На страже здоровья людей и природы, или как ученые исследуют бактерии?

На страже здоровья

Археологи находят скелеты людей времен палеолита (примерно 2,6 млн лет назад), которые в силу разных увечий (хромота, отсутствие руки) не смогли бы долго прожить, но прожили. Значит, сородичи не только смогли калекам дезинфицировать рану и обеспечить правильное сращивание костей, но и заботились о них, хотя для племени это было совершенно невыгодно.

С древнейших времён известны целебные свойства растений, веществ животного происхождения, минералов. Сейчас это называют народной медициной. Знахари, лекари, шаманы сопровождали лечение ритуалами и заклинаниями. Их знания были сакральны, передавались от отца к сыну, от учителя к преемнику. Знания — это сила, а значит, уважение в обществе и богатство, но сила — это всегда ответственность.

Устные клятвы, формулирующие моральные нормы поведения врача существовали в Египте, Древней Греции, Израиле. В V веке до н. э. греческим врачом Гиппократом они были обобщены, тогда был создан знаменитый текст-клятва.

Клятва содержала 10 принципов и обязательств:

  1. обязательства перед учителями, коллегами и учениками,
  2. принцип не причинения вреда,
  3. обязательства оказания помощи больному (принцип милосердия),
  4. принцип заботы о пользе больного и доминанты интересов больного,
  5. принцип уважения к жизни и отрицательного отношения к эвтаназии,
  6. принцип уважения к жизни и отрицательного отношения к абортам,
  7. обязательство об отказе от интимных связей с пациентами,
  8. обязательство личного совершенствования,
  9. врачебная тайна (принцип конфиденциальности)
  10. Запрет врачевания раба без согласия хозяина

В разных странах отличие было лишь в именах богов, которых призывали в свидетели. А впоследствии с исчезновением рабовладельческого строя отменили 10-й пункт.

Клятва не всегда исполнялась безукоризненно, в Средние века же врачи приносили больше вреда, чем пользы. Редко это было связано со злым умыслом, скорее с малым количеством знаний. Знания античности были уничтожены и забыты, а получать новые запрещала религия, доминирующая над обществом.

В середине XVII века в медицине начался новый виток развития. Антоний Левенгук обнаружил одноклеточные формы жизни. Можно сказать, что так зародилась микробиология.

Обратите внимание

Во врачебной среде начала зарождаться мысль, что именно одноклеточные формы жизни виновники болезней. Для того чтобы проверить эту теорию, Самойлович Даниил поставил опасный эксперимент.

Его коллега окурил ядовитыми порошками белье человека, умершего от чумы. После этой процедуры Самойлович надел белье на голое тело и носил его сутки. Врач был уверен, что возбудитель болезни погибнет от окуривания.

Опыт завершился благополучно, Самойлович остался здоров, и было доказано, что чуму вызывает что-то живое.

Огромную роль всегда играла наблюдательность. В конце XVIII века английский врач Эдвард Дженнер заметил, что доярки никогда не заболевают человеческой оспой, но болеют в лёгкой форме коровьей.

Дженнер сделал смелое предположение, что коровья оспа является защитой от человеческой формы этого заболевания.

В 1796 году врач в присутствии коллег привил восьмилетнему мальчику Джеймсу Фиппсу жидкость из пузырька на руке больной доярки, а через 1,5 месяца натуральную оспу. Ребёнок не заболел, его организм стал невосприимчив к возбудителю. Это был настоящий прорыв.

Но по Англии начали распространяться небылицы о мычании или появлении рогов у привитых детей, о том, что они покрываются шерстью и бегают на четвереньках. Тем не менее вакцина (от лат. Vacca — корова) была создана, а натуральной оспы ныне не существует.

Вакцина — это взвесь убитых или ослабленных возбудителей заболевания. Организм в ответ вырабатывает антитела, иммунную защиту, помогающую при последующих заражениях быстро и точно определять болезнь и побеждать её. Это происходит настолько оперативно, что человек не заболевает.

Важно

Великому учёному Луи Пастеру принадлежит авторство вакцин против сибирской язвы, бешенства, куриной холеры. Вместе с Феликсом Ру он разработал вакцину от чёрной дифтерии. Болезнь свирепствовала в Париже, от неё умерла внучка доктора Ру, поэтому он поклялся, что найдёт то, что погубило ребенка, и начал работать вместе с Пастером.

Ассоциация Парижских медиков не одобряла их опытов и добилась высылки врачей из Парижа. Они обосновались в близлежащих лесах и создали лабораторию, в которую привезли двадцать здоровых лошадей и заразили их чёрной дифтерией.

Почти все животные умерли, лишь одна, чей организм спустя несколько дней лихорадочной тяжёлой борьбы смог преодолеть возбудителя, осталась жива. Благодаря опыту Дженнера стало известно, что кровь выздоровевшей лошади содержит антитела (только самого термина ещё тогда не существовало), которые смогут помочь человеку справиться с болезнью.

Несмотря на жалость к животному, учёные убили лошадь и откачали всю кровь из вен. Потом они добрались до Парижского муниципального госпиталя, прорвались мимо заведующего и охраны и вбежали в палату, где лежали триста младенцев, оставленных умирать от чёрной дифтерии. Врачи Пастер и Ру сделали прививки всем детям.

Все, за исключением трёх, выжили и полностью поправились. Их спасли самоотверженные люди, готовые нарушить административные и социальные нормы, но верные своей клятве.

Ещё одна болезнь, которая вызывала эпидемии с древнейших времён — лепра, проказа. Известно, что она была распространена уже в Древнем Египте. Врачи фараона Менептеха (сына Рамзеса II, XIII в. до н. э.) были одними из первых, кто высказал мысль об изоляции больных.

Появились лепрозории — учреждения, где прокаженных пытались лечить, но, по сути, это были места (часто они располагались на островах), где изолированные доживали свои дни. Лепра — только человеческая болезнь, поэтому испытания лекарств на животных не могли проводить.

Проводить опыты на людях медицинская этика запрещает, поэтому врачи проводили опыты на себе. Так поступил в XIX веке норвежский врач Д. К. Даниэльсон, который заражал себя кусочками пораженной кожи больных, впрыскивал себе их кровь.

Совет

После проведения экспериментов у него на теле осталось множество внешних уродств и внутренних осложнений. Тем не менее у Даниэльсона было много последователей.

