Журнал «Актуальная инфектология» 4 (5) 2014

Статья опубликована на с. 113-118

Зарождение биологической жизни на Земле произошло приблизительно 3,4 миллиарда лет назад, когда в результате химической эволюции, закончившейся появлением колоний самовоспроизводящихся молекул РНК, способных вступать в симбиоз, образовались первые одноклеточные безъядерные клетки — прокариоты (бактерии и вирусы) [1–6].

Для более успешного восприятия материала, изложенного далее, необходимо сказать, что, согласно твердо установленным сегодня научным фактам, прокариоты (микроорганизмы) являются не примитивными, безъядерными отдельными клетками или их скоплением, а целостными структурами, обладающими тонкой организацией, имеющими механизмы межклеточной коммуникации, умеющими регулировать свои поведенческие реакции [7, 8]. Они способны не только обеспечивать жизнедеятельность человеческого организма, но и выступать как его невидимый орган [9–11].

Поскольку прокариоты изначально были паразитами, их дальнейшие эволюционные превращения, имеющие направленность движения от простого к сложному, преследовали, по-видимому, такую цель — решение проблемы геохимического голода и защиты от кислорода [3, 5, 6].

И в результате путем эволюционных проб и ошибок эта проблема была решена через симбиоз прокариот, в результате чего образовались эукариоты (клетки, имеющие ядро) [12–15].

На этот процесс природе понадобилось около 1,5 миллиарда лет.

С появлением эукариот прогрессивная эволюция бактерий (прокариот) практически прекратилась и ограничилась преимущественно формированием новых функций, обусловленных появлением новых ферментов и химических реакций, в то время как их регуляторные системы, в силу особенностей их строения, не могли развиваться дальше самого примитивного, начального уровня [3, 5, 6].

Первые прокариотические организмы являются известными нам и сегодня микроорганизмами (бактериями и вирусами), поскольку они практически не претерпели никаких принципиальных изменений по сравнению со своими ископаемыми формами [16–18].

Так в природе появились два вида клеток: прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные), неравенство которых и обусловило дальнейший прогресс биологической жизни.

Преимущество одноклеточных эукариот (имеющих ядро) заключалось в способности в зависимости от условий формировать морфологически и функционально различные клетки при неизменном геноме. При этом клеточное ядро (хранилище генов, место считывания и репликации генетической информации и, главное, регуляции транскрипции и посттранскрипционных модификаций РНК) отделилось от цитоплазмы, в которой сформировалась область активного метаболизма, благодаря чему резко возросла не только приспособляемость одноклеточных организмов, но и их способность адаптироваться к меняющимся условиям без внесения наследственных изменений в геном. Клетки, приобретая новые качества без изменения генома, по сути, оставались самими собой [13–15, 19].

Это происходило за счет развития сложных регуляторных систем, которые позволяли эукариотам при одном и том же геноме в зависимости от условий формировать совершенно разные типы клеток. Именно благодаря своей способности формировать морфологически и функционально различные клетки при неизменном геноме одноклеточные эукариоты оказались способными в дальнейшем развить, во-первых, сложные жизненные циклы и способность к половому размножению, во-вторых — многоклеточность. Причем за это время одноклеточные эукариоты пытались трансформироваться в многоклеточные более 20 раз. И в зависимости от успешности таких попыток в разное время появились грибы, растения, животные. К последним относится и человек нашего вида [3, 20], возникший, по разным оценкам, около 200 тыс. лет назад.

Таким образом, появление эукариот и развитие у них способности к половому процессу сделали структуру изменчивости и биоразнообразия более дискретной и управляемой. Это должно было привести, с одной стороны, к ускоренному росту биоразнообразия, с другой — к повышению эволюционной пластичности и экологической толерантности видов, сообществ и биоты в целом. Что и произошло, несмотря на наличие внешних различий у биологических видов, особенно если сравнить эволюцию трех обычных эукариот, в результате чего появились мухомор, таракан и человек [3].

