Бесы микромира

На пороге жизни

Богом созданная природа разумно распорядилась, последовательно сотворяя обитателей планеты Земля. Теория происхождения жизни и ее эволюционного развития основана на известных допущениях, основные из которых следующие: 1. Живое произошло от неживого, то есть имело место «самозаражение» — биогенез. 2. Самозарождение произошло лишь однажды. 3. Вирусы, бактерии, растения и животные родственны друг другу. 4. Metazoa (многоклеточные) произошли от Protozoa (простейших). 5. Разные типы беспозвоночных связаны родством. 6. Позвоночные произошли от беспозвоночных. 7. Внутри подтипа позвоночных птицы и млекопитающие произошли от рептилий, рептилии — от амфибий, а амфибии — от рыб.

Развитие жизни на Земле складывалось из нескольких этапов. Подобно тому, как макроорганизмы были разделены на животных и растений, так и микроорганизмы подразделяются на две группы: простейшие растения, к которым относятся бактерии, водоросли, низшие грибы; простейшие животные, которые разделены на 4 класса: саркодовые (амебы), ресничные (инфузория-туфелька), споровики (исключительно паразиты, к которым относится паразит мозга токсоплазма), а также жгутиковые, совмещающие в себе как растительные (эвглена зеленая), так и животные признаки (трихомонада). Запомним именно последнего представителя рода простейших, так как ему в основном мы обязаны появлением на свет этой книги и названием «Иду по следу убийцы».

Но все по порядку. Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел. Возникла жизнь еще в бескислородной атмосфере. В те далекие времена наша планета была окутана парами воды и углекислого газа — кислород существовал только в составе химических соединений. Сильная радиация от формирующихся минералов и пыль извергающихся вулканов дополняли безжизненную картину. «Органические» соединения создавались неорганическим (абиогенным) путем, потому что не было кислорода и не было кислородно-озонового экрана, поглощающего самые коротковолновые ультрафиолетовые лучи солнца, несущие очень большую энергию.

Известны 3 стадии возникновения живых организмов: образование абиогенных соединений — полимеризация, то есть построение больших молекул из более мелких — биогенез. Тупанс показал, что в бескислородных условиях количество энергии, требующейся для неорганического синтеза небольших «органических» молекул, на несколько порядков меньше, чем в присутствии кислорода. Неорганический синтез «органических» молекул происходит под влиянием коротковолнового ультрафиолетового излучения солнца. Но образовавшиеся сложные молекулы нуждались в защите от радиации. Таким образом, лучи солнца, создавшие «строительный материал» для молекул жизни, были смертельно опасны для самой жизни.

Микробы - организмы-пионеры, они первыми осваивали среду и создавали условия для существования других форм живого. И сегодня они составляют 3/4 биомассы всех современных живых существ. Другая их важная черта — огромное разнообразие их процессов обмена в отличие от поразительного однообразия этих процессов у растений и животных. Высшие организмы, отказавшись от многих возможностных способов метаболизма, используют сравнительно небольшой набор реакций, «выжимая» из него максимальную пользу. Микроорганизмы же используют всевозможные пути переноса энергии. Поэтому у них труднее провести грань между аэробным и анаэробным обменом, между автотрофным (свойственным растениям) и гетеротрофным (присущим животным) способом питания, чем у высших животных.

Микроорганизмы классифицируются по типам энергии и пищи, используемых в метаболизме: фототрофные (фотосинтезирующие), которые используют лучистую энергию, и хемотрофные, использующие энергию тепловых окислительно-восстановительных реакций. Обе группы далее делятся в зависимости от используемых доноров энергии: литотрофные (используют неорганические источники электронов) и органотрофные (используют органические доноры энергии). Древнейшая жизнь была, видимо, хемоорганотрофной и хемолитотрофной — в качестве доноров электронов использовались «органические» молекулы, образовавшиеся за счет неорганического фотосинтеза. Ведь в условиях первичной бескислородной атмосферы жизнь укрывалась от прямого солнечного света. Поэтому на на заре своего развития она была сильно ограничена в выборе среды обитания. И могла сохраняться только под защитой толстого слоя воды, или в капиллярах между частицами почвы, или в естественных пещерах. Но и в этих укрытиях она была аэробной, так как воздух проникает всюду.

