Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 478
Текст из файла (страница 478)
Затем мы рассмотрим весь спектр организмов, о которых известно, что они вызывают болезни человека. 24.1.1. Патогены развили специфические механизмы для взаимодействия со своими хозяевами Организм человека — сложная и процветающая экосистема. Он состоит примерно из 1О'з клеток и вдобавок содержит в себе около 1Ом клеток бактерий, грибков и простейших, представляющих собой многие тысячи видов микробов.
Эти симбиотические микробы, называемые нормальной микрофлорой, обычно сосредоточены в некоторых областях организма, таких как кожа, рот, толстый кишечник и влагалище. Нормальная микрофлора не только представляет собой «коренных обитателей» экосистемы человеческого организма, но и влияет на наше здоровье. Населяющие наш кишечник анаэробные бактерии вносят вклад в переваривание пищи и нужны также для надлежащего развития желудочно-кишечного тракта у младенцев.
Наряду с этим, нормальная микрофлора на коже и во всех остальных местах организма конкурирует с болезнетворными микроорганизмами, тем самым охраняя нас от их агрессии. Более того, люди всегда заражены вирусами, причем присутствие подавляющего большинства из них редко становится ошутимым. ай ' ': часть В.Мете~.ейонтексте Йхгсов6кунноэт!Я лапка блохи кпвщ бактерии на клеще в) б) 0,2 мм Рис. 2Я.1. Паразитизм на многих уровнях. а) Снимок блохи, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа.
Блоха — распространенный паразит млекопитающих: собак, кошек, крыс и людей. Она пьет кровь своего хозяина. Блохи распространяют бубо иную чуму, перенося болезнетворную бактерию Уегялга резал из кровотока зараженного хозяина в кровоток другого хозяина. б) На снятой крупным планом фотографии блошиной лапки видно, что на ней также есть паразит — одна из разновидностей клещей. Клещ, в свою очередь, покрыт бактериями. Весьма вероятно, что на этих бактериях паразитируют бактериофаги, представляющие собой вирусы бактерий. О подобном наблюдении в 1733 г. Рассказал Джонатан Свифт: Гоббс доказал: везде война! Тебя кусает под одежкой Блоха, а в свой черед она укушена мельчайшей блошкой.
На меньшей меньшая сидит, И все идет ас! гпггпгтитг. Так и значительный пиит Искусан маленьким пиитомг. (Снимок а любезно предоставлен Т)па Сагуа)йо/Мюгодпхе)а, фото б великодушно предоставлено 5тап)еу Ра)хощ) Если нас устраивает столь тесное сожительство с огромным разнообразием микробов, то почему же некоторые из них время от времени возбуждагот у нас за болевания или даже становятся причиной смерти? Как мы увидим, на этот вопрос есть несколько ответов, и способность того или иного микроорганизма наносить очевидный ущерб здоровью хозяина может в большой степени зависеть от внешних влияний. Первичные патогены, которые у большинства здоровых людей зюгут в явном виде вызвать болезнь, обычно отличаются от нормальной микрофлоры.
В отличие от симбиотических организмов, они способны прорывать физические барьеры и выживать в таких местах организма хозяина, которые для других микроорганизмов недосягаемы. В норме живущие в нас микробы причиняют не- ' До бесконечности (лат.). — Пргсч. В.Е. Васильева. з 1!еревод В.н.васильева (эпиграмма «Блошиные блохиь).
Прим. перев. 24.1. Знакомство с патогенами 2277 приятности только тогда, когда наша иммунная система ослабевает или когда они получают доступ к обычно стерильным тканям организма, как бывает, скажем, при прободении кишечника, когда кишечная микрофлора выходит в брюшную полость живота и становится причиной перитонита; иногда они становятся причиной болезни из-за того, что наша иммунная реакция на них оказывается слишком уж сильной. Для первичных патогенов, напротив, не обязательно, чтобы хозяин был с ослабленным иммунитетом или ослабевший от ран.
Первичные патогены развили высокоспециализированные механизмы для того, чтобы преодолевать клеточные и биохимические барьеры, и для того, чтобы вызывать в организме хозяина определенные реакции, способствующие успешному выживанию и размножению патогена. У одних патогенов эти механизмы приспособлены к хозяину какого- либо одного вида, тогда как у других они достаточно универсальны, так что такой патоген может вселяться в организм целого диапаюна хозяев, благополучно жить там и размножаться. Некоторые патогены возбуждают острые эпидемические заболевания и вынуждены быстро распространяться от одного больного или умирающего хозяина к другому; исторически значимые примеры — бубонная чума и оспа. Другие вызывают хронические заболевания, которые могут тлеть в индивидууме годами, не разгораясь до явной болезни; примерами служат вирус Эпштейна — Барр (который у некоторых людей может вызвать мононуклеоз — серьезное гриппоподобное заболевание), бактерия МусоЬас(египт 1иЬегси!оз(з (которая может стать причиной опасного для жизни туберкулеза легкого) и кишечный червь Азсагкс Хотя каждый такой патоген у некоторых людей может вызвать тяжелую форму болезни, миллиарды людей являются их бессимптомными носителями и в большинстве случаев даже не подозревают, что заражены ими.
