Микробиом. То, что убивает, и то, что делает нас сильнее - Игорь Олегович Стома

6.6. Так ли просты эти простейшие?

По сравнению с бактериями и археями, не имеющими внутри своих клеток ядра (прокариоты), простейшие или протисты это одноклеточные микроорганизмы с ядром внутри (эукариоты). К тому же простейшие имеют гигантские размеры по сравнению с бактериями: от 5 до 50 микрометров против 0,5–5 микрометров у бактерий. Простейшие в мире бактерий – это как Гулливер среди лилипутов. Некоторые из простейших микробов могут достигать даже нескольких миллиметров и быть видны невооруженным глазом. Но несмотря на свой крупный размер – это все равно одноклеточные организмы. А чтобы вам было проще представлять размеры уже известных вам микробов, обратите внимание на рисунок ниже.

Однако такие ли они простые в своем поведении, эти простейшие? Вы, наверное, помните, как один простейший микроб, токсоплазма, управлял мозгом и поведением своего хозяина, грызуна, после заражения? И в итоге зараженная мышка начинала вести себя безрассудно, искать риски, стремиться «поиграть» с кошкой и, как закономерность этого, гибла. Так протист токсоплазма достигал заветной цели и попадал к основному в своем жизненном цикле хозяину – кошке.

Рис. 45. Сравнительные размеры микробов: от вирусов до мицелия грибов. Простейшие имеют размеры средней клетки эукариота, до 50 микрометров.

Но есть еще одна история с другим простейшим микробом. И она достойна быть сценарием хоррор-фильма. Это Неглерия Фоулера. Вызывает у людей амебный энцефалит со смертельным исходом. В фильме ужасов она бы, наверняка, называлась «амеба, съедающая мозг». Обитает в теплых пресных водоемах. Заражает человека через нос, проникает в обонятельный нерв, двигается по нему в мозг и вызывает тяжелое повреждение мозговой ткани. Интересно то, что при проглатывании ее с зараженной водой, она не вызывает болезнь. Считается, что даже пить такую воду безопасно. Почему? Потому что этот микроб очень чувствителен к кислоте и быстро погибает при контакте с соляной кислотой в желудке.

Немало случаев такого заражения описано в южных штатах США, например, во Флориде. Происходит оно при купании в пресных водоемах и нечищеных бассейнах. Наиболее пугающе и скоропостижно развивалась ситуация у жителя Флориды, который имел привычку промывать свои околоносовые пазухи (синусы) водой из-под крана. Это произошло совсем недавно, в 2023 году. Мужчина скончался от амебного менингоэнцефалита в течение нескольких дней, несмотря на все усилия врачей. Кстати, в США в период с 1962 по 2021 годы зарегистрировано 154 случая этой инфекции головного мозга. И только четырех человек из инфицированных удалось спасти. Как защитить себя от этого непростого простейшего? Не промывайте нос и околоносовые пазухи водой из-под крана, а используйте соленую морскую воду, специальные растворы или дистиллированную воду. При купании в теплых пресных водоемах избегайте попадания воды в нос. Вот такая опасная амеба!

Но все ли простейшие опасны для человека? Совсем нет. Долгое время в медицине при случайном определении простейших при микроскопии содержимого кишечника принималось решение о необходимости лечения. Для этого использовались специальные антипротозойные препараты. Они как антибиотики, только не против бактерий, а против простейших. Но потом ученые стали понимать – некоторые простейшие являются частью микробиома кишечника у здоровых людей и никак не связаны с развитием кишечных инфекций, например, непатогенные Enteromonas. Еще к примеру, некоторые простейшие бластоцисты встречаются в кишечнике от 1 % до 50 % людей в развитых странах мира, а в развивающихся – стабильно от 30 % всех жителей имеют их в кишечнике. Как и некоторые диентамебы очень широко распространены, но у большинства людей не вызывают никаких заболеваний (Dientamoeba fragilis). Большие когорты исследованных людей уже сняли связь этих простейших с развитием кишечных инфекций. Более того, уже и термин «кишечный паразит» отнюдь не правомочен в отношении этой части простейших. Возможно, что они как раз и являются важной частью кишечного микробиома здоровых людей, вступая в биохимические взаимно полезные отношения со своими меньшими соседями из числа бактерий и архей. В частности, в одной из недавних работ было показано, что их содержание в кишечнике уменьшается как раз у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, по сравнению со здоровыми людьми. Так что их наличие может быть признаком как раз здоровой микробной экосистемы в кишечнике.

Как мы уже не раз отмечали: в науке, а особенно в медицинской, найдешь только то, что будешь искать. Эти годы исследования микробиома были направлены только на бактерии. А методы определения простейшей части микробиома, протистов, основаны на другом «маркерном гене». То есть случайно они не обнаружатся, их надо изучать прицельно. И сегодня ученые все больше интересуются этими сложно устроенными гигантами из мира микробов.

6.7. Есть ли среди инфекционных агентов что-то меньше вирусов?

Чем больше мы знаем, тем больше понимаем, что существует огромный мир непознанного. Несколько последних десятилетий мировая наука воспринимала существование форм жизни на Земле только на основе нуклеиновых кислот (ДНК, РНК). Центральная догма молекулярной биологии предполагала, что наследование информации в любой форме жизни определяется передачей от ДНК (РНК) к белкам или от РНК к ДНК (обратная транскрипция). Но были открыты особые белки, которые были способны вызывать болезни и размножаться без участия ДНК или РНК. Это прионы. От английских слов protein (белок) и infection (инфекция). Они используют внутренний аппарат клеток человека и млекопитающих для размножения и в этом схожи с вирусами. Но при этом гораздо меньше вирусов по размеру. По сути прионы – это молекулы белков с аномальной структурой. Попадая внутрь клетки, такой аномальный белок взаимодействует с нормальными белками человеческой клетки и превращает их в себе подобных. Прионная форма белка необычно стабильна, она накапливается в поврежденной ткани и в итоге приводит к отмиранию ткани и потери ее функции. У человека прионные заболевания в основном поражают головной и спинной мозг и, к сожалению, заканчиваются смертельным исходом. Эффективного лечения пока не предложено, да и диагностика в реальных медицинских условиях практически не налажена. Заражается человек, употребляя термически не обработанное (сырое) мясо крупного рогатого скота. Эти животные болеют прионными заболеваниями в виде губчатой энцефалопатии (прежнее название «коровье бешенство»). Это еще один пример «мы то, что мы едим». Так что любители полусырых говяжьих стейков «с кровью», а также сырого тартара из говядины, могут слегка забеспокоиться. А в действительности, очень многое зависит от соблюдения правил выращивания и употребления коровьего мяса.

Глава 7

Взгляд в будущее и воспоминания о прошлом микробов

7.1. Компания Intel и микробиология: что общего?

Один из лидеров инновационной экономики мира, компания Intel известна своими технологиями в области создания микропроцессоров. А один из