Процесс органического фотосинтеза не является кислородным. Чтобы он действовал, нужны лишь атмосферный СО₂ — углекислый газ и молекулы хлорофилла или подобных ему соединений, способных разлагать СО₂ и высвобождать кислород. Таким образом, первичные микроорганизмы стали накапливать в атмосфере кислород. Это были одноклеточные организмы, живущие без кислорода, но способные к гликолизу. И лишь когда в атмосфере появился свободный кислород — а произошло это около 800 млн. лет назад, — почти внезапно началось бурное развитие жизни и образовались царства растений и животных. Родоначальником многоклеточности считаются первичные жгутиконосцы (фитофлагеллата).

Но не все жгутиконосцы стали многоклеточными. Часть из них сохранились как одноклеточные организмы и в процессе эволюции так совершенствовали возможности клетки, что это позволило им просуществовать сотни миллионов лет и благополучно дожить до нашего времени. Среди них — вольвокс, который обычно ведет колониальный способ существования. Но порой от колонии отделяется самостоятельная особь — «бродяжка», которая уплывает и дает начало новым колониям. Или — одножгутиковая эвглена зеленая, которая в конце лета покрывает зеленым ковром пруды и водоемы. На свету она, как одноклеточное растение, питается с помощью фотосинтеза. Но когда во время эксперимента ученые ее помещали в темноту, эвглена становилась хищником и поедала бактерии. Более того, этот свободноживущий жгутиконосец способен отбрасывать жгутик, то есть переходить в амебовидную стадию существования.

Другая часть жгутиконосцев в поисках жизненного пространства перешла на паразитизм в организмы многоклеточных. Этот факт не всегда признавался учеными. До XVII века считалось, что паразиты возникают в теле хозяина посредством самозарождения. По мере развития наук стала все больше выясняться общность паразитов (как животных организмов) и свободно живущих животных. Лейкарт отмечал, что паразиты являются паразитами в отношении более крупных и сильных организмов, а в отношении равных себе и слабейших они ведут себя как настоящие хищники.

Академик Павловский в 1935 г. так определил паразитизм: «Паразиты используют организм хозяина не только как источник питания, но и как место своего постоянного или временного обитания». Спустя 11 лет ученый развил эту мысль: «Паразиты питаются соками тела, тканями или переваренной пищей своих хозяев, причем такой паразитический образ жизни является специфическим видовым признаком данного паразита, многократно (в противоположность хищникам) пользующегося для питания своим хозяином».

Известный биолог профессор Догель внес большой вклад в развитие паразитологии. Он считал, что для изучения явления паразитизма необходим исторический подход: «Под всей совокупностью путей, ведущих к паразитизму, лежит одна общая база: тенденция наилучшего и более полного и экономного использования пространства и пищевых ресурсов окружающей природы со стороны бесчисленного множества живых существ, ее населяющих, борьба за пространство и борьба за пищу». Касаясь пространственного отношения паразитов и хозяина, ученый отмечал: «Подобно тому, как любой биотоп суши или моря может быть населен живыми существами, так и каждая живая ткань и каждый орган животного могут служить местом обитания для паразитов... Паразиты имеют потенцию к перемене своей локализации в теле хозяина, в том числе к переходу паразитов к паразитированию в крови. Так можно трактовать переход некоторых кишечных жгутиконосцев через стенку кишки в кровь хозяина».

Общим правилом для внутренних паразитов является отсутствие пигментации, беловатый или слегка желтоватый цвет тела. Отсутствие пигментации есть следствие нахождения паразита в темноте, аналогичная картина наблюдается у многих пещерных или под земных животных. Но когда паразиты все же так или иначе окрашены, цвет их зависит не от пигментации покровов, как это бывает большей частью у форм, живущих на свету, а от окраски, например, гемоглобином за счет фагоцитированных эритроцитов или пигмента меланина.

