Микроб редко приходит один. Как микроорганизмы влияют на нашу жизнь

Кратко об истинных бедствиях человечества — поте, запахе изо рта и прыщах

Микроорганизмы ответственны за самые большие бедствия человечества. Но каковы истинные бедствия? Чума, холера, оспа, туберкулез и СПИД? Или прыщи, запах изо рта и вонючие подмышки?

В 2018 году немцы потратили на косметические товары аж 1,71 миллиарда евро. Нет более устойчивого в кризисы рынка, чем рынок кремов, лосьонов и шампуней. Люди лучше сэкономят на отпуске, покупке машины или продуктах, чем на духах, помаде и краске для волос.

При этом косметические средства относятся к области с неопределенными результатами. Их «магия» заключается в обещании, что человек станет лучше и привлекательнее. Но как и когда именно достигается это улучшение, остается загадкой.

Когда я в 2016 году стал руководителем лаборатории анализа микробных сообществ в отделе микробиологии Henkel, то поначалу был обескуражен. Вместо научных измерений изготовление косметических продуктов определяли чувства и глобальные тренды. Итак, мы говорили не о конкретных химических веществах и микробах, а о «свежести», «уходе» или «блеске».

И рабочие задачи были соответствующие: «Мы хотим упомянуть в рекламе „двойную свежесть“, разработайте для нее тест». Или: «Создайте идею для „больше блеска на 100 %“».

Когда покупатель, например, наносит на лицо маску, должно произойти чудо. И это следует понимать буквально. В глубине души покупатели хорошо знают, что ингредиенты продукта не разглаживают морщины и тем более не заставляют их исчезнуть.

Я думаю, что косметическая индустрия — единственная область, где покупатель сознательно позволяет себя обманывать. Конечно, реклама товаров не должна быть насквозь лживой. Но рекламу косметических средств нужно читать так же, как рекламный проспект отеля. Нужно знать, что «традиционный отель в оживленном центре города» — это обычный хостел без какого бы то ни было комфорта и в шумном окружении.

Когда косметические средства (например, зубная паста) служат цели предотвращения болезней, все в порядке. Но они не должны проникать под кожу и действовать на организм системно, как лекарства.

Нужно понимать: на крупных предприятиях, производящих косметику, всем рулит отдел маркетинга, а не отделы исследований и разработок. Ученого такое положение дел может разочаровать и уязвить.

Например, ты нашел наконец-то для продукта вещество, которое для него оптимально, не ядовито и не вызывает аллергии, и патента у конкурентов на него нет, и продукт оно не окрашивает и не изменяет его каким-либо другим нежелательным образом, долго хранится и эффективно действует, — есть большая вероятность, что маркетинговый отдел его завернет.

Чтобы заинтересовать покупателя, любому косметическому продукту нужна «история». Это те настоящие или предположительные свойства, которые сделают крем или лосьон голубой мечтой для покупателя. Для «истории» важен какой-то ингредиент, который эффективно будет работать в рекламе. Одно время таким ингредиентом был, например, зеленый чай. Сомнительно, чтобы качество косметического продукта каким-либо образом изменялось от его добавления. Однако чай ассоциировался со здоровьем, уравновешенностью и мудростью Востока — и это была «история», которая прекрасно функционировала. Но совершенно неожиданно отдел маркетинга сообщил: «He-а, зеленый чай больше не катит… Давайте попробуем с белым чаем. „White is the new green“, знаете ли».

Мы протестировали множество потенциальных ингредиентов. Один раз даже метеоритную пыль. Это был бы высококлассный ингредиент для «истории», но, к сожалению, это экзотическое вещество совершенно бесполезно для косметических средств.

При этом есть и косметика, которая должна давать реальный эффект. Средства против запаха пота — лучший пример. С одной только «историей» такие продукты не продашь. Когда заявленного действия нет, покупатель это сразу замечает.

Свежий человеческий пот не имеет запаха. Только через 15–30 минут он начинает пахнуть. Причина: микроорганизмы на кожных покровах и особенно под мышками медленно расщепляют пот. В процессе возникают летучие соединения: стероиды, разветвленные жирные кислоты и тиолы, к которым наш нос весьма чувствителен.

Запах пота имеет очень сложный состав. Но есть несколько основных веществ. Например, 3-метил-2-гексеновая кислота (3М2Н, органическая кислота) — ведущий компонент в запахе пота. Этот запах мы чувствуем, встречая утром уборщицу в спецодежде, которая долгие часы проработала в синтетическом халате: затхлый, кисловатый. Далее, в запахе пота есть серосодержащие вещества (3-метил-3-сульфанил-гексан-1-ол), они присутствуют в незначительной концентрации, однако тренированный человеческий нос воспринимает их даже при соотношении одна биллионная грамма на литр. Например, такую концентрацию мы получим, если растворим 50 граммов 3-метил-сульфанил-гексана в Боденском озере. Острый «козлиный» дух обратит в бегство всех посетителей любимого озера.

Подмышка — идеальное пространство для жизни микроорганизмов: влажное, теплое, защищенное, с большой поверхностью за счет волос, богатое питательными веществами за счет потовых желез. Здесь самая высокая плотность микробов на кожных покровах: один миллион на квадратный сантиметр.

Тем не менее микробное разнообразие в подмышечных ямках весьма умеренно. Там обитают около 50 различных видов бактерий. Самые распространенные и важные для возникновения запаха из них — коринебактерии и стафилококки. Они обладают ферментами, которые высвобождают из пота пахучие вещества.

Пот порождает две основные проблемы: мокрые подмышки и запах. Для борьбы с ними у косметических продуктов есть две стратегии.

Дезодоранты содержат спирты, антибактериальное действующее вещество против образующих запах бактерий и парфюм, заглушающий запах тела. Это спреи, которые можно распылять по всему телу.

Недостаток: спирт раздражает кожу, и влагу из подмышечных ямок дезодоранты не убирают.

Антиперспиранты содержат вещества, которые сужают и закрывают так называемые эккринные потовые железы, денатурируя белки пота. Так подмышки остаются сухими. Кроме того, эти и другие добавленные вещества сдерживают рост микрооорганизмов. Подмышки не потеют и не пахнут. Важнейшее действующее вещество для этого — хлоргидрат алюминия.

Недостаток: ионы алюминия могут быть токсичны как для растений, так и для людей. Токсичность алюминия связывают, например, с вымиранием лесов, так как кислотный дождь усиленно высвобождает в земле ионы алюминия из глинистых минералов. Кроме того, есть подозрение, что алюминий связан с возникновением болезни Альцгеймера и рака груди. Однако пока ни одному исследованию не удалось доказать наличие связи между обеими болезнями и использованием антиперспирантов или даже показать механизм действия.

Несмотря на это, потребители проявляют осторожность, и индустрия ищет, чем бы заменить хлоргидрат алюминия. Насколько мне известно, альтернативы, которая бы столь же хорошо предотвращала потение и была выгодна по цене, пока нет.

У алюминия настолько загубленный имидж, что на многих дезодорантах пишут: «Без алюминия!» Но они его никогда и не содержали.

Что может сделать покупатель, чтобы защитить себя от вредного воздействия алюминия, если не хочет отказываться от его полезных свойств?

Многие исследования указывают, что антиперспиранты могут обладать еще одним недостатком, помимо злополучных ионов алюминия: их применение увеличивает в подмышечных ямках количество актинобактерий, к которым относятся коринебактерии — главные производители запаха.

