Микробы — враги или помощники?

Вопрос весьма актуальный. Касается он и дисгармонии жизни человека в измененной им же окружающей среде, и доктрины современной гигиены и антимикробной терапии. Medvestnik.com предлагает материал на данную тему.

Может ли оказаться, что достижения науки губят нас, нарушая естественные отношения с микроорганизмами?

Книга Джессики Сакс «Микробы хорошие и плохие», выпущенная в серии «Элементы» издательства Corpus, рассказывает о соседстве человека с бактериями: об истории микробиологии, пользе и вреде антибиотиков, поисках альтернативных препаратов и современных взглядах на наш симбиоз с микробами.

Справедливы ли опасения, что мы сами уничтожаем собственный иммунитет с помощью антисептиков и лекарств? 

Правда ли, что в прежние эпохи люди были здоровее? Стоит ли отказаться от антибиотиков вообще? Для всех, кто интересуется историей науки или хочет с помощью учёных разобраться, так ли необходимо мыть руки перед едой, рассказываем о фактах, которые можно почерпнуть из книги.

ДВУСТОРОННИЕ ОТНОШЕНИЯ ЛЮДЕЙ И МИКРОБОВ

Несмотря на то, что микроорганизмы обитали на планете задолго до того, как гоминиды обзавелись самосознанием, человек заметил крошечных соседей сравнительно поздно. Долгое время наука придерживалась предложенной Гиппократом точки зрения, согласно которой причиной всех болезней становится нарушение баланса между основными жидкостями тела: кровью, слизью и желчью. Поэтому популярным методом лечения было кровопускание, к которому обращались в неясных случаях (то есть, практически всегда). Несколько эпидемий чумы спустя европейские врачи стали говорить о нематериальных переносчиках заболеваний: возможно, толчок к этому дало распространение сифилиса в XVI веке.

Однако доказательств микробной теории не было до тех пор, пока опытная наука не позволила заглянуть в микромир с помощью линз. В XVII столетии Антони ван Левенгук создал микроскоп, с помощью которого смог воочию наблюдать одноклеточных — в воде из пруда, а затем и в собственной слюне. Выяснилось, что человек буквально населён микроорганизмами!

Маленькие «зверюшки» Левенгука долгое время были для научного мира всего лишь любопытным курьёзом.

Идея о том, что заболевания могут иметь инфекционную природу, оставалась маргинальной, а связь между немытыми руками и гнойными нарывами — недоказанной.

В середине XIX века европейские и американские учёные делились на два противоборствующих направления. Гигиенисты не верили в микробов либо полагали их связь с болезнями недоказанной, и считали причиной инфекций «миазмы» от грязи и нечистот. Контагонисты придерживались учения о «контагии» (заражении) — считали, что крошечные болезнетворные споры могут проникнуть в организм при контакте с заражёнными людьми и вещами. Их идейные противники считали контагиозную теорию лженаучной и безумной.

Опыты Роберта Коха и Луи Пастера подтвердили, что бактерии могут вызывать заражение и переноситься по воздуху.

Постепенно эти представления стали проникать в медицинскую практику. Английский хирург Джозеф Листер сумел своим примером убедить врачей в том, что обеззараживание рук и инструментов при операциях повышает выживаемость пациентов. Конец великим инфекционным эпидемиям положило улучшение санитарных условий — в частности, централизованная уборка мусора, строительство канализации и водопровода в крупных городах.

Когда было доказано существование бактерий, по поводу их статуса возникали споры. Луи Пастер выдвинул теорию о том, что некоторые бактерии могут защищать организм от заболеваний, а существа, выращенные в безмикробных условиях, будут нежизнесопособы. Зато Илья Мечников полагал, что «паразиты» только порождают гниение и отравляющую флору. Тем не менее, после экспериментов с «безмикробными животными» выяснилось, что без дополнительных витаминов, аминокислот и «лишних» калорий такие подопытные не выживают, а их иммунная система не развита.