В жизни паразитов решительно все функции подчинены функции размножения, что далеко не так резко выражено у свободноживущих организмов. Крайнее увеличение плодовитости главным образом обусловливается двумя моментами: усиленным питанием паразитов, осуществляемым без всяких перебоев и перерывов, непрерывно действующим естественным отбором наиболее плодовитых особей.

Внутренние паразиты, приспособившись к существованию в организмах человека и животных, выше простейших и гельминтов (червей) не пошли. Напротив, свободноживущие в своем эволюционном развитии пошли значительно дальше. Первыми были многочисленные микроорганизмы, способные только на рефлекторные реакции, затем многоклеточные, нацеленные инстинктами, и, наконец, человек, которого природа одарила интеллектом. В процессе яростной борьбы за жизнь одни виды растений и животных гибли, им на смену приходили другие. Не последнюю роль в этой борьбе играли не пожелавшие усложняться одноклеточные — потомки первичных жгутиконосцев, в том числе и те, что перешли на паразитизм. Наибольший интерес среди последних для человека представляет жгутиконосец трихомонада (флагеллата).

Отряд жгутиконосцев многочислен. Сейчас ученые насчитывают их до 8 тысяч видов. Одни жгутиковые являются обитателями моря, другие живут в пресной воде или в верхних слоях почвы. Это небезопасно для людей, так как многие одноклеточные легко переходят на паразитизм.

В начале века анализы воды Невы и Москвы-реки в черте города показали, что по своим физическим свойствам и составу она больше походила на настой нечистот, чем на питьевую воду. В ней было много азотистых соединений, а содержание растворенного кислорода составляло всего 4-5 миллиграммов на литр. Были там и тифозные бациллы, которых активно поглощали жгутиконосцы. В то же время при исследовании водопроводной воды города Мюнхена было обнаружено до 130 жгутиконосцев на один литр. Известный ученый Шаттенфро утверждал, что появление простейших является признаком антисанитарного состояния источников, так как чистые воды, собираемые в хорошо устроенные водоемкости, обычно свободны от одноклеточных. В тропиках Кюнстлер видел трихомонаду в водовместилищах с гнилой водой. А советские ученые обнаруживали жгутиконосцев в нафталанской нефти, хранилищах для питьевой воды и смывах курортных ванн, минеральная вода которых содержит до 3% хлоридов и не более 0, 4% сульфатов.

Простейшие могут служить тестом и для гербици­дов. Обитая в сточных пресных и соленых водах, иле, почве, разлагающихся растительных и животных остатках, они регулируют такие микробиологические процессы, как фиксация азота, аммония, нитритов. В почве жгутиконосцы и амебы обитают в верхнем 16-20-сантиметровом слое. Немало жгутиконосцев обнаружено в очистных сооружениях. И когда здесь их максимальная численность составляет 3-4 тысячи экземпляров в одном миллилитре, то это в 3-10 раз больше, чем их численность в канализационных стоках. При пересыхании мелких водоемов жгутиконосцы переходят в плотные округлые формы — цисты. Это позволяет им сохранить жизнеспособность. С ветром они попадают в воздух в количестве до двух цист, на один кубометр воздуха и, естественно, могут заглатываться человеком. Но наибольшее количество цист обнаружено на паласах, находящихся на полу кибиток и юрт и загрязняемых землей, заносимой на ногах. Для перехода в активное состояние простейшим требуется жидкая или пропитанная влагой окружающая среда. Они ее находят, поселившись в кишечном тракте, крови и тканях различных животных и человека. Инфицирование людей происходит не только путем заглатывания цистоподобных трихомонад. но и через переносчиков — кровососущих насекомых, а также при прямых и опосредованных контактах с человеком и животными.