Поэтому исследователи, занимающиеся телесными запахами, надеются, что в будущем удастся уйти от антибактериальных веществ в сторону пре- и пробиотических стратегий. Это могли бы быть, например, пробиотики, которые способствовали бы выработке бактерий без запаха в подмышках и тем самым вытеснению бактерий с сильным запахом. Обсуждается и прямое, то есть пробиотическое, применение таких бактерий. У многих бактерий, обитающих в подмышках, есть родственные штаммы, которые намного менее склонны к образованию запаха.

Есть идея, родственная фекальной трансплантации: менять сильно пахнущую микрофлору подмышек на другую, с более нейтральным запахом. Но пока это просто взгляд в далекое будущее.

В Henkel я занимался преимущественно поиском химических и натуральных веществ, которые целенаправленно сдерживают ферментативное высвобождение молекул запаха из бактерий. Одним из таких ингибиторов является триэтилцитрат, который входит в состав многих антиперспирантов и дезодорантов.

Идея такова: проблемные пахучие ферменты ингибируются, а бактерии остаются живыми.

Но до сих пор это функционирует не слишком хорошо. С учетом взаимодействия с киллерами, такими как этанол или хлоргидрат алюминия, почти невозможно доказать пользу от дополнительного ингредиента — и прежде всего тогда, когда из финансовых соображений его добавляют в минимальных количествах. Это как если бы захотели измерить воздействие спички посреди горящего леса.

Очень интересный подход разработали в Швейцарии. Одна парфюмерная компания присоединила пахучие вещества к аналогичным поту веществам, которые затем поглощались бактериальными ферментами.

Таким образом был использован враг в микрофлоре подмышек, чтобы расчистить территорию для приятного запаха. Очень умно, но слишком дорого для ежедневного применения!

Также и исследование пахучих бактерий доказывает, как мало мы в принципе знаем о микроорганизмах.

Одно из моих любимых исследований провел конкурент — фирма Nivea. Изучалась связь между консистенцией ушной серы и интенсивностью запаха тела.

То, что они должны быть как-то связаны, предположил еще в далеком 1937 году японский антрополог Бунтаро Адати, который опубликовал статью в популярном тогда журнале «Zeitschrift fur Rassenkunde» («Расовая история человечества»). В статье он писал о том, что у азиатов беловато-сухая ушная сера и слабый телесный запах, в то время как белые люди склонны иметь сильный телесный запах и желтовато-масляную ушную серу.

В своем исследовании коллеги из Nivea доказали, что компоненты пота через железы и серу в уши доставляют одни и те же транспортные белки.

У многих азиатов этот белок мутирован. Удивительно, насколько распространена эта мутация в азиатских странах. Это обстоятельство связывается с более высокой вероятностью размножения у людей с меньшим телесным запахом. Действительно, в Азии тема запаха сильнее табуирована, чем у нас.

Самые большие проблемы в косметологии микробиологам давно удалось победить. С этой точки зрения имеющихся на рынке товаров вполне достаточно. Но концерны знают, что покупатели в своем потребительском поведении ведомы какой-то шизофренией: с одной стороны, им нравится товар, к которому они привыкли; с другой стороны, они постоянно хотят, чтобы их удивили чем-нибудь новеньким.

Я и сам очень восприимчив к этой маркетинговой стратегии. Как только на любимом мною товаре появляется «приманка», например «новая формула» или «теперь с йогуртом», я тут как тут.

Современные гели для душа — хороший пример того, как производители пытаются продвинуть на рынке ненужные новинки с помощью маркетинговых уловок. Антибактериальные ингредиенты здесь не просто не нужны, а даже вредны, потому что коже нужна разнообразная микрофлора. Хороший гель для душа должен очищать кожу, не сушить ее и поддерживать кислотный баланс pH.

Акне — самое распространенное кожное заболевание в мире, — а потому прекрасный рынок для косметических товаров. Для юношей и девушек ходить с прыщами в школу — настоящая проблема. Для гигиенической промышленности же нечистая кожа — великолепная возможность привлечь молодых покупателей.

Акне возникает при закупорке сальных желез на волосяных фолликулах, которая обусловлена гормональным всплеском в пубертатном возрасте. Возникает богатая питательная среда для бактерий. Cutibacterium acnes процветает в закупоренных анаэробных фолликулах и вызывает воспаление.

Проблемная кожа — умеренная форма или предстадия акне. Здесь помогут гели для умывания, которые очищают кожу детергентами от излишков жира, отшелушивают ее, открывают поры и оказывают антибактериальное действие. Действующие вещества: салициловая кислота и пероксид бензоила.

При настоящем акне все косметические товары неэффективны. Нужно пить гормоны или антибиотики, а также использовать кремы с высоким содержанием пероксида бензоила. Так как не все штаммы Cutibacterium вызывают акне, уже сегодня применяются пробиотические подходы.

Ротовая полость — вторая населенная микроорганизмами часть нашего тела после толстой кишки. Там бактерии особенно заметны: на зубах и языке образуется налет, биопленка, которая может привести к возникновению кариеса, пародонтоза и запаха изо рта.

Живущие в зубном налете бактерии — это факультативные анаэробы, то есть для обмена веществ им не нужен кислород. Поэтому на зубах может быть молочнокислое брожение. Молочная кислота затрагивает зубную эмаль и повреждает ее. Когда анаэробы расщепляют органическое вещество, образуется неприятный запах. В этом отношении ротовая полость не отличается от кишечника.

Во всем виноваты сероводород, масляная кислота и скатол, высвобождающиеся при этом процессе. Данные вещества и связанный с ними запах изо рта измеряется с помощью галиметра (запах изо рта = галитоз). Дурной запах может возникать по многим причинам, не только из-за недостаточной гигиены полости рта.

Как бывший сотрудник Henkel я без колебаний признаю: рынок косметических продуктов и продуктов для ухода за собой полон котов в мешке — покупатель необязательно получает то, на что надеется. Однако мало в каких товарах столько ненужных ингредиентов, сколько в зубной пасте. Самое важное в гигиене ротовой полости — многократное механическое удаление зубного налета на зубах и на языке щеткой и зубной нитью. Больше ровным счетом ничего не требуется. Пена, вкус, ополаскиватель, особые антибактериальные вещества (например, цинк или триклозан) — все это лишнее. Имеют смысл только добавки фтора, так как защищают от кариеса. Однако время от времени поднимается вопрос о его безопасности, поскольку фтор токсичен; но чтобы получить токсичную дозу, например, весящий 15 килограммов ребенок должен съесть целый тюбик зубной пасты. Поэтому паста для детей не всегда содержит фтор.

Исследование здоровья полости рта, проведенное в 2016 году по заказу Немецкой стоматологической ассоциации, показало, что сегодня более 80 % всех двенадцатилетних детей не имеют кариеса. И в этом позитивном результате велико влияние фтора. Он помогает организму укреплять зубную эмаль кальцием и другими минеральными веществами и таким образом зубы не портятся.

В обязанности руководства Henkel также входило проведение структурированного разговора с сотрудниками и коллегами. Высшим пилотажем считалось, например, деликатно указать другому на сильный запах изо рта или на запах пота: предупредительно, без грубостей («от тебя воняет»), тоном, соответствующим неловкой ситуации, в разговоре с глазу на глаз упомянуть, что «это» уже бросилось в глаза нескольким коллегам (то есть впечатление не субъективное) и что против «этого» относительно просто что-то предпринять (сменить белье, принять душ после того, как приехал на работу на велосипеде, почистить зубы…), особенно если работаешь в крупнейшем косметическом концерне.

