Но возникла она почти за 50 лет до Флеминга. Как вам?
Знал ли об этих исследованиях Александр Флеминг? Вряд ли. Но открытие было уже сформировано, описано несколько раз до него и является достоянием десятков ученых, работавших, в том числе, и рядом с ним. Сэр Джон Скотт Бердон-Сандерсон, например, так же начинал в больнице Св. Марии (1852–1858), а затем работал там лектором (1854–1862). Он заметил, что культуральная жидкость, покрытая плесенью, не вызывает роста бактерий. Открытие Бердон-Сандерсона побудило в 1871 году Джозефа Листера, английского хирурга и отца современной антисептики, исследовать образцы мочи, загрязненные плесенью. Он обнаружил, что она не допустила роста бактерий. Листер описал антибактериальное действие на человеческие ткани вида плесени, которую он, как и все, назвал Penicillium glaucum.
В 1874 году доктор Уильям Робертс (Манчестер, Англия) заметил, что бактериальное заражение обычно отсутствует в лабораторных культурах Penicillium glaucum. Джон Тиндалл продолжил работу Бердона-Сандерсона и продемонстрировал Королевскому обществу в 1875 году антибактериальное действие гриба Penicillium. В конце концов, существовали параллельные исследования по сибирской язве. К этому времени было выяснено, что вызывает её Bacillus anthracis, а в 1877 году французские биологи Луи Пастер и Жюль Франсуа Жубер доказали, что культуры бацилл сибирской язвы при поражении плесенью могут быть успешно подавлены.
Вся эта история касается только лишь обнаружения факта антимикробной деятельности определенной плесени. Мы даже не коснулись того, откуда вообще стало возможным наблюдать этот удивительный микромир. Это прямые отсылки к революционному открытию Августа Кёлера – освещение образцов при микроскопии фокусировкой конденсора с помощью полевой диафрагмы – из Carl Zeiss AG. Не забудем и самого Карла Цейса с его масляно-иммерсионными линзами. Это и чашки петри Рихарда Юлиуса Петри из Берлинского университета. И агар-агар – благоприятная среда для роста и размножения бактерий – Вальтера Гессе, а вернее, изобретение его жены с его же слов. И, конечно, сам Герман Генрих Роберт Кох, который был руководителем и Рихарда, и Вальтера. Был ли Флеминг первым? Нет, точно не был. Достоин ли он награды? Не меньше, чем все ученые, занимающиеся сложнейшими исследованиями неизвестных патогенов и изобретением новых лабораторных методов анализа и борьбы с болезнями.
А был ли Флеминг первым в изобретении лизоцима?
Во-первых, выясним, что такое лизоцим. Сегодня лизоцим получают из белка куриных яиц. Но, вообще, это сложный фермент, который можно найти в организмах животных в тех местах, которые наиболее плотно общаются с окружающей средой, – в слизистых, в молоке, в слезной жидкости и в слюне. Во-вторых, чисто технически, Флеминга существенно опережает Павел Николаевич Лащенков, которые ещё в 1909 году в Томске предположил наличие протеолитических ферментов в белке куриных яиц и на основании экспериментальных исследований установил в белке наличие особого вещества, т. н. лизоцима, антибиотика животного происхождения. Результаты этого выдающегося открытия были опубликованы в статье «О бактериоубивающем и о тормозящем действии куриного белка» (Вестник гигиены, 1910).
Но выдающийся ученый и автор одного из первых учебников гигиены от 1913 года, награжденный на Всероссийской гигиенической выставке в Петербурге золотой медалью, сегодня постыдно забыт. Так почему же именно французские и английские ученые изобрели первые в мире лекарства, а не итальянцы, не немцы и не русские? Даже если бы мир готов был услышать все голоса без исключения, пожалуй, ни те ни другие не могут претендовать на абсолютное первенство. Ведь содержащие лизоцим жидкости, такие как яичный белок и грудное молоко, использовались для лечения глазных инфекций ещё в Древнем Риме. Как и некоторые свойства грибов, плесени и растений использовали в древних культурах Египта, Греции и Индии, причем независимо друг от друга. Ну и кто же тогда был «первым»?
Как написал Эрнест Дюше в своем революционном труде о противостоянии плесени с бактериями («Contribution à l’étude de la concurrence vitale chez les micro-organismes: antagonisme entre les moisissures et les microbes») в 1897 году: «плесень проявляет свои антимикробные свойства в конкурентной борьбе». Так что, положа руку на сердце, ничего мы, человечество, особо не придумывали. Мы лишь открывали этот мир через пробы и ошибки, бесконечно соревнуясь между собой в бессмысленной гонке. Так когда же началась медицина и что было первым лекарством? Усаживайтесь поудобнее – чтобы осмыслить историю медицины, нам придется начать с самого начала. А началось всё с большого взрыва…
Конечно, мой сочный эпитет про начало медицины с большого взрыва есть не что иное, как ирония. Но начнем мы действительно издалека.
