Если б вы знали, как от них трудно избавиться!
Чумной форт, чумной блок и чумной доктор.
Зоологический нуар: блохи
Они очень многочисленны - 2000 тысяч видов, включая 4 ископаемых
“
Чума, чума на оба ваши дома!
Я из-за них пойду червям на пищу,
Пропал, погиб. Чума на оба ваши дома!
Я из-за них пойду червям на пищу,
Пропал, погиб. Чума на оба ваши дома!
“
«На вопрос — кто прогрессивнее:
чумная бацилла или человек —
до сих пор нет убедительного ответа».
В Петербурге, недалеко от Кронштадта есть форт, который в народе называется Чумным, а официально «Александр I». В наши дни его вид непригляден, потому что он сгорел в 1983 году во время съемок фильма «Порох», а вот в 19 веке это был один из главных фортов, оборонявших город. С развитием дальнобойной нарезной артиллерии значение фортов, как элементов системы укрепрайонов свелось к нулю, и в нем в начале прошлого века устроили бактериологическую лабораторию. Островное положение форта позволяло создать необходимый уровень безопасности от возможного случайного и бесконтрольного распространения возбудителей опасных болезней. Когда бактериология, как наука, только начиналась, такое нередко случалось даже в европейских столицах. Для связи с внешним миром использовался маленький пароход под названием «Микроб». В лабораториях форта ученые-эпидемиологи изучали чумную бактерию. Именно поэтому в народе он и получил такое зловещее название.
Чумной форт сохранился до наших дней, но заброшен. Все железо — бронедвери, лестничные перила, механизмы, водопроводные трубы и медные ворота — срезано заподлицо. По свидетельству одного из очевидцев: «Это самое величественное фортификационное сооружение из всех, что я видел. Его внешняя могучесть и неприступность, в сочетании с внутренней разрухой и запустением как нельзя лучше передает ощущение от нашей Родины».
Среди множества болезней, от которых страдает и которых так боится человечество, есть одна, отношение к которой не сравнится ни с чем, пожалуй, даже с короновирусом. Она стала чем-то вроде эталона ужаса: любую вновь обнаруженную смертельную инфекцию сравнивают именно с ней. Эта болезнь навела такой ужас на средневековую Европу, что её именем называют опасные социальные и политические эксперименты, она вошла в пословицы и проклятия, она стала персонажем легенд, ей посвящены произведения классиков мировой литературы — от Шекспира до Пушкина. Чума. В самом слове слышится что-то страшное, опасное, неприятное. А оказывается, это просто «нарыв» по-турецки.
При чем же тут блохи? Блохи играют ключевую роль в том непростом пути, которым чумная бактерия проникает в организм человека. Не будь блох, не было бы и чумы, потому что чума – это природноочаговая болезнь. В популяцию человека она попадает из дикой природы, где способна сохраняться длительное время между пандемиями.
Чтобы предотвращать такие неприятности, как вымирание целых городов от чумы, людям необходимо знать и понимать, как устроен жизненный цикл чумной палочки. Блохи вовлечены в него самым непосредственным образом – они являются переносчиком и хранителем возбудителя.
В наших хранилищах… Нет, не беспокойтесь, чумных бактерий в живом виде, как в Чумном форте, в музее, конечно нет. Да и в самом форте их тоже давно нет. В наших хранилищах имеются специальные микро-препараты, с помощью которых ученые изучают переносчиков чумы – блох. Приходите, не бойтесь!
В наших хранилищах… Нет, не беспокойтесь, чумных бактерий в живом виде, как в Чумном форте, в музее, конечно нет. Да и в самом форте их тоже давно нет. В наших хранилищах имеются специальные микро-препараты, с помощью которых ученые изучают переносчиков чумы – блох. Приходите, не бойтесь!
Чумной блок и входные ворота
Это только лесковский Левша без мелкоскопа мог блоху подковать. Мы, ученые, так не можем.
