Ирпенская буквица

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5

4. Горизонтальный разнос генов

Директор НИИ антимикробной химиотерапии Смоленской государственной медицинской академии В. Покровский в докладе на заседании Президиума Российской Академии медицинских наук обратил внимание на то, что уровень потребителя антимикробных препаратов в России в 2-3 раза ниже, чем во Франции, Польше, Финляндии, Норвегии, Дании, зато показатели их резистентности значительно выше. Этот парадокс он объясняет так: "...У нас используется ряд препаратов, которые являются своего рода движущей силой развития лекарственной устойчивости". И дальше: "Наша традиция состоит в том, чтобы больного как можно быстрее положить в больницу, а близкого, родного человека - в реанимацию, где будет лучше обеспечен уход. И никто не думает о том, что там можно получить очень тяжелую инфекцию. А между тем число случаев изокомиальных инфекций в России занижено в 30-40 раз. Создается такое впечатление, что если появились резистентные штаммы в одном из отделений, то они быстро распространяются на весь стационар". Оттуда - на регион и дальше.

Эволюция шлифует взаимоотношения "паразит-хозяин", и перед движущими силами оба партнера равны, ибо гибель - катастрофа для обеих сторон. Оптимальный вариант, к которому стремится нормальный природный процесс, -это вирус, внесший в ДНК клетки необходимую ему информацию об изменениях в окружающем мире, связавшийся с каким-то участком ДНК и постепенно отшлифовывающий симбиотические отношения с "хозяином", выполняя какую-то работу, возможно, связанную с противодействием опасному для организма фактору. Ведь и радиация, и химические вещества, и электромагнитные, акустические и прочие поля, как и другие, сопровождающие научно-технический прогресс, явления заложены в природу вещей нашего мира, а, следовательно, есть и противостоящий им фактор. Реальность только проявляет то, что существует в потенции, и приспосабливаться приходится не к самому явлению, а к "количественным" его "перехлестам". В каком направлении [250] пойдет отбор, если вывести вирус из его информационного укрытия? Естественно, на способность не только противостоять действию иммунного надзора, но и использовать иммунную реакцию организма для расширения возможностей передать свои приобретенные качества потомству. Механизм сотрудничества между носителями болезни и иммунитетом заложен в самой природе. О последствиях грубого вмешательства в него человека заставило задуматься возвращение вроде бы побежденного успехами фармацевтики туберкулеза, к тому же, в особо опасной форме, резистентной к противотуберкулезным препаратам. Такие штаммы были обнаружены во всех регионах России, Казахстане, в Израиле, Эквадоре, Китае, Украине, Южной Африке и особенно в новых странах Евросоюза - Эстонии, Латвии и Литве. Эксперты Всемирной организации охраны здоровья считают, что там не менее 35 тысяч больных, которых вылечить существующими препаратами уже невозможно. По самым скромным подсчетам, число инфицированных к 2020 году достигнет двух миллионов, из которых рискуют заболеть 150 миллионов, а 36 миллионов умрут. Ежегодный прирост химиорезистентного туберкулеза - 300 тысяч новых случаев, и для 85 % их характерна стойкость к трем из четырех наиболее популярных препаратов: стрептомицину, изоцианиду и рифампицину. Несколько мультирезистентных возбудителей способны резко изменить к худшему ситуацию в целом регионе: такова общая тенденция.

В особую группу риска попали медики: заболеваемость среди них возросла более чем в 15 раз за последние семь лет. Лечить одним-двумя препаратами - значит порождать мультирезистентные штаммы туберкулезной палочки, курс же лечения всеми четырьмя препаратами стоит несколько тысяч гривен, которые способен выложить не каждый пациент. У нас болезнь тесно связана с социальной ситуацией, в частности, в тюрьмах.

Еще в семидесятые годы прошлого столетия стало ясно, что, кроме двух основных механизмов эволюции, определенных Н. Тимофеевым-Ресовским как первый и вытекающий из него второй общебиологический принципы- естест[251] венный отбор и конвариантная редупликация- в природе действует механизм, ускоряющий приспособительные процессы. В 1961 году на него вышла американка Барбара Мак-Клинтон, через 20 лет получившая Нобелевскую премию за открытие генов МБГ: мобильных, диспергирующих, то есть расположенных в разных участках хромосомы, имеющих много копий- от 10 до 200-300. Позже был выявлен еще один класс мобильных носителей наследственной информации - транспозоны, которые, будучи перенесенными из одного участка ДНК в другой и вживляясь в реципиентную хромосому, влияют на работу соседних участков. По мнению классика генетики С. Гершензона, транспозоны "...могут захватывать и переносить гены одного хозяина к другому, и не только в пределах одного вида, но и даже от разных, часто весьма далеких один от другого видов".

