами.
Опыты показали, что наиболее чувствительны к его дей-
ствию вирусы гриппа, энцефалита, полиомиелита, оспо-
вакцины. При этом он абсолютно безвреден для орга-
низма.
Интерферон успешно применяется для лечения вирус-
ного конъюнктивита. Сейчас он испытывается в клинике
130
кожных болезней для лечения заболеваний вирусного
происхождения. Дальнейшее изучение его свойств, меха-
низма действия и способов получения имеет большое зна-
чение.
Как известно, возможность приема антибиотиков
внутрь явилась большим достижением, но больные, осо-
бенно дети, не выражали восторга, принимая горькие
или противные на вкус антибиотики. И вот возникли но-
вые вопросы и новые задачи. Нельзя ли приготовить ан-
тибиотики так, чтобы они стали обладать приятными вку-
совыми качествами?
Именно этот вопрос задали себе научные работники
Всесоюзного института антибиотиков Министерства здра-
воохранения СССР. Эту мысль горячо поддержали
педиатры, которые хотели бы видеть улыбку на ли-
цах больной детворы, а не слезы при приеме лекар-
ства.
И вот такие антибиотики созданы. Это не таблетки
или конфетки-драже, а жидкие антибиотики в виде су-
спензий. Сейчас уже выпускаются суспензии таких заме-
чательных антибиотиков, как тетрациклин и хлортетра-
циклин. Эта жидкая форма антибиотиков благодаря
своим высокоактивным лечебным свойствам, а также
приятному запаху и сладкому вкусу нашла широкое при-
менение в педиатрии при лечении различных болезней.
Эти антибиотики действуют на микробов самых различ-
ных групп — на бактерии, кокки, бруцеллы, риккетсии,
простейшие и даже некоторые вирусы. Интересно, что
антибиотики, входящие в состав этих суспензий, губитель-
но действуют на микробов, устойчивых к пенициллину и
стрептомицину. Вот почему суспензии тетрациклина и
хлортетрациклина нашли широкое применение в самых
различных областях медицины. Они настолько удобны
для применения, что в виде капель их дают даже ново-
рожденным детям.
МЕЧТА О ПРОТИВОРАКОВЫХ АНТИБИОТИКАХ
Проблема рака в современной медицине — одна из
наиболее актуальных и волнующих человечество. На-
сколько трудным и сложным оказывается лечение зло-
качественных опухолей, хорошо известно даже немеди-
кам.
5*
131
Поиски лекарственных средств и методов лечения ве-
дутся широко в самых различных направлениях учеными
всего мира.
Хотя успехи ранней диагностики рака и радикальное
хирургическое лечение спасают многих больных, хотя
лучевая терапия при некоторых формах рака дает эф-
фект, хотя применение гормональных препаратов и раз-
личных медикаментов в сочетании с хирургическим
лечением также, может спасти жизнь больного, вместе
с тем злокачественные опухоли остаются заболеваниями
очень тяжелыми. Рак — одна из причин смертности среди
больных людей.
Всякое новое открытие, всякий новый препарат для
лечения рака вселяет надежду на успех. А сколько этих
надежд пока не оправдалось, сколько разочарований
постигло и ученых и больных! Но крушение надежд лишь
умножает силы ученых. И удачи и неудачи лишь расши-
ряют с каждым годом фронт научных исследований во
всем мире.
Трудно найти сейчас в медицине более благодарную
задачу, чем раскрытие тайны раковой болезни, отыски-
вание средств лечения рака.
В эпоху антибиотиков, когда их поразительные лечеб-
ные свойства спасли миллионы человеческих жизней,
онкологи не могли не задуматься над возможностью
использовать и их при лечении рака Не найдутся ли
среди микробов продуценты противораковых антибиоти-
ков?.. Эта задача гораздо более сложная и трудная, чем
изыскание противомикробных антибиотиков, но она увле-
кает и волнует ученых.
И вот противораковые антибиотики получены и ши-
роко изучаются. К ним предъявляются еще более строгие
и разнообразные требования Прежде всего противорако-
вые антибиотики должны подавлять раковые клетки, но
не действовать на нормальные, здоровые. Иначе говоря,
они должны обладать лечебными свойствами, но быть
безвредными для организма.
Поиски микробов — производителей антибиотиков ве-
дутся во всем мире. Выделены тысячи разных микробов.
Здесь повторяется то же, что и в поисках противомикроб-
ных антибиотиков, но с неизмеримо более сложными
задачами. Только ничтожно малая часть антибиотиков
может претендовать на название противораковых. Одни
132
из них лишь в пробирочных опытах обезвреживают рако-
вые клетки, которые теряют способность прививаться и
размножаться в организме животных. Это, конечно, важ-
но, но еще далеко до решения поставленной задачи.
Другие антибиотики даже тормозят рост раковой опухо-
ли у мышей и крыс, но оказываются неэффективными
при лечении больных людей. Третьи — обладают хоро-
шим противораковым действием, но они не безвредны
для организма животных. Как же их применять для ле-
чения больных?
Большой интерес онкологов вызвали антибиотики,
которые вырабатываются лучистыми грибами — актино-
ми цета ми.
Можно назвать ряд антибиотиков, которые тщательно
изучаются в эксперименте на животных, а отдельные —
для лечения раковой болезни у людей. Актиномицин, ак-
тиноксантин, плюрамицин, саркомицин, аурантин — с эти-
ми антибиотиками связана важная полоса в поисках ак-
тивных, но безвредных препаратов. К сожалению, многие
из полученных противораковых антибиотиков этому
требованию не отвечают. Они действуют на злокачест-
венные опухоли, даже спасают животных от эксперимен-
тального рака, но оказываются токсичными для орга-
низма.
Казалось бы, неудачи, которые преследуют ученых
в этих поисках, должны были погасить интерес и прекра-
тить дальнейшие искания. Но нет! Наоборот, они расши-
ряются и усиливаются. Ученые видят v другую сторону
этих неудач. Разве гибель раковых клеток в пробироч-
ных опытах не является началом успеха? Разве торможе-
ние роста опухоли у экспериментальных животных не
сулит успеха в лечении организма человека! Надо про-
должать поиски новых продуцентов антибиотиков. Надо
изучать, пусть бесконечное, множество новых препара-
тов, улучшать их качества, усиливать противораковое
действие и устранять побочное вредное действие. Словом,
искать, искать и искать...
Впереди большие трудности, но и надежды на успех.
Ярко и образно об этих надеждах сказала Зинаида
Виссарионовна Ермольева: «Мы мечтаем победить и рак.
Когда-то несбыточной казалась мечта о покорении косми-
ческого пространства, но она сбылась. Сбудутся и эти
мечты!»
133
АНТИБИОТИКИ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Итак, наиболее эффективными антибиотиками оказа-
лись те из них, которые являются продуктами жизнедея-
тельности актиномицетов, плесеней, бактерий и других
микроорганизмов. Поиски новых микробов — продуцен-
тов антибиотиков продолжаются широким фронтом во
всем мире.
Природа богата и другими источниками антимикроб-
ных веществ. В организме животных и рыб, в белках яиц
кур также найдены противомикробиые вещества. Эти ве-
щества получили название антибиотиков животного про-
исхождения. О них мы сейчас очень кратко и расскажем.
В 1909 г. профессор Павел Николаевич Лащенков
открыл замечательное свойство свежего белка куриных
яиц убивать многих микробов. В процессе гибели проис-
ходило растворение (лизис) их.
В 1922 г. это интересное биологическое явление глу-
боко изучил английский ученый Александр Флеминг и
назвал вещество, растворяющее микробов, лизоцим.
У нас в Советском Союзе лизоцим был широко изучен
3. В. Ермольевой с сотрудниками. Открытие лизоцима
вызвало большой интерес у биологов, микробиологов,
фармакологов и врачей-лечебников разных специально-
стей.
Экспериментаторов интересовали природа, химиче-
ский состав, особенности действия лизоцима на микро-
бов. Особенно важным был вопрос о том, на какие болез-
нетворные микробы лизоцим действует и при каких ин-
фекционных болезнях можно его применять с лечебной
целью.
После работ Лащенкова, Флеминга, Ермольевой и
большого числа исследователей стало ясно, что лизоцим
в белке куриных яиц содержится в наибольшей концент-
рации. Лизоцим в разной концентрации обнаружен в сле-
зах, слюне, мокроте, селезенке, почках, печени, коже,
слизистых оболочках кишок и других органах человека и
животных. Кроме того, лизоцим обнаружен в различных
овощах и фруктах (хрен, репа, редька, капуста) и даже
в цветах (примула). Лизоцим обнаружен также и у раз-
личных микробов.
Лизоцим применяется для лечения при некоторых
инфекционных заболеваниях глаз, носа, полости рта и др.
134
Лизоцим оказался цен-
ным для консервирова-
ния пищевых продуктов.
3. В. Ермольева успешно
разрешила вопрос о при-
менении лизоцима для
консервирования икры.
Советским ученым
Льву; Александровичу
Зильберу и Зинаиде Вис-
сарионовне Ермольевой
удалось получить и дру-
гие антибиотики животно-
го происхождения.
Л. А. Зильбер и
Л. М. Якобсон получили
эритрин из красных кле-
ток крови. Эритрин ока-
Павел Николаевич, Лащенков
зался активным в отношении дифтерийных палочек.
3. В. Ермольева и Л. К. Валединская получили из
тканей рыб антибиотик экмолин, оказавшийся активным
против вируса гриппа. Экмолин в сочетании с пеницилли-
ном и стрептомицином удлиняет их действие в организме.
АНТИБИОТИКИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ И В СЕЛЬСКОМ
ХОЗЯЙСТВЕ
Антибиотики нашли широкое применение в ветерина-
рии для лечения животных от различных инфекционных
заболеваний. В арсенал эффективных средств лечения
вошли: пенициллин, стрептомицин, ауромицин, террами-
цин, хлоромицетин и другие. Удобным оказался новоцил-
лин как препарат продленного действия, а также сочета-
ния отдельных антибиотиков, применяемые для воздей-
ствия на антибиотикоустойчивые формы микробов.
Достаточно привести хотя бы краткий перечень ин-
фекционных болезней у сельскохозяйственных животных,
чтобы сказать, что лечение антибиотиками создало и в
ветеринарии новую эру. Антибиотиками успешно лечат
мыт у лошадей, рожистое воспаление у поросят, мастит
коров \ сибирскую язву, газовую гангрену крупного
1 Заболевание вымени, вызываемое чаще всего стафилококками
и стрептококками.
135
рогатого скота, туляремию, энтериты 1 (особенно молод-
няка), карбункул рогатого скота, актиномикоз, бруцел-
лез у свиней. Помимо этих и многих других заболеваний,
вызванных микробами, антибиотики оказались эффек-
тивными и для лечения гельминтозов — глистных заболе-
ваний, вызываемых проникновением в организм парази-
тических червей — гельминтов.
Не только болезни животных, но и многие инфекцион-
ные заболевания птиц благодаря антибиотикам перестали
быть бичом в птицеводстве. В животноводстве и птице-
водстве антибиотики стали применять как стимуляторы
роста. В сочетании с некоторыми витаминами, прибавлен-
ными к корму цыплят, индюшат, поросят и других живот-
ных, антибиотики способствуют усилению роста и увели-
чению их веса.
Приведем интересные данные о влиянии антибиотиков
па рост птиц из исследований 3. В. Ермольевой с сотруд-
никами. Наблюдения проводились на 15 000 птиц Брат-
цевской птицефабрики. Вылупившиеся цыплята получали
с 1 кг корма пенициллина 5—10 мг или биомицина — 5 мг,
стрептомицина — 15 мг вместе с 1 мг экмолина. В группе
молодняка, находившегося на промышленном откорме с
добавлением антибиотиков, прирост веса увеличился на
15—17%. Падеж у этой группы был в 2—3 раза меньше,
чем в контрольной группе.
Интересно, что не только антибиотики, но даже деше-
вые отходы их производства также дают большой эф-
фект. Ученые с полным основанием ожидали, что, помимо
стимуляции роста, антибиотики окажут и профилактиче-
ское действие в отношении заболеваний молодняка. Так
оно и оказалось: предположения 3. В. Ермольевой и ее
сотрудников полностью оправдались. Заболеваемость и
смертность, например от кишечных инфекций (поносов),
резко были снижены. Сохранение молодняка — птиц,
телят, поросят имеет огромное народнохозяйственное
значение.
В сельском хозяйстве антибиотики оказались полез-
ными в борьбе с бактериальными и грибковыми заболе-
ваниями растений, особенно сельскохозяйственных куль-
тур. Доказана польза обработки антибиотиками семян
перед посевОхМ или опрыскивания растений растворами
антибиотиков.
1 Кишечные инфекции.
О. ФИТОНЦИДЫ
На>ка — источник величайшей силы человечества; она помогает пе-
ределывать мир, ставит природу на службу человеку...
Академик А. Е. Ферсман
ОТКРЫТИЕ ФИТОНЦИДОВ
Расшифруем сначала эго слово. Оно состоит из
греческого phyton—«растение» и латинского caedere —
«убивать». Фитонциды — убивающие растения. Если сра-
зу сказать, что фитонциды убивают микробов, то не на-
помнит ли нам это антибиотики? Посмотрим...
Советский ученый Борис Петрович Токин впервые
в 1928 г. описал весьма интересное наблюдение. Если на
предметное стеклышко нанести кашицу из растертого
лука, чеснока, а рядом капельку воды, в которой плава-
ют инфузории, то через несколько минут все клетки по-
гибнут. Такие же результаты получаются от действия
летучих веществ свежесорваниой ветки черемухи, если
ее поместить под стеклянный колпак, а рядом поставить
сосуд с жидкостью, в которой будут инфузории. Подоб-
ные опыты ставились со многими растениями и различ-
ными микроорганизмами, и результат в той или иной сте-
пени повторялся. Ученый сделал вывод, имеющий боль-
шое биологическое значение. В природе многие растения
обладают замечательным свойством выделять летучие
вещества, губительно действующие на живые существа
различных классов: бактерий, микроскопических грибов,
простейших.
Еще более активным оказался клеточный сок многих
растений. Так, клеточный сок лука, чеснока, хрена, гор-
чицы и многих других представителей растительного ми-
ра, если его смешать с каплей жидкости, содержащей
различные микроорганизмы, вызовет быструю, нередко
мгновенную их гибель. Опыты повторялись, изучалось
действие на клетки простейших животных, микроскопиче-
ских грибов, бактерий Применялись различные методи-
ки, менялись условия эксперимента, но вывод оставался
незыблемым — летучие вещества и соки многих высших
растений, а также плодов и ягод обладают свойством
убивать микробов. Это замечательное свойство выработа-
137
лось у растений в процессе эволюции и для самих расте-
ний стало важным защитным фактором.
Так были открыты фитонциды. Под этим названием
Б. П. Токин объединил летучие вещества и соки растений,
губительно действующие на микроорганизмы различных
классов, и описал явление, имеющее, по-видимому, боль-
шое значение в природе и жизни человека.
Фитонциды, по мнению Б. П. Токина, являются одним
из факторов естественного иммунитета растений. При-
родный иммунитет, по мнению ученого, это, очевидно,
целый комплекс защитных аппаратов, комплекс явлений
взаимоотношения паразита и хозяина, явлений, выра-
ботавшихся долгим эволюционным путем. Фитонциды,
считает Токин, это вещества, которыми растение само
себя стерилизует.
Открытые Б. П. Тохиным факты быстро подтверди-
лись многочисленными исследователями в СССР и за
рубежом. В этой области знаний советская наука завое-
вала приоритет.
Интересно мнение Б. М. Козо-Полянского, который
смотрит на летучие вещества растений как на первую
линию обороны растений от внешних вредных факторов,
а соки — вторую линию обороны. Фитонциды выработа-
лись в процессе борьбы за существование для защиты их
от заразных болезней. Это оказалось лишь одной из сто-
рон явления фитонцидов в природе.
Только лишь для защиты растений? А как фитонциды
будут действовать на болезнетворных микробов — воз-
будителей заразных болезней человека и животных? Эти
вопросы живо заинтересовали медиков и ветеринаров.
Результаты оказались весьма интересными. Оказалось,
что фитонциды чеснока губительно действуют на диф-
терийных бактерий, гноеродных кокков, холерных
вибрионов. Многочисленные исследователи приводят
большое число фактов о действии летучих веществ и
соков растений на многие другие болезнетворные мик-
робы и вирусы.
Интересны наблюдения о действии фитонцидов на
микробов в организме. Достаточно пожевать лук и осо-
бенно чеснок, чтобы убить микробов в полости рта.
Доказано также, что даже разведенный сок ягод черной
смородины или черники, введенный внутрь через рот, рез-
ко уменьшает микробное население кишечника. На рисун-
138
б
а
Рис. 18. Бактерицидное дей-
ствие фитонцидов черной
смородины на микрофлору в
кишечнике человека*.
а — до приема сока черной
смородины;
б —после приема.
ке 18 показано количество микро-
бов, высеянных из кала до прие-
ма препарата и после. Интересно,
что после прекращения приема
препарата количество микробов
снова восстанавливается.
Фитонциды находят уже при-
менение для лечения больных.
Утвержден Фармакопейным ко-
митетом препарат иманин, полу-
ченный академиком В. Г. Дро-
богько с сотрудниками из расте-
ния зверобой. Иманин применяет-
ся при лечении язв, при ожогах,
маститах и других заболеваниях.
Разработан метод лечения
фитонцидами бактериального за-
болевания пчел — европейского
заболевание тутового шелкопряда — белую мускардину
также лечат фитонцидами.
Так как летучие вещества выделяются и из неповреж-
денных растений, то фитонциды постоянно очищают воз-
дух eft микробов. Любопытны данные, которые приводит
Б. П. Токин. Один гектар хвойного леса выделяет в атмо-
сферу за сутки около 4 кг летучих органических веществ,
а гектар лиственного леса—около 2 кг. Использование
фитонцидов, считает Б. П. Токин, в профилактической
гнильца. Г рибковое
медицине, в санитарии, гигиене, в курортологии, в озеле-
нении городов весьма обоснованно.
Открытие фитонцидных свойств высших растений
имеет общебиологическое значение, которое поставило
большой круг вопросов о взаимоотношениях человека,
животных, растений, микробов. Как использовать в био-
логии, медицине, гигиене, ветеринарии, промышленности
и сельском хозяйстве замечательные фитонцидные свой-
ства высших растений, которыми так щедро одарила нас
природа? Какие декоративные растения полезно иметь
в комнате здорового и больного человека? Почему надо
строить здравницы в сосновом лесу? Не целесообразнее
ли строить некоторые специальные санатории в дубовых
рощах? Какое влияние на легочную ткань, на кровь, на
нервную систему оказывают летучие органические веще-
ства, выделяемые растениями в атмосферу? Не играют
139
ли какую-либо роль летучие фракции фитонцидов в каче-
стве одного из многочисленных факторов, регулирующих
состав микрофлоры воздуха в условиях разных расти-
тельных ассоциаций? Имеются ли фитонциды, отпуги-
вающие или убивающие тех или иных кровососущих на-
секомых, клещей, переносчиков тяжелых для человека
заболеваний? Не имеют ли какое-либо значение фитонци-
ды водных и прибрежноводных растений в явлении био-
логического самоочищения водоемов?
Возникло еще много вопросов о значении фитонцидов
в природе и жизни человека, и современная наука дает на
них ответы.
ЧТО МОЖНО ИЗУЧИТЬ В ШКОЛЬНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ?
Начнем с изучения летучих фракций фитонцидов и
используем простейшую методику. Возьмем каплю воды
или сенного настоя, в которой содержатся инфузории ту-
фельки (протозоа), и поместим на дно чашки Петри
в центре (рис. 19). На некотором расстоянии с двух, с
трех или с четырех сторон поместим кашицу из лука или
чеснока L Закроем крышкой. Вскоре убедимся, что лук и
чеснок обладают совершенно изумительной фитонцидной
силой. Все инфузории погибнут.
По аналогичным методикам можно изучать фитонцид-
ные свойства любых частей растений — листьев, тканей
стебля, корня.
Перейдем к другой группе опытов по изучению фитон-
цидных свойств соков растений — цветков, плодов и ягод
в отношении различных микроорганизмов воздуха, воды,
почвы, кожи.
Используем весьма демонстративный, так называемый
контактный метод. Сущность его заключается в следую-
щем: сок растения или кашицу, приготовленную, напри-
мер, из лука пли чеснока, смешивают с микробной эмуль-
сией 1 2. Через 15, 30, 60 минуг делают высев на косой
агар или в чашку Петри. Учет результатов роста прово-
1 Кашицу приготавливают на обыкновенной терке или путем
измельчения ножом или ножницами; можно растереть и в ступке.
2 Микробную эмульсию можно приготовить так: после того как
на чашке с агаром вырастут колонии воздушных микробов, снять
петлей колонию и размешать ее в 1 мл физиологического раствора
в пробирке.
140
дят через 24 часа. Для кон-
троля смешивают ту же куль-
туру с физиологическим раст-
вором, но без фитонцидов. Вы-
севы из контрольной смеси
производят в те же сроки. Кон-
Рис. 19. Опыт с фитонцидами
трольные исследования пока-
жут жизнеспособность микро-
бов, результаты же опытов бу-
дут зависеть от степени бактерицидности изучаемых фи-
тонцидов. Сок чеснока, лука, хрена быстро убивает
многих микробов-, в этом нетрудно убедиться.
Интересно изучить пигментные, особенно красные,
плоды и ягоды, содержащие красящие вещества из груп-
пы антоцианов,— черную смородину, чернику. Водные
настои или отвары из них обладают антимикробными
свойствами.
Изумительные по красоте окраски многие цветки так-
же могут оказаться фитонцидными.
Поле деятельности для юных натуралистов в изуче-
нии фитонцидов в природе поистине безгранично и, доба-
вим, полезно и интересно.
* * *
Для изучения действия различных фитонцидов на гни-
лостных микробов поставьте занимательные и весьма
доступные опыты. Результаты их настолько интересны,
что их с успехом можно показать товарищам, а препара-
ты в колбах длительное время сохранять в биологиче-
ском кабинете с кратким описанием опытов.
Что нужно для опытов?
1.	Четыре широкогорлые банки или колбы с проб-
ками.
2.	Четыре круто сваренных и очищенных от скорлупы
яйца.
3.	Чеснок, лук и хрен.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПОСТАНОВКЕ ОПЫТА
Измельчите с помощью обычной терки или пестика и
ступки лук, чеснок и хрен. Кашицу, отдельно из каждого
вещества, поместите толстым слоем на дне банки или
141
Рис. 20. Фитонци-
ды предохраняют
яйцо от гниения.
Схема опыта
колбы. Яйца подвесьте1 на расстоянии
3—4 см от фитонцидов (рис. 20). Закрой-
те банку или колбу пробкой. Для надеж-
ной герметизации края пробки залейте
растопленным парафином1 2. Для контро-
ля в одну банку без фитонцидов также
поместите яйцо 3.
Наблюдайте несколько дней. Посте-
пенно вы увидите, как контрольное яйцо
начнет темнеть, почернеет и под воздей-
ствием гнилостных микробов произойдет
разложение белка вплоть до глубокого
распада. В опытных колбах летучие
фракции фитонцидов подавят жизнедея-
тельность гнилостных микробов и яйца
длительное время сохранят свой естественный цвет и не
подвергнутся гнилостному распаду.
Аналогичные опыты можно поставить с кусочками
мяса или рыбы, которые на ниточке надо подвесить над
кашицей из тех же фитонцидов.
1 Для подвешивания надо связать негустые сеточки. Концы се-
точки закрепите снаружи за горлышко колбы (банки).
2 Можно для этого использовать свечу или замазать пласти-
лином.
3 Очистку яиц делайте без всяких предосторожностей, даже
немытыми руками; чтобы на яйцах было больше микробов, можно
выдержать их полчаса на воздухе.
6. БАКТЕРИОФАГ — МИКРОБОВ ВРАГ
Храните в себе критический дух. Сам по себе он не открывает но-
вых идей и не указывает новых путей. Но без него все хрупко. По-
следнее слово всегда принадлежит ему...
Луи Пастер
Болезнетворные микробы — враги человека, жи-
вотных, растений. Это хорошо известно. А есть ли враги
у микробов? Да, и среди них — бактериофаги, о чем
свидетельствует само это слово. Бактериофаг в переводе
означает «пожиратель микробов». Пожирает ли он мик-
робов или действует на них по-иному, мы выясним далее,
но что он губительно действует на микробов и уничтожа-
ет их, это установлено. Итак, одни невидимки действуют
на других невидимок... И все же их увидали, разгадали
и во многом поставили на службу человеку.
Представьте себе частичку бактериофага, которая
измеряется в миллимикронах, но у которой обнаружены
головка и хвостик, наподобие головастика (рис. 21). Но
этого мало. С помощью электронного микроскопа и осо-
бых приборов ученые заглянули внутрь этих частичек
размером в миллионную долю миллиметра и выяснили
строение бактериофага, которое показано на рисунке 22.
Ученые установили и химический состав бактериофага.
Он состоит из нуклеопротеида, а точнее 50—60% белка и
40—50% ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты. Эта
ядерная кислота играет важнейшую роль в жизнедея-
тельности фагов и, как ученые полагают, в передаче на-
следственных свойств.
Интересны некоторые сопоставления и расчеты для
характеристики размеров бактериофага. Бактерии в
1000 раз меньше клетки, а 100 или 200 частичек бактерио-
фага, о которых пойдет речь, свободно уместятся в теле
одной небольшой бактерии. Снова фантастические поня-
тия, но мы уже к ним привыкли,— ведь с вирусами мы
уже знакомы, а бактериофаги, в сущности, тоже вирусы.
Теперь познакомимся с этими загадочными фагами L
Вот перед вами на рисунке бактериофаги, напавшие на
микробную клетку (рис. 23). Все это стало возможным
1 Фаг — сокращенное «бактериофаг».
143
увидеть лишь с помощью элек-
тронного микроскопа, при уве-
личении в несколько десятков
тысяч раз.
То, что мы увидели на ри-
сунке, в действительности про-
исходит в организме человека,
животных и растений. И самое
интересное то, что, познав эти
тайны природы, человек ис-
пользовал бактериофаги для
лечения больных, профилакти-
Рис. 21. Формы частичек бакте-
риофага. Рисунок с электронной
микрофотографии Увеличение от
30 000 до 70 000 раз
ки и распознавания многих
болезней.
Б а ктер иоф а ги сосл у ж ил и
также неоценимую службу
многим отраслям промышлен-
ности и сельского хозяйства.
Наконец, бактериофаги ока-
зались полезными для космо-
навтики и летают в космос на
наших замечательных кораб-
лях... Теперь пора перейти к
рассказу о таинственном бакте-
риофаге.
*
Там, где микробы, там и
бактериофаги. В организме че-
ловека и животных, в расти-
тельном мире, в плодах и яго-
дах, пораженных микробами,—
везде существуют фаги. Мно-
жество фагов находится в растительных остатках, почве,
в воде. Мы заговорили о воде... Да, бактериофаги оби-
тают и в водах рек, озер, прудов.
А встречаются ли бактериофаги в глубинах морей и
океанов? Да, они найдены на глубине 200 м в Черном
море. На этот вопрос можно ответить еще и так: профес-
сор Анатолий Евсеевич Крисс как-то подсчитал, что воды
Среднего и Нижнего Каспия содержат более 1600 000 т
микробной массы. Чтобы перевезти такую массу микро-
144
бов, понадобилось бы не менее
100 тысяч железнодорожных
вагонов. С этой массой микро-
бов тесно связана и переплета-
ется жизнь бактериофагов. Это
невидимая, но бесконечно боль-
шая в своих проявлениях
жизнь.
с	* * к
ДНК
наружная
оболочка .
(стенка)
внутренняя
оболочка
(мембрана)
ХВОСТОВОЙ
шип
nh2
nh2
место прикрепления
к клетке
Рис. 22. Схема строения бакте-
риофага
Болезнетворные микробы...
Какую, к сожалению, печаль-
ную известность приобрели эти
возбудители заразных болез-
ней человека, животных, расте-
ний! То же можно сказать и о
многих вирусах. Вирусы пора-
жают не только людей, живот-
ных, растения, но и сами ока-
зывают губительное действие
на микробов. Оказывается, что
микробы, как живые организ-
мы, тоже могут «болеть» и по-
гибать, пораженные вирусами.
Иначе говоря, у микробов есть
свои паразиты, способные по-
ражать и уничтожать их,— это
бактериофаги.
Какой же величины должны
быть бактериофаги, чтобы по-
жирать микробов? Вероятно, они должны быть велика-
нами, способными напасть на маленьких беззащитных
микробов, или обладать большой силой воздействия,
чтобы уничтожить микробов, поражающих даже челове-
ка, животных, растений. Последнее верно.
В действительности, в природе не всегда большое
пожирает малое. Оказалось, что бактериофаги в сотни
раз меньше микробной клетки.
Название «бактериофаг» появилось и стало известно
совсем недавно — в 1917 г., а явление бактериофагии,
т. е. уничтожения микробов путем растворения I бак-
териофагами, впервые описано в 1898 г., а затем вновь
в 1915 г.
145
За это время учение о бак-
териофаге необычайно расши-
рилось. Во всем мире появи-
лись тысячи научных работ,
раскрывающих сущность этого
явления. Надо сказать, не все-
гда исследователи правильно
объясняли природу бактерио-
фагов. Возникали противоре-
чия, нередко запутывавшие
представления о бактериофаге.
Слишком сложной оказалась
проблема бактериофага, и не
так-то легко было ученым пре-
одолеть многие трудности. Шли
Рис. 23. Бактериофаги устре-
мляются к микробной клет-
ке. Слева вверху видна по-
луразрушенная бактерия (из
книги Л. А. Зильбера)
Рис. 24. Бактериофаги «ата-
ковали» концевую часть бак-
терии (из книги Л. А. Зиль-
берга)
бесконечные научные дискус-
сии о самой природе бактерио-
фага. Что такое бактериофаг —
живое или неживое, существо
или вещество?
И хотя в наше время мно-
гое стало известным, хотя ста-
ла понятной роль бактериофа-
гов в природе, отголоски дис-
куссий в науке о природе бак-
териофага еще сохранились.
Это напоминает море после
шторма. Шторм утих, а боль-
шие волны еще ходят. Хотя
сравнение с морем, конечно,
здесь образное, но проблема
бактериофагии, учение о бакте-
риофаге поистине безбрежно и глубоко. Теоретическое
и практическое значение бактериофагов очень велико и
сулит еще много открытий.
Увлекательно явление бактериофагии, и мы надеемся,
что читатель с интересом познакомится с историей от-
крытия бактериофага и с опытами, которые раскрыли
природу этого явления и показали практическую цен-
ность бактериофагов.
