Как тихоня может превратиться в монстра

files/uploads/articles/dreamstime19362616split1312788945.jpg

Любовь в микромире

Я уже писала об условно-патогенных микробах. Мы говорили о том, что они могут входить в сообщество нормальной микрофлоры организма. И живут под контролем иммунной системы хозяина и в конкуренции с другими «квартирантами» тихо, не причиняя вреда. А «обнаглевают» - выходят из-под контроля, начинают интенсивно размножаться, оккупируют  территории в организме, на которых их быть не должно – только при снижении сдерживающего контроля. Или иммунная система хозяина ослабла, или равновесие в микробном сообществе на теле «арендодателя» нарушилось  (возник дисбактериоз).

Но бывает, что некоторые представители условно-патогенной микрофлоры начинают вызывать заболевание у здоровых и сильных людей. Причём у тех, у которых иммунная система явно в порядке и дисбактериоза тоже, вроде бы, нет. Более того, не слишком часто, но случаются даже эпидемии, вызванные какими-нибудь условно-патогенными микробами. Как, например, и получилось только что с кишечной палочкой в Западной Европе. В чём же причина? Почему скромняга и тихоня вдруг становится монстром?

Надо сказать, что у условно-патогенной микрофлоры есть одна важная для понимания возникновения подобных эпидемий особенность. Они не настолько избирательно адаптированы к жизни в человеческом организме. У них нет выраженной органоспецифичности. Органоспецифичность - это, когда микробы могут размножаться только в определённых органах, на строго определённых тканях. Поэтому условно-патогенные микробы обычно и не расцветают в организме пышным цветом. Зато их адаптивные возможности более универсальные. Условно-патогенные микробы могут сохраняться и даже размножаться  в почве, воде, продуктах. И не обязательно должны передаваться непосредственно от человека к человеку. А могут попадать в жизнеспособном виде из любого места, где они есть.
Ну, попали? И что? Чтобы вызвать заболевание, они же должны быть достаточно агрессивными – болезнетворными (патогенными).  Т.е. обычный условно-патогенный микроб должен превратиться в патогенный. Поэтому надо разобраться с этим понятием – патогенность.

Болезнетворность (патогенность) - это способность вызвать заболевание.  Это понятие качественное.

Но в медицине употребляется ещё термин вирулентность. Это понятие количественное, означает степень патогенности, насколько патогенный микроб «сильный».

Вирулентность экспериментальными специальными методами даже может быть измерена. А от чего она зависит? От адгезивности (способности микроба прилипать к клетке хозяина), инвазивности (способности внедряться), токсигенности (способности вырабатывать токсичные вещества), антигенной мимикрии (способности маскироваться под своего, что снижает иммунный ответ).

Но это лирическое отступление… На интересует главное: почему у микроба вдруг появляются все эти вредные для нас качества, и он становится не только патогенным, а ещё и с высокой вирулентностью?

Известны несколько путей, превращающих тихоню в монстра.

Во первых, в каких-то пределах фенотип может меняться и без изменения наследственности под влиянием внешних условий. Это называется модификацией.  Кроме того, в наследственном архиве бактерий всегда имеются «дремлющие» гены, которые в обычных для них условиях не работают, а вот при изменении условий, когда речь пойдёт о выживании, или наоборот при очень благоприятных условиях, могут начать работать и вызвать выработку адаптивных ферментов. И эти ферменты могут оказаться для нас, возможных хозяев, очень вредными.

Во-вторых, свойства микроба могут измениться при изменении самого генотипа. Это происходит при мутациях и рекомбинациях.

Мутации - внезапные, скачкообразные изменения наследственности. Мутации заключаются в том, что в записи наследственности  - ДНК - нуклеотиды – отдельные буковки кода меняются местами, удваиваются, утраиваются или выпадают. И меняется смысл текста, в котором записана наследственность.  Мутации происходят всё время под влиянием многих факторов (физических, химических - не наша тема), но многие из них приводят к появлению ущербного микробного потомства – хилых  уродов, которые быстро погибают. Но иногда появляется наоборот более жизнеспособное и агрессивное потомство, которое, имея преимущества в данных конкретных условиях, быстро размножается.  Приношу извинения за то, что пишу давно известные, банальные вещи,  решила всё-таки это напомнить.

Гораздо интереснее рекомбинации. Этот механизм был открыт гораздо позже. Рекомбинации – это передача части генного (наследственного) материала с одного микроба на другой.

Известны три вида рекомбинаций: трансформация, трансдукция и конъюгация.

Трансформация – это поглощение микробом наследственного материала из окружающей среды и встройка в свою ДНК. Вотодна из причин, по которой опасны ГМО. Кусочек ДНК из ГМО теоретически может встроиться в представителя нашей нормальной микрофлоры. Кроме того, ведь микробы тоже не бессмертны. И кусочек ДНК с погибшего микроба одного виде может присвоить себе живой другого вида. И микроб получит новые совойства.

Трансдукция – это, когда перенос наследственного материала с одного микроба на другой идёт с помощью бактериофага. (Бактериофаги – это особые вирусы, паразитирующие на бактериях.)

Конъюгация – это спаривание, перенос наследственного материала с одного микроба на другой при их  близком контакте. Так сказать, нежная любовь в мире микробов с рождением иногда гнусного по характеру потомства. С чертами «папы» - донора и «мамы» - реципиента.  Интересно, что способность к такой «любви» определяется у микробов наличием в некоторых из них, так называемого «полового фактора» или фактора F (fertility –плодовитость).

Но я бы хотела в связи с этой темой немножко коснуться недавней  эпидемии в западной Европе, вызванной обычной условно-патогенной кишечной палочкой.  Целой эпидемии, хотя кишечная палочка по воздуху не летает, почему остановить такую эпидемию, казалось бы, легче. А ведь  было более 10 летальных исходов!
Первое, что было установлено, это то, что все заболевшие перед тем, как заболеть, употребляли свежие овощи. И вот главный редактор научно-популярного журнала, В.Я.Ш., очень интересный и умный, яркий человек,  задала мне в этой связи, как специалисту, вопрос: А не могли ли быть причастны к этой эпидемии ГМО? И мы стали вместе думать. Прямой связи быть не могло. Если бы фрагменты ДНК растений с ГМО встроились в геном палочки в кишечнике какого-то  человека и сделали её патогенной, заболел бы он один. Ну, допустим, при крайней неряшливости  - его ближнее окружение. А тут заболело сразу много человек.  И инфекция явно передавалась  через овощи.

 И тогда я построила приблизительную схему, как гипотетически ГМО могли бы спровоцировать подобную эпидемию.  Допустим, коров кормят дешевым кормом, содержащим ГМО. - В кишечнике вещества корма расщепляются. - Кишечная палочка в кишечнике коровы включает фрагмент ДНК ГМО, отвечающий за устойчивость. – Палочка быстро размножается и выделяется с навозом, хорошо сохраняется в этом навозе. – Навозом, содержащим кишечную палочку, изменившую свои свойства, подкармливают овощи, в данном случае – прорастающую сою.  – Плохо вымытые проростки (а они нежные, хорошо вымыть их трудно) съедает человек.-  Можем в конце цепочки получить эпидемию. (Что касается попадания палочки и сохранения её жизнеспособности  внутри целого неповреждённого проростка,  у меня подобная возможность  вызывает сомнения.  Не знаю.)

Но моё отношение к ГМО с самого начала было однозначно подозрительно-отрицательным…