Оглядываясь назад, я рад, что за четыре года работы в Henkel мне ни разу не пришлось вести такой разговор ни по ту, ни по другую сторону стола.

Положа руку на сердце: как часто вы моете руки?

Хорошо бы содержание книги иногда прерывалось короткими призывами: «Пожалуйста, помойте руки!» В вопросах домашней гигиены это самый первый и самый важный совет, который может и должен давать гигиенист.

К счастью, медицина давно уже признала, что по меньшей мере треть всех инфекций можно было бы предупредить, если бы люди серьезно отнеслись к дезинфекции рук. Это и безобидные ОРВИ, и инфекции желудочно-кишечного тракта, и перенос опасных мультирезистентных микробов.

Согласно данным Федерального центра медицинского просвещения, тщательное мытье рук с мылом снижает частотность воспаления легких и диареи не менее чем на 50 %.

Однако до сих пор многие преступно пренебрегают мытьем рук. По результатам опроса 2017 года, каждый третий житель Германии не моет руки перед едой. Да и врачи с медсестрами тоже не всегда проводят необходимую дезинфекцию рук при контакте с пациентами, как того требует Национальный экспертный центр по контролю за бактериями в больницах.

За таким поведением не кроется злого умысла. Врачи торопятся к следующему пациенту и не располагают временем для тщательного мытья рук после каждого визита. Кроме того, врачи и обслуживающий персонал в больницах и так дезинфицируют и моют руки в три раза чаще, чем в среднем по статистике.

За частое мытье рук многие медики расплачиваются болезненными и зудящими экземами. Еще несколько лет назад они по правилам должны были перед операцией как следует «отскоблить» руки, но сейчас от этих правил отказались. Ведь в результате растет риск повреждений, воспаления и инфекций. Гораздо больше внимания стало уделяться питательным уходовым средствам. Я рекомендую использовать их и дома, чтобы избежать повреждения кожи на руках.

Во второй половине XIX века не мыть руки перед операцией было в порядке вещей. Акушер-гинеколог Игнац Филлип Земмельвейс (1818–1865), ординатор в родильном доме Венской городской больницы, был обеспокоен высокой смертностью среди рожениц. О микроскопически маленьких возбудителях болезней тогда еще не знали. Интуитивно он предположил, что инфекция заносится врачами, которые нередко приходили принимать роды сразу после вскрытия.

Земмельвейс посчитал, что опасные «частички трупов» попадают на пациенток, — довольно прозорливый вывод для медика середины XIX века, не располагавшего знаниями о микробиологии.

На основании своего наблюдения он приказал врачам дезинфицировать руки хлорной известью перед приемом беременных и рожениц. То, что именно руки врача попали под подозрение как переносчики заболеваний, медики посчитали кощунством. Сегодня невозможно этого представить, но тогда гигиенические рекомендации Земмельвейса были полностью проигнорированы его коллегами.

Дальнейшая жизнь врача приняла еще более несчастливый оборот: в 1865 году 47-летний Земмельвейс умер при таинственных обстоятельствах в одном из сумасшедших домов Вены. Только после смерти ему воздали должное. В XX веке его называли «спасителем матерей».

Прошло 150 лет, и вот дискуссия о гигиене рук среди врачей вышла на новый уровень. Обязательное когда-то рукопожатие между врачом и пациентом почти исчезло. Потому что при классическом рукопожатии передается гораздо больше микробов, чем при приветствии «дай пять!» или соприкосновении кулаками.

Во врачебных кругах нет однозначного отношения к исчезновению рукопожатия. Врачи пожимают руки до сотни раз за день. Современные антисептические средства не сушат кожу, однако если их наносить на кожу сотни раз ежедневно, то они ей вредят. Пациенты могут сами разрешить эту ситуацию и отказаться от рукопожатия, если поводом для визита к врачу стало инфекционное заболевание.

Мытье рук — простая и незатейливая процедура, которая несет огромную пользу. И то, что многие люди чураются этой простой привычки, заставляет, конечно, задуматься. Тем временем нужно взять себе за правило регулярно мыть руки и при этом тщательно соблюдать рекомендации. Мыть руки следует не менее 30 секунд, чтобы мыло распределилось равномерно по рукам, в том числе и между пальцев, вокруг большого пальца и под ногтями.

Не подлежит сомнению, что бактерии лучше смываются водой с мылом, чем без него. Количество микробов уменьшается в десятки и тысячи раз. Важно использовать достаточное количество мыла. В одном исследовании было показано, что большее количество мыла, обычного или антибактериального, связано с более значимым уменьшением количества бактерий.

Что делать, если мыла нет? Некоторые биологи считают, что в таком случае лучше вовсе отказаться от мытья рук. Обоснование: вода сама по себе только приводит микробов в боевую готовность. Противоположное мнение: и простая вода значительно сокращает количество микробов. Я придерживаюсь второго варианта.

В больнице гигиеническая и хирургическая дезинфекция рук проводится по установленным правилам. В домашних условиях необходимо применять антисептические средства, если кто-то из членов семьи болеет. В обычном случае — нет. Однако…

Если дозатор для мыла пуст, можно спокойно воспользоваться дозатором для антисептического средства (в общественных туалетах их стали устанавливать все чаще).

У дезинфекции рук есть тот же недостаток, что и у дезинфекции в целом: средства убивают микроорганизмы без разбора, в том числе и полезные, которые образуют гидролипидную защитную оболочку, стимулируют иммунную систему и борются с патогенными микроорганизмами, конкурируя с ними.

Отдельная наука — температура воды для мытья рук. Долгое время считалось, что вода должна быть горячей, иначе руки не станут чистыми. Но мнение ученых переменилось. Горячая вода обезжиривает кожу, та быстро становится шершавой, потрескавшейся — приглашение для вредных микробов проникнуть внутрь. Лучше всего смывать нежеланных обитателей с кожи чуть теплой водой. Но и холодная вода вместе с мылом достигает этой цели.

Меня часто спрашивают, сколько раз в день нужно мыть руки. Дело не в конкретном числе раз. Когда лежишь целый день больной в постели и разглядываешь потолок, мыть руки нет необходимости. В остальных же случаях нужно, например:

• перед приготовлением пищи и после него;

• перед едой;

• перед нанесением косметики;

• после туалета;

• после смены подгузника ребенку;

• после контакта с животными или больными людьми;

• после выноса мусора;

• по возвращении с улицы домой, даже если вы быстренько сбегали в ближайший магазин.

Различные исследования доказали, что мужчины более небрежно относятся к гигиене рук, чем женщины. Кроме того, согласно микробиологическим исследованиям одного американского ученого, микрофлора на руках у мужчин и у женщин различается.

Очень тщательно исследовал микробиом на руках Ноа Фирер, руководитель лаборатории Университета Колорадо в Боулдере. На ста руках ученый обнаружил примерно 4800 видов микробов. Примерно столько же видов обитают в желудочно-кишечном тракте.

Причина такого разнообразия проста: ни одна другая часть тела не соприкасается с различными предметами так часто, как руки. Поэтому и состав микробной микрофлоры на них быстро меняется. С микробной точки зрения, существует большая разница, что вы делали секунду назад: проехались в метро, погладили собаку или поиграли с ребенком в песочнице. Под микроскопом картина будет совершенно различной во всех трех случаях.

