Какая самая опасная чума
Обновлено: 24.04.2024
Черная смерть, или чума на протяжении многих столетий считалась неотвратимым приговором. Появление этого грозного заболевания в местности означало лишь одно – смерть практически всего населения, всеобщее горе, запустение и нищету для выживших. За несколько пандемий человеческая цивилизация потеряла сотни миллионов человек, причем чума не щадила ни детей, ни женщин, ни взрослых крепких мужчин.
Историческая справка
Первые достоверные упоминания о болезни, ее симптомах и последствиях относятся к XIV веку. Тогда распространению черной смерти подверглись многие провинции Китая, государства Малой и Средней Азии, Индия. Уже через 10 лет заболевание стало уносить жизни на Ближнем Востоке и на севере Африки. В 1348 году страшная беда пришла на юг Европы, а еще позднее достигла Руси.
Мор от чумы с завидной регулярностью прокатывался по миру, и люди были практически безоружны перед грозным врагом. Вплоть до конца позапрошлого века даже не был выявлен возбудитель заболевания. Обнаружить источник болезни – чумную палочку Yersinia pestis удалось в 1894 году французу А. Йерсену и японцу К. Сибасабуро. Справляться болезнью люди научились позже, и даже в двадцатом столетии чума приносила сметь и страдания на Дальнем Востоке и в Индии. Первые положительные результаты лечения чумы были достигнуты советскими медиками в середине XX века.
Переносчики чумы и пути заражения
Сегодня точно известен не только возбудитель чумы, но и способы распространения болезни. Опасными для человека разносчиками и носителями инфекции являются грызуны, к которым чумная полочка передается через зараженных блох. Медики выделяют несколько географических зон, где риск появления заболевания максимален, но это не значит, что жители других регионов могут пребывать в спокойствии. На сегодняшний день природных очагов инфекции не выявлено только в Австралии.
От блох, в теле которых чумные палочки остаются жизнеспособны до одного года, инфекция попадает в организм крыс и мышей. Они разносят болезнь на огромные расстояния, заражая все новых блох, людей и сородичей. Если учесть, что для паразитирующих на грызунах блох человек является желанной добычей, то риск заболеть в зараженной местности многократно возрастает.
От человека к человеку инфекция передается контактным и воздушно-капельным путем. Опасными могут не только капли мочи, пота или слюны, но и предметы, которыми пользовался больной, а также не подвергнутые обработке продукты питания.
Жизнестойкость возбудителя болезни
Возбудитель чумы отличается высочайшей скоростью размножения и стойкостью к сторонним воздействиям. Палочка не теряет способности размножаться даже при стабильных минусовых температурах, при этом в почве она охраняется до семи месяцев. Притом что без должного лечения смерть человека наступает через 5–10 суток после заражения, на кожных покровах, одежде и предметах, а также в воде Yersinia pestis остается опасной не менее 90 дней.
Смертельной для бактерии оказывается только кипячение, или иное воздействие температурами выше 100 градусов, а также длительное воздействие ультрафиолетового излучения.
Симптомы и формы чумы у человека
От момента проникновения возбудителя в организм до появления первых симптомов проходит от суток до 12 дней. Без принятия срочных мер смертность при чуме составляет 95–100%. Проявляется болезнь остро и ярко, сопровождаясь:
- лихорадкой и ознобом;
- резким подъемом температуры;
- приступами тошноты;
- болезненностью и дискомфортом в суставах.
Кроме присущих многих инфекционным болезням симптомов, у больного:
- на месте проникновения возбудителя появляется покраснении кожи, сыпь, образуются папулы и пустулы;
- в местах расположения лимфатических узлов происходит образование чумного бубона, а сами узлы увеличиваются, воспаляются, отекают;
- наблюдается бледность или посинение кожных покровов, особенно заметное на конечностях и на лице;
- появляется густой белесый налет на языке;
- отмечается скачкообразное изменение давления и пульса;
- снижается свертываемость крови.
При легочной форме у пациента наблюдают кашель с кровью и приступы рвоты, сопровождающиеся кровохарканием.
Современная классификация подразумевает, что заболевание может иметь одну из четырех основных форм: кожной, бубонной, септической и легочной. У всех разновидностей есть свои, не повторяющиеся признаки, однако все виды требуют немедленного принятия мер.
