Текст книги "Антибиотики и химиотерапевтические препараты"

В 1944 г. Зелман А. Ваксман совместно с группой исследователей открыл антибиотик эффективный в отношении туберкулезной палочки. История этого открытия началась в 1932 г., когда Американская национальная ассоциация по борьбе с туберкулезом обратилась к Ваксману с просьбой изучить процесс разрушения палочки туберкулеза в почве. Он сделал заключение, что за этот процесс ответственны микробы-антагонисты. К 1939 г. Ваксман решил развернуть новую программу, касающуюся использования его исследований по микробиологии почвы для лечения болезней человека. «Я чувствовал по своему опыту, что грибы и актиномицеты могут быть значительно более эффективными источниками антибактериальных средств, чем обычные бактерии», – заявил он позднее. Другой причиной его новой исследовательской программы была вторая мировая война, «маячившая на горизонте, – говорил Ваксман, – и диктовавшая необходимость создания новых препаратов для контроля над различными инфекциями и эпидемиями, которые могли возникнуть».

В течение последующих четырех лет Ваксман и его коллеги исследовали около 10 тыс. различных почвенных микробов в поисках антибиотиков, которые могли бы разрушать бактерии, не причиняя вреда человеку. В 1940 г. исследовательская группа выделила актиномицин, оказавшийся высокотоксичным антибиотиком. Спустя еще два года ученые открыли стрептотрицин – антибиотик, высокоэффективный в отношении возбудителя туберкулеза. В 1943 г. последователи обнаружили стрептомицин в штамме актиномицет, выделенных во время работы Ваксмана над первой научной статьей.

После нескольких лет тестирования и доработки в 1946 г. стрептомицин стал широко использоваться. Этот препарат оказался особенно ценным, т.к. был эффективен в отношении бактерий, устойчивых к сульфаниламидным препаратам и пенициллину. Получение стрептомицина побудило других исследователей к выделению из микробов почвы, особенно актиномицет, новых разновидностей антибиотиков. Феноменальное увеличение числа этих лекарственных средств, выделенных начиная с 1950 г., является в значительной степени результатом программ, созданных усилиями Ваксмана.

В 1952 г. Ваксман был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулеза». В речи при вручении премии Арвид Волгрен из Каролинского института отметил, что «в отличие от открытия пенициллина профессором Александером Флемингом, которое было в значительной степени обусловлено случаем, получение стрептомицина было результатом длительного, систематического и неутомимого труда большой группы ученых». Заметив, что стрептомицин спас уже тысячи человеческих жизней, Волгрен приветствовал Ваксмана как «одного из величайших благодетелей человечества».

В 1948 г. Девид Готлиб (1911-1982) выделил левомицетин, а Бенжамин М. Дуггар (1872-1956) – хлортетрациклин. В 1949 г. Дж. Броттц (1895-1976) получил из плесени Cephalosporium acremonium цефалоспорин С, а к 1955 г. антибиотиков насчитывалось уже более 500. Сейчас открыто и изучено примерно 10 000 соединений этого класса, причем более 200 из них нашли применение в медицине.

И все же, несмотря на достоинства новых препаратов, пенициллин до сих пор остается самым распространенным, т.к. он по-прежнему активен и поныне продолжается его триумфальное шествие по земному шару. А человек, открывший новую эпоху в жизни человека, был чрезвычайно скромен. В 1945 г., получая Нобелевскую премию, Флеминг сказал: «Мне говорят, что я изобрел пенициллин. Нет, я только обратил внимание на него людей и дал ему название».

ЭРЛИХ ПАУЛЬ (Ehrlich) (1854-1915)

П. Эрлих родился 14 марта 1854 в Штрелене (Силезия). Учился в университетах Бреслау, Страсбурга, Фрейбурга и Лейпцига. В 1878 получил степень доктора медицины. Еще будучи студентом он занимался изучением распределения и фиксации различных химических веществ в организме. В 1878 стал ассистентом медицинской клиники Шарите в Берлине. Занимался изучением специфического прижизненного окрашивания различных тканей и клеток, обнаружил, что с помощью анилиновых красителей можно исследовать процессы дыхания в интактных тканях. Книга Эрлиха «Потребности организма в кислороде» (1885) стала классическим трудом в области изучения окислительновосстановительных процессов. Эрлих обнаружил две разные формы лейкоцитов, установил роль костного мозга в кроветворении, открыл так называемые тучные клетки, провел многочисленные исследования в области гистологии нервной системы. В 1883 разработал способ окрашивания туберкулезных бацилл.