До недавних пор большинство ученых ставило такую возможность под сомнение, но "куриный грипп", скрепи, "болезнь легионеров", полирезистентный туберкулез, лихорадка о'ньонг-ньонг, возникшие в несколько последних десятилетий, говорят сами за себя. Подтвержденная множеством научных данных, полученных лет за двадцать, "самосборка" в клетках человеческого тела частиц вирусов, свойственных разным видам, - доказательство того, что механизм ускорения эволюции действует в природе в полную мощность. Да и причину того, что несколько вирусов мультирезистентного туберкулеза способны инфицировать целый регион, следует искать здесь же. Вытекающие из этого выводы имеют прямое отношение к практике. Вот что пишет по этому поводу доктор биологических наук, профессор Московского государственного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных организмов В. Крылов, изучив ситуацию уже не на уровне живого организма, а в микромире: "Система защиты населения от бактериальных инфекций, основанная на вакцинировании и антибиотиках, постепенно, но неуклонно теряет свою эффективность. Причина в том, что появились инфекционные бактерии нового типа множественно-устойчивые к лекарствам, на которые старые антибиотики не действу[252]ют, а новые перестают действовать спустя короткое время. Это не просто мутанты бактерий, в их геноме есть особый элемент - интегрон, участок, способный внедряться в ДНК бактерий (или во внехромосомную молекулу ДНК- плазмиду) и перемещаться с места на место. В этот мобильный генетический элемент встроены наборы (кассеты) генов, причем каждая кассета определяет устойчивость к тому или иному антибиотику или другому неблагоприятному для бактерий фактору внешней среды. А поскольку бактериальные клетки могут обмениваться плазмидами, вероятность появления устойчивых бактерий оказывается во много раз выше, нежели если бы такие бактерии возникали только в результате случайных мутаций".

Механизм разноса генов хорошо изучен на удобной для таких исследований модели - фагах, природных врагах бактерий.

Фаг может встроиться в бактериальную хромосому либо оставаться в виде плазмиды, подавив активность собственного генома через синтез специального белка-репрессора, не позволяющего ферменту РНК-полимеразе начать транскрипцию. Такое состояние довольно стабильно и называется лизогенным: бактерия, которой оно свойственно, устойчива к действию собственного фага, а иногда и других. Но если количество молекул репрессора опустится ниже оптимальной нормы, то начинается транскрипция фагового генома и его фатальное для бактериальной клетки развитие. Знакомая картина, не так ли?

Врастая в бактериальный геном и вырезаясь из него, фаг может из одной бактерии перенести в другую (совершить трансдукцию) часть компактно расположенных генов и тем превратить безобидный организм в болезнетворный.

Нечто похожее наблюдал в сороковые годы прошлого столетия С. Вельховер, заинтересовавшись копией возбудителя дифтерии "палочками Леффлера" - дифтероидными коренебактериями. Отличие от патогенных бактерий было лишь в том, что первые не окрашивались метиленовой синью. Проверяя "солнечную гипотезу" Чижевского на уровне микроорганизмов, Вельховер зафиксировал факт по[253] бледнения безобидных коренебактерий при понижении солнечной активности - признак того, что они приобретали патогенные свойства. Причины их появления могут быть разными, но в том, что такое явление постоянно происходит в микромире, сомнений нет.

Кстати, дифтерия относится к так называемым профаговым болезням, как и коклюш, скарлатина, некоторые виды дизентерии, возможно, холера и даже менингит. То, что они ушли либо уходят в прошлое, свидетельствует об изменениях в микромире. Но что грядет вместо них?

Специалисты отмечают появление бактерий, устойчивых к старым фагам, и, работая с ними, отлично осознают опасность ситуации: новых болезней можно ожидать и с этой стороны.

В середине девяностых годов микробиолог Стеммер, сотрудник компании Аципах (Калифорния), изучал процесс рекомбинации ДНК, проверяя, можно ли ускорить эволюцию. Отбор среди вирусов он вел по признаку сопротивляемости антибиотикам и вскоре создал культуру, сопротивляемость которой была в 32 раза выше исходной. Пресса обвинила Стеммера в попытке создать нечто крайне опасное для человечества, и он вынужден был уничтожить результаты эксперимента.

Уже через три года в научной литературе появились сообщения о том, что обнаружены естественные организмы со свойствами, близкими к синтетическим, созданым Стеммером.