Диагностика и лечение
Практически до середины прошлого века чума не поддавалась лечению, а смертность от нее доходила до 99%. Сегодня ряд бактериологических лабораторных исследований позволяет в кратчайшие сроки, вовремя для начала терапии выявить и нейтрализовать источник опасности. При подозрении на чуму:
- исследованию подлежат места пребывания заболевшего;
- проводятся анализы его мочи, крови, кала, делаются мазки со слизистых;
- делается рентген-диагностика состояния лимфатических узлов.
Сегодня лечение чумы подразумевает борьбу с размножением и патогенным действием возбудителя. Лечение также направлено на облегчение состояния больного и снижению интенсивности симптомов. Неотъемлемая часть терапии – антибиотики.
Обзор
Автор
Редактор
Один монах, странствуя по белому свету, встретил Чуму, которая направлялась в его город.
— Ты куда это направляешься, Чума? — спросил он ее.
— Иду в твой родной город, — ответила она. — Мне нужно забрать там тысячу жизней.
Через некоторое время монах снова встретил Чуму на своем пути.
— Почему ты меня обманула тогда? — спросил он ее с укором. — Ты говорила, что должна забрать тысячу жизней, а забрала пять тысяч.
— Я тогда сказала тебе правду, — ответила Чума. — Я действительно забрала тысячу жизней. Остальные умерли от страха.
Жертвы чумы исчислялись сотнями тысяч и даже миллионами человек, вымирали города, становились безлюдными целые области, и ужас пандемий чумы затмевал ужасы всех войн, какие знала история человечества. Целые тысячелетия люди не понимали, что является источником заболевания [2].
Библия — одно из древнейших дошедших до нас свидетельств эпидемий чумы (1 книга Царств, глава 5; 4 книга Царств, глава 19, стихи 35–36). В мировой истории отмечают три пандемии этой болезни:
Бубонная форма чумы является наиболее распространенной формой заболевания и при отсутствии лечения приводит к гибели 40–60% заболевших. Легочная форма возникает либо как осложнение бубонной или септической форм, либо при вдыхании воздуха, зараженного возбудителем чумы. Если лечение не начинают в первые 24 часа после появления симптомов, смерть наступает через 48 часов [8].
В природе чумной микроб встречается практически на всех континентах, исключая Австралию, Антарктиду, а также Арктику, что обусловливает ежегодно регистрируемые случаи этой болезни. Стремительная эволюция микроорганизмов приводит к появлению популяций бактерий (штаммов), устойчивых к антибиотикам [9], что в случае с возбудителем чумы особенно опасно. Кроме того, этих бактерий могут использовать в качестве агента биотерроризма. Все вышесказанное объясняет необходимость изучения чумного микроба.
Возбудитель чумы Yersinia pestis — самая опасная бактерия в мире [10]. Что делает ее столь смертоносной?
Факторы вирулентности, или вооружен и очень опасен
Со времен открытия возбудителя чумы в 1894 году французом Александром Йерсеном и японцем Китасато Сибасабуро ученые пытались выяснить, что определяет патогенность Y. рestis. В результате многолетней тяжелой и рискованной работы, которая продолжается и по сей день, выделили следующие факторы патогенности возбудителя:
- белки внешней мембраны (Yersinia outer proteins — называемые Yop-белками, эффекторными белками, или комплексом Yop-вирулона) [11];
- комплекс области пигментации [12];
- активатор плазминогена [13];
- капсульный антиген [14];
- пили адгезии или pH6-антиген [15].
Белки внешней мембраны, или зачем возбудителю чумы шприц?
Рисунок 1. Схема действия системы секреции III типа.
Комплекс области пигментации, или может ли стать потребность в чем-либо фактором патогенности?
Активатор плазминогена, или двуликий Янус
При вдыхании чумных микробов (и развитии легочной чумы) этот белок обеспечивает быстрое размножение бактерий в тканях легких и приводит к развитию молниеносной пневмонии и отеку легких, тогда как в отсутствии Pla инфекция не развивается в смертельную пневмонию. Установлено, что активатор плазминогена нарушает постоянство внутренней среды организма хозяина и блокирует иммунные реакции, направленные на уничтожение патогена [27].
Капсульный антиген, или скользкий тип этот возбудитель чумы
Бактерии окружены капсулой из слизистого вещества (фракция I, Fra1), которая препятствует поглощению и обезвреживанию Y. pestis иммунными клетками организма-хозяина в процессе фагоцитоза. На выявлении этого вещества-антигена основаны многие современные методы лабораторной диагностики чумы, оно входит в состав многих экспериментальных химических вакцин против чумы. Однако позднее обнаружили популяции бактерий, лишенные капсулы [28]. Кроме того, слизистая капсула есть у многих других микроорганизмов, например, возбудителя сибирской язвы, туляремии. Капсульное вещество иерсинии образуют при температуре 37 °С.