Вернемся к тем временам, когда в 1898 г. наш сооте-
чественник, выдающийся микробиолог Николай Федоро-
вич Гамалея обратил внимание на любопытное явле-
146
ние — растворение сибиреязвенных бацилл, находивших-
ся в дистиллированной воде. Эта взвесь от присутствия
микробов обычно бывает мутной. Но вот ученый заме-
тил, что жидкость стала прозрачной, а крупные, хорошо
видимые в микроскоп бациллы исчезли. После обработки
этой прозрачной жидкости уксусной кислотой выпал оса-
док, который он растворил в аммиаке. Самое интересное
получилось дальше, когда ученый этим раствором подей-
ствовал на сибиреязвенные бациллы, которые снова
растворились...
Что же происходит с бациллами? То, что они раство-
ряются, это очевидно. Но под влиянием чего? Надо
сказать, что за несколько лет до' этого растворение
микробов под действием антител сыворотки крови уже
было описано, и Гамалея это хорошо знал. Но в воде
антител \ растворяющих микробов, так называемых бак-
териолизинов, не было и не могло быть. Почему же прои-
зошел лизис, т. е. растворение микробов? Допустим, что
растворение клеток в дистиллированной воде не пред-
ставляет собой ничего загадочного. Но почему растворе-
ние повторяется, если капли такой жидкости перенести
в новую микробную эмульсию? Следовательно, решил
Гамалея, дело не в антителах и не в свойствах дистилли-
рованной воды, а в том, что из разрушенных микробов,
по-видимому, выделяются какие-то вещества, способные
растворять их. Опубликованная в журнале «Русский
архив патологической и клинической медицины и бакте-
риологии» работа Н. Ф. Гамалеи привлекла к себе вни-
мание лишь спустя 20 лет. После открытия в 1917 г.
бактериофага д’Эреллем стало ясно, что наблюде-
ния Гамалеи — это первая страница учения о бакте-
риофаге.
Интересными оказались и другие наблюдения о раст-
ворении микробов. В 1915 г. Ф. Туорт тоже описал
растворение микробов, но в иных условиях. Он описал
растворение микробных колоний на пластинке плотной
питательной среды. На такой агаровой среде колонии
Хорошо видны. В зависимости от вида микробов они име-
ют различную форму, величину, цвет и т. д. Наблюдая
за колониями выращенных им стафилококков, Туорт
1 Антитела—это вещества, вырабатывающиеся в организме
против микробов, микробных ядов или другого чужеродного белка.
147
заметил необычное явление. Отдельные хорошо видимые
колонии становились прозрачными, как бы стекловидны-
ми, потом растворялись и исчезали. Самое интересное
ожидало ученого впереди. Стоило лишь коснуться плати-
новой иглой того места, где от колонии осталось букваль-
но пустое место, а затем снова прикоснуться к новой,
хорошо видимой колонии стафилококков, как начинался
тот же процесс просветления и растворения колонии. Ко-
лония (а это миллиарды микробных клеток) снова исче-
зала.
Это было похоже на результаты опытов Гамалеи, но
в иных условиях, в другой среде. Несколько по-иному
объяснив растворение микробов, Туорт по существу под-
твердил факт растворения микробов, а самое главное —
возможность переносить фактор, его вызывающий, с од-
ной колонии на другую, в неограниченном числе опытов.
Если уж говорить об истории открытия бактериофага
и о наблюдениях, сделанных после Гамалеи, надо ска-
зать и об интересных наблюдениях над речной водой.
Через несколько лет после опытов Гамалеи, пишет про-
фессор И. А. Сутин, в далекой Индии ученый Ганкин
проделал интересные исследования. В Индии в те годы
свирепствовала холера, нечистоты больных выливались
прямо на улицу, где смывались дождевыми водами и
поступали в близпротекающие реки. Ганкин брал пробы
воды из рек Ганга и Джуммы, протекавших в местах,
пораженных холерой, и при исследовании воды обнару-
жил растворяющее ее действие на холерных вибрионов.
Такое же действие воды реки Темзы обнаружил англий-
ский ученый в отношении палочек брюшного тифа и
холерного вибриона, причем это действие сохранилось и
после фильтрования воды. Это был еще один новый, ин-
тересный факт. Какой же величины должен быть этот
растворяющий микробов фактор, если он проходит через
поры фильтра, через которые не проходят даже мельчай-
шие микробы? Конечно, во много раз меньше их.
Так один за другим были установлены факты раство-
рения микробов кем-то или чем-то, какими-то, как приня-
то говорить в на>ке, растворяющими факторами, харак-
тер которых был совершенно не ясен. Фактов накопилось
много, но завеса тайны не была приподнята.
Но вот появляется работа канадского ученого д’Эрел-
ля, работавшею в Пастеровском институте во Франции,
148
приковавшая к себе внимание микробиологов всего
мира. В этой работе д’Эрелль опять описывает растворе-
ние микробов, но это явление он связывает с организмом
больного человека. Об этом наблюдении, сыгравшем ре-
шающую роль в развитии учения о бактериофаге, лучше
рассказать словами самого д’Эрелля.
«В госпитале Пастеровского института,— писал
д’Эрелль,— находился на излечении молодой человек,
страдавший тяжелой формой бациллярной дизентерии
(Шига) L Из его испражнения я прибавлял ежедневно
по 10 капель в пробирку с питательным бульоном. Взвесь
оставлялась на ночь в термостате и затем фильтрова-
лась через свечу Шамберлана. 10 капель этого фильтра-
та я прибавлял к свежей пробирке бульона, в которую,
кроме того, засевались палочки Шига. Все это ставилось
в термостат. Приготовленные таким образом бульонные
посевы дизентерийных палочек давали нормальный рост
в течение всей болезни.
Но однажды пробирка, засеянная накануне обычным
путем, осталась стерильной. В го же время в состоянии
больного наступило заметное улучшение, приведшее
вскоре к полному выздоровлению. В такую засеянную
палочками Шига с добавлением фильтрата и, по-видимо-
му, оставшуюся стерильной пробирку я прибавил свежую
взвесь молодой агаровой культуры палочек Шига, пред-
полагая добиться просветления этой взвеси. И действи-
тельно, поставленная в термостат пробирка через 12 ча-
сов совершенно просветлилась. Таким образом, испраж-
нения, из которых был добыт фильтрат, содержали,
по-видимому, некое вещество, растворявшее дизентерий-
ные палочки. Прибавив к свежей бульонной культуре
палочек Шига каплю моей растворенной культуры, я че-
рез 15 часов добился растворения также и этой свежей
культуры. Таким способом я все время производил даль-
нейшие перевивки, прибавляя к свежим взвесям палочек
Шига по одной капле из предыдущей растворенной куль-
туры. При этом активность прибавляемой жидкости не
Только не ослабевала, но с каждой перевивкой, наоборот,
все усиливалась. Растворение наступало всякий раз все
быстрее».
1 Правильнее сказать — бактериальной дизентерии Григорьева-
Шига (С. Б.).
149
Из этих наблюдений д’Эрелль делает очень важный
вывод: при многочисленных перевивках растворяющее
начало не только не ослабевает, но все более и более
усиливается. Значит, оно размножается. Значит, оно жи-
вое! И, назвав его бактериофагом — пожирателем мик-
робов, д’Эрелль многие годы посвятил всестороннему
изучению его в эксперименте и на практике. Название
«бактериофаг» прочно установилось в науке, хотя в бук-
вальном смысле бактериофаг не может и не в состоянии
«пожирать» микробов. Это, в сущности, образное выра-
жение. Механизм губительного действия бактериофагов
на микробов оказался иным. Об этом мы расскажем
дальше.
Среди проблем биологии и медицины учение о бакте-
риофаге стало одним из увлекательнейших. За полвека
опубликованы тысячи работ, получены бактериофаги
против различных микробов.
В настоящее время большинство ученых признают
взгляд д’Эрелля о живой природе бактериофагов. Бакте-
риофаги по существу и есть вирусы и обладают многими
свойствами, присущими этим живым существам.
Какими же свойствами обладают бактериофаги?
Лучше всего ответить на этот вопрос описанием опытов.
БАКТЕРИОФАГ РАЗМНОЖАЕТСЯ — ЗНАЧИТ, ОН ЖИВОЕ
СУЩЕСТВО
Представим себе такой опыт. В пробирку с 9 мл мо-
лодой культуры дизентерийных микробов внесем 1 мл
дизентерийного бактериофага I Поставим эту жидкость
в термостат при температуре 37° С. На другой день мы
сможем убедиться, что микробы растворены, жидкость
стала прозрачной. Профильтруем ее через бактериальные
фильтры, не пропускающие микробных клеток, снова
возьмем 1 мл этой совершенно прозрачной жидкости и
внесем опять в пробирку с 9 мл дизентерийной культу-
ры,— снова получим тот же результат. Будем повторять
эти опыты сотни раз, а действие бактериофага будет
закономерно происходить с неослабевающей, более того,
возрастающей силой.
1 Количества, конечно, можно взять иные, но это мы взяли для
простоты расчетов и наглядности опыта.
150
Представим себе это в виде нескольких цифр. Если
в первом опыте 1 мл фага был растворен в 10 раз, во
втором — в 100 раз, в третьем — в 1000 раз, в четвер-
том— в 10 000, в пятом — в 100 000, в шестом —
в 1 000 000 раз, а дальше до бесконечности, то действие
все сохраняется и даже усиливается, наступая все бы-
стрей и быстрей.
Может ли какое-либо вещество, будучи разведенным
в бесконечное множество раз, сохранить свойства раст-
ворения микробов? Нет, это, по-видимому, живое суще-
ство, способное к размножению и именно поэтому спо-
собное в бесконечном количестве перевивок сохранять
свое разрушающее действие на микробов.
Многие ученые резонно замечали: если бактериофаг —
живое существо, то почему же оно не размножается на
самой лучшей искусственной или естественной питатель-
ной среде? Ведь это никому не удается, даже самому
д’Эреллю.
* * *
Успехи науки, и особенно создание электронного мик-
роскопа, пролили свет на ряд спорных вопросов. Мнение
д’Эрелля, пользовавшегося косвенными методами иссле-
дования, но утверждавшего, что бактериофаг — это не
растворенное вещество, а существо (корпускула), кото-
рое должно иметь какие-то размеры и форму, подтверди-
лось.
Бактериофаги состоят из головки и отростка (хвости-
ка). Оказалось, что форма головки у различных бакте-
риофагов бывает различной — круглая, палочковидная,
даже треугольная. Размеры головки варьируют в преде-
лах от 50 до 140 ммк, а длина отростка — от 10 до
600 ммк.
В чем же заключается механизм поражения бактерио-
фагами микробов и их гибели? Как происходит «напа-
дение» бактериофагов на микробную клетку? Атака бак-
териофагами микробов имеет характер адсорбции,
в результате которой отросток прикрепляется к клеточной
стенке. Из отростка выделяется фермент, способствую-
щий образованию отверстия в оболочке микробной клет-
ки. Через это отверстие вливается фаговое содержимое,
главным образом дезоксирибонуклеиновая кислота
(ДНК). Отверстие закрывается, а на поверхности оболоч-
151
км микробной клетки остаются «пустые» фаговые частич-
ки. И вот теперь микробная клетка вынуждена пере-
страивать свой обмен веществ для образования ДНК
фагов и необходимого им белка. Далее в геометрической
прогрессии идет накопление частиц фаговой ДНК. Не
пройдет и получаса, как из одной частички (нити фаговой
ДНК) образуется их несколько сотен. Так, микробная
клетка, подготовив сотни фаговых частичек, ими же рас-
творяется и гибнет, способствуя дальнейшей гибели но-
вых здоровых микробов.
Все эти взгляды являются уже не умозрительными,
а подкреплены исследованиями с помощью электронного
микроскопа и тонких биохимических исследований. Во
всяком случае механизм атаки бактериофагов на микро-
бов является достаточно достоверным. Сказанное не зна-
чит, что все уже изучено и дальше нечего изучать. Это
далеко не так.
Как внутриклеточный паразит бактериофаг способен
питаться и размножаться лишь в клетке и за счет
микробной клетки. Теперь становится ясным, почему вне
микробной клетки, т. е. в искусственной питательной сре-
де, где нет микробов, бактериофаги не размножаются.
Вот почему лишь там, где есть микробы, встречаются и
бактериофаги. Вот почему явления бактериофагии так
широко распространены в природе, в организме челове-
ка, животных и растений.
Теперь стали ясными замечательные наблюдения
Гамалеи, Туорта, д’Эрелля. Понятным для читателя
стало и нахождение бактериофага в воде. Вот почему
вода рек Ганга, Джуммы или Темзы в описанных выше
наблюдениях во время холерных эпидемий способна
была растворять холерные вибрионы.
Во многом оказался прав д’Эрелль, но, увлекаясь, он
приписал бактериофагу исключительную роль в изле-
чении больных. Конечно, бактериофаги обладают
мощным противомикробпым действием, но нельзя за-
бывать о решающей роли организма в борьбе с мик-
робами.
Всегда ли бактериофаги растворяют микробов? Ока-
зывается, не всегда. Отдельные клетки могут оказаться
устойчивыми к бактериофагу и не только остаются жи-
выми, но способны к дальнейшему размножению. А как
«себя чувствует» дальнейшее многочисленное их потом-
152
ство? Самое интересное, что оно тоже остается устойчи-
вым к бактериофагу. Эти фагоустойчивые культуры
микробов «не обращают особого внимания» на своих
врагов, но... до поры до времени. Ведь фаги — живые
существа, они, приспосабливаясь к новым условиям, из-
меняют свои свойства. Изменчивость их приводит к тому,
что новые поколения фагов снова обретут свойства, напа-
дая на микробов, уничтожать их. Так идут процессы
взаимного приспособления этих микроскопических су-
ществ и в эксперименте, и в организме человека, и во
внешней среде.
А как идет развитие фагоустойчивых микробов?
Под влиянием бактериофага может происходить изменчи-
вость микробов в различных направлениях, изменяются
важнейшие биологические свойства микробов. Крайне
важно отметить, что под влиянием бактериофага может
изменяться и их вирулентность. В частности, это было
использовано советским ученым Магдалиной Петровной
Покровской для покорения чумных микробов и получе-
ния вакцины для прививок против чумы. Ученый Громан
с помощью дифтерийною бактериофага добился того,
что дифтерийные, палочки, которые не были способными
вырабатывать яд, приобрели это свойство. В науке изве-
стны и другие подобные факты.
Итак, среди свойств живых существ, к которым отно-
сятся и бактериофаги, свойство приспособления к
внешним условиям среды является одним из весьма
важных.
Приспособляемость бактериофагов доказана в много-
численных экспериментах. Так, например, стало известно,
что бактериофаг в кислой среде теряет свою актив-
ность и даже гибнет. Но если постепенно увеличивать
концентрацию соляной кислоты, можно «приучить»
бактериофаг к большим ее концентрациям. Что зна-
чит приучить? Да это не чго иное, как процесс
приспособления живого существа к условиям внешней
среды.
Приспосабливаясь в процессе эволюции к определен-
ному виду микробов, бактериофаги стали оказывать свое
действие лишь на этот вид. Так, дизентерийный бакте-
риофаг растворяет дизентерийные палочки, но оказыва-
ется недеятельным в отношении брюшнотифозных бакте-
рий или холерных вибрионов.
153
Эта особенность бактериофагов, получившая в науке
название специфичности действия, оказалась чрезвычай-
но важной для практики.
В борьбе за здоровье и жизнь воинов Советской Ар-
мии, в годы Великой Отечественной войны, среди боль-
шого числа лечебных средств применялись фаги против
стафилококков и стрептококков, вызывающих гнойное
осложнение ран, а также для лечения тяжелой раневой
инфекции — газовой гангрены.
БАКТЕРИОФАГИ ОБНАРУЖИВАЮТ МИКРОБОВ
Как важно бывает обнаружить микробов в выделе-
ниях больных, чтобы распознать заболевание. Как часто
мы стремимся обнаружить микробов в пищевых продук-
тах или молоке, чтобы выяснить, не загрязнены ли они
болезнетворными микробами. Приходится искать брюш-
нотифозных, дизентерийных и холерных микробов в во-
де — ведь водные эпидемии кишечных инфекций воз-
можны.
Преследуются ли при этом научные цели или практи-
ческие задачи, это не имеет значения. Важно обнару-
жить микробов и как можно скорее, затем выделить их и
получить в чистой культуре. Это необходимый, сложный,
хотя часто и длительный путь исследований. От быстроты
таких исследований зависит судьба диагноза забо-
левания, а следовательно, успешного лечения больно-
го и предупреждения разноса заразы среди здоровых
людей.
Лишь для иллюстрации опишем один пример. Допу-
стим, выделяются из испражнений больного дизентерий-
ные бактерии. По классической методике, сначала надо
посеять испражнения на плотную питательную среду
в чашках Петри и поставить их в термостат на сутки. За
это время все микробы, находившиеся в испражнениях,
вырастут в виде различных колоний. Обнаружив среди
них дизентерийные, бактериологи захватывают их ушком
петли и переносят на новую среду — агар со скошенной
поверхностью и снова ставят в термостат на сутки. Так
из множества различных микробов кишечника выделя-
ется чистая культура определенного вида микроба. Но
необходимо ее определить, а это не простая задача. Надо
определить форму микроба, его подвижность, окраску,
154
биохимические свойства, т. е. свойства расщепления раз-
ных углеводов и многоатомных спиртов.
Но и этого мало. Надо еще поставить специальный
опыт с сыворотками, способными склеивать микробы, и
опыт с дизентерийным бактериофагом. Так, шаг за ша-
гом, а вернее — день за днем, на протяжении 3—4 суток
выделяется микроб-возбудитель, изучаются его свойства
и с большой точностью определяется его природа, т. е.
вид и тип.
Конечно, такой метод очень ценен и широко приме-
няется во всем мире, но он громоздкий и длительный.
Кроме того, в изучаемом материале может быть очень
мало микробных клеток, и выделить их не так уж легко.
Нельзя ли иными путями разрешить этот вопрос и до-
биться той же цели?
Этот вопрос поставили перед собой академик
В. Д. Тимаков и профессор Д. М. Гольдфарб и успешно
разрешили его.
Задача, которую поставили перед собой ученые,
заключалась в следующем: нельзя ли иными, более
быстрыми методами выявить микробов, но без выделе-
ния их в чистой культуре? Нельзя ли при помощи спе-
цифического бактериофага обнаружить микробов в во-
де, пищевых продуктах или испражнениях, моче, крови
больных? Ведь там, где есть микробы, встречается и
размножается соответствующий бактериофаг. Так не бу-
дет ли полезным, подумали ученые, вместо сложного
метода выделения и определения микробов обнаружить
их по наличию бактериофага? Если в воде, например,
есть дизентерийные бактерии и если мы, обнаруживая
их, прибавим туда дизентерийный бактериофаг, то ча-
стички его проникнут в микробные клетки и станут там
размножаться. Разрушив клетки, бактериофаг в значи-
тельно большем числе поступит в воду, где его легко
выявить. Уточняя количество фага в динамике, можно
с уверенностью сказать, были ли в воде дизентерийные
бактерии, в которых бактериофаг размножался. Таким
образом, по нарастанию количества фага можно судить
о нахождении микробов, без необходимости выделения
их в чистой культуре и определения различных их
свойств.
Такой принцип определения микробов описали в
1936 г. Сергиенко, в 1950 г. Кацнельсон и Сотой, а при-
155
менение на практике для диагностики ряда заразных
болезней и обнаружения микробов во внешней среде
разработали Тимаков и Гольдфарб.
Интересным оказалось и то, что реакции нарастания
титра фага (РНФ) не мешает наличие в исследуемом
материале посторонних микробов. Ценной РНФ оказа-
лась в тех случаях, когда в исследуемом материале
очень мало микробных клеток. Очень важной для прак-
тики оказалась также и быстрота исследования — вме-
сто 3—4 суток 10—11 часов.
В этих кратких очерках мы коснулись лишь отдель-
ных сторон практического применения бактериофагов.
Можно ли применять фаги для предупреждения зараз-
ных болезней? История учения о бактериофаге и
практика современной эпидемиологии отвечают на
этот вопрос утвердительно. И об этом следует хотя бы
вкратце рассказать. Так, например, в специальной лите-
ратуре описано успешное применение дизентерийного и
холерного бактериофагов в очагах этих заболеваний.
Людям давали пить бактериофаги, в источники водо-
снабжения, например колодцы, вливали эти препараты.
Об успешности такого применения холерного бактерио-
фага свидетельствуют советские ученые профессор
3. В. Ермольева и Л. М. Якобсон. В 1933 г. в Афганиста-
не, в пограничных с СССР селениях, вспыхнула холера.
Возникла опасность заноса холеры на нашу территорию.
Санитарно-эпидемиологической службой срочно был
предпринят ряд общих предупредительных мер, а в ка-
честве специального средства — бактериофаг. Его дава-
ли пить населению, а в колодцы также вливался холер-
ный бактериофаг. Принятыми мерами распространение
холеры было предотвращено.
«ПЕРЕОЦЕНКА ЦЕННОСТЕЙ»
Итак, бактериофаг — враг микробов. Уничтожение
микробов путем растворения хорошо доказано в экспе-
рименте и всеми признано.
Если так, то не имеет ли места растворение микро-
бов в организме? Иначе говоря, нельзя ли применять
156
бактериофаги с лечебной целью при заразных болезнях?
Нельзя ли врага микробов сделать нашим союзником?
Шли годы, увлечение проблемой бактериофагии за-
хватило ученых многих стран земного шара. Первые
десятилетия после открытия д’Эрелля были весьма пло-
дотворны. Но постепенно стали появляться работы, в
которых увлечение стало сменяться сдержанным, а часто
и отрицательным отношением к бактериофагам как
средству лечения больных заразными болезнями. Инте-
ресно, что даже к дизентерийному бактериофагу, с от-
крытием которого началось победное шествие учения
д’Эрелля по всему миру, отношение также изменилось.
Им больше не пользовались для лечения дизентерии.
И это не потому, что появились замечательные антибио-
тики и химиотерапевтические препараты. Если бы дизен-
терийный бактериофаг обладал той лечебной актив-
ностью, о которой писал д’Эрелль, и это подтвердили бы
во многих странах авторитетные специалисты, он бы
выдерживал «конкуренцию» с антибиотиками. Правда,
это была бы не конкуренция, а содружество, полезное
в комплексном лечении больных. Так часто бывает, и
ученые только приветствуют «содружество» лечебных
средств. Вообще в современной медицине идея ком-
плексной терапии — самая популярная и прогрессивная
идея. Беда лишь в том, что дизентерийный бактериофаг
стал терять свою былую славу. Его лечебный эффект
часто оказывался ничтожным, и врачи стали избегать
пользоваться им.
Это же произошло и с холерным бактериофагом*.
Пора больших надежд на профилактическое и лечебное
применение холерного фага сменилась сомнением.
Всерьез уже никто не говорил об этом оружии в борьбе
с холерой. И надо сказать, что основания для этого
были достаточно убедительные. Многолетние и массовые
наблюдения по применению холерного бактериофага в
эндемических 1 очагах холеры в Индии не дали ощути-
мого профилактического и лечебного эффекта.
В чем же дело? Неужели все то, что было найдено
учеными, было ошибкой? Неужели заблуждались во
всем мире относительно бактериофага все те, кто видел
1 Эндемические очаги холеры— это местности, где постоянно
отмечаются заболевания холерой.
157
хороший профилактический и лечебный эффект? Конеч-
но, не было ни ошибок, ни заблуждений. Усложнилась
проблема бактериофагии, углубились представления о
самом фаге и механизме его действия на микробов. Рас-
ширились также представления и о самих микробах, на
которых фаги оказывали свое действие. Последнее ока-
залось одной из важнейших причин, где крылось объ-
яснение загадки. Большой вклад в «реабилитацию»
фага внес советский ученый Александр Григорьевич
Никонов. В чем же заключалась его идея?
Начнем издалека.
Трудность изучения микробов усложняется их спо-
собностью изменять свои свойства под влиянием усло-
вий внешней среды. Изменчивости подвергаются самые
различные свойства микробов. А какое это отношение
может иметь к бактериофагу? Конечно, очень большое,
так как речь идет о строгой специфичности действия
фагов. Можно ли предвидеть, с какими типами и
вариантами микробов придется встретиться фагу в орга-
низме больного? В какой-то степени, конечно, можно,
ибо бактериологическая диагностика помогает. Но всег-
да ли фаг окажется активным в отношении этого возбу-
дителя? Конечно, не всегда, поэтому, думал профессор
Никонов, надо стремиться получить такой поливалент-
ный 1 фаг, который был бы активным в отношении мно-
гих встречающихся представителей микробов опреде-
ленных видов и типов. Это как бы обстрел врага из
орудий разных калибров, с целью его наиболее надеж-
ного поражения.
Следовательно, решил ученый, надо так «воспитать»
фаги в отношении определенных представителей группы
холерных вибрионов, чтобы литическая 1 2 их активность
была резко усилена. Надо было собрать такую коллек-
цию холерных вибрионов, чтобы иметь к ним надежные
фаги. Это значило создать такой «букет» фагов, чтобы
он был активным в отношении любого из вибрио-
нов. Такая огромная по своей трудоемкости работа
потребовала многих лет труда и многих тысяч экспе-
риментов.
1 Поливалентный — действующий на многих представителей
определенного вида микробов.
2 От слова «лизис», т. е. растворение.
158
Методика экспериментов была не из легких. Не вда-
ваясь в подробности, скажем лишь, что эксперименты
ставились как в обычных лабораторных пробирках, так
и в пробирках «биологических». Такими биологическими
пробирками были перевязанные с двух сторон петли
кишечника морских свинок. Это была замечательная
среда для культивирования вибрионов и вводимого сюда
холерного фага.
Приспосабливаясь к этим условиям обитания, фаги
постепенно усиливают свою активность, пока не начнет
наступать гибель всех вибрионов и резкое усиление
растворяющей активности фага, а следовательно, и вы-
сокая степень его действия.
Так, шаг за шагом, а точнее — фаг за фагом, вибри-
он за вибрионом, пока не получится поливалентный
холерный бактериофаг. Эта сложная работа длилась
годы.
Наконец в эксперименте был получен блестящий
успех.
А как будет себя вести поливалентный бактериофаг
на практике? Будет ли он эффективен для профилакти-
ки холеры? Будет ли он эффективен для лечения больных
холерой людей? Случай для проверки поливалентного
холерного бактериофага вскоре представился. Вспыхнула
эпидемия холеры в Афганистане в 1960 г. В порядке по-
мощи в Афганистан была направлена группа советских
ученых во главе с профессором А. Г. Никоновым. Эта не-
большая группа проделала исключительную по своему
масштабу и значению героическую работу. Помимо про-
фессора А. Г. Никонова и начальника экспедиции эпиде-
миолога 3. А. Планкиной, в группу входили кандидат
медицинских наук Р. Саянов, микробиолог Р. Котлярова
и лаборанты К- Горелова и Шпронина.
Предстояло ликвидировать вспышку холеры в Афга-
нистане, которая вплотную подступала к границам Со-
ветского Союза.
Немало пришлось пережить членам советской экспе-
диции. Надо было завоевать авторитет у афганских
врачей и доверие у населения. Первые наблюдения, ка-
залось, были неутешительными. Вслед за введением
бактериофага у больных наступало резкое ухудшение.
Видимо, наступало отравление организма продуктами
распада холерных вибрионов. Но это свидетельствовало,
159
что бактериофаг действует. Через некоторое время на-
ступало улучшение и затем выздоровление. Лечебный
успех был проверен на тысячах больных.
Приводим рассказ руководителя экспедиции Зи-
наиды Александровны Планкиной, хорошо передающий
настроение людей и веру в работу советских врачей:
«Когда мы погасили холеру в королевской больнице,
по всему Кабулу распространился слух, будто из Совет-
ского Союза привезли «святую воду». Она воскрешает
мертвых. А на кабульском базаре за флакон бактерио-
фага можно было выменять верблюда».
Советская экспедиция отмечает и огромный про-
филактический эффект от применения холерного бакте-
риофага.
Советские ученые и врачи никому не отказывали в
помощи, и это было причиной того, что вся их колоссаль-
ная работа не дала возможности сделать строгих выво-
дов и получить научное признание. Для того чтобы
убедиться в лечебном и профилактическом значении
холерного бактериофага, надо было какой-то группе
больных бактериофага не давать, т. е. оставить их как
контрольную группу. И то же самое сделать с профилак-
тическим применением бактериофага. Следовало насе-
ление разбить на две группы: одной давать бактериофаг,
а другой не давать. И если бы во второй (контрольной)
группе люди заболевали, а в опытной оставались здоро-
выми, это было бы убедительным доказательством
значения фага.*Но могли ли советские ученые и врачи
пойти на этот шаг, зная, что каждому заболевшему угро-
жает смерть! И они на это не пошли. Гуманизм оказал-
ся сильнее научных канонов.
Какими путями пойдет развитие этого важного науч-
ного вопроса, покажет будущее.
БАКТЕРИОФАГ ПОМОГАЕТ КОСМОНАВТАМ
Открытие бактериофага, изучение общебиологиче-
ского его значения, его роли в природе и жизни челове-
ка — все это расширило горизонты исследований проб-
лемы бактериофагии.
Совершенно неожиданным оказалось использование
фагов для изучения важных вопросов при... космических
полетах.
160
Фаги и космос! Фаги на космических кораблях!
Использование фагов в космонавтике! Все это звучит
слишком фантастически, но это, поистине, фантастика
действительности...
Достижение микробиологии в области бактериофа-
гии стало достоянием практики даже в области космо-
навтики. Мы уже писали, что, воздействуя на микробов
и изменяя их свойства, бактериофаги сами могут изме-
няться, вплоть до потери способности растворять микро-
бов. Таким образом, последние становятся как бы но-
сителями безвредного для них фага, живут и размно-
жаются нормально, так же как и их потомки. Сколько
труда и самых точных исследований потребовалось уче-
ным, чтобы раскрыть эту тайну микробов, которые полу-
чили название — лизогенных, а фаги, не способные к
растворению клетки — умеренных. Но вот пришло реше-
ние и этой задачи. Остановимся па одном примере,
который приведет нас к ... космическим полетам. Да,
мы не ошиблись и не оговорились — к космическим по-
летам. На наших космических кораблях летали не
только «микрокосмонавты» — микробы, но и «ультра-
микрокосмонавты»— бактериофаги. И летали не в ка-
честве пассажиров, а в качестве участников решения
важнейших вопросов безопасности космонавтов от вред-
ного влияния космических лучей. Летали и лизогенные
микробы, а с ними и умеренные фаги.
