Оганес Бароян - Блики на портрете

На третий день лечения возбудители менингита — менингококки — более чем в две тысячи раз увеличивают свою устойчивость к стрептомицину.

В последние годы появилось много сообщений о микроорганизмах, устойчивых сразу к нескольким антибиотикам. Это серьезная медицинская и биологическая проблема: похоже, что искусственно вызванная человеком эволюция микроорганизмов может свести на нет многие усилия по созданию новых антибиотиков.

Особую стойкость к антибиотикам проявили стафилококки, шаровидные бактерии, скопления которых напоминают гроздья винограда. Они встречаются во всех географических и климатических поясах, везде сопутствуя человеку. Их можно обнаружить на поверхности здоровой кожи, на слизистых оболочках, в дыхательных путях, они плавают с пылинками в нашей комнате. Стафилококки — причина ангин, тяжелых пищевых отравлений. Пожалуй, нет ни одного заболевания воспалительного характера, которое бы не было связано с ними. Понятно, что каждый из нас — носитель этих бактерий. Так вот, сегодня нечувствительны к воздействию традиционных антибиотиков 90 стафилококков из ста. Они, например, образуют фермент, который разрушает пенициллин, делает его неактивным, а иногда и вредным для организма. Фермент этот называется пенициллиназа.

Некоторые микроорганизмы проявляют удивительную устойчивость к препаратам, с которыми никогда не соприкасались. Причиной этому могут быть вирусы. Путешествуя из одной клетки в другую, они порой прихватывают с собой кусочки клеточного ядра и таким образом переносят четкие инструкции о том, как проявлять устойчивость. А иногда одна бактериальная клетка приближается к другой и сама, что называется, из рук в руки, передает готовые блоки генетической информации.

Картина, открывшаяся в микроскопе, незабываема: это таинство общения двух бактериальных клеток.

Свободное плавание. Сближение. Причаливание… Что это? Своеобразный трап-мосток, протянувшийся от одной клетки к другой?

Как будут развиваться события?

Скрученная кольцевая молекула ДНК находится за пределами хромосомы — там, где сосредоточен основной генетический материал. Одетая в специальный футляр, она плавает в плазме бактериальной клетки (отсюда и название — «плазмида»!). Можно предполагать, что когда-то этот маленький отрезок ДНК отбился от родной хромосомы, но не погиб, а сохранил жизнеспособность. Он способен размножаться в клетке и нести сообщения, которые могут очень пригодиться клетке-хозяину. Какие же именно? Например, об устойчивости к лекарственным препаратам. Или способность образовывать яды. Или гены, ответственные за контакт с другими бактериальными клетками.

Плазмиды — это далеко еще не прочитанная и, судя по всему, увлекательнейшая страница молекулярной биологии. Наверно, они не раз удивят нас. Недавно, например, выявились интересные связи между плазмидами бактерий и растениями. Некоторые опухоли растений возникают лишь под воздействием бактерий, которые несут плазмиду, причем плазмида или ее часть непосредственно встраивается в гены опухолевых клеток. Значит, эти мелкие фрагменты ДНК, лежащие вне хромосомы бактерий, могут оказывать влияние и на высшие формы жизни?

Интригующая особенность некоторых плазмид заключается в том, что их поведение удивительным образом напоминает деятельность нуклеиновых кислот некоторых вирусов в бактериальной клетке. Сходство это велико. И многие авторы склонны считать, что плазмиды прямо произошли от вирусов. (Замечу в скобках, что возможность превращать вирусы в плазмиды открыла бы широкие и до конца еще не понятые возможности для управления наследственностью.)

Итак, плазмиды размножаются внутри бактериальной клетки и благодаря прямым контактам широко распространяются среди бактериальной популяции.

Как же осуществляются подобные контакты? Плазмида переходит, проскальзывает по мостику-каналу из одной клетки в другую. Бактерии обмениваются готовыми блоками наследственной информации.

Это не просто стремительный, но и чрезвычайно надежный способ генетической связи: ДНК транспортируется из клетки-«донора» в клетку-«реципиент» по специальному каналу (это тот самый мостик, который проложила одна бактерия навстречу другой). Канал этот защищен от ферментов и других разрушительных влияний. Такой способ оповещения позволяет микроорганизмам быстро и пластично приспосабливаться к изменениям внешней среды.

И это генетическое «донорство» имеет далеко идущие последствия для всего живого.

Скажем, устойчивость к антибиотикам среди микроорганизмов, которые никогда с этими лекарствами и не встречались, разносится как будто на крыльях шквального ветра — со скоростью большей, чем скорость распространения эпидемии среди людей…

Подробные записи об устойчивости к антибиотикам и другим химическим воздействиям — это в полном смысле слова «воспоминание о будущем» — наследственная память о событиях, которые лишь предстоит пережить.

С нарушением экологического баланса между человеком и его микрофлорой связаны еще некоторые события: новые, ранее неизвестные агенты стремятся занять в человеческом организме место изгнанных видов. Подобные «замещения вакантных должностей» в мире микробов путают все карты медиков: нетипичные, стертые формы заболеваний, необычное их течение — все это весьма затрудняет распознавание и лечение инфекционных болезней в новых условиях. В то же время ослабевают собственные средства защиты организма.

Человек живет в мире, населенном мириадами микробов, и его «пропуск» в этот мир — иммунитет. Его тонкие, веками вырабатывавшиеся совершенные механизмы страдают из-за многообразного загрязнения окружающей среды. Иммунная система (и не только человека) достаточно устойчива и надежна в отношении «обычных» для организма вредящих воздействий, однако, как выяснилось, она легко ранима даже сравнительно слабыми, но эволюционно неожиданными факторами. Это объясняется наличием в ее «устройстве» по меньшей мере трех «узких» мест.

Первым являются механизмы тонкого распознавания опасных и безвредных антигенов — чужеродных веществ, проникающих в организм человека или животного. Любые ошибки, допущенные при этом, влекут за собой крайне тяжелые последствия.

Второе слабое звено — тимус. В этом важнейшем органе происходит созревание Т-лимфоцитов, без участия которых некоторые формы иммунных реакций вообще невозможны. Между тем тимус весьма раним при различных эндокринных нарушениях, токсикозах.

Наконец, третье «узкое» место — несоответствие иммунного ответа организма внешнему воздействию. Это в основном является причиной огромного количества аллергических заболеваний во всем мире.