Самое великое открытие в борьбе с болезнетворными бактериями случилось в первой половине XX века. В ходе опытов Александр Флеминг заметил, что плесень убивает культуру золотистого стафилоккока, а во время Второй мировой войны пенициллин уже спасал множество жизней, качественно изменив представление о смертельном и не смертельном ранениях: прежде огромное количество солдат, выживших на поле боя, умирало от гангрены в госпиталях.

Плесень и почвенные бактерии (из них был получен например, грамицидин) дали нам антибиотики, которые мы используем сегодня.

Индустриальная эпоха не была склонна к сантиментам, но с 60-х годов стали набирать популярность экологические идеи, которые предполагали заботу об окружающей среде и понимание того, что человек является её частью. Естественные и гуманитарные науки заговорили об энвайроментализме, а то, что происходит между людьми и бактериями, было окончательно оценено как взаимоотношения, а не война.

МОЖНО ЛИ ЗАБОЛЕТЬ ОТ ЧИСТОТЫ?

Сегодня, несмотря на успехи медицины, исследователи отмечают, что способность людей из развитых стран противостоять заболеваниям падает. Мы часто простужаемся, а многие могут расчихаться от пыльцы растений и шерсти животных — причём аллергическая реакция организма может быть очень сильной и опасной. 

Согласно «гигиенической гипотезе», широкое распространение аутоиммунных болезней, аллергий и воспалительных процессов во внутренних органах во многом стало следствием нашей чрезмерной заботы о санитарии. 

Люди научились создавать антибиотики и увеличивать продолжительность жизни, однако теперь научно-техническое развитие человека опережает естественное. Неприспособленный организм, с детства изолированный от микробов, в некоторых случаях не справляется с внешней бактериальной средой.

УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ

Микробы эволюционируют, приспосабливаясь к ситуации. Исследования, сделанные в 60-х годах, доказали, что бактерии способны к горизонтальной передаче генов, в том числе и между разными видами и родами (например, сальмонеллы, шигеллы и кишечная палочка). Это означает, что ген устойчивости к антибиотикам тоже может мигрировать и распространяться с помощью плазмидов. Причём устойчивость может быть не только к одному антибиотику, но и к ряду других, если несколько генов устойчивости сцепились рядом.

Дошедшие до нас образцы свидетельствуют, что гены устойчивости к антибиотикам чрезвычайно мало встречались у бактерий в начале ХХ века, но чаще встречаются сейчас. Стало быть, бактерии не только «обучаются», но и могут передавать друг другу способности. Возможность обмениваться генами превращает их, как выражается Джессика Сакс, в «огромный сверхорганизм, объединённый фундаментальным стремлением к выживанию». 

От редакции Medvestnik.com. Бесконтрольное использование антибиотиков в сельском хозяйстве, неадекватное применение их в медицине привели к возникновению так называемых супербактерий, в борьбе с которыми бессильны самые мощные существующие лекарственные препараты. Пессимистичный факт: если ранее ученые синтезировали значительное количество различных антибиотиков, то сейчас все реже и реже появляются новые эффективные молекулы.

НУЖНО ЛИ ПАНИКОВАТЬ?

Читая обо всём этом, легко впасть в истерию и склониться в сторону спорных «натуралистических» теорий или антипрививочного движения. Однако научные исследования говорят и о том, что идея «раньше люди были здоровее» имеет множество оговорок и не должна пониматься буквально.

— Что до тех, кто полагает, будто постоянные инфекции — это «естественно», то их ошибка состоит в том, что они рассматривают лишь малый отрезок человеческой истории, последовавший за возникновением цивилизации порядка пяти тысяч лет назад. Порожденная цивилизацией новая практика скученности и постоянных поселений способствовала расцвету микробов, калечащих и убивающих своих хозяев.

Результаты недавних исследований указывают на то, что в среде, где смертельные инфекции по-прежнему редки, естественный отбор поддерживает мягкие или толерантные формы иммунного ответа — потому что они в шестнадцать раз снижают риск выкидыша у женщин.

Дело в том, что растущий эмбрион представляет собой в некотором роде «инородное тело», и для его успешного внутриутробного развития от иммунной системы матери требуется исключительная толерантность. 