Вернемся к загадке лизогенности, вернее, к ее раз-
гадке. Оказалось, если облучить лизогенные культуры
микробов лучами Рентгена даже в малой дозе, то про-
изойдет нечто поразительное. Умеренные и, в сущности,
незримые и безобидные фаги превратятся снова в могу-
чих и беспощадных врагов лизогенных микробов. Фаги
их снова начнут растворять и убивать L
Эти научные открытия, казалось бы, отстоящие на
космическом расстоянии от проблем космонавтики,
вдруг так приблизились к задачам освоения космоса,
что стали помогать в решении важнейших вопросов.
Итак, если лизогенные микробы так чувствительно
реагируют даже на ничтожные дозы лучей Рентгена или
ультрафиолетовых лучей, то не будут ли они так же
1 Доказано это и в отношении других лучевых факторов и ряда
химических веществ.
6 Зак. 605
161
отвечать и на облучение космическими лучами? Не
произойдет ли в космосе под влиянием ионизирующей
радиации активизация фага и растворение лизогенных
микробов? Так и оказалось. Эта удача дала многое для
космонавтики. Фаги оказались чувствительным индика-
тором космических лучей. По ним можно судить об одном
из важных условий при космических полетах — ограж-
дении космонавтов от вредных воздействий космических
лучей.
Как много дало открытие бактериофагов науке и
практике, и как много еще предстоит познать! Многие
тайны бактериофагов ждут еще своего раскрытия.
7	ХИМИЯ В БОРЬБЕ С МИКРОБАМИ
•	(СОДРУЖЕСТВО НАУК)
Сегодня химия играет все возрастающую роль в изучении и пони-
мании биологических процессов.
Академик Н. Семенов
ХИМИКИ И ВРАЧИ В БОРЬБЕ С ИНФЕКЦИОННЫМИ
БОЛЕЗНЯМИ
Схоластика 1 алхимиков отжила свой век. Она была
вытеснена направлением, которое базировалось на экспе-
рименте и подлинно научных методах исследования.
И цели нарождающейся химии были совершенно иными:
не погоня за «эликсиром жизни», не превращение про-
стых металлов в благородный — золото, а интересы раз-
вития химии во имя прогресса науки и техники.
В содружестве химиков и врачей закладывался фун-
дамент стройного здания химиотерапии инфекционных
болезней. И первые камни этого фундамента были зало-
жены в 30-х годах XVI столетия, когда врач и химик
Парацельс приготовил красную соль ртути и другие
препараты для лечения болезней, природа которых
представлялась заразной.
Но возбудители этих болезней ведь не были еще из-
вестны. В сущности, ученым пришлось «стрелять» по неиз-
вестному и невидимому врагу. Мы не случайно написали
слово «стрелять». Это крылатое слово принадлежало
великому ученому Паулю Эрлиху (1854—1915), кото-
рый свои знаменитые синтетические препараты называл
«волшебными пулями», призванными «стрелять» по
возбудителям инфекционных болезней — микробам.
От достижения химиков зависела судьба препаратов,
судьба миллионов больных заразными болезнями. Если
раньше лишь случайные наблюдения и опыт народной
медицины помогали в лечении, то в XIX—XX вв. науч-
ные открытия в области химиотерапии обязаны разви-
тию промышленности, химии, оптики, микробиологии.
Интересно было с лечением малярии, распространен-
ной на многих континентах земного шара. Возбудители
1 Схоластика—знание, оторванное от жизни и практики, осно-
вывающееся на формальных рассуждениях, без проверки их на
опыте, бесплодное умствование, начетничество.
6*
163
малярии — малярийные плазмодии (три вида) были
открыты в 1881—1897 гг., а четвертый даже в 1922 г.,
лечение же малярии было известно значительно раньше.
До этого времени секретом лечения малярии владели
индейцы древнего племени инков: издавна они поль-
зовались корой хинного дерева. Но от европейцев, от-
крывших Америку, свою тайну они тщательно скрывали.
Раскрыла ее служанка графини Синхон — жены губер-
натора одной из провинций, тяжело заболевшей маля-
рией. Желая спасти Синхон, служанка тайно принесла
ей порошок коры хинного дерева. Исцеление было по-
истине чудесным. По возвращении в Европу Синхон
привезла с собой кору хинного дерева, с лечебными
свойствами которой европейцы познакомились впервые.
В 1530 г. успешное развитие получило применение
препаратов ртути, а в 1640 — лечение малярии корой
хинного дерева. В России стали применять это средство
при Петре I, т. е. в XVIII столетии.
Предстояли новые этапы: от эмпирического 1 к под-
линно научному и вершине его — химическому синтезу
лечебных и профилактических препаратов.
* * *
От порошка, получаемого путем растирания сухой
коры хинного дерева, до выделения из нее алкалоида 1 2
хинина прошло около 180 лет. Знаменательными датами
этого достижения химии явились 1816 и 1820 гг. В 1816 г.
Фердинанд Иванович Гизе, профессор Юрьевского уни-
верситета, впервые выделил из коры кристаллический
хинин. В 1820 г. французские ученые Пелетье и Кавенту
получили чистый алкалоид хинина. Полный синтез хини-
на осуществлен лишь в XX в. — в 1944 г. Вудвардом и
Дерингом.
Получение алкалоида хинина явилось огромным до-
стижением химии и совершило подлинный переворот в
1 Эмпиризм — направление, признающее чувственный опыт един-
ственным источником познания и умаляющее значение научных
обобщений.
2 Алкалоиды — органические вещества, преимущественно рас-
тительного происхождения, содержащие азот и обладающие свойст-
вами оснований. Алкалоиды большею частью ядовиты, но в малых
дозах применяются как лекарственные средства.
164
лечении малярии. Дело было не только в том, что вместо
120 г порошка коры можно было давать 1—1,5 г хинина,
но и в том, что эмпирические методы уступили подлинно
научным. Новые замечательные достижения связаны
с именами великих русских химиков.
Развитие химиотерапии инфекционных болезней шло
в тесном содружестве с развитием химии и химического
синтеза. Выдающиеся открытия сделали Н. Н. Зинин и
А. М. Бутлеров.
Николай Николаевич Зинин (1812—1880) в 1842 г.
в результате химического синтеза получил из цикличе-
ского соединения нитробензола анилин. Получение ани-
лина создало новую эру в синтетической анилинокрасоч-
ной промышленности, ибо позволило получать краски не
из растительного сырья, а синтетическим путем. Откры-
тие анилина имело также огромное значение для биоло-
гии и медицины. Красители оказались мощными химиоте-
рапевтическими средствами в борьбе с инфекционными
болезнями.
Новая страница в истории химии связана с деятель-
ностью А. М. Бутлерова (1828—1886). Александру
Михайловичу Бутлерову — великому химику, разрабо-
тавшему учение о химическом строении органических
соединений, принадлежит честь создания также и основ
Синтетической химии. Имя его и ряд исключительно важ-
ных открытий в области органической химии навсегда
вошли в историю науки.
Имя Бутлерова дорого и медикам. Благодаря его идее
о том, что свойства различных химических веществ ме-
няются в зависимости от того, в каком порядке элемен-
ты вещества будут связаны друг с другом, стало возмож-
ным получать различные синтетические препараты для
химиотерапии. Интересно, что свой знаменитый доклад
о теории химического строения органических веществ
Бутлеров сделал в 1861 г. на съезде естествоиспытателей
и врачей. Интересно также, что применяющийся широко
в медицинской практике уротропин есть синтезированный
А. М. Бутлеровым гексаметилентетрамин.
Открытия Бутлерова обусловили рациональные пути
развития химиотерапии инфекционных болезней. Буду-
щее это блестяще подтвердило.
В славной плеяде русских химиков бессмертно имя
Дмитрия Ивановича Менделеева (1834—1907). Прогресс
165
химии, связанный с величайшим открытием XIX в. —
периодическим законом Менделеева, стал поистине без-
граничным. Говоря словами самого Менделеева, «перио-
дическая законность первая дала возможность видеть
не открытые еще элементы в такой дали \ до которой
не вооруженное этой закономерностью химическое зре-
ние до тех пор не достигало, и при этом новые элемен-
ты, ранее их открытия, рисовались с целой массой
свойств» 1 2.
Известно, как исключительно высоко оценил Ф. Эн-
гельс открытие Д. И. Менделеевым периодического зако-
на химических элементов. Он говорил, что Менделеев,
применяя бессознательно гегелевский закон о переходе
количества в качество, совершил научный подвиг, кото-
рый смело можно поставить рядом с открытием Леверье,
вычислившего орбиту еще не известной планеты — Неп-
туна.
В этом очерке мы говорим о содружестве наук химии
и медицины. Деятельность Менделеева — еще один
яркий пример тому. Именно благодаря периодической
системе элементов была охарактеризована группа близ-
ких друг другу химических элементов, оказавшихся
исключительно важными для химиотерапии инфекцион-
ных болезней. Речь идет о висмуте, ртути, группе мышья-
ка. Эти элементы, как считал известный советский уче-
ный И. А. Кассирский, явились для науки конца XIX в.
как бы золотой жилой. При этом ученые полностью
использовали зининский принцип химического синтеза и
бутлеровские комбинации в расположении атомов и
молекул.
Много внимания Д. И. Менделеев уделял вопросам
здравоохранения. В течение 23 лет Менделеев плодотвор-
но работал в качестве члена Медицинского совета — выс-
шего медицинского научного и методического центра
России того времени. Деятельность Менделеева в обла-
сти здравоохранения получила высшую оценку со сторо-
ны широких врачебных кругов: он был избран почетным
членом многих медицинских обществ, в том числе и Ме-
дико-хирургической академии.
1 Подчеркнуто нами (С. Б.).
2 Д. И. Менделеев. Избр. соч., т. II. Л., Госхимиздат, 1947.
стр. 359.
166
Почетное место в создании основ химиотерапии ин-
фекционных болезней принадлежит Дмитрию Леонидо-
вичу Романовскому (1861 —1921). На примере лечения
малярии хинином Романовский впервые сформулировал
основные принципы химиотерапии заразных болезней.
Надо, учил он, чтобы лекарственные средства, во-первых,
губительно действовали на возбудителей болезней —
микробов и способствовали обезвреживанию их ядов;
во-вторых, содействовали усилению защитных сил орга-
низма человека; наконец, в-третьих, не вредили клеткам
и тканям самого организма. Он доказал, что хинин дей-
ствует на возбудителя болезни — малярийных плазмоди-
ев. И действительно, под микроскопом он видел наруше-
ние формы и структуры их клеток.
С именем Д. Л. Романовского связано еще одно
замечательное использование химии для быстрой диагно-
стики малярии. Оказалось, что существует несколько ти-
пов малярийных паразитов, вызывающих трехдневную,
четырехдневную и тропическую форму малярии. Окраши-
вая на предметном стекле препараты, приготовленные
из капли крови больного, можно увидеть строение и фор-
мы развития малярийного плазмодия, распознать его тип,
а на основании этого определить форму малярии. Если
сказать, что, зная форму малярии, можно осуществить
обоснованную схему рационального лечения \ станет
ясным огромное значение этих достижений.
Открытие малярийных плазмодиев и изучение их
свойств позволило понять сущность малярии, Оно как бы
раскрыло широкие ворота, через которые устремились
исследователи в эту неведомую область.
Русский ученый Василий Яковлевич Данилевский,
вскоре после открытия Лавераном возбудителя малярии
у человека, открывает возбудителя малярии у птиц.
Впервые появилась возможность изучать малярию в
эксперименте. Щеглы, канарейки и другие певчие птички
стали теми объектами, на которых можно было изучать
особенности возникновения и течения малярии и, что
важно, методы лечения и профилактики этой болезни.
Птичья малярия стала прекрасной моделью для изучения
новых химических препаратов.
1 В зависимости от формы устанавливаются дни и даже часы
применения химиотерапевтических препаратов.
167
«ВОЛШЕБНЫЕ ПУЛИ»
Если в истории мы находили много примеров, когда
химики помогали медикам, то сейчас мы остановимся на
другом примере, когда медики обогатили химию синте-
зом химических препаратов.
Речь пойдет о замечательной жизни и творчестве
великого ученого Пауля Эрлиха (1854—1915) —создате-
ля «волшебных пуль», сыгравшего в развитии химиотера-
пии как науки совершенно исключительную роль. Его
многолетний целеустремленный труд, вера в свою науч-
ную идею — пример, достойный подражания. Достойна
подражания и та творческая дружба, которая объединя-
ла врача-бактериолога с химиками и которая привела
к получению знаменитых синтетических препаратов
«606» и «914». Это настолько яркая, важная и интересная
страница науки, что на ней нельзя не остановиться.
Эрлих жил и работал в конце XIX и в начале XX в.
Мощное развитие химии и производства анилиновых
красок создало важные предпосылки для разработки
научных основ химиотерапии и получения новых синте-
тических препаратов.
Эрлих заинтересовался изучением красок и примене-
нием их в медицине. Он стремился узнать, как краски
окрашивают клетки и ткани организма человека и жи-
вотных. В чем особенность восприимчивости их к опреде-
ленным краскам? Ведь краски различны, и ткани
организма тоже отличаются не только по своему строе-
нию, но и по химическому составу. Нельзя ли найти
избирательность в окраске определенных тканей? В ре-
зультате Эрлих разработал метод окраски живой нерв-
ной ткани метиленовой синькой. Это был первый шаг
в увлечении Эрлиха-врача химией. К тому времени по-
явился новый препарат атоксил,. что в переводе означает
«нетоксичный» — неядовитый. Он применялся для лече-
ния заболевания у лошадей, вызываемого трипаносома-
ми— микробами из класса простейших. Излечивал он
также и мышей, зараженных трипаносомами.
Какая хорошая модель для опытов — мыши! Надо
проверить, что собой представляет атоксил, как он изле-
чивает мышей и оправдывает ли он свое название —
нетоксичного. Кое-какие сомнения в этом у Эрлиха были.
Ведь в состав атоксила входит известный яд — мышьяк.
168
Ученый понимал, что именно введение в структуру аток-
сила окиси мышьяка делало его лекарством, губитель-
ным для трипаносом. Но в действительности так ли уж
безвреден атоксил для организма, как пишут авторы
в патенте?
Опыты на мышах Эрлих начал с энергией, на которую
только была способна его кипучая натура. Тысячи мы-
шей, сотни серий опытов — и Эрлиху стало ясно, что
атоксил действительно излечивает зараженных мышей,
но... не всех. Он действительно оправдывает свое назва-
ние, но... не совсем, так как часть контрольных, незара-
женных мышей также погибает. Дело в том, что одни
дозы мышьяковистых препаратов убивали трипаносом,
но вместе с ними и мышей, другие же оставляли мы-
шей живыми, но с ними и трипаносом, которые в даль-
нейшем размножались и через некоторое время губили
мышей.
Но ведь атоксил можно сделать более безвредным,
для этого надо иметь хорошую химическую лаборато-
рию и, самое главное, хороших, образованных химиков.
Идеи химиотерапии так уже овладели всеми помыслами
Эрлиха, он столько времени уделил изучению химии, что
трудно было сказать, кто такой[ Эрлих — врач или химик.
Это был врач-экспериментатор, которого уже знали и хи-
мики, поэтому Эрлих легко нашел среди них прекрасных
помощников. А как быть с химической лабораторией?
Для создания ее нужны большие средства, а их у Эрли-
ха не было. Но он умел убеждать и в результате создал
лабораторию на благотворительные средства.
Прежде всего Эрлих заинтересовался атоксилом. Он
должен стать более эффективным и менее токсичным. Он
должен оправдать свое название, но как? Идей много,
Эрлих был буквально «начинен» ими. Он собирал своих
помощников, и десятки, много десятков вариантов опы-
тов проводились в лаборатории. Эрлих был неутомим в
своих исканиях. Вариант за вариантом создавался, но тут
же заменялся другим, по мнению Эрлиха, лучшим и бо-
лее перспективным.
В эксперименте было использовано уже более 500 ва-
риантов препарата мышьяка, но неудача следовала за
неудачей. Только энтузиазм и вера в своего руководите-
ля удерживали его помощников от того, чтобы не бро-
сить, как им начинало казаться, этот сизифов, бесцель-
169
ный труд. Уже 600 вариантов создано и изучено, но ре-
зультаты Эрлиха не удовлетворяли. Назревал кризис,
ученики и помощники Эрлиха не скрывали своего разоча-
рования и усталости. Им хотелось бросить все и уйти от
этой «бешеной скачки» за препаратами. Но Эрлих был
неутомим в своих фантазиях, и он сумел увлечь ими
химиков. Ведь каждый вариант сулил интересные реше-
ния клинических проблем, и... опыты продолжались.
Опыт, еще опыт, 601-й, 602-й, 603-й вариант и... 606-й
вариант препарата удовлетворил неутомимого искателя.
Препарат «606» спасал всех зараженных мышей и был
действительно безвредным. Эрлих назвал свой препарат
сальварсаном. Упорный и целеустремленный труд побе-
дил.
Победа над трипаносомами была полной и блестя-
щей. Эрлих как будто добился своей цели, был получен
сальварсан, который может излечить зараженных мышей
и лошадей. Но только ли к этому стремился Эрлих? Нет,
им уже полностью завладела иная идея, связанная с но-
вым открытием других ученых. Эрлих увлекался не толь-
ко химией, но и бактериологией. Эрлих, известный бакте-
риолог, был в курсе последних достижений науки. Боль-
шим событием в те годы явилось открытие Шаудином и
Гофманом возбудителя сифилиса — бледной спирохеты.
Спирохеты, думал Эрлих, близки к классу простейших.
Не будет ли мой сальварсан действовать губительно и на
них? Эта идея сыграла поистине историческую роль не
только в лечении больных сифилисом, но и в судьбе
химиотерапии заразных болезней вообще. С присущей
ему энергией Эрлих приступил к экспериментам. Начал-
ся новый путь исканий, принесший ему мировое призна-
ние и радость победы над жестокой болезнью.
Надо сказать, что Эрлих был очень честный и осто-
рожный ученый. Раньше чем приступить к лечению лю-
дей, он тщательно убедился не только в безвредности,
но и в лечебной силе сальварсана. Сотни и сотни зара-
женных кроликов излечивались. Под влиянием вливаний
сальварсана исчезали спирохеты, заживали сифилитиче-
ские язвы. Успех был полный, блестящий. Жизнь каза-
лась Эрлиху не напрасно прожитой. Идея всей его жизни
о большой стерилизующей терапии казалась ему осу-
ществленной. Он вправе был думать, что добился полу-
чения «волшебных пуль», которыми можно было убивать
170
микробов, не вредя организму. Достаточно одного вли-
вания сальварсана, чтобы убить всех спирохет в орга-
низме,— считал Эрлих; но в этом он жестоко ошибался.
Жизнь и широкая проверка на практике при лечении
больных не подтвердили этого. Вскоре сказались послед-
ствия, которые в опытах на животных трудно было пред-
видеть. Радость за тысячи больных, излеченных сальвар-
саном и возвращенных к жизни, омрачалась тяжелыми
осложнениями и даже в отдельных случаях смертельны-
ми исходами.
Трагедия ученого усиливалась травлей не только
противниками сальварсана. Как нередко бывает, в дело
вмешалась пресса, газеты писали о неудачах. Интервью,
толки, полемика заполнили столбцы журналов. В дело
замешались не только научные и лечебные интересы, но
и политические, национальные и чисто коммерческие.
С Эрлихом повторялась та же история, которая со-
провождала другое великое открытие — получение Па-
стером вакцины против бешенства, принесшей много горя
ученому, но спасение тысячам обреченных на смерть
людей. Но, так же как победила вакцина Пастера, побе-
дил в дальнейшем и сальварсан.
Эрлих не сдавался. По-видимому, сальварсан не со-
всем безвреден для людей... Возможны осложнения. Надо
добиться устранения этих осложнений! И хотя Эрлиху
было в то время почти 60 лет, он с неукротимой энергией
продолжал гигантский труд, снова и снова эксперименти-
ровал.
Было создано еще... 308 вариантов, пока не появился
неосальварсан — препарат «914», обладавший лучшими
свойствами по.сравнению с препаратом «606». Это был
последний взлет творческой мысли неутомимого ученого.
Вскоре Эрлиха не стало. Он умер в 1915 г., на 61-м году
жизни, успев завершить дело всей своей жизни — созда-
ние научных основ химиотерапии. Трудами ученых мно-
гих стран совершенствовались «волшебные пули» Эрлиха
против многих инфекций, улучшались методы химиоте-
рапии, ставшие в настоящее время комплексными и еще
более эффективными.
Мир признал научные открытия Пауля Эрлиха. Нобе-
левская премия, которую он разделил с великим русским
ученым И. И. Мечниковым, была лишь одной из форм
этого признания.
171
Не признали его лишь фашисты. Гитлеровцы вычерк-
нули его имя из почетного списка немецких ученых как
«неарийца».
♦ * ♦
В XX в. химики подарили медицине новые синтетиче-
ские сульфаниламидные препараты, характеризующиеся
широким спектром антимикробного действия. С получе-
нием этих препаратов началась новая эра антимикробной
химиотерапии. Сульфаниламидные препараты активны
в отношении стрептококков, гонококков, менингококков.
Лечение рожистого воспаления стрептоцидом оказалось
весьма эффективным. С успехом он применяется при
ангинах, стрептококковой пневмонии, остеомиелите1 и
других заболеваниях, вызываемых стрептококками.
Поиски новых антимикробных химиотерапевтических
препаратов продолжаются в Советском Союзе и во всем
мире.
ХИМИЯ ПОМОГАЕТ ХИРУРГАМ
Для микробиологии 1880—1884 гг.— знаменательные
даты. В эти годы были открыты гноеродные кокки —
стафилококки и стрептококки. Они оказались микробами,
«способными на все». Трудно найти в медицине область,
где стафилококки и стрептококки не играли бы той или
иной роли в качестве возбудителей различных заболева-
ний. От ограниченных (местных) поражений кожи до
сепсиса — общего инфекционного заболевания с проры-
вом микробов в кровь — таков диапазон болезнетворного
действия стафилококков и стрептококков. Нет такой тка-
ни, органа или системы организма, которые не могли
быть пораженными гноеродными кокками.
С ними ведут упорную и длительную борьбу микро-
биологи, эпидемиологи и инфекционисты, урологи и тера-
певты, педиатры и дерматологи, окулисты и специалисты
по лечению болезней уха, горла и носа, акушеры-гинеко-
логи и нейрохирурги, и даже психиатры. Хирурги одними
из первых вступили в борьбу с гнойно-воспалительными
заболеваниями.
1 Остеомиелит — воспаление костного мозга, распространяю-
щееся на всю кость.
172
И в мирное время и особенно во время войны гноерод-
ные кокки осложняли лечение ран, мешая их заживле-
нию. Борьба с гнойно-воспалительными заболевания-
ми— одна из замечательных страниц содружества меди-
цины и химии, оказавшегося необычайно плодотворным
для хирургии.
Илья Васильевич Буяльский (1789—1866), знамени-
тый русский анатом и хирург, конечно, ничего еще не мог
знать о стафилококках и стрептококках. Они были от-
крыты почти через два десятилетия после его смерти.
Выдающийся ученый и мыслитель эмпирически искал
пути борьбы с гнойно-воспалительными и раневыми про-
цессами. Не без оснований считая, что руки хирурга мо-
гут быть повинны в загрязнении ран, Буяльский стал изу-
чать раствор хлорной извести для обработки рук.
Почти одновременно с ним выдающийся венгерский
акушер Игнац Земмельвейс (1818—1865) также стал
применять хлорную воду. Более 18% рожениц погибало
от послеродовой горячки. Позже узнали, что она вызы-
вается стафилококками и стрептококками. И вот такая
простая мера, как тщательное мытье и обработка рук и
инструментария хлорной водой, дала Земмельвейсу бле-
стящий результат. Смертность снизилась до 0,8%.
Ученый не ограничился публикацией своих работ и
изданием замечательной книги о родильной горячке. Он
мужественно и страстно боролся за признание своей идеи.
А надо сказать, что у него было много противников сре-
ди акушеров, признававших «атмосферно-космическую»
теорию происхождения родильной горячки. Да, была и
такая «теория». Она была удобна, так как причина была
не в акушерах и их руках, а во внешней среде.
Земмельвейс идет на крайние меры. Он публикует
в газетах письмо-обращение к акушерам Европы и угро-
жает судом тем, кто не будет подготавливать своих рук
по его методу. Ответом были преследования со стороны
инакомыслящих, а в результате — личная трагедия уче-
ного. Земмельвейс вынужден был покинуть свою универ-
ситетскую клинику. Жизнь ученого оборвалась на 47-м го-
ду. Лишь после его смерти пришло признание — не только
со стороны акушеров, но и общественности.
В одном из парков столицы Венгрии Будапешта стоит
памятник с краткой, но выразительной надписью — «Спа-
сителю матерей».
173
Великий русский хирург Николай Иванович Пирогов
(1810—1881) также не дожил до полного раскрытия тайн
возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний. Лишь
за год до его смерти появились первые описания стафи-
лококков и стрептококков, обнаруженных в гное. Тем
более удивительными представляются его идеи о приме-
нении для предупреждения гнойно-воспалительных
осложнений ран химических веществ, и среди них раство-
ров хлорной извести, азотнокислого серебра, сернокисло-
го цинка и йодной настойки. Не зная о заразной природе
гнойных процессов, Пирогов уже в 1841 г. выделяет осо-
бые палаты для больных с гнойными ранами и рожистым
воспалением, вызываемым, как в дальнейшем стало из-
вестно, стрептококками. В своей книге, изданной в 1879 г.,
он писал, что гной в травматических повреждениях легко
делается заразным, и преимущественно от скопления
тяжелораненых в одном помещении, тогда он вредно дей-
ствует не только на самого раненого, но и на всех его
окружающих.
О взглядах Пирогова об антисептике служит его ука-
зание о «применении на перевязочном пункте антисепти-
ческого способа в самом строгом значении слова. Нельзя
быть наполовину1 антисептиком. Чтобы достигнуть
безупречного результата, надо и безупречно действовать
с момента нанесения рапы. Кто покроет рану только сна-
ружи антисептической повязкой..., тот совершит только
половину дела, и притом самую незначительную».
Новая эра в предупреждении гнойных осложнений
ран, но основанная уже на достижениях микробиологии,
связана с деятельностью великого английского хирурга
Джозефа Листера (1827—1912). Он не знал о существо-
вании гноеродных кокков, но исходил из классических
работ Луи Пастера, доказавшего роль микробов в процес-
сах брожения и гниения. Под впечатлением этого Листер
предположил, что микробы воздуха в раневых послеопе-
рационных осложнениях играют не последнюю роль.
Отсюда Листер делает строго научный вывод — про-
цессы гниения и разложения в ранах обусловлены микро-
бами, а следовательно, возможно применение химических
веществ для борьбы с микробами. Главное же — не до-
пустить попадания микробов извне в рану, а также воз-
1 Подчеркнуто нами (С. Б).
174
действовать на микробов, уже попавших в рану. Для
этой цели Листер избирает 5%-ную карболовую кислоту
в различных жидкостях, в частности водные, масляные и
спиртовые растворы. Карболовый раствор применялся
широко для обработки рук хирургов и хирургического
инструментария, распылялся в воздухе операционной
комнаты, особенно над операционным полем. Этим же
антисептиком 1 обрабатывалась кожа и раневая поверх-
ность больных. Перевязочный материал также смачи-
вался раствором карболовой кислоты.
Иначе говоря, Листером создаются новые методы,
преследующие цель, с одной стороны, не допускать
попадания микробов в рану,— это методы асептики1 2, а с
другой—умерщвления микробов, уже имеющихся в ра-
не, — антисептический метод.
Для тех времен это был большой прогресс в хирургии,
давший блестящие результаты, которые дали основание
Листеру опубликовать в 1867 г. книгу «Об антисептиче-
ском принципе в хирургии».
Надо сказать, что карболовая кислота, имея опреде-
ленные положительные качества и, главным образом,
мощные антимикробные свойства, вместе с тем была не
безвредной и для организма больного и для хирурга.
И если принципы антисептики остались незыблемыми,
то их дальнейшее развитие пошло по пути изыскания
новых безвредных химических веществ органической и
неорганической природы.
К антисептикам стали предъявлять строгие требова-
ния. Они должны: обладать большой антимикробной си-
лой даже в малых концентрациях; не разлагаться и не
терять своей активности при соприкосновении с гноем и
тканями организма; сохранять стойкость при хранении
в растворах; наконец, они должны быть безвредными для
больных и для медицинского персонала.
И надо сказать, что химия оправдала надежды хирур-
гов, дав большое число различных антисептиков, с успе-
хом используемых медициной во всем мире.
1 Антисептик — химическое вещество, способное вызывать ги-
бель микробов.
2 Асептика в настоящее время достигается преимущественно
с помощью физических методов стерилизации высокой температу-
рой. Так, стерилизуются в автоклаве перевязочный материал,
перчатки, инструментарий, кипятятся шприцы, иглы и т. д.
175
НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ
В наше время содружество химии с биологией и меди-
циной привело к созданию новой науки — биоорганиче-
ской химии. Она, как указывает академик Н. Семенов,
изучает химическую природу веществ, принимающих
участие в процессах жизнедеятельности, их строение,
свойства и превращения в связи с той биологической
функцией, которую они выполняют в организме человека,
животных и растений. Среди этих веществ, исчисляемых
многими тысячами, есть и сравнительно простые по своей
структуре, и необычайно сложные.
Можно ли переоценить содружественное изучение
в клетках организма хотя бы нуклеиновых кислот, и осо-
бенно дезоксирибонуклеиновых, осуществляющих пере-
дачу наследственных признаков в организме!
Среди проблем биохимии изучение ферментов, этих
высокоспецифических катализаторов, принимающих уча-
стие в сложнейших процессах обмена веществ в клетках
и тканях, является одним из важнейших для биологии и
медицины.
Благодаря химии удается не только повысить актив-
ность микробов в образовании антибиотиков, но и со-
здать синтетические антибиотики. Примером этому слу-
жит синтез левомицетина, циклосерина, тетрациклина.
А какие надежды вселяет химическое получение про-
тивораковых антибиотиков?
Синтез депсипептидов, регулирующих избирательное
проникновение в клетки организма ионов металлов, от-
крыл новые горизонты для химиотерапии инфекционных
болезней. Если добавить к этому синтез белков, углево-
дов, витаминов, гормонов и других активных биологиче-
ских соединений, а также стимуляторов роста микробов,
регуляторов физиологических функций и роста животных
и растений, какие необычайные, захватывающие вообра-
жение горизонты науки открываются перед естествозна-
нием, перед содружеством наук...