События развиваются настолько быстро, что теперь даже в электронный микроскоп можно увидеть, как две бактерии подходят друг к другу, стенка одной выпячивается, и из нее выскальзывает плазмида с носителями информации, необходимыми первой бактерии, чтобы существовать дальше. Одна живая система, терпя бедствие, дала сигнал о помощи- и получила ее. Молекулярный механизм этого явления понятен. В такой ситуации только и остается вспомнить знаменитое стихотворение Федора Тютчева, начинающееся словами "не то, что думаем, природа: не слепок и не мертвый лик...". Что же это такое на самом деле, знать нам крайне важно, [254] ведь перед движущими силами эволюции и законами природы мы все равны: и человек, и вирус.

Последние исследования показывают, что разбросанные в веществе наследственные гены способны одинаково отзываться на какой-то фактор, образуя функциональные кластеры генов. В то же время, один ген может входить в несколько кластеров, в зависимости от обстоятельств, по-разному давая о себе знать. Итак, речь идет о проблеме регуляционных механизмов поведения того, что медицина издавна считала враждебной человеку силой, не понимая истинного его предназначения. Теория горизонтального разноса кластеров ставится под сомнение потому, что в экспериментальных условиях легче вживить гены эукариота бактериям, чем наоборот, но эксперимент всегда ограничен, он не имеет того статистического материала, с которым работает природа, выискивая среди генетической неповторимости доступное звено. Вспомним, что происходящие в клетке ферментативные процессы для осуществления в искусственно создаваемых человеком условиях требуют огромных давлений и температур, без чего живая система вполне обходится.

Сейчас человеческий инсулин найден в кишечной палочке, инфузориях и некоторых насекомых; специфический для живородящих млекопитающих релексин - у некоторых бактерий и инфузорий. Чужой метаболит может оказаться эффективнее, чем собственный, а гомологические белки в процессе эволюции способны изменить свои функции: огромный резерв приспособительных возможностей, в частности, и в борьбе микроорганизмов за свою экологическую нишу.

5. "Биологическую бомбу" готовит природа

Опять-таки возникает вопрос: что происходит? Мы вступили в новый этап познавательного процесса или процесса эволюционного? Было ли такое прежде, либо на наших глазах осуществляется нечто принципиально новое - в челове[255] ческом организме и во взаимодействующем с ним микромире?

Считаем, что ближе к истине второй вариант: человек стал не только геологической силой на своей планете, но и слишком рискованно вмешался в естественные процессы на микроэволюционном уровне. Осуществляя мощное фармакологическое давление на бактерии и вирусы, часто без особой на то надобности, подчиняясь рекламе, оплаченной производящими лекарства фирмами, мы должны были предвидеть, что рано или поздно столкнемся с законом обязательного заполнения экологической ниши, сформулированным В. Вернадским. Даже если нам и удастся уничтожить какой-то микроорганизм, на его место станет другой с более опасными для человека характеристиками. Отошла в прошлое проказа, но вирус герпеса приобрел способность рекомбинироваться, вызывая раковые опухоли, "знакомая" палочка Коха обернулась возбудителем мультирезистентного туберкулеза... Сам факт неблагополучия иммунной системы свидетельствует о том, что человек - на пороге неких адаптационных изменений и, пока они осуществятся, силы болезни могут собрать среди земного населения жестокий урожай.

Опыты на инфузориях, проведенные в Зоологическом институте Российской Академии наук (Санкт-Петербург), показали, что нетоксичные дозы антибиотиков влияют на регуляцию генной активности, и при этом типичная программа заменяется оборонительной. Не это ли происходит во всем микромире? Ведь за стимуляцией мобильных генетических элементов обязательно наступит этап блочной перестройки генома микроорганизмов- как показали исследования, под воздействием белка шаперона HJP-70, синтез которого активируется при стрессах, в частности, при тепловом шоке. И не будет ли это "биологической бомбой", которую готовит природа в ответ на то, что мы перешли границы допустимого, не желая считаться с ее законами? Ведь новые болезни типа скрепи или куриного гриппа могут приобрести характер эпидемий, способных охватить и животный, и растительный мир. [256]

Опыт прошлого свидетельствует также, что любые эпидемии развиваются на фоне ошибочных психологических установок. Это и средневековое пренебрежение к телу как носителю греха, из чего следовал принцип: "чем чище, тем грязнее", относящий гигиену к греховным деяниям. В наше время опасной установкой, повторимся, является как толерантность к половым излишествам и извращениям, расшатывающим иммунитет, так и привычка к транквилизаторам.