К сожалению, опыты не дали определённых результатов: кто-то заражался при кратковременном общении с больным, кто-то оставался здоровым, прививая себе заразу. До сих пор не создана специфическая вакцина для профилактики лепры, возможно, это сделает кто-то из наших современников.

В XX веке были созданы прививки против полиомиелита, гепатита, дифтерии, кори, паротита, краснухи, туберкулёза, гриппа и др.

Туберкулёз был широко распространен в индустриальном центре на севере Франции, в Лилле. Альбер Кальметт, микробиолог и гигиенист, писал:

Он сочетал научные исследования с социально-гигиенической противотуберкулёзной работой. В 1901 году был создан первый противотуберкулёзный диспансер, но главной задачей было создание профилактической вакцины.

Альбер Кальметт и его помощник Камилль Герен дополнили прошлые исследования о туберкулёзе (Коха — первооткрывателя возбудителя болезни, Беринга, Ренера) и пришли к выводу, что если в организм человека в раннем детстве ввести ослабленные бактерии туберкулёза, то у него появится сильный иммунитет к данному заболеванию. Для того чтобы создать настолько слабую форму, с которой справится организм ребенка, потребовалось в течение 13 лет каждые две недели выводить чуть более слабые бактерии. Вакцина получила название БЦЖ (в честь авторов: Bacielle Calmette-Guerin). В 1921 году был привит первый новорожденный, а спустя несколько лет вакцина распространилась по всей Европе. В СССР она была завезена в 1925 году. Кстати, советские ученые внесли немалый вклад в борьбу с туберкулёзом. В 1941 году Е. Н. Лещинская и А. М. Викенгут создали сухую вакцину БЦЖ сроком хранения 12 месяцев, которая заменила жидкую с двухнедельным сроком годности. В настоящее время сухая вакцина БЦЖ используется во всём мире.

В XX веке было время, возможно, более страшное, чем все «тёмные века» вместе взятые. Время Второй мировой войны, сочетающее подлинный героизм рядовых санитаров и медсестёр и то, что немцы до сих пор вспоминать не любят. Фашисты проводили многочисленные эксперименты над людьми.

Большинство из них проводилось в рамках псевдонауки евгеники (в переводе «благородный», «здоровый от рождения») и доказывало превосходство арийской расы над другими, были попытки вывести породу животного «сверхчеловека», уничтожались «биологически угрожающие здоровью нации» люди: больные, хромые, умственно отсталые. Во время этих и других бесчеловечных экспериментов были получены точные данные о стадиях обморожения, сифилисе, болезнях, передающихся от матери к ребёнку. Получается, что в результате этих страшных экспериментов был внесен вклад в копилку мировых знаний.

Обратите внимание

В послевоенное время на этот вопрос тоже отвечали по-своему. Соответственно эпохе поменялись и требования к врачам.

Например, в клятве врача Советского Союза 1971 года появляется пункт об обязанности бороться за предотвращение ядерной войны, пропадает пункт о запрете абортов. В современном мире ведутся споры о разрешении эвтаназии неизлечимо больным.

Но спустя века остаются неизменными основные принципы: помощь и уважение к больному, уважение к коллегам, обязанность им помогать, профессиональное самосовершенствование, врачебная тайна.

Сейчас врачи бьются над созданием вакцины против вируса иммунодефицита человека. Появляются сообщения, что она создана, в её основе лежит ДНК-вакцина.

Основная проблема в том, что вирус ВИЧ чрезвычайно изменчив и обычная вакцина из взвеси мёртвых возбудителей на живой активный вирус не подействует, так как это уже будет «не он».

ДНК-вакцина представляет собой бактериальные плазмиды (кольцевые молекулы ДНК, невключенные в состав генома микроорганизма, а свободно лежащие в цитоплазме клетки), продуцирующие антигены определённых микроорганизмов.

При введении плазмид в человеческие клетки, они начнут синтезировать такие же вещества, как синтезируют вирусы, а клетка успеет ответить, выработать иммунитет. Эти антигены не будут наносить ущерб человеческому организму, а иммунная система человека, натренированная «в домашних условиях» будет готова отразить удар настоящего вируса иммунодефицита человека.

Врачи стараются защитить нас от враждебного микромира, любого врача можно назвать героем, занимается ли он новейшими исследованиями или слушает жалобы на боль в горле в поликлинике. А нам, простым смертным, остаётся чаще мыть руки, носить шарф и шапку, чтобы не подвергать риску своё здоровье.

Источник: http://www.cablook.com/mixlook/na-strazhe-zdorovya/

Научно-исследовательский проект “Фитонциды на страже нашего здоровья”

Мир растений разнообразен и велик, поэтому  трудно перечислить даже те из них, с которыми человек соприкасается в своей жизни. Растения постоянно находятся с нами. Их можно видеть на подоконниках в школе, дома, во дворе у дома, на газонах, в огороде, в лесу, в поле и даже в реке, озере и море.
В наше время огромное значение имеет здоровье человека.

С древних времён люди использовали различные растения, для предупреждения и  лечения болезни. Но с тех пор медицина шагнула далеко вперёд. Сейчас для профилактики и лечения болезней все чаще применяют специальные таблетки, сиропы, которые не всегда благотворно влияют на наш организм. Именно поэтому актуальность данной темы не может вызывать сомнений.

     

Объект исследования –  фитонциды растений.

Предметом исследования настоящей работы является фитонцидная активность растений.

Цель работы: узнать, что такое фитонциды и определить влияние фитонцидов на болезнетворные микроорганизмы.

Для реализации поставленной цели я поставила следующие задачи:

1.Выяснить, что такое «фитонциды» и как они образуются;
2. Узнать,  какие растение обладают фитонцидной активностью;
3.Ознакомиться с историей открытия фитонцидов;
4.Провести эксперимент, проанализировать влияние фитонцидов различных растений на рост плесневых грибов;
5. Сравнить антибактериальное действие фитонцидов и аптечного препарата, сделать выводы.

Гипотеза: Предположим, что различные растения обладают разной фитонцидной активностью.

Этапы проекта:

1.  Изучение литературы по данному вопросу;
2. Выработка гипотезы;
3. Постановка целей и задач проекта;
4. Проведение научного исследования;
5. Оформление научно-исследовательского проекта.