И в практической деятельности, и в любой области
человеческого труда нельзя замыкаться в рамки своей
узкой специальности. Общение с другими специальностя-
ми, пусть даже далекими, всегда сулит познание нового
и большой успех в работе.
ОЧЕРКИ ПОПУЛЯРНОЙ ИММУНОЛОГИИ
Б
8. ПОПУЛЯРНЫЕ РАССКАЗЫ ОБ ИММУНИТЕТЕ
Верьте в науку, в этот великий и могущественный источник чело-
веческого счастья, в источник, тайны которого нам так мало из-
вестны...
Луи Пастер
МИКРОБЫ — ВРАГИ ЧЕЛОВЕКА
За долгую историю эволюции микробов одни из
них приспособились к организму человека и животных и
вреда им не приносят, другие превратились в болезне-
творных (паразитарных), способных вызывать различные
заразные болезни.
Приспособление болезнетворных микробов шло в раз-
личных направлениях. Одни микробы вызывают заболе-
вания только у человека, другие только у животных.
Приспособление шло в столь узком направлении, что
некоторые микробы способны вызывать заболевание
лишь у определенного вида животных, оставаясь безопас-
ными для других. Наряду с этим многие возбудители
болезней животных обладают так называемыми бипато-
генными и полипатогенными свойствами \ поражая как
человека, так и животных. Они, в частности, могут пере-
даваться от животных к человеку. Эта большая группа
болезней получила название зоонозных 1 2.
Эволюция паразитизма шла в еще более узком на-
правлении, что особенно резко сказалось у вирусов. Ви-
русы приспособились к паразитированию даже в опреде-
ленных органах и тканях. К примеру, вирус оспы в клет-
ках кожи, вирус бешенства в клетках центральной нерв-
ной системы и т. д. В связи с этим оформились и сущест-
вуют определенные источники различных болезней. Чело-
век стал источником брюшного тифа, дизентерии, холеры,
дифтерии, скарлатины, туберкулеза3, кори, коклюша,
гриппа, полиомиелита, венерических болезней (сифилис,
гоноррея) и др. Больной человек или заразоноситель
могут заразить другого человека, причем заражение
происходит различными путями.
1 Би — «два», поли — «много». Патогенность — болезнетворность.
2 От греческого слова «зоон» — животное.
3 Туберкулезом человек может заразиться также и через мо-
локо больных туберкулезом коров.
179
Заражение может происходить при непосредственном
контакте, через зараженные предметы домашнего обихо-
да, вещи, посуду, игрушки, книги. Зараженные выделе-
ниями человека пищевые продукты и вода также стано-
вятся источниками различных инфекций.
Зоонозные заболевания передаются не только в ре-
зультате контакта с больными животными, но и через
зараженные продукты питания (молоко, брынза, мясо).
Опасно также зараженное сырье животного происхожде-
ния, например шерсть, кожа и др.
К зоонозным болезням относятся сибирская язва, сап,
ящур, бруцеллез, туляремия, чума и др. Бешенство пере-
дается через укусы человека бешеными собаками, волка-
ми, кошками и другими животными.
Многообразие заразных болезней этим далеко не ис-
черпывается. Микробы — возбудители многих инфекций
передаются насекомыми и клещами. Комар из рода
Анофелес — переносчик малярии, вши — сыпного и воз-
вратного тифов. Мухи — переносчики возбудителей ки-
шечных инфекций (брюшной тиф, дизентерия, холера),
клещи — клещевого сыпного и возвратного тифа, энцефа-
лита. Многообразны и пути поступления микробов в
организм. В зависимости от путей поступления возникают
разные формы заболевания, например кожная, легочная
или кишечная форма сибирской язвы, бубонная или ле-
гочная форма чумы. Этих примеров достаточно, чтобы
судить о роли болезнетворных микробов в природе и жиз-
ни человека.
Добавим лишь, что ряд микробов вырабатывает
сильные токсины (яды), поэтому заболевания приобре-
тают особое течение, связанное с отравлением организ-
ма этими ядами, например при дифтерии, столбняке,
ботулизме. Многие заболевания человека, животных и ра-
стений являются вирусными.
* * *
Долго длится поединок человека с болезнетворными
микробами. В этом поединке человечество одержало
много блестящих побед, но не со всеми болезнями еще
можно успешно бороться. В ряде стран еще возникают
эпидемии. История знает и пандемии, когда заболевания,
словно огромный пожар, охватывали многие страны и
180
даже континенты земного шара. Дорого они обходились
человечеству, да и сейчас временами приходится распла-
чиваться множеством человеческих жизней за то, что не
все тайны микробов и вирусов еще раскрыты. Особенно
это касается вирусных болезней.
Эпидемии оспы, чумы, холеры, паразитарных тифов
малярии, дифтерии, скарлатины, брюшного тифа и ди-
зентерии знала и наша страна. Мы подчеркиваем — зна-
ла, и это относится к периоду до Великой Октябрьской
революции.
Несмотря на разруху, холод и голод, вызванные пер-
вой мировой войной, трудности и жертвы гражданской
войны, молодое Советское государство из года в год
добивалось невиданных результатов в борьбе с зараз-
ными болезнями. К 1941 г-, когда фашистская Германия
напала на Советский Союз, у нас уже были ликвидиро-
ваны оспа, чума и холера.
Невиданные испытания выпали на долю советского
народа, но он устоял, победил, сохранив эпидемиологи-
ческое благополучие страны.
Продолжая мирное социалистическое строительство,
наша страна продолжала наступление и на заразные
болезни.
Исключительную оздоровительную роль играют со-
циальные факторы и улучшение условий труда и быта,
жилищных условий, широкие государственные меропри-
ятия по охране здоровья детей и взрослых: бесплатная
лечебная помощь, санатории и дома отдыха, детские
оздоровительные учреждения, пионерские лагеря и т. д.
Все достижения медицинской науки используются для
этого большого и благородного дела.
Огромны достижения иммунологии в борьбе с зараз-
ными болезнями. Иммунологии человечество обязано
созданием замечательных профилактических и лечеб-
ных препаратов — вакцин и сывороток. Иммунология
дает возможность рано и быстро распознавать заболева-
ния и тем самым начать эффективное лечение.
К рассказу об этих замечательных достижениях че-
ловеческого гения и творческого труда ученых мы и пе-
рейдем.
1 Т. е. сыпного и возвратного тифов, переносчиками которых
являются вши и клещи.
181
ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА В БОРЬБЕ С МИКРОБАМИ
Учение об иммунитете стало на прочные научные ос-
новы начиная со второй половины XIX столетия. Лишь
благодаря замечательным теоретическим исследовани-
ям, раскрывшим сущность иммунитета, стали возмож-
ными те практические достижения, которые и сейчас спа-
сают человечество.
Остановимся на некоторых вопросах и понятиях, ко-
торые помогут разобраться в иммунитете организма.
* * *
Вторая половина XIX столетия для микробиологии
была этапом бурного ее развития. Один за другим от-
крывали возбудителей заболеваний. Многим начинало
казаться, что все заболевания должны иметь своих воз-
будителей. и задача заключается лишь в том, чтобы их
обнаружить и доказать их роль. Это было явным увле-
чением, но в микробиологии складывалось мнение, что
главное в инфекционном процессе — это микроб. Конеч-
но, без микроба-возбудителя не может возникнуть за-
разное заболевание, но заражение болезнетворными
микробами не всегда влечет за собой возникновение бо-
лезни. Это действительно так.
Попадая в организм человека, микробы встречают
в нем самые различные условия для своего существова-
ния. Эти условия зависят от возраста человека, состоя-
ния его здоровья, профессиональных и бытовых условий,
времени года, климата, в котором он живет и работает.
Очень важными являются гигиенические навыки че-
ловека, занимается ли он физкультурой и спортом, т. е.
закаляется ли организм, и особенно детский. Все это
имеет самое непосредственное отношение к сопротив-
ляемости организма к заразным болезням.
Роль организма и его ответных защитных реакций
против вторгшегося в него возбудителя становилась все
более очевидной.
Большую роль в становлении взглядов о важнейшей
роли макроорганизма 1 в инфекционном процессе сыгра-
1 Т. е. организма человека и животных, в отличие от микроор-
ганизма, т. е. возбудителя.
182
ли выдающиеся исследования Ильи Ильича Мечникова.
Степень иммунного состояния организма может оказать
решающее влияние на возникновение инфекционного
процесса. Иммунитет может быть ослаблен или, наобо-
рот, усилен. На состояние иммунитета огромное влияние
оказывают различные условия внешней среды, в кото-
рых живет и работает человек.
Условия среды влияют также и на микробов, усили-
вая или ослабляя их болезнетворные свойства (вирулент-
ность).
Вредные условия внешней среды, действуя на орга-
низм человека, ослабляют врожденные или приобретен-
ные защитные свойства, создавая тем самым больше
возможностей для развития попавших в организм болез-
нетворных микробов.
Вот мы и подошли к очень важным иммунологиче-
ским понятиям.
Иммунитет, следовательно, может быть врожденным
и приобретенным. Врожденный иммунитет зависит от
ряда анатомо-физиологических свойств организма чело-
века, а также того или иного вида животных. Отсюда
вытекает и другой важный вывод: врожденный иммуни-
тет является видовым. Видовой иммунитет выработался
в процессе эволюции у человека и различных видов жи-
вотных к определенным инфекциям.
Для иллюстрации этого можно привести ряд приме-
ров: у человека видовой иммунитет к чуме рогатого
скота, а у животных^— к скарлатине. Брюшной тиф, как
образно говорят, это печальная привилегия человека, а
многие животные в естественных условиях брюшным
тифом не болеют. У кур, голубей, лягушек — видовой
иммунитет к сибирской язве.
Надо сказать, что как ни прочен видовой иммуни-
тет, он все же имеет относительное значение. При некото-
рых условиях он может быть прорван и заболевание
может наступить. Так, Пастер доказал, что куры устой-
чивы к сибирской язве, но если понизить температуру их
тела и заразить сибиреязвенными бациллами, заболева-
ние может наступить. В противоположность этому, если
в эксперименте повысить температуру тела лягушки, за-
ражение сибирской язвой станет возможным и для нее.
Также доказано, что введение голубям алкоголя снижает
их врожденный иммунитет к сибирской язве.
183
Видовой иммунитет передается по наследству. По
своему происхождению иммунитет может быть, как мы
уже отмечали, приобретенным. Он в свою очередь раз-
личается как естественный и искусственный.
Естественный иммунитет возникает после перенесе-
ния ряда инфекционных болезней. Это одна из важней-
ших особенностей таких заболеваний, как корь, сыпной
тиф, дифтерия, скарлатина и др. Вторично люди этими
болезнями, как правило, не болеют, либо болеют редко и
в легкой форме.
Искусственный иммунитет, как об этом говорит само
название, создается искусственно и, самое главное, без
необходимости перенесения заболевания. В этом заклю-
чается огромное практическое значение искусственной
иммунизации для профилактики болезней. Различают
искусственный иммунитет активный и пассивный. Ак-
тивный иммунитет создается с помощью вакцин, пассив-
ный — с помощью иммунных сывороток. Об этом мы
расскажем дальше.
Таким образом, среди важнейших особенностей ин-
фекционных болезней, отличающих их от неинфекцион-
ных, является передача возбудителей от одних людей
другим, от больных или бациллоносителей 1 — здоровым.
Вторая особенность ряда заразных болезней в том,
что люди, переболевшие этими болезнями, вторично либо
совсем не болеют, либо болеют редко.
В чем же причина того, что после перенесения неко-
торых заразных болезней у человека возникает состоя-
ние невосприимчивости — иммунитет? В чем заключа-
ются материальная основа и движущие силы, вызыва-
ющие иммунитет?
Ответ на эти вопросы дает наука об иммунитете —
иммунология, которая в настоящее время выросла в
большую самостоятельную отрасль знания и накопила
огромные теоретические и практические сведения, оказав-
шие человечеству неоценимые услуги в борьбе с зараз-
ными болезнями.
На отдельных основных вопросах, характеризующих
состояние невосприимчивости организма к заразным бо-
лезням, мы кратко и остановимся.
1 Бациллоносители сами не болеют, но своими выделениями
загрязняют окружающую среду и заражают людей.
184
ПЕРЕДНИЙ КРАЙ ОБОРОНЫ
Сложность иммунитета как особого состояния — не-
восприимчивости организма к заразным болезням объ-
ясняется многими факторами. В процессе эволюции и
приспособления к окружающей среде организм челове-
ка приобрел различные механизмы защиты от болезне-
творных микробов. Такими защитными свойствами об-
ладают покровы тела человека, органы и ткани желу-
дочно-кишечного тракта и дыхательных путей.
В чем же заключается эта защита, образно говоря,
передний край обороны, находящийся в чрезвычайно
тесиохм и постоянном контакте с микробами и внешней
средой?
Начнем с состояния кожи и слизистых оболочек. Здо-
ровая, неповрежденная, гигиенически содержащаяся
кожа — это мощный барьер, через который многие ми-
кробы не могут попасть в глубь организма. Расчесы,
ссадины, мельчайшие царапинки могут превратиться
как бы в огромные ворота, через которые микробы могут
легко проникнуть вглубь, вызвать гнойно-воспалительные
и иные заболевания. Таким образом, мы видим, что ко-
жа в зависимости от ее состояния из фактора защиты
может превратиться в фактор, способствующий проник-
новению микробов в организм.
Важно также знать, что среди видимых в микроскоп
микробов величиной в несколько микрон имеются еще
более мелкие, размер которых меньше микрона. Такие
микробы, например бруцеллы (возбудители бруцеллеза
у скота, от которого заражается и человек), способны
проникать в организм человека даже через неповреж-
денную кожу. Отсюда понятным становится, как важно
ветеринарам и животноводам, помогающим больным
животным при окоте, опоросе, ягнении, оберегать руки,
работать в специальных перчатках, пользоваться дезин-
фицирующими растворами и т. д., памятуя то, о чем сей-
час было сказано.
Итак, здоровая неповрежденная кожа — барьер для
многих микробов, но это не механический барьер. Если
бы это был только механический барьер, то микробы
долгое время смогли бы сохраняться на коже, и только
ее мытье способствовало бы их удалению. Кожа — это
не только покров человеческого тела, но и важный орган
185
со своими сложными физиологическими функциями. Ис-
следованиями ряда ученых доказано, что кожа обладает
свойствами убивать попавших на нее микробов. Это так
называемая стерилизующая способность кожи, но вы-
ражена она по-разному по отношению к различным ми-
кробам в зависимости от состояния кожи. Для иллюстра-
ции приведем несколько примеров. Ученый Арнольд
наносил на кожу большое количество клеток так
называемой «чудесной» палочки но через полчаса их
уже обнаружить не удавалось. Интересна скорость, с ка-
кой эти микробы гибли на коже. Через 10 минут их
оставалось не более 10% от того количества, которое
было нанесено, а через 20 минут оставалось всего око-
ло 1%. Кишечные и брюшнотифозные палочки исчезали
еще быстрее.
Исследованиями ученых установлен и другой инте-
ресный факт. Оказалось, что грязные и чистые руки об-
ладают разной стерилизующей способностью. Грязные
руки в значительной мере теряют это замечательное
свойство и, что особенно важно, по отношению к микро-
бам — возбудителям кишечных инфекций. Чтобы не по-
казалось, что это говорится голословно, мы приведем
пример с паратифозными микробами. Вот факты и циф-
ры: доказано, например, что количество микробных кле-
ток, нанесенных на грязные руки, уменьшается не через
10 минут, а только через 20 минут, и всего лишь на 5%.
Те же микробы, нанесенные в том же количестве на руки,
но после мытья, через 20 минут исчезали полностью.
Одно из объяснений этого столь поразительного фак-
та заключается в том, что чистая кожа лучше выделя-
ет потовыми и сальными железами молочную и жирную
кислоты, которые способны губительно действовать на
ряд болезнетворных микробов, и среди них — на возбу-
дителей кишечных инфекций.
В еще большей степени защитными свойствами об-
ладают слизистые оболочки. Слизистые оболочки ды-
хательных путей имеют важные защитные приспособле-
ния, называемые ресничками. Эти реснички непрерывно
колеблются и способствуют удалению микробов наружу.
1 Это название микроб получил за свою способность вырабаты-
вать ярко-красный пигмент (красящее вещество).
186
Клетки кожи и особенно сли-
зистых оболочек вырабатывают
вещество лизоцим, открытое рус-
ским ученым П. Н. Лащенковым
в 1909 г. Особенно много лизоци-
ма содержится в слюне и слезах.
Лизоцим убивает многих микро-
бов, растворяя их. Так стал из-
вестен еще один защитный меха-
низм, присущий коже и слизи-
стым оболочкам.
В полости рта — в слюне со-
держится, помимо лизоцима, и
ряд других веществ, способных
уничтожать или задерживать раз-
витие многих микробов. К чис*
лу их относятся ингибин, муцин,
цидин, действующие бактерицид-
но или бактериостатически 1 на
ряд микробов, в том числе и на
болезнетворных.
Но допустим, что микробы все
Же прорвались через такие барье-
ры и попали из полости рта в же-
лудок. Здесь, в желудочном соке,
содержащем соляную кислоту,
многие микробы также гибнут.
Сильными антимикробными
свойствами обладает и слизистая
Рис. 25. Количество микро-
бов, высеянных с грязных
рук (/) и хорошо вымытых
(2).
оболочка кишечника.
Хотя в кишечнике имеются условия для питания и раз-
множения, многие миллиарды микробных клеток гибнут
там под влиянием различных причин, в том числе под
воздействием веществ, вырабатываемых слизистой обо-
лочкой.
Защитные вещества обнаружены также в молоке.
Сравнительно недавно описано вещество, названное лак-
тенином, которое губительно действует на гемолитиче-
ских стрептококков.
Возвращаясь к лизоциму, следует подчеркнуть, что
особенно большое значение он имеет для глаз. Здесь, в
слезах, лизоцим чрезвычайно активен. Достаточно ска-
1 Т. е. убивают, или тормозят рост и развитие микробов.
187
зать, что слезы, будучи разведенными даже до 1 : 10 мил-
лионов, еще сохраняют способность растворять некото*
рых микробов. Отсюда становится ясным, какое значение
имеет лизоцим, предохраняющий ткани глаза от воздей-
ствия микробов, попадающих сюда из внешней среды и
особенно с пылью.
Известно также, что у людей со сниженной продук-
цией лизоцима нередко возникает поражение конъюнк-
тивы и роговицы глаз. В таких случаях внесение капель
лизоцима дает хороший лечебный эффект.
Итак, кожа, слизистые оболочки дыхательных путей,
глаз, желудочно-кишечного тракта и мочеполовых ор-
ганов защищают организм от попадающих в него извне
болезнетворных микробов.
В зависимости же от некоторых причин, например на-
рушения целостности слизистых оболочек, вредных усло-
вий среды и силы болезнетворных свойств микробов, эти
барьеры могут быть прорваны, и тогда они становятся
путем, через который микробы могут проникнуть в глубь
организма (в органы, ткани, клетки). Что же происхо-
дит вслед за этим? За первой линией обороны следует
вторая — более глубокая, ибо организм человека не без-
защитен.
Замечательные исследования Мечникова, его уче-
ников и последователей о клеточном иммунитете, а так-
же создателей гуморальной теории иммунитета, дока-
завших защитную роль антител, показали, что микробы,
попавшие в организм, могут быть подавлены и уничто-
жены.
Здесь мы должны остановиться. Мы подошли уже к
возможности сказать, что среди теорий, объясняющих
сущность иммунитета, различают клеточную, или фаго-
цитарную, и гуморальную. Создание этих теорий яви-
лось важнейшим этапом в развитии учения об иммуни-
тете, раскрывшего тайны невосприимчивости к инфек-
ционным болезням. Это одна из прекраснейших страниц
естествознания. На ней мы и остановим ваше вни-
мание.
Рассказ наш мы начнем с того, когда Илья Ильич Меч-
ников сделал свои первые изумительные наблюдения
над явлениями фагоцитоза. Они действительно изумили
многих ученых. Глубина мысли, смелость в толковании
опытов и далеко идущие выводы в создании обобщающей
188
теории невосприимчивости организма к заразным болез-
ням привлекли ученых на сторону взглядов Мечникова.
Но новые идеи Мечникова о защитных силах организма
вызвали у многочисленных исследователей, среди кото-
рых были крупнейшие ученые тех времен, и непонимание,
и скепсис^ и даже яростные возражения. Разгорелась
научная борьба.
Спор между учеными по тем или иным научным во-
просам не редкость. Часто именно научные дискуссии
и способствуют выяснению истины. Тот спор, о котором
мы хотим рассказать, был необычным прежде всего тем,
что длился он более четверти века и, надо сказать, шел
с переменным успехом. Быть может, благодаря этому и
были сделаны те открытия, которые создали основу со-
временного учения об иммунитете.
Самым же замечательным в этом споре было то, что
обе враждующие стороны оказались... правыми. В раз-
горевшейся научной борьбе, принимавшей подчас рез-
кую форму на страницах печати и международных кон-
грессах, в конечном итоге не оказалось ни победителей,
ни побежденных. Победила научная истина, к которой
стремились противники, идя к ней разными путями.
В итоге объединились основные взгляды и направле-
ния, были сформулированы ставшие классическими тео-
рии иммунитета и на многие годы определились новые
плодотворные пути научного поиска.
РОМАНТИЧЕСКАЯ ГЛАВА ИММУНОЛОГИИ
О великом открытии Мечниковым фагоцитоза зна-
менитый английский ученый Джозеф Листер ярко и об-
разно сказал: «Если в патологии когда-нибудь была ро-
мантическая глава, то, конечно, это история фагоцитоза».
* * *
История открытия фагоцитоза — это не только исто-
рия становления и развития научной доктрины, имеющей
поистине общебиологическое значение. История этого
открытия — это отражение титанической борьбы за при-
знание новых идей. Это, наконец, трудная борьба Мечни-
кова со многими противниками, идущая вразрез с
установившимися представлениями о том, что собою
189
представляет поглощение микробов белыми клетками
крови —лейкоцитами.
Стоило ли из-за этого вопроса ученым разных стран
вступать не только в острую полемику, но и в яростную
борьбу? По-видимому, это не был обычный научный
спор, если борьба принимала столь резкие формы. Ко-
нечно, в какой-то мере имело место ущемленное само-
любие отдельных ученых, стремившихся доказать свою
правоту и развенчать доводы противника. Но вопрос,
из-за которого разгорелся большой спор, представ-
лял действительно исключительную научную важность.
Речь шла о раскрытии тайн невосприимчивости орга-
низма к заразным болезням. Раскрытие этой тайны по-
могло бы понять, как организм борется с болезнетворны-
ми микробами, и направить эту борьбу в нужную
сторону. Раскрыть эту тайну — значило бы сделать науку
могущественной в борьбе с микробами, этими невидимы-
ми убийцами многих миллионов людей. Да, проблема
сущности невосприимчивости к заразным болезням
оправдывала ту страстность, с которой ученые отнеслись
к ее разрешению, ибо эта проблема имела поистине обще-
человеческий характер.
Насколько тяжела была борьба Мечникова за свои
научные взгляды и как тяжело Илья Ильич переживал
нападки на свою фагоцитарную теорию иммунитета, вид-
но из воспоминаний самого Мечникова. «Бывали мину-
ты,— писал он,— (помню, например, нападки Любарша
в 1889 году или Пфейффера в 1894 году), когда я готов
был расстаться с жизнью». И эти слова легко понять, ибо
наука для И. И. Мечникова была смыслом всей его жиз-
ни. Для Мечникова это было чем-то «надличным». Лич-
ное «я» в защите фагоцитарной теории иммунитета не
являлось для него той побудительной причиной, которая
оправдывала бы борьбу, которую ему пришлось выне-
сти. Счастье для Ильи Ильича, что в самые тяжелые пе-
риоды своей борьбы он чувствовал дружескую поддерж-
ку таких корифеев науки, как Пастер, Листер и Ру.
Особенно близок был ему Эмиль Ру, высоко ценив-
ший труд и идеи Мечникова. Это видно из следующих
слов Ру, обращенных к Мечникову: «Вот те великие
результаты, которых Вы добились такими простыми
средствами, что составляет отличительную черту ге-
ниальности...»
190
На стороне Мечникова были его ученики и помощ-
ники, приехавшие к нему из разных стран мира. Особен-
но близки были ему соотечественники, работавшие с ним
в Париже или часто приезжавшие к нему из России и на
родине развивавшие идеи учителя. К числу их относятся
ставшие впоследствии выдающимися учеными А. М. Без-
редка, В. К. Высокович, В. В. Подвысоцкий, Л. А. Тара-
севич, И. Г. Савченко и др.
* * *
Изучая инфекционные заболевания, микробиологи
наблюдали, что, попадая в организм, болезнетворные
микроорганизмы обнаруживаются и внутри клеток кро-
ви — лейкоцитов. По-видимому, считали ученые, микро-
бы находят здесь для себя благоприятные условия, мо-
гут сохраняться, находить питательные вещества и даже
размножаться. Не является ли это полезным для микро-
бов и вредным для организма?
Надо сказать, что к тому времени уже сложились
первые представления о том, что при некоторых зараз-
ных болезнях микробы не только обнаруживаются в кро-
ви, но даже могут и размножаться в ней.
Взгляд о возможности заноса лейкоцитами микробов
в органы и ткани казался естественным. Ведь лейкоци-
ты — подвижные клетки крови, и так как кровь проникает
во все глубинные участки организма, то не проникают
ли таким образом в органы и ткани с лейкоцитами и бо-
лезнетворные микробы? Значит, лейкоциты — это не что
иное, как транспорт для микробов, которыми они пере-
носятся в глубь организма и таким образом способствуют
возникновению болезней. Эти взгляды казались просты-
ми, понятными и логичными.
Так было до 1882 г., до великого открытия, честь ко-
торого принадлежит корифею мировой науки, нашему
соотечественнику Илье Ильичу Мечникову.
Будучи по специальности естествоиспытателем-зоо-
логом, Мечников изучал различных простейших живот-
ных. И вот, изучая их жизнь и развитие, Мечников заме-
тил весьма интересное явление. Вонзив шип розы в тело
удобной для наблюдения прозрачной, как стекло, личин-
ки морской звезды, он увидел, как к этой занозе —
к этому чужеродному предмету началось движение ка-
191
ких-то клеток. Эти подвижные клетки обволакивали шип
и как бы окружали его. Повторив опыт с другими личин-
ками морских звезд, Мечников увидел то же самое —
реакция подвижных клеток в сторону инородного тела
повторялась как закономерное явление. То, что увидел
ученый, захватило его воображение. А что произойдет,
если в тело животного попадут вредные для него пара-
зиты? Не произойдет ли то же самое? Будут ли подвиж-
ные клетки организма так же реагировать на внедрение
микробов? Случай проверить это не замедлил предста-
виться; правда, это не было случайностью.
Мысль Мечникова уже напряженно работала в этом
направлении. Он искал других представителей животно-
го мира, на которых можно было бы изучать подвижные
клетки, и нашел. Это были прозрачные пресноводные
рачки — дафнии. Наблюдая жизнь дафний, Мечников уви-
дел, что часто они гибли, если в их организм проникали
опасные паразиты — споры микроскопических грибов.
В этих случаях Мечников видел ту же захватывающую
картину. На паразитов набрасывались подвижные клет-
ки, обволакивали их, заглатывали и уничтожали путем
внутриклеточного переваривания.
Итак, судьба дафний зависит от того, справятся ли
подвижные их клетки с паразитами, или нет. Следова-
тельно, подвижные клетки, уничтожая паразитов, тем
самым защищают дафний и спасают их от гибели.
Эти клетки Мечников и назвал фагоцитами, связывая
это понятие с явлениями внутриклеточного пищева-
рения.
Внутриклеточное пищеварение... Неожиданной ли для
И. И. Мечникова оказалась эта мысль, когда он пред-
ставлял себе сущность фагоцитоза? Прослеживая этапы
творчества великого исследователя начиная с самых ран-
них работ, можно убедиться, что мысль эта не нова. Еще
в 1865 г., изучая земляных планарий, молодой ученый
доказал, что у этих низших червей процесс переварива-
ния пищи происходит внутриклеточно и, в сущности, ни-
чем не отличается от переваривания пищи у таких про-
стейших одноклеточных животных, как инфузории. Че-
рез десять лет он снова наблюдает внутриклеточное пи-
щеварение, но у других животных, стоящих на другой
ступени эволюционной лестницы,— у губок. Самое инте-
ресное, что внутриклеточный процесс переваривания пи-
192
щи у всех этих животных осуществлялся тоже подвиж-
ными клетками.
Под влиянием многочисленных наблюдений над дру-
гими простейшими, а затем в опытах на холоднокров-
ных и дальше на более высокоорганизованных тепло-
кровных животных Мечников понял, что подобные про-
цессы могут происходить и в организме человека. Вскоре
он в этом убедился. Изучая фагоцитов, он видел, как
попавшие в организм микробы захватывались белыми
тельцами крови — лейкоцитами, этими активными фаго-
цитами, и уничтожались. Обволакивая и захватывая мик-
робов, лейкоциты также переваривали их внутри своей
клетки. На этом И. И. Мечников построил свою знаме-
нитую теорию фагоцитоза и по-своему объяснил защиту
организма от болезнетворных микробов.
Нужно было обладать изумительным даром научного
воображения и предвидения, чтобы из наблюдений над
реакцией личинки морской звезды на введенный в нее
шип розы построить теорию, объяснившую самые интим-
ные процессы невосприимчивости человека к заразным
болезням!
Новизна наблюдений, смелость в толковании выводов
вызвали бурю в кругах ученых и разное отношение. Про-
тив взглядов Мечникова о сущности фагоцитоза восста-
вали те из ученых, кто цепко держался за старые доктри-
ны в науке. Эти ученые, как мы видели, еще допускали,
что лейкоциты могут захватывать микробов, но не унич-
тожать, а наоборот, разносить их по организму и этим
способствовать возникновению заразной болезни.
Другие признавали фагоцитарную активность лейко-
цитов, но утверждали, что фагоцитируются лишь мерт-
вые микробные клетки. Такого взгляда придерживался
и знаменитый Роберт Кох. Возражения Коха в основном
сводились к тому, что лейкоциты захватывают только
слабовирулентных, или совсем невирулентных микробов,
или даже только мертвых, и что, следовательно, фагоци-
тоз не имеет значения в иммунитете. Этим самым вы-
бивалось из рук Мечникова то оружие, которым он бо-
ролся за свои взгляды о защитной роли фагоцитов.
Как ни важны были эти доводы оппонентов, но с ни-
ми Мечникову бороться было сравнительно легко.
