Мир микробов

Смородинцев Анатолий Александрович

Мельчайшие вирусные частицы могут служить препятствием только для очень коротких волн — в сотни раз более коротких, чем световые. Такой короткой длиной волны обладают электронные лучи, представляющие собой потоки электронов, несущихся с огромной скоростью.

Изобретение электронного микроскопа, в котором через объект проходят электронные лучи, позволило, наконец, увидеть вирусы.

Устройство электронного микроскопа в принципе аналогично устройству светового микроскопа (рис. 27): вместо электрического осветителя или дневного солнечного света в электронном микроскопе имеется так называемая электронная «пушка», из раскаленной нити которой в безвоздушном пространстве вылетают потоки электронов — мельчайших частиц материи, несущих отрицательный заряд электричества; вместо стеклянных линз — конденсора, объектива и

окуляра — ряд электромагнитов, концентрирующих, собирающих и раздвигающих поток электронов. Когда собранный первой магнитной линзой (называемой конденсорной) пучок электронов достигает объекта, например, вирусной частицы, то часть электронов, сталкиваясь с атомами вещества объекта, рассеивается в стороны. Чем плотнее или толще отдельные части объекта, тем сильнее рассеяние электронов. Пройдя через исследуемую частицу, электронный поток попадает в объективную магнитную линзу. Увеличенное объективной линзой изображение предмета ещё больше увеличивается третьей линзой — проекционной, которая и отбрасывает поток электронов на светящийся под ударами этих электронов экран или на фотографическую пластинку. Те места экрана, на которые попало больше всего электронов, будут светиться ярче всего. Рассеянные вирусом электроны частично не дойдут до экрана, причём в зависимости от различий в плотности отдельных мест объекта на экран попадает различное количество электронов. Таким образом, на экране возникает контрастное, сильно увеличенное изображение вирусной частицы. При помощи электронного микроскопа можно увеличить изображение предмета в десятки и даже в сотни тысяч раз. Таким образом, можно получить увеличение в сто раз большее, чем в обычном световом микроскопе.

Конструирование советского электронного микроскопа начато в 1940 г. группой учёных под руководством академика А. А. Лебедева. За это время было изготовлено несколько моделей микроскопов, которые дают увеличение в десятки тысяч раз. Советский электронный микроскоп по праву считается лучшим в мире и значительно превосходит американские микроскопы и по качеству изображения и по совершенству конструкции (рис. 28).

Рис. 27.Сравнительная схема устройства оптического и электронного микроскопов

Рис. 28.Советский электронный микроскоп

В электронный микроскоп учёные, наконец, увидели мельчайшие вирусы и разобрались в их форме и строении. Оказалось, что вирусы имеют разную форму. Вирус оспы, выглядевший в световом микроскопе в виде крошечных шариков, в электронном микроскопе имел слегка вытянутую в длину форму многоугольника. Вирус гриппа оказался шаровидным, а вирус табачной мозаики палочковидным. Сложно устроенным оказался бактериофаг, бактериальный вирус; в тельце бактериофага можно было различить головку размером в несколько миллионных долей миллиметра и более длинный хвостик, посредством которого он, согласно новейшим исследованиям советских ученых, прикрепляется к поверхности бактериальной клетки.

Электронный микроскоп дал возможность изучить внутреннее строение бактерий и грибов.

Правда, у электронного микроскопа имеется тот существенный недостаток, что прямолинейность потока электронов, необходимая для четкости изображения, может быть достигнута только при помощи полного вакуума — электроны должны лететь в безвоздушном пространстве. Таким образом, в электронном микроскопе можно рассматривать только полностью высушенные объекты, находящиеся в вакууме и подвергающиеся интенсивному обстрелу электронами. Конечно, при этом несколько изменяется естественное строение вируса и клетки. Кроме того, мы лишены возможности наблюдать объект в его жизнедеятельности и по существу рассматриваем только трупы микробов.