При переходе на более высокий уровень организации дальнейший эволюционный прогресс концентрируется преимущественно уже в этом новом пласте биоты, состоящем из более сложных организмов. При этом, согласно большой шкале, эволюция происходит не путем замены, а аддитивно, т.е. новое накладывается на старое как предварительное условие для существования нового [5, 6, 18].

Другая особенность эволюции состоит в том, что чем сложнее устроен организм, тем выше вероятность его дальнейшего усложнения. Причем это новое (эукариоты, многоклеточность) в процессе эволюции утратило свое «бессмертие» и «неуязвимость» (имеются в виду термоустойчивость, всеядность, неприхотливость и т.д.), присущие прокариотам, которые являются базисом биологической жизни, в том числе и человеческой [3, 21]. Оставаясь базисом, они регулируют биологическую жизнь многоклеточных микроорганизмов, инициируя различные процессы как в природе, так и в человеческом организме. И надо думать, что, как и прежде, основной вопрос их существования связан с решением проблемы питания.

Можно предположить, что появившийся 200 тысяч лет назад первый Ноmо sapiens какое-то время удовлетворял запросы прокариот как среды, обеспечивающей их питательными веществами, энергией и постоянным температурным режимом. Вместе с тем на протяжении времени до появления Н.sapiens последовательно сменились несколько видов Нomo. У эволюции нет цели, выживал наиболее приспособленный вид гоминоидов. Менее всего вероятно, что прокариоты пестовали человеческий антропоцентризм, конструируя поэтов, ученых, депутатов или просто образованных людей. Можно думать, что прокариоты видели совершенство прежде всего в умении каждого последующего вида Нomo быть более успешным в добывании гарантированного пропитания, создании себе, а следовательно, и им более комфортных условий проживания, тем самым продлевая себе жизнь, а прокариотам, как паразитам, обеспечивая длительное и безбедное существование, не требующее смены очередной среды, т.е. в данном случае человека.

Исходя из этого, можно думать, что механизмом, приводящим к замене очередного Ноmо, как раз и были атаки прокариот на среду своего обитания, т.е. сому человеческого организма. Такое влияние, естественно, было всегда, более того, взаимодействие прокариот и среды (сомы человека) с момента возникновения человека не только во многом приобрело взаимовыгодный характер, но и происходило и происходит постоянно. Однако тот факт, что прокариоты вполне могут обходиться без сомы человека в качестве среды [22, 23], тогда как для человека потеря микроорганизмов, населяющих его, означает гибель, является достаточно весомым и без всяких «но» объясняет, кто в доме хозяин [24, 25].

Еще одним фактом, подтверждающим усиление воздействия прокариот на человеческую сому, является не только периодически наблюдаемая активация старых возбудителей инфекционных заболеваний, таких как, например, корь, ветряная оспа [26], а главное, появление не только новых патогенов [27, 28], но и новых болезней, неизвестных ранее [29], а также способности условно-патогенной флоры вызывать заболевания [30].

Вместе с тем взаимоотношения между микроорганизмами и человеком определяют существование самого организма. Однако те процессы, которые своей выраженностью или необычностью (местом локализации, возникновением новых качеств и т.д.) привлекают наше внимание, создают дискомфорт для человеческой сомы (невозможностью выполнять свои функции) и нарушают функции главной гордости человека — головного мозга, мы традиционно обозначаем как инфекционные, а само состояние — как инфекционную болезнь.

Но поскольку нарушения функций в организме человека всегда сопровождаются также различными изменениями и со стороны микроорганизмов (увеличение их количества, появление в несвойственных местах локализации, изменение их биохимических характеристик и т.д.), то причины этих изменений, т.е. сами микроорганизмы, стали обозначаться термином «этиология» [31, 32].

Однако эмпирический характер и сугубо практическая направленность медицины привели к тому, что термин «этиология» стал отражать не знание причин, а сами причины. И такой причиной был объявлен тот или иной возбудитель, поиск которого сегодня является золотым стандартом диагностики. Но, как известно, никаких изначально существующих причин не существует, а причина — это некоторое конкретное отношение ряда взаимодействующих факторов [33]. Микроорганизм следует рассматривать как часть, как внешний компонент причины, а болезнь — как одну из форм приспособления сомы человека в условиях взаимодействия с микроорганизмами. Следует согласиться с тем, что «возбудитель инфекционной болезни — причинный фактор, но не причина и тем более не этиология» [33]. Эту мысль высказывал еще И.И. Мечников [34].

