Эксперт № 20 (2014)
Шрифт:
Инфекции сосуществуют с человеком с момента его появления. Некоторые из них, такие как Helicobacter pylori, вызывающая язву, присущи только нам как виду; другие мы позаимствовали или приручили в ходе своего распространения по Земле. Расширяя ареал своего обитания, увеличивая разнообразие хозяйственной деятельности, человек встречал все новых паразитов. Часть из них «освоила» человечество благодаря специфическим для него способам их передачи: аспирационному (в процессе речи) и парентеральному — за счет развития медицины и роста популярности внутривенных наркотиков.
Человечество пережило четыре волны распространения эпидемий. Первая связана с аграрной эволюцией, произошедшей около 10 тыс. лет назад. Одомашнивание
Вторая волна прошла около 2,5 тыс. лет назад, вместе с ростом городов: высокая плотность населения вкупе с неидеальными санитарными условиями сделали города прекрасными источниками эпидемий, а развитие торговли и войны способствовали распространению инфекций.
Третья волна связана с эпохой великих географических открытий: обмен микрофлорой между жителями разных континентов приводил к неприятным последствиям. Страшные эпидемии экспортированных из Европы инфекций во многом послужили причиной исчезновения империй ацтеков и инков и опустошения американского континента. Особенно преуспели христианские миссионеры: добираясь до самых отдаленных уголков Америки, они несли аборигенам не только Слово Божье, но и оспу, корь, тиф, грипп, холеру и чуму. В ответ европейцы получили сифилис.
Последняя волна эпидемий началась с середины XX века. Демографический взрыв обеспечил инфекции материалом для размножения, а увеличение плотности населения и повышение его мобильности привели к взрывному росту скорости распространения. Теперь патогены могут путешествовать со скоростью авиасообщения.
Качественный состав патогенов во многом зависит от нашей хозяйственной деятельности. Это можно легко проследить на наиболее свежих примерах эпидемий. Причиной пандемического гриппа считают сельскохозяйственное разведение уток и свиней, которое облегчает пересортировку генов птичьих вирусов и вирусов млекопитающих. Аргентинская и боливийская лихорадки появились за счет изменений в сельском хозяйстве, способствующих увеличению числа грызунов. Лихорадку долины Рифт принесло строительство дамб и ирригация. Желтая лихорадка распространяется в новых регионах за счет появления благоприятных условий для москитов — переносчиков возбудителя заболевания. Легионеллез появился с ростом популярности охлаждающих и водопроводных систем. Синдром токсического шока — с ультраабсорбирующими тампонами. А гемолитический уремический синдром — с промышленными пищевыми технологиями.
ВИЧ — «шедевр природы», самый совершенныйубийца человека
Legion-Media
Человечеству угрожает не только рост числа патогенов, но и их качественные изменения. Например, из выявленных недавно инфекций вирус Эбола убивает свыше 90% своих жертв, а прионные болезни и ВИЧ — 100%. При этом патогены наращивают свою вирулентность — способность заражать. Успехи в исследовании наших вечных соседей открывают удивительные примеры их изобретательности и коварства. Они способны не только ускользать от распознавания, но и управлять нашей иммунной системой, использовать ее против нас, входя через нее в организм.
Гонка
Аборигены высокогорных районов Новой Гвинеи издавна страдали болезнью куру — судороги и головные боли сменялись неостановимой дрожью и мучительной смертью. Бедные жертвы и представить себе не могли, что причиной тому их рацион. Только с приходом европейских исследователей удалось выяснить, насколько опасно питаться плохо прожаренными мозгами своих родственников. Культурная традиция местных племен предполагала запекание деликатеса в бамбуковой посуде, что не обеспечивало достаточной температуры для уничтожения инфекционного агента. Впрочем, убить источник инфекции — прионы — было невозможно: они и так неживые.
Прионы — это белковые молекулы, не содержащие нуклеиновых кислот, поэтому отнести их к форме жизни сложно. Однако, попадая в наш организм, они способны размножаться — перестраивать здоровые белки в аналогичные себе, которые, накапливаясь в тканях мозга, вызывают их отмирание. Мозг жертвы медленно превращается в пористую массу, зарастая белковыми бляшками, замещающими нервную ткань. У животных это вызывает различные виды губчатых энцефалопатий, самые известные из которых — коровье бешенство, в 1980-е годы вызвавшее в Великобритании гибель около 200 тыс. голов крупного рогатого скота, и овечья трясучка. У людей прионы помимо болезни куру вызывают целый класс нейродегенеративных заболеваний, от болезни Крейтцфельдта—Якоба до фатальной семейной бессонницы — наследственной болезни, поражающей таламус.
Забавная шутка природы: прионы не чужие нам, это лишь аномальная третичная структура циркадных белков. Их здоровая форма отвечает за суточные ритмы — работу наших внутренних часов. А те же самые белки, по-другому уложенные в пространстве, неспешно превращают наш мозг в губку, отсчитывая время до мучительной смерти. Летальность прионных болезней — 100%. И хотя уже в 2006 году была создана генно-модифицированная корова, не содержащая уязвимых к прионам белков, лекарств для человека нет до сих пор. Их создание крайне затрудняет идентичность химического состава прионов здоровым белкам нашего мозга.
Прионы — яркий пример того, насколько оригинальными могут быть инфекционные агенты. Но и более массовые инфекции не менее изобретательны. Ведь им надо научиться проходить через многоэшелонную оборону нашей иммунной системы. При попадании патогена в организм первой срабатывает система врожденного иммунитета. Начавшееся воспаление обеспечивает приток крови к месту поражения, высвобождающиеся интерфероны угнетают вирусы, система комплемента разрушает бактериальные клетки и привлекает иммунные: лейкоциты, фагоциты, тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные клетки-киллеры. Их задача — захватить, уничтожить и переварить чужаков. Особую роль играют клетки, отвечающие за приобретенный иммунитет: лимфоциты. После перенесенной инфекции они запоминают «в лицо» отъявленные патогены и обеспечивают при повторном инфицировании более быстрый и точный ответ.
Туберкулезная палочка успешно создает формы, устойчивые к лекарствам
Legion-Media
В ответ бактерии учатся маскироваться. Некоторые наловчились закутываться в углеводную капсулу, прячущую их от контакта с рецепторами клеток хозяина. Так, например, действуют бактерии, вызывающие менингит. Другой вариант маскировки — постоянная смена «имиджа». Многим знакомая Neisseria gonorrhoeae, вызывающая гонорею, несет на своей наружной мембране 10 различных антигенов, за которые отвечают независимо переключающиеся гены. Во время заражения хозяина антигены экспрессируются в многочисленных комбинациях, запутывая иммунную систему.