Антигены, схожие с рН6, были обнаружены у ряда возбудителей, вызывающих менее опасные болезни — кишечные инфекции (Y. pseudotuberculosis [31], Y. enterocolitica [32], Escherichia coli [8]).
Температурный фактор, или то, что действительно имеет значение
Необходимо заострить внимание на особой роли температуры в физиологии чумного микроба. Именно при температуре 37 °С у него повышаются питательные потребности [33] и синтезируются практически все известные детерминанты вирулентности (рис. 2) [34]. У других бактерий подобная зависимость выражена в меньшей степени, что позволяет говорить о ведущей роли температурного фактора в вирулентности возбудителя чумы [8].
Геном или все важное внутри
Помимо хромосомы у чумного микроба есть плазмиды — внехромосомные участки ДНК [38]. Большинство белковых факторов вирулентности закодированы на плазмидах: эффекторные белки на плазмиде pCad; капсула — pFra; активатор плазминогена — рPla (pPst, pPCP). Плазмиды pFra и рPla обнаружены только у Y. pestis (видоспецифические), pCad является общей с возбудителем псевдотуберкулеза (родоспецифическая) [20].
Заключение
В настоящее время продолжается работа по выявлению новых, еще не изученных маркеров вирулентности [39]. С использованием 2D-электрофореза, масс-спектрометрии, полногеномного секвенирования проводят сравнительный анализ отличающихся по вирулентности популяций чумного микроба для выявления различий в их белковых спектрах и геномных последовательностях. Ранее не известные белки и участки генома становятся объектом пристального внимания и изучения как потенциальные детерминанты вирулентности.
Таким образом, патогенность возбудителя чумы — это множественный (полидетерминантный) признак. Соединение многих факторов в единое целое создает страшную угрозу чумных эпидемий, с противостоянием которым, однако, прогрессивное человечество успешно справляется.
Новость
Автор
Редактор
Обратите внимание!
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Незнакомка в маске
Лики чумы
Возможно, преобладание какой-либо из форм чумы (преимущественное поражение того или иного органа) во время разных эпидемий связано не только с механизмами передачи бактерий, но и со свойствами конкретного штамма-возбудителя.
Решающей стала третья пандемия, разгоревшаяся в Китае в 1855 году. На разгадку самой страшной тайны были брошены все научные силы, изрядно к тому времени поокрепшие. И наконец в 1894 году исследования французского бактериолога Александра Йерсéна (Alexandre Yersin) и японского врача Сибасабуро Китасато (Shibasaburō Kitasato), проводимые независимо друг от друга в Гонконге, принесли долгожданные результаты. Исследуя человеческий патологический материал и трупы грызунов, Китасато и Йерсен выделили и описали коккобациллы, предположительно вызывающие чуму. И если результаты Йерсена нареканий не вызвали, то японскому бактериологу изрядно подпортили репутацию (и вызвали бесконечные споры относительно приоритета в открытии чумной палочки) противоречия в описании возбудителя, судя по всему, объясняемые загрязнением образцов оппортунистами-пневмококками [4].
Жертва мутации
Однако этого приобретения Y. pestis было недостаточно для того, чтобы научиться вызывать опаснейшую системную инфекцию (септическую форму чумы). Оказалось, что для подобного усовершенствования потребовалась всего одна (!) аминокислотная замена в белке Pla — I259T. Эта замена оптимизировала протеолитическую активность белка и существенно повысила инвазивный потенциал бактерий при развитии бубонной чумы. Таким образом, ученые полагают, что первым делом бактерия приобрела свойства легочного патогена, провокатора вспышек легочной чумы, а позже в результате дополнительной мутации появились еще более опасные штаммы, вызывающие пандемии легочно-септической и бубонно-септической чумы [6].
Тем не менее среди всех минусов Y. pestis ученые находят и плюсы ее контакта с людьми. В 2014 году в журнале PLoS ONE была опубликована статья Шэрон де Витте из Университета Южной Каролины, в которой говорилось, что люди, пережившие пандемию чумы, стали обладателями более крепкого здоровья. Ученые исследовали останки людей, живших до, во время и после чумы, обращая особое внимание на причины смерти и состояние их костей. Результаты показали, что пережившие эпидемию, а также их потомки, доживали в среднем до 75 лет и обладали завидным иммунитетом.
