К 1608 году научились использовать сочетания линз для увеличения отдаленных объектов и появился телескоп. Не потребовалось значительных изменений для того, чтобы использовать линзы для увеличения мелких объектов. Итальянский физиолог Марчелло Мальпиги (1628–1694) первым использовал микроскоп и докладывал о своих наблюдениях в 50-е годы XVII века.
Голландский мастер-оптик Антон ван Левенгук (1632–1723) тщательно отшлифовал маленькие, но отличные линзы, и они дали ему такое хорошее увеличение мелких предметов, которого еще не добивался никто в мире. В 1677 году он поместил воду из канавы в фокус одной Из своих маленьких линз и обнаружил живые организмы, слишком маленькие, чтобы видеть их невооруженным глазом, но каждый столь же живой, как кит, слон или человек. Это были одноклеточные животные, которых мы теперь называем «протозоа» – простейшие.
В 1683 году Левенгук открыл структуры еще мельче, чем простейшие. Они были на пределе видимости даже при его самых лучших линзах, но по рисункам, изображающим то, что он видел, ясно, что он открыл бактерии, самые мелкие клеточные живые существа.
Чтобы сделать больше, чем Левенгук, надо было иметь намного более сильные микроскопы, а их совершенствовали медленно. Следующим был датский биолог Отто Фридрих Мюллер (1730–1784), который написал о бактериях в книге, опубликованной посмертно в 1786 году.
Оглядываясь назад, кажется, можно было бы догадаться, что бактерии – это и есть переносчики инфекции Фракасторо, но не было доказательств, да и наблюдения Мюллера были еще настолько сомнительными, что даже не привели к общему мнению, что бактерии существуют или что они живые, если существуют.
Английский оптик Джозеф Джаксон Листер (1786–1869) сконструировал в 1830 году ахроматический микроскоп. До того времени применяемые линзы преломляли свет в радугу, так что мелкие объекты обрамлялись цветом и их нельзя было видеть четко. Листер скомбинировал линзы из различных видов стекла таким образом, что убрал цвета.
При отсутствии цветов мелкие объекты были видны более четко, и в 60-е годы XIX века немецкий ботаник Фердинанд Юлиус Кон (1828–1898) увидел и впервые по-настоящему убедительно описал бактерии.
Только с работы Кона берет начало наука бактериология, и всем стало ясно, что бактерии существуют.
Тем временем некоторые врачи, даже без всяких ссылок на существование агентов Фракасторо, разрабатывали новые методы борьбы с инфекциями.
Венгерский терапевт Игнац Филипп Земмельвейс (1818–1865) уверял, что родильная горячка, которая погубила так много женщин при родах, распространяется самими врачами, поскольку они часто прямо после вскрытия трупов направлялись к женщинам, мучающимся в родах. Он боролся за то, чтобы врачи мыли руки перед посещением рожениц, и, когда ему удалось добиться соблюдения этого правила в 1847 году, число случаев родильной горячки резко снизилось. Однако оскорбленные доктора, гордые своей профессиональной грязью, взбунтовались, и им снова позволили работать грязными руками. Число случаев родильной горячки снова поднялось с той же быстротой, как и упало ранее, но это не беспокоило докторов.
Решающий перелом наступил благодаря трудам французского химика Луи Пастера (1822–1895). Он был химиком, но свою деятельность все больше и больше посвящал работе с микроскопами и микроорганизмами. В 1865 году он занялся исследованием заболевания шелковичного червя, которое губило шелковую промышленность Франции. Используя свой микроскоп, он обнаружил мелких паразитов, которые прямо кишели на шелковичных червях и на листьях тутового дерева, которыми они питались. Решение Пастера было радикальным, но рациональным: все пораженные черви и пораженные листья должны быть уничтожены. Новые плантации должны быть населены здоровыми червями, и заболевание исчезнет. Его совету последовали, и шелковая промышленность Франции была спасена.
Это заставило Пастера проявить интерес к инфекционным заболеваниям. Ему казалось, что если болезнь шелковичных червей была вызвана микроскопическими паразитами, то и другие заболевания могут вызываться ими. Так родилась «микробная теория». Невидимыми агентами Фракасторо были микроорганизмы, часто бактерии, которых ясно увидел Кон.
