М.Е. Майорова,
преподаватель
Медицинского училища № 3,
г. Москва

«Страна Микробия»

Устный журнал

На сцене выставлен макет журнала, на каждой странице которого указано ее название. Преподаватель объявляет открытие журнала, его цели и задачи.

Ведущий. Сегодня вас ждет увлекательное путешествие в страну науки микробиологии. Путешествие в край микробов, вирусов, инфекционных болезней. Но сначала давайте познакомимся с некоторыми жителями этой страны. (Показ слайдов при помощи мультимедийного устройства).

1-й учащийся (комментирует слайды).
1-й слайд. Формы бактериальных клеток.
Бактерии представляют собой одноклеточные организмы. По форме клеток их подразделяют на шаровидные (кокки: стрептококки, стафилококки, сарцины), палочковидные (бациллы, вибрионы) и извитые (спириллы).
2-й слайд. Кокки.
Многие кокки обитают на слизистых и коже человека, в различных полостях организма и широко распространены во внешней среде. Среди них имеются возбудители заболеваний человека и животных, таких как воспаление легких, менингит и др.
3-й слайд. Возбудитель сибирской язвы.
Возбудитель сибирской язвы представляет собой крупную палочку с обрубленными концами. К этим бациллам чувствительны коровы, овцы, лошади, олени, свиньи, а также человек.
4-й слайд. Бактерия Heliobacter pylori.
В 2005 г. обладателями Нобелевской премии по физиологии и медицине стали рядовые австралийские врачи Барри Маршалл и Робин Уоррен. Эту престижную награду им присудили за открытие, которое позволит избавить человечество от одной из самых распространенных болезней. Оказывается, гастрит, который называют «болезнью студентов», а вместе с ним язва и рак желудка имеют инфекционную природу. Вызывает их бактерия Heliobacter pylori, а вовсе не стрессы и неправильное питание, как считалось до сих пор.
5-й слайд. Бактерии из арктического льда.
Бактерии найдены почти везде. Одни живут в почве, другие в воде, третьи в организмах растений… Среди бактерий есть любители холода, чрезвычайно устойчивые к действию низких температур. Сальмонеллы (возбудители тифа) и холерный вибрион могут длительное время сохраняться живыми во льду, а споры некоторых бактерий выдерживают и космический холод – температуру до –250 °С.
6-й слайд. Вирус гриппа.
Форма вируса гриппа близка к сферической, оболочка имеет выступы (шипы). Источником инфекции является больной человек, который заражает окружающих при разговоре, кашле, чиханье. Грипп – это заболевание верхних дыхательных путей. Кроме того, при гриппе могут проявиться сопутствующие инфекции, активироваться различные хронические заболевания.
7-й слайд. ВИЧ атакует лимфоциты.
Синдром приобретенного иммунного дефицита (СПИД) – это сравнительно новое, но очень страшное инфекционное заболевание человека, называемое иногда «чумой ХХ века». Вызывает его вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), а впервые зарегистрировано оно было в конце прошлого века.
Особенностью ВИЧ является его способность проникать в клетки иммунной системы и разрушать их в процессе своего размножения. Это приводит к нарушениям в работе всей иммунной системы, организм утрачивает иммунитет и не в состоянии противостоять возбудителям различных инфекций, уничтожать опухолевые клетки.
8-й слайд. Разнообразие вирусов.
Вирусы не являются клетками и не могут жить и размножаться вне клетки-хозяина. Они устроены очень просто: фрагмент генетического материала (ДНК или РНК), составляющий сердцевину вируса, окружен белковой (иногда белково-липидной) оболочкой. Иногда вирусы содержат также дополнительные белки, помогающие им размножаться в клетке-хозяине.

Ведущий. Наш устный журнал состоит из нескольких страничек. Первая страничка – ИСТОРИЧЕСКАЯ.
Гиппократ, Гален, Авиценна считали, что болезни вызываются невидимыми глазом существами. Впервые микробы увидел А.Левенгук (1632–1723). Русский врач Д.С. Самойлович (1744–1805), изучая чуму, пришел к выводу, что эта болезнь вызывается «особливым и совсем отменным существом», но увидеть возбудителя чумы с помощью микроскопа ему не удалось из-за несовершенства техники того времени.
Первые успешные попытки предупреждения инфекционных заболеваний и борьбы с ними с помощью вакцинации были предприняты в Англии Э.Дженнером. Послушаем рассказ о его работах.