Еще удивительнее: микрофлора левой и правой руки человека совпадает лишь на 17 %. Вот уж действительно: левая не знает, что творит правая. Мы совершаем левой и правой рукой различные действия и беремся за разные предметы.

Более высокое значение pH кожи у женщин, вероятно, объясняется большим бактериальным разнообразием. Другие причины различной микрофлоры на руках мужчин и женщин — использование косметики и регулярная гигиена рук.

Заслуживает упоминания, что на руках женщин обнаруживается больше фекальных бактерий, чем на руках мужчин. Краткое объяснение моей жены этого феномена: «Потому что женщины чаще моют туалет».

Тревога в стиральной машине: как микробы туда попадают?

Как-то один мой коллега из Henkel выразился очень ясно по этому вопросу, так что я помню его фразу до сих пор: «Самое опасное при стирке — сортировать грязные вещи голыми руками». Он прав.

Перенос заболеваний через стиральную машину — настоящая проблема. На работе нам все меньше нужны физические нагрузки. Многие из нас работают в сфере обслуживания и сидят в офисах. Поэтому наша одежда не так сильно пачкается, как когда-то. Стирка с кипячением (при +90 °C) стала большой редкостью.

Теоретически есть риск передать другому члену семьи вредных микробов, например грибок стопы или норовирус, через белье и одежду. Но прямой контакт между людьми, прежде всего через руки или касание проблемных поверхностей, представляет собой более серьезную проблему.

Нельзя забывать: первичная цель домашней стирки — это удаление грязи, пятен и запахов, а не дезинфекция белья. В первую очередь в больницах и других медицинских учреждениях. Там белье обрабатывается специальными химическими и термическими способами, поскольку это важно для тяжелобольных и людей с ослабленным иммунитетом. Ткани, применяемые в операционной, стерилизуются в автоклаве при температуре +120 °C водяным паром и под давлением 2 бара. Делать дома что-то подобное совершенно излишне. Современные стиральные машины и универсальные моющие средства хорошо справляются с очищением белья и одежды. Тем не менее исследовательские отделы компаний — производителей стиральных порошков вынуждены неутомимо трудиться, чтобы идти в ногу со временем. С чем это связано?

Сегодня при стирке не приветствуется обеззараживание: для экономии энергии и удлинения срока службы техники чаще всего стирка производится при низких температурах. Кроме того, многие современные ткани не переносят ни сильной химии, ни высокой температуры.

В моду вошли жидкие моющие средства, и это тоже проблема. Пользоваться ими намного удобнее — их проще дозировать и они не оставляют разводов на белье. И не содержат отбеливателя — главного ингредиента для борьбы с микробами.

При стирке отбеливатель производит перекись (активный кислород), которая разрушает пятна и уничтожает микробов за счет окислительного процесса. Но это вещество работает только в стиральных порошках. В жидких средствах для стирки оно разлагается, а в средства для стирки цветных вещей его не добавляют, так как отбеливатель разрушает цвета.

Жидкие моющие средства имеют высокое содержание воды. Все, что содержит много воды, легко поддается заражению микробами. Поверхностно-активные вещества, активные моющие вещества становятся, как углеводороды, пищей для микробов.

Поэтому для увеличения срока годности в жидкие моющие средства добавляют консерванты. В противном случае они стухнут, как любой скоропортящийся товар. Определить, испорчено ли средство, можно по неприятному запаху. В какой-то рассылке для микробиологов я прочитал убедительную характеристику жидкого моющего средства: сам факт, что эти моющие средства, даже в концентрированной форме, нужно защищать от микробов, указывает на то, что они не смогут убивать микробов в стиральной машине.

Мой отдел в Henkel, помимо прочего, отвечал за исследование жидких моющих средств, возвращенных разозленными покупателями. Причина: они дурно пахли либо расслоились на фракции. Значит, дозировка консервантов была рассчитана неверно — например, при производстве засорилось сопло. Между собой мы называли шкаф с расслоившимися или воняющими образцами «пещерой ужасов».

Стиральный порошок — сухое вещество и в консервантах не нуждается. При машинной стирке при +60 °C — это лучшее антибактериальное оружие, которое только можно применить в домашних условиях. В зависимости от рода микробов и от ткани можно снизить их количество на 99,9 %.

С помощью так называемых отбеливающих активаторов промышленность пытается достичь приемлемого отбеливания и при низких температурах. Это разумный способ совместить гигиену и увеличение срока службы вещей. Жидкие моющие средства тоже убивают почти 99 % всех микробов. Однако следует иметь в виду: с каждой загрузкой в машину попадают миллиарды микробов. То есть после уничтожения 99 % микробов остаются еще миллионы. Для ослабленной иммунной системы разница между 99,9 % и 99 % может иметь решающее значение.

Антибактериальный результат стирки зависит от многих факторов. То, что делает счастливыми микробиологов и покупателей, не очень хорошо для окружающей среды. В целом чем лучше уничтожаются микробы, тем больше на это расходуется энергии — за счет более высокой температуры или большей продолжительности программы стирки.

Вот несколько советов относительно того, как избавиться от микробов при стирке.

Казалось бы, все хорошо, но пугают данные, собранные Институтом информации для потребителей (Штифтунг Варентест): многие машины стирают при температуре более низкой, чем заявлено в программе.

В различных странах мира с давних времен и до сих пор стирают холодной водой, максимум водой комнатной температуры. США и Япония — тому яркие примеры. В этих странах отсутствие высокой температуры нивелируется за счет применения сильных отбеливателей. Такой способ помогает сэкономить энергию, но все равно вреден для окружающей среды.

В составе современных моющих средств способен разобраться только химик: поверхностно-активные вещества, умягчители воды, щелочи, антипенные средства, отдушки, отбеливатели и оптические осветлители, отбеливающие активаторы и стабилизаторы, средства сохранения цвета, консерванты…

Но есть один ингредиент, который заслуживает пристального рассмотрения: в моющих средствах есть энзимы, которые «съедают» пятна на ткани.

Большинство энзимов сначала проходят этап теоретической разработки, поскольку только так можно подобрать нужную эффективность очистки. Чем больше энзимов содержит моющее средство, тем оно дороже.

Как правило, проходят годы, прежде чем удается добиться того, чтобы энзимы оставались в стиральном порошке активными и стабильными. А затем их нужно защитить патентами. Таким образом, мы получаем дорогостоящее исследование, что не может не отражаться на цене товара.

Десять — пятнадцать лет назад все стремились найти или с помощью генной инженерии создать энзимы, которые были бы устойчивы к высокой температуре или были бы эффективны при температуре ниже +60 °C. Сегодня лаборатории вынуждены учитывать новые тенденции в стирке и искать совершенно другие решения. В наше время ученые охотятся за энзимами, которые действовали бы и при низкой температуре в +15…+20 °C.

Вообще это удивительно: так называемые белая и серая биотехнологии, которые производят энзимы для моющих средств путем генной модификации, законодательно одобрены, в отличие от зеленой (растения) и красной (человеческие клетки, животные) биотехнологий.

В Henkel долго существовал большой и могущественный отдел ферментных технологий. Но затем его сильно сократили, так как для снижения издержек дюссельдорфский концерн отдает разработку энзимов на аутсорсинг. В собственной лаборатории компании эти энзимы только оптимизируются для конкретных условий применения.