Теперь появилась возможность сознательно атаковать заболевания, используя достижения, введенные в медицину еще за полвека до этого. В 1798 году английский врач Эдвард Дженнер (1749–1823) доказал, что люди, привитые ослабленной болезнью коровьей оспы, или вакциной (по-латыни «вакка» – корова), приобретали иммунитет не только к самой коровьей оспе, но также и к связанной с ней оспе, такой заразной и опасной болезни. Метод «вакцинации» по существу положил конец распространению опустошительной оспы.
К сожалению, не было установлено, чтобы другие заболевания существовали в таких удобных парах с болезнью мягкой, но предоставляющей иммунитет от своей серьезной напарницы. Тем не менее с понятием о микробной теории методику можно было дополнить еще одним способом.
Пастер определил микробы, связанные с определенными болезнями, затем ослабил эти микробы путем нагревания или другими способами и использовал ослабленных микробов для прививки. Болезнь протекала в очень мягкой форме и вырабатывался иммунитет. Первые такие прививки были опробованы на сибирской язве, смертоносном заболевании, которое уничтожало стада домашних животных.
Аналогичная работа, и даже более успешно, была проделана немецким бактериологом Робертом Кохом (1843–1910). Им были также разработаны антитоксины, вещества, нейтрализующие бактериальные яды.
Тем временем английский хирург Джозеф Листер (1827–1912), сын изобретателя ахроматического микроскопа, довел до конца работу Земмельвейса. Как только он узнал об исследованиях Пастера, у него в оправдание появилось убедительное логическое обоснование, и он начал настаивать, чтобы до операции хирурги мыли руки в растворе химикатов, убивающих бактерий. С 1867 года практика «антисептической хирургии» быстро распространилась по миру.
Микробная теория также ускорила утверждение таких рациональных превентивных мер личной гигиены, как мытье рук, купание, тщательное удаление отходов, поддержание чистоты пищи и воды. Лидерами в пропаганде этих основ были немецкие ученые Макс Йозеф Петтенкофер (1818–1901) и Рудольф Вирхов (1821–1902). Сами они не принимали микробной теории болезней, но поскольку другие ее приняли, их рекомендации вскоре были широко распространены.
Вдобавок было установлено, что такие заболевания, как желтая лихорадка и малярия, переносятся комарами и москитами, сыпной тиф – вшами, лихорадку в Скалистых горах переносят клещи, бубонную чуму – блохи и так далее. Меры, принимаемые против этих переносящих микробы организмов, помогали снизить заболеваемость. Участниками подобных открытий были американцы Уолтер Рид (1851–1902), Говард Тейлор Риккетс (1871–1910) и француз Шарль-Жан Николь (1866–1936).
Немецкий бактериолог Поль Эрлих (1854–1915) был пионером в использовании специальных химикатов, которые убивают определенные бактерии, не убивая человека, в котором они существовали. Его наиболее важное открытие сделано в 1910 году, когда он нашел соединение мышьяка, которое активно действовало против бактерии, вызывающей заболевание сифилисом.
Это направление в работе достигло кульминации с открытием антибактериального эффекта сульфаниламидов и связанных с ними соединений и антибиотиков. Начало разработке сульфаниламидных препаратов (В их число входят такие широко известные, как стрептоцид, сульфидин, сульфазол, норсульфазол, сульфадимезин, дисульфан и другие) положил в 1935 году труд немецкого биохимика Герхарда Домагка (1895–1964), а разработке антибиотиков – труд американского микробиолога французского происхождения Рене Жюля Дюбо (р. 1901), опубликованный в 1939 году. В 1955 году, благодаря вакцине, созданной американским микробиологом Джонасом Эдвардом Сальком (р. 1914), была одержана победа над полиомиелитом.
И все же победа не полная. Правда, свирепствовавшая когда-то оспа, по-видимому, полностью изжита. Насколько нам известно, не зарегистрировано ни одного случая. Однако существуют такие инфекционные заболевания, как ряд обнаруженных в Африке, которые очень заразны, неизлечимы и дают практически 100 процентную смертность. Строгие гигиенические меры позволили заняться изучением этих болезней без опасности заразиться, и несомненно будут выработаны эффективные контрмеры.