В 1890-1895 Эрлих работал у Р. Коха в Институте инфекционных болезней в Берлине. Разработал метод определения активности антитоксических сывороток и изучения взаимодействия «антиген-антитело» in vitro. Создал теорию «боковых цепей», сыгравшую большую роль в развитии иммунологии. В 1896 основал и возглавил Институт по изучению и проверке сывороток в Штеглице. В 1899 Институт переехал во Франкфурт-на-Майне, где получил название Институт экспериментальной терапии (ныне имени Эрлиха).

Начиная с 1891 Эрлих занимался поисками способов лечения инфекционных болезней с помощью химических веществ, способных подавлять жизнедеятельность возбудителей заболеваний. Ввел в практику лечение четырехдневной малярии красителем метиленовым синим, предложил использовать трипановый красный для лечения трипаносомоза. Особое значение имели работы Эрлиха по лечению сифилиса органическими соединениями мышьяка.

Известны работы П. Эрлиха по злокачественным опухолям. Ученый создал ряд методов экспериментального получения опухолей у животных, установил появление иммунологических реакций после их рассасывания.

В 1908 г. он совместно с русским ученым И. И. Мечниковым стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине за работы по иммунологии. В Нобелевской лекции П. Эрлих выразил уверенность в том, что ученые начали «понимать механизм действия терапевтических веществ…». «Я надеюсь также, – отметил он далее, – что, если эти направления будут систематически развиваться, вскоре нам станет легче, чем до сих пор, разрабатывать рациональные пути синтеза лекарств».

Эрлих был награжден медалью Либиха и избран почетным членом Немецкого химического общества. Умер Эрлих в Бад-Хомбурге 20 августа 1915.

ГЕРХАРД ДОГМАК (Gerkhard Domagk) (1895-1964)

Немецкий бактериолог Герхард Иоханнес Пауль Домагк родился в семье Пауля Домагка и Марты (Реймер) Домагк в Лейгау, пригороде Бранденбурга. После окончания средней школы в Легнице Домагк в 1914 г., перед началом первой мировой войны, начал обучение на медицинском факультете Кильского университета. Он ушел добровольцем на Восточный фронт, был ранен и после выздоровления служил в медицинских частях до конца войны. Затем он продолжил свои занятия в Киле и в 1921 г. получил медицинскую степень, защитив диссертацию по образованию креатинина в организме человека после нагрузки.

Оставшись в Кильском университете, Домагк работал ассистентом в отделе химии и патологии, одновременно изучая возможности использования рентгеновских лучей при нефрите и раке в Институте патологии Грейфсвальда, где в 1924 г. стал приват-доцентом (внештатным преподавателем) по общей патологии и анатомии. В следующем году Домагк был назначен приват-доцентом Мюнстерского университета, а в 1928 г. – профессором общей патологии и патологической анатомии. В Грейфсвальде и Мюнстере он начал заниматься проблемами рака.

В 1927 г. германский химический концерн «И. Г. Фарбениндустри» пригласил Домагка, которому исполнилось 32 года, на должность директора экспериментальной научно-исследовательской лаборатории патологии и бактериологии в Вупперталь-Эльберфельде. Он оставался на этом месте до ухода на пенсию.

Открытие в 1910 г. фармакологом и иммунологом Паулем Эрлихом органического вещества сальварсана для лечения сифилиса дало толчок исследованиям других химических препаратов для лечения инфекционных заболеваний. Хотя и были достигнуты определенные успехи в использовании химиотерапии для лечения тропических болезней и заболеваний, вызванных простейшими, но только Домагк провел тестирование предполагаемых антибактериальных препаратов при бактериальных инфекциях, таких, как пневмонии и туберкулез.