Читайте также:  Чем отличаются мезофильные бактерии от животных и растений мезофилов

Методы исследования:

 – анализ литературы и ресурсов интернета по данному исследованию;
– анкетирование;
– эксперимент;
– наблюдение;
– обобщение полученных данных во время проведения эксперимента.
 

Понятие фитонцидов и их действие

В энциклопедии я нашла, что фитонциды – (от греч. «φυτóν» – растение и лат. «caedo» – убиваю), образуемые растениями вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие микроорганизмов.
Все растения выделяют фитонциды в целях самозащиты. Они губительно действуют на вирусы, бактерии, простейшие и некоторые многоклеточные организмы. Эти летучие вещества защищают не только растения от вредных для них микроорганизмов, а также животных и человека. Являясь физиологически активными веществами, фитонциды играют важную роль в обмене веществ и стимулируют защитные силы организма.
Одними из основных веществ, содержащих разные фитонциды, являются именно эфирные масла. Они входят в состав многих (практически всех) растений, только в разном количестве. Есть представители флоры, которые очень богаты этими соединениями, а следовательно, и фитонцидами. Например, мята, мелисса, хвоя деревьев, томаты, лук и чеснок, горчица, хрен, черемуха, редька, смородина и другие. Есть и те, в которых минимально содержание эфирных масел и фитонцидов, – это огурцы, хурма, бананы и так далее. Также места локализации эфирных масел неодинаковы в растениях. У кого-то их больше в листьях, у других – в корнях или стебле.   
 

Значение фитонцидов для человека

Фитонциды снижают количественное содержание микробов в воздухе до 250 раз на 1 м3. Поэтому прогулки в лесах, где растут подобные растения (хвойные, дубовые рощи, лиственные), улучшают состояние легких, нормализуют работу дыхательной системы.
Многие травы, содержащие фитонциды и витамины, укрепляют иммунитет, имеют успокаивающее действие, нормализуют сон и психическое состояние (мелисса, душица и другие).
Многие фитонциды обладают сосудорасширяющим действием, благодаря чему избавляют от головных болей, спазмов (мята перечная). Данные соединения ионизируют воздух, осаждают молекулы пыли, очищают и обеззараживают окружающую среду. Соответственно, улучшают общую атмосферу для нормального развития живых существ.    
Ряд растений помогает в борьбе с простудными, инфекционными и вирусными заболеваниями (лук, чеснок, малина, черника, редька, горчица и другие).
Таким образом, значение фитонцидов для человека важно. С помощью них можно избавить себя от применения сильных аптечных антибиотиков, не допустить формирования тех последствий, что они за собой влекут. Конечно, действие фитонцидов будет не таким быстрым, но зато более мягким, щадящим и эффективным.
 

История открытия фитонцидов

Находясь в командировке в Средней Азии, будущий «изобретатель» фитонцидов, Борис Токин заметил, что блюда «восточной кухни», приготовленные на базарах в условиях, не всегда соответствующих требованиям санитарии, отчего-то не вызывали у людей вспышек кишечных инфекций. Эти наблюдения вступали в явный конфликт с его пониманием возможности развития инфекционных заболеваний, в условиях наблюдаемой очевидной «антисанитарии». Занявшись исследованием возможных механизмов подавления микробов, Токин установил, что растительные продукты, используемые при приготовлении этих блюд в качестве пряностей, предохраняют их от порчи, а людей — от заражения заболеваниями.
В 1928 г. студент Московского университета, Борис Токин наблюдал под микроскопом интересную картину: когда он на предметное стекло наносил кашицу из растертого чеснока, а рядом – капельку воды, в которой плавали инфузории, то в течение нескольких минут эти простейшие организмы погибали.
Он провел опыты с другими растениями и убедился, что многие из них, как и чеснок, способны на расстоянии угнетать бактерии. Это явление Борис Токин объяснил тем, что многие растения в целях самозащиты выделяют специальные летучие противомикробные вещества.
Дальнейшие опыты показали, что летучие фракции – лишь первая линия химической обороны растения, а вторая, более мощная – тканевые соки. Так, смешивание тканевого сока лука, чеснока или хрена с суспензией бактерий вызывало быструю, нередко мгновенную гибель последних.
Образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, грибов и простейших, Борис Токин назвал фитонцидами.
Наши предки хорошо знали о лечебных свойствах отдельных растений. Славяне еще с незапамятных времен питались, главным образом, черным хлебом с квасом да редькой с чесноком, чем спасали себя от многих эпидемических заболеваний. Употребление в пищу чеснока и лука может прекратить рост и развитие туберкулезных палочек и даже разрушить их. Фитонциды чеснока способствуют лечению легочных и кишечных заболеваний, ран, язв,  кожных болезней. Даже после измельчения он сохраняет свои лечебные свойства в течение 200-300 часов. Это загадка природы. Чеснок входил в обязательный рацион римских легионеров, рабов, строивших египетские пирамиды, моряков, путешественников. В годы Великой Отечественной войны целебные свойства чеснока использовали в госпиталях. Чесночную кашицу в марлевой салфетке прикладывали к долго незаживающим ранам. Такой компресс всего за 10 минут обеспечивал проникновение фитонцидов в пораженные ткани и способствовал их заживлению. Губительное действие одного из компонентов чеснока способно подавлять рост и развитие бактерий при разведении даже 6250 тысяч раз. Подобно чесноку, такими же уникальными свойствами природа наделила и лук. Чтобы предотвратить в доме эпидемию гриппа, рекомендуется нюхать нарезанные дольки лука.

Авиценна (Ибн Сина) советовал применять лук от всех болезней. Известен исторический факт, когда арабские кочевники-сарацины требовали взамен за каждого плененного ими франка-крестоносца по пять луковиц. Такой была цена человеческой жизни. Русская пословица гласит «Чеснок да лук от семи недуг».

Источник: http://pochemu4ka.ru/load/detskie_issledovatelskie_proekty/estestvoznanie/nauchno_issledovatelskij_proekt_fitoncidy_na_strazhe_nashego_zdorovja/483-1-0-11806

Вирусы-паразиты на страже здоровья человека: 30 миллиардов фагов в сутки

Враг моего врага — мой друг. Ученые выяснили, что бактериофаги — особые вирусы, паразитирующие на бактериях — влияют на иммунную систему человека намного сильнее, чем считалось раньше.