Рассматривая особенности нестандартного взаимодействия микроорганизмов с человеком, т.е. инфекционные процессы в нашем понимании, в первую очередь обращают внимание на такие обстоятельства, как фактор времени, отсутствие альтернативы и неотвратимость их исхода.

Фактор времени колеблется в широких пределах, от часов до сотен миллионов лет. Это зависит как от вида причины (бактерии и вирусы), так и от объекта и места, на которые эта причина воздействует.

Для бактерий и большинства вирусов точкой приложения их действия в человеческом организме обычно являются структуры (органы и ткани), напрямую не отвечающие за сохранение генома. Поэтому исход такого взаимодействия, как правило, скоротечный, исчисляется часами, днями, месяцами и является не чем иным, как отражением борьбы между сиюминутными интересами прокариот (бактерий и вирусов) и сомой организма человека.

В том случае, когда точкой приложения этого действия является геном, например, как это имеет место при воздействии ретровирусов, в силу их способности количественно и качественно изменять геном, результаты такого взаимодействия могут проявиться спустя десятки тысяч и миллионы лет. То есть внешне это явление имеет черты инфекционного процесса, а по сути является процессом эволюционным [35–37].

Отсутствие альтернативы. Рассматриваемый процесс не является эксклюзивом. Микроорганизмы (прокариоты), как родоначальники биологической жизни, системно влияют на многоклеточность с момента ее возникновения, в том числе и человека. Поэтому взаимодействие микроорганизмов с клетками сомы человека, включая и клетки головного мозга, не только неизбежно, но и необходимо для существования заинтересованных сторон. Но, что поразительно, несмотря на многообразие мира микроорганизмов, условий и обстоятельств этого взаимодействия, морфологические изменения, возникающие в организме человека в результате этого взаимодействия, однотипны [38, 39] и в каждом случае происходят в пользу микроорганизмов. Подтверждением этого является исход каждого такого взаимодействия: либо развитие инфекционной болезни, либо смерть, третьего не дано. Ведь даже после выздоровления человек не становится здоровее, а с позиций микроорганизмов он оказывается просто «подремонтированным», если же это невозможно, то такая среда обитания должна исчезнуть. Это, по-видимому, принципиальный момент, и компромисс тут невозможен, поскольку со смертью человека исчезает и среда, и сами патогены, но они становятся жертвами этого стечения обстоятельств.

Неотвратимость проявляется не только строго задекларированным исходом (инфекционная болезнь или смерть), но и тем, что микроорганизмы выступают инструментом, с помощью которого эволюционный процесс пытается улучшить среду. Эволюционный процесс при этом не может быть идеальным, хорошим или удобным для всех сторон, не может остановиться и продолжает совершенствоваться и улучшать среду (хотя, казалось бы, куда еще, если есть Н.sapiens), но эволюция всегда заканчивается гибелью старого и появлением нового.

Одним из примеров эволюционного влияния микроорганизмов на человека, происходящего постоянно, является так называемое селективное давление инфекции. Его суть заключается в том, что возникновение инфекционной болезни (но ведь болели и умирали же не все, даже при жестоких эпидемиях) [40, 41] свидетельствует прежде всего о наличии у заболевших и умерших дефектов в функционально-структурной организации организма, таких как точечные мутации, неполноценность клеточного или гуморального иммунитета, колонизационная недостаточность, биохимические и эндокринологические нарушения, изменение проницаемости клеточных, сосудистых и других мембран и т.д.

Однако такая среда обитания не устраивает микроорганизмы. В результате лечения инфекционной болезни либо эти нарушения исправляются, либо больной погибает и, следовательно, не может передать эти дефекты потомству. То есть неполноценная среда обитания микроорганизмов или исправляется в процессе лечения, или прекращает свое дальнейшее существование.