Домагк начал систематический поиск возможного применения новых красителей в медицинской практике. Вещества сначала тестировали по их влиянию на некоторые виды микробов. Затем определяли толерантные дозы для лабораторных животных и, наконец, изучали эффективность их действия на инфекции у животных и людей. В 1932 г. Домагк обнаружил, что красный азокраситель, синтезированный химиками Фрицем Митчем и Джозефом Кларером и реализуемый химическим концерном «И. Г. Фарбениндустри» под названием «пронтозил» как краситель для быстрого окрашивания кожаных изделий, в комбинации с сульфонамидным радикалом оказывается эффективным против стрептококковых инфекций у мышей.

Экспериментальные результаты использования пронтозила как терапевтического препарата впервые были опубликованы в феврале 1935 г. в ставшей теперь классической статье «Немецкого медицинского еженедельника» («Deutsche Medizinische Wochenschrift»). Одной из первых пациенток, получивших лечение пронтозилом, стала дочь Домагка, Хильдегард, у которой была стрептококковая инфекция, устойчивая ко всем другим видам лечения. Когда дочь оказалась на пороге смерти, Домагк ввел ей большие дозы пронтозила, что и привело к быстрому выздоровлению.

Были проведены исследования влияния пронтозила на другие болезни человека, вызванные иными бактериями. Врачи выяснили, что хороший эффект применения пронтозила наблюдается при лечении цереброспинального менингита, пневмонии и гонореи. Сульфаниламидные препараты были немедленно введены в хирургическую и стоматологическую практику. Во Франции Даниеле Бове и другие исследователи обнаружили, что один из компонентов пронтозила, сульфаниламид, обладает аналогичным эффектом. Уже через год после появления пронтозила в коммерческой продаже «И. Г. Фарбениндустри» заявила, что создано более тысячи сульфаниламидных препаратов. Два из них, сульфапиридин и сульфатиазол, снижали смертность от пневмонии практически до нуля.

Открытие антибактериальных эффектов пронтозила, первого из так называемых сульфаниламидных препаратов, было одним из величайших терапевтических успехов в истории медицины. Рене Дюбо позднее выявил, что естественные вещества, вырабатываемые микроорганизмами, также могут оказывать антибактериальное действие, Александер Флеминг обнаружил эффекты пенициллина – и началась новая эра в медицине.

Домагк был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине 1939 г. «за открытие антибактериального эффекта пронтозила». За три года до этого Адольф Гитлер, разгневанный фактом награждения антифашиста Карла фон Осецкого Нобелевской премией мира, запретил любому немцу получать Нобелевскую премию. После награждения Домагк был арестован, заключен на короткое время в тюрьму и принужден отказаться он награды. На церемонии награждения Нанна Шварц из Каролинского института, отметив важность работы Домагка, сказал, что «открытие пронтозила дало неожиданные перспективы в лечении инфекционных болезней. Основы этого беспрецедентного распространения химиотерапии за менее чем пятилетний период были заложены Домагком и его коллегами». Далее он добавил, что «тысячи и тысячи людей спасают каждый год при помощи пронтозила и его производных». В 1947 г. Домагк приехал в Стокгольм для получения диплома и золотой медали, но в соответствии с правилами премиальные деньги были возвращены в резервный фонд Нобелевского комитета, и он не мог их получить.

Во время второй мировой войны Домагк занялся исследованием туберкулеза и к 1946 г. смог сделать сообщение о туберкулостатическом эффекте сульфатиазола и сульфатиодиазола. Было также обнаружено, что тиосемикарбазоны и гидразид изоникотиновой кислоты являются эффективными препаратами в лечении больных туберкулезом, даже резистентных к стрептомицину. В последние несколько лет своей жизни Домагк заинтересовался проблемой рака и надеялся получить вещество для разрушения клеток злокачественных опухолей, не повреждающее другие клетки животных или человека.