Немного о Pla
Почему же протеаза Pla относится к факторам вирулентности, то есть как именно она помогла чумной палочке, которая и так может похвастать богатым арсеналом приспособлений для процветания в млекопитающих и трансмиссии блохами? Одна из обязанностей Pla — активация плазминогена: образующийся при этом плазмин разрушает фибриновые сгустки, что важно, например, для распространения бактерии из бубонов по организму.
Недавно была установлена связь развития первичной легочной инфекции с механизмом, связанным с инактивацией апоптотической сигнальной молекулы под названием Fas-лиганд (FasL). Роль FasL в клетке определяется его способностью запускать процесс апоптоза. У этого белка, пронизывающего мембрану активированных цитотоксических Т-лимфоцитов и эпителиальных клеток дыхательных путей, есть внеклеточный домен, который связывается с рецептором FasR на поверхности других клеток (преимущественно лимфоцитов, а также гепатоцитов, раковых и некоторых других), что посредством активации протеаз caspase-8 и caspase-3/7 запускает апоптоз. Так поддерживается гомеостаз иммуноцитов, предотвращаются аутоиммунные процессы и уничтожаются клетки, экспрессирующие чужеродные антигены.
Проводимые на мышах эксперименты показали следующее: бактерии с нормальной протеазой Pla способствовали снижению количества FasL, что приводило к быстрой колонизации легких, в то время как йерсинии с инактивированной Pla размножались медленнее. Описанный механизм подавления иммунного ответа, по мнению ученых, может использоваться и другими патогенами, в особенности вызывающими инфекции дыхательный путей. А это, в свою очередь, открывает новые перспективы в борьбе с такими заболеваниями: можно подумать, например, над разработкой ингибиторов Pla или введением дополнительных молекул FasL [7].
Блохи — прожорливые кровососы. Питание особи может длиться от одной минуты до нескольких часов; некоторые виды умудряются заполнить свои желудки до отказа — так, что даже не успевают переварить свой кровавый обед. Возможно, именно этот факт сыграл для насекомых злую шутку, но пришелся как нельзя более кстати Y. pestis.
Рисунок 4. Крысы (Rattus norvegicus) являются переносчиками блох, а следовательно, и чумной палочки. Рисунок из [12].
В Средние века от чумы вымирали целые города, поэтому её считали Божьей карой. Долгое время эта болезнь считалась самой страшной и смертоносной. Известные истории эпидемии оспы, холеры, испанки и других болезней убивали не больше 30% заражённых. Но при чуме смертность была стопроцентной. Эта болезнь не исчезла до сих пор, но появилось эффективное лечение, и заразившиеся полностью выздоравливают.
Что такое чума
В последнее время люди постоянно слышат обо опасности вирусов, поэтому у многих возник вопрос: чума — это вирус или бактерия? Вирус имеет примитивную структуру: ДНК или РНК, покрытая оболочкой. Бактерия — это микроорганизм, который устроен гораздо сложнее, чем вирус. Несмотря на то, что вирусы вызывают опасные заболевания, большую угрозу здоровью представляют бактериальные инфекции, которые успешно лечатся антибиотиками. Именно с появлением антибиотиков смертность снизилась в десятки раз. Важно помнить, что в отличие от оспы, вызванной вирусом, чума — это бактериальная инфекция.
Возбудитель чумы — Yersinia pestis, чумная палочка, которая является грамотрицательной бактерий. Её переносчиками являются некоторые грызуны. Чумная палочка была открыта в 1894 году, когда в Гонконге бушевала эпидемия. Открытие сделали независимо друг от друга швейцарско-французский врач-бактериолог Александр Йерсен и японский медик Китасато Сибасабуро.
Получивший образование в Берлине Китасато Сибасабуро работал над исследованиями в соответствии с методом Роберта Коха. А. Йерсен был последователем школы Луи Пастера. Именно он доказал, что возбудителем средневековой чумы была именно Yersinia pestis. Прежде предполагали, что болезнь вызывается неизвестной бактерией из рода Bacterium или Pasteurella. В честь А. Йерсена был назван род бактерий, к которому принадлежит чумная палочка.