2-й учащийся. В те времена, когда человечество еще и понятия не имело о вирусах, ученые и врачи уже искали и находили пути борьбы со страшными заболеваниями, вызываемыми ими. Ярким примером является история борьбы с оспой.
В прошлом оспа была одной из самых распространенных и опасных болезней. Описание оспы нашли в египетском папирусе Аменофиса I, составленном еще за 4 тыс. лет до н.э. Оспенные поражения сохранились на коже мумии, захороненной в Египте за
3 тыс. лет до н.э. В XVI–XVIII вв. в Западной Европе в отдельные годы оспой заболевало до 12 млн человек, из которых до 1,5 млн умирали. Оспа поражала 2/3 родившихся тогда детей, и из восьми заболевших ею трое погибали. Особой приметой считалось: «Знаков оспы не имеет», т.к. люди с кожей без оспенных рубцов встречались в те времена редко. Сейчас нам даже трудно себе представить ту сокрушительную силу, с которой орудовал тогда вирус оспы.

Еще 3500 лет назад в Древнем Китае было подмечено, что люди, перенесшие легкую форму оспы, в дальнейшем ею больше никогда не заболевали. Позднее (более 1000 лет назад), опасаясь тяжелой формы этой болезни, которая не только вызывала неминуемое обезображивание лица, но нередко и смерть, жители Китая, Индии и Персии стали искусственно заражать детей оспой. На одних надевали рубашки больных, у которых болезнь протекала в легкой форме. Другим в нос вдували измельченные и подсушенные оспенные корочки. Человек, зараженный оспой таким путем, переносил ее значительно легче. Но этот метод предупреждения оспы не получил распространения, т.к. было трудно дозировать заразный материал, и иногда такие прививки приводили к развитию целых очагов болезни.
Проблема предохранения от оспы была решена в конце XVIII в. английским сельским врачом Эдвардом Дженнером. И до него обращали внимание на то, что люди, переболевшие коровьей оспой (болезнью крупного рогатого скота), которая обычно легко протекает у человека, впоследствии никогда не заболевали натуральной, черной, оспой.
В начале мая 1796 г. ему пришлось лечить доярку Сару Селмес, на руке которой были типичные для коровьей оспы пустулы. 14 мая Дженнер внес в ранку на плече восьмилетнего мальчика Джеймса Фиппса, ранее не болевшего оспой, жидкость из пустул больной доярки. На месте искусственной инфекции у мальчика появились типичные пустулы, которые исчезли через 14 дней. 1 июля Дженнер внес в царапину на коже Джеймса высокоинфекционный материал из пустул больного натуральной оспой… и мальчик остался здоров.

Так зародилась и подтвердилась идея прививки путем вакцинации (от лат. vасса – корова). Вакцинация – это внесение инфекционного материала коровьей оспы в организм человека с целью предохранения его от заболевания натуральной оспой. Вакцина – это само вещество, предохраняющее от оспы. В наше время слова «вакцинация» и «вакцина» употребляются как общие термины, обозначающие прививку и прививочный материал.
Сейчас эпидемии оспы прекратились.
3-й учащийся. В 1887 г. в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно краска, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло большие убытки. В Крым был направлен выпускник Санкт-Петербургского университета Д.И. Ивановский. Молодой ученый решил выяснить, какая бактерия вызывает болезнь табака. Надо отметить, что микробиология как наука уже сформировалась в конце XIХ в. Д.И. Ивановский надеялся с помощью микроскопа, известных методов приготовления и окраски препаратов доказать бактериальную природу заболевания табака.
Однако задача оказалась непростой. Просмотр огромного количества препаратов, приготовленных из экстрактов больных листьев, не принес удачи. Не удалось получить ответ на вопрос: есть ли микробы в экстрактах из пораженных листьев? В то же время при заражении здоровых листьев соком из больных (инъекции в толщу здоровых листьев) результат был всегда одинаковым: здоровые листья заболевали через 10–15 дней. Это напоминало инкубационный период, свойственный любой инфекции, в течение которого микробы размножаются настолько, что вызывают заболевание. Но прямых доказательств не было.

