Целебные силы земли

В старых преданиях о запорожцах рассказывается, что они, когда под рукой не было лекарств, прикладывали к ране сырую землю, и рана быстро заживала. Такой способ лечения ран неприемлем с точки зрения современной медицины, но, как установлено наукой, болезнетворные бактерии действительно довольно быстро погибают в почве.

Ученых давно интересовала судьба бактерий, выделяемых больными. Ведь многие из них попадают в почву и, если учесть время, в течение которого жизнь существует на нашей планете, земля переполнена ими. А если это так, то почва должна играть исключительно важную роль в распространении всевозможных инфекций. Однако, когда ученые стали исследовать роль почвы в возникновении и распространении инфекционных заболеваний, они пришли к неожиданным выводам. Подавляющее большинство патогенных бактерий, даже таких страшных, как возбудители дифтерии, дизентерии, проказы, тифа, холеры и чумы, быстро погибают в почве. Исключение составляют только некоторые бактерии, способные образовывать очень устойчивые к действию различных внешних факторов споры. К таким бактериям относятся возбудители столбняка, газовой гангрены и сибирской язвы. Вот почему приведенный выше способ лечения ран все же нельзя считать приемлемым. Но запорожцы, конечно, не могли об этом знать.

Было высказано несколько гипотез о причинах столь быстрой гибели болезнетворных бактерий в почве. Одни ученые считали, что в почве отсутствуют питательные вещества, необходимые для микробов. Другие видели причину столь странного факта в том, что бактерии в почве поедаются различными "хищниками" из числа простейших микроорганизмов. Третьи же склонны были искать причину гибели патогенных бактерий, попадающих в почву, в действии находящихся в почве микробов-антагонистов.

Дело в том, что почва является местом обитания неисчислимого количества микроскопических грибов, среди которых преобладают аспергиллы, или лучистые грибы, и пенициллы, или кистевики. В 1 г земли насчитывается в среднем до 100 тыс. подобных грибов, из числа которых около 40 тыс. приходится на долю лучистых грибов-аспергиллов. Можно легко проверить, не являются ли эти микроскопические растительные организмы причиной гибели попадающих в почву бактерий. Были проделаны опыты с возбудителями брюшного тифа. Для опытов взяли две порции одной и той же земли, но одну порцию предварительно простерилизовали, т. е. убили в ней все живые организмы. Бактерии брюшного тифа, внесенные в первый образец почвы, быстро в нем погибли; в заранее простерилизованном образце они не только выжили, но и быстро размножились. Такие же результаты были получены и с другими бактериями. Само собой напрашивался вывод, что почву от заражения возбудителями инфекционных заболеваний предохраняют ее постоянные микроскопические обитатели, которым почему-то не нравится присутствие бактерий, заслуживших нелестную репутацию патогенных.

Уже в начале XX столетия многие ученые пришли к выводу, что действие почвенных микроорганизмов на патогенные бактерии обусловлено образованием специфических антагонистических веществ, однако природа этих веществ, их физико-химические свойства оставались пока еще книгой за семью печатями. Много белых пятен было также и в вопросах взаимного влияния почвенных микроорганизмов, которые, как правило, живут сообществами, влияния их на плодородие почвы, ее состав и другие свойства. Нерешенные проблемы науки всегда служили своего рода магнитом, привлекающим к себе внимание пытливых умов. Часто исследователями руководило единственное желание - познать истину, и нередко результаты таких исследований приобретали огромную практическую ценность. Взаимоотношениями между почвенными микроорганизмами занимались ученые разных стран. Заинтересовали они и студента университета имени Рутгерса в г. Нью-Брунсуик Зелмана Ваксмана, который избрал их темой своей зачетной работы.

Ваксман родился на Украине в 1888 г., но в 1910 г. эмигрировал в Америку, чтобы получить высшее медицинское образование. Однако обучение в Колумбийском университете, куда он поступил вначале, требовало немалых денег, а Ваксман приехал в Америку с 40 долларами в кармане. Неизвестно, смог бы юноша осуществить свою заветную мечту, если бы его судьбой не заинтересовался декан сельскохозяйственного колледжа университета имени Рутгерса, тоже эмигрант из России. Он помог Ваксману поступить в университет и выхлопотал для него небольшую стипендию. На последнем курсе нужно было выполнить дипломную работу, и Ваксман выбрал тему о распределении микроорганизмов в почве. В 1915 г. его зачислили младшим научным сотрудником в университет, где он продолжал работу по изучению микроорганизмов почвы. Ваксман начал углубленные исследования взаимоотношений между различными микроорганизмами: грибками, бактериями и простейшими. Уже в это время внимание исследователя привлекли актиномицеты - микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между грибами и бактериями. Эти микроорганизмы обладали удивительной живучестью. При высушивании почвы или при действии других неблагоприятных факторов они переживали всех других почвенных микроорганизмов. Было также замечено, что актиномицеты могут оказывать угнетающее действие на другие группы микроорганизмов.