Нам всякие хитроумные приспособления нужны – бинокуляры там, специальные предметные стекла, жидкости для контрастного окрашивания препаратов, иначе мы ничего не увидим, ничего не поймем. Наука – дело хитрое. Лучшая и самая большая в мире коллекция блох хранится сейчас в Британском музее. У нас собрание блох весьма скромное – всего 50 тысяч препаратов.
В нашей стране ученые нашли более 270 видов блох, паразитирующих на различных видах животных. Особенностью образа жизни блох является то, что они не слишком привязаны к своим хозяевам – крысиная блоха может перейти на суслика, с суслика на сурка, а если охотник убьет сурка, то может вполне прижиться и покусать самого охотника. Вот тут-то и начинается история про входные ворота – чума выходит из комфортного, но локального природного очага сурчиной норы и начинает свое шествие по человеческим особям.
Блохи идеально приспособлены к обитанию на теле теплокровного животного, покрытого шерстью. А такими, за исключением человека и голого землекопа, являются практически все млекопитающие животные. Тело блохи твердое, гладкое, сплющено с боков, покрыто направленными назад щетинками, а часто еще и гребнями из широких зубчиков (ктенидиями) на голове или груди. Такое строение тела позволяет блохе сноровисто пробираться среди волос, даже если шерсть животного очень плотная. Тем более ловко она двигается на теле человека.
Голову блохи на ночь глядя полезно рассматривать сценаристу фильма ужасов – для создания творческого вдохновения. Крыльев у блохи нет. Зато конечности сильно развиты, особенно последняя (третья) пара, которая значительно длиннее остальных и служит для прыжков. И что это за прыжки! Олимпийский рекорд по прыжкам в высоту без шеста – 2,5 метра. Прыжок в длину – 9 метров. То есть человек способен прыгнуть едва-едва на высоту всего полтора своего роста и в длину - на 4 роста. А прыжки человеческой блохи бывают до 30 см в длину и 10 см в высоту. При длине блохи в 2-3 миллиметра, это соответственно 100 и 40 длин животного. Иначе говоря, будучи блохой, мы смогли бы сигануть выше 15-ти этажного дома.
Но это все зоологическая лирика. Мы же про чуму рассказать хотели. А это совсем не лирика, это даже не драма, это трагедия.
Кадавр, желудочно неудовлетворенный – чумная палочка
Как бы вы сформулировали главное правило паразитов? Правильно – не убивать своего хозяина максимально долго.
Как бы вы сформулировали главное правило паразитов? Правильно – не убивать своего хозяина максимально долго, чтобы заразить максимально большое число носителей и тем самым осуществить взрывной рост численности своей популяции. Потом пусть умирает, он свою роль выполнил. Любое ОРВИ – прекрасный пример такой схемы. Но! Почему-то чумная палочка пошла по другому пути. Хотя ее ближайшая родственница и даже, вероятно, предшественница, от которой чумная палочка произошла буквально недавно – 10-20 тысяч лет назад – псевдотуберкулезная палочка – соблюдает эти правила смертельных игр паразитов.
Чтобы ускорить процесс еще сильнее, чумная палочка буквально заставляет блох голодать и становиться прожорливее, формируя в их организме так называемый «чумной блок». Особенность строения чумной палочки, в отличие от ее ближайших родственников – псевдотуберкулезной палочки, например, в том, что на своей внешней оболочке она имеет сложные выступы, которые как репейники сцепляются с такими же выступами соседних бактерий, образуя во входной части блошиного желудка «плотину» в виде тонкой пленочки. Вся кровь, которая поступает в пищевод блохи, этой пленкой, «чумным блоком», задерживается, а основная часть срыгивается обратно, обогащенная «живительными» для организма хозяина бактериями чумы. От всего этого блоха просто «чумеет»: не в силах насытиться, она кусается снова и снова, меняет хозяина, другого... Блоха в конце концов умирает от голода, когда пищевод оказывается полностью перекрыт чумным блоком, но до этого момента она служит делу распространения чумной палочки с максимальной эффективностью.