Особенности чумной палочки
Предполагается, что предком чумной палочки является псевдотуберкулезная — Yersinia pseudotuberculosis, которая обитает в почве и вызывает неопасные болезни ЖКТ. Учёные проводили многочисленные сравнения этих бактерий и узнали, что примерно 10 тыс. лет назад произошла мутация, в результате которой у псевдотуберкулёзной палочки возникли новые гены, позволяющие ей проникать в дыхательные пути человека и поражать лёгкие, а также стремительно проникать во все ткани организма и размножаться в них. Так образовалась чумная палочка.
Эта бактерия вновь мутировала в конце II или в начале III тысячелетий до н.э., и тогда появилась бубонная форма чумы. Учёные выделяют три исторических разновидности чумного возбудителя:
antiqua — вызвала Юстинианову чуму (около 541–683 годы н.э.);
medievalis — вызвала Чёрную смерть XIV веке;
orientalis — вызвала Третью пандемию (примерно 1855–1912 годы), а также современные случаи заражения.
Сейчас известно несколько сотен штаммов чумной палочки, но все заражённые получают эффективное лечение.
Чумная палочка способна сохраняться в мокроте из лёгких до 10 дней. На различных поверхностях она живёт неделями, а на трупах погибших — даже месяцами. Она хорошо переносит низкие температуры, но погибает при кипячении за считанные минуты. При нагревании до 60ºС она погибнет за час. Её легко убивают дезинфицирующие средства.
История и современность
Эпидемии чумы уносили миллионы жизни. Жители средневековых городов жили в тесноте, из-за этого риск заражения возрастал многократно. Это сыграло свою роль в том, что вспышки чумы в Европе были обыденностью в XIV–XVIII веках.
Чума существовала всегда с тех пор, как 10 тыс. лет назад появился её возбудитель. Во многих древних письменных источниках говорится о случаях бубонной чумы в Древнем Риме. В истории человечества известны три масштабные вспышки мора:
Юстинианова чума — продолжалась в 541–683 годах и вплоть до VIII века. Она возникла в египетском городе Пелусий (542 г.) и быстро проникла в Константинополь (544 г.), охватила Византию и все страны Средиземноморья, а позднее — всю Европу, Англию и Северную Африку. Вспышка случилась во времена Юстиниана I, бывшего императором Византии. Чума протекала в септической и бубонной формах. По приблизительным подсчётам жертвами стали 100 млн человек. Погибла почти половина жителей Византии.
Чёрная смерть — первоначально зародилась в пустыне Гоби примерно в 1320 году, позже пришла в области возле озера Иссык-Куль в 1338–1339 годах. За следующие несколько лет она поразила жителей Центральной Азии, Золотой Орды, Крыма и в 1347 году пришла в Константинополь, а затем в Сицилию. Оттуда чума распространилась на всю Европу. Пик пандемии пришёлся на 1346–1353 годы, но болезнь продолжала периодически бушевать вплоть до XVIII века. Погибло около 200 млн человек, некоторые поселения обезлюдели.
Третья пандемия — вспыхнула в середине XIX века (около 1855 года) и завершилась в 1920-е годы. Она началась в Китае и стремительно охватила всю Юго-Восточную Азию. Умерли 12 млн человек.
Первая вакцина была создана в 1896 году российским бактериологом, эпидемиологом и иммунологом Владимиром Хавкиным, который приехал из Франции в Бомбей во время бушевавшей там эпидемии.
В 1947 году обнаружено лечебное влияние стрептомицина, этим средством начали лечить заражённых. Сейчас каждый год заболевает примерно 2500 человек по всему миру. В настоящее время есть несколько вакцин и антибиотики. Смертность составляет около 5–10%. Важнейшую роль играет рано начатое лечение.
Формы болезни
Известно несколько форм заболевания, которые отличаются друг от друга по симптомам и степени заразности:
Бубонная — после проникновения инфекции через рану на коже воспаляется лимфатический узел.
Лёгочная — пневмония, возникающая при попадании чумной палочки в дыхательные пути.
Кожная — инфекция проникает через рану или царапину, но не вызывает воспаление лимфоузла (бубон).
Кишечная — осложнение любой из форм.
Все эти разновидности одинаково опасны для здоровья и прежде всегда приводили к неминуемой гибели.
Симптомы
Важно понимать, как происходит заражение. Бактерия попадает в организм через слизистые оболочки, конъюнктиву или через рану на коже. Лихорадка начинается через 1–7 дней после заражения.
Читайте также: