Когда отступает фантастика

Лысогоров Новомир Васильевич

Вот в таких условиях Кохенди выращивал цыплят в течение 15, 20, 33, а в некоторых опытах и 40 дней. Конечно, исследователю хотелось провести эксперименты более длительные, но тут подводила техника. Несмотря на все совершенство, аппарат, сконструированный Кохенди, вскоре становился тесен для цыплят.

Но посмотрим результаты этих опытов. Повторностей было много, и во всех случаях выращенные в безмикробной среде цыплята оказывались по росту и весу то одинаковыми, то чуть выше, то чуть ниже контрольных. Разница была всегда в пределе обычных индивидуальных колебаний. Не отличались «безмикробные цыплята» от контроля и по своему анатомическому и физиологическому развитию.

Вообще из опытов Кохенди совершенно однозначно можно было заключить, что существование позвоночных животных возможно, по крайней мере некоторое время, при полном отсутствии

микробов, причем эти условия не вызывают никаких нарушений в жизни и развитии организма. Однако, как ни доказательны были эти результаты, они все же не свидетельствовали о том, что организм может провести всю свою жизнь и размножаться в асептической среде. Правда, принципиально такая возможность вскоре была установлена французами Делькуром и Гюэно, но для… мушек дрозофил. Эти исследователи, использовав сложную и хитроумную аппаратуру и проработав несколько лет, получили многие тысячи совершенно стерильных насекомых на протяжении более чем 20 поколений. И они с полным правом могли утверждать, «что мухи эти могут развиваться, претерпевать превращения и размножаться в течение многих поколений без всякого участия микробов. Рост их не только совершается быстрее, чем в условиях неасептических контрольных опытов, но и смертность их чрезвычайно сокращается; почти все яйца, откладываемые мухами, дают насекомых, способных к размножению, тогда как при развитии в обыкновенных условиях смертность нередко настолько значительна, что может даже повести к исчезновению целых поколений».

Итак, если теперь распространить выводы, полученные в опытах над насекомыми, на позвоночных, то есть основания думать, что все животные могут жить и развиваться в безмикробных условиях. Да, но можно ли это делать? Мухи есть мухи, и до позвоночных им далеко. Для окончательного суждения нужны были новые, более доказательные эксперименты, а это прежде всего более совершенное их техническое оснащение.

Такую технику удалось создать лишь в середине нашего века. Основную роль здесь сыграли новые пластмассы и пластики, обеспечивающие надежный и удобный противомикробный барьер в камерах различных конструкций. Были разработаны и оригинальные методы стерилизации пищи, вплоть до применения ионизирующей радиации. Создатели безмикробных камер использовали и последние достижения электроники и автоматики, контролирующие и поддерживающие внутри камер стабильные и четко регулируемые условия среды (температура, влажность, газовый состав и т. д.).

Короче, почти все достижения технической мысли нашего века были использованы гнотобиологией. И может быть, действительно справедливо считать эти годы временем рождения гнотобиологии как самостоятельной научной дисциплины, имеющей свои цели и задачи, свой метод исследования, свою терминологию. Сейчас как за рубежом, так и в нашей стране созданы целые колонии безмикробных цыплят, крыс, морских свинок, мышей, мух дрозофил, кроликов. В некоторых колониях животные развивались до семнадцатого поколения. И ряды гнотобионтов (безмикробных животных) все время пополняются. Дошла очередь и до крупных млекопитающих. Сейчас получены безмикробные котята, телята, поросята, ягнята и даже… ослики. Выращиваются и безмикробные обезьяны. Как правило, все гнотобионты-млекопитающие развиваются так же хорошо и ведут себя так же активно, как и обычные животные. Правда, в безмикробных условиях крупные млекопитающие пока не размножаются, но это, как говорится, «вопрос голой техники». Все дело в размерах камер. Вообще же успехи гнотобиологии уже существенны.

И все-таки, по утверждениям американского биолога Т. Д. Лаки, это лишь ранняя фаза развития гнотобиологии как науки. Конец этой фазы младенчества он определяет 1972 годом. Лаки можно верить, так как он сам много сделал для зарождения (точнее — возрождения) гнотобиологии. Понятен и его прогноз столь точной даты, поскольку она совпадает с одним из этапов американской программы освоения космоса, в которой именно на 1972 год запланирована посылка межпланетного корабля. И пожалуй, не будет большой натяжкой, если сказать, что среди множества технических, астронавигационных и прочих проблем, связанных с полетами на другие планеты, проблема видового состава и количества микрофлоры в замкнутом пространстве космического корабля является одной из важнейших.