С того момента, как в фекалиях солдат времен Первой мировой войны, были обнаружены вирусы, уничтожающие бактерии, прошло уже целое столетие.

Бактериофаги могут быть найдены где угодно — в воздухе, в почве, в воде, а потому всегда привлекали особое внимание ученых.

Новое исследование показало, что ежедневно каждый из нас устраивает этим крохотным созданиям очень теплый прием — за 24 часа человек поглощает до 30 миллиардов (!) бактериофагов.

Кто паразитирует на паразитах

Обилие бактериофагов в микробиоме человека получило собственное название — «фагом». Ученые уже давно задаются вопросом, как именно фаги влияют на иммунную систему человека и, возможно, даже управляют ей.

Джереми Барр, занимающийся исследованием бактериофагов в Университете Монаш в Мельбурне, Австралия, возглавил команду ученых, опубликовавших результаты своей рабы в mBio.

«Принято считать, что фаги не взаимодействуют с эукариотическими клетками — но это предположение ошибочно», уверяет он.

На протяжении десятилетий медики, что вполне ожидаемо, пытались превратить бактериальных паразитов в антибиотики. Эта методика и в самом деле достигла некоторого успеха, однако фаговая терапия так и не получила большого распространения.

Важно

Предыдущие исследования Барра показали, что фаги могут естественным образом защищать наш организм от патогенов. Изучив широкий спектр живых существ, от кораллов до людей, он обнаружил, что фаги выделяют в четыре раза больше слизи чем те микроорганизмы, которые защищают наши десны и кишечник, если поместить их в схожую среду.

Оказалось, что белковая оболочка бактериофагов может связывать муцины (крупные секретируемые молекулы) с водой, образуя тем самым защитный слизистый слой. Подобные меры одинаково полезны как самим фагам, так и животным, в которых они обитают.

Слизь — это не только хорошая защита от агрессивных условий окружающего мира для наших клеток, но и среда, в которой фаги могут быстро и эффективно охотиться.

Фагом: уникальный микробиом человека

Содержимое каждого фага защищает белковая капсула, которая также помогает образованию защитного слоя слизи на эпителии человека

Сейчас исследователи опубликовали доказательства того, что вирусы-бактериофаги могут попадать в организм человека через желудок. Выстилающий желудок и другие органы эпителий захватывал вирусные частицы и отправлял их в путешествие по всему телу.

Более того, эпителиальные клетки последовательно захватывали фагов, которые обитали на внешней стороне тела (к примеру, в просвете кишечника), и переправляли их на внутреннюю сторону, которой как раз и требуется дополнительная защита.

Транспортный механизм пока остается неизвестным, но, судя по всему, фаги путешествуют в микропузырьках, т. н. везикулах.

Стоит отметить, что все исследования проводились in vitro, так что поведение фагов в организме человека может несколько отличаться от продемонстрированных результатов. Кроме того, команда Барро использовала и раковые клетки, которые могут более или менее эффективно поглощать фаговые частицы в сравнении с здоровыми.

Но что происходит, когда бактериофаги попадают в наши ткани? В 2004 году исследовательская группа, возглавляемая Кристиной Дабровской из Института иммунологии и экспериментальной терапии Польской академии наук во Вроцлаве, сообщила, что определенные типы фагов могут сращивать мембраны раковых клеток, уменьшая рост опухоли во время лабораторных испытаний на мышах. Несколько лет спустя другой эксперт по фагам, Анджей Горски, продемонстрировал, что фаги также могут влиять на иммунную систему мышей, замедляя пролиферацию Т-клеток и продуцирование антител. Другими словами, при правильном использовании бактериофаги могут помешать собственной иммунной системе организма атаковать трансплантированные ткани.

Более того, Барр полагает, что устойчивый приток фагов может создать «внутригенный фагом», который способен модулировать иммунный ответ. Эту теорию подтверждает исследование, опубликованное в этом году группой бельгийских ученых.

Совет

Суть ее такова: белые кровяные клетки, взятые у здоровых людей, подвергались воздействию пяти различных видов фагов.

В процессе выяснилось, что клетки продуцируют главным образом иммунные молекулы, которые, к примеру, уменьшают симптомы простудных заболеваний и подавляют воспаление.

В пользу теории Барра говорит и еще одна работа: группа, возглавляемая иммунологом Гербертом Девидом в Школе медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе в штате Миссури, обнаружила, что у людей с двумя аутоиммунными состояниями, диабетом I типа и воспалительным заболеванием кишечника, изменились кишечные фагомы.

Заключение

Несмотря на то, что большинству разрозненных исследований еще только предстоит объединение в общую методику фаговой терапии, потенциал последней заметен невооруженным глазом.

Барр продолжает размышлять над тем, как фагом может предупреждать иммунную систему человека о вторжении потенциальных патогенов: к примеру, бактерии могут принести на себе новую «порцию» фагов, которые как-то реагируют на ответ организма в виде воспалительных реакций.

Как только ученые в полной мере осознают и изучат роль человеческого фагома в повседневной жизнедеятельности, его можно будет использовать даже для точечной манипуляции бактериальными колониями внутри нашего тела. Более того, в один прекрасный день они могут даже стать инструментом для контроля клеточных структур самого человека.

Источник: https://mag-m.com/texnologii/virusyi-parazityi-na-strazhe-zdorovya-cheloveka-30-milliardov-fagov-v-sutki.html

10 фактов о том, как паразиты, вирусы и бактерии помогают людям

Паразиты, бактерии и вирусы были бичом человечества на протяжении всей его истории, но также изменили ее и повлияли на нашу эволюцию. Паразиты помогли нашей иммунной системе обрести необходимый стимул и заработать, а смиренные бактерии целиком и полностью определили правила жизни на этой планете.

Иногда кажется, что мы, люди, просто игрушки в их руках. Есть мнение, что пришельцы из далеких миров могут не понять, кто на этой планете настоящий хозяин. В любом случае микроорганизмы делают невероятные вещи, чтобы помочь человечеству.

Африканские вирусы помогли нам выжить

Благодаря науке, вирусной молекулярной генетике, мы теперь немного знаем о тех, кто инфицировал нас на нашем эволюционном пути, а также то, что эти автостопщики постоянно нам помогали. К примеру, то эволюционное давление, которое они оказывали на нашу иммунную систему, сделало нас такими устойчивыми, как сегодня.