Нужно надеяться, что крупные дефекты современных электронных микроскопов будут в скором времени устранены и мы получим возможность изучать ещё более

детально и притом в живом состоянии строение и жизнь бактерий и вирусов.

4. Заразные болезни, их причины и способы борьбы с ними

Заразные (инфекционные) болезни были известны еще в древности. Наиболее тяжёлые из них (чума, холера, оспа) часто принимали массовое распространение, вызывали повальный мор, вследствие чего цветущие города превращались в обширные кладбища.

Чума в VI веке унесла половину населения Римской империи (Юстинианова чума). В середине XIV века значительная часть населения Европы погибла от чумы. И в настоящее время в зависимых от Америки и Англии странах от чумы, холеры и оспы ежегодно гибнут сотни тысяч людей.

Кроме этих особо опасных инфекций, известно еще очень много других заразных болезней, которые могут вызывать эпидемии, — это дизентерия, брюшной тиф и паратифы, сыпной и возвратный тифы, бруцеллёз, малярия и др.

Болезни человека — это такое состояние организма, когда нарушается обычная жизнь и здоровье. Карл Маркс писал: «Что такое болезнь, как не стеснённая в своей свободе жизнь?» ^[4] .

4

К. Маркси Ф. Энгельс, Соч., т. 1, стр. 155, М., 1938.

Заразная болезнь возникает и развивается потому, что в организм проникают микробы и в нём размножаются. Это вызывает изменение обычной жизни организма, его перестройку. Микробы и организм вступают во взаимоотношения, влияя друг на друга. Микробы вызывают в организме болезненные состояния, при которых может наступить выздоровление, возврат к обычному состоянию здоровья или смерть. Организм оказывает влияние на микробы, которые угнетаются в своей жизнедеятельности и могут погибнуть или, приспособившись к новым условиям, размножиться еще больше. Взаимоотношения болезнетворных микробов и организма складывались исторически и представляют для микроба способ сохранения вида.

В нашей стране, стране победившего социализма, ликвидированы особо опасные инфекции, значительно уменьшены эпидемические заболевания, ставится вопрос о полном изжитии таких болезней, как сыпной тиф, бруцеллёз, малярия. В странах же капитала эпидемическая заболеваемость велика, а «учёные» ставят вопрос не о ликвидации эпидемий, а об использовании болезнетворных микробов для развития эпидемий. И не только ставят вопрос, а США практически применили бактериологические средства в Корее и Китае.

Какими же особыми свойствами обладают эти микробы, вызывающие многочисленные болезни людей и животных?

Возбудители заразных болезней наделены целым рядом вредных для нашего организма свойств. Все заразные микробы вырабатывают ядовитые вещества (токсины), действующие на весь поражённый организм, его нервную систему, сердце, сосуды, внутренние органы и кровь восприимчивого организма. Если культуру заразного микроба снять с питательной среды и убить нагреванием, а потом впрыснуть в большой дозе под кожу или в кровь восприимчивого животного, у него разовьются некоторые болезненные явления: озноб, повышение температуры, нарушение деятельности нервной системы, общее угнетение, напоминающие заразную болезнь. Эти явления обязаны действию ядов, освободившихся из микробных клеток, разрушенных в организме. Такие яды называют эндотоксинами (внутренний, связанный яд микроба). Эндотоксины очень устойчивы к нагреванию и вызывают болезненные явления, сходные для эндотоксинов различных микробов.

Другой тип микробного яда — экзотоксин (внешний токсин) — является растворимым продуктом жизнедеятельности микробов и непрерывно выделяется жизнеспособной микробной клеткой в окружающую микроб среду. Экзотоксины нередко обладают исключительно высоким вредоносным действием. Уже в ничтожных дозах эти яды могут убить чувствительных животных. Такие яды легко получить из старой бульонной разводки микробов дифтерии, столбняка, газовой гангрены. Если пропустить такой материал через тугой асбестовый или фарфоровый фильтр и задержать на его поверхности микробные клетки, то в прозрачном фильтрате окажется выработанное микробами растворимое ядовитое вещество.