Диктату микроорганизмов способствует и сам организм человека, поскольку обладает рядом иммунологических феноменов, усиливающих инфекционный процесс или способствующих его развитию. К ним относят феномены иммунологического импринтинга и антителозависимого усиления инфекции [42, 43].

Другим примером эволюционного влияния микроорганизмов является действие ретровирусов на геном человека. Оно проявляется тем, что в самом геноме заложена способность за счет эндогенных ретроэлементов (ретровирусов) постепенно наращиваться и усложняться. Этот процесс сопряжен с влиянием экзогенных ретровирусов (ВИЧ и др.), которые активно и постоянно взаимодействуют с эндогенными ретровирусами. Причем не только эндогенные, но и экзогенные ретровирусы способны осуществлять генетический обмен между видами, наращивать и усложнять геном, приводить к терминации те виды, которые не способны к эволюции [35, 36]. Подтверждением такой роли экзогенных ретровирусов в эволюционном процессе являются факты эндогенизации отдельных из них, которые имели место уже после формирования вида Нomo sapiens [36].

Кроме того, существует еще целая группа вирусов (возбудителей гепатитов, Т-клеточного лейкоза, герпесвирусов), следы которых не найдены в геноме человека, но по большинству остальных своих параметров они схожи с ВИЧ, мало чем отличающимся от эндогенных ретровирусов.

Все это свидетельствует о наличии как в природе, так и в организме человека материальной основы для дальнейшей эволюции Нomo sapiens.

Подтверждением положения о продолжающейся эволюции, начиная с момента возникновения первого представителя вида Нomo, является последовательная смена нескольких разновидностей человека, некоторые из них даже сосуществовали параллельно как друг с другом, так и с Нomo sapiens. Это указывает на то, что эволюция развивается горизонтально, а не вертикально. Мы — не улучшенный австралопитек, и, без всякого сомнения, обезьяна — не наша родная тетя (а если это признать, то и таракан — наш дядя), мы, как и все живое, — сами по себе, результат эволюционной дивергенции. Приблизительно 30 тыс. лет назад сформировался сегодняшний вид Н.sapiens (7-й по счету), в котором человеческий организм предстал наиболее оптимальной средой для существования микроорганизмов.

Противостояние естественному и целесообразному биологическому процессу, который лежит в основе эволюции, но воспринимается нами как инфекционный, путем применения антибактериальных, противовирусных, противовоспалительных, иммунных и других средств привело в ХХ в. к временному успеху в борьбе с инфекционными болезнями.

Однако это породило и возникновение целого ряда проблем, самой простой из которых стали последствия неразумного применения медикаментозных препаратов [44, 45].

К более серьезным следует отнести проблему если не появления, то несомненной активации «новых-старых» возбудителей инфекционных заболеваний, имеющих другую, по сравнению с привычной нам, стратегию паразитизма.

Относительно недавно большинство инфекционных болезней, с которыми сталкивалось человечество, или даже их эпидемий прекращались либо после ликвидации (угасания) очагов, в том числе и природных, либо при разрыве эпидемиологической цепочки, а сам возбудитель элиминировался из организма (первая стратегия паразитизма по М.В. Супотницкому) [36, 50].

Но уже во второй половине ХХ в. активизировались, а в ХХI в. стали определять наиболее серьезную инфекционную заболеваемость возбудители с иной стратегией паразитизма (ВИЧ, вирусы гепатитов, герпесвирусы и др.) [36, 37, 46]. Главными особенностями этих возбудителей являются наличие гематогенного и полового путей передачи, способность распространяться при небольшой плотности населения, формировать бесконечные эпидемиологические цепочки, умение «ускользать» от иммунного ответа, невозможность эрадикации возбудителя при выздоровлении, которая наступает только с прекращением жизни хозяина (вторая стратегия паразитизма по М.В. Супотницкому) [36, 50]. Важным является и то обстоятельство, что инфицированность взрослых и детей этими возбудителями является зависимым процессом [43, 47] и «представляет собой следствие резонансного взаимодействия разных видов паразитов как между собой, так и с отдельными генами ретровируса и факторами иммунной системы хозяина» [36, 43, 47].