Кроме того, вирусы могли сыграть роль в потере специфических рецепторов, которые некогда располагались на поверхности наших клеток; за них могли цепляться инфекционные агенты и использовать их с целью вызова заболевания. Избавив человеческое тело от этого источника заболеваний, вирусы создали более безопасные условия для себя.

Выиграли все.

Кроме того, они, возможно, сыграли роль в том, что среди конкурирующих видов гоминид именно Homo sapiens вышли на первое место. В то время как наш вид развивался, разного рода заболевания и паразиты нападали на генетическое разнообразие и отсеивали непригодные модели. Как только первый Homo sapiens покинул континент, он привез с собой свои инфекционные колонии и паразитов.

Вирусные паразиты распространились на других гоминид типа Homo neanderthalensis (неандертальцев), у которых не было заранее выработанной системы защиты от новых заболеваний и структура носа, которая была менее эффективной при фильтрации воздуха и удерживании новых вирусов.

Другие виды гоминид вымерли, поскольку не были приспособлены к выживанию в условиях, в которых могли выживать вредные микроорганизмы. Моделирование показало, что если у неандертальцев уровень смертности был хотя бы на 2% выше, чем у людей, этого было бы достаточно, чтобы они вымерли спустя 1000 лет конкуренции.

Хотя заболевания, конечно, не были единственным фактором, они сыграли большую роль.

Читайте также:  Какие особенности в строении клеток бактерий, животных и растений

Большинство моделей эволюции человеческих заболеваний утверждают, что их основная часть развивалась в течение эпохи неолита, после того как человек перебрался из Африки и население увеличилось. Таким образом, есть некоторые доказательства этого избирательного вирусного давления.

Обратите внимание

Многие из этих ранних вирусов были так успешны, что их гены буквально стали частью нашей ДНК. К примеру, человеческий геном содержит борнавирус, который стал его частью около 40 миллионов лет назад. В общей сложности ученые выделили около 100 000 элементов человеческой ДНК, которые могли быть частью вирусов, так называемая мусорная ДНК.

Вирусы, которые составляют большую часть нашей мусорной ДНК, называются эндогенными ретровирусами.

Современное использование пиявок и личинок

В течение тысяч лет европейская пиявка (Hirudo medicinalis) использовалась в медицине для кровопускания и лечения широкого спектра заболеваний: от геморроя до ушных инфекций.

Практика идет так далеко назад во времени, что египетская живопись 1500 г. до н. э. изображает их использование.

Хотя некоторые страны никогда и не останавливали их использование, во многих странах практика все же сошла на нет из-за развития микробной теории.

Тем не менее в 70-80-х годах пиявки вернулись. Косметические и реконструктивные хирурги выяснили, что их можно эффективно использовать для кровопускания из опухших лиц, черных глаз, конечностей и прочего.

Они также полезны при повторном присоединении небольших частей тела вроде ушей и лоскутов кожи, поскольку отсасывают кровь, которая может свернуться и прервать процесс заживления.

Пиявки спасают людей от ампутации и даже могут облегчить боль при остеоартрите. Даже ветеринары иногда используют их.

Важно

Личинки, с другой стороны, являются природными очистителями. Они прекрасно подходят для разъедания мертвой или зараженной плоти, открывая здоровые ткани в процессе так называемой хирургической обработки раны. Также они оказались эффективным средством для лечения язв, гангрен, рака кожи и ожогов.

Личинки и пиявки настолько эффективны, что в 2010 году стали первыми «живыми медицинскими изделиями», проложив путь для целой индустрии под названием биотерапия.

Паразиты и иммунная система совместно защищают нас от аллергии

Исследователи, изучающие эффекты желудочно-кишечных паразитов, придумали невероятную теорию: после того как паразиты впервые колонизировали наши желудочно-кишечные системы, они в течение миллиона лет разрабатывали способность подавлять нашу иммунную систему. В то же время наши собственные тела эволюционировали, чтобы частично компенсировать эффект.

Самая интересная часть в том, что как только паразиты и безвредные микроорганизмы, присутствующие в воде и почве, были в значительной степени удалены из своей естественной среды внутри нас в процессе развития цивилизации и медицины, наша иммунная система фактически сверхкомпенсировала эту утрату, что привело к аллергии и увеличению шансов возникновения астмы и экземы.

Эта гипотеза «старых друзей» (иногда к ней относят «гигиеническую гипотезу», хотя она намного сложнее) получила большую поддержку в последние годы, по мере того как мы выявляем новые факты о том, как микроорганизмы помогали нам выживать в течение тысячелетий.

Первым гипотезу старых друзей предложил Грэм Рук из Университетского колледжа в Лондоне в 2003 году.

Некоторые люди доводят гипотезу старых друзей к ее логическому заключению: если удаление паразитов из общества приводит к проблемам со здоровьем, нужно вернуть их назад.

В 2008 году профессор неврологии Университета Висконсина Джон Флеминг провел клиническое исследование, в ходе которого заражал некоторых пациентов с рассеянным склерозом паразитирующими червями и проверял эффективность этого метода.

Совет

В течение трех месяцев у пациентов, которые в среднем имели 6,6 активных очагов среди нервных клеток мозга, уровень заболевания упал примерно в два раза. Когда испытание закончилось, количество очагов вернулось к 5,8 за два месяца.

Паразитарная терапия все еще находится в фазе эксперимента, и, скорее всего, на данный момент имеет негативные последствия, которые перевешивают позитивные. В настоящее время врачебные комиссии классифицируют червей как биологические продукты, которых нельзя продавать, пока не будет доказана их безопасность. Только один вид, Trichuris suis, был одобрен для тестирования нового препарата.

Виротерапия

Одной из самых интересных и перспективных отраслей медицины в последние десятилетия является виротерапия, биотехнологическая техника перепрограммирования вирусов для лечения болезней.

В 2005 году исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе объявили, что превратили одного из злейших врагов человека в убийцу рака, когда перепрограммировали модифицированный штамм ВИЧ для выслеживания и уничтожения раковых клеток.

Примерно в то же время исследователи из клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота, модифицировали вирус кори, чтобы тот делал то же самое.

Методика аналогична той, которая используется для выведения генно-модифицированных растений, только в качестве носителя гена используется вирус. Он уже давно признан в качестве наиболее эффективного средства переноса генов. Эта система используется для производства полезных белков в генной терапии и имеет большой потенциал для лечения иммунологических заболеваний, таких как гепатит и ВИЧ.

Еще в 1950-х годах стало известно, что у вирусов есть потенциал для лечения рака, но появление химиотерапии замедлило прогресс в этом направлении.

Сегодня виротерапия на поверку оказывается весьма эффективным средством борьбы против опухолей, поскольку не повреждает здоровые клетки вокруг нее. Клинические испытания онколитической виротерапии показали низкую токсичность и перспективные признаки эффективности.

Обратите внимание

В 2013 году препарат под названием TVEC стал первым лекарством на основе вируса для борьбы с опухолями на поздней стадии.

Одной из самых больших проблем, стоящих перед исследователями, остается вопрос доставки вируса туда, где он будет работать лучше всего, прежде чем тело распознает в нем нарушителя и «поднимет войска».

Использование вирусов для лечения бактериальных инфекций

Бактериофаги — это вирусы, которые охотятся за бактериями. Впервые обнаруженные Фредериком Твортом в 1915 году и Феликсом Д’Эрелем два года спустя, они использовались для изучения многих аспектов вирусов с 1930-х годов. Особенно они распространены в почве, которую многие бактерии выбирают своим домом.

Поскольку фаги нарушают метаболизм бактерий и уничтожают их, уже давно признано, что они могут играть определенную роль в лечении широкого спектра бактериальных заболеваний. Но из-за инноваций в сфере антибиотиков, фаготерапию снова положили на полку, пока рост резистентных к антибиотикам бактерий не вызвал повышенный интерес в этой области.

Отдельные виды фагов, как правило, эффективны только против небольшого диапазона бактерий или даже одного конкретного вида (основного хозяина), что изначально рассматривалось как недостаток.

Но поскольку мы узнали больше о полезных аспектах нашей природной флоры, недостаток превратился в преимущество.

В отличие от антибиотиков, которые, как правило, убивают бактерии без разбора, бактериофаги могут атаковать вызывающие заболевание организмы, не нанося вред нашей естественной флоре.

В то время как бактерии могут вырабатывать устойчивость как к антибиотикам, так и к фагам, разработка новых штаммов фагов займет всего несколько недель, а не лет. Фаги также могут проникать в тело, находить цель, а когда бактерии будут уничтожены, прекращать воспроизводство и вскоре вымирать.

Вакцины

Начиная с 1790-х годов, когда Эдвард Дженнер разработал первую в мире вакцину против оспы, используя менее вирулентный штамм коровьей оспы, чтобы привить пациентов, эта вакцина спасла жизни многих миллионов людей. С тех пор, однако, были разработаны многие другие вакцины.

Ослабленные или «живые» вакцины используют живые вирусы, которые были ослаблены или изменены так, что не могут вызывать болезнь, в то время как неактивные или «убитые» вакцины содержат мертвые микроорганизмы или токсины, которые обычно используются против бактериальных инфекций.

Некоторые вакцины, включая субъединицы и сопряженные вакцины, а также рекомбинантные и генно-модифицированные вакцины, используют только сегмент инфекционного агента.

Важно

Когда вакцина вводится, возбудитель начинает работать, что недостаточно, чтобы размножиться в таком размере, чтобы вызвать заболевание. Тело производит иммунный ответ, убивает возбудителя или разрушая токсин, ответственный за болезнь. Иммунная система организма теперь знает, как бороться с болезнью и будет помнить, если возбудитель снова проникнет в тело.

Другими словами, ученые выяснили, как заставить возбудитель помочь своей цели защититься от него. Они даже сделали несколько шагов к разработке вакцин для нескольких форм рака и вируса гепатита B (который вызывает рак печени), вируса папилломы человека типа 16 и 18 (который вызывает рак шейки матки) и метастатический рак предстательной железы у некоторых мужчин.

Благодаря вакцинам, несколько заболеваний были вынуждены виртуально исчезнуть. Оспа остается наиболее известным примером, но полиомиелит, который хоть и не полностью уничтожен, стоит на втором месте. Несколько других заболеваний могут уйти хоть сейчас, если бы вакцины не было так трудно доставить в слаборазвитые страны.

Бактериальная утилизация отходов

Некоторые из самых маленьких и простейших существ на Земле играют одну из наиболее важных ролей в спасении жизни. Бактерии разрушают и утилизируют отходы.

Мертвые останки животных и растений, наряду с экскрементами всех организмов, содержат жизненно важные питательные вещества и запасенную энергию.

Без возможности вернуть эти питательные вещества, имеющиеся источники были бы быстро исчерпаны.

К счастью, многие виды бактерий выбирают именно эти источники энергии, разбивая их на свои маленькие молекулы и возвращая их в почву, откуда они затем повторно входят в пищевую цепочку.

В дополнение к этому процессу люди нашли массу способов использования его аналогов.

Бактерии используются в очистке сточных вод, управлении промышленными отходами и очистке нефтяных разливов, утекших фармацевтических препаратов и сточных вод.

Они также полезны в развитии аквахозяйств, борьбе с водорослями и биотуалетах. Исследователи и инженеры постоянно ищут способы применения бактерий. Возможно, их даже приспособят для расщепления пластиковых отходов.

Мы бы погибли без кишечных бактерий

До недавнего времени люди плохо понимали (и до сих пор проведено мало исследований), что естественные бактерии, которые проживают в нашем кишечнике, работают с нашей иммунной системой, чтобы вытеснять патогены, производить витамин K, стимулировать перистальтику и даже переваривать нашу пищу. Без этих бактерий мы бы не смогли выполнять ни одну из этих функций и, вероятно, погибли.

Чем больше мы узнаем о полезных штаммах бактерий кишечника, тем больше мы можем включить эти знания в здоровый образ жизни. После того как было установлено, что некоторые кишечные бактерии могут играть определенную роль в ожирении, особую популярность приобрели пробиотики.

Совет

Пробиотики — это бактерии, которые заменяют ферментированные пищевых продукты и в настоящее время продаются в виде добавок. Бактерии типа некоторых видов бифидобактерий могут создавать высококислотную среду, в которой менее полезные микроорганизмы выжить не могут.

Жирная пища и стресс также могут играть роль в здоровье нашей желудочной флоры, убивая полезные бактерии и давая развернуться вредным бактериям, которые вызывают газы, вздутие живота и синдром повышенной кишечной проницаемости.

Бактерии кожи могут быть на передовой иммунитета

В тот момент, когда вы вышли из чрева матери, вы попали под обстрел. Они устроили засаду и в считанные минуты колонизировали каждый сантиметр вашей кожи. В принципе, они и сейчас с вами. Это прокариоты и другие бактерии, и если бы не эволюция, которая протекала миллионы лет плечом к плечу с этими микроорганизмами, вы были бы мертвы вскоре после рождения.

Читайте также:  Зачем нужны и как работают бактерии в толстом кишечнике человека

Одной из наиболее распространенных бактерий кожи является Staphlococcus epidermis.

Известно, что она играет важную роль в борьбе с Leishmania major, причиной опасной болезни под названием лейшманиоз, которая рождает незаживающие язвы.

Хорошая бактерия вызывает иммунный ответ под названием IL-1, который тело не может производить самостоятельно. Эти стафилококки стали обязательной частью нашего существования.

Прокариоты, которые населяют пищеварительный тракт, также охватывают и всю наружную поверхность на коже. Наряду с остальной частью нашей полезной микрофлоры кожи, они стали частью нас, когда конкурировали с менее доброжелательными микроорганизмами за право жить.

Наряду с иммунными клетками нашей кожи, они защищают нас от болезнетворных бактерий и патогенных грибов, которые хотят в нас жить.

Это позволяет нашим органам тратить меньше энергии, защищая наш экстерьер, и больше сосредоточиваться на вещах типа борьбы с вирусами и предраковыми клетками.

Хотя нам еще многому нужно поучиться у них и больше узнать об этих полезных бактериях, в будущем бактерии кожи будут использоваться целенаправленно.

Жизни не было бы без цианобактерий

Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, являются, возможно, самым старым еще живым видом на Земле. Ее окаменелости датируются 3,5 миллиардами лет. Это одноклеточные бактерии, которые растут в колониях, и если бы их не было, не было бы и нас, и ни одной другой формы жизни.

Цианобактерии были первыми фотосинтезаторами в мире. Они использовали энергию солнца вместе с химическими веществами в первых океанах и инертный азот в атмосфере для пропитания.

В качестве продукта отходов они производили кислород, который был ядом практически для любой другой формы жизни в то время.

Обратите внимание

В течение примерно 300 миллионов лет все эти кислородные отходы образовали атмосферу, какой мы ее знаем, в течение архейских и протерозойских эр.

Иногда, в течение протерозоя или в начале кембрийского периода, эти бактерии формировали симбиотические отношения с некоторыми клетками эукаритот, давая клеткам пищу в обмен на стабильные условия, которые можно было назвать домом. Это были первые растения. Невероятное событие эндосимбиоза до сих пор считается одним из важнейших в становлении первой жизни.

Источник: https://alev.biz/news/science-news/microbiology/10-faktov-o-tom-kak-parazity-virusy-i-bakterii-pomogayut-lyudyam/

Глобальное потепление разбудило забытые вирусы

Появившаяся раньше человека бактерия из-за глобального
потепления вырвалась на свободу и привела к заражению животных и людей
сибирской язвой. Изменение климата, по мнению ученых, разбудит новые бактерии и
вирусы, о которых забыло человечество.

Древнее человека

Вспышка сибирской язвы зафиксирована в конце июля на Ямале. Там
погибло более 2,3 тысячи оленей. В больницу эвакуировали около 90 человек. От болезни умер 12-летний мальчик.

Он употреблял мясо и кровь заболевшего оленя — традиционную пищу для этой местности. По данным местных властей, причиной
вспышки инфекции стало аномальное для Крайнего Севера тепло.

В течение месяца
на Ямале держалась жара до 35 градусов.

В 2012 году случай
заражения людей был зафиксирован в Алтайском крае. Один человек умер, был
введен карантин и проводилась массовая вакцинация населения.

Сибирская язва — инфекционное заболевание и имеет несколько
форм: легочную, кишечную и самую легкую — кожную. Споры сибирской язвы очень
устойчивы к внешним условиям, таким как высокая температура, дезинфекция.

От человека к человеку болезнь не передается. Лечится антибиотиками. Существует
отечественная вакцина от сибирской язвы. Характерным признаком болезни являются
язвы на теле с черной поверхностью.

По словам заведующего лабораторией бионанотехнологии,
микробиологии и вирусологии НГУ Сергея Нетёсова, сибирская язва древнее
человека и «будет всегда». Вспышки заболевания у животных зафиксированы сейчас
в разных странах: в Швеции, Франции, Австралии, странах Африки и Азии.

«Сибирскую язвой можно заразиться не только употребляя зараженное мясо, или в контакте с больным животным. Десять лет назад в Шотландии был
случай, когда коллекционер барабанов и шкур с разных концов земли привёз шкуры
из Африки. Выколачивая их, заразился и умер. Но его заболевание осложнилось
тем, что у него был иммунодефицит (ВИЧ)», — рассказал Нетесов.

Бактерия оттаяла

«Действительно, жаркая
температура могла вызвать деградацию слоя мерзлоты.

Кто в тундре будет копать в
мерзлоте яму глубинной 4-5 метров для умершего животного? Наверняка, копали
небольшие ямы, прикрывали землей и мхом.

Вполне вероятно, что такие вещи
привели к тому, что вирус вырвался на свободу и поразил сначала животных, а потом
людей», — сказал замдиректора Института мерзлотоведения РАН Михаил Григорьев.

Замдиректора по научной работе Института биологических
проблем криолитозоны СО РАН Борис Кершенгольц заметил, что близость очагов
вспышки сибирской язвы к местам появления знаменитых ямальских воронок говорит
об общей причине их возникновения. Это связано с изменением климата,
потеплением в Арктике и таянием мерзлоты. Разгадана тайна гигантской воронки

«Те события, с которыми столкнулись на Ямале, по-видимому,
только начало. Такие процессы могут повторяться. Только в Якутии известно более
200 скотомогильников животных, погибших от тяжелых инфекций. Сейчас все эти
захоронения взяты под строгий контроль», — сказал ученый.