Сначала Ваксмана совершенно не интересовали вопросы медицинского характера. Однако в конце 30-х годов в научных кругах стало известно, что английские ученые, работавшие с плесневым грибом пенициллом, добились блестящих результатов, получив кристаллический пенициллин, обладающий мощным антибактериальным действием. Советский ученый Н. А. Красильников с группой своих сотрудников установили, что актиномицеты способны вырабатывать антибиотические вещества, и в 1939 г. впервые выделили из культуры актиномицетов антибиотик мицетин, активный по отношению ко многим болезнетворным бактериям, но, к сожалению, оказавшийся токсичным для человека.

Разразилась Вторая мировая война. Работы по изысканию новых эффективных лекарственных средств, особенно позволяющих бороться с проникающими через раны или иными путями патогенными бактериями, приобретали огромную актуальность. И Ваксман, который уже руководил лабораторией, всю работу сотрудников и аспирантов направил на поиски новых антибиотиков среди почвенных микроорганизмов. Свой выбор он остановил а актиномицетах, с которыми уже работали советские ученые. В лаборатории Ваксмана было исследовано около 10 тыс. гроб почвы, 500 культур актиномицетов, выделенных из почв и взятых из коллекций. Было получено несколько антибиотиков, но они оказались токсичными для человека и, следовательно, непригодными для медицинского применения. Шли годы, казалось, что удачи на избранном пути так и не будет. Но в конце 1943 г. наконец-то были получены обнадеживающие результаты. Из двух штаммов актиномицетов, один из которых выделили из сильно унавоженной почвы, а другой из ротовой полости цыпленка, был получен антибиотик, названный стрептомицином. Бактериологические испытания показали, что новый антибиотик очень активен по отношению к возбудителям таких опасных заболеваний, как брюшной тиф, бруцеллез, туберкулез, туляремия, туберкулезный менингит и др. В отличие от ранее выделенных Ваксманом антибиотиков стрептомицин был почти не токсичен для животных и человека. Новый антибиотик обладал еще одним ценным качеством: он губительно действовал на целый ряд бактерий, устойчивых к действию пенициллина. Стрептомицин наряду с пенициллином прочно вошел в арсенал лекарственных средств современной медицины.

В 1946 г. актиномицеты, вырабатывающие стрептомицин, были найдены и в Советском Союзе. Их выделил советский ученый Г. Ф. Гаузе из почв Европейской части СССР и Дальнего Востока.

Стрептомицин, как и пенициллин, произвел подлинную революцию в лечении целого ряда заболеваний и прежде всего туберкулеза. Смертность от туберкулеза резко сократилась, и это заболевание по числу смертельных исходов с одного из первых мест отодвинулось на десятое место. С появлением стрептомицина наступил перелом в эффективности лечения другого бича человечества - туберкулезного менингита. Еще совсем недавно диагноз "туберкулезный менингит" звучал как смертный приговор, но уже в первые годы применения стрептомицина из каждых 100 заболевших этой страшной болезнью 20 удавалось вырвать из костлявых объятий смерти. В настоящее время при комбинированном применении стрептомицина с другими препаратами процент благополучно выздоравливающих от туберкулезного менингита возрос до 85.

После открытия Ваксманом стрептомицина интерес к микроорганизмам необычайно возрос. Фармацевтические фирмы всех стран не жалели средств в погоне за новыми антибиотиками, они рассылали своих агентов во все уголки земного шара в поисках новых образцов почв для исследований. Курьезный случай произошел с одной американской фирмой. Она собрала около 100 тыс. образцов почв со всех пяти частей света, но самым интересным оказался образец, взятый рядом с лабораторией фирмы. Одна из культур, полученная из этого образца, дала антибиотик широкого спектра действия, названный окситетрациклином.

В дальнейшем Ваксман и другие ученые, в том числе и советские, выделили из микроорганизмов почвы ряд очень ценных для медицины антибиотиков. Целебные силы земли были поставлены на службу человеку.