Ивановский пропустил сок из больных листьев через бактериальный фильтр. Идея была проста: профильтрованный сок не должен содержать микробов и, следовательно, не сможет заразить здоровые листья табака. К изумлению исследователя инфицирующая способность профильтрованного сока не уменьшилась. Следовательно, возбудители мозаичной болезни табака способны проходить через бактериальный фильтр. Д.И. Ивановский предположил, что в они в тысячу раз меньше уже известных микробов. Так были открыты новые микробы-«невидимки» – фильтрующиеся вирусы (1892 г.).
Термин «вирус» (от лат. virus – яд) предложил голландец Бейеринк для обозначения инфекционной природы отфильтрованных растительных жидкостей. Название «фильтрующиеся вирусы» употребляли до конца 30-х – начала 40-х гг. ХХ в. По образному выражению советского вирусолога В.М. Жданова, «величину их по отношению к величине средних бактерий можно сравнить с величиной мыши по отношению к слону». Вирусы оказались в числе первых биологических структур, которые были исследованы с помощью электронного микроскопа сразу же после его изобретения в 1930-е гг.

Ведущий. Вторая страничка нашего журнала – МЕДИЦИНСКАЯ. В ней вы узнаете о микроорганизмах, вызывающих такие заболевания человека, как туберкулез, герпес и скарлатина, о методах их диагностики и препаратах, помогающих с ними бороться.
4-й учащийся. На всем протяжении истории человечества врачи и философы, жрецы и ученые пытались выяснить природу туберкулеза, или чахотки. Наиболее наблюдательные из них догадывались, что эта болезнь заразна. Не случайно в Древней Персии чахоточных больных изолировали от здоровых. В Древнем Риме также знали об опасности совместного проживания с чахоточным больным. В Индии были запрещены браки с больными туберкулезом. Но инфекционная природа этого заболевания была доказана только в 1882 г. выдающимся немецким микробиологом Робертом Кохом, выделившим и описавшим возбудителя туберкулеза. Им оказалась бактерия, относящаяся к роду микобактерий, до сих пор еще называемая палочкой Коха.
В Египте была обнаружена мумия человека со следами туберкулезного поражения, возраст которой насчитывает более 2 тыс. лет. Из нее была выделена палочка Коха, сохранившая способность к размножению.
Врач, лечащий больных туберкулезом, называется фтизиатром. Это название происходит от греческого слова «фтизис», совмещающего в себе два значения: харкать кровью и быстро терять вес, чахнуть (русское название туберкулеза – «чахотка»). Туберкулез сначала вообще не лечили. После того, как Гиппократ сформулировал основные принципы лечения различных болезней, к туберкулезу стали относиться иначе и античными методами его лечения руководствовались вплоть до Средневековья.

Туберкулез занимает лидирующие позиции по заболеваемости в мире. Примерно 2 млрд человек, т.е. одна треть населения планеты, больны туберкулезом. Смертность от туберкулеза составляет примерно 1,5 млн человек в год. Лечение туберкулеза и профилактика туберкулеза – это необходимость. Каждый заболевший человек может заразить туберкулезом еще примерно 20 человек.
Туберкулез передается воздушно-капельным путем, поэтому он постоянно рядом с нами: достаточно находиться рядом с человеком, который еще и сам не знает, что болен туберкулезом, чтобы подвергнуться риску заражения. Туберкулез относится к числу социальных болезней, возникновение которых связано с условиями жизни населения. В связи с ростом заболеваемости в России для лечения больных туберкулезом открыто множество противотуберкулезных диспансеров, больниц, санаториев. На лечение больных выделяются огромные средства, но победить этот недуг полностью не удается. Помните, ваше здоровье – в ваших руках.
5-й учащийся. Многие из нас думают, что «простуда» выскакивает на губах в виде болячек, и особого вреда это человеку не приносит. На самом деле «простуда» на губах вызывается вирусом простого герпеса. У 95% людей в организме присутствует этот вирус, и лишь около 5% людей к нему не восприимчивы.
Вирус герпеса попадает в организм еще в раннем детстве, когда истощаются антитела, переданные младенцу матерью. Чаще всего заражение происходит, когда ребенка целуют носители инфекции, например родители, братья и сестры. Вирус может также проникнуть в организм вместе с биологическими жидкостями окружающих – слюной, через слизистые оболочки половых органов.
Придя к нам в «гости», он внедряется в слизистые, доходит до нервных окончаний. Реактивация вируса возможна в тот момент, когда снижается иммунитет. Снижение иммунитета может происходить под действием простуды, гриппа, эмоционального расстройства и стресса, сильного ультрафиолетового облучения, расстройства желудка и утомления. В своем развитии болезнь проходит 4 стадии.
Стадия пощипывания. В это время большинство людей чувствуют, что заболевают. Перед тем, как появиться «простуде», кожа в углах рта, на внутренней поверхности губ, на языке или по всему лицу начинает чесаться.
Стадия воспаления. Начинается с маленького болезненного пузырька, который постепенно увеличивается.
Стадия изъязвления. Пузырь разрывается, из него истекает бесцветная жидкость, содержащая миллиарды вирусных частиц. На его месте образуется язвочка. В этот момент больной человек очень заразен, т.к. выделяет огромное количество вирусных частиц в окружающую среду. Из-за болезненности и язвочек на лице людям больше всего досаждает эта стадия.
Стадия струпообразования. Над язвочками формируется корочка, при повреждении которой может возникнуть боль и кровотечение.
Советы больным «простудой»:
– «простуда» заразна, поэтому всегда мойте руки с мылом до и после прикосновения к больному месту, в том числе и при нанесении лечебных мазей;
– не трогайте глаза;
– не используйте слюну для увлажнения контактных линз;
– не пытайтесь удалить волдыри и корочки во избежание передачи инфекции на другие части тела или попадания в ранку бактериальной инфекции;
– пользуйтесь индивидуальной посудой и полотенцами.