Новая болезнь
Может показаться, что поскольку наша цивилизация продолжает существовать и наша медицина твердо стоит на ногах, нам уже не угрожает опасность, что инфекционное заболевание породит катастрофу или хотя бы нечто похожее на «черную смерть» или «испанку». Однако и известные заболевания таят в себе потенциальную возможность возникновения в новых формах.
Человеческое тело (и тела всех живых организмов) имеет естественные защитные силы против вторжения чужеродных организмов. В кровеносной системе вырабатываются антитела, которые нейтрализуют токсины или даже сами микроорганизмы. Белые кровяные тельца физически атакуют бактерии (Уже после публикации этой книги было обнаружено новое страшное заболевание, радикальных средств борьбы с ним пока еще не найдено – это СПИД или синдром приобретенного иммунодефицита. Как следует из названия, оно состоит в том, что организм человека лишается защиты от вторжения чужеродных тел. Исход смертелен, и смерть может наступить от любой другой болезни, которая обычно не ведет к такому исходу).
Эволюционные процессы в общем ведут борьбу на равных. Организмы, которые более эффективны в самозащите от микробов, имеют тенденцию выживать и передавать свою эффективность по наследству. Однако микроорганизмы намного меньше насекомых и намного более плодовиты. И хотя отдельные микроорганизмы по сути совершенно не имеют значения, они эволюционируют гораздо быстрее.
Возьмем несчетное количество микроорганизмов какого-либо определенного вида, которые непрерывно множатся путем деления клеток, при этом, постоянно происходит огромное количество мутаций. Такие мутации способны сделать определенную болезнь намного более заразной и смертельной. К тому же мутация может существенно изменить химическую природу микроорганизмов, так что антитела вырабатываемые организмом, принявшим инфекцию, уже больше не действуют. Результатом является неожиданная стремительная атака – эпидемия. «Черная смерть» была без сомнения принесена мутантным видом микроорганизма, вызвавшего ее.
Все же в конечном счете люди, которые наиболее восприимчивы, умирают, а относительно устойчивые – выживают, так что сила заболевания снижается. Является ли в таком случае победа человека над болезнетворными микробами перманентной? Не могут ли возникнуть новые мутантные виды бактерий? Могут, и возникают. Каждые несколько лет возникает, чтобы докучать нам, новый вирус гриппа. Однако можно произвести вакцину против подобного нового вируса, как только он появился. Так, например, когда в 1976 году зарегистрировали единственный случай «свиного гриппа», была произведена массовая вакцинация. Оказалось, что она была не нужна, но она показала, что можно делать.
Конечно, эволюция работает также и в другом направлении. Бесконтрольное применение антибиотиков ведет к истреблению наиболее успешно действующих микроорганизмов, в то время как относительно устойчивые могут ускользнуть. Они размножаются, и возникает устойчивая разновидность, с которой антибиотики уже не могут справиться. Таким образом мы, возможно, создаем новые заболевания, так сказать, своими действиями в борьбе со старыми. Тут, однако, можно попытаться применять большие дозы старых антибиотиков или использовать новые.
Может показаться, что мы в состоянии по крайней мере сдерживать свои собственные заболевания, а это означает, что мы намного ушли вперед, если посмотреть на ситуацию, какой она была двести лет назад. И все же не способно ли какое-нибудь заболевание неожиданно поразить людей таким неизвестным способом и настолько смертоносно, что у нас не будет никакой защиты и мы будем стерты с лица Земли? И в особенности, не может ли нас поразить «чума из космоса», как это описывает Майкл Крайтон в романе-бестселлере «Бацилла с Андромеды» (The Andromeda Strain)?