Опыт за опытом, доказательство за доказательст-
вом, год за годом шли в напряженном эксперименти-
7 Зак. 605
193
ровании, и Мечников убеждал противников, делал их
своими сторонниками либо в полемике разбивал их
наголову.
Особенно трудной была борьба с гуморалистами L
Это были опасные противники, и прежде всего тем, что
их доводы были убедительнее, а факты неопровержимей.
Атаки гуморалистов на фагоцитарную теорию следовали
одна за другой.
«Что скажет глубокоуважаемый Илья Ильич, если я
докажу, что кровь обладает бактерицидными свойства-
ми?1 2» — спрашивал Фодор. И доказал — кровь некото-
рых животных действительно убивала сибиреязвенных
бацилл.
«А известно ли профессору Мечникову, что алексин 3
сыворотки также убивает микробов,— возражал Бух-
нер, — и что клетки крови — фагоциты никакого отноше-
ния к этому не имеют?» То, что доводы Бухнера досто-
верны, подтверждается таким авторитетным ученым, как
Пауль Эрлих. Эрлих описал эти же бактерицидные ве-
щества сыворотки, но под другим названием. Компле-
мент, по Эрлиху, безусловно губительно действует на
многих микробов.
Новый удар по фагоцитарной теории иммунитета на-
носится Грубером и Дерхемом. В 1896 г. они успешно де-
монстрируют свою реакцию агглютинации, или, иначе
говоря, реакцию склеивания микробов. Агглютинины,
обнаруженные в сыворотке крови, оказались способными
склеивать микробов, и это также происходит без участия
фагоцитов, подчеркивали ученые.
Этот град доказательств сыпался на протяжении не-
скольких лет на фагоцитарную теорию и на ее автора и
требовал проверок, контр-опытов, все новых и новых экс-
периментов, доказывавших, что главное все же в фаго-
цитах и в фагоцитозе. Ставилось множество очень убе-
дительных и остроумных опытов, которые еще более
укрепляли фагоцитарную теорию. Но со стороны гумора-
листов также последовали новые открытия, и столь важ-
ные для гуморальной теории, как, например, открытие
1 Сторонники взгляда, что уничтожают микробов в организме
не клетки-фагоциты, а вещества соков и жидкостей организма.
2 Т. е. свойством убивать микробов.
3 Алексин — бактерицидное вещество, открытое в сыворотке
крови.
194
антител бактериолизинов, антитоксинов1. Словом, сто-
ронники гуморальной теории оказались неплохо воору-
женными, и не считаться с доводами гуморальной теории
было нельзя. Все это были доводы научные, такие же
важные в полемике, как и доводы самого Мечникова.
Для доказательства в научном споре требовались
лишь убедительные опыты. Можно было спорить и ярост-
но отстаивать свою правоту, допустимо даже ошибаться,
ибо ошибки могут быть поняты и исправлены. Но без-
доказательные доводы, либо просто умозрительные, с
предвзятым подходом, пользы в науке никогда не при-
носили и не приносят. Находились и такие ученые,
которые в защитной функции клеток фагоцитов
усматривали некий разум, руководящий их защитной
деятельностью. Эта была идеалистическая трактовка фа-
гоцитарной теории, ничего общего с наукой не имеющая.
С такого рода взглядами Мечникову, убежденному ма-
териалисту-дарвинисту, справиться было гораздо легче.
В своей знаменитой книге «Лекции о сравнительной
патологии воспаления» Мечников дал должную отповедь
идеалистическому толкованию фагоцитоза и четко опре-
делил свои взгляды и мировоззрение. Он писал, что со-
вершенно ошибочно приписывают телеологический ха-
рактер фагоцитарной теории, рассматривающей воспале-
ние как реакцию организма против раздражающих
деятелей. Вся эта теория основана на законе эволюции,
по которой свойства, полезные организму, сохраняются
естественным отбором, тогда как вредные постепенно
уничтожаются. Из низших животных выживают те, у ко-
торых подвижные клетки выходят на борьбу с врагом,
захватывают его и разрушают; другие же, фагоциты ко-
торых не функционировали, должны погибнуть. Вслед-
ствие-подобного естественного отбора полезные свойства,
и в числе их те, которые служат для воспалительной
реакции, устанавливались и передавались потомкам без
заранее предусмотренной какой-нибудь цели, как это
должно было делаться с телеологической точки зрения.
Мечникову пришлось много пережить в борьбе за
учение о фагоцитозе. Разве легко было ему читать в на-
учной прессе и слышать на международных конгрессах
1 Бактериолизины растворяют микробов, антитоксины обезвре-
живают микробные яды (токсины).
7*
195
отзывы о том, что теория Мечникова о фагоцитозе — это
«восточная сказка»? И это было мнение школы всемирно
известного ученого Роберта Коха. Другие считали, что
объяснение Мечниковым функции лейкоцитов является
скорее проявлением богатого воображения, чем резуль-
татом объективного наблюдения исследователя.
У Мечникова действительно было богатое научное во-
ображение. Теория фагоцитоза, созданная Мечниковым,
это поистине биологическая поэма о великом открытии, в
котором Джбзеф Листер видел романтику научного твор-
чества. Да, романтика без воображения — уже не роман-
тика. Но романтика, подкрепленная тысячами опытов и
наблюдений,— уже строгая научная истина, а не «вос-
точная сказка».
Мы сейчас можем лучше понять, почему Кох и неко-
торые ученые поклонники фактов не нашли других слов
для характеристики фагоцитарной теории. И. И. Мечни-
ков по своей натуре был страстный и кипучий полемист.
Вера в доказательность своих экспериментов и правоту
вытекающих из них выводов придавала Мечникову не-
обычайную силу. Свои доводы он облекал в яркую и не-
обычную для научных докладов форму. Его близкий
друг и соратник по Пастеровскому институту Эмиль Ру,
участвовавший вместе с Мечниковым в ряде международ-
ных конгрессов, после Лондонского конгресса писал о
выступлении Мечникова так: «Он говорил с такой
страстью, что всех воспламенил. Мне кажется, что с се-
годняшнего дня теория фагоцитоза приобрела многих
друзей».
С горечью впоследствии вспоминал Илья Ильич
о своей встрече с Робертом Кохом, на понимание и
поддержку которого он так надеялся. Ведь Кох был
микробиологом с мировым именем и признанным ав-
торитетом в науке! В своих воспоминаниях Мечников
писал:
«Явившись в Гигиенический институт, в котором про-
фессорствовал Кох, я застал там его ассистентов и уче-
ников. Осведомившись у Коха, они сказали, что свидание
назначено на следующее утро. Тем временем я выложил
свои препараты и стал показывать их его молодым
сотрудникам. Все в один голос заявили, что то, что они
только что увидели под микроскопом, безусловно под-
тверждает мои выводы. Подбодренный этим, я с глав-
196
ным ассистентом отправился на следующий день в ла-
бораторию Коха. Я увидел сидящего за микроскопом
пожилого человека с большой лысиной и окладистой,
еще не поседевшей бородой. Красивое лицо имело важ-
ный, почти высокомерный вид. Ассистент осторожно со-
общил своему начальнику, что я пришел согласно на-
значенному им свиданию и желаю показать ему свои
препараты.
— Какие такие препараты! —сердито ответил Кох.—
Я вам велел приготовить все, что нужно к моей
сегодняшней лекции, а вижу, что далеко не все на-
лицо.
Ассистент стал униженно извиняться и снова указал
на меня. Кох, не подав мне руки, сказал, что теперь очень
занят и что не может посвятить много времени для осмот-
ра моих препаратов. Вскоре было собрано несколько
микроскопов, и я стал ему указывать на особенно, по
моему мнению, доказательные места.
— Отчего же Вы покрасили Ваши препараты в лило-
вый цвет, когда было гораздо лучше, чтобы они были
окрашены в голубой?
Я объяснил ему свои доводы, но Кох не успокоился.
Уже через несколько минут он встал и заявил, что пре-
параты мои совершенно не доказательны и что он вовсе
не усматривает на них подтверждения моих взгля-
дов. Этот отзыв и вся эта манера Коха задели меня за
живое. Я ответил, чго ему, очевидно, недостаточно не-
скольких минут, чтобы увидеть все тонкости препарата,
и что поэтому прошу его назначить мне новое свидание,
более продолжительное.
Тем временем окружавшие нас ассистенты и учени-
ки, которые накануне были во всем согласны со мной,
хором заявили свое подтверждение мнения Коха. На
втором свидании Кох был несколько уступчивей. После
попытки несогласия со мной он все-таки увидел, что
требовалось, но заявил:
— Знаете, ведь я не специалист по микроскопиче-
ской анатомии. Я — гигиенист, и потому мне совершенно
безразлично, где лежат спириллы (микробы) — внутри
или вне клеток.
На этом я распростился с ним. Лишь спустя девят-
надцать лет после этого сеанса Кох заявил в печати,
что я был прав в то время, когда показывал ему мои
197
препараты. Но между этими двумя событиями успело
утечь много воды...»
Совершенно иным было отношение к Мечникову и
его идеям со стороны Луи Пастера. Великий Пастер
оценил и признал новое направление. Посещая лекции
Мечникова, он этим как бы подчеркивал свое призна-
ние учения о фагоцитозе и демонстрировал свое отно-
шение к новым идеям в микробиологии.
Объективно оценивая широту взглядов Мечникова
и значение фагоцитарной теории, а также важность
доводов сторонников гуморальной теории, Эмиль Ру
еще задолго до итогов дискуссии писал, что фагоцитар-
ная теория оказалась достаточно широкой, чтобы
примирить сторонников гуморальной теории с защитни-
ками клеточной.
Но вернемся к полемике И. И. Мечникова со сторон-
никами гуморальной теории.
«Вы отрицаете роль фагоцитоза,— говорил И. И. Меч-
ников своим противникам,— но я Вам докажу жизнен-
ное значение фагоцитов для организма такими опыта-
ми. Возьмите две одинаковые группы мышей и заразите
их даже не смертельной дозой болезнетворных микро-
бов, но первой группе перед заражением введите,
например тушь. Чтобы убедиться в безвредности вве-
денной туши, возьмите третью (контрольную) группу
мышей, которая получит только тушь».
Результаты оказывались весьма убедительными и
весьма демонстративными. Третья (контрольная) груп-
па мышей оставалась живой и невредимой, хотя лей-
коциты оказывались буквально нафаршированными ча-
стичками туши. Это фагоциты набросились на них и
захватили их как чужеродные частички.
Из опытных групп мышей первая, которой перед
заражением вводилась тушь, погибла, вторая, заражен-
ная такой же дозой тех же микробов, осталась живой.
Объяснение этих результатов заключалось в том, что
в результате введения туши перед заражением огром-
ная масса фагоцитарных клеток, захватив частички
туши, была как бы выведена из строя и не могла осу-
ществлять своих защитных свойств. В этих условиях
ослабленный организм не мог справиться с введенны-
ми микробами. Наступало заболевание и гибель живот-
ных.
198
Другое дело, когда активные фагоциты набрасыва-
лись на микробов, как мощная армия набрасывается
на своих врагов. Это было в той группе животных,
которые туши не получали и в организме которых лей-
коциты не были ослаблены. Опыты многократно про-
верялись. Защитная роль лейкоцитов была ясной.
Мечников предлагал своим ученикам поставить и
другой опыт. Брали споры столбнячных бацилл и две
группы чувствительных к ним экспериментальных жи-
вотных: одну опытную, а другую контрольную. Опытной
группе вводились только споры, а контрольной вводи-
лись те же споры, но в каких-либо обволакивающих
веществах, например в агаре или масле. И оказывалось,
что такое заражение давало совершенно четкие и за-
кономерные результаты. Животные, которым вводили
споровую форму сибиреязвенных бацилл, оставались
живыми, потому что споры быстро заглатывались
лейкоцитами и уничтожались. Контрольная же группа
животных погибла. Для фагоцитов агар или масло
представляли преграду, мешавшую фагоцитозу. В ре-
зультате споры сохранялись, прорастали, образовыва-
лись так называемые вегетативные формы, способные
к активной жизнедеятельности, размножению. Выра-
батывая столбнячный яд, они вызывали заболевание.
В таком опыте также доказывалась защитная роль фа-
гоцитов.
Опыты варьировались в самых разнообразных на-
правлениях, но закономерность сохранялась. Если одно-
временно с микробами вводились какие-либо химиче-
ские вещества, способные действовать на лейкоциты,
тормозя их фагоцитарную деятельность, то микробы
снова убивали чувствительных к ним животных.
Среди возражений особенно беспокоили Мечникова
те, в которых утверждалось, что фагоцитоз действитель-
но имеет место, но фагоциты не способны захватывать
живых микробов. Он должен был ответить на это важ-
ное возражение, и ответить убедительными опытами»
Если бы доводы противников оказались справедливы-
ми, то здание фагоцитарной доктрины рухнуло бы. Пра-
вы оказались бы те, кто иронически называл фагоцитов
в лучшем случае «санитарами», а то и просто «могиль*
щиками», убирающими лишь трупы убитых гуморальны-
ми факторами микробов.
199
Прежде всею надо было как-то разобраться в
опытах противников, найти и увидеть ошибочность их
и доказать это. И Мечников увидел слабую сторону
опытов Баумгартена, грозивших дискредитацией фаго-
цитарной теории.
Итак, мертвых или живых микробов поглощают
фагоциты? Для доказательства И. И. Мечников ставил
опыты на голубях. Он заражал голубей сибиреязвенны-
ми бациллами, как это делали его противники. Против-
ники фагоцитарной теории, рассуждал Илья Ильич,
предполагают, что организм голубей устойчив к си-
биреязвенным бациллам, которые гибнут под влиянием
бактерицидных свойств кровяной сыворотки или других
жидкостей и соков организма, и лишь после гибели
микробов происходит фагоцитоз. Но четкости и строго-
сти в постановке их опытов он не видел. Надо поставить
опыт по-иному, чтобы не оставалось сомнений в том,
что именно клетки организма — фагоциты уничтожают
живых бацилл. План опыта вскоре созрел и быстро
стал осуществляться. Илья Ильич предложил своим
сотрудникам ввести в глаз голубя каплю микробной
эмульсии, выждать некоторое время, чтобы фагоциты
успели захватить микробов, а затем... Вот это «затем»
и должно было быть еще одним из тех доказательств,
которые должны решить судьбу спора, важного для
судьбы теории фагоцитоза.
Мечников предполагал, что если ему удастся вы-
удить из глаза голубя фагоцит, захвативший сибиреяз-
венные палочки, и если удастся освободить из фагоци-
тарного плена, а затем вырастить освобожденных мик-
робов на искусственных питательных средах, то это
будет веским доказательством того, что фагоциты по-
жирают живых микробов. Надо лишь добиться осу-
ществления этого эксперимента, как бы труден он ни
был. И действительно, опыты требовали тонких мани-
пуляций и безупречной техники. С помощью сотрудни-
ков опыты были поставлены и дали неоспоримые ре-
зультаты.
Тончайшим кончиком стеклянной капиллярной тру-
бочки со свойственным И. И. Мечникову эксперимен-
таторским мастерством он вылавливает фагоцит. Мечни-
ков старался выудить клетку, в которой было много
захваченных бацилл, и, найдя такую, переносил ее в
200
пробирку с жидкой питательной средой — мясопептон-
ным бульоном. Как бы питателен ни был бульон, он не
являлся благоприятной средой для фагоцита и послед-
ний, естественно, здесь разрушался. Бациллы оказа-
лись освобожденными. Что же будет дальше? А дальше
произошло следующее: сибиреязвенные бациллы, кото-
рые оставались еще живыми (ибо внутриклеточный про-
цесс переваривания не был закончен), в питательном
бульоне стали бурно размножаться. На другой день
количество микробных клеток сосчитать не представи-
лось возможным. В бульоне их оказалось бесчисленное
множество.
Вывод был определенным — фагоциты действитель-
но пожирают живых микробов.
Репутация фагоцитарной теории блестяще была за-
щищена. Этого не могли отрицать даже противники,
повторив опыты Мечникова. Однако Мечников не огра-
ничивается этим и придумывает все новые и новые
опыты, чтобы доказать способность фагоцитарных кле-
ток захватывать и уничтожать живых микробов.
Илья Ильич любил делиться мыслями со своими
помощниками. Это был на редкость дружный коллек-
тив. Ученики глубоко уважали и любили своего учи-
теля.
Илья Ильич предложил понаблюдать за поведением
живых подвижных микробов в лейкоците. Сотрудники
с полуслова поняли его, и вскоре на лабораторном столе
появились культуры микробов, обладающих органами
движения — жгутиками.
Лабораторная техника позволяет приготовить пре-
параты и хорошо видеть активное движение микробов
под микроскопом. В поле зрения микроскопа видны
крупные клетки — лейкоциты, а внутри них все увидели
еще оставшихся в живых подвижных микробов. Они
двигались, перемещались в пространстве, появлялись и
исчезали из поля зрения, словом, вели себя так, как
полагается живым подвижным микробам. Дружный
коллектив вместе со своим руководителем ликовал,
но... придумывал все новые и новые опыты. Эти опыты
ставились и на холоднокровных и теплокровных живот-
ных, и в пробирке, т. е. вне организма. Сомнений не
оставалось, и Мечников в полемике выступал с неотра-
зимой логикой убедительных фактов.
201
Интересный и очень важный спор возник по поводу
сущности и значения воспаления. Что происходит, если,
например, человек занозит палец? В месте, куда попа-
ла заноза, возникает воспаление — покраснение, при-
пухлость, боль, а вокруг занозы скапливается гной.
В ответ на проникновение занозы как чужеродного тела
из ближайших кровеносных сосудов устремятся лейко-
циты. Для них заноза раздражитель, к ней и направлено
движение белых кровяных клеток.
Что же здесь произошло? Это возник воспалитель-
ный процесс. Как же его объясняли выдающиеся ученые
тех времен? Рудольф Вирхов учил, что образовавшийся
при воспалении гной — это результат местных тканевых
изменений и усиленного размножения клеток самой
поврежденной ткани. Воспаление, утверждал он — это
вредный для организма процесс. Нет, возражал другой
известный ученый — Конгейм, воспаление — это резуль-
тат нарушений сосудистой системы, в результате чего
белые кровяные клетки крови выходят за пределы кро-
веносных сосудов. Клетки гноя — это не клетки повреж-
денной ткани, а лейкоциты. И он был ближе к истине.
Клетки гноя — это фагоциты, заявил И. И. Мечни-
ков, фагоциты, погибшие в борьбе с микробами,
попавшими в ранку вместе с загрязнившей ее занозой.
Так бывает во всех случаях, когда в результате
заражения возникает воспалительный процесс. Таким
образом, воспаление — это реакция организма на внед-
рение болезнетворных микробов, а фагоцитоз — дви-
жущая сила борьбы с ними. А воспаление — это прояв-
ление защитной реакции организма. Мечников опять
оказался прав.
На протяжении 25 лет упорной борьбы за признание
учения о фагоцитозе сам Мечников, его ученики и по-
следователи и, надо сказать, наиболее объективные из
научных противников от непримиримых крайних и одно-
сторонних взглядов постепенно переходили к взаимному
признанию.
Было время, когда Мечников писал, что «фагоциты
вступают в борьбу с микробами и освобождают от них
организм без всякого предварительного содействия
жидкостей1. Фагоцитоз по отношению к живым и
1 Курсив наш (С. Б.).
202
вирулентным микробам достаточен для установления
естественного иммунитета».
Но когда сторонники гуморальной теории иммунитета
и, надо сказать, среди них даже ученики Мечникова,
которым Илья Ильич поручал проверять опыты гумо-
ралистов, приводили убедительные доказательства роли
антител, Мечников был достаточно объективен и не
упорствовал в отрицании. Правда, это пришло с годами.
Оставаясь убежденным в том, что ведущей силой им-
мунитета является фагоцитоз, Мечников все же пришел
к заключению, что это отнюдь не значит, что в один
прекрасный день не будет обнаружено другое влияние,
помогающее фагоцитам в их борьбе...
Эти слова оказались пророческими в отношении
опсонинов — антител, которые сами по себе не облада-
ют антимикробным действием, но облегчают фагоцитоз.
Хотя И. И. Мечников полагал, что основой усиления
фагоцитоза является действие опсонинов на лейкоциты,
но в дальнейшем оказалось, что опсонины действуют
на микробов, облегчая этим захватывание их лейкоци-
тами. Опсонины как бы подготавливают микробов к
фагоцитозу. Не случайно ученый Райт, открывший
опсонины, назвал их так, произведя это название от
греческого слова «опсоно», т. е. «приготовляю пищу».
Он имел в виду подготовку микробов в пищу фагоцитам.
Райт был прав, давая такое название антителам —
опсонинам. Этим понятием подкреплялось и как бы
связывалось то, что лежало в основе идеи фагоцитоза
и что вытекало из учения о внутриклеточном пищеваре-
нии. Именно из учения о внутриклеточном питании
у простейших — и дальше по эволюционной лест-
нице к высшим — и родилась идея фагоцитоза. Фаго-
цитоз как биологическое явление на различных ступе-
нях зоологической лестницы сводится вкратце к сле-
дующему.
У одноклеточных животных (амебы, инфузории) пи-
тание заключается в , захватывании плотных пищевых
частиц и переваривании их в вакуолях. Это простейший
пример питания, имеющий характер внутриклеточного
переваривания. В этом у простейших заключается и
сущность фагоцитоза.
У более высокоорганизованных живых существ все
клетки эктодермы, энтодермы и мезодермы, т. е. наруж-
203
ных, внутренних и средних зародышевых листков, обла-
дают фагоцитарными свойствами.
У млекопитающих в связи с большой дифференциа-
цией организма и осуществлением пищеварения в поло-
сти рта, желудка, кишечника и т. д. фагоцитарными
свойствами обладают лишь клетки мезодермы. К ним,
в частности, принадлежат и лейкоциты.
Только ли лейкоциты?
Развитие учения Мечникова обогатило представле-
ние о фагоцитозе новыми данными и расширило наши
представления о клеточных защитных силах организма.
Оказалось, что и другие клетки организма, даже так
называемые оседлые, т. е. неподвижные, как, например,
клетки внутренней стенки кровеносных сосудов, особые
звездчатые клетки печени, клетки селезенки, костного
мозга и других органов и тканей, также обладают за-
мечательным свойством фагоцитоза.
Таким образом, создано было еще более широкое
учение о фагоцитарной роли ретикуло-эндотелиальной
системы организма, объединяющее представления о
защитных свойствах подвижных и оседлых клеток,
различных органов и тканей. В развитии этого учения
совместно с Мечниковым приняли участие Владимир
Константинович Высокович, выдающийся деятель оте-
чественной микробиологии, и впоследствии известный
немецкий ученый Людвиг Ашоф.
Хотя наблюдения большинства ученых разных стран
подтверждали доводы И. И. Мечникова о защитной
роли фагоцитов, все же некоторые противники Мечни-
кова в какой-то мере были правы. Не все болезнетвор-
ные микробы и не при всех заболеваниях активно фаго-
цитируются. Это имеет место, например, при фагоцитозе
лейкоцитами человека гонококков или при фагоцитозе
клетками ретикуло-эндотелия бактерий проказы или
лейшманий. В этом случае фагоцитоз не является за-
щитной реакцией организма, а, наоборот, защищает
микробов от бактерицидных веществ организма, которые
могли бы их убить, если бы они находились вне лейкоци-
тов. Однако такое положение является редким. Сле-
довательно, защитная роль фагоцитарных клеток —
это правило, из которого могут быть исключения. Вот
эти-то исключения и видели, главным образом, против-
ники Мечникова, которые были не в состоянии объектив-
204
но оценить идею фагоцитоза в целом, ее глубину и
всеобъемлющее значение.
Под напором убедительных фактов, представлен-
ных гуморалистами, И. И. Мечников не мог не признать
и роли антител в иммунитете. Слишком убедительной
была, например, реакция агглютинации, которую пре-
красно можно было продемонстрировать на стеклыш-
ке или в пробирке, видеть под микроскопом и даже
невооруженным глазом. Агглютинины действительно
склеивают микробы и без какого-либо участия фаго-
цитов.
Как сложны явления иммунитета, как важно разо-
браться и дать им правильные объяснения, видно из
такого примера. Оказалось, что агглютинины действи-
тельно склеивают микробов и тормозят их жизнедеятель-
ность, но... не убивают. В свою очередь фагоциты дейст-
вительно в реакции агглютинации участия не принимают,
но... склеенные микробы быстрее и активнее захватывают-
ся фагоцитами и уничтожаются. Также облегчают и помо-
гают фагоцитам уничтожать микробов другие антите-
ла, например опсонины, тропины.
Эти наблюдения уже не разъединяют и не противо-
поставляют фагоцитарную теорию гуморальной, а,
наоборот, объединяют.
Невосприимчивость организма к заразным болезням,
защитные силы его оказались весьма сложными и мпо*
гообразными. Очевидной становилась важность взаимо*
действия защитных сил, проявлявшихся по-разному прй
различных условиях и при разных заболеваниях.
ЧТО ТАКОЕ АНТИТЕЛА И КАК ОНИ ДЕЙСТВУЮТ НА
МИКРОБОВ?
На эти вопросы ответить и легко, и трудно. Легко
потому, что современная иммунология располагает ме-
тодами выявления антител и действия их на микробы и
токсины. Убедиться в этом не представляет большого
труда. Это можно сделать и в пробирке, и в опытах на
животных. Больше того, на практике в бактериологи-
ческих лабораториях всего мира эти реакции приме-
няются для распознавания заразных болезней и дру-
гих целей. Значит ли это, что ученым в этой области
знаний нечего больше делать, что все уже известно и
205
все тайны раскрыты? Это далеко не так, и в этом труд-
ность ответа на поставленный вопрос. Трудно прежде
всего потому, что мы еще многого не знаем, например,
о природе антител. Много еще надо уточнить о том, где
и как они вырабатываются в организме. Хотя мы очень
хорошо ставим различные реакции, в которых проис-
ходит взаимодействие антител с микробами, можем
почти с математической точностью определить даже
количество антител в сыворотке крови, можем (даже
невооруженным глазом) увидеть результаты реакций,
вопрос о механизме взаимодействия между антителами
и микробами во многом еще остается неразгаданной
тайной. Это очень сложная и трудная проблема. И все
же, несмотря на это, достижения, которыми располагает
наука, исключительно велики и имеют огромное теоре-
тическое и практическое значение.
Мы не будем касаться многих специальных вопро-
сов, не будем разбирать теорий, созданных учеными, и
взгляды различных научных школ. Мы лишь очень
кратко коснемся некоторых вопросов" об антителах и о
тех реакциях, в которых они участвуют. Лучше всего
это сделать на примерах. Так читателю неспециалисту
легче представить себе столь сложный во многом во-
прос и убедиться в действии антител на микробы и их
яды. Познакомиться с этим важно не только потому,
что станет ясным еще один из важнейших механизмов
защиты от микробов, но также и потому, что наука раз-
решила огромной важности вопрос о возможности ис-
кусственно влиять на образование антител в организме
и использовать их для лечения и предупреждения мно-
гих заразных болезней.
* * *
Антитела, иммунные тела, противотела, защитные
тела — все это разные названия тех веществ, которые
образуются в организме человека и животных и защи-
щают их в борьбе с микробами и их ядами.
Если бы мы произвели исследование сыворотки кро-
ви человека здорового и человека после благополучного
перенесения им, например, брюшного тифа, то убеди-
лись бы, что сыворотка выздоровевшего человека при-
обрела новые свойства — губительного действия на ми-
кробов брюшного тифа. Раньше она этим свойством не
206
обладала. Это значит, что в организме выработались за-
щитные вещества под влиянием чрезвычайного раздра-
жителя, каким в данном случае был возбудитель брюш-
ного тифа — брюшнотифозная палочка.
Вот эти-то защитные вещества и получили название
антител, и образуются они в организме против тех мик-
робов, которые попали в организм. Надо отметить, что
антитела образуются в организме человека не только
против микробов и токсинов, но также против различ-
ных чужеродных клеток, тканей и жидкостей. Всех этих
вопросов касаться мы не будем и остановимся лишь на
защитной роли антител против микробов и их ядов.
Итак, попали ли микробы в организм человека теми
или иными путями при заражении, ввели ли мы их искус-
ственно при прививках — организм ответит реакцией.
Против микробов начнут вырабатываться защитные веще-
ства — антитела. Одной из замечательных особенностей
этой реакции организма является то, что получило на-
звание специфичности. Это означает, что против брюш-
нотифозных микробов вырабатываются антитела, кото-
рые будут действовать лишь на брюшнотифозные
палочки, но не на холерные вибрионы или на дизенте-
рийные палочки и другие микробы. Против дифтерий-
ного токсина также вырабатываются антитела, способ-
ные обезвредить лишь этот яд, но они совершенно не
действуют на токсины других микробов, например столб-
нячный, скарлатинозный, ботулинический и пр.
Но что значит — действуют? В основном мы разли-
чаем бактерицидное действие, когда антитела убивают
микробов, и бактериостатическое, когда антитела лишь
тормозят развитие микробов, не уничтожая их.
Против токсинов также образуются антитела, кото-
рые обезвреживают микробные яды. Называются они
антитоксины.
Рассмотрим интересные опыты.
Возьмем несколько смертельных для морских сви-
нок доз дифтерийного токсина и смешаем его с сыворот-
кой крови переболевшего дифтерией ребенка. Через не-
которое время, после выдерживания смеси в термостате
при 37 °C, введем ее чувствительному животному — мор-
ской свинке. Животное останется живым и здоровым.
Вспомним, что мы брали несколько смертельных доз
дифтерийного токсина и заранее проверили, что даже
207
одной смертельной дозы достаточно, чтобы убить мор-
скую свинку. Это случайность, скажет читатель или да-
же выразит сомнение в правильности опыта. Не спеши-
те с выводами, здесь все правильно и закономерно. Что-
бы убедиться в этом, давайте поставим контроль. Эго
золотое правило всякого опыта. Без контроля, а часто
даже без нескольких контролей в науке опытов не ста-
вят. Так поступим и мы. Вспомните, как мы ставили
опыт. Мы смешивали в пробирке несколько смертель-
ных доз дифтерийного токсина с сывороткой крови ре-
бенка, переболевшего дифтерией. Для точности наблю-
дений возьмем такую же дозу токсина и такое же
количество сыворотки ребенка, никогда не болевшего
дифтерией и не получавшего прививок против нее. Такую
сыворотку мы называем нормальной. Выдержим смесь
в термостате и введем ее новой морской свинке такого
же веса, и вскоре убедимся, что животное погибнет. Но
вы, читатель, скажете, что это опять случайность, что
вторая свинка могла быть менее устойчивой, чем пер-
вая, и поэтому погибла. Ваше замечание вполне умест-
но, такое различие индивидуального характера вполне
естественно, и такой случай может иметь место. Чтобы
не было сомнений, поставим большой, так называемый
серийный опыт и в серию включим 10 или 20 свинок.