При этом жизнь в условиях постоянных инфекций, напротив, создает сильное давление отбора на выживание младенцев, генетически предрасположенных к иммунному ответу большой и грубой силы. Повышенный риск выкидыша оказывается скромной ценой по сравнению с приобретаемой тем самым повышенной вероятностью того, что ребенок вообще достигнет репродуктивного возраста.

В результате пять тысяч лет цивилизации и сопровождавших ее инфекций дали нам «цивилизованную» иммунную систему повышенной агрессивности, врожденной и усиливаемой как слабыми, так и сильными инфекциями.

Грубо говоря, улучшенные санитарные условия, антибиотики и детские прививки частично восстановили утраченное с приходом цивилизации здоровье человечества, многократно сократив бремя воспалений, вызываемых болезнями, которые средний человек переносит за свою жизнь. Но они сделали это, не изменив генетических основ нашей агрессивной иммунной системы. А санитарные условия и антибиотики, кроме того, заодно с болезнетворными, вызывающими воспаления микробами смели и множество других, безвредных и успокаивающих иммунную систему. В результате мы, судя по всему, получили смещение агрессии иммунной системы на «воображаемую угрозу» аллергенов, а иногда и здоровых клеток нашего собственного организма.

БУДУЩЕЕ АНТИБИОТИКОВ

Значительная часть книги Джессики Сакс посвящена последним разработкам в области умной борьбы с вредоносными микроорганизмами. Среди них есть будоражащие и сомнительные, как, например, лечение бактериофагами, в ходе которого с бактериями борются вирусы и антибиотические пептиды на основе кожи лягушек. Обе эти теории были развенчаны, поскольку создавать на их основе препараты неэффективно и небезопасно.

Сравнительно недавно выяснилось, что бактерии обладают «чувством кворума» — с помощью специальных молекул они дают друг другу понять, что где-то намечается сборище. Эта способность ведёт к образованию многовидовых биоплёнок. Возможно, мы могли бы контролировать деятельность бактерий, мешая им общаться. Однако учёные до сих пор сомневаются, насколько безопасным для организма будет нарушение бактериальных сообществ.

— Сегодня многие учёные, вместо того чтобы поощрять эскалацию гонки вооружений, которую мы никогда не сможем выиграть, занимаются разработкой лучших подходов к этой проблеме, в том числе:

• обучая врачей выбирать правильные «снайперские пули» антибиотика, вместо популярных «больших орудий», как правило, убивающих защитных бактерий нашего организма наряду с болезнетворными микробами;

• исследуя новые пути разработки лекарственных средств, направленные на ослабление вредоносного воздействия микробов без выработки у них устойчивости к медикаментам;

• изучая, почему во многих случаях из двух носителей одного и того же болезнетворного микроба лишь один оказывается болен. В эпоху, когда мы можем сравнить геном одного человека с геномом другого, у нас есть принципиальная возможность использовать результаты таких сравнений для разработки методов лечения, оставляющих микроба на месте, но вылечивающих пациента;

• прислушиваясь к задушевным биохимическим беседам между микроорганизмами, населяющими наше тело, и его собственными клетками, чтобы лучше разобраться в том, почему организм, наполненный правильными микробами, оказывается наделенным крепким здоровьем.

Противостояние между бронёй и оружием — базовый принцип, который лежит в основе развития всех вещей и явлений, в том числе, эволюции видов. Наступают холода, и животные, чтобы выжить в суровом климате, отращивают мех или скрываются в океане. Те, кто не приспособлен для выживания, вымирают. У людей главным инструментом адаптации стал разум. Получив с его помощью доступ к «исходному коду», человек может улучшать своё здоровье и изменять природу. 

Мы не желаем смиряться с «естественным» ходом вещей, который предполагает смерть от сепсиса, как это случалось с миллионами наших предков, умерших от одной заражённой царапины.

Однако, возможно, нам нужны не жёсткие антибиотики, а бактериальные влажные салфетки и бактериальная зубная паста? Если каждое из этих средств будет разработано для решения конкретной проблемы с участием дружественных микробов, а не для уничтожения микрофлоры, нам не придётся создавать монстров, которые, пережив травлю, стали сильнее.

В изложении А. Загрядской.