Быстрая смерть хозяев не дает их иммунной системе полноценно отреагировать на инфекцию, поэтому кровь жертвы оказывается насыщена возбудителями – в каждом ее миллилитре может содержаться до 100 миллионов бактерий. Даже небольшого количества крови, которое способна поглотить блоха, оказывается достаточно, чтобы заразить нового человека.
Быстрая смерть хозяев не дает их иммунной системе полноценно отреагировать на инфекцию, поэтому кровь жертвы оказывается насыщена возбудителями – в каждом ее миллилитре может содержаться до 100 миллионов бактерий. Даже небольшого количества крови, которое способна поглотить блоха, оказывается достаточно, чтобы заразить нового человека.
Хранилище чумы
Хранилище чумы
Но все обстоит еще хуже. Тандемы – вообще вещь такая, опасная. Тандем блоха–чумная палочка оказался идеальной системой для распространения, заражения и сохранения этого опасного заболевания.
Но все обстоит еще хуже. Тандемы – вообще вещь такая, опасная. Тандем блоха–чумная палочка оказался идеальной системой для распространения, заражения и сохранения этого опасного заболевания.
Вот в чем дело. Чуму мы, можно сказать победили – ее вспышки сейчас крайне редки в человеческой популяции, хотя всего 200 лет назад выкашивали людей миллионами. Победили, да не совсем. Чумная палочка по-прежнему сохраняется в дикой природе, в эпизоотических очагах. И вот там окончательно ее истребить никак не удается и вряд ли вообще удастся. Дело в том, что в некоторых природных очагах чумы паузы между эпизоотиями, то есть периоды, когда ученые не фиксируют зараженных чумой животных, могут длиться по десять лет и больше. И это успокаивает. А напрасно! В норах сусликов и других грызунов остаются блохи-носители, которые могут жить без пищи до десяти месяцев, пока в норе не появится новая жертва, которую блоха сможет укусить. Кроме того, есть данные, что Y. pestis может сохранять жизнеспособность даже в почве, и ее могут разносить почвенные беспозвоночные, например, черви-нематоды, а также простейшие. Исследования показывают, что у нематод под покровами могут образовываться скопления чумной палочки. Если чумного червя (живого или мертвого) съест грызун или насекомоядное, например, ёж, он заразится, и цикл эпизоотии запустится вновь.
Наконец, просто невозможно проверить все-все норы и всех-всех зверьков. Их слишком много. Возможно, чума циркулирует между сусликами постоянно, просто мы берем недостаточно много блох и грызунов для исследования. Например, в очаге живет 1 миллион сусликов, а зоологи берут для исследования 5 тысяч грызунов, причем из определенных точек: ближе к дорогам, к населенным пунктам, куда легче добраться зоологической экспедиции. А в труднодоступных для исследования участках чума может продолжать циркулировать в природных очагах – мы просто об этом не знаем.
Мойте руки, остерегайтесь сусликов. Тем более сурков.
Чумная палочка и человек – кто эволюционно успешнее?
Современная эпидемиология даже в принципе не замахивается на цель полного уничтожения чумы, понимая всю бесперспективность этой затеи.
И вот тут вопрос. Мы, конечно же, ощущаем себя вершиной эволюции. Ну, например, хотя бы потому, что способны это ощущать: субъект, воспринимающий себя в качестве субъекта восприятия в акте восприятия – ну, вот это вот все кантовское...