Важно

Но, по его словам, во время таяния многолетних мерзлых
грунтов высока вероятность возвращения в экосистемы возбудителей других особо
опасных инфекций 18-19 веков, например, натуральной оспы.

Так, захоронение людей, умерших от натуральной оспы (высокозаразная
вирусная инфекция) в районе реки Колыма в 90-х годах 19 века через 100 лет начало
размываться паводками.

Туда отправлялись экспедиции с участием новосибирского
центра вирусологии «Вектор».

«Я работал на «Векторе» более 30 лет и было несколько
экспедиций в Походск. Были проведены раскопки и были найдены поражения на коже,
вызванные вирусом натуральной оспы. Не было выявлено вируса, белков, а только
фрагменты ДНК вируса.

Но тела были на границе слоя мерзлоты, а замораживание и
оттаивание губит возбудителей. Но есть захоронения глубже. Эти исследования
надо продолжить, это бы прояснило ситуацию, особенно в тех зонах, где идет
добыча полезных ископаемых.

Потому что это может многое принести», — сказал
Нетесов.

По его словам, захоронения людей, болевших натуральной оспой
в Новосибирской области тоже могут быть, но так как здесь нет мерзлоты,
вероятность выживания вируса практически нулевая.

Кершенгольц также отметил, что существуют еще два механизма
влияния глобального потепления на распространение опасных заболеваний. Это
улучшение условий зимовки возбудителей заболеваний, таких как клещи. Потепление
приводит к тому, что клещи продвигаются все дальше на север.

«Третий путь — высокая вероятность выноса палеовозбудителей,
особенно инфекций прошлых тысячелетий, в следствии оттаивания мамонтовой
фауны.

В результате исследования двух
образцов (останки мамонтов) в возрасте 20 тысяч лет выделены живые
грамположительные бактериальные культуры.

Совет

За 20 тысяч лет окружающая среда
изменилась и как поведут себя эти клетки в современных условиях — не знает
никто», — сказал Кершенгольц.

Нетесов уточнил, что ученые исследуют то, что найдено в
желудке мамонтов. Но бактерии трудно оживить и доказать, что они сохранялись 20
тысяч лет. «Эти туши лежали в природе, а не в стерильных условиях.
Найденные бактериальные флоры изучают в виде геномов. Патогенных образцов не
выявлено», — пояснил он.

Новые угрозы

Нетесов отметил, что на Ямале уже приняты меры: вакцинация
животных и людей, контроль за выезжающей оттуда мясной продукцией. Поэтому
вероятности, что зараженное мясо попадет на прилавки других регионов, нет.

«Необходима тотальная вакцинация оленей, причем
и диких, и домашних, потому что на самом деле в тундре вы
их не различите. Вакцинация, иначе вы вспышку не остановите. Второе –
необходимо локализовать место, где есть эта бактерия.

Люди выехали с
диагностиками и они должны проверить. Я видел некоторые фотографии крайнего
севера – там есть места массовой гибели оленей, их немало, и их никто
не сжигал, как сейчас сжигают, они там просто лежат…

», — рассказал
ученый.

Он отметил, что на юге Сибири, в Новосибирской области и
соседних регионах также есть захоронения животных, болевших сибирской язвой. В Новосибирской
области последний случай заболевания произошел в 1999 году на
территории Краснозерского района, в селе Нижнечеремошное.

«Человек из провинции случайно пас скот на скотомогильнике.

У него заболела и умерла корова. Он пытался это мясо как-то пристроить.
Человек, который участвовал в забое скота, заразился кожной формой. Это быстро
идентифицировали и вылечили его. После этого десять лет скот вакцинировали, все
места скотомогильников обозначили», — сказал Нетесов.

 Потопы и смерчи: что случилось с погодой в Сибири?

Но, по его словам, если заболевание случилось на территории один раз, то на месте, где ходила больная корова, больной лось, так или иначе
могут появиться споры.

«Конечно,
ставятся заграждения. Но в Новосибирской области, например, зимой минус 40
градусов, летом плюс 40. Естественно, в таких условиях деревянные заграждения быстро
приходят в негодность. А поскольку там не пасли скот, трава растет очень
хорошая, и, естественно, в какой- то момент все забывают, что водить туда
животных нельзя», — отметил он.

Заграждения ставят повторно, но случаи заболевания были раньше
17-18 веков, места древних сготомогильников уже никто не знает. А споры
такого возраста еще опасны.

«Мы живем в тесном общении с природой. И здесь ничего не
исключено. Не надо лазить где ни попадя по тайге ради одного гриба.

А
скотомогильники, как правило, расположены даже не в лесах, а в степной
местности», — посоветовал эксперт.

Обратите внимание

А вот опасение людей, что можно заразиться сибирской язвой от
шубы, он назвал напрасным: «Шубы, которые поступают официальным путем с
сертифицированных фабрик Греции и Турции, там они следят больше, чем мы думаем.
Для них это потеря реноме… В странах Азии… здесь важно, как обрабатывается
шкура, главное, чтобы не только просто в рассоле».

По данным правительства Новосибирской области, за шесть
месяцев 2016 года в регионе вакцинировано от сибирской язвы 13,2 тысячи голов
лошадей, 458 тысяч голов крупного рогатого скота, 19,5 тысячи голов мелкого
рогатого скота.

Нетесов добавил, что у человека, особенно на селе, должен
быть условный рефлекс: когда он видит признаки заболевания — сразу вызывать
ветеринара и эпидемиолога.

«Потепление принесет нам новые заболевания.

Лихорадка
Западного Нила (острое не до конца изученное заболевание) — это как раз одно из
тех заболеваний. Оно каждый год себя проявляет в Европейской России. Было
проведено обследование жителей юга Красноярского края и Иркутской области.

Там
большой процент людей, которые имеют антитела к нему. Этот вирус передается
комарами, а укус комара чаще, чем укус клеща», — отметил он.

Также массовый отдых в странах Азии приводит к тому,
что чаще люди заболевают лихорадкой Денге (острое вирусное заболевание). «Хорошо, что у нас не водятся комары-переносчики
заболеваний.

Но если у нас заведется природный очаг этой инфекции, люди и
животные пострадают.

Этот вирус представляет сильную опасность в странах
тропического пояса, до 60 миллионов, заболевших в год», — подчеркнул ученый.

Источник: https://info.sibnet.ru/article/491039/

Ссылка на основную публикацию