Исследования доказывают, что стиральные машины — идеальное жизненное пространство для микроорганизмов. Там им тепло, влажно и много питательных веществ. Их особенно устойчивые биопленки образуются в труднодоступных местах, которые редко моют: в отделениях для порошков и кондиционеров, барабане и прокладках.

Недостаток современных машин по сравнению со старыми моделями в том, что в новых стиральных машинах металлические компоненты часто заменяют на дешевые пластмассовые, на которых биопленка образуется значительно лучше. В наших исследованиях, проведенных Университетом Фуртвангена, мы смогли доказать, что в одной стиральной машине живут сотни родов и семейств бактерий и грибов. О естественной колонизации вирусами или простейшими мы почти ничего не знаем.

Вполне возможно, что после стирки белье во время полоскания снова загрязняется микробами из микрофлоры стиральной машины. Кроме того, известно, что биопленки образуют пахучие вещества, когда становятся анаэробами. Следовательно, если от свежевыстиранных вещей исходит неприятный запах, это может указывать на наличие большого количества культур микробов в стиральной машине.

Бельгийские ученые в одном из своих исследований заподозрили, что неприятный запах может исходить от кожных бактерий, оставшихся в волокнах ткани.

До конца феномен запаха от постиранного белья еще не изучен. Японские ученые идентифицировали Moraxella osloensis как бактерию, которая может вызывать такой запах. Обычно она обитает на кожных покровах и слизистых оболочках человека, а также встречается в природе. Вероятно, это она вызывает хорошо известный затхлый запах, исходящий от промокшего шерстяного пальто в теплой квартире.

Moraxella osloensis часто обнаруживают в стиральных машинах и на белье. В кухонных губках эта бактерия — тоже один из самых распространенных жильцов. Тем не менее я не верю, что такое сложное обонятельное восприятие, запах, может объясняться одной-единственной бактерией. Уверен: здесь участвуют и многие другие бактерии.

При самых наилучших условиях добиться стерильности белья в стиральной машине невозможно. После стирки на нем все равно остается много микробов. А оставшиеся колонии микробов могут быстро восполнить свою численность, если для того созданы подходящие условия.

Оставлять лежать постиранное белье в машине слишком долго — уже практически гарантия плохого запаха. И сырой подвал — отнюдь не лучшее место для того, чтобы сушить белье. После долгого хранения в шкафу пахучие вещества могут снова активизироваться за счет тепла тела.

По моему мнению, эксперты по гигиене белья слишком увлекаются уничтожением микробов. Такое ощущение, что многие микробиологи ждут сенсации, которая докажет: да, возбудители инфекций могут распространяться и дома через белье и одежду, и от этого можно серьезно заболеть.

К сожалению, никто до сих пор не задался вопросом: может быть, оставшиеся микробы приносят пользу, например, нашей коже?

Мысль о том, что однажды мы начнем заселять стирающееся в машине белье полезными бактериями, вовсе не кажется мне абсурдной. Точно так же, например, как я наношу на обувь и куртку водоотталкивающий слой специального средства.

Уже сегодня известно, что дети в семьях, где посуду моют вручную, реже страдают от аллергии. Может ли нанесение пробиотиков на одежду иметь похожий эффект?

Мы знаем, что стиральная машина — гигантский плавильный котел для бактерий, поэтому микробиом кожи всех членов семьи становится похожим. И разве это не лучшее объяснение в любви к собственной семье, когда мы делимся даже собственными микроорганизмами?

Микробы в раю: об опасностях в дальних краях

Вернувшийся путешественник может рассказать много интересного, и особенно популярной темой, по моему опыту, является диарея, вызванная экзотическими паразитами. Неожиданные встречи с дикими обитателями не менее популярны.

Будучи начинающим микробиологом, я отправился на сафари в кенийский национальный заповедник Масаи-Мара, где мне посчастливилось пережить обе встречи. Вскоре после барбекю на природе, в котором я неосторожно принял участие, у меня, что называется, начало хлестать изо всех щелей. Друг и спутник поспешил ко мне на помощь и отправился в соседнюю хижину за аптечкой. Однако далеко он не ушел. Перед входом в нашу хижину стоял бегемот.

Бегемоты — одни из опаснейших зверей в Африке. Ежегодно они убивают больше людей, чем львы. Несмотря на отвратительное состояние, я не мог не оценить всю комичность ситуации. Тогда я собирался написать путеводитель микробиолога, в который вошли бы любые непредвиденные обстоятельства, даже самые абсурдные.

Следующие страницы — по сути, краткое изложение этого проекта. Однако вам не стоит никого отговаривать от поездки. Конечно, ни одно путешествие не обходится без риска. Намного хуже было бы все время сидеть дома. Замечательно, что сегодня у нас есть возможность обследовать любой уголок нашей планеты. Но мы должны помнить, что многие микроорганизмы и паразиты уже облюбовали его до нас. И всегда полезно знать заранее, что может нас ожидать. Выслеживание наших микропреступников — это в любом случае путешествие в красивейшие места нашего мира.

Люди, которые каждый год в США заболевают чумой, бывают ошарашены самим этим фактом. Так называемая черная смерть ассоциируется с далеким Средневековьем. В XIV веке чумная палочка (Yersinia pestis) унесла более 50 миллионов жизней в Европе, то есть выкосила половину континента. Многие считают, будто чума полностью побеждена. Но это заблуждение.

Чумная палочка нашла убежище в нескольких странах, разбросанных по всему миру. К ним относятся красивейшие места США: национальные парки и природные заповедники в Нью-Мексико, Аризоне, Колорадо, Калифорнии, Южном Орегоне и Неваде, от пейзажей которых у посетителей захватывает дух.

Переносчики заразы — блохи. Паразиты питаются кровью инфицированного грызуна и переносят возбудителя на следующего хозяина, например на другого грызуна или на человека. На месте укуса блоха «отрыгивает» сгусток крови, в котором кишмя кишат возбудители чумы.

Благодаря антибиотикам шансы на выживание у заболевших весьма высоки. Поэтому мы не боимся, что свирепая чума еще раз распространится по всему миру. Симптомы чумы вначале напоминают грипп: температура, озноб, ломота в костях, поэтому заболевший не сразу начинает тревожиться. Без лечения чума в большинстве случаев приводит к смерти.

В первом десятилетии нашего века Всемирная организация здравоохранения насчитала почти 22 тысячи заболеваний, более чем 1600 случаев закончились смертью. Как когда-то в Средневековье, самой распространенной формой этой болезни была так называемая бубонная чума.

В 2009 году все СМИ облетел случай одной женщины из Дрездена, которую постигла ужасная участь, причем на райских Гавайях. Микроскопически крошечный тропический червь обосновался в ее центральной нервной системе и поразил значительные области головного мозга.

Этот ужасный паразит называется Angiostrongylus cantonensis (ангиостронгилез); первоначально этот червь обитал только на гавайском острове Мауи. Сегодня органы здравоохранения обнаруживают его в далеко расположенных от него областях. Например, на Мадагаскаре, в Египте и в Новом Орлеане (США).

Заразившиеся Angiostrongylus cantonensis рассказывают об ужасных муках, на которые обрекает их паразит. Такое ощущение, будто голову пронзают длинной иглой.

