Есть такие очень вкусные и питательные грибы — шампиньоны. Группа ученых вела наблюдения над двумя участками земли, засеянными спорами шампиньонов. И вскоре обнаружилось, что на одном участке шампиньоны растут быстрее, на другом медленнее, хотя споры были одного и того же качества и почва была одинаковая.
Дело, как ни странно, оказалось не в сорте спор и не в качестве почвы, а в том, что на одном участке споры были посеяны густо, а на другом редко. Белее густой посев дал более быстрый рост.
В чем здесь причина? Можно понять, какая связь между количеством спор и ростом? Можно. Нет сомнений, что споры шампиньонов выделяют в почву какие-то вещества, влияющие на прорастание самих спор и на рост грибов. Если споры сидят тесно, кучей, то окружающая среда, то есть почва, обильнее насыщается этими веществами. Значит, и рост будет быстрее. Споры, разбросанные дальше друг от друга, посеянные редко, оказываются в худшем положении, на каждую приходится меньше этих веществ.
Исследователи не только сделали такое допущение, но и сумели найти то вещество, которое споры выделяли в почву и которое способствовало их росту. Его открыли не только у шампиньонов, но и еще у ряда других низших растительных организмов.
Ему дали название «биос», что по-гречески означает жизнь.
Дальнейшее изучение биоса показало, что он не однороден и из него можно выделить отдельные части: биос 1, биос 2, биос 3. Все эти биосы ускоряли рост и жизнедеятельность живой клетки, будь то спора шампиньона или какой-нибудь микроорганизм.
Самым энергичным являлся биос 2. Так, например, инфузории в его присутствии размножались чуть ли не в два раза быстрее.
Но вот в 1943 году из одного вида плесени, из глиоклодиума, выделили особое вещество — глиотоксин. Глиоклодиум вырабатывал его так же, как споры шампиньона вырабатывали свои биосы.
Но глиотоксин совсем не содействовал росту и размножению живых клеточных организмов. Наоборот. Глиотоксин прекращал их рост. Достаточно было ничтожнейшей, одной стотысячной доли миллиграмма глиотоксина в кубическом грамме питательной среды, чтобы остановить размножение тех или иных микробов.
Таким образом, биос нес как бы дружбу и поддержку микробным клеткам, глиотоксин — опасность, гибель.
Как видите, свойства биоса и глиотоксина диаметрально противоположны. Но вот что совершенно удивительно: биос 2 и глиотоксин имеют почти одинаковую химическую формулу, они почти одного строения, то есть они почти одно и то же вещество.
Это обстоятельство имеет исключительное значение. Оно раскрывает нам тончайший механизм той борьбы, которая ведется в мире невидимых организмов, раскрывает, так сказать, технику их уничтожения. Оно вводит нас в самую суть того, что совершается во внутриклеточной, если можно так выразиться, лаборатории микробов.
Жизнь микроба зависит от питания. А как происходит переработка и усвоение микробами продуктов питания?
Могут ли белки, жиры, углеводы, эти органические
химические соединения, просто поступать из окружающей среды в протоплазму микробной клетки, в тело микроба? Ну, скажем, всосаться в него?
Нет, не могут. Для этого они слишком сложны по строению. Их надо перевести в более доступную форму, расщепить на более простые химические соединения. Тогда они становятся годными для усвоения.
Внутри микроба такой работой занимаются особые химические вещества — ферменты, внутриклеточные ферменты.
Как известно, ферменты являются теми элементами, без которых в живом теле не совершается ни одно превращение органических веществ питания из более сложных по строению в менее сложные.
Если ферментов нет или они перестанут почему-либо выполнять свою функцию, то усвоение питательных продуктов прекращается. Рост, размножение, жизнь останавливаются. В данном случае останавливается размножение, жизнь микробов.
Но ферменты захватывают для переработки только то. что им, так сказать, положено, только вещества определенного химического строения.
Биос, разумеется, принадлежит к таким веществам, которые очень нужны микробам и с которыми ферменты микробов жадно соединяются. Но ферменты захватывают не только биос, но и то, что очень близко подходит к нему по строению, то есть глиотоксин, который им совершенно не нужен, но который почему-либо может оказаться рядом.
Если глиотоксина много, то ферменты быстро им насыщаются. Теперь захватить биос или что-либо иное, даже то, что им весьма нужно, без чего жизнь микроба невозможна, ферменты уже не в состоянии. Они связаны глиотоксином. В результате питание микроба нарушается. Его жизненная система замирает и умирает.
Получается так, как если бы вместо того, чтобы влить машинное масло во внутренние части двигателя, туда всыпали бы песок. Двигатель с всыпанным в него песком, конечно, быстро вышел бы из строя.
Теперь ясен механизм уничтожения микробов глиотоксином. Он не растворяет их, не разъедает. Он выводит из строя ферменты микробов. Из-за этого микробы не могут усваивать пищу. Лишенные питания, они слабеют. А затем гибнут.
Интересно еще то, что подобные события вовсе не случайны в природе. Биос и глиотоксин, такие разные по действию и такие сходные по строению, не единичное явление.
Парааминобензойная кислота, например, способствует росту и размножению таких микробов, как пневмококки, которые вызывают крупозное воспаление легких у человека. А по своей структуре парааминобензойная кислота близка к стрептоциду. Стрептоцид же, как известно, угнетает жизнедеятельность тех же пневмококков.
Никотиновая кислота — это витамин; ее же химическая формула почти совпадает с формулой пиридинсульфановой кислоты. Но первая кислота помогает росту и развитию микробов, вторая — парализует рост микробов.
Теперь можно понять, как и что делает пенициллин. Он, по-видимому, прекращает жизнь микробов так же, как и глиотоксин, как и остальные парализаторы роста, тем, что нарушает внутри микробов ход превращения одних питательных веществ в другие, которые необходимы для существования мельчайших организмов.
Новейшие исследования подтверждают это. Установлено, например, что молекула сахара на пути усвоения ее живой клеткой должна пройти стадию так называемой пировиноградной кислоты. Есть твердые основания полагать, что в присутствии пенициллина ферменты ряда микробов не могут использовать пировиноградную кислоту. В результате у них выпадает углеводный обмен, значит, у них должен наступать углеводный, сахарный голод.
Без пировиноградной кислоты рост микробов, размножение их останавливается.
Имеются также данные предполагать, что пенициллин вмешивается в так называемый нуклеопротеидный, то есть связанный с особым видом белка, обмен клетки, чем тоже нарушается ее жизнедеятельность. А микробы с парализованной жизнедеятельностью легко становятся добычей защитных сил организма человека.
Однако этого недостаточно для того, чтобы объяснить гибель микробов при применении пенициллина. Конечно, пенициллин может действовать непосредственно на возбудителя инфекционного заболевания — здесь вряд ли возможны сомнения. Достаточно вспомнить действие зеленой плесени на культуру стафилококков. Но в живом организме отношения пенициллина и микробов гораздо сложнее. И главное в этих отношениях — роль самого организма.
Введение пенициллина больному вызывает в его нервной системе процессы, меняющие общее состояние защитных свойств организма. Создается, в результате, повышенная сопротивляемость микробу и невозможность для него существовать в изменившихся, таким образом, внутренних условиях организма. Как говорят в этих случаях, внутренняя среда организма стала жизненно неблагоприятной для микроба. Он и погибает.
Таково действие пенициллина, боевого оружия зеленой плесени.