Чередование подъема и спада сил, хорошего настроения и беспричинной депрессии - совершено естественное проявление циклических процессов в нашем организме. Порожденное доступностью и даже рекламой транквилизаторов стремление к постоянному психологическому комфорту "бьет" по системе временных связей, известной как биологические часы, ослабляет человеческую волю, исключает фактор силы духа, столь важный в борьбе с болезнью. Не говорим уже о том, что доступность стимулирующих и успокоительных средств, естественность, с которой к ним прибегают без особой на то нужды, во многом являются причинами распространения наркомании, ставшей настоящим бичом для молодого поколения.

Активизация разноса мобильных генетических блоков в микромире- это и реакция на экологическую ситуацию: накопление комплексных соединений тяжелых металлов, высокий радиационный фон, попадание в человеческий организм антибиотиков и гормонов с мясом домашних животных, вскормленных ими для ускорения роста. Ученые из Медицинского филиала Техасского университета в Галвестоне пришли к выводу, что замена лесов пастбищами повлечет появление новых вирусов вроде атипичной пневмонии и ВИЧ. Они изучали вирусы, которые в конце прошлого века спровоцировали вспышку венесуэльского лошадиного энцефалита- смертельно опасного заболевания, вызывающего воспаление мозга у лошадей и людей. Ученые наблюдали, как под влиянием измененных экологических условий - в связи с сокращением количества одного из подвидов москитов, привычного для побережья Мексики и Гватемалы, одна генетическая мутация обеспечила переда[257]ваемость вируса ВЛЭ другому виду москитов, питающихся кровью лошадей.

"Многие микробиологи согласятся с тем, что природа является более опасным источником новых микробных угроз, чем любой отдельно взятый биотеррорист", - такой вывод сделал профессор Скотт К. Уивер.

За последние 30 лет в прессе появлялись сообщения о появлении как минимум 30 новых инфекционных агентов.

Несколько забегая наперед, скажем, что доктор медицинских наук профессор А. Ярешко (НИИ ИВТ УАН) курс лечения антибиотиками больных полирезистентным туберкулезом сочетал с методикой влияния на зоны информационно-волновых взаимодействий человеческого тела сверхслабыми электромагнитными полями, которые применяются в информационно-волновой терапии Н. Колбуна, надеясь этим укрепить иммунитет больных. В 88,9 % случаев было достигнуто улучшение самочувствия и нормализации сна больных.

Одновременно был обнаружен - неожиданно даже для нас - "параллельный" эффект: уменьшение резистентности либо восстановление полной чувствительности мбт к противотуберкулезным препаратам! Поскольку аналогичных сообщений в литературе не найдено, то изучалось прямое воздействие электромагнитного поля прибора "ИВТ-Порог" на ростовые свойства чистых культур мбт, резистентных к противотуберкулезным препаратам изониадиду, рифампцину, стрептомицину, пиразиманиду.

Чувствительность мбт к противотуберкулезным препаратам изучали методом абсолютных концентраций. Результаты исследования показали следующее.

В двух культурах мбт, резистентных к одному туберкулезному препарату, чувствительность к стрептомицину восстановилась после пятиминутной экспозиции, а к изониазиду после пятнадцатиминутного воздействия электромагнитным полем прибора "ИВТ-Порог".

В культурах мбт, резистентных к изониазиду и стрептомицину, рост возбудителей полностью прекратился после 30-минутного воздействия ЭМП. [258]

В трех культурах мбт с резистентностью до трех ПТП после 15-минутной экспозиции интенсивность роста культуры мбт уменьшилась, и только в одном случае интенсивность роста после 15-минутного воздействия ЭМП почти сохранились.

Еще меньшие изменения в росте культуры мбт под влиянием ЭМП наблюдались при резистентности мбт к четырем противотуберкулезным препаратам, где выраженные изменения проявились после 15-минутной экспозиции только в одной культуре.

Полученные результаты засвидетельствовали, что ЭМП аппарата "ИВТ-Порог" влияет на ростовые свойства культуры мбт, резистентные к противотуберкулезным препаратам. Это проявляется восстановлением чувствительности мбт к противотуберкулезным препаратам и зависит как от степени резистентности, так и от длительности воздействия электромагнитного поля аппарата.

Как восстановление резистентности возбудителя туберкулеза к действию антибиотиков можно объяснить теоретически?

Ответом на массовое наступление фармацевтических препаратов является не только "горизонтальный" разнос генов, но и адаптативный мутагенез, повышающий генетический полиморфизм колоний возбудителя болезни, следовательно, и запас ее жизненных сил.