Домагк получил многочисленные почетные награды, включающие медаль Эмиля Фишера Германского химического общества (1937), премию Камерона и звание профессора Эдинбургского университета (1938), золотую медаль Пауля Эрлиха университета во Франкфурте (1956) и орден Восходящего Солнца, присуждаемый правительством Японии (1960).

ФЛЕМИНГ, АЛЕКСАНДЕР (Fleming, Alexander) (1881-1955)

Английский бактериолог, удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине 1945 (совместно с Х. Флори и Э. Чейном) за открытие пенициллина. Родился 6 августа 1881 в Локфилде (Шотландия). В 13 лет уехал к брату – лондонскому врачу. Поступил в Политехническую школу и после ее окончания устроился на службу в навигационную компанию. Однако работа не приносила ему удовлетворения, и, получив небольшое наследство от дяди, Флеминг решил поступить в медицинскую школу при больнице Св. Марии. Одновременно готовился к университетским экзаменам, которые успешно выдержал в 1902.

Одним из самых блестящих профессоров в больнице Св. Марии был Алмрот Райт, известный бактериолог и иммунолог. С 1906 Флеминг работал в его бактериологической лаборатории. Во время Первой мировой войны служил армейским врачом во Франции под началом Райта. На войне вопрос об иммунизации не стоял – раненые погибали от сепсиса, столбняка и гангрены. Пытаясь их спасти, хирурги применяли антисептики. Флеминг провел тщательное обследование инфицированных ран и показал неэффективность антисептиков.

В 1922 Флеминг обнаружил в тканях человека вещество, способное быстро лизировать некоторые микроорганизмы. Райт назвал новое вещество лизоцимом, стремясь отразить в названии, с одной стороны, его ферментативные свойства (энзиме), а с другой – способность к лизису, т.е. разрушению микроорганизмов. Казалось, что лизоцим – это природный антисептик, но, к сожалению, обнаружилось, что он малоэффективен против наиболее патогенных микроорганизмов.

Как это часто бывает в истории научных открытий, успех приходит к исследователю случайно. В 1929 колония стафилококков в лаборатории Флеминга была заражена плесневым грибом Penicillium notatum. Вещество, которое он выделял в культуральную среду, Флеминг назвал пенициллином. Дальнейшие исследования показали, что даже в больших дозах пенициллин нетоксичен для животных и способен убивать весьма устойчивые патогенные микроорганизмы. К сожалению, в больнице Св. Марии не было биохимиков, и Флеминг не смог получить пенициллин в пригодном для инъекций виде. Эту работу выполнили в Оксфорде Г.Флори и Э.Чейн лишь в 1938. Открытие пенициллина, а затем других антибиотиков произвело настоящую революцию в лечении инфекционных болезней.

В 1944 Флеминг был возведен в рыцарское достоинство. В 1946 стал профессором микробиологии Лондонского университета, в 1947 возглавил созданный при больнице Св. Марии Институт Райта-Флеминга, в 1951-1954 был ректором Эдинбургского университета. Умер Флеминг в Лондоне 11 марта 1955.

ЕРМОЛЬЕВА ЗИНАИДА ВИССАРИОНОВНА (1898-1974)

Говоря о Циолковском, употребляют выражение «отец русской космонавтики». Так вот, наверное, не будет преувеличением, если мы скажем, что З. В. Ермольева – мать русских антибиотиков. Всю свою жизнь она исследовала биохимию микробов, что привело её к теоретическому обоснованию процессов жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих болезни человека, и к практическому применению антибактериальных препаратов: пенициллина, лизоцима и бактериофагов. Ермольева – основатель отечественной науки об антибиотиках. Создание отечественного пенициллина было наиболее выдающимся её достижением. Велика её роль в организации его промышленного выпуска, а в дальнейшем – в создании новой отрасли промышленности – биотехнологии антибиотиков.

То, что первооткрывателем пенициллина был А. Флеминг, знают у нас многие. А вот кому известно, что З. В. Ермольева в условиях «железного занавеса» (с обеих сторон!) вела аналогичные исследования, не зная сначала об открытии Флеминга, что сама получила пенициллин, создала технологию производства антибиотика в годы войны и спасла этим десятки тысяч жизней? То, что в истории мировой науки Ермольева оказалась второй, ничуть не умаляет ее заслуг перед отечеством.