Такое же количество свинок, примерно одинакового
веса, возьмем и в контроль. Взяв опять заведомо опре-
деленные дозы токсина, закономерно убивающие мор-
ских свинок, и поставив опыт, как в первый раз, мы по-
лучим те же результаты. Все опытные свинки останутся
живыми, все контрольные погибнут. Теперь сомнений
быть не может. Антитела — антитоксины, бывшие в сы-
воротке ребенка, переболевшего дифтерией, обезвреди-
ли дифтерийный яд. Дифтерийных антитоксинов в нор-
мальной сыворотке не было, и токсин, оставшись не
обезвреженным, сделал свое дело — убил животных.
В отличие от сыворотки нормальной, сыворотка, содер-
жащая антитела, получила название иммунной.
Следовательно, после перенесения дифтерии орга-
низм ребенка приобрел новое качество, стал обладать
новыми свойствами, защищающими его от дифтерии.
Это означает, что в результате перенесения дифтерии
создался иммунитет (невосприимчивость) к этой болез-
ни. Это — естественно приобретенный иммунитет.
208
Разберем еще один опыт, в котором взято 10 свинок,
получивших прививки против дифтерии обезвреженным
дифтерийным токсином. Беря пробы крови у таких жи-
вотных, мы легко убедимся, что в сыворотке имеются
дифтерийные антитоксины, и в большом количестве.
Возьмем еще 10 нормальных свинок, но введем им им-
мунную противодифтерийную сыворотку, где уже име-
ются антитоксины. Итак, у нас 20 свинок, которых мы
можем' с полным правом назвать иммунными, ибо им-
мунитет у них создан разными способами.
Для контроля подберем 20 нормальных свинок и
всем им — опытным и контрольным — введем заведомо
смертельную дозу дифтерийного токсина. Результаты
будут четкими и определенными. Все иммунные живот-
ные останутся живыми, все нормальные — погибнут.
Разберемся в этих опытах повнимательней. Итак, мы
искусственно иммунизировали животных, но разными
методами. Так, вводя животным обезвреженный токсин,
мы заставляли организм активно вырабатывать анти-
тела. Иммунитет, полученный таким путем, назван ис-
кусственным активным. Но у нас осталась неразоб-
ранной еще одна группа животных, которым мы
ввели иммунную сыворотку с уже имевшимися в ней
антителами. На выработку их организм свинок не за-
тратил никаких усилий. Они получили их в готовом ви-
де— пассивно. Такой иммунитет назван искусственным
пассивным. Так в настоящее время и различают виды
искусственного иммунитета. Эти теоретические предпо-
сылки легли в основу современных методов иммуниза-
ции, имеющих исключительно большое лечебное и про-
филактическое значение.
Вот результаты, которых добились ученые, изучая
на животных вопросы иммунитета, стремясь предохра-
нить здоровых детей от дифтерии и успешно лечить
больных.
И наконец, не будет ли полезным, читатель, чтобы
мы рассмотрели еще один опыт? Он не окажется лиш-
ним, но хорошо объяснит еще раз то, о чем мы уже го-
ворили.
Итак, возьмем новую партию иммунных к дифтерии
морских свинок и всем введем смертельную дозу дру-
гого токсина — столбнячного. Все животные погибнут от
столбняка. Ну что же здесь особенного, скажете вы, —
209
ведь иммунитет против дифтерии не предохраняет от
столбняка? Ведь речь идет о той же специфичности дей-
ствия антител, о которой мы уже говорили,— о специ-
фичности иммунитета. И вы, читатель, окажетесь совер-
шенно правы. Значит, все то, о чем рассказывалось, не
пропало даром.
Итак, антитоксины — защитные антитела, они обез-
вреживают микробные яды (токсины). А другие? Ведь
мы встречали названия и других антител: агглютинины,
преципитины, бактериолизины, опсонины и др. В чем за-
ключается их действие?
НОВЫЕ ПОУЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ
Рассмотрим теперь несколько опытов, для которых
животные не нужны. Убедиться в действии антител
можно, поставив опыты на предметном стеклышке или
в пробирке. Эти опыты с успехом могут поставить
школьники. Опыты совершенно безопасны и исключи-
тельно демонстративны. Как их поставить и что для это-
го нужно, мы опишем в конце этой главы, а пока раз-
беремся в некоторых теоретических вопросах и отдель-
ных примерах.
Начнем с более простых примеров. Смешайте на
предметном стеклышке каплю сыворотки крови, взятую
у человека, перенесшего брюшной тиф, с каплей убитой
брюшнотифозной культуры1, взвешенной в физиологи-
ческом растворе. На стекле эта смесь имеет мутный, мо-
лочновато-белый цвет. Просмотрите внимательней, что
произойдет дальше. Пройдет минута, другая, и вы заме-
тите, как жидкость станет просветляться и в ней начнут
образовываться скопления в виде зернышек и хлопьев.
Что они собой представляют? Почему образовались?
Произошло же следующее: брюшнотифозные палочки,
встретившись с антителами в сыворотке брюшнотифоз-
ного больного склеились. Эти антитела, способные склеи-
вать микробы, получили название — агглютинины, а
реакция, которую мы наблюдали в капле на предметном
стекле, есть реакция агглютинации. Мы убедились в
1 Такие препараты носят названия — диагностику мы. Они со-
вершенно безвредны, и школьники при желании могут ими спокойно
пользоваться.
210
этом, наблюдая каплю на
стекле, но еще лучше это бу-
дет видно, если опыт поста-
вить в пробирке. Итак, в одной
пробирке смешаем по 0,5 мл
известные нам уже брюшноти-
фозную культуру и сыворотку.
Естественно, что жидкость бу-
дет мутной, ибо в ней взвеше-
но большое количество ми-
кробных клеток. Поставим эту
пробирку на несколько часов
в термостат. Картина, которую
мы увидим, действительно лю-
бопытна — жидкость стала со-
вершенно прозрачной, а на дне
образовался довольно краси-

Рис. 26. Реакция агглютина-
ции:
1— отрицательная;
2— положительная
вый осадок в виде развернутого зонтика с четко очер
ченными краями. В выпавшем осадке оказались все
микробы. Они склеились и под давлением силы тяжес-
ти выпали на дно. Это и есть реакция агглютинации, ко-
торая произошла под действием антител-агглютининов.
Но это еще не совсем убедительно, скажет скептичес-
ки настроенный читатель. Ведь любая мутная жидкость,
в которой взвешены плотные частички, если постоит не-
которое время (как говорят, отстоится), всегда дает оса-
док. Нет, такой читатель не скептик, а его довод серьезен
и разумен. Все это надо доказать. Но мы сознательно так
описали опыт, чтобы вызвать законное сомнение.
А теперь поставим опыт, но одновременно с контро-
лем. Какие контроли здесь необходимы и как мы их по-
ставим? А вот так. Во вторую пробирку мы нальем
0,5 мл эмульсии той же культуры, но вместо брюшно-
тифозной сыворотки возьмем 0,5 мл физиологического
раствора. Для чего мы это делаем? Для того, чтобы про-
верить, не будут ли самопроизвольно склеиваться микро-
бы без агглютининов. Но этого мало. А может быть, взя-
тая нами сыворотка дает осадок? Проверим и это.
В третью пробирку нальем 0,5 мл брюшнотифозной сыво-
ротки, но без микробов, а вместо них к сыворотке доба-
вим 0,5 мл физиологического раствора. Везде, как это
видно, мы берем одинаковые объемы жидкостей, чтобы
реакция в этом отношении шла в одинаковых условиях.
211
Рис. 27. Реакция агглютина-
ции в пробирке:
1— отрицательная;
2— положительная
Итак, необходимые контроли
поставлены и все три пробирки
помещены на 2—3 часа в термо-
стат. То, что мы дальше увидим,
несомненно, убедит в том, что
там, где встретились агглютини-
ны и соответствующие им микро-
бы, реакция произошла. Сами
Зиикробы без антител не склеи-
лись, и типичного осадка в виде
зонтика не получилось. За это
время жидкость в пробирке оста-
лась мутной. Совершенно про-
зрачной (как и должно быть)
осталась жидкость в третьей про-
бирке. Взятая нами сыворотка и
физиологический раствор как были, так и остались про-
зрачными и никакого осадка не дают. Итак, реакция
агглютинации убедительно доказывает действие агглю-
тининов на микробов, но строго специфическое. А если бы
мы взяли изученную нами сыворотку, но вместо брюшно-
тифозных бактерий — дизентерийные? Произошла бы
реакция агглютинации? Конечно, не произошла бы,—
скажет читатель,— и будет прав.
Понятно, что в последнем примере нет специфично-
сти — микробы и агглютинины не соответствуют друг
Другу.
Все сказанное обогатило практику. С помощью реак-
ции агглютинации можно поставить диагноз некоторых
инфекционных заболеваний. Так ученые проникли во
многие тайны этой реакции и помогли практике.
В заключение мы приведем еще один пример, кото-
рый покажет, какие трудности, какие подводные камни
часто стоят перед учеными на пути научных исследо-
ваний.
Казалось бы, методика и техника постановки реак-
ции агглютинации были изучены и действие агглютини-
нов на микробы выявлено. Но давайте поставим еще
раз реакцию агглютинации с теми же брюшнотифозны-
ми микробами и с той же брюшнотифозной сывороткой.
Только вместо физиологического раствора возьмем ди-
стиллированную воду и приготовим в ней взвесь мик-
робов. Сделаем так, как делали прежде. Казалось бы,
212
условия для специфической реакции сохранены, и
брюшнотифозные агглютинины должны склеить брюш-
нотифозные палочки,— однако этого не произойдет.
В чем же здесь дело? Может быть, тоже случайность или
недоразумение? Нет, все сделано правильно, ошибки
нет. Причиной отрицательной реакции является то, что
мы вместо физиологического раствора взяли другую
жидкость — дистиллированную воду. Казалось бы, и в
том и в другом случае нам нужна была жидкость лишь
для того, чтобы в ней получить взвесь микробов, т. е.
приготовить микробную эмульсию для реакции. Но дело
не в этом. Оказывается, что для реакции агглютинации,
помимо специфических отношений между микробами и
антителами, нужна еще так называемая электролитная
среда. Для создания такой среды мы берем физиологи-
ческий раствор, который содержит 0,85% хлористого
натрия. Дистиллированная вода этой соли не содержит,
поэтому реакция не произошла, в результате склеенные
микробы в осадок не выпали. Вот от каких условий за-
висит судьба важной реакции.
* * *
Рассмотрим еще один интересный вопрос, но о дру-
гих антителах — преципитинах.
Современная химия обладает весьма тонкими и чув-
ствительными реакциями на белок и может выявлять
даже очень маленькие количества его в растворе. Но, да
простят нам химики, их методы пока значительно усту-
пают тем, какими владеют иммунологи. Даже ничтож-
ные следы белка в растворе, например белок, разведен-
ный в 100 000 раз, можно выявить с помощью антител —
преципитинов. Если же пользоваться сывороткой боль-
шой силы и, следовательно, содержащей большее ко-
личество преципитийов, то можно выявить белок в
разведении даже 1 : 1 000 000. Но и этого мало.
, Оказывается, что с помощью преципитинов можно
определять и природу белков различного происхожде-
ния. Можно, например, установить, является ли иссле-
дуемый белок человеческим или белком каких-либо жи-
вотных. Можно отличить белок лошадиный от белка
коровы, курицы, кролика и т. д., словом, любого вида
животных. Эта совершенно изумительная по своей чувст-
213
вительности реакция получила название реакции преци-
питации.
Большая чувствительность и строгая специфичность
реакции преципитации нашли применение в различных
отраслях исследование на практике.
Приведем пример из судебно-медицинской практики.
Допустим, человек обвиняется в убийстве, и одна из
улик в том, что на рукаве его рубашки нашли пятна
крови. Обвиняемый отрицает убийство и утверждает,
что это пятна крови курицы, которую он недавно заре-
зал. Для судебно-медицинской экспертизы уточнить про-
исхождение этих пятен труда не составляет. Располагая
набором преципитирующих сывороток, беря в данном
случае сыворотки, содержащие преципитины против
белков крови человека и курицы, и поставив реакцию
преципитации с экстрактом из кровяных пятен, найден-
ных на рукаве обвиняемого, можно установить истину и
избежать ошибки.
Только исключительно большая чувствительность ре-
акции преципитации может выявить белок в таком нич-
тожно малом количестве, как в нашем примере. И не
только выявить, но и уточнить природу и происхождение
пятен крови?
В ветеринарной практике, в меховой или кожевен-
ной промышленности можно установить, болело ли жи-
вотное, с которого сняли шкуру, сибирской язвой. Это
очень важно, ибо такие меха или шкуры могут стать
источником заражения сибирской язвой для людей. Та-
кие— и далеко не одиночные — случаи известны. Так,
во время русско-японской войны в 1904—1905 гг. под-
рядчики поставляли для армии папахи и полушубки.
Взяточничество, обман и бесконтрольность при таких
поставках стоили жизни многим солдатам, погибшим от
сибирской язвы, ибо шкуры и меха, из которых шились
полушубки, нередко снимались и с убитых больных и с
погибших от сибирской язвы животных. Стоило это жиз-
ни и многим рабочим на предприятиях, где обрабаты-
валось такое сырье.
Как в настоящее время контролируется такое сырье?
Для этой цели, помимо строгого ветеринарного и сани-
тарного надзора за убоем скота, сырье проверяется при
помощи реакции преципитации. Эта реакция по имени
предложившего ее ученого Асколи называется реакцией
214
Асколи. Существует еще и другое название — реакция
термопреципитации, и вот почему. Кусочки шкуры
животных, доставляемых в лабораторию, измельчаются
ножницами и кипятятся, так как белок сибиреязвенных
микробов (спор) нагревания не боится. Так получается
экстракт. Его фильтруют до полной прозрачности, и
затем ставится реакция Асколи с соблюдением необхо-
димых контролей. Если шкура была снята с убитого
больного или погибшего от сибирской язвы животного,
реакция Асколи будет положительной, и отсюда дела-
ются строгие выводы, которые предусматривает наше
законодательство. Так, с помощью замечательного до-
стижения науки — реакции преципитации осуществля-
ется контроль за сырьем и предупреждаются заражения
сибирской язвой.
* * *
Мы не будем больше останавливаться на роли других
антител в иммунитете и на других серологических реак-
циях L Вернемся к рассказу о других гуморальных фак-
торах иммунитета.
Читатель уже знает, что гуморальная теория имму-
нитета защиту организма объясняет не только ролью
антител. В жидкостях и соках организма еще на заре
иммунологии обнаружены были вещества, бактерицид-
но действующие на микробов, и в частности алексин
(комплемент).
В дальнейшем были открыты в сыворотке крови про-
пердин, лейкины, бетализины и другие бактерицидные
вещества. Они друг от друга отличаются по ряду
свойств. Одни из них чувствительны к температурному
воздействию, другие устойчивы. По-разному на них дей-
ствуют и различные химические вещества, по-разному и
они действуют на различных микробов, но мы всех этих
вопросов, имеющих специальный характер, касаться не
будем. До сих пор еще полностью не выяснены различия
и связь между ними, но в организме они, по-видимому,
действуют комплексно. Значение их как гуморальных
факторов не подлежит сомнению.
1 Серологическими они называются потому, что ставятся с по-
мощью сывороток, где находятся антитела. По-латыни сыворотка —
«серум», а отсюда и название — серологические реакции.
215
Ученые, открывшие бактерицидные вещества, не
случайно давали им эти названия. Так, алексин проис-
ходит от греческого слова «алексо», что означает «защи-
щаю»; пропердин — от латинского слова «пердере» —•
разрушать; лизины — означает растворять. Таким обра-
зом, смысл всех этих названий в том, чтобы подчерк-
нуть, что бактерицидные вещества сыворотки защища-
ют от микробов, разрушают микробы, растворяют их
и т. д.
Теперь мы можем сделать выводы, которые уже дав-
но сделали ученые — как сторонники И. И. Мечникова,
так и сторонники гуморальной теории иммунитета,—
о необычайной сложности иммунитета и о многообразии
защищающих организм факторов.
* * *
Если вы пожелаете убедиться в действии антител —
агглютининов на микробов, поставьте очень простой,
доступный, но весьма демонстративный опыт. Нужно
лишь проявить некоторую инициативу и достать в бакте-
риологической лаборатории какой-либо диагностикум и
соответствующую ему агглютинирующую сыворотку.
Техника постановки реакции агглютинации заклю-
чается в следующем. На предметное стеклышко нанеси-
те пипеткой каплю сыворотки, а затем другой пипет-
кой каплю диагностикума и смешайте. При легком
покачивании предметного стекла быстро появляется
склеивание (агглютинация) микробов. Особенно хоро-
шо это видно на темном фоне.
Можете развести сыворотку физиологическим раство-
ром 1:10, 1:100, 1:1000 и даже больше — агглютинация
все равно произойдет. Посмотрите на этикетку, прикле-
енную к ампуле,— там указано предельное разведение
сыворотки (ее титр). Некоторые сыворотки, будучи раз-
веденными в десятки тысяч раз, продолжают склеивать
микробов.
Поставьте контроль. На том же предметном стекле на
некотором расстоянии нанесите еще одну каплю диагно-
стикума, а к нему вместо сыворотки прибавьте каплю
физиологического раствора, где нет антител. Наблю-
дайте за результатами. В контроле агглютинации не
будет.
216
Проделав такой занимательный опыт, вы убедитесь
в силе действия антител на микробов. Для доказатель-
ства специфичности реакции поставьте такой вариант
опыта. На предметное стекло нанесите каплю брюшно-
тифозного диагностикума, а вместо противобрюшноти-
фозной сыворотки нанесите каплю противодизентерий-
ной. Реакция агглютинации не произойдет. Надеюсь, вы
теперь знаете, почему. Кстати, не мешает повторить, что,
несмотря на такие грозные названия, все эти препараты
совершенно безвредны, больше того — убитые микробы
даже применяются с пользой для профилактики инфек-
ционных болезней, в качестве вакцин, а многие иммун-
ные сыворотки — прекрасные лечебные и профилакти-
ческие препараты.
V • КОГДА ИММУНИТЕТ ПОДАВЛЯЮТ
Природа не знает о нашем делении на науки. Она едина. А это
означает, что истинное познание ее законов требует коллективных
усилий многих наук...
Академик Н. Семенов
НОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ
Иммунитет... Сколько труда понадобилось, чтобы по-
нять это замечательное состояние организма, создавшееся
в процессе долгого эволюционного пути развития. Сколь-
ко усилий многим поколениям ученых пришлось затра-
тить, чтобы, подражая природе, искусственно научиться
создавать иммунитет у человека и животных.
Продолжаются поиски новых путей для развития им-
мунологии, цель которых — усилить защитные силы ор-
ганизма. Совершенствование методов иммунизации —
одна из важных задач для достижения этой цели.
Неужели же ученым придется тратить свои силы на
то, чтобы иммунитет подавлять? Сама эта мысль может
показаться странной, неестественной и, пожалуй, ненуж-
ной, а вместе с тем она оказалась необходимой. Для
чего? Что побудило ученых разрушать то, что создано
природой в процессе развития и совершенствуется
наукой?
Пожалуй, следует заменить слово «разрушать» дру-
гим, ибо не разрушительные цели преследуются при
этом, а стремление управлять иммунитетом. В борьбе
с инфекционными болезнями надо усиливать защитные
свойства организма, а если нужно, эти защитные свой-
ства подавляют. И самое главное — и то и другое необ-
ходимо делать в интересах борьбы за здоровье и жизнь
людей. На первый взгляд как-то странно получается, что
в борьбе за здоровье и жизнь людей надо подавлять то,
что является защитой организма человека! Это значит
подавлять защитные вещества — антитела, подавлять
активность фагоцитов... В конечном счете это приводит
к беззащитности организма. Любой болезнетворный
микроб в этих условиях может стать агрессором. На-
падая на беззащитного человека, он легко вызовет за-
болевание, поставив под угрозу здоровье и жизнь чело-
века.
218
Да, это так, и вместе с тем, когда нужно, ученые со-
знательно идут на это, имея в виду только интересы
здоровья и жизни человека.
Сложно все это и как будто противоречиво, но, если
разобраться, многое станет ясным. Мы не говорим, что
все станет ясным, ибо в наше время, даже при таком
расцвете наук, много еще непонятого. Наш рассказ мы
начнем издалека.
♦ * *
Почему организм человека и животных встречает
«в штыки» болезнетворных микробов, попавших в орга-
низм, мобилизуя при этом защитные вещества — анти-
тела и неисчислимую армию фагоцитов? Потому что ми-
кробы чужды организму. Белки этих чужеродных при-
шельцев по своим свойствам резко отличаются от белков
организма человека и животных. Чуждыми веществами
являются и микробные токсины. И вот против этих чуж-
дых существ и веществ организм «восстает», стремится
их уничтожить, изгнать из организма. Если этого не про-
изойдет, человек становится жертвой микробов. В этом
суть той защиты, той невосприимчивости к инфекцион-
ным болезням, создававшейся многими тысячелетиями,
которую так умело и успешно совершенствуют ученые.
Итак, организм защищается, но защищается незави-
симо от того, микробные это белки или другие. Вспом-
ним сывороточную болезнь. Для спасения ребенка от
дифтерии ему вводят лечебную противодифтерийную сы-
воротку и, действительно, больного спасают. Антитокси-
ны нейтрализуют дифтерийный яд. Но организм «не
забывает», что лечебная сыворотка получена от иммун-
ных животных — лошадей. Он «помнит», что белок-то
чужой — лошадиный, и реакция организма, его защитных
свойств ополчается против чужеродного «нашествия».
Это реакция против сывороточного белка крови, а как
будет реагировать организм на клетки крови — эритро-
циты, лейкоциты, тромбоциты? Так же бурно.
Переливание крови от организма другого вида, так
называемое несовместимое переливание, угрожает неми-
нуемой смертью реципиенту Причина этого стала яс-
1 Реципиент — человек, которому переливают кровь.
219
ной — кровь любого животного чужда организму чело-
века. Ну, а кровь человека для человека? Ведь во всем
мире применяется переливание крови, и миллионы боль-
ных получают исцеление. Да, применяется, но... Вот мы
и подошли к исключительно важному вопросу.
Перед нами 4 флакона с человеческой кровью, взя-
той у разных людей — доноров. Надо произвести пере-
ливание больному, потерявшему вследствие ранения мно-
го крови. Кровопотеря может угрожать жизни. Перели-
вание донорской крови — спасение, но какую кровь
взять? Из первого, второго, третьего или четвертого фла-
кона? Когда-то, на заре переливания крови, когда вы-
яснилось, что кровь животных переливать опасно, стали
брать человеческую. Казалось бы, выход найден. Пере-
ливание крови пошло по правильному пути, но почему
в одном случае лечебный эффект был положительным,
а в другом получалась тяжелая реакция или смерть?
Лишь в 1901 г. австрийский ученый К. Ландштейнер
раскрыл причину этого явления. Оказалось, что кровь
одного человека тоже может быть несовместимой по
отношению к другому. Ландштейнер сделал важное от-
крытие, доказав, что эритроциты крови человека неод-
нородны по своим антигенным свойствам. Благодаря
этому кровь была им разделена на 3 группы, а в даль-
нейшем на 4 основные группы. Они обозначаются циф-
рами I, II, III и IV, или же буквами О, А, В, АВ. Соот-
ветственно это означает: 0(1), А(П), В(Ш), AB(IV).
Итак, стала ясной необходимость переливания крови с
учетом группы, т. е. совместимости крови. Первая группа
крови — универсальная, и ее можно переливать всем
людям. Когда стали переливать кровь с учетом груп-
повой принадлежности доноре и реципиента, перелива-
ние крови стало массовым и важным лечебным методом.
Шли годы, появлялся опыт, накапливались новые
наблюдения. Четверть века понадобилось для того, что-
бы раскрыть более глубоко свойства эритроцитов. По-
мимо антигенов А, В, О, в эритроцитах открыта новая
система, получившая название MN. Оказалось, что у од-
них людей в эритроцитах есть вещества М, а у дру-
гих— N. Прошло еще 10 лет, и новое важное открытие
углубило наши представления об особенностях эритро-
цитов. Открытие сложной системы, так называемой Ре-
зус, а затем Даффи, Кель-Келано и др. представило в
220
новом свете структуру веществ, заключенных в эритроци-
тах крови. Поистине сложной мозаикой представляется
белковая структура эритроцитов. Теперь говорят — ан-
тигенная структура. Если сказать, что всякий чужерод-
ный белок — антиген и он способен вызывать в орга-
низме образование антител против себя \ то многое
становится ясным. Следовательно, надо переливать со-
вместимую, в частности одноименной группы, кровь, с
учетом резус-принадлежности и других свойств.
Так выкристаллизовалось понятие о переливании
крови от человека человеку, стали понятными причи-
ны реакций и осложнений. А если человеку ввести не
кровь, а клетки почек, печени или других органов и тка-
ней? А если пересадить почку, печень, кость, кожу, нако-
нец, сердце? Как будет отвечать организм? Ответ будет
такой же, как на внедрение всяких чужеродных бел-
ковых веществ. Иммунитет не разбирается микроб-
ный это белок или белок кожи, почек или другого орга-
на или ткани. Реакция организма, его защитные свойст-
ва будут направлены против «пришельца». Особенность,
даже нужно сказать — закономерность этой реакции
заключается в том, что образование антител происходит
лишь против того вида белка (антигена), который вве-
ден в организм.
Трудно найти среди людей двух совершенно тож-
дественных по антигенным свойствам органов и тканей.
А если даже и будут найдены, то можно ли произвести
пересадку какого-либо органа или ткани от одного дру-
гому? В этом случае возможно, и приживление переса-
женного органа произойдет нормально. Так, можно сде-
лать пересадку кожи, почки или другого органа. Это
тот случай совместимости, который имеет место у одно-
яйцевых близнецов 1 2 и объясняется полной антигенной
тождественностью организмов. Даже близнецы братья
или сестры, но не однояйцевые этой антигенной тождест-
венностью не обладают. В жизни можно встретить та-
ких близнецов, столь похожих друг на друга, что их не-
возможно отличить, а иммунитет «различает».
1 При введении под кожу, внутримышечно или в вену, т. е.
минуя желудочно-кишечный тракт.
2 Однояйцевые близнецы развиваются из одной оплодотворен-
ной яйцеклетки.
221
Все это имеет огромное общебиологическое значение,
а учитывая, что антигенный состав клеток, органов и
тканей очень сложен и включает в себя пестрые наборы
антигенов, станет ясной исключительная трудность позна-
вания того вида иммунитета, который получил назва-
ние неинфекционного. Свое название он получил в отли-
чие от инфекционного, который защищает организм от
микробов — возбудителей инфекционных болезней. Итак,
получается, что неинфекционный иммунитет — это по
существу защита организма от чужеродных клеток,
тканей и органов. А если для лечения тяжело обожжен-
ного больного надо сделать ему пересадку кожи от дру-
гого человека, организм обожженного будет «противить-
ся»? Да, будет. А если для спасения жизни больного ему
надо пересадить почку другого человека, организм тоже
ответит иммунологической реакцией и «защитит» себя
от пересаженной почки, хотя это угроза жизни? Да, от-
ветит и защитит. Организм защищает себя от чужого
белка.
А нельзя ли «научить» иммунитет разбираться, где
враг (микроб) и где друг (пересаженный орган), и вести
себя по-разному в интересах организма? Вот это и есть
одна из сложнейших проблем биологии и медицины,
которую стремятся решить ученые всего мира в инте-
ресах пересадки органов и тканей.
* * *
Пересадка сердца, легкого, почки, печени, кожи, кос-
тей от человека человеку... Как заманчиво все это и как
важно!
Возвращенное счастье видеть свет и краски природы
после пересадки роговицы слепым... Сколько волнующе-
го в этих словах! Как широко во всем мире и специали-
сты — врачи, и миллионы людей с захватывающим ин-
тересом следят за каждым сообщением об удачных
операциях, связанных с пересадкой органов и тканей.
Ученые экспериментируют на животных, добиваясь
приживления органов и тканей после их пересадки.
Очень трудна и сложна проблема пересадки органов
и тканей. Сколько разочарований для ученых принесла
она! Сколько трудов и ярких мыслей осталось лишь в
истории науки, не принеся практического разрешения
поставленных задач!
222
По крупицам, упорно и целеустремленно собираются
знания в этой сложнейшей из проблем. И как велики
достижения, если удается что-либо сделать в этом
направлении!
Академик Владимир Петрович Филатов с помощью
пересадки консервированной трупной роговицы возвра-
тил зрение многим людям. Это замечательное достиже-
ние советской науки стало достижением практики во
всем мире.
Блестящие успехи выдающегося советского хирурга
академика Бориса Васильевича Петровского по пересад-
ке почек позволили вернуть здоровье и сохранить жизнь
многим людям.
Весь мир следил с захватывающим интересом за
успешной пересадкой сердца Филиппу Блайбергу, сде-
ланной профессором Кристианом Барнардом в больнице
«Хроте схюр» в Кейптауне.
И все же проблема пересадки органов и тканей, при-
живления их в организме остается далекой от своего
разрешения. Надо сказать, что недостатка в мастерстве
у многих хирургов нет. Тончайшей, ювелирной точности
достигла хирургическая техника. Хирургия смело втор-
гается в области сердца, головного и спинного мозга,
которые не так давно были запретными. Искусство сши-
вать кровеносные сосуды и нервы достигло такой высо-
ты, а современная советская аппаратура такого совер-
шенства, что можно без преувеличения сказать: любой
орган или ткань можно пересадить. Правда, мозг еще
и в эксперименте не удается пересадить, а голову? Голо-
ву собаки московский ученый профессор В. П. Демихов
успешно пересадил другой собаке. Это была сенсация,
когда В. П. Демихов в 1958 г. демонстрировал собаку
с двумя головами. Он же пересадил второе сердце с лег-
ким собаке, которая с двумя сердцами прожила 141 день.
Сотни пересадок почек произведено, и многие люди, об-
реченные на смерть, были спасены.
. Все то, что мы знаем о пересадках органов и тканей,
говорит о том, что проблема с хирургической точки зре-
ния успешно решается. Что же мешает? Как ни стран-
но, мешает... иммунитет, а точнее — трасплантационный
иммунитет.
Итак, новое понятие. Трансплантат — это орган или
ткань, которые пересаживаются. Трансплантация — пе-
223
ресадка. Трансплантационный иммунитет — это реакция
организма, возникающая у человека, которому произве-
дены пересадки кожи или кости, почки, печени, сердца
или других органов и тканей. Как всякий иммунитет, он
защищает, и чем более чужд трансплантат, тем сильнее
эта защита. Пересадка кожи от животного человеку
вызывает столь бурную иммунологическую реакцию,
что пересаженная кожа не приживляется, рассасывает-
ся и вскоре отторгается.
Пересадка кожи от человека человеку (сравнительно
менее чуждой, во всяком случае одного вида) все же
вызывает иммунологическую реакцию, в результате чего
эту кожу организм также отторгает. Имеет место лишь
временное приживление, но постепенно кожный лоскут
рассасывается. Значит, и здесь трудности. Правда, та-
кая пересадка хоть и не удается, но очень полезна, так
как в процессе лечения под пересаженной кожей растет
и развивается кожа самого больного. Почему же
рассасывается пересаженная кожа? Ответ тот же. После
пересадки организм вырабатывает антитела против кле-
ток пересаженной кожи В месте пересадки возникает
воспаление и связанный с ним фагоцитоз. Антитела дей-
ствуют на клетки трансплантата строго специфически,
нарушая их физиологические функции, а фагоциты,
эти недремлющие стражи безопасности организма, за-
хватывают клетки трансплантата и, переваривая их,
уничтожают. Клетки организма лимфоциты, способные
вырабатывать трансплантационные антитела, напада-
ют на трансплантат, разрушая его клетки с помощью
антител.
Такова общая картина некоторых особенностей
трансплантационного иммунитета, мешающая успешным
пересадкам органов и тканей.
Теперь понятно, почему удается пересадка, допус-
тим, кожи с одного участка тела человека на другой —
так называемая аутотрансплантация1 2. Здесь организм
хорошо «разбирается», что ткань своя, и она приживля-
ется. На этом основаны успехи пластических операций
1 В другом случае против клеток почки или сердца, в зависи-
мости от того, что пересажено.
2 Аутотрансплантациями называют операции пересадки любых
органов и тканей в пределах одного организма.
224
(аутопластика). У множества людей, и особенно ранен-
ных во время войны в лицо, благодаря аутопластике
и искусству хирургов устранены обезображивающие
рубцы, поражения и восстановлены нормальные черты
лица. Восстанавливают нос, губы, брови и т. д. Стали
возможными пересадки (в пределах одного организма,
помимо кожи) хрящей, жировой ткани, костей, сухожи-
лий и других тканей. Менее успешны пересадки от чело-
века человеку, так называемые гомотрансплантации.
Причины неудач уже известны читателю. Надо сказать,
что при гомотрансплантации все же возможны исклю-
чения. Блестящим примером этого служат пересадки
роговицы глаза. Объясняют это особенностями антиген-
ного строения роговицы, ее обмена веществ и питания.
То, что в основе неприживления гомотрансплантата
лежат иммунологические реакции организма, свидетель-
ствуют и такие наблюдения. Если, например, приходится
производить повторные пересадки, то трансплантат от-
торгается еще быстрее. Это объясняется тем, что защит-
ные силы организма оказываются еще более подготов-
ленными, быстрее и активнее переходят в наступление,
и судьба пересаженной ткани предрешается — организм
ее уничтожает.
Теперь ясной стала причина, почему еще более энер-
гично «изгоняются» организмом человека гетеротранс-
плантаты' — ткани или органы животных. В этих слу-
чаях трансплантационный иммунитет особенно скор и
беспощаден.
И вот поразительное творение природы — иммуни-
тет, защищая от врагов истинных — микробов, слепо
расправляется и с друзьями — трансплантатами, иду-
щими организму на помощь.
Возникла большая и важная проблема: как преодо-
леть тканевую несовместимость? Как влиять на транс-
плантационный иммунитет? Какими средствами пользо-
ваться?
Трудно перечислить, сколько больших и малых во-
просов возникло, сколько небывалых трудностей прихо-
1 Гетеро — от греческого слова «гетерос» — другой. В сложных
словах означает разнородность. Гетеротрансплантация—пересадка
органов и тканей от организма одного вида организму другого вида.
8 Зак. 605
225
дилось и приходится ученым преодолевать. В решение
этих вопросов вовлечены хирурги всех профилей, имму-
нологи, биологи, гистологи, эмбриологи, генетики, физио-
логи, фармакологи, химики и биохимики, даже инжене-
ры, конструкторы и многие другие специалисты. Слиш-
ком уж сложна с научной стороны проблема пересадки
органов и тканей. Слишком уж велика практическая цель
пересадок. Достаточно сказать, что по статистике около
половины всех смертей, наступающих в возрасте от 5 до
14 лет, приходится на несчастные случаи, чаще всего
травмы, разрушающие какой-нибудь жизненно важный
орган. Его надо заменить, иначе говоря, надо сделать пе-
ресадку нового органа. Больше половины людей в возра-
сте старше 45 лет погибают от преждевременного изна-
шивания сердца и сосудов. Их надо тоже заменять. Ка-
кие увлекательные, поистине безмерно величественные
задачи стоят перед наукой в этом направлении! В биоло-
гии и медицине возникла новая эра — эра трансплан-
тации.
ПОИСКИ ПУТЕЙ
Не попытаться ли изменить антигенные свойства
трансплантата, подумали ученые. Но как, с помощью
каких воздействий?
Пробовали перед пересадкой прогревать трансплан-
тат, обрабатывать ферментами, погружать в кровь. Для
этого брали немного крови у больного, которому пред-
стояло сделать пересадку, например кожи, и выдержи-
вали ее в этой крови до пересадки. Все это либо не
давало никакого эффекта, либо эффект был очень незна-
чительный, временный.
А может быть, лучше замораживать ткани? И дей-
ствительно, замороженная ткань до температуры —70° С
давала обнадеживающие результаты. Особенно это ска-
залось при пересадке таких тканей, как кости, хрящи.
А если еще более понизить температуру? Смелые опыты
с температурой —196° С1 дали лучшие результаты, но
полного решения проблемы еще нет.
Надо сказать, что использование замораживания при
сверхнизких температурах оказалось очень важным для
1 Температура жидкого азота.
226
сохранения тканей на длительное время. Созданные для
этой цели хранилища получили даже особое название
«банки тканей», в которых годами могут сохраняться в
жизнеспособном состоянии различные органы и ткани.
Найдены и специальные среды для защиты тканей от
повреждающего действия сверхнизких температур. На
этой основе создана возможность консервирования тка-
ней. Словом, решены некоторые очень важные биологи-
ческие проблемы, являющиеся сами по себе выдающим-
ся достижением науки; но до решения основных вопро-
сов трансплантации еще далеко. Надо преодолеть транс-
плантационный иммунитет. А как, какими способами
добиться, чтобы «хозяин» не был против транспланта-
та, чтобы он не только приветливо, а даже предупреди-
тельно и заботливо встретил «гостя», желающего при-
нести ему помощь и исцеление?
Как всегда, ученые, несмотря на исключительные
трудности и риск, с энтузиазмом взялись за решение
этой «проблемы века». Шуточное ли это дело — попы-
таться изменить то, что создано природой на протяже-
нии долгих исторически-эволюционных путей развития!
А то, что изменить трансплантационный иммунитет
надо, направить его в нужном направлении — важно, не
подлежало никакому сомнению. Без решения этой зада-
чи нет надежды на реальность пересадок органов и
тканей.
Успехи в пересадках почек или сердца, не говоря уж
о некоторых других органах и тканях, имеют поистине
великое значение.
Но, как часто бывает, применяя те или иные средст-
ва— а они оказываются весьма сильными — и успешно
влияя на трансплантационный иммунитет, создают
вместе с тем новые и даже опасные для лечения больно-
го затруднения.
Мы коснемся лишь некоторых идей и направлений
для общей характеристики этого вопроса. Еще Илья
Ильич Мечников, учитывая роль лимфоцитов и желая
устранить их вредное, в данном случае, влияние, выдви-
нул такую идею. Надо иммунизировать животных лим-
фоцитарной тканью и получить иммунную противолим-
фоцитарную сыворотку. В ней, следовательно, будут
антитела против лимфоцитов. И вот после пересадки ка-
кой-нибудь ткани стали вводить эту противолимфоцитар-
8*
227
ную сыворотку. Антитела, содержащиеся в ней, выпол-
няли свою роль, парализуя вредное действие лимфоцитов
больного на пересаженную ткань.
Это лишь одно из звеньев в цепи идей для подавле-
ния трансплантационного иммунитета.
Для развития этих идей предлагалось производить
блокаду 1 систем организма, клетки которых вырабаты-
вают антитела и осуществляют фагоцитоз. Все это явля-
лось отдельными кирпичиками для возведения стройного
здания — системы для подавления трансплантационного
иммунитета.
В наше время физики, химики, биохимики, эндокри-
нологи предложили ряд других способов подавления
трансплантационного иммунитета.
Стало известно, что ионизирующее излучение, напри-
мер лучи Рентгена, подавляет функцию клеток, выраба-
тывающих антитела. И действительно, ученые добились
подавления этой важной функции иммунитета, но... Как
часто это «но» стоит на пути ученых! Лучевая энергия
оказывает далеко не безразличное для человека воздей-
ствие, вернее, очень опасное, особенно в больших дозах.
Стали с осторожностью применять этот метод и доби-
лись существенных результатов.
Среди основных методов подавления трансплантаци-
онного иммунитета химическим препаратам принадле-
жит важное место. Широкое применение их в экспери-
менте и на практике преследует цель защиты пере-
саженных тканей или органов от иммунологического
сопротивления организма.
Создан ряд препаратов, например, имуран, предни-
золон и др., применение которых оказалось успешным
В настоящее время создан ряд методов, применяемых
комплексно, которые получили название иммунодепрес-
сивных, т. е. подавляющих иммунитет. Но возникли
новые трудности. Если применять их в больших дозах,
трансплантационный иммунитет действительно подавля-
ется, а к чему это приводит? А приводит к тому, что чело-
век становится беззащитным к инфекциям,— ведь выве-
ден из строя противоинфекционный иммунитет. После
1 Блокада — выключение функций какого-либо органа или си-
стемы с помощью различных физических, химических или биоло-
гических методов.
228
удачной пересадки органа или ткани с использованием
сильных иммунодепрессивных средств надо снова спа-
сать больного от набросившихся на него микробов. А их
ведь много и в организме, и вокруг него, во внешней сре-
де. Словом, иммунодепрессивные средства — это как бы
палка о двух концах. Применить много — опасность
потерять защиту против микробов, применить мало —
опасность для трансплантата со стороны трансплантаци-
онного иммунитета.
Итак, наметились важнейшие направления: подбор
совместных пар (донор — реципиент); подготовка транс-
плантата с целью воздействия на антигены несовмести-
мости, подавление трансплантационного иммунитета и
иммунологического сопротивления организма реципиен-
та. В этих основных направлениях облучение, использо-
вание химических иммунодепрессивных средств и биоло-
гические методы в комплексе уже дают некоторый
успех гомотрансплантации.
В этих сложных условиях шаг за шагом творчество
ученых прокладывает новые пути к победе.
На одном очень интересном открытии нельзя не оста-
новиться. Речь идет о замечательных наблюдениях Пи-
тера Медовара и Милана Гашека, которые, идя разными
путями, решили важный вопрос.
Когда И. И. Мечников и К. Ландштейнер доказали,
что иммунологическая реакция происходит не только на
внедрение микробов — этих «чрезвычайных раздражите-
лей», но и на любые чужеродные клетки и ткани живот-
ных, это было истоком учения о неинфекционном имму-
нитете.
Прошло полвека. Гашек и Медовар в 1953 г. намети-
ли пути преодоления тканевой несовместимости при пе-
ресадках тканей и органов. Пусть их открытие имеет
пока лишь высокий научный интерес и на практике еще
не применимо, но рано или поздно то, что имело лишь
теоретический интерес, может стать достоянием практи-
ки. История науки не раз давала доказательства этому.
* * *
Итак, вместо иммунитета предлагается создать толе-
рантность. Да простят нас читатели за новое непонят-
ное слово. Но что поделаешь, если выдающееся открытие
229
Гашека и Медовара и привело к открытию толерантно-
сти (терпимости) как особого состояния организма. В
свою очередь это повлекло за собой расширение гори-
зонтов науки и проложило новые пути для преодоления
тканевой несовместимости при пересадках.
Десятилетиями в науке устанавливались совершен-
но четкие представления о том, что организм в ответ на
пересадку чужеродных тканей отторгает их. Оказалось
же, что если это справедливо для организма вообще, то
эмбрионы ведут себя совсем по-другому. Во-первых, ста-
ло известно, что эмбрионы не вырабатывают антител.
Во-вторых, если эмбрион одного вида животных обрабо-
тать тканями организма другого вида, а затем * после
рождения вводить ему эти же ткани, то, хотя они и чуж-
дые, отторжения не наступит.
Поясним это на примере. Очень удобным объектом
для этого являются куриные зародыши. В развивающие-
ся зародыши куриного яйца можно стерильно через
скорлупу и оболочку ввести клетки кожи птицы другого
вида, допустим, индюшки. Зародыши развиваются нор-
мально, и в свое время вылупятся цыплята. Самое
интересное впереди. Если такой курице во взрослом
состоянии трансплантировать кожную ткань индюшки,
то, хотя произведена пересадка чуждой ткани, она при-
живется. Может быть, это чуждая ткань приживается и
без предварительной подготовки в эмбриональном пе-
риоде? Такой вопрос вполне обоснован. И вот если любой
курице пересадить ткань индюшки, эта ткань будет
отторгнута.
Возможен и другой вопрос. А может быть, курица,
зародыш которой был обработан клетками кожи индюш-
ки, будет так же реагировать на ткани кожи утки? При-
живается ли такая ткань? Оказалось — не приживается.
Подобные опыты ставились не только на птицах, но и на
млекопитающих животных, и результат оказался ана-
логичным.
Как же ученые объясняют это крайне интересное яв-
ление?
Обработанные какой-либо чужеродной тканью эмбри-
оны, после рождения — во взрослом состоянии уже не
реагируют на эту же ткань. Организм не вырабатывает
антител против этой ткани и как бы не считает ее чужой.
Он относится к ней не «враждебно», а «терпимо». Как
230
же использовать такое отношение организма к транс-
плантату? Конечно, все это очень еще далеко до реше-
ния практического применения такого метода. К тому
же вмешательство в развитие организма во внутриутроб-
ном периоде очень сложно, даже в эксперименте на жи-
вотных. А для человека? Пока это утопия, но крупицы
познания накапливались, и они оказались весьма полез-
ными для развития идеи о создании толерантности ор-
ганизма к пересадкам.
Ученые заинтересовались таким вопросом. А если
обработать какой-либо тканью животное не в эмбри-
ональном состоянии, а сразу после рождения, будет ли
оно толерантным к такой же ткани во взрослом состоя-
нии? Мысль оказалась очень интересной. Поиски
увенчались успехом.
Новые данные показали, что пока новорожденные
животные приспосабливаются к новым условиям жиз-
ни, они некоторое время еще не способны к выработке
антител. Этот период у разных животных имеет различ-
ную длительность — несколько дней. И несмотря на
краткость такого приспособительного периода, в экспе-
рименте на животных удается создать толерантность к
пересаженным тканям своего вида. Представилась воз-
можность делать таким образом пересадки от кролика
кролику, от крысы крысе и т. д. Иначе говоря, в экспе-
рименте удается так подготовить животное после рож-
дения, что пересадки гомологичных 1 органов и тканей
становятся возможными. Это, по существу, важные под-
ходы к решению вопросов гомотрансплантации.
Это — сегодняшний день науки, а завтра? Не прине-
сет ли он решение этого вопроса и для человека? Уже
есть интересные и важные наблюдения, которые получены
при применении на практике различных лечебных мер.
Так, известны случаи, когда детям в первые часы после
рождения с лечебной целью делали переливание крови.
В дальнейшем им с успехом пересаживали человеческую
кожу. Это уже большой шаг вперед в решении проблемы
гомотрансплантации, но лишь один шаг.
Впереди еще много таких шагов, а путь длинен... Но
в наше время длина пути еще не говорит о большом
1 Т. е. органов, соответствующих друг другу по строению и
происхождению.
231
времени, необходимом для его преодоления. Так, вероят-
но, будет и с трансплантационным иммунитетом. Во вла-
сти науки создание иммунитета, во власти ее будет, если
нужно, и подавление его.
♦ * *
Упорно и целеустремленно трудятся ученые над оче-
редной загадкой биологии и иммунитета — проблемой
трансплантации органов и тканей. Ученые — люди ре-
алистические, но и они любят помечтать. Без творческой
фантазии не может быть движения вперед. Они мечта-
ют о создании таких методов подготовки тканей, при ко-
торых трансплантат не был бы против «хозяина».
Биологи и медики мечтают о том, чтобы физика и
радиология дали возможность облучить организм без
ущерба для него и его защитных свойств.
Как было бы хорошо, если бы химики дали новые
препараты, способные так направить реакцию орга-
низма, чтобы, не подавляя иммунитета к инфекциям,
создавать толерантность к пересаженному органу. Уче-
ные мечтают и о других увлекательных путях изучения
трансплантационного иммунитета. И надо сказать, что
эти мечты постепенно сбываются.
И как бы трудны ни были эти пути, наука будет
праздновать победу и над этой тайной природы.
Многие барьеры в иммунологии были преодолены,
будет преодолен и барьер несовместимости тканей.
Пересадки органов и тканей станут достоянием широ-
кой медицинской практики. Здоровье и жизнь многих
людей будут спасены.
* * ♦
Мы коснулись лишь некоторых вопросов трансплан-
тационного иммунитета и сожалеем, что очень кратко.
Вопрос заслуживает большего. То, что мы рассказали,
поможет интересующимся в дальнейшем ознакомлении
с этой увлекательной, но вместе с тем трудной пробле-
мой иммунологии.
10. ДОСТИЖЕНИЯ ИММУНОЛОГИИ
В борьбе с эпидемиями у нас есть что написать на знамени...
Д. К. Заболотный
ВАКЦИНЫ
Для школьников слово «вакцины», быть может,
следовало бы расшифровать. Возможно, оно не всем из-
вестно, но если .сказать, что вакцины — это препараты
для прививок против инфекционных болезней, всем ста-
нет ясно. Прививки против оспы, дифтерии, коклюша,
столбняка стали чем-то привычным и обыденным.
Нельзя сказать, что прививки доставляют большое
удовольствие, но то, что прививки сохраняют здоровье,
а нередко и жизнь, это не подлежит никакому сомне-
нию. Если представить себе, что в масштабе нашей ог-
ромной страны мы накануне полной ликвидации дифте-
рии, то можно гордиться необычайно важным достиже-
нием науки и советского здравоохранения. А ведь речь
идет о заболевании, которое народы разных стран
очень метко называли: «удушающая болезнь», «сирий-
ская язва», «гаротилло», т. е. «петля палача», и т. п.
И вот во многих городах и селах, в ряде областей
и даже республик Советского Союза случаи заболева-
ния дифтерией почти не зарегистрированы, а если слу-
чаются единичные заболевания, то это отмечается как
чрезвычайное происшествие.
Пример, касающийся полиомиелита. Приходилось ли
вам видеть детей и взрослых людей со странной поход-
кой, параличами рук и ног, перекошенным туловищем,
а нередко с параличом мимической мускулатуры лица?
Это жертвы полиомиелита, который имеет и другие
названия: детский инфекционный паралич, эпидемиче-
ский детский паралич. Выздоровление — всегда радость,
но как омрачалось выздоровление от полиомиелита, ес-
ли для многих оно означало остаться калекой, инвали-
дом. Скоро забудутся эти печальные картины. С боль-
шой гордостью мы можем сказать, что в нашей стране
полиомиелит ликвидирован. В этом величайшем дости-
жении решающая роль принадлежит вакцинам против
полиомиелита. Мы не только ликвидировали это заболе-
233
вание у себя, но помогаем справиться с ним многим
странам.
В этом достижении велика роль лауреатов Ленин-
ской премии А. А. Смородинцева и М. П. Чумакова.
И последнее. Прививки против оспы помогли нам
давно ликвидировать эту страшную эпидемическую ин-
фекцию. Кстати, слово вакцина происходит от латинско-
го слова «вакка» — корова. Это название ввел великий
ученый Луи Пастер для всех прививочных препаратов
в честь Дженнера, предложившего прививать коровью
оспу человеку. Именно это открытие Дженнера помогло
в борьбе с натуральной оспой.
Выступая на Международном медицинском конгрес-
се в Лондоне, Пастер по этому поводу так сказал:
«Я придаю слову «вакцинация» более широкий смысл,
чем это делалось до сих пор. Надеюсь, что наука сохра-
нит это название в знак уважения к заслугам и огром-
ным благодеяниям, которые оказал человечеству один
из самых великих людей Англии — Дженнер. Какое
удовольствие доставляет мне возможность почтить это
бессмертное имя...»
Можно было бы привести еще много интересных при-
меров, но еще важнее представить себе, как ученые до-
биваются таких изумительных открытий, заглянуть в их
творческие лаборатории, понять истоки научных идей,
прокладывающих новые пути в иммунологии.
Итак, сначала небольшой экскурс в область истории,
а затем к сегодняшнему дню, смотрящему в день завт-
рашний.
* * *
Попытки предохранить людей от повальных болез-
ней, какими в древности были оспа и чума, делались на
протяжении веков. Народные наблюдения уже в стари-
ну отмечали, что люди, переболевшие легкой формой
оспы или чумы, вторично этими болезнями не заболева-
ли даже во время самых жестоких эпидемий. Из этих
наблюдений и возникали попытки искусственно вызывать
легкие формы оспы или чумы для предохранения от этих
болезней.
Страх перед опустошительными эпидемиями «черной
смерти» был настолько велик, что даже такие небезопас-
ные способы предохранения не останавливали людей.
234
Как же вызвать легкие формы чумы или оспы? Эти
вопросы решались у разных народов по-разному. При
оспе лицо и кожа тела покрываются оспенными струпья-
ми. И вот врачи в древнем Китае снимали корочки с ос-
пенных струпьев и вкладывали их в нос людям, либо рас-
тирали высушенные корочки и вдували порошок в нос.
В Индии измельченные оспенные корочки втирали в кожу,
в Грузии пользовались оспенным гноем, который вво-
дился в кожу с помощью уколов иглами. Пытались
пользоваться гноем из бубонов больных чумой с целью
вызвать легкую форму чумы. Для борьбы с дифтерией,
скарлатиной, корью людям вводили кровь, слизь из зе-
ва или носа больных и т. д. Приемы были разные, но
цель одна — вызвать легкое заболевание для предохра-
нения от тяжелых болезней, грозивших каждому
смертью.
Конечно, такие заражения удавались, и часто дей-
ствительно возникали легкие формы заболевания. Цель
как будто достигалась, но какой ценой? Прежде всего,
не было никакой гарантии, что заболевание окажется
легким. У многих оно протекало тяжело и даже закан-
чивалось смертью, а все заболевшие становились новыми
источниками заразы для окружающих.
Как ни опасны были все эти способы, они на протя-
жении веков сохранялись и даже в некоторых странах
были узаконены.
Еще в XVIII в. такие «прививки» против оспы под
названием «вариоляции» были распространены в ряде
стран Европы, пока не пришел новый способ Дженнера.
Это был уже безопасный способ, так как прививалась
человеку коровья оспа, создававшая невосприимчивость
к натуральной — черной оспе. Это был исторический этап
в борьбе с оспой и очень поучительный. Ученые продол-
жали работать над созданием вакцин против других эпи-
демических болезней. Крайне интересно то, что возбу-
дитель оспы еще много десятилетий после открытия
'Дженнера оставался неизвестным.
Задача получения из микробов вакцин облегчилась,
когда были открыты возбудители многих заразных бо-
лезней и в лабораториях появились чистые культуры
этих микробов.
Новый, подлинно научный этап в иммунологии свя-
зан с именем Луи Пастера и его гениальными откры-
235
тиями. Идея Пастера — микробов убивающих превра-
тить в микробов защищающих, т. е. в вакцины, стала
одним из важных направлений науки в борьбе с зараз-
ными болезнями.
Пастер создал вакцину против куриной холеры,
против сибирской язвы и против бешенства. Он добил-
ся ослабления болезнетворных свойств возбудителей
этих болезней, сделав их безопасными для человека
и животных. Итак, микробы против микробов! Это была
гениальная по своей простоте мысль. Ослабление мик-
робов... Не будет ли это методом создания вакцин для
предохранительных прививок против заразных болез-
ней? Такая счастливая идея положила начало его уче-
нию об аттенуации 1 микробов.
Так были созданы теоретические основы и первые
практические доказательства ценности вакцин в борьбе
с болезнями.
Создавая учение об аттенуации микробов, Пастер
знал уже о сущности прививок Дженнера против оспы.
Не случайно, как мы уже говорили, само название пре-
паратов для предохранительных прививок—вакцины —
он ввел в честь открытия Дженнера. Но если Дженнер
для прививок брал содержимое из пустул оспы коров и
не имел чистой культуры вируса, то Пастер в этом отно-
шении был счастливее. Свое учение и вакцины против
куриной холеры и сибирской язвы он создал, ослабляя
чистые культуры микробов. Только создавая вакцину
против бешенства, Пастер, хотя это был конец XIX сто-
летия, оказался в таком же положении, в каком был
Дженнер в конце XVIII в.— 100 лет назад. Чистой куль-
туры вируса бешенства Пастер не имел. Он вынужден
был пользоваться мозгами зараженных бешенством жи-
вотных.
Ярко обрисован облик Пастера в следующих словах
Николая Федоровича Гамалеи, одного из тех ученых,
кто близко стоял к Пастеру, когда создавались пасте-
ровские прививки против бешенства.
«...Представим себе мыслителя, способного к вели-
чайшим обобщениям, но видящего в них только
средства для нахождения новых истин и для экспери-
ментального творчества.
1 Аттенуация — ослабление.
236
Представим себе художника, обладающего богатей-
шей творческой фантазией, но воплощающего свои,
создания в сфере науки и опыта. ...Представим себе уче-
ного, соединяющего в себе все эти качества мыслителя,
художника... Этот ученый и есть Пастер».
Как же Пастер ослаблял микробов? Ученый имел
дело с разными микробами, и методы ослабления тоже
были разные. Это настолько интересно, что об этом
нельзя хотя бы вкратце не рассказать. Началом послу-
жили опыты с возбудителями куриной холеры. Изучая
особенности этих микробов, Пастер установил также
и степень их болезнетворных свойств (вирулентность).
В определенной дозе они закономерно убивали кур. Но
вот однажды, сделав перерыв в своих исследованиях
и уехав отдыхать на лето, Пастер оставил культуру
куриной холеры в лаборатории. Возвратившись осенью
и продолжив свои исследования, он убедился, что
культура резко изменилась. Дозы культуры даже во
много раз большие перестали быть смертельными для
кур. Казалось бы, можно считать опыты неудачными,
старую культуру выбросить и все начинать сначала.
Пастер подумал, неужели время привело старую куль-
туру к изменению ее вирулентности и поэтому микробы
стали безвредными? Но какое действие они будут оказы-
вать в организме кур? Надо попробовать заразить све-
жей вирулентной культурой тех, которым были введены
эти ослабленные микробы, и посмотреть, что произойдет.
Так он и поступил. Введя курам смертельную дозу мик-
робов куриной холеры, Пастер убедился, что все куры
остались живы и здоровы. Ну, а если для проверки взя-
той свежей культуры, т. е. для контроля, ввести такую
же смертельную дозу курам, не получившим предвари-
тельно ослабленных микробов? Сделав это, он убедился,
что все контрольные куры погибли. И вот Пастер прихо-
дит к важному выводу, что старение ослабило микробов
и ослабленная культура предохранила кур от смерти.
Так был создан иммунитет с помощью первой жи-
вой ослабленной вакцины. Часто пишут о случайности
наблюдений Пастера над микробами куриной холеры.
Конечно, оставляя культуру в лаборатории и уезжая
в отпуск, Пастер не предвидел того, что произойдет с
оставленной культурой, и, конечно, был далек от идеи
аттенуации.
237
Для ослабления сибиреязвенных бацилл потребова-
лась другая методика. На них подействовала повышен-
ная температура культивирования. Обычно для выра-
щивания этих бацилл применяется температура +37° С.
Пастер же использовал температуру 42—43° С, и это
дало замечательные результаты. Сибиреязвенные ба-
циллы оказались надежно укрощенными, не способными
вызывать сибирскую язву. Наоборот, ослабленные ба-
циллы были превращены в предохранительную вак-
цину.
Иным путем Пастеру пришлось идти, создавая вак-
цину против бешенства. Высушивая мозг кроликов,
искусственно зараженных и заболевших бешенством,
Пастер добился ослабления возбудителя бешенства.
Высушивание, следовательно, являлось методом ослаб-
ления возбудителя бешенства, размножившегося в
клетках мозга (цвет. рис. 8). Так была создана знаме-
нитая вакцина, спасающая от неминуемой смерти людей,
укушенных бешеными животными.
С полным правом Пастер мог говорить о том, что
основные принципы найдены и что будущее полно са-
мых радужных надежд. Жизнь подтвердила предска-
зания гениального ученого. Учение Пастера об ослабле-
нии микробов развивалось в разных странах и были со-
зданы новые живые вакцины против различных зараз-
ных болезней.
Больших успехов добились и советские микробиоло-
ги. Творчески развивая идеи Пастера, советские уче-
ные создали ряд замечательных живых вакцин и
среди них — против чумы (Н. Н. Жуков-Вережников,
М. П. Покровская, Е. И. Коробкова и др.), туляремии
(Н. А. Гайский, Б. Я. Эльберт, М. М. Файбич), бруцел-
леза (П. Ф. Здродовский, П. А. Вершилова, X. С. Котля-
рова), новую вакцину против сибирской язвы (Н.Н. Гинс-
бург), против гриппа (А. А. Смородинцев, В. М. Жда-
нов, М. И. Соколов, В. Д. Соловьев), сухую вакцину
против оспы (М. А. Морозов).
Ну, а как быть, если ослабить болезнетворных мик-
робов не удается и нельзя поэтому приготовить живую
ослабленную вакцину? В этих случаях пользуются
убитыми микробами, но это вынужденная необходи-
мость, так как живые более эффективны, нежели
убитые.
238
Казалось бы, убить микробов не такое уж трудное
дело, но не такое и простое. Убить микробов легко
высокой температурой, химическими веществами или
лучевой энергией. Но убить надо так, чтобы сохранить
у микробов способность вызывать иммунитет, и это
самое главное. Важно также, чтобы убитые микробы не
оказались ядовитыми для организма. И поэтому не надо
думать, что это легкий путь. Созданные убитые вакци-
ны против брюшного тифа, холеры, коклюша и других
инфекций получили применение на практике.