Предусмотрительные работники НАСА учитывают это. Они осторожны и стерилизуют предметы, которые посылают на другие планеты, чтобы свести до минимума шанс распространения земных микроорганизмов на чужой почве и таким образом не затруднить возможное изучение местных микроорганизмов на той или иной планете. Они также помещали астронавтов после возвращения с Луны в карантин до тех пор пока не удостоверялись, что их не поразила никакая лунная инфекция (Подобные меры с самого начала предусмотрены всей мировой космонавтикой).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
Голландский мастер-оптик Антон ван Левенгук (1632–1723) тщательно отшлифовал маленькие, но отличные линзы, и они дали ему такое хорошее увеличение мелких предметов, которого еще не добивался никто в мире. В 1677 году он поместил воду из канавы в фокус одной Из своих маленьких линз и обнаружил живые организмы, слишком маленькие, чтобы видеть их невооруженным глазом, но каждый столь же живой, как кит, слон или человек. Это были одноклеточные животные, которых мы теперь называем «протозоа» – простейшие.
В 1683 году Левенгук открыл структуры еще мельче, чем простейшие. Они были на пределе видимости даже при его самых лучших линзах, но по рисункам, изображающим то, что он видел, ясно, что он открыл бактерии, самые мелкие клеточные живые существа.
Чтобы сделать больше, чем Левенгук, надо было иметь намного более сильные микроскопы, а их совершенствовали медленно. Следующим был датский биолог Отто Фридрих Мюллер (1730–1784), который написал о бактериях в книге, опубликованной посмертно в 1786 году.
Оглядываясь назад, кажется, можно было бы догадаться, что бактерии – это и есть переносчики инфекции Фракасторо, но не было доказательств, да и наблюдения Мюллера были еще настолько сомнительными, что даже не привели к общему мнению, что бактерии существуют или что они живые, если существуют.
Английский оптик Джозеф Джаксон Листер (1786–1869) сконструировал в 1830 году ахроматический микроскоп. До того времени применяемые линзы преломляли свет в радугу, так что мелкие объекты обрамлялись цветом и их нельзя было видеть четко. Листер скомбинировал линзы из различных видов стекла таким образом, что убрал цвета.
При отсутствии цветов мелкие объекты были видны более четко, и в 60-е годы XIX века немецкий ботаник Фердинанд Юлиус Кон (1828–1898) увидел и впервые по-настоящему убедительно описал бактерии.
Только с работы Кона берет начало наука бактериология, и всем стало ясно, что бактерии существуют.
Тем временем некоторые врачи, даже без всяких ссылок на существование агентов Фракасторо, разрабатывали новые методы борьбы с инфекциями.
Венгерский терапевт Игнац Филипп Земмельвейс (1818–1865) уверял, что родильная горячка, которая погубила так много женщин при родах, распространяется самими врачами, поскольку они часто прямо после вскрытия трупов направлялись к женщинам, мучающимся в родах. Он боролся за то, чтобы врачи мыли руки перед посещением рожениц, и, когда ему удалось добиться соблюдения этого правила в 1847 году, число случаев родильной горячки резко снизилось. Однако оскорбленные доктора, гордые своей профессиональной грязью, взбунтовались, и им снова позволили работать грязными руками. Число случаев родильной горячки снова поднялось с той же быстротой, как и упало ранее, но это не беспокоило докторов.
Решающий перелом наступил благодаря трудам французского химика Луи Пастера (1822–1895). Он был химиком, но свою деятельность все больше и больше посвящал работе с микроскопами и микроорганизмами. В 1865 году он занялся исследованием заболевания шелковичного червя, которое губило шелковую промышленность Франции. Используя свой микроскоп, он обнаружил мелких паразитов, которые прямо кишели на шелковичных червях и на листьях тутового дерева, которыми они питались. Решение Пастера было радикальным, но рациональным: все пораженные черви и пораженные листья должны быть уничтожены. Новые плантации должны быть населены здоровыми червями, и заболевание исчезнет. Его совету последовали, и шелковая промышленность Франции была спасена.
Это заставило Пастера проявить интерес к инфекционным заболеваниям. Ему казалось, что если болезнь шелковичных червей была вызвана микроскопическими паразитами, то и другие заболевания могут вызываться ими. Так родилась «микробная теория». Невидимыми агентами Фракасторо были микроорганизмы, часто бактерии, которых ясно увидел Кон.