Но! Если посмотреть на ситуацию с точки зрения прагматичной эволюции, то ответ на вопрос, кто прогрессивнее с точки зрения эволюционной успешности, не так очевиден. Действительно, чумная палочка, словно спящая красавица, ждавшая своего часа в сурчиной норе в Богом забытых степях Забайкалья, за очень короткое время (напомним, всего 10 000 лет) победоносно распространилась по всей планете, освоила множество совершенно различных по своим условиям местообитаний, приспособилась к множество разных хозяев, не собирающаяся вымирать, несмотря на жесточайшие и упорные меры уничтожения и все усилия противоэпидемиологических служб (в том числе, китайских – исключительно педантичных и жестких) по борьбе с природными очагами. Более того, современная эпидемиология даже в принципе не замахивается на цель полного уничтожения чумы, понимая всю бесперспективность этой затеи. А вот чумная бактерия на человечество в глобальном масштабе замахивалась, и не раз. И вот кто тут успешнее?
Но! Если посмотреть на ситуацию с точки зрения прагматичной эволюции, то ответ на вопрос, кто прогрессивнее с точки зрения эволюционной успешности, не так очевиден. Действительно, чумная палочка, словно спящая красавица, ждавшая своего часа в сурчиной норе в Богом забытых степях Забайкалья, за очень короткое время (напомним, всего 10 000 лет) победоносно распространилась по всей планете, освоила множество совершенно различных по своим условиям местообитаний, приспособилась к множество разных хозяев, не собирающаяся вымирать, несмотря на жесточайшие и упорные меры уничтожения и все усилия противоэпидемиологических служб (в том числе, китайских – исключительно педантичных и жестких) по борьбе с природными очагами. Более того, современная эпидемиология даже в принципе не замахивается на цель полного уничтожения чумы, понимая всю бесперспективность этой затеи. А вот чумная бактерия на человечество в глобальном масштабе замахивалась, и не раз. И вот кто тут успешнее?
Как это происходит в организме хозяина, то есть нас. Или вас…
Троянский конь в нашей лимфатической системе
Но хитрости чумной палочки на этом не заканчиваются. Мало того, что она заставляет блох работать на себя, она еще и организм человека – этого венца творения – обманывает. Хуже всего, что она замахивается на святая святых человеческого организма – его иммунную систему. Она «разработала» эффективную стратегию подавления иммунной реакции в организме хозяина. Какая-то бактерия, которую и невооруженным глазом-то не увидеть.
Не все, наверное, читали в детстве «Илиаду» Гомера, но все пользователи компьютера знают, что такое троян. Троян – это вредоносное программное обеспечение, которое проникает в вашу операционную систему под видом какой-то безвредной или полезной программы. Вы ее устанавливаете, и тут-то и начинается…
Палочка чумы действует именно таким образом. В организме человека, а именно в кровяном русле, чумную бактерию встречает система безопасности нашего организма - фагоциты или макрофаги. Строение внешней капсулы Yersinia pestis таково, что фагоциты принимают ее за не очень-то и опасную бактерию-нарушитель, которую необходимо срочно съесть, то есть поглотить. То есть капсула бактерии препятствует распознаванию фагоцитом реальной опасности, фагоцит впускает Троянского коня. Так начинается атака греков на троянцев, то есть бактерии на организм хозяина. На наш организм.
После того, как фагоцит поглощает бактерию, обычно начинается процесс фагоцитоза или «переваривания» чужеродного объекта, но не в случае с Yersinia pestis. Она блокирует этот процесс специальными белками, и сама начинает разлагать защитную клетку. Побочным продуктом этой борьбы является выделение большого числа токсинов и продуктов распада. Палочка – Троянский конь – ждет следующего фагоцита. А иммунная система, как ни парадоксально, ей в этом помогает. Дело в том, что фагоциты-макрофаги должны объявить в розыск преступника, проникшего в организм хозяина, то есть презентовать его останки всей системе безопасности. Иначе говоря, полуживой от белков-антигенов чумной палочки макрофаг тащится в лимфоузел и когда он сам погибнет, то палочка, готовая к действию, то есть прежде всего, к размножению, окажется в окружении клеток, каждая из которых обязана её поглотить – и погибнуть. Начинается избиение нашей лимфатической системы. Все как в первой трагедии Гомера.