В соответствии с общебиологическим принципом Тимофеева-Ресовского, параллельно возникают изменения структуры ДНК- образуется генетический "шум". Если давление мутагенеза чересчур сильно, то, как показывают экспериментальные исследования, колонии микроорганизмов это на пользу не идет: существует какая-то норма процесса адаптационных изменений, к которой стремится колония, - типичное ее состояние. Что его обеспечивает? Математические расчеты показывают: если уровень генетического "шума" меньше необходимой для этой популяции величины, то он будет введен из внешней среды- через регуляторные процессы. В данном случае, через внешние электромагнитные поля, адекватные тем, что сопровождают процессы метабо[259] лизма живой клетки. Это значит, что популяция будет стремиться восстановить свое типичное состояние, если создать ей для этого возможности: станет более изогенной, а, следовательно, и доступной для действия антибиотиков. Изоген-ность может достигаться через блокирование транспозонов или других мобильных генетических элементов, через репрессирование ферментов, осуществляющих синтез белка, через разрегулирование кворум-сенсинговых процессов- с этим еще надлежит разобраться. Важно, что найден способ влияния на ход природного процесса отбора на стойкие к действию антибиотиков популяции в нужном для человека направлении.

Делаем выводы:

Ситуация "в пробирке", где проверяется эффективность и безвредность фармакологических препаратов, не идентична происходящему in vivo. Аллопатическая медицина имеет дело не с возбудителями отдельных болезней, а с тем, что можно назвать сверхорганизмом, где существуют сложные информационные взаимодействия, подчиненные общей цели - выживанию.
Системы, получившие название кворум-зависимых, свойственны всем уровням организации жизни; контролируются факторами окружающей среды через посредничество генов-регуляторов.
Конъюгационные процессы в микромире, обусловленные плотностью популяций, сопровождаются разносом плазмид в определенном эволюцией направлении. Свойственные этой системе явления у разных организмов определяются одинаковыми химическими агентами, что свидетельствует о фундаментальности самого явления. Изучение кворум-сенсинга обещает дать мощный толчок развитию социологии.
Регулирующая конъюгационные процессы система в микробных популяциях, достигших определенной плотности, обеспечивает распространение признаков, важных для взаимодействия микроорганизма и клетки-хозяина. [260]

Эукариоты способны вырабатывать вещества, создающие информационные помехи прокариотам, что убеждает в перспективности методики разрегулирования кворум-зависимых механизмов.

— Гибнущая культура бактерий способна послать сигнал другой культуре на уровне электромагнитных полей.

Микромир миллионы лет развивался в том же направлении, что и клеточная структура человеческого организма, приводя его процессы в гармонию с эволюцией космических процессов и их отражением от окружающей среды.
Вирусы и бактерии можно рассматривать как временные вместилища генетической информации, способной стать достоянием для всего живого мира.
В связи с горизонтальным разносом генетического материала деление микроорганизмов на патогенные и непатогенные условно: после рекомбинации любой вирус, любая бактерия могут стать возбудителями болезни.
Появление ряда новых заболеваний, поражающих иммунную систему, свидетельствует о том, что человек неосторожно вмешался в происходящие на микроуровне эволюционные процессы, что совершенно неизбежно при неконтролируемом развитии промышленности лекарственных средств. По логике природы, события в микромире будут развиваться не только в направлении противостояния действию иммунного надзора, но и в использовании иммунной реакции организма для расширения возможностей передать новоприобретенные качества потомству.

Существующая медицинская парадигма, ориентированная на обменные процессы клетки, в связи с массовым появлением множественно-устойчивых к сильнодействующим химическим препаратам штаммов себя исчерпала- "охоту на микробов" должна сменить практика взаимодействия с микромиром, поворота его процессов в нужном человеку направлении.
Как показали опыты, проведенные в Научно-исследовательском институте информационно-волновых технологий УАН, эволюционный процесс в микромире имеет ре[261] зервы пластичности, и возможности влиять на него существуют.

Естественный отбор, происходящий и в микромире, бывает движущим и стабилизирующим. Движущий – это смена стандартов: в данном случае, взаимоотношения с клеткой-хозяином; стабилизирующий - когда стандарт уже выбран, и в дальнейшем он становится все менее подвержен влиянию внешних факторов.
Мы пока еще на стадии движущего отбора, клетки нашего организма балансируют между вчерашними и сегодняшними стандартами взаимоотношений с составляющими внешней и внутренней среды — вирусами и микроорганизмом. Важно, по крайней мере, найти способ остановить эволюционное развитие в опасном для человека направлении.

Из всего сказанного следует, что пришло время ввести в действие вторую составляющую жизни как всепланетного явления - информационную компоненту. Это значит, что нужно осмыслить качественную сторону энергетического фактора, обеспечивающего действие первых двух. [262]

Blog

Ирпенская буквица