Дирк Бокмюль - Тайная жизнь домашних микробов: все о бактериях, грибках и вирусах

Так я всегда и делал, пока не прочитал исследование коллег-микробиологов из Техаса, которые еще в 1970-е годы проанализировали, что при этом происходит (к сожалению, я на их статью наткнулся намного позднее). Авторы провели такой эксперимент: они целенаправленно посеяли (так это корректно сказать по-научному) в унитаз бактерии и вирусы в заданных количествах, а затем нажимали на спуск и проверяли, куда микроорганизмы разносились после слива. И что вы думаете? Тех микробов, которые только что сидели в унитазе, можно было потом найти в туалетной комнате повсюду: на раковине, на дверной ручке, на полу и на стенах. Коллеги прикинули, что при одном только штатном использовании унитаза с последующим спуском в воздух попадало от 1000 до 10 000 микробов, потому что от смыва унитаза образуется порядочное количество капелек. Так чему нас это учит? В туалетах в придорожных закусочных и на бензозаправках, если воду надо спустить «до того», то крышку унитаза лучше закрывать.

Переживший очистку унитаза микроб не обязательно будет размножаться, но может затаиться и ждать следующего шанса инфицировать вас.

Хоть выше я вам объяснял, что фекальные микробы не очень хорошо себя чувствуют в унитазе, и все же: некоторые возбудители болезней могут довольно долго выживать на фарфоровых поверхностях, поэтому следует учитывать, особенно в случае желудочно-кишечных инфекций, что эта братия может распространиться на другие места санузла. Впрочем, «выживать» еще не значит «размножаться», эти понятия часто смешивают. Мы уже достаточно говорили о том, что нужно микробу для размножения: пища, влага и так далее. На кафеле ванной комнаты условия, как правило, не те, чтоб бактериальные клетки там размножались. Грибки, возможно, иное дело, а вирусы уж точно нет, поскольку им для размножения нужна хозяйская клетка. Но, снова попав в наш организм, бактерия или вирус, возможно, еще выживут и нанесут вред.

По поводу пребывания возбудителей болезней на поверхностях есть еще одно интересное исследование группы британских ученых, обследовавших туалетные комнаты в семьях, в которых незадолго до этого была инфекция сальмонеллеза. Хорошая новость: кажется, на сухих поверхностях сальмонеллы долго не выживают, по крайней мере ученые не смогли обнаружить их на дверных ручках, сиденьях унитаза и на кнопках слива в туалетах тех квартир, за которыми наблюдали. С другими бактериями дело может обстоять несколько иначе, но для фекальных микробов это абсолютно типично. Однако есть одно место, где по прошествии четырех недель после того, как диарейное заболевание отступило, в четырех из шести наблюдавшихся жилищ можно было найти сальмонелл – это биопленки в унитазе.

Здесь нам представится хорошая возможность подробнее поговорить о биопленках. Само понятие мы уже коротко обсудили, но поскольку биопленки встречаются практически всюду, где мы сталкиваемся с микроорганизмами, то имеет смысл познакомиться с ними поближе. Биопленки образуются на поверхностях, периодически омываемых водой. И происходит это так: сначала на поверхность попадает одиночная клетка какой-либо бактерии и обосновывается на ней. Если клетке место понравится (а мы снова делаем вид, будто бактерии – существа мыслящие, что, естественно, не соответствует действительности), то бактерия там закрепится и начнет делиться. Пока ничего особенного, ну, а сейчас – гвоздь программы! Итак, следующий шаг «проявления» пленки: бактериальные клетки начинают вести себя не как клетки-одиночки, а в некотором роде как многоклеточный организм. В ходе созревания новообразованная колония начинает строить вокруг себя защитную оболочку из слизи, то есть нечто вроде городской стены, которой микробные клетки защищают себя от внешней среды. И действительно – бактерии в биопленке более устойчивы к высыханию, ультрафиолетовому излучению и даже к антимикробным субстанциям. При этом сама крепость, которую выстраивают себе микробы, настолько устойчива, что поломать ее можно, только если упорно скоблить, и то, как правило, до конца она не разрушается, а выжившие обитатели крепости начинают строить себе новые стены.

В стенах этой крепости – настоящий город, дающий приют не одному роду жителей: там проживает пестрый народец, включающий разные группы, которые даже задачи выполняют разные. Хотя распределение обязанностей там существует не в том масштабе, как в «настоящем» организме, где у клеток и органов есть специализация, но все же в бактериальной крепости, как и в нашем с вами мире, есть особи, которые любят пребывать в темном «полусвете» (то есть на бедных кислородом участках поближе к поверхности, на которой построен город), в то время как другие, степенные члены микробиологического сообщества города Биопленка-Сити, предпочитают места поближе к свежему воздуху (то есть на богатых кислородом участках повыше).

Разделение обязанностей преимущественно состоит в том, что одни виды бактерий переваривают определенные вещества, а другие виды бактерий утилизируют продукты обмена веществ особей этого первого вида. При этом внутри биопленки возникают прямо-таки настоящие дороги и каналы для транспортировки сырья и товаров. В какой-то момент в таком окруженном стеной городе становится, естественно, тесно, и тогда некоторые жаждущие приключений особи отправляются на поиски нового счастья где-нибудь в другом месте. Бактериальные клетки высвобождаются из матрицы слизи и могут искать себе новое место поселения. Графически это можно представить примерно так:

Вы, наверное, уже поняли, что бактерии способны на большее, чем могло бы показаться, а тут еще возникает вопрос, как управляется весь этот процесс. Ведь, например, строительство городской стены должно начинаться только тогда, когда соберется достаточно граждан, поскольку – и здесь опять прослеживается печальная мысль, что мы, люди, не далеко еще ушли от бактерий, – после привыкания к новому окружению, договоренности с соседями и возведения стены в город по возможности больше никого пускать не следует. Так что ответ на вопрос про управление вполне себе человечен и почти невероятен: бактерии между собой разговаривают! Не стоит припадать ухом к унитазу, вы ничего не услышите, потому что бактерии общаются, естественно, не акустическими сигналами, а химическими нейромедиаторами. Болтовня между микробами называется Quorum Sensing («чувство кворума»). Латинским словом quorum в политологии называют количество голосов, необходимое для имеющего силу законного выбора или согласования. Бактерии на самом деле выжидают, когда соберется достаточное количество единомышленников, прежде чем начать окружать себя стеной (я имею в виду, естественно, формирование слизистой матрицы).