Как правило, заражение происходит через немытые овощи и фрукты. Так заразилась и женщина из Дрездена, съевшая немытый и неочищенный сладкий перец. В организм человека паразит попадает извилистым путем: сначала личинки нематод выходят с крысиным пометом и вселяются в слизней. А те оставляют этих вторженцев, когда ползают по овощам и фруктам.

Хорошая новость: людям с хорошим, здоровым иммунитетом нечего бояться. Плохая новость: если паразит добрался до головного мозга, от него нет спасения.

Жгутиковое простейшее Giardia intestinalis (кишечная лямблия) мучает каждый год сотни тысяч людей, особенно путешествующих по тропикам, вызывая очень неприятную диарею. Паразит попадает в человеческий организм через зараженную фекалиями питьевую воду. Он может обитать в кубиках льда или попадать на свежие овощи и листья салата при их ополаскивании загрязненной водой.

Но и дарящее свежесть купание в экзотической стране может привести к контакту с этим возбудителем. В Новой Зеландии более половины всех водоемов в национальных парках заражены этим одноклеточным микроорганизмом. Некоторые его формы могут жить в воде до четырех месяцев.

С научной точки зрения Giardia intestinalis — уникум. Поскольку клетка обладает ядром, но не имеет митохондрий, этот паразит вызвал оживленный спор среди ученых несколько лет назад. Результат: вызывающий диарею паразит относится не к сравнительно примитивным прокариотам (одноклеточным без ядра), а к более высокоразвитым эукариотам (одноклеточные и многоклеточные организмы с ядром).

В чем различие между белой акулой и амебоподобным жгутиковым Naegleria fowleri (Неглерия Фоулера)? Встречу с акулой человек может пережить. Но если амеба-убийца попадет в его организм, помощи ждать неоткуда.

С 2005 по 2014 год в США было зарегистрировано 35 случаев заражения человека Naegleria fowleri. Выжили только двое. Паразит обитает в теплых источниках, реках, озерах, а также в недостаточно хлорированных бассейнах. Живет только в пресных водах.

Возбудитель болезни проникает в организм человека через нос, откуда шустро перемещается прямо в головной мозг. Через непродолжительный промежуток времени начинается гнойный менингит. Как правило, смерть наступает уже через пять дней.

Неглерия Фоулера распространена по всему миру, однако случаи заражения отмечаются в основном в Австралии и США. Тем не менее эксперты опасаются, что с потеплением климата этот пожиратель мозга станет серьезной проблемой.

Ученые полагают, что амебу привлекает ацетилхолин, нейромедиатор. Это открытие сделано совсем недавно, и с ним медики связывают надежду найти в ближайшем будущем эффективное лекарство против этого одноклеточного.

Однако даже если надежное средство будет найдено, оно не даст гарантии выживания. Симптомы, проявляющиеся через несколько дней, характерны для многих заболеваний: головная боль, температура и тошнота. Затем к ним добавляются помутнения сознания и иногда галлюцинации. Нарушения равновесия указывают на степень разрушительных действий Naegleria fowleri в головном мозге.

Так что поставить правильный диагноз непросто. Амеба же разворачивает свое смертельное действие почти мгновенно, поэтому времени для ошибочных диагнозов нет.

Сложно распознать вовремя и болезнь Шагаса, распространенную главным образом в Южной Америке. Она вызывается простейшими Trypanosoma cruzi (Трипаносома крузи), проникающими в сердечную мышцу и нервную систему.

Сначала болезнь дает о себе знать неспецифичными симптомами, напоминающими ОРВИ: температурой, болью в животе и набухшими лимфоузлами. Поэтому болезнь Шагаса часто остается недиагностированной. Причем лечение возможно только в острой фазе болезни.

Переносчиками болезни являются хищнецы, которые чаще всего кусают в мягкую кожу лица и одновременно испражняются в рану.

Так возбудитель попадает в человеческий организм, и начинается продолжительная болезнь, которая часто обнаруживается на поздней стадии, когда увеличиваются желудочки сердца и толстая кишка. Популярные в Южной Америке ягоды асаи, которые считаются питательными и полезными в Европе и США, — потенциальный переносчик опасного возбудителя.

По разным оценкам, этим паразитом заражены 20 миллионов южноамериканцев. Каждый десятый умирает, причем в мучениях. Прививки от болезни Шагаса не существует. Эксперты предполагают, что возбудитель ввезен в Европу и что сегодня только в одной Испании живут 50 тысяч людей с болезнью Шагаса. Предполагается, что многим из них диагноз не поставлен. Есть риск, что эти люди могут передать болезнь через донорскую кровь или донорские органы.

Шистосомоз — тропическая инфекционная болезнь, которая вызывается кровяными сосальщиками Schistosoma mansoni. По осторожным оценкам, не менее 230 миллионов людей инфицировано этими паразитами.

Они встречаются, прежде всего, в Африке, Южной Америке и Азии. Заражены в основном стоячие воды или реки с умеренным течением, в которых температура воды постоянно выше +20 °C.

Особенно легко заразиться на заросших берегах через живущих здесь улиток, служащих шистосомам промежуточными хозяевами. Но и при купании, вхождении в воду или мытье церкарии, личинки сосальщиков, могут проникнуть через кожу в человеческий организм. Для инфицирования возбудителем шистосомоза достаточно нескольких водяных брызг. Однако прямой перенос от человека к человеку невозможен.

Через несколько дней после заражения болезнь дает о себе знать зудом и сыпью. Эти симптомы указывают на то, что организм распознал инфекцию и организовал защиту. Однако сам организм не в состоянии справиться с захватчиком.

Без диагностики и целенаправленного лечения болезни личинки вырастают во взрослых особей, которые поселяются в кровеносных сосудах. В результате у человека развивается хронический шистосомоз.

Шистосомы прилежно размножаются и откладывают от 100 до 1000 яиц каждый день. Со временем они могут нанести организму серьезные повреждения, особенно если поселились в печени, кишечнике или мочевом пузыре.

В Германии заразиться шистосомозом тоже можно: купание в озерах, зараженных пометом уток и гусей, может вызвать так называемый церкариоз (зуд купальщиков) — это болезнь неприятная, но по сравнению с ее тропическим вариантом неопасная.

В райских уголках нашего мира распространяется редкая эпидемия: людей так сводит лихорадочными судорогами, что они не в состоянии разогнуться — слишком болят суставы. В 2006 году на острове Реюньон около 160 тысяч человек заболели тропической лихорадкой Чикунгунья; в Карибском бассейне в 2014 году было отмечено предположительно около 350 тысяч случаев заболевания, что вызвало настоящую панику.

Тропическая болезнь дала знать о себе на Маврикии и даже в Риме. Впервые Чикунгунья была описана в 1952 году в африканской Танзании. Поскольку заболевшие корчились от болей в спине и суставах, болезнь получила название «искривленный человек».

Долгое время болезнь была локализована преимущественно в Восточной и Южной Африке, на индийском субконтиненте, в Юго-Восточной Азии и на островах Индийского океана. Однако сегодня она встречается и в Южной Европе. Вирусная болезнь передается азиатскими тигровыми комарами; в Италии они распространены повсеместно, равно как и в Южной Франции и других странах на юге Европы.

Эксперты не исключают, что в будущем вспышки эпидемии могут возникнуть и в Германии. Тигровый комар уже был замечен в южных областях, например в Гейдельберге и Фрайбурге.