Теперь появилась возможность сознательно атаковать заболевания, используя достижения, введенные в медицину еще за полвека до этого. В 1798 году английский врач Эдвард Дженнер (1749–1823) доказал, что люди, привитые ослабленной болезнью коровьей оспы, или вакциной (по-латыни «вакка» – корова), приобретали иммунитет не только к самой коровьей оспе, но также и к связанной с ней оспе, такой заразной и опасной болезни. Метод «вакцинации» по существу положил конец распространению опустошительной оспы.
К сожалению, не было установлено, чтобы другие заболевания существовали в таких удобных парах с болезнью мягкой, но предоставляющей иммунитет от своей серьезной напарницы. Тем не менее с понятием о микробной теории методику можно было дополнить еще одним способом.
Пастер определил микробы, связанные с определенными болезнями, затем ослабил эти микробы путем нагревания или другими способами и использовал ослабленных микробов для прививки. Болезнь протекала в очень мягкой форме и вырабатывался иммунитет. Первые такие прививки были опробованы на сибирской язве, смертоносном заболевании, которое уничтожало стада домашних животных.
Аналогичная работа, и даже более успешно, была проделана немецким бактериологом Робертом Кохом (1843–1910). Им были также разработаны антитоксины, вещества, нейтрализующие бактериальные яды.
Тем временем английский хирург Джозеф Листер (1827–1912), сын изобретателя ахроматического микроскопа, довел до конца работу Земмельвейса. Как только он узнал об исследованиях Пастера, у него в оправдание появилось убедительное логическое обоснование, и он начал настаивать, чтобы до операции хирурги мыли руки в растворе химикатов, убивающих бактерий. С 1867 года практика «антисептической хирургии» быстро распространилась по миру.
Микробная теория также ускорила утверждение таких рациональных превентивных мер личной гигиены, как мытье рук, купание, тщательное удаление отходов, поддержание чистоты пищи и воды. Лидерами в пропаганде этих основ были немецкие ученые Макс Йозеф Петтенкофер (1818–1901) и Рудольф Вирхов (1821–1902). Сами они не принимали микробной теории болезней, но поскольку другие ее приняли, их рекомендации вскоре были широко распространены.
Вдобавок было установлено, что такие заболевания, как желтая лихорадка и малярия, переносятся комарами и москитами, сыпной тиф – вшами, лихорадку в Скалистых горах переносят клещи, бубонную чуму – блохи и так далее. Меры, принимаемые против этих переносящих микробы организмов, помогали снизить заболеваемость. Участниками подобных открытий были американцы Уолтер Рид (1851–1902), Говард Тейлор Риккетс (1871–1910) и француз Шарль-Жан Николь (1866–1936).
Немецкий бактериолог Поль Эрлих (1854–1915) был пионером в использовании специальных химикатов, которые убивают определенные бактерии, не убивая человека, в котором они существовали. Его наиболее важное открытие сделано в 1910 году, когда он нашел соединение мышьяка, которое активно действовало против бактерии, вызывающей заболевание сифилисом.
Это направление в работе достигло кульминации с открытием антибактериального эффекта сульфаниламидов и связанных с ними соединений и антибиотиков. Начало разработке сульфаниламидных препаратов (В их число входят такие широко известные, как стрептоцид, сульфидин, сульфазол, норсульфазол, сульфадимезин, дисульфан и другие) положил в 1935 году труд немецкого биохимика Герхарда Домагка (1895–1964), а разработке антибиотиков – труд американского микробиолога французского происхождения Рене Жюля Дюбо (р. 1901), опубликованный в 1939 году. В 1955 году, благодаря вакцине, созданной американским микробиологом Джонасом Эдвардом Сальком (р. 1914), была одержана победа над полиомиелитом.
И все же победа не полная. Правда, свирепствовавшая когда-то оспа, по-видимому, полностью изжита. Насколько нам известно, не зарегистрировано ни одного случая. Однако существуют такие инфекционные заболевания, как ряд обнаруженных в Африке, которые очень заразны, неизлечимы и дают практически 100 процентную смертность. Строгие гигиенические меры позволили заняться изучением этих болезней без опасности заразиться, и несомненно будут выработаны эффективные контрмеры.