Границу между хронической инфекцией и комменсализмом провести нелегко. На всем протяжении этой главы мы будем познавать разнообразие патогенов и инфекций, но в то же время сосредоточимся на общих для всех них принципах клеточной биологии. Чтобы успешно жить и размножаться в организме хозяина, патоген должен быть способен: 1) колонизировать хозяина; 2) найти в организме хозяина нишу с подходящей питательной средой; 3) избежать, подорвать или перехитрить возбуждаемые хозяином реакции врожденного и приобретенного иммунитета; 4) размножиться, используя ресурсы хозяина; 5) выйти во внешний мир и перейти к новому хозяину.
Под жестким давлением естественного отбора для возбуждения у хозяина реакций, помогающих им выполнять эти задачи, патогены развили в себе механизмы, основанные на максимальном использовании биологических свойств хозяев. Поэтому многие патогены, образно говоря, можно назвать умелыми и опытными клеточными биологами, и, наблюдая за нх поведением, мы можем узнать многое из области клеточной биологии. В то же время постоянная подверженность нападкам со стороны патогенов сильно повлияла на эволюцию человека.
Развитие у позвоночных животных обладающей высокой точностью системы приобретенного иммунитета, что обсуждается в главе 25, было важным скачком в гонке вооружений, всегда существовавшей между патогенами и их хозяевами. В наше время люди повысили планку, преднамеренно изменив свое поведение так, что у патогенов осталось гораздо меньше возможностей заражать нас. Усовершенствования системы общественного здравоохранения, в том числе сооружение исправно работающей канализации и водопровода, внесли немалый вклад в постепенное снижение уровня общей смертности по причине 2278 Часть 5.
Клетки в контексте их совокупности инфекционных заболеваний за несколько последних столетий. Государства, которые направили ресурсы иа улучшение детского питания, добились улучшения общего состояния здоровья населения, включая заметно снизившиеся показатели смертности от инфекционных болезней в раннем детском возрасте. Медицинские программы, такие как всеобшая вакцинация населения, противомикробиые средства и обычная проверка крови перед использованием ее для переливания, также существенно уменьшили бремя инфекционных болезней для многих людей.
По мере того как мы все больше узнаем о механизмах, которыми патогеиы вызывают заболевания (патогеиез), наши умы становятся все более весомым дополнением к системам иммунитета в борьбе с инфекционными болезнями. 24.1.2. Признаки и симптомы инфекции могут быть вызваны либо самим патогеном, либо иммунными реакциями хозяина Хотя иам легко понять, почему возбудители инфекции эволюционировали так, чтобы воспроизводиться в хозяине, причииа, по которой оии это сделали, чтобы возбуждать болезнь, то есть причинять вред своим хозяевам, видится с трудом.
Одним из объяснений может служить то, что в некоторых случаях патологические реакции, вызываемые микроорганизмами, повышают эффективиость их распространения или расселения и, следовательно, придают им явные преимушества в естественном отборе. Например, вирус-содержащие повреждения или образования иа геииталиях при заражении простым герпесом облегчают прямое распространение этого вируса от зараженного хозяина к незараженному партнеру во время полового контакта. Точно так же инфекции, сопровождающиеся диареей, эффективно распространяются от пациента к ухаживающей за иим сиделке.
Однако во многих случаях обострение болезни ие дает патогеиу никакого очевидного преимущества. Некоторые реакции хозяина иа инфекцию, такие как вялость или социальная самоизоляция, казалось бы, напротив, тормозят распростраиеиие патогеиа. Зараженные люди из альтруистических побуждений могут стараться избегать возможности заражения своих друзей и членов семьи, а здоровые люди могут тоже сознательно уклоняться от общения с больным; подобиое поведение, между прочим, было зарегистрировано также и у лангустов.
Оио может отражать адаптивные реакции, прошедшие естественный отбор в популяциях хозяев, обычно живущих группами. Многие симптомы и признаки, которые мы связываем с инфекционным заболеванием, иа самом деле являются прямыми проявлениями иммуииых реакций хозяина. Некоторые характерные признаки, наблюдаемые в очагах бактериальной инфекции, включая опухаиие, покрасиеиие и образование гноя (который в основном состоит из мертвых белых клеток крови), проистекают из того, что клетки иммуииой системы пытаются уничтожить вторгшиеся микроорганизмы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