Главные симптомы лихорадки Чикунгунья — высокая температура и боли в суставах, которые могут продолжаться месяцами. Как и в случае остальных вирусных инфекций, антибиотики здесь бесполезны. Прививки против «искривленного человека» тоже не существует. Можно только попытаться защититься от комариных укусов, надевая плотную одежду, закрывая голову и пользуясь москитными сетками.

Осложнений и смертельного исхода следует опасаться только при наличии других болезней; например, гепатита или диабета. Последствий у перенесенного заболевания также нет. Однажды переболев, человек приобретает к нему иммунитет.

Бешенство — остро протекающая инфекционная болезнь. Она поражает нервную систему, поэтому проявляется такими симптомами, как расстройство сознания, изменения личности и паралич. Без лечения бешенство почти всегда заканчивается смертью.

Считается, что в Германии бешенства нет. По данным Института Роберта Коха, последний зарегистрированный случай заболевания бешенством у дикого животного (лисы) был в 2006 году. Поэтому заразиться опасным вирусом можно только в путешествиях. Страной с высоким риском в этом отношении считается Индия.

Каждый год, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, в Индии умирают от бешенства до 20 тысяч людей — на эту страну приходится треть смертельных случаев по всему миру.

Вирус бешенства переносится обезьянами, кошками и шакалами. Однако главным источником инфекции являются собаки. В Индии примерно 25 миллионов бродячих собак. В одной только столице, Нью-Дели, их более 250 тысяч.

Еще одна проблема: многие индийцы не знают, что бешенство практически неизбежно приводит к смерти, и мало внимания обращают на опасность этой вирусной инфекции. Перед поездкой в Индию следует непременно сделать прививку от бешенства.

Этот список не претендует на то, чтобы быть полным. Я лишь хотел продемонстрировать с микробиологической позиции, как паразиты и микроорганизмы могут завладевать нашим организмом.

Конечно, следует упомянуть и малярию, которая свирепствует в Африке и Азии. Желтая лихорадка и лихорадка Денге также представляют угрозу для туристов в Африке. И последнее, но не менее важное: классическая диарея, вызванная энтеротоксичными штаммами Е. coli (ЕТЕС), родственниками возбудителя ЕHЕС.

Но потенциальная опасность угрожает нам не только в дальних краях. С микробиологической точки зрения, ухаживать за собственным садом и огородом тоже небезопасно. В одном грамме земли живут до 10 миллиардов микроорганизмов и до 50 тысяч их различных видов. Большинство из них безопасны, кроме следующих…

Возбудитель столбняка Clostridium tetani (столбнячная палочка) живет в земле, и ее споры могут попасть в раны и вызвать болезнь, опасную для жизни.

Также достойны упоминания лептоспироз, которым люди заражаются через контакт с мочой инфицированных крыс, хантавирус — через контакт с мышиным пометом, легионеллез — через компост, боррелиоз и клещевой энцефалит — через укусы клещей…

Купание во многих озерах также может привести к различным заболеваниям, как нам о том не устают напоминать СМИ. Во многих водоемах были обнаружены резистентные к антибиотикам бактерии.

Мое мнение по этому поводу: вероятность подцепить больничных микробов в воде так же низка, как вероятность повстречать в озере сбежавшего крокодила или каймановую черепаху.

Звездные бестии: они покинут Землю вместе с нами

Конец придет, в этом нет никаких сомнений. Атомная война, большой астероид или климатическая катастрофа — все это возможные сценарии для заката нашей цивилизации, которые необязательно реализуются.

Что известно точно — Земля когда-нибудь станет необитаемой. Возможно, она сгорит на Солнце. Так происходит с планетами, когда звезды начинают превращаться в красных гигантов. Ядро звезды сжимается, а внешние слои звезды резко увеличиваются в размерах. Вся вода, необходимое условие для жизни на Земле, испарится.

Конечно, это произойдет в далеком будущем — впереди еще 2–3 миллиарда лет, так что сейчас беспокоиться из-за гибели Земли рановато. Однако первые звоночки грандиозных изменений в нашей Галактике прозвучат задолго до коллапса. Если тогда на Земле еще останутся люди, им придется подумать о своем выживании.

Астрофизик Стивен Хокинг, скончавшийся в марте 2018 года, призывал поторопиться и поискать для человечества новое пристанище. Его теория: чтобы не опоздать с освоением космоса, человек должен покинуть Землю уже через 200–500 лет.

До 2025 года, утверждал этот гениальный физик, ведущие государства должны послать человека на Марс и до 2047 года основать на Луне постоянную колонию.

Поскольку наше существование на Земле тесно связано с мельчайшими жителями планеты, встает неизбежный вопрос: что случится с микроорганизмами, когда голубая планета погибнет? Ученые единодушно полагают, что одноклеточные смогут гораздо дольше противостоять грядущему Апокалипсису, чем люди, и к неблагоприятным окружающим условиям они адаптированы гораздо лучше нас.

Микробы были первыми жителями нашей планеты. Они населили Землю, когда она еще напоминала кипящий адский котел. То, что бактерии способны выживать в самых экстремальных условиях, мы знаем из новейших открытий: на расстоянии нескольких километров от поверхности Земли, в горячих гейзерах и в ледяной шапке Южного полюса исследователи обнаружили следующих экстремофилов.

• Methanopyrus kandleri не просто выживает, но и размножается (!) при температуре более +120 °C в океанских глубинах. Для человека температура свыше +41 °C уже смертельна.

• Deinococcus radiodurans способен переносить высокие дозы радиации до 17 500 грей. Получив дозу в 6–10 грей, люди умирают в течение нескольких суток.

• Shewanella benthica живет под водой на глубине 11 000 метров и для размножения этой бактерии нужно давление в 800 бар. В одном эксперименте с имитацией погружения люди достигли максимальной глубины в 700 метров и давления в 70 бар.

Даже ледяной космос и вакуум некоторым микробам нипочем.

Среди многоклеточных самими выносливыми и стойкими считаются тихоходки. Как и бактерии, они могут в неблагоприятные периоды впадать в особое состояние сна. Оно называется криптобиоз. Спящие тихоходки способны жить при температуре –273°C и много дней в условиях космоса. Это установили ученые в эксперименте: они держали два вида тихоходок в открытых контейнерах 10 дней на высоте в 270 километров.

Ученые из Института Макса Планка имитировали в лаборатории неблагоприятные условия, характерные для комет. Им удалось сделать удивительное открытие: даже в ледяном космическом пространстве возникают аминокислоты, кирпичики для всех форм жизни, почти сами по себе. Это доказывает, что жизнь и ее элементы умеют приспосабливаться гораздо сильнее, чем считалось.

Пример выносливости микробов: ультрафиолетовое излучение солнца одноклеточные организмы переносят не слишком хорошо. Но тонкого защитного слоя от УФ-лучей из пыли и песка оказалось достаточно, чтобы значительно повысить их шансы на выживание.

Внутри метеорита диаметром около двух метров споры бактерий будут защищены от космического излучения в течение миллиона лет. Сложно найти более враждебные для жизни условия, чем внутри камня. Источники пищи: отсутствуют.

Могут ли микробы действительно прожить миллион лет без питательных веществ и без воды?

Действительно, бактерии обладают феноменальной способностью выдерживать отсутствие любых питательных веществ: они превращаются в споры и впадают в глубокий сон. Внутри остается одна инкапсулированная клетка, в которой хранится генетический код бактерий. Обмен веществ полностью прекращается.

Но как только появляется подходящая пища, микроб сразу оживает. Об оживлении спор из соляных кристаллов возрастом 250 миллионов лет я уже рассказывал. Но все еще удивительнее.