Новая болезнь
Может показаться, что поскольку наша цивилизация продолжает существовать и наша медицина твердо стоит на ногах, нам уже не угрожает опасность, что инфекционное заболевание породит катастрофу или хотя бы нечто похожее на «черную смерть» или «испанку». Однако и известные заболевания таят в себе потенциальную возможность возникновения в новых формах.
Человеческое тело (и тела всех живых организмов) имеет естественные защитные силы против вторжения чужеродных организмов. В кровеносной системе вырабатываются антитела, которые нейтрализуют токсины или даже сами микроорганизмы. Белые кровяные тельца физически атакуют бактерии (Уже после публикации этой книги было обнаружено новое страшное заболевание, радикальных средств борьбы с ним пока еще не найдено – это СПИД или синдром приобретенного иммунодефицита. Как следует из названия, оно состоит в том, что организм человека лишается защиты от вторжения чужеродных тел. Исход смертелен, и смерть может наступить от любой другой болезни, которая обычно не ведет к такому исходу).
Эволюционные процессы в общем ведут борьбу на равных. Организмы, которые более эффективны в самозащите от микробов, имеют тенденцию выживать и передавать свою эффективность по наследству. Однако микроорганизмы намного меньше насекомых и намного более плодовиты. И хотя отдельные микроорганизмы по сути совершенно не имеют значения, они эволюционируют гораздо быстрее.
Возьмем несчетное количество микроорганизмов какого-либо определенного вида, которые непрерывно множатся путем деления клеток, при этом, постоянно происходит огромное количество мутаций. Такие мутации способны сделать определенную болезнь намного более заразной и смертельной. К тому же мутация может существенно изменить химическую природу микроорганизмов, так что антитела вырабатываемые организмом, принявшим инфекцию, уже больше не действуют. Результатом является неожиданная стремительная атака – эпидемия. «Черная смерть» была без сомнения принесена мутантным видом микроорганизма, вызвавшего ее.
Все же в конечном счете люди, которые наиболее восприимчивы, умирают, а относительно устойчивые – выживают, так что сила заболевания снижается. Является ли в таком случае победа человека над болезнетворными микробами перманентной? Не могут ли возникнуть новые мутантные виды бактерий? Могут, и возникают. Каждые несколько лет возникает, чтобы докучать нам, новый вирус гриппа. Однако можно произвести вакцину против подобного нового вируса, как только он появился. Так, например, когда в 1976 году зарегистрировали единственный случай «свиного гриппа», была произведена массовая вакцинация. Оказалось, что она была не нужна, но она показала, что можно делать.
Конечно, эволюция работает также и в другом направлении. Бесконтрольное применение антибиотиков ведет к истреблению наиболее успешно действующих микроорганизмов, в то время как относительно устойчивые могут ускользнуть. Они размножаются, и возникает устойчивая разновидность, с которой антибиотики уже не могут справиться. Таким образом мы, возможно, создаем новые заболевания, так сказать, своими действиями в борьбе со старыми. Тут, однако, можно попытаться применять большие дозы старых антибиотиков или использовать новые.
Может показаться, что мы в состоянии по крайней мере сдерживать свои собственные заболевания, а это означает, что мы намного ушли вперед, если посмотреть на ситуацию, какой она была двести лет назад. И все же не способно ли какое-нибудь заболевание неожиданно поразить людей таким неизвестным способом и настолько смертоносно, что у нас не будет никакой защиты и мы будем стерты с лица Земли? И в особенности, не может ли нас поразить «чума из космоса», как это описывает Майкл Крайтон в романе-бестселлере «Бацилла с Андромеды» (The Andromeda Strain)?
Предусмотрительные работники НАСА учитывают это. Они осторожны и стерилизуют предметы, которые посылают на другие планеты, чтобы свести до минимума шанс распространения земных микроорганизмов на чужой почве и таким образом не затруднить возможное изучение местных микроорганизмов на той или иной планете. Они также помещали астронавтов после возвращения с Луны в карантин до тех пор пока не удостоверялись, что их не поразила никакая лунная инфекция (Подобные меры с самого начала предусмотрены всей мировой космонавтикой).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67