Ведущий. Третья страничка нашего журнала – «У ПРИРОДЫ НЕТ ПЛОХОЙ ПОГОДЫ…, А ЕСТЬ СЕЗОННЫЕ БОЛЕЗНИ».
Грипп – острое вирусное заболевание, которое встречается у населения разных стран и через определенные промежутки времени дает повальные эпидемии.

6-й учащийся. Грипп – это тяжелая вирусная инфекция, которая поражает мужчин, женщин и детей всех возрастов и национальностей. Заболевание гриппом сопровождается высокой смертностью, особенно среди маленьких детей и пожилых людей. Эпидемии гриппа случаются каждый год обычно в холодное время года и поражают до 15% населения Земного шара.
Периодически повторяясь, грипп и ОРЗ суммарно занимают около 1 года нашей жизни. Человек в это время нетрудоспособен, страдает от лихорадки, общей разбитости, головной боли, отравления организма токсинами.
Грипп и ОРЗ постепенно подрывают сердечно-сосудистую систему, сокращая на несколько лет среднюю продолжительность жизни человека. При тяжелом течении гриппа часто возникают необратимые поражения сердечно-сосудистой системы, дыхательных органов, центральной нервной системы, провоцирующие заболевания сердца и сосудов, пневмонии.
Первые упоминания о гриппе относятся к 412 г. до н.э. Гиппократ дал описание гриппоподобного заболевания. Эпидемия печально известной «испанки», вызванной вирусом H1N1, произошла в 1918–1920 гг. Это самая большая из известных пандемий, унесшая, по самым скромным подсчетам, более 20 млн жизней. От «испанки» серьезно пострадало до 40% населения Земного шара. Смерть наступала крайне быстро. Человек мог быть еще абсолютно здоров утром, к полудню он заболевал и умирал к ночи. Те же, кто не умер в первые дни, часто умирали от осложнений, вызванных гриппом, например от пневмонии. Особенностью «испанки» было то, что она часто поражала молодых людей (обычно от гриппа в первую очередь страдают дети и пожилые люди).
Ведущий. Четвертая страничка – НОВОСТИ НАУКИ. Микробиология не стоит на месте, она развивается, делаются новые открытия, объясняются многие интересные явления. И сейчас с микроорганизмами не только борются, но и используют их.
7-й учащийся. Ученые обнаружили микромир возрастом 220 млн лет, запертый в куске янтаря. Отвердевшая смола растений сохранила бактерии, грибки, водоросли и простейшие организмы. Найденные микроорганизмы были современниками динозавров.
Самым удивительное то, что, по словам А.Шмидта и его коллеги из Гумбольдтского университета в Берлине, микробы почти не изменились или изменились незначительно со времен Триасового периода (245–208 млн лет назад). Большинство остатков микроорганизмов было обнаружено в морских отложениях, а не на земле. Ранее ученые находили древние организмы, заточенные в янтаре, однако образцы старше 135 млн лет встречались крайне редко. Кусок янтаря, о котором идет речь, был найден в Италии, вблизи деревни Кортина-д’Ампеццо в Доломитовых Альпах. Во время триасового периода эта местность была покрыта влажными лесами и располагалась на побережье древнего моря.
8-й учащийся. В ноябре 2006 г. японские ученые заявили, что им удалось получить соединение, названное OPC 67683, которое блокирует синтез миколевой кислоты – основного компонента клеточной стенки микобактерий и предотвращает размножение туберкулезных бактерий у мышей. Это открытие может расширить возможности по борьбе с трудноизлечимой болезнью, поражающей, прежде всего, население слаборазвитых стран. Лечение болезни затрудняется тем, что вызывающие ее бактерии чрезвычайно стойки к воздействию антибиотиков. Кроме того, в последнее время врачи отмечают существенное распространение форм туберкулеза, которые устойчивы к действию используемых в настоящее время препаратов. OPC 67683 оказался эффективен в борьбе и с этими штаммами палочки Коха. В настоящее время исследователи получают разрешение Министерства здравоохранения Японии на клинические испытания нового препарата.