Как ни проста была идея приготовления убитых
вакцин, но даже она не всегда оказывалась легкой для
осуществления. Казалось бы, чего проще — вырастить
микробов и тем или иным способом убить их, вот уби-
тая вакцина и готова. Ну, а если эти культуры получить
нельзя? Если возбудители некоторых болезней на ис-
кусственных питательных средах не растут, как быть
в этих случаях? Так, в действительности, было с вакци-
ной против сыпного тифа. Не имея возможности поль-
зоваться чистыми культурами микробов и вирусов, уче-
ные добились возможности пользоваться органами зара-
женных животных с размножившимися в них микробами.
С успехом были использованы легкие зараженных сыпно-
тифозными риккетсиями мышей для приготовления уби-
той вакцины против сыпного тифа
Органы зараженных животных так или иначе об-
рабатывались, а микробы в них умерщвлялись или
ослаблялись. В результате получались и получаются
вакцины из органов зараженных животных.
* * *
Вакцины вводятся в организм разными путями. Од-
ни наносятся на кожу — в небольшие поверхностные
царапинки (насечки): так делают прививки против
оспы и туляремии; другие — подкожно, третьи — вну-
тривенно, четвертые—через рот. И все же насечки на
коже и уколы были и остаются основными способами
введения вакцин. А нельзя ли добиться иных, более
приятных методов? О том, как в этом направлении ра-
ботает мысль ученых, и пойдет наш рассказ.
1 В настоящее время получена живая вакцина.
239
НЕОБЫЧНЫЙ КИНОСЕАНС, ИЛИ ИММУНИТЕТ БЕЗ УКОЛОВ
Из зрительного зала одного из кинотеатров доно-
сился смех. Детвора веселилась от души, глядя весе-
лую кинокомедию «Как Барбос ходил в гости к Бо-
бику».
Шла ли в действительности эта кинокомедия или
другая, показывался мультипликационный или иной
фильм, но дети были очень довольны. Во-первых, они ве-
село провели время, а во-вторых, им в это время незамет-
но сделали... прививки. Да, прививки, но без иглы и шпри-
ца, без боли и переживаний. Во время сеанса их
иммунизировали через дыхательные пути. Пока дети
смотрели картину, в воздух помещения подавалась вак-
цина против дифтерии и других инфекций. Что это —
фантазия или действительность, вымысел или научный
факт? Это не вымысел, а иммунизация, имеющая уже
прочные научные основы и хорошо изученная в экспе-
рименте.
Будет ли иммунизация через дыхательные пути про-
водиться в зрительном зале кинотеатра или в комнате,
в специально оборудованных кабинетах в поликлини-
ках или школах,— это деталь. Будет ли распыляться
в воздухе вакцина в виде порошка или аэрозолей —
мельчайших капелек жидкости — это тоже техническая
деталь. Важны принципы, важна возможность создания
иммунитета путем вдыхания вакцины. А это уже область
не научной фантастики, а ингаляционный 1 метод вак-
цинации, который тщательно разработан учеными и
имеет большое будущее.
♦ * *
Знаете ли вы, что поверхность слизистой оболочки
дыхательных путей у человека равняется примерно от
6 до 12 тысяч см2? Знаете ли вы, что через эту огромную
поверхность могут всасываться в кровь различные ле-
карственные вещества?
В отношении лекарств и ядов это было установлено
давно. А нельзя ли вводить по такому же пути вакцины?
Будет ли этот способ безвредным для организма и,
1 Ингаляция — от латинского слова «ингаляре», т. е. вдыхать.
240
наконец, можно ли таким путем вызвать невосприимчи-
вость к заразным болезням?
Зачем делать уколы? Ведь прививки против ряда
инфекций делаются много раз. Вряд ли это доставляет
большое удовольствие детям, да, пожалуй, и взрослым.
Нельзя ли обойтись без уколов, либо резко ограничить
их количество, а взамен этого, без ущерба для резуль-
татов, избрать более легкий и, пожалуй, более гуманный
способ введения вакцин — с помощью ингаляций? Ока-
залось — можно.
Давно уже известно, что'дифтерия, корь, грипп, скар-
латина, туберкулез и другие так называемые капель-
ные инфекции возникают тогда, когда в дыхательные
пути человека попадают микробы — возбудители этих
болезней. Свое название — воздушно-капельные инфек-
ции— они получили не случайно. Из дыхательных пу-
тей больного при кашле или чихании с капельками
слизи или слюны микробы попадают в воздух, а отсю-
да в дыхательные пути здорового человека. Одни из
микробов остаются в зеве, другие проникают в легкие,
третьи проникают в кровь. Все это лишь иллюстрации
тех естественных путей, через которые микробы прони-
кают в организм и могут вызвать заболевания. Но из
этого учеными был сделан другой важный вывод. Раз
существует такой естественный путь заражения, то не
будет ли этот путь естественным и для иммунизации?
Ответы на эти вопросы могл-и дать эксперименты на
животных, и опыты не заставили себя ждать. Они ста-
вились на белых мышах, крысах, кроликах, морских
свинках и обезьянах. Исследования проводились в
СССР и в ряде зарубежных стран.
Изучались разные вакцины из микробов и анаток-
сины, отдельные препараты и в различных комбинаци-
ях, жидкие и сухие. Огромную работу у нас в стране
провели ученые — энтузиасты этого дела Николай
Иванович Александров и Нина Ефимовна Гефен с со-
трудниками.
Большие и разнообразные задачи поставили перед
собою ученые. Прежде всего — изучить и решить, в
каком состоянии вакцины будут лучше иммунизировать:
в виде мельчайших капелек или сухих распыленных
частиц. Они установили, что сухие вакцины отвечают
многим требованиям иммунологии. А какой режим
241
сушки наиболее эффективен и какие стабилизирующие
вещества надо избрать, чтобы лучше высушивать и со-
хранять вакцины? И вот изучаются сахароза, лактоза,
сыворотка, молоко, пептон и многие другие вещества.
Важно было, чтобы превращение в сухое, пылевидное
состояние не снижало качества вакцин.
Для изготовления сухих пылевых вакцин ученые из-
брали всемирно известные и проверенные жизнью жи-
вые вакцины против сибирской язвы, чумы, бруцеллеза,
туляремии. Какому же испытанию подвергался метод
иммунизации через дыхательные пути, чтобы выдер-
жать столь суровый экзамен?
Иммунитет должен быть таким же полноценным,
который получается при подкожной, внутрикожной и
накожной вакцинациях, столь широко и успешно при-
менявшихся на практике. Кроме живых вакцин, надо
было изучить и такие важные анатоксины, как дифте-
рийный, столбнячный, ботулинический.
Перед исследователями стояли задачи — добиться,
чтобы частички сухих пылевидных вакцин были опреде-
ленной величины, чтобы препараты были стойкими при
хранении и не изменяли своих свойств при распылении.
Важно было, чтобы при вдыхании вакцины не вызыва-
ли никаких неприятных ощущений, чтобы частички
распыленных препаратов задерживались в дыхатель-
ных путях человека. Много еще этих «чтобы» стояло
перед исследователями, прежде чем метод иммунизации
через дыхательные пути получил путевку в жизнь.
А сколько за всем этим творческого труда, сложных
экспериментов и поисков! Многие годы шли эти по-
иски в лабораторных условиях и в опытах на жи-
вотных.
Получив убедительные результаты в большом по
масштабу эксперименте, Н. И. Александров и Н.Е. Ге-
фен со своими товарищами с успехом изучили метод
иммунизации через дыхательные пути против различ-
ных инфекций и у людей.
КАК И ДЛЯ ЧЕГО ОБЕЗВРЕЖИВАЮТ МИКРОБНЫЕ ЯДЫ
Знаете ли вы, что морскую свинку весом в 250 г
можно убить, если ей ввести 0,0002—0,0004 мл дифте-
рийного токсина?
242
Минимальная смертельная доза столбнячного токси-
на для морской свинки примерно равняется 0,005 мл.
В 1 мл столбнячного токсина может содержаться до...
2 миллионов и даже больше минимальных смертельных
доз для белых мышей. Сильный стафилококковый ток-
син при введении в определенной дозе в вену кролика
вызывает смерть через 1—2 минуты.
Но нет, пожалуй, среди микробных ядов такого,
который по силе своего действия на организм живот-
ных и человека превосходил бы токсин бацилл боту-
лизма. Это самый сильный из известных микробных
ядов.
В 1 мл ботулинического токсина может быть до
3 миллионов минимальных смертельных доз для белых
мышей. Если же такой токсин сконцентрировать и
очистить, то в 1 мл может быть до... 100 миллионов
минимальных смертельных доз. Теперь представим се-
бе, что в 1 мл примерно 20 капель, следовательно, в од-
ной капле будет 5 миллионов смертельных доз. В одной
капле!
Теперь можно себе представить, как быстро может
наступить сильное отравление ботулиническим ядом,
если он поступит с пищей в желудок человека.
В настоящее время получают токсины различных
микробов. Различают экзотоксины и эндотоксины. Экзо-
токсины выделяются наружу из микробной клетки,
эндотоксины остаются связанными с цитоплазмой и
освобождаются после разрушения клетки. К числу
экзотоксинов относятся дифтерийный, столбнячный,
стрептококковый, стафилококковый, ботулинический и
другие токсины. Эндотоксины вырабатываются возбу-
дителями брюшного тифа, паратифов, холеры, чумы,
бруцеллеза, коклюша и других инфекций.
Как ни велики и важны открытия микробиологов в
изучении микробов и их ядов, но еще большее значение
имеют те исключительные достижения, которые позво-
лили использовать микробные яды для лечения и про-
филактики многих заразных болезней. Итак, микробы
против микробов, токсины против токсинов — таков один
из важнейших девизов микробиологов. Как используют-
ся микробы против микробов, мы уже знаем. Познако-
мимся теперь кратко с тем, как и для чего обезврежива-
ют микробные яды.
243
* * *
Микробиологические институты в настоящее время
выпускают много разных биологических препаратов.
Среди них мы найдем дифтерийный токсин и дифтерий-
ный анатоксин. Человеку, не посвященному в тонкости
медицинской науки, покажется, что у них много обще-
го. И в одном и другом абсолютно сходная по цвету
жидкость. И тут и там слово дифтерийный, столбняч-
ный. Да и вторые слова чем-то напоминают друг
друга: токсин, анатоксин. Как будто разница неболь-
шая, но в действительности это как бы разные по-
люсы. Одни несут в себе болезнь и смерть, другие —
предохраняют от дифтерии и столбняка, ибо дифтерий-
ный и столбнячный анатоксины — это обезвреженные
яды. В этом можно убедиться на простом опыте. До-
статочно, например, ввести под кожу морской свинке
0,001 мл дифтерийного токсина, чтобы убить ее; вместе
с тем доза анатоксина в несколько тысяч раз большая
совершенно безвредна. Больше того, свинки, получив-
шие анатоксин, станут нечувствительными к сотням
смертельных доз дифтерийного токсина. Итак, обез-
вреженный дифтерийный токсин создает иммунитет к
дифтерии. Столбнячный анатоксин создает иммунитет
против столбняка. Это замечательное достижение
XX в. создало условия для успешной борьбы с диф-
терией, столбняком, газовой инфекцией, ботулиз-
мом.
Более четверти века после открытия первых токси-
нов шли упорные поиски надежных методов обезврежи-
вания их. Но мало добиться обезвреживания токсинов.
Быть может, это была и не такая уж сложная проблема,
но самое главное заключалось в том, чтобы обезврежен-
ный токсин сохранил свойство вызывать образование
в организме антител—антитоксинов. Не любопытно ли,
что антитоксины в свою очередь обезвреживают токси-
ны, но механизм действия совершенно иной?
В 1923 г. знаменитый микробиолог Густав Рамон
блестяще разрешает вопрос о превращении дифтерий-
ного токсина в безвредный препарат. Обезвреженный
гоксин был назван анатоксином, т. е. нетоксичным. Сле-
дующим важным этапом было получение Рамоном и
Целлером столбнячного анатоксина. Метод Рамона дал
244
возможность впоследствии получить и ряд других ана-
токсинов.
В чем же заключается этот метод? Рамон доказал,
что если прибавить к токсину формалин и поставить его
в термостат с температурой +39°С, +40°С, то под
влиянием формалина и тепла постепенно произойдет
переход токсина в анатоксин. Это будет переход токси-
на в новое качество. Токсин станет безвредным, и это
его новое свойство будет столь стойким, что никакими
способами не удастся вернуть ему его исходной ядовитой
силы. А самое главное — сохраняются те свойства, ко-
торые были присущи токсину,— вызывать образование
антител Это и открыло анатоксину путь в практику для
активной профилактики инфекций и получения профи-
лактических и лечебных сывороток.
Масштабы применения анатоксинов во всем мире
поистине безграничны. Это касается дифтерии, столбня-
ка, ботулизма, стафилококковых заболеваний, газовой
инфекции. А если вспомнить, что возбудителей газовой
инфекции несколько и каждый вырабатывает свой осо-
бый токсин, то перед учеными возникли новые сложные
задачи.
Надо было получить и изучить все эти токсины, пре-
вратить их в анатоксины и, самое главное, так объеди-
нить их, чтобы получить один комплексный препарат.
Какие блага для людей принес этот метод! Во-первых,
не надо делать много уколов, чтобы создать иммунитет
против каждой болезни. Достаточно ввести такой слож-
ный препарат, чтобы организм ответил реакцией имму-
нитета. Опасения ученых, что разные анатоксины будут
мешать друг другу в организме, к счастью, не оправда-
лись. Антитела против разных ядов — антитоксины яв-
ляются мощной защитой организма. Иммунный орга-
низм как бы ощетинивается многими «штыками» против
разных врагов: столбняка, газовой инфекции, ботулизма
и других инфекций.
В настоящее время иммунология обогатилась дости-
жениями большого научного и практического значения.
Советскими исследователями созданы сложные комби-
нированные препараты, содержащие смесь шести и да-
же восьми анатоксинов. С помощью таких комплексных
препаратов успешно получены иммунные сыворотки про-
тив всех этих заболеваний.
245
ИММУННЫЕ СЫВОРОТКИ
Сыворотка — это жидкая часть крови. Иммунные сы-
воротки получаются из крови иммунизированных жи-
вотных.
Только два примера мы приведем сейчас, чтобы по-
казать все значение иммунных сывороток. Ребенок за-
болел дифтерией. Из зева, где дифтерийные бактерии
вызвали поражения, в кровь начал поступать дифтерий-
ный токсин. В тяжелых случаях над жизнью ребенка
нависает угроза. Даже сейчас, когда медицина распола-
гает замечательными антибиотиками и химиотерапевти-
ческими препаратами, без противодифтерийной сыворот-
ки не обойтись. Только антитоксическая сыворотка
может обезвредить дифтерийный яд и предупредить по-
ражение жизненно важных органов. Начавшееся отрав-
ление дифтерийным ядом ликвидировано. Жизнь ребен-
ка спасена.
Второй пример. Столбняк и газовая инфекция —
тяжелейшие раневые заболевания, которые вызываются
особыми бациллами при загрязнении ран землей. Воз-
никают они у раненных на войне или при травмах мир-
ного времени и в прошлом уносили множество че-
ловеческих жизней. В настоящее время при помощи
противостолбнячной и противогангренозных 1 сывороток,
своевременно введенных в организм раненых, надежно
предотвращают столбняк и газовую инфекцию. Для то-
го чтобы оценить это, надо вспомнить, скольким раненым
эти сыворотки спасли жизнь во время Великой Отече-
ственной войны.
ГАММА-ГЛОБУЛИНЫ
Очистка сывороток от балластных, ненужных белков
и концентрация антител резко улучшили качество иммун-
ных сывороток. Новым этапом в дальнейшем улучше-
нии качества их и повышении лечебно-профилактического
значения явилось выделение из иммунных сывороток
белковой фракции гамма-глобулинов, с которыми свя-
заны антитела. Это было большим событием в науке и
практике. Сейчас гамма-глобулины исключительно попу-
лярны.
1 Т. е. против газовой гангрены (синоним газовой инфекции).
246
Вот один из примеров. Что делают врачи если уста-
новлен контакт здорового ребенка с ребенком больным
корью? Немедленно ему вводят противокоревой гамма-
глобулин. Корь большей частью предотвращается, а если
контактировавший ребенок и заболевает, то, как пра-
вило, легкой формой кори. Такая корь ничем не угрожает
ребенку, но иммунитет против кори оставляет на всю
жизнь.
В сыворотке крови людей, переболевших корью, на-
ходятся защитные вещества — антитела против вируса
кори. Вот это и навело ученых на мысль использовать
сыворотку крови людей, в детстве переболевших корью,
для профилактики кори. Тысячи доноров дают для этой
цели свою кровь, из которой получают иммунную проти-
вокоревую сыворотку, а из нее — гамма-глобулин.
Гамма-глобулин получают также из утильной плацен-
тарной крови рожениц. До недавнего времени противо-
коревую сыворотку вводили по 30 мл, а при некоторых
условиях даже увеличивали до 40—60 мл. Это давало
блестящий эффект, но имело известный недостаток —
дозы были довольно большими. Иное дело гамма-глобу-
лин. Он представляет собой определенную белковую
фракцию сыворотки, содержащую антитела против кори.
Все излишнее удалено. Такой концентрированный препа-
рат выпускается в ампулах по 1,5—3 мл, которые соот-
ветствуют 15—30 мл противокоревой сыворотки. При не-
обходимости эта доза повторится. Итак, 3 мл вместо
30 мл, 6 мл вместо 60 мл при полном сохранении про-
филактического эффекта против кори. Вот одно из важ-
ных преимуществ гамма-глобулина.
В настоящее время гамма-глобулин получают для
профилактики или лечения и ряда других заразных
болезней: весенне-летнего энцефалита, коклюша, гриппа,
эпидемического гепатита (болезнь Боткина), полиомие-
лита, скарлатины, столбняка, бешенства. Один лишь
этот перечень убедительно свидетельствует об огромном
'значении гамма-глобулина в борьбе с заразными болез-
нями. Применяются они либо как самостоятельное сред-
ство, либо в комплексе с другими лечебно-профилакти-
ческими препаратами.
В настоящее время гамма-глобулины получают из
иммунной сыворотки лошадей, но еще лучше — сыворот-
ки человеческой крови.
247
О том, как применение гамма-глобулина помогает
спасти жизнь человеку, мы приведем еще один пример.
Он касается замечательного достижения в борьбе с бе-
шенством.
* * *
Хорошо известно, что прививки против бешенства
спасают жизнь людям, укушенным бешеными животны-
ми. Вакцина, созданная Пастером, дает возможность
получить в организме укушенного иммунитет раньше, чем
вирус бешенства проникнет в мозг и вызовет заболева-
ние. Это поистине огромное благодеяние для человече-
ства, ибо бешенство, несмотря на достижения науки,
остается заболеванием роковым. Спасти человека, за-
болевшего бешенством, пока не удается. Вот почему так
важны профилактические меры борьбы с бешенством.
Стремление к поискам новых, все более эффективных
средств борьбы с бешенством не покидало ученых и
после великого открытия Пастера.
Несколько лет назад учеными создан так называемый
антирабический1 гамма-глобулин. С получением этого
препарата предупреждение бешенства стало еще более
успешным. Как ни велико значение пастеровских приви-
вок против бешенства, бывают случаи, когда даже при
помощи такого замечательного средства исключительно
трудно бороться за жизнь укушенного человека. В пер-
вую очередь это касается тяжелых, глубоких и много-
численных укусов бешеными животными в лицо, голову,
шею, кисти рук. В таких случаях скрытый (инкубацион-
ный) период укорачивается, и бешенство может насту-
пить быстрее. Времени для создания иммунитета очень
мало, так как путь для вируса бешенства очень короткий
и он быстро проникает в мозг. На помощь пришел гамма-
глобулин, который оказался исключительно важным
именно в таких тяжелых случаях.
Сочетание пастеровской вакцины и гамма-глобулина
сделало борьбу с бешенством еще более эффективной.
В чем суть его действия и чем он дополняет защитную
роль пастеровской вакцины? Для выяснения этого воп-
1 «Рабиес» по-латыни — бешенство, антирабический — против
бешенства.
248
роса нам придется коснуться в краткой и доступной
форме одного из сложнейших механизмов — выработки
невосприимчивости к бешенству.
Хотя иммунитет к бешенству, несмотря на достижения
науки, изучен недостаточно, все же известны те защит-
ные силы, которые помогают организму в борьбе с по-
павшим в нею вирусом. Когда производятся прививки,
в организм человека вводится вакцина, содержащая ос-
лабленный вирус бешенства. Под влиянием вакцины в
организме вырабатываются антитела, способные губи-
тельно действовать на вирус бешенства. Вся суть в
том, чтобы они выработались в организме как можно
раньше и в достаточном количестве для уничтожения
вируса на пути к мозгу. Проникнув же в мозговые клет-
ки, вирус бешенства становится уже недосягаемым для
антител, он как бы окружен броней, защищающей его
от их действия. Вот это и надо учитывать, чтобы понять,
как важно в случае укуса немедленно обращаться за
помощью и приводить прививки.
Своевременно начатые прививки способствуют ран-
ней выработке антител, которые, встречаясь в организме
с вирусом, уничтожают его. Весь этот механизм защиты
имеет активный характер. Под влиянием такого раздра-
жителя, как ослабленный вирус, организм сам активно
вырабатывает антитела. Поэтому иммунитет, получен-
ный таким образом, назван активным, а поскольку он
создан искусственно ’,— искусственным иммунитетом.
Можно ли вызвать таким путем иммунитет у живот-
ных? Конечно, можно На практике этим пользуются,
например, для предохранения ценных служебных или
породистых собак от бешенства. Их сыворотка, в которой
находятся антитела, будет иммунной. В иммунной сыво-
ротке много антител. Как доказать их действие на вирус
бешенства?
Это делается просто и очень убедительно. Если в
экспериментальных условиях заразить животное и одно-
временно с этим ввести иммунную антирабическую сы-
воротку, то бешенство может не наступить. Если же эту
сыворотку ввести позже, когда наступит заболевание,
т. е. когда вирус уже проник в мозговые клетки, эффекта
не будет — животное погибнет. Этим примером объясня-
1 Т е. путем прививок.
2:э
ется, почему антирабическая сыворотка не может при-
меняться как лечебное средство при возникшем уже бе-
шенстве и имеет лишь профилактическое значение против
бешенства.
Чтобы получить антирабическую сыворотку в боль-
ших количествах, в настоящее время иммунизируют ло-
шадей—многократно и длительно вводят ослабленный
вирус бешенства. В результате в организме лошадей вы-
рабатываются вирулицидные антитела, которые поступа-
ют в кровь. Когда количество их будет достаточно боль-
шим, из вены у лошади берут несколько литров крови,
из которой после свертывания отсасывают сыворотку.
Этим заканчивается цикл усиленной иммунизации лоша-
ди, и в производственных условиях получается иммунная
сыворотка, а из нее гамма-глобулин. Это и есть та часть
белков сыворотки, которая связана с антителами против
вируса бешенства и обеспечивает успех профилактики
против этой болезни.
В СССР получение антирабического гамма-глобули-
на начато в Московском институте вакцин и сывороток
под руководством известного вирусолога профессора
В. Д. Соловьева. Введенные в организм человека, укушен-
ного бешеным животным, антитела немедленно начинают
оказывать свое действие на попавший при укусе вирус
бешенства. Для этого не нужно много времени, так как
антитела вводятся готовые и создается вид иммунитета,
который назван искусственным пассивным, в отличие
от описанного выше искусственного активного. Ведь
организм человека, которому введена сыворотка, полу-
чил его пассивно, так как не затратил усилий на выра-
ботку антител.
Таким образом, мы подошли к важному вопросу о
комбинированной профилактике, когда укушенному
вводится гамма-глобулин, а затем вакцина. За введе-
нием гамма-глобулина немедленно наступает состояние
пассивного иммунитета, и пока оно длится (2—3 неде-
ли), создается искусственный активный иммунитет, но
уже при помощи вакцин. Гамма-глобулин блестяще до-
полняет защитную роль пастеровских прививок.
Как ни велико значение гамма-глобулинов, получае-
мых из сывороток иммунизированных лошадей, все же
действие их вызывает побочные реакции. Появляется
отечность и болезненность в месте введения препарата,
250
может повыситься температура. Человека начинает бес-
покоить зуд, появляется сыпь на коже. Длится такая
реакция от нескольких часов до нескольких дней, но,
как правило, ничем опасным не угрожает. Гамма-глобу-
лины, полученные из человеческой сыворотки, этим по-
бочным действием не обладают, и им, несомненно, при-
надлежит будущее. Применяются они с успехом при
различных инфекционных заболеваниях.
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Наш рассказ о микробах, их роли в природе и жизни
человека подошел к концу, но это далеко не конец.
Сколько увлекательных страниц микробиологии и им-
мунологии еще ждут, чтобы их написали! Популяриза-
тору науки всегда кажется, что он многого не рассказал,
но объять необьятное нельзя.
В нашей книге читатель, как бы поднимаясь по сту-
пеням познания, кратко познакомился с отдельными
страницами истории микробиологии и иммунологии,
их замечательными достижениями. Немного заглянул в
проблемы будущего этих наук, в пути их развития.
Знание истории науки помогает оценить ее достиже-
ния, понять новые задачи. Хорошо об этом сказал ака-
демик В. И. Вернадский: «История науки является ору-
дием достижения нового». А новые горизонты науки
манят, открывая фантастические дали. Как часто дей-
ствительность, рожденная творческой фантазией ученых,
превосходит самые, казалось бы, несбыточные их
мечты!
Наука всегда устремлена в будущее, и нет сомнения,
что многие школьники, сегодня увлеченные наукой, в
будущем станут творцами ее новых прекрасных дости-
жений.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	ВологдинА. Г. Земля и жизнь. М., Изд-во АН СССР, 1963.
2.	Зильбер Л. А. Загадка рака. М., Медгиз, 1960.
3.	К а с с и р с к и й И. А. Искатели новых антимикробных ле-
карств. М., «Медицина», 1966.
4.	Кашкин П. Н. Антибиотики. М., Медгиз, 1961.
5.	Кривисский А. С. Вирусы против микробов. М., Мед-
гиз, 1962.
6.	Петербургский А. В. Как и чем питаются растения.
М., Изд-во «Наука», 1964.
7.	Петрищева П. А. Разгаданная опасность. М., Медгиз,
1960.
8.	Петров Р. В. Иммунология от Пастера до наших дней.
М., Изд-во «Наука», 1968.
9.	Рогозин И. И. Значение предохранительных прививок.
М., Медгиз, 1959.
10.	Рыбаков Н. И. Микробы и космос. М., Изд-во «Знание»,
1962.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Юным натуралистам	..................... 3
В МИРЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
1.	Всюду жизнь.................................  ,	7
Невидимая жизнь в воде ................................. 9
Есть ли невидимки в глубинах морей и океанов? .	.	16
Живые «лаборатории» почвы...............................23
Невидимки воздуха.......................................29
На космической высоте...................................34
Геологическая деятельность микробов ................... 42
2.	Путешествие в страну «Микробию» .	47
По страницам истории микробиологии ..................... —
«Портреты» микроорганизмов .	 67
Загадка XX века — вирусы................................74
Фантастика электронной микроскопии .................... 79
Сложная жизнь в простой клетке .........................83
Экскурсия в микробиологическую лабораторию ...	95
3.	Микробные «чудеса» — без чудес .	.106
Цветные микробы......................... .	.106
Светящиеся микробы...................... .	.108
Душистые микробы .	...	.	.111
Микробы и... электричество ...	.	.	—
Горящая вода .......	.	.112
4.	Антибиотики................... ...	114
Кратко об антибиотиках ...................... ...	—
Кладоискательство? Нет, планомерные поиски ...	121
Микробы — продуценты антибиотиков	в	плену	.	.	.	123
Микробы «защищаются»............................124
Побочные действия антибиотиков ....................... 125
Микробы «привыкают» к антибиотикам .	...	;	127
Новые достижения и новые задачи.................128
Мечта о противораковых антибиотиках.............131
Антибиотики животного происхождения.............134
Антибиотики в животноводстве и сельском	хозяйстве	.	135
5.	Фитонциды.......................................... 137
Открытие фитонцидов .................................... —
Чго можно изучить в школьном	эксперименте?	.	.	.	1-10
Методические указания к постановке опыта	....	141
6.	Бактериофаг — микробов враг..................143
Бактериофаг размножается — значит, он живое существо	150
Бактериофаги обнаруживают микробов..............154
253
«Переоценка ценностей»	156
Бактериофаг помогает космонавтам......................160
7.	Химия в борьбе с микробами	163
(Содружество паук)
Химики и врачи в борьбе с инфекционными болезнями .	—
«Волшебные пули»	.....................168
Химия помогает хирургам...............................172
Новые горизонты..............................  .	176
ОЧЕРКИ ПОПУЛЯРНОЙ ИММУНОЛОГИИ
8.	Популярные рассказы об иммунитете..................179
Микробы — враги человека................................—
Организм человека в борьбе с микробами »	.	.	.	182
Передний край обороны..........................185
Романтическая глава иммунологии................189
Что такое антитела и как они действуют	на	микробов?	205
Новые поучительные примеры.....................210
9.	Когда иммунитет подавляют...................218
Новые проблемы........................................  —
Поиски путей	  226
10.	Достижения иммунологии	233
Вакцины.........................................—
Необычный киносеанс, или иммунитет без	уколов	.	.	240
Как и для чего обезвреживаю! микробные	яды	.	.	.	242
Иммунные сыворотки...........................  .	246
Гамма-глобулины.................................—
Вместо заключения.......................... .	.	251
Рекомендуемая литература .	.	.	.	.	252
Семен Александрович Блинкин
ВТОРЖЕНИЕ В ТАЙНЫ
НЕВИДИМОК
Редактор И. Н. Соловьева
Художник Б. А. Мокин
Художественный редактор В. А. Ежков
Технический редактор И. В. Квасницкая
Корректор Г. Л. Нестерова
Сдано в набор 20/1 1971 г. Подписано к пе-
чати 4/Х 1971 г 84Х108’/з2. Бумага тип. № 2.
Печ. л. 84-вкл. 0,125. Усл. л. 13,44 + вкл. 0,21.
Уч* изд. л. 13.01+ вкл. 0,19. Тираж 72 тыс.
экз. (План 1971 г. БЗ № 38—1971—№ 76).
А 08667. Заказ 605.
Издательство «Просвещение» Комитета
по печати при Совете Министров РСФСР.
Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41.
Полиграфкомбинат им. Я. Коласа
Государственного комитета Совета Мини-
стров БССР по печати
Минск. Красная, 23.
Цена без переплета 36 коп., переплет
10 коп.