Полость кишечного тракта — продолжение внешней среды внутрь тела организма. Содержимое этих полостей напоминает иногда некоторые водоемы: обилие бактерий, растительных остатков, анаэробные условия, напоминающие некоторые илы, колебание кислотности в разных участках кишечника и постоянное движение питательных масс в одном направлении в результате перистальтики кишечника. Кровяное русло, сыворотка которого богата холестерином, необходимым для самооплодотворения бесполых микроорганизмов, также привлекает паразитов.

Известный биолог Ю. Полянский отмечал, что паразитизм у простейших ведет к прогрессивной их эволюции. Это проявляется в выработке признаков, напоминающих многоклеточность, например образование колоний. Колонии жгутиконосцев могут иметь сложное строение и рассматриваются как переходные формы от одноклеточных к многоклеточным живот­ным. Колонии образуются в результате незавершенного деления, когда клетки остаются связанными друг с другом. Колония пресноводного жгутиконосца вольвокса может содержать до 20 тысяч особей и обладает некоторой полярной дифференцировкой, как и клетки наших тканей. Колония образует как бы один организм более высокого многоклеточного порядка. А колонии морских жгутиконосцев радиолярий представляют собой общее студенистое вещество, в котором находятся десятки клеток.

Все описанные свойства своих свободноживущих родственников сохранили жгутиконосцы, перешедшие на паразитизм, например трихомонады. Создаваемые ими колонии в организме человека, подобные тем, что образуют вольвоксы и радиолярии, онкологи, не выяснив природу их возникновения, соответственно назвали солидными и асцитными опухолями. Но между ними есть существенная разница. У свободноживущих жгутиконосцев колонии малочисленны — не более нескольких десятков тысяч особей в жгутиковой форме существования. А колонии — опухоли из трихомонад ввиду их бесконечного размножения могут содержать не один миллиард микроорганизмов, которые обычно находятся в безжгутиковых стадиях существования — цисто-подобной или амебовидной.

Для колоний жгутиконосцев известны три способа размножения: деление целой колонии надвое; выселение из состава колонии отдельных ее особей и закладка ими новых колоний; формирование маленькой колонии под клеточной оболочкой простейшего. Все они присущи и паразитам. Трихомонаде все равно, где образовывать свои колонии, лишь бы были благоприятные условия для размножения: в тканях, органах или кровеносных сосудах.

Взаимоотношение человека и паразита при паразитарных болезнях рассматривается преимущественно с точки зрения иммунитета. Но вся сложность многообразных взаимоотношений одноклеточных паразитов и человека связана не только с представлениями об иммунитете, а и с эволюционным развитием простейших и их хозяев. В процессе эволюции происходило приспособление свободноживущих микроорганизмов к паразитизму, но при этом они сохраняли те свойства, которые были им присущи ранее

Например, изучение биологами свободноживущих в воде жгутиконосцев с целью борьбы с биокоррозией показало динамику роста простейших по сезонам: в мае-июне они были угнетены, и в зимние месяцы процесс обрастания корпуса судна шел медленнее, зато максимальная активность размножения наблюдалась в июле-августе. Не потому ли у онко- и кардиологических больных также наблюдается сезонность обострения болезней, она приходится на весну и начало осени?

Не будем спешить с ответом. Он еще впереди. Жгутиконосец трихомонада — паразит в полном смысле этого слова. Она имеет три цикла развития: жгутиковый, амебовидный, цистоподобный и множество переходных форм. Последнее объясняется тем, что трихомонада — бесполый паразит, и при каждом делении возникает новый организм и клетка, особь и вид. В этом причина ее неузнаваемости и большого разнообразия колоний-новообразований: до двухсот дифференцированных и тысячи недифференцированных опухолей. Трихомонада считается паразитом полостей: — ротовой, кишечной и уровагинальной. Но с помощью разрыхляющего ткани фермента гиалуронидазы трихомонады могут внедряться в органы и проникать через стенки сосудов в кровь и лимфу. Находясь одновременно в разных стадиях существования, паразиты имеют и разную антигенность. Более того, они способны слущивать дезориентирующие антигены, а также выделять на своей поверхности антигены, идентичные антигенам тканей человека.