Будущий полет на Марс продлится более двух лет. А как поведут себя в это время микробы, населяющие кишечник человека? Чем должны питаться космонавты?

Известно, что различные питательные

вещества оказывают большое влияние на состав микрофлоры и взаимодействие между различными видами бактерий — это доказал еще Илья Ильич Мечников. К тому же сейчас установлено, что у человека, изолированного в биологически ограниченной среде, уже через две недели после изоляции наблюдаются сдвиги кишечной флоры, причем в сторону патогенных форм. Кабина космического корабля представляет собой именно такое биологическое ограниченное пространство, полностью изолирующее находящиеся в нем организмы от внешней среды. Это самостоятельный, замкнутый микромир со своей воздушной микрофлорой, которая будет получена на Земле. А какие сдвиги произойдут среди микробов воздуха в космическом корабле во время длительного полета? Ведь среди микробного населения воздуха, кроме безобидных микроорганизмов, есть и болезнетворные. А может быть, состав воздушной микрофлоры должен быть заранее заданным микробиологами, готовящими полет, и строго определенным? А может, проще: сделать воздух вообще стерильным?

Но тогда стерильной должна быть и пища космонавтов и они сами, то есть космонавты, должны стать гнотобионтами. А насколько это возможно? Нельзя же будущего космонавта растить в безмикробной камере с момента рождения до старта космического корабля. Мажет, давать космонавтам антибиотики? Какие?

На все эти вопросы должна ответить гнотобиология. Как они будут решены, мы, наверное, скоро узнаем. Во всяком случае, работы ведутся интенсивно. Предположительно можно сказать, что скорее всего внутри кабины космического корабля будет создан свой мир микробов, строго сбалансированный и контролируемый по видовому составу микрофлоры как самих космонавтов, так и окружающей их замкнутой среды корабля.

Но возможны и иные решения. В общем время покажет. Гнотобиология развивается быстро. Кстати, «космические» проблемы далеко не единственные, которые призвана решить эта наука.

Но сначала несколько слов о терминах. Термин «гнотобиологический» включает в себя и понятия «безмикробный» и те состояния, когда в организме присутствуют отдельные, известные экспериментатору виды микроорганизмов, при отсутствии всех других микробов. Для обозначения второго случая применяется термин «гнотофор». В гнотобиологии получены различные категории гнотофоров в зависимости от количества микробных видов, имеющихся в их организме. Наиболее простая система — «дибиотическая», когда один вид микроорганизмов находится в одном организме. Два вида микробов в организме обозначаются как трибиотическая система и так далее.

Изучение этих систем имеет очень большое значение для решения многих проблем как чисто микробиологических, так и общебиологических и медицинских. Помните проблему естественного и насильственного антагонизма микробов? А как недруги относятся друг к другу, попав внутрь организма? Или, наоборот, синергизм (содружество) микробов. Он проявляется во взаимном усилении воздействия на организм одного микроба другим. Известно много инфекционных заболеваний, вызываемых именно такими «дружескими» ассоциациями микроорганизмов. А как эти ассоциации складываются? В каких условиях и какой вид играет ведущую роль? Или, может, они равноправны и бороться надо сразу со всеми?

Четкие ответы на эти вопросы можно получить, лишь изучив трибиотическую систему (если речь идет о двух видах микробов). Исследование же дибиотических систем позволяет глубже понять механизмы иммунитета, так как здесь «в чистом виде» определены отношения высшего организма и заранее данного (а главное, единственного) вида микроорганизмов.

Используются гнотобиологические животные и в вирусологических исследованиях, при изучении вирусной природы рака и других вирусных заболеваний. В общем гнотобиотические животные — прекрасная, если не сказать, идеальная модель для решения самых разнообразных проблем медицинской микробиологии, модель, значение которой трудно переоценить. Ведь таким путем исследователи получают в руки еще один инструмент, позволяющий проникнуть в тайны мира микробов, и, что самое главное, именно микробов болезнетворных. А ведь узнать во всех деталях, как эти микроорганизмы взаимодействуют друг с другом и организмом высшим, — это значит получить ключ к созданию новых, более действенных способов борьбы с ними.