Yersinia pestis лопает фагоциты, делится, лопает, делится – и так до победного конца, то есть смерти носителя – человека. Выглядит все это не очень: бубоны (то есть огромные волдыри, гнойники) в паху, на шее, под мышками — это лимфатические узлы, переполненные гноем – останками лимфатической системы, и кишащие миллионами чумных палочек. Это так называемая бубонная форма чумы. Легочная – еще хуже. Ее летальность - сто процентов.
Но это уже сфера иммунологии, эпидемиологии и паразитологии – это уже вне сферы интересов нашего Зоологического музея. Интересующиеся чумой легко найдут подходящую литературу – про эту болезнь написано множество книг, горы научной медицинской литературы, многие ученые-эпидемиологи отдали свои жизни, изучая это заболевание и пытаясь найти ему противодействие.
В XXI веке чумой все еще можно заболеть. В 2006 году ей заразилось 300 человек в Демократической Республике Конго, в конце 2017 года вспыхнула эпидемия на Мадагаскаре, а недавно в Монголии появилось сообщение о двух пастухах, которые заболели «черной смертью». Исследования чумы поэтому продолжаются. Не так давно, в 2015 году, удалось понять механизм нейтрализации палочкой фагоцитов-макрофагов иммунной системы. А это раскрывает перспективы для разработки новых лекарств против чумы.
Нас же, как зоологов, в этой теме интересовали только блохи и сурки с сусликами.
Наука помогает бороться даже с самыми страшными болезнями. Если ей не мешают.
Не все, наверное, читали в детстве «Илиаду» Гомера, но все пользователи компьютера знают, что такое троян. Троян – это вредоносное программное обеспечение, которое проникает в вашу операционную систему под видом какой-то безвредной или полезной программы. Вы ее устанавливаете, и тут-то и начинается…
Палочка чумы действует именно таким образом. В организме человека, а именно в кровяном русле, чумную бактерию встречает система безопасности нашего организма - фагоциты или макрофаги. Строение внешней капсулы Yersinia pestis таково, что фагоциты принимают ее за не очень-то и опасную бактерию-нарушитель, которую необходимо срочно съесть, то есть поглотить. То есть капсула бактерии препятствует распознаванию фагоцитом реальной опасности, фагоцит впускает Троянского коня. Так начинается атака греков на троянцев, то есть бактерии на организм хозяина. На наш организм.
После того, как фагоцит поглощает бактерию, обычно начинается процесс фагоцитоза или «переваривания» чужеродного объекта, но не в случае с Yersinia pestis. Она блокирует этот процесс специальными белками, и сама начинает разлагать защитную клетку. Побочным продуктом этой борьбы является выделение большого числа токсинов и продуктов распада. Палочка – Троянский конь – ждет следующего фагоцита. А иммунная система, как ни парадоксально, ей в этом помогает. Дело в том, что фагоциты-макрофаги должны объявить в розыск преступника, проникшего в организм хозяина, то есть презентовать его останки всей системе безопасности. Иначе говоря, полуживой от белков-антигенов чумной палочки макрофаг тащится в лимфоузел и когда он сам погибнет, то палочка, готовая к действию, то есть прежде всего, к размножению, окажется в окружении клеток, каждая из которых обязана её поглотить – и погибнуть. Начинается избиение нашей лимфатической системы. Все как в первой трагедии Гомера.
Yersinia pestis лопает фагоциты, делится, лопает, делится – и так до победного конца, то есть смерти носителя – человека. Выглядит все это не очень: бубоны (то есть огромные волдыри, гнойники) в паху, на шее, под мышками — это лимфатические узлы, переполненные гноем – останками лимфатической системы, и кишащие миллионами чумных палочек. Это так называемая бубонная форма чумы. Легочная – еще хуже. Ее летальность - сто процентов.