Понять, как это работает, помогла пчела в янтаре. В ее кишечнике ученые обнаружили древние споры бактерий. И эти бактерии тоже удалось оживить.

К большому удивлению ученых, оказавшись в питательном растворе, эти бактерии очнулись, как спящие красавицы, спустя 25 миллионов лет с момента, как пчела влипла в доисторическую смолу.

Раз микробы способны сопротивляться самым враждебным условиям среды, разве не логично предположить, что они попали на Землю из других планетных систем?

Возможно, в далеком прошлом, когда на нашей планете царили адские условия, метеориты с Марса падали на Землю. Ни одно живое существо не выдержало бы силы такого удара. Или?

Ученые из Германского центра авиации и космонавтики протестировали в опытной лаборатории, как споры микробов реагируют, когда на них с определенной высоты обрушивается тяжелая металлическая пластина. От ударной волны образец нагрелся до +500 °C. Диагноз: все обуглилось, споры окрасились в черный цвет. Тем не менее тысячи микроорганизмов выжили.

Принесли ли рухнувшие кометы и астероиды готовые к употреблению органические молекулы на доисторическую Землю? Действительно ли жизнь зародилась где-то на просторах Вселенной? По меньшей мере, важные органические молекулы могут зарождаться в ледяной пустоте космоса.

Основные для всей жизни на Земле молекулы могут возникать практически где угодно во Вселенной, установили ученые. Для этого даже не нужна планета с жидкой водой.

Вернувшиеся 24 июля 1969 года после успешной лунной экспедиции астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Базз Олдрин 17 дней провели в мобильном карантинном фургоне — настолько был силен страх, что они могли занести на Землю опасные бактерии с Луны.

Особенно сильным был страх перед возможными болезнями, к которым у людей нет иммунитета.

Конечно, напрашивалась аналогия с испанскими завоевателями, которые в XV веке открыли Новый Свет и привезли с собой многочисленные инфекционные болезни, нанесшие большой численный урон коренным жителям средней и южной Америки.

Как выяснилось впоследствии, астронавты выступили в роли «завоевателей» и принесли бактерии с Земли, а не наоборот. Во время второй высадки на Луне в ноябре 1969 года экипаж «Аполлона 12» обнаружил старый американский космический аппарат, прилунившийся в 1966 году.

Некоторые детали этого аппарата «Сервейер-3» астронавты доставили на Землю. Специалисты NASA обнаружили на них бактерии, пережившие долговременное пребывание в космосе. Предположительно они попали на аппарат от техника, у которого во время подготовки запуска был насморк. Однако есть вероятность, что бактерии были занесены и после возвращения на Землю.

Невозможность установить правду заставила NASA поменять образ действий. Во всех последующих миссиях дотошно соблюдались инструкции, чтобы не допустить переноса земных микроорганизмов на другие небесные тела. Простой расчет: если в один прекрасный день мы обнаружим (например, на том же Марсе) простые внеземные формы жизни, мы должны быть уверены, что они не прибыли «зайцами» с Земли.

Защитные меры, призванные не допустить биологического загрязнения планет, лун, астероидов и комет земными формами жизни при межпланетных миссиях, называются «planetary protection» — «планетарная защита».

Вопрос о том, возникла ли жизнь где-либо еще за пределами Земли, является одним из центральных при исследовании соседних планет. Основные кандидаты — Марс и Европа, спутник Юпитера. Микробиологи принимают непосредственное участие в поисках ответов на эти вопросы. Они должны выяснить, как ведут себя микроорганизмы в экстремальных и внеземных условиях.

Из-за долгого пребывания людей в космическом корабле или на орбитальной станции появляется своя микрофлора, состоящая из привезенных с Земли микробов. Она может оказывать прямое воздействие на здоровье космонавтов. Поэтому необходимо разработать меры гигиены и деконтаминации.

Что особенно интересно: в невесомости обмен веществ изменяется не только у людей, но и у бактерий. В условиях пребывания в космосе бактерия Salmonella typhimurium ведет себя иначе, более агрессивно по отношению к мышам. Измененная вирулентность и ослабленный невесомостью человеческий иммунитет — не лучшая комбинация. Могут ли безвредные на земле микробы представлять угрозу для жизни космонавтов?

На орбитальной станции космонавт вынужден находиться в ограниченном пространстве с множеством микробов. Причем долгое время. Пилотируемый полет на Марс, например, продлится два года: 250 дней займет полет туда, год экипаж будет жить на красной планете, и затем еще 250 дней лететь обратно.

В целом ряде исследований было показано, что советская пилотируемая орбитальная станция «Мир» была густо заселена микроорганизмами — бактериями и плесневыми грибами. Станция обращалась вокруг Земли с 1986 по 2001 год и была затоплена в океане по причине устаревшего оборудования.

Публикации, основывающиеся на исследованиях бактериальных культур орбитальной станции, сообщают о более чем 100 различных видах микробов. Среди них есть и потенциально патогенные виды, и такие, которые могут за счет образования биопленки привести к коррозии и разрушению материалов, например плесневые грибы.

С точки зрения гигиены жизнь на орбитальной станции или полет в космическом корабле представляют значительные трудности…

• Системы жизнеобеспечения постоянно перерабатывают те же воздух и воду.

• Невесомость и космическое излучение приводят к серьезным физическим изменениям (например, потере мышечной массы), а также к ослаблению иммунной системы.

• Гигиенические процедуры (мытье, душ) возможны в ограниченных количествах.

• Изменения в рационе питания влияют на микробиом космонавтов.

• Психический стресс (теснота, скука) — дополнительная нагрузка на иммунную систему.

• В невесомости микробы и загрязнения распределяются иначе, чем на Земле.

Масштабное исследование микробиома на международной космической станции (МКС) показало, что заселение микробами там практические такое же, как и на Земле. Большое разнообразие микробов (тысячи видов) ученые истолковали как признак «естественного» микробиома среды. Меньший микробиом указывал бы на окружающие условия, способствующие инфекционным заболеваниям.

Поскольку МКС герметична, известно, какими путями микробы попадают на борт: с космонавтами и предметами. Согласно «Планетарной защите», все приборы, выбрасываемые в космос, должны быть стерильны. Они разбираются и стерилизуются в чистых помещениях — достаточно трудоемкая работа.

Чистые помещения регулярно проверяются на заражение микробами. Пару микробов или их молекулярные следы в форме ДНК или РНК находят всегда.

Ученые из Регенсбурга в 2008 году обнаружили особую группу археев, так называемых Thaumarchaeota. Они могли попасть на станцию только с кожных покровов человека.

Проблема в том, что до того не было известно, что археи могут обитать на человеческой коже. Более тщательные исследования показали, что до 10 % прокариотической микрофлоры кожи человека может состоять из этих архей. Их функции или значение для здоровья пока совершенно неизвестны. Без космических исследований мы, вероятно, еще долго не обнаружили бы эту группу кожных микроорганизмов.

Думаю, космические исследования подарят нам еще немало интереснейших знаний, которые можно будет применить в домашней гигиене, к которой здесь, на Земле, относятся с усмешкой. В космосе человек находится один на один со своими спутниками-микробами в тесном пространстве и ему некуда бежать. Именно космос поможет окончательно прояснить, какие меры лучше остальных годятся для того, чтобы отношения человека и микроба стали межпланетной историей успеха.