МІКРОБИ: ВІДЧУТТЯ КВОРУМУ

Десь у XV столітті двоє збитошних хлопчаків спробували підпалити хмиз поцупленими в батьківській майстерні скельцями.

Для певності поклали їх одне на одне і... закричали з подиву, удзрівши велетенську мураху, якатембичила гусінь. Кажуть, з цього й почалася нова наукова епоха...

Ну, а коли без жартів, то винахідниками мікрос­копа, найімовірніше, є дрібні виробники окулярів —  уродженці голландського міста Міддендорфа батько й син Янсени. Лейб-медик Людовіка XIV Вільгельм Борель на власні очі бачив прилад з довгою позолоченою трубою, яку підтримували двоє дельфінів, хвостиками спираючись на підставку чорного дерева: на неї належало класти досліджуваний об’єкт. Занадто красиво, щоб було зручно, але ж це призначалося в подарунок тодішнім августійшим особам, бо іншого способу привернути увагу до прилада не було. Августійша особа короля Якова І передарувала цяцьку своєму придворному астрологу Корнеліусу Дреббелю, в якому поєднувалися непересічна як на ті часи наукову ерудицію і неймовірне дурисвітство. Той так оцінив мікроскоп, що почав виготовляти його копії і розвозити їх по європейських країнах, звичайно ж, як власний винахід. Один з дреббелівських приладів потрапив до Галілео Галілея, а той 1624 року презентував його Римській Академії Проникливих, яка збирала під своїм склепінням найавторитетніших учених. Отам би він і заліг невідомо до яких часів, якби... Якби цю «іграшку» не оцінили ремісники, вуглярі, торгівці й навіть світські дами. На відміну від вбраних у пишні мантії учених, які дбали про свою репутацію, їм, дилетантам, нічого було втрачати, й вони із захватом роздивлялися усе, що траплялося під руку, а згодом почали свої враження описувати. Просто пошесть якась прокотилася Європою! «...Мікроскоп, який ще називають комариним склом, показує маленькі тільця й ледь помітних звірят такими, як верблюд або слон, що викликає великий подив і забаву» — писав з цього приводу засновник науки про Місяць польський вчений Ян Гевелій.

Мабуть, саме тоді й з’я­вився вираз зробити з мухи слона.

Бавилися всі, кому не ліньки. А що в гурті весе­ліше, то почали створюва­ти товариства допитливих —  дилетантські, звісно. «Справжня» ж наука зневажливо кривилися в їхній бік. «Нікому не вірте на слово» — таким був девіз Лондонської Колегії невідомих, яка, заволодівши громадською думкою, 1662 року перетворилася на Лондонське Королівське товариство природничих наук і в другій половині XVII століття виросла до світового центру. Повідомити туди про відкриття означало закріпити свій пріоритет в науці. Такі колегії виникали повсюдно.

Торгівець сукном гол­ландець Антоні Левенгук мав зо двісті мікроскопів, що збільшували у 40—270 разів, — бездоганно від­шліфованих простих лінз. У його книжці «Таємниці природи» багато просто-таки геніальних спостере­жень, і саме його мають за фундатора однієї з найважливіших тепер наук — мікробіології. Насамперед вона вплинула на літера­турний процес.

Можна не сумніватися, що великий сатирик Джо­натан Свіфт «бавився» з лупами. Адже його «Ман­дри Гуллівера» — це людський світ, дослідже­ний крізь зменшувальне (ліліпути) або ж збільшу­вальне (велетні) скло. Ось вам і пікантний науковий момент: «Ніжна шкіра англійських дам здається нам красивою лише тому, що її вади можна бачити не інакше яку мікроскоп, а він показує, яка шерхла, груба, погано забарвлена найніжніша і найбіліша шкіра». А Гофманова повість «Повелитель бліх»? «Мікроскоп, за допомогою якого він заледве розріз­няв кита й корабель, не годився для спостережень таких крихітних істот, як люди», — іронізував пись­менник.

Скепсис титулованих науковців, які ставилися до збільшувального приладу, як нині ставляться до НЛО чи полтергейстів, зрозу­міти можна: людська уява так прикрашала побачене, що початкова мікробіоло­гія належала радше до царини фантастики, аніж до реального жанру. «По­дивитися в мікроскоп зда­тен кожний, однак тільки деякі можуть судити про побачене», — цілком спра­ведливо висловився з цьо­го приводу італієць Фелікс Фонтен, цілий розділ однієї зі своїх книжок при­святивши пов’язаним з мікроскопом помилкам.

Та без помилок у на­уці ну ніяк не обходиться. І найбільші з них роблять­ся з серйозною міною на авторитетних обличчях, як наслідок глибоких досліджень і вагомих відкриттів. Справа не тільки в особ­ливостях людської вдачі — весь наш світ побудований на парадоксах, де за вис­ловом Нільса Бора, під однією істиною лежить інша — і вона начисто заперечує першу. Таким його й належить сприймати, а це вдається не кожному.

Зрозуміло, що в мікросвіті найбільше зай­малися бактеріями, оскільки серед них є багато збудників хвороб. Сто­літтями їх мали за при­мітивних істот, які живуть ізольовано й розмножу­ються в середовищі собі подібних. Такі умови ство­рювали для них під час найбездоганніших лабо­раторних експериментів, — і гадали, що іншого не може бути. Однак амери­канець У. Костертон, вперше застосувавши для мікробіологічних дослід­жень електронний мікроскоп, побачив картину, яка нагадала йому Манхеттен уночі, коли підлітаєш до нього на літаку: в колоні­ях нікчемних мікробів ви­вищувалися цілі «хмарочо­си», куди мережею спеці­альних каналів надходили поживні речовини, кисень і все необхідне для хоро­шого життя. «Каналізацій­ними системами» відво­дився непотріб, який не­гайно утилізовувався ін­шими мікроорганізмами. Там же орудували черви, гриби, водорості, кліщі, ли­чинки комах — і кожний займався якимсь ділом. Тут навіть розподіл обов’язків панував: так, бактерії, що не сприймали кисню, мали штат «охоронців», які відводили молекули цьо­го газу туди, де мешкали його поцінувачі.

Так з ким же, точніше, з чим ми маємо діло, по­люючи на мікробів, об­стрілюючи клітину фармацевтичними препаратами? Чи не нагадує це дії недолугих воєначальників, котрі наказують бити по обло­женому місту з гармат, не розуміючи, що в ньому відбувається?

А відбуваються надзвичайно цікаві явища. На­приклад, якщо колонія бактерії кишкової палички голодує, то половина її приймає рішення вмерти, щоб друга половина одер­жала в своє розпоряджен­ня поживні речовини. Те саме відбувається, коли в колонію проникає найнебезпечніший ворог — бак-теріофаг: вражені клітини гинуть, щоб не допустити поширення пошесті. Генетичний механізм цього явища, як виявилося, легше дослідити, ніж відпові­сти на запитання: що спо­нукає добровольців до подвигу Олександра Матросова?   Відкриття,   що дістало назву «кворум сенсинг» (відчуття кворуму), зробило з сучасною наукою те, чого не могли до­могтися моралісти-екологи, закликаючи відмовити­ся від антропоцентризму й осмислювати природу в категоріях добра і зла. У хід пішли такі раніше не­можливі вирази, як «альтруїзм бактерій», «воля ко­лективу», «соціальний кон­троль», «взаєморозуміння», «сигнал про дружбу» та ін. Останні відкриття в мікросвіті поки що взяла на озброєння не так ме­дицина (на жаль!), як нова наука — соціобіологія. І тут є над чим подумати! Відтак піднімемося на вищі щаблі ієрархії живих систем.

Загальновідомий «до­мовий гриб» живе в усіх дерев’яних конструкціях, однак коли його міцелій розростається, то хімічні засоби втрачають силу. Каракатиця в морі починає випромінювати світло, коли в ній оселяється до-статня кількість світляних бактерій. Самотня сарана зовнішнім виглядом і по­ведінкою так відрізняєть­ся від зграйної, що їх три­валий час мали за різних комах. Коли кількість мир­них зелених коників переходить певний рубіж, вони починають загрозливо чорніти, метушитися й врешті зриваються в по­вітря, стаючи для людини «карою єгипетською». При­чина в тому, що відчуття кворуму включає ген, який раніше не давав про себе знати. Цей механізм у пев­ний час згуртовує птахів, які до того часу спокійно собі годувалися в місцях гніздування; колонія хо­м’яків, стадо оленів почи­нають діяти як єдиний організм, коли кількість особин сягає певної чи­сельності. Повідомлення про «ефект сотої мавпи» (якщо сто мавп у зоопарку навчити якійсь операції, то їхні родичі в джунглях теж підвищать свої інтелектуальні здібності) в науці сприйнято скептично, але в світлі того, що ми знає­мо тепер про мікроби, до цього належить поставити­ся серйозніше.

Ну, а людина? — напро­шується запитання. Та ціла історія цивілізації засвідчує, що кворум сенсинг сповна стосується формування соціуму, який, фор­муючись з окремих ні в чому не подібних одна до одної осіб (прояв закону генетичної неповторності), розвивається за якимись своїми спільними для всіх шляхами, визначеними рушійними силами природи. Соціальні ідеї з далеко­сяжними наслідками «ви­сять у повітрі», яким дихає світ, здійснюючись водно­час на територіях різних народів: християнська дер­жава, зразком якої є Запо­розька Січ, «примара комунізму», яка минулого сто­ліття «бродила Європою», фашизм, нинішні «кольо­рові революції...» Так само і з великими відкриттями: їх роблять водночас у кіль­кох точках земної кулі, і далеко не всі автори ста­ють відомими.

Відчуваючи незнане раніше піднесення серед собі подібних («нас бага­то, нас не подолати»), лю­дина не усвідомлює, що потрапляє під вплив яко­гось колективно інтегрова­ного психічного поля, і ча­сто екстаз, пов’язаний з відчуттям чогось набутого, обертається розчаруван­ням для спільноти. Бо всі процеси нашого світу по­будовано на зворотних зв’язках: негативних, коли кожний сигнал врівнова­жується адекватною реакцією, і позитивних, коли система «йде в рознос». У природі такий тип зв’язків трапляється зрідка й зав­жди означає патологію. Зразок позитивного зво­ротного зв’язку — це мі­грації сарани, це незбаг-ненний з погляду інстин­кту самозбереження біг мишоподібних гризунів лемінгів, який завершуєть­ся їхньою загибеллю... розростання ракової пухлини, яку, хоч це й дивно, плекає сам організм, з яко­го вона витягує сили. Пер­ша клітина, коли ігнорує сигнали від інших, що тво­рять гармонію здорового організму, нагадує харизматичного лідера, який, утверджуючи свою волю на засадах ідей, що супере­чать природі, формує ано­мальне суспільство, зазда­легідь приречене на крах. Тверде онкоутворення схоже на тоталітарну дер­жаву, а дифузне з патоген­ними каналами та крово­носними судинами — на її латиноамериканський ва­ріант з мафіозними мере­жами; згубна одноманіт­ність клітин — аналог не­терпимості до інакодум­ства. Захисна оболонка навколо пухлини, яка не пропускає нормальні про­дукти обміну речовин, — чим не «залізна завіса» з наступним вихованням у населення ксенофобії, а пригнічення здорових клі­тин — витіснення за кор­дон особистостей нестан­дартного мислення, необхідних для розвитку сусп­ільства. Такі, здавалося б, суто людські явища, як «соціальний контроль», «комунікаційна мережа», «пам’ять», «пізнання», «то­лерантність», «вміння уз­годжувати власні інтереси з інтересами інших», закладено в природу речей нашого світу, і тут глибин­на подібність виявляється важливішою від зовнішніх ознак. Під таким кутом зору колонія мікроор­ганізмів з її складними стосунками між складниками може стати дуже зручною моделлю, на якій буде вив­чено багато насущних для долі цілого людства пи­тань.

Утім, повернімося до медичних аспектів кворум сенсингу. Працюючи над книжкою «Антидогми ме­дицини», ми з директором Інституту інформаційно-хвильових технології Української Академії наук Миколою Колбуном були вражені тим, що перша реакція бактеріальної ко­лонії на зустріч з людсь­ким організмом — це «сигнал дружби», «пропозиція співпраці». Виявляється, механізм поширення в мікросвіті ознак, важливих для його гармонійної взає-модії з клітиною-хазяїном, закладено на рівні підмурівку природи. Якщо ж організм з якоїсь причини не готовий до такої спів­праці або ж протидіє за допомогою надмірних доз фармацевтичних препа­ратів, починається «боротьба за виживання»: в бактеріальній спільноті з її «відчуттям кворуму» поши­рюються гени опору не­безпечному чиннику, на­самперед антибіотикам.

Кворум сенсинг можна розрегулювати інформа­ційною протидією — і тут приклад показує знову ж таки сам організм, виробляючи сигнальні молекули, властиві конкурентам можливих нападників. Обдурює, так би мовити, по­тенційних ворогів. Ще ди­вовижніше: як показали дослідження, мікрофлора чутливо реагує не тільки на фізичний стан людини — це зрозуміло! — а й на психічний, на настрій, а отже — й на соціальний клімат усього суспільства.

Довелося проникнути в надра мікросвіту, на рівень молекул і електро­магнітних полів, які забезпечують комунікацію в природі, щоб нарешті піднятися до розуміння одвічної народної муд­рості: соціальні потрясін­ня супроводжуються роз­витком масових хвороб, світ великий, і той, який кілька століть тому відкрився завдяки найпер­шим мікроскопістам, — один без одного не існу-ють.

Медицині найближчим часом доведеться усвідо­мити, що спостереження in vitro (в пробірці) — зовсім не те, що in vivo (в житті). Діло доводиться мати з надорганізмом, який, обо­роняючи своє право на життя, має цілий арсенал засобів впливу на фізіоло­гічну ситуацію. А звідси — потреба змінити стратегію боротьби за людське здо­ров’я. Нашим же читачам нагадуємо, що формула стародавніх звучить так: здоровий дух — здорове тіло. Однак у надмірно матеріалізованому XIX столітті ці понятті поміня­ли місцями.