9-й учащийся. Международная группа ученых-микробиологов, занимающихся изучением микроорганизмов, живущих глубоко под землей, недавно обнаружила в воде, сочащейся из трещин скалы в шахте золотого прииска Мпоненг в Южной Африке на глубине около 2,8 км, бактериальный «затерянный мир». Глубинные воды, затерянные среди базальтов возрастом 2,7 млрд лет, находятся под большим давлением, имеют щелочную реакцию и насыщены различными солями, среди которых преобладают сульфаты, растворенными газами, такими как водород, метан, углекислый газ и др., и простыми органическими соединениями (углеводородами и др.). Большая часть органики имеет абиогенное происхождение, т.е. порождена неживыми организмами. Температура подземной воды чуть выше 60 °С.
На сегодняшний день хорошо известно, что толща земной коры заселена микроорганизмами вплоть до глубин в 6–7 км. Подземные микробы, по-видимому, играют большую роль во многих геохимических процессах. Неясным остается вопрос о том, в какой степени эти микроорганизмы являются автономными, независимыми от «внешней» биосферы, которая живет в основном за счет энергии солнечного света.
Анализ ДНК обнаруженных бактерий показал, что подземное микробное сообщество существует в абсолютной изоляции от 3 до 25 млн лет. Основу его составляет новый вид бактерий отдела Firmicutes, продукты жизнедеятельности которого являются пищей для других видов.
10-й учащийся. Уникальная способность микроба Deinococcus radiodurans переносить огромные дозы радиации давно интересовала ученых. Радиоустойчивость дейнококка поистине поразительна. Дейнококк прекрасно себя чувствует после дозы радиации в 5000 Грей (1 Грей = 1 Джоуль на 1 кг живого веса), и даже втрое большая доза убивает лишь 2/3 клеток в колонии, в то время как смертельная доза для человека 3– 10 Грей, для кишечной палочки – 60 Грей. Дейнококк легко переносит высыхание и не погибает даже в вакууме. Самая большая неприятность, которая происходит с живой клеткой под воздействием радиации или высыхания, – это разрывы, возникающие в двойной спирали ДНК. Геном клетки попросту рвется на куски, что и приводит к летальному исходу. Дейнококк способен «залечивать» до 1000 таких разрывов единовременно. Как ему это удается, оставалось загадкой в течение
50 лет – с момента открытия микроба и до 27 сентября 2006 г., когда на сайте журнала Nature была опубликована статья французских и хорватских микробиологов, разгадавших эту загадку (правда, пока лишь в общих чертах).
Как выяснилось, первые 1,5 ч после облучения дейнококки пребывают как будто «в шоке». Синтез ДНК почти не идет. Ученые метафорически назвали это состояние «клинической смертью». Затем начинается очень интенсивный синтез ДНК, сопровождающийся быстрым «склеиванием» разрозненных фрагментов генома. Через 6 ч после облучения геном оказывается практически полностью восстановленным в своем изначальном виде.
Этот этап репарации уникален для дейнококка. У других бактерий подобные механизмы неизвестны. Авторы отмечают, что расшифровка уникального механизма восстановления разорванных хромосом дейнококка, возможно, поможет разработать методы повышения устойчивости и продления жизни других клеток, в особенности неделящихся, например, нейронов мозга.

Ведущий произносит заключительные слова и закрывает журнал