Но это уже сфера иммунологии, эпидемиологии и паразитологии – это уже вне сферы интересов нашего Зоологического музея. Интересующиеся чумой легко найдут подходящую литературу – про эту болезнь написано множество книг, горы научной медицинской литературы, многие ученые-эпидемиологи отдали свои жизни, изучая это заболевание и пытаясь найти ему противодействие.
В XXI веке чумой все еще можно заболеть. В 2006 году ей заразилось 300 человек в Демократической Республике Конго, в конце 2017 года вспыхнула эпидемия на Мадагаскаре, а недавно в Монголии появилось сообщение о двух пастухах, которые заболели «черной смертью». Исследования чумы поэтому продолжаются. Не так давно, в 2015 году, удалось понять механизм нейтрализации палочкой фагоцитов-макрофагов иммунной системы. А это раскрывает перспективы для разработки новых лекарств против чумы.
Нас же, как зоологов, в этой теме интересовали только блохи и сурки с сусликами.
Наука помогает бороться даже с самыми страшными болезнями. Если ей не мешают.
Чумные доктора
Отличительной особенностью чумных докторов стал особый защитный костюм с оригинальной «носатой» маской, напоминающей клюв какой-то мрачной птицы.
Передовые научные методы не всегда служили практической медицине. Просто потому, что их не было. Человечество образца ХIV-ХVII века – периода наиболее страшных пандемий чумы, когда, по разным оценкам умерло от 50 до 100 миллионов человек – не имело почти никаких способов борьбы с болезнью. Тогда-то и появились чумные доктора. По сути они выполняли скорее роль дезинфекторов и могильщиков. В некоторых случаях могли облегчить страдания умирающих и не допустить распространения болезни. Реальных инструментов борьбы с чумой у них не было и быть не могло. Никто еще не знал о чумном блоке, входных воротах инфекции, макрофагах, иммунной системе, блохах-переносчиках, сусликах-хозяевах чумной палочки. Отличительной особенностью чумных докторов стал особый защитный костюм с оригинальной «носатой» маской, напоминающей клюв какой-то мрачной птицы.
Из-за специфического, устрашающего, мистического внешнего вида чумные доктора оказали заметное влияние на европейскую культуру, выразившееся, в частности, в появлении знаменитой венецианской карнавальной маски, напоминающей маску чумного доктора. Несмотря на кажущуюся театральность и потусторонний вид, наличие длинного носа было практически обоснованно. В него помещалась смесь специй, состоящая из амфоры, мяты, гвоздики и мирры. Иногда в нос вкладывали тряпку, пропитанную уксусом. Это позволяло чумным докторам не испытывать дискомфорта как от запаха больных, так и от смрада, источаемого гниющими трупами.
Ещё одним непременным атрибутом чумного доктора являлась длинная трость. Можно сказать, что это был его основной рабочий инструмент. С помощью трости доктора отдавали указания своим помощникам, больным и окружающим людям. С ее помощью соблюдалась санитарная дистанция. Впрочем, тогда это воспринималось как жест пренебрежения, хотя практическая польза от этого тоже была – это спасало от брызг зараженных жидкостей больных, особенно в случае легочной формы чумы. Пожалуй, именно трость чумного доктора и спасла больше всего жизней.
Действия чумных докторов по изоляции больных от здоровых с последующим карантином позволяли свести на нет новые случаи заражения. Ровно, как и быстрое избавление от трупов путём их сожжения. Блохи погибали в пламени вместе со своими хозяевами. Дальнейшее распространение болезни становилось невозможным. Интуитивные действия чумных докторов оказались правильными.
Зоология рулит, не так ли?
Зоология рулит, не так ли?
Задумайтесь об этом, когда придете в Зоологический музей, вдруг и вам пригодится знать немного больше, чем остальные, например, про чумных блох?
Блох вы можете посмотреть в Нижнем зале музея. Записаться на экскурсию по Нижнему залу >>>