Другим принципиальным следствием активности возбудителей с такими свойствами является изменение характера течения инфекционных процессов [36, 37, 48, 49].

Раньше течение подавляющего большинства инфекционных болезней было цикличным, основными его чертами являлись зависимость исходов от состояния Т- и В-клеточного иммунитета, а выздоровление всегда сопровождалось эрадикацией возбудителя. Особенностью течения современного инфекционного процесса, вызываемого возбудителями с иной стратегией паразитизма, стала его нецикличность, что делает его полностью независимым от состояния Т- и В-клеточного иммунитета, стимуляция которого совершенно не влияет на исход заболевания, более того, может даже привести к нежелательным последствиям (к примеру, развитие лимфомы Беркита при ЭБВ-инфекции) [36, 50, 51]. При нециклическом течении инфекционного процесса выздоровление не сопровождается эрадикацией возбудителя.

Типичными представителями нециклического инфекционного процесса являются ВИЧ/СПИД, герпесвирусные инфекции, вирусные гепатиты, Т-клеточный лейкоз и др., полноценное лечение и профилактика которых сегодня пока недостижимы.

Другим обстоятельством, изменившим течение инфекционных процессов, является накопление в обществе индивидуумов, имеющих точечные мутации, затрагивающие нуклеотиды, ответственные за иммунные реакции, что обусловлено отсутствием селективного давления инфекций на человеческую популяцию. Это явление, названное феноменом полиморфизации генов, приводит к неадекватности иммунного ответа при встрече (активации в организме) с инфекционным патогеном, а также не только к тяжелому течению заболевания, но и смерти инфицированного (вакцинированного) пациента [52, 53]. Помимо этого, за последние 50–60 лет установлены такие ранее неизвестные иммунологические феномены, как феномен иммунологического импринтинга и антителозависимого усиления инфекции, протекающие в организме человека, но не учитываемые в настоящее время инфекционистами и разработчиками вакцин. Именно с ними связывают появление «неправильно протекающих» инфекционных болезней [54, 55].

Выявленные (и это, по-видимому, далеко не полный перечень) изменения в течении инфекционных процессов свидетельствуют об изощренности микроорганизмов в достижении своей цели — создать максимально комфортные и неотвратимые условия для развития инфекционной болезни, тем самым изменив среду своего обитания. Если это не получается, то такая среда (с позиций микроорганизмов) не нужна и должна исчезнуть.

И не надо быть наивным, отвечая на вопрос, можно ли победить желание микроорганизмов улучшить условия своего существования. Микроорганизмам не свойственна ни человеческая рассудительность, ни антропоцентризм. Они — прародители и основа биологической жизни на Земле, и в их силах создать необходимую им среду (человека) «под себя», невзирая на лица, что реально угрожает всему виду Н.sapiens.

Таким образом, прокариоты (бактерии и вирусы) не только стояли в основе создания эукариот, многоклеточности и человеческого организма в виде среды, именуемой Нomo, но и сохранились до наших дней в неизмененном виде, продолжая оставаться основой биологической жизни.

Паразитический характер их отношений с Н.sapiens остается неизменным, поскольку человек для них является комфортной и управляемой средой, которая находится в полной зависимости от них. Сами микроорганизмы (бактерии и вирусы) определяют качество биологической жизни человека, регулируя жизнедеятельность всех функций организма. Наиболее выраженные проявления этой регуляции воспринимаются нами как инфекционные процессы. Поскольку джентельменское поведение как микроорганизмам, так и самой эволюции не свойственно и в этом нет ничего личного, только борьба за комфортную среду, результатом такой регуляции вначале является развитие болезни, затем смерть.

Эволюционные процессы, касающиеся человека, растянуты во времени, пока минимальны и непоказательны. Но это не означает, что их нет, так как они уже ощутимы. А в основе их лежит неравенство, возникшее еще на заре становления жизни между прокариотами (бактериями и вирусами) и эукариотами (сомой человеческого организма). Но именно неравенство является основой, проявлением и главным двигателем эволюционного процесса. Бороться с ним бесперспективно, так как его исчезновение приведет к апокалипсису. Надо просто понимать, что оно существует.