Антибиотики, холера – далеко не всё, чем занималась Ермольева.

Зинаида Виссарионовна Ермольева родилась в 1897 году. В 1916 г. З. В. Ермольева поступила в медицинский институт. Годы обучения Ермольевой в высшей школе – это годы мировой войны, революции и гражданской войны, сопровождавшиеся экономической разрухой в стране и широким распространением эпидемических болезней.

Замечательные учителя, особенно профессора В. А. Барыкин и П. Ф. Здродовский, способствовали увлечению Ермольевой микробиологии на втором курсе обучения. Она с большой теплотой вспоминала лекции Барыкина, много занимавшегося изучением холерных и холероподобных вибрионов. Профессору Барыкину она обязана своими первыми шагами в исследовании биохимии микробов, в познании микробиологической техники. Он же в более поздние годы настоял на ее переезде в Москву.

В 1921 году Зинаида Ермольева окончила медицинский факультет университета, с которым слился к тому времени Женский медицинский институт. Ее оставили ассистентом, затем доцентом кафедры микробиологии. Через некоторое время она параллельно стала работать и в Северо-Кавказском бактериологическом институте.

Сравнительно недолгий период преподавательской и научной деятельности Ермольевой в Ростове с 1921 по 1925 гг. был чрезвычайно плодотворным. Уже первые годы работы характеризовали ее как исследователя, обладающего особым талантом, научным предвидением, необыкновенной энергией и высокими человеческими качествами.

Основные труды по изучению холеры и антибиотикам. Изучила и ввела в практику (1931) лечебный препарат лизоцим. Получила первые образцы современных антибиотиков – пенициллина (1942), стрептомицина (1947), современные интерферон, экмоновоциллин, бициллины, экмолин, дипасфен.

Государственная премия СССР (1943). Награждена 2 орденами Ленина, 2 др. орденами, а также медалями.

(Соч.: Холера, М., 1942; Пенициллин. 2 изд. М. 1956; Стрептомицин. М. 1956; Антибиотики, бактериальные полисахариды и интерферон. М. 1968 (ред.)).

2 Взаимоотношения микроорганизмов в естественных условиях

В естественных субстратах (почва, водоемы, растительные и животные остатки и др.) микроорганизмы существуют как сложные ассоциации, внутри которых складываются разнообразные взаимоотношения. Эти взаимоотношения определяются, в первую очередь, физиолого-биохимическими особенностями организмов, а также соответствующими экологическими факторами, зависящими от многих причин: физического и физико-химического состояния среды; природы, концентрации и доступности основных частей субстрата, используемых микроорганизмами в качестве питательных веществ; наличия определенных видов организмов, характера их действия и многих других факторов. Иными словами, в естественных местах обитания микроорганизмов их взаимоотношения определяются взаимодействием между отдельными видами и между микроорганизмами и абиотической средой. Биологическая роль микроорганизмов и их значение в природных условиях определяются, прежде всего, характером биохимических процессов, осуществляемых этими организмами, спецификой наследственных свойств данного вида и экологическими факторами, в сфере действия которых развивается вид. Большое значение имеют также взаимоотношения между микроорганизмами, которые складываются в местах их естественного обитания; их формы могут быть весьма разнообразны: от мирного сожительства до явного антагонизма. Факторы, определяющие различные типы связей, которые складываются внутри микробиологических сообществ, можно условно объединить в две группы: трофическая (пищевая) и метаболическая, связанная с образованием разнообразных продуктов обмена веществ и выделением их в окружающую среду. Четкое разделение этих типов связей в мире микроорганизмов весьма затруднительно.

Трофическая группа связей у микроорганизмов может быть хорошо прослежена при так называемом метабиозе (последовательном использовании субстрата).

Метабиоз. В природе это явление распространено очень широко. При метабиозе продукты жизнедеятельности одного микроорганизма, содержащие еще значительное количество энергии, потребляются другими микроорганизмами в качестве питательного материала. Это почти всегда имеет место при последовательном использовании какого-либо одного сложного субстрата. Так, например, при использовании белковых веществ последовательно могут принимать участие в этом процессе аммонификаторы, нитрификаторы и денитрификаторы. Метабиоз наблюдается также в процессе совместного использования субстрата (синтрофия). Синтрофными называют связи, при которых субстрат используется одновременно несколькими видами микробов. Метаболическая группа связей характеризуется свойством микроорганизмов образовывать в процессе своей жизнедеятельности разнообразные продукты обмена веществ (метаболизма) и выделять их в окружающую среду. В результате этого одни микроорганизмы могут использовать отдельные продукты метаболизма (органические кислоты, аминокислоты, витамины и др.), для других организмов такие продукты обмена, как антибиотики, сероводород, пероксид водорода и др., являются ингибиторами роста. Характер связи и определяет специфику взаимоотношений организмов.

Симбиоз. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов характеризуются тем, что два или более вида микробов при совместном развитии создают для себя взаимовыгодные условия. Типичным примером такого взаимоотношения является факт, описанный еще в 1863 г. Пастером в отношении совместного развития аэробных и анаэробных микроорганизмов. Развиваясь в аэробных условиях, микробы поглощают кислород и тем самым создают благоприятные условия для развития анаэробов. Имеются и другие примеры, иллюстрирующие это явление. Так, в кефирных зернах одновременно развиваются молочнокислые бактерии и дрожжи, получая при этом взаимовыгодные условия: молочнокислые бактерии, испытывая потребность в витаминах, получают их в результате развития дрожжей; в то же время дрожжи, благодаря подкислению среды молочнокислыми бактериями, получают благоприятные условия для своего развития. Примерно то же самое происходит и в «чайном грибе», где совместно развивается несколько видов уксуснокислых бактерий и дрожжей. В этом случае уксуснокислые бактерии превращают сахарозу в глюкозу и фруктозу, которые затем этой же группой бактерий окисляются до глюконовой и 5кетоглюконовой кислот. Образовавшиеся кислоты используются дрожжами. Дрожжи, синтезируя витамины, обеспечивают потребность в них уксуснокислых бактерий. К симбиотическому типу взаимоотношений относят протокооперацию, в основе, которой лежит принцип совместного использования субстрата; комменсализм – мирное сожительство разных видов микроорганизмов; мутуализм – совместное сожительство микроорганизмов, не способных существовать раздельно.

Антагонизм. В естественных условиях развития микробов довольно часто могут наблюдаться явления не только взаимно благоприятные, но и такие, при которых один вид микроорганизмов тем или иным способом угнетает или полностью подавляет рост и развитие других видов. Явление антагонизма широко распространено среди бактерий, актиномицетов, грибов и других организмов. Подробное рассмотрение антагонизма приведено ниже.

Паразитизм. Форма взаимоотношений, при которой развитие некоторых микробов происходит за счет веществ тела (клетки) других организмов, называется паразитизмом. Например, бактерии-паразиты в своем эволюционном развитии утратили способность синтезировать многие вещества; они получают их в готовом виде за счет своего хозяина. Хозяин же никакой пользы взамен от такого сожительства не получает. Бактерии – это, как правило, внеклеточные паразиты, а риккетсии и фаги (вирусы) являются внутриклеточными паразитами. Бактериофаг в клетке бактерии и, соответственно, актинофаг в клетке актиномицета развиваются, используя вещества этих микроорганизмов, иногда приводя своего хозяина к гибели. Нередко встречаются случаи, когда бактерии паразитируют на гифах грибов, имеется большая группа грибов-паразитов, развивающихся на других грибах. Паразитизм следует отнести к одной из форм антагонизма, однако этот тип взаимоотношений имеет специфические черты, а поэтому более рационально его рассматривать в качестве самостоятельной формы.

Хищничество. Исходя из общего определения понятия антагонизма, хищничество также должно быть, отнесено к антагонизму, однако в этом случае