Против жизни
Сам термин «антибиотики» достаточно любопытен: анти – био. Греческое ἀντι и греческое же βίος вместе формируют комбинацию – «против жизни». Как будто мы изобрели саму смерть. И почему как будто? Так и есть. Каждая загадочная субстанция, которую мы нарекаем антибиотиком, создана если не для убийства, то, как минимум, для беспощадной борьбы с микробами. Таких субстанций много, и, например, сульфаниламиды не являются антибиотиками – в отличие от созданного самой природой пенициллина, они полностью созданы нами как антибактериальный агент и представляют собой пример противомикробной химиотерапии. За что мы ни возьмемся, буквально везде видны следы борьбы: против микробов, против жизни, против «гноя» (σηπτικός, септикос – «гноистый»). Везде нас что-то, а вернее кто-то, не устраивает. Всегда есть кто-то, кого нам надо непременно убить, уничтожить и извести – с поверхности кожи, раны, организма в целом. А ведь есть и более амбициозные задачи: грядка, поле… а иногда и планета.
Чтобы действительно понять, с чего началась эта война, придется прикоснуться к другой науке. Подобно древним мифическим теориям зарождения жизни из плоти великана Имира, Ямы, Пуруша или Диониса, нам тоже нужно обратиться к «плоти», к основе нашего мироздания. Если кровь Имира – это реки, то плоть его – это почва. А нас интересует конкретно микробиология почвы. Приблизительно от двух до четырех миллиардов лет назад первые древние бактерии и первые микроорганизмы появились в океане. Они научились связывать молекулы азота, размножились и создали атмосферу, наполнив её кислородом. Разнообразие их ширилось и росло, постепенно они колонизировали почву. Из почвенных микроорганизмов появились бактерии, актиномиценты, водоросли, простейшие. Жизнь расцвела и заколосилась миллиардным многообразием.
Сегодня население земли неуклонно приближается к круглому числу в 10 млрд двуногих. Именно столько бактерий содержится в каждом грамме ризосферы – микрокосмоса, образуемого вокруг корней растений. Вся наша цивилизация численно умещается в щепотке грунта из вашего подоконного фикуса. И этот биом невероятно, просто потрясающе, разнообразен. Только в 2011 году ученые обнаружили на корнях сахарной свеклы более 30 000 видов бактерий и архей. Ризосферу актуально сравнивать с микрокосмосом ещё и потому, что она так же подвержена изменениям. Это хрупкая структура, на которую влияет множество факторов. Она состоит из сотен тысяч переменных, в основе которых не только температура, влажность, состав минеральных веществ, но и просто эпичные противостояния. Но если для перемещения небесных тел в космосе нужны миллиарды лет, то видовой состав ризосферы способен измениться в считаные часы. Микроцивилизации бактерий появляются и исчезают, сменяя одна другую. А фикус всё так же стоит, как ни в чем не бывало.
Население земли
Кто населяет эту микровселенную? Из всего многообразия я бы остановил пытливый взгляд и ум на актинобактериях. Это тип грамм-положительных бактерий, которые включают и наземные и водные виды. Интересны они нам не только тем, что их большинство, но и потому, что вносят свой непосредственный вклад в наше процветание и экономическое благополучие. Чего про каждый род бактерий сказать нельзя.
Благополучный рост большинства растений обязан способности актинобактерий разлагать органические вещества в питательный субстрат, а значит, и сельское хозяйство, и хвойные леса, и тропические джунгли – всё держится на могучих плечах этого микроатланта. И если мы сравниваем реальную картину возникновения жизни со скандинавской мифологией, то суша, возникшая из мяса/плоти великана Имира, в реальности появилась при помощи этих небольших ребят. Ведь именно актинобактерии способны создать из сложных белковых молекул, да и почти из любой органической формы, набор питательных веществ, где жизнь сможет снова начать процветать. Конечно, эта роль принадлежит им не единолично, в процессе участвуют и другие бактерии. Но актинобактерии занимают свою нишу в этом огромном круговороте. И если, например, царство грибов выполняет схожие задачи, то разница в размерах между ними практически исключает конкуренцию. Более того, актинобактерии включают в себя интереснейшие роды и виды бактерий, уникальные по своему воздействию на окружающий мир.
К примеру, Актиномицеты, как отряд, похожи на грибы, так как они собираются в обширные колонии, выращивая своеобразные мицелии. А род бактерий Франкиа связывают молекулы азота с помощью фермента нитрогеназы в аммиак, существуя в тесном симбиозе с актиноризными растениями (те, которые подходят для этого симбиоза). Не обращайте внимания на сложные названия. На самом деле, это те самые нитчатые грибоподобные узелки, формирующиеся, например, на корнях бобовых (слева). Большинство штаммов Frankia специфичны для разных видов растений. Эти бактерии могут обеспечить большую часть, если не все, потребностей растения-хозяина в азоте. В результате актиноризные растения способны колонизировать и процветать на почвах с низким содержанием питательных веществ. Но, если Франкиа образует клубни на горохе, то, например, Mycobacterium из того же рода актинобактерий могут сформировать клубни в наших легких – вот и Mycobactérium tuberculósis (справа). И все эти живые существа постоянно меняются, борются друг с другом за более теплые и сытные места миллионы лет. Тогда давно, миллиарды лет назад, на Земле не было ещё ни одного многоклеточного живого существа, но уже были антибиотики – как оружие бактерий в борьбе друг с другом.