Все это дезориентирует иммунную систему и ослабляет атаки на паразита, что делает трихомонад неуязвимыми.

Паразит может успешно развиваться только в том организме, где имеется определенный комплекс условий, необходимых для его проникновения, развития и размножения. По всем этим показателям человек — идеальный хозяин для трихомонады. Инфицирование трихомонадой происходит обычно через рот, прямую кишку, половые органы, и уже здесь она получает все необходимые для ее развития и размножения вещества. Ведь основным источником энергии паразитов является гликолиз, то есть бескислородное расщепление углеводов, что, кстати, является также отличительной чертой опухолевых клеток от нормальных. И трихомонада находит питательный материал для себя во рту в виде Сахаров и растительного крахмала и в вагине женщин в виде гликогена — животного крахмала. Ей нужны холестерин, стероиды и гормоны для самооплодотворения и роста — ими богаты жирная пища, сыворотка крови и половые железы человека. Ловко уклоняясь от защитных сия организма и проникая в глубь его, трихомонады опустошают своего хозяина, усваивая жизненно важные для него вещества и отравляя ядовитыми веществами обмена и разрушительными ферментами.

Разные циклы развития, массовое размножение, локализация и активация паразитов в определенных частях организма хозяина в течение суток находятся в строгом соответствии с суточным ритмом хозяина, Кроме того, трихомонады, инвазирующие человека, могут обладать различной вирулентностью и патогенностыо. Вирулентность — это способность заражать, преодолевая защитные силы организма, и размножаться, колонизируя своего хозяина. А патогенность — это потенциал способности вызывать заболевание, то есть оказывать вредное действие и перестраивать человеческий организм так, как требуется для существования и размножения паразита.

Присущая трихомонаде способность образовывать покоящуюся цистоподобную стадию облегчает ей возможность переживать неблагоприятные периоды существования и упрощает возможность передачи инфекции от человека человеку. А быстрый темп размножения простейшего является еще одним залогом жизнестойкости, так как паразиты особенно нуждаются в усиленном размножении для сохранения вида. Этому же способствует бесполое размножение

Жизнь, как известно, не только способ существования белковых тел, но и борьба противоположностей. В природе она выражается противостоянием между хищниками и их жертвами, между паразитами и их хозяевами. И если в первом случае обычно побеждает хищник, то во втором — нередко паразит. Наиболее ярким примером является антагонизм: человек -трихомонада. Удручающая статистика последних лет показывает, что человек проигрывает в этой схватке: смертность преобладает над рождаемостью. Каким образом удается простейшим победить человека — венца творения природы, об этом речь пойдет дальше. Сейчас же можно сказать одно: получив интеллект, человек утратил инстинкт самосохранения, и этим воспользовалась ничтожная трихомонада. Да, своими мерами трихомонада действительно ничтожна: от трёх- до тридцати микрон. Зато велика численностью и опытом выживания и победами над многоклеточными.

Ровесница динозавров трихомонада в отличие от них не исчезла, а по-прежнему процветает на Земле. В связи с этим мы вправе задуматься о том, какая участь ждет современного человека, история существования которого насчитывает менее четырех миллионов лет? Уж не участь ли динозавров? Человек вымирает. Одна треть умерших имеет опухолевые изменения костей и мягких тканей, еще большее число погибших-патологию сердца и сосудов. Одновременно с вымиранием усиливается процесс вырождения. Многие мужчины страдают ранней импотенцией, простатитом, бес­плодием. Женщины не способны забеременеть или вынуждены ложиться в клинику для сохранения плода, нередко разрешаются недоношенными детьми или выкидышами. Часто дети рождаются неполноценными, с врожденным пороком сердца, опухолями или патологией кровеносных сосудов. Продолжительность жизни падает. Человеку настала пора воспользоваться своим интеллектом, чтобы наконец в опухолях узнать колонию паразитов и приостановить нашествие нашего главного биологического противника — трихомонады. Ведь опухоль времен мезозоя, в отличие от нашей медицины, во всеоружии готовится к новому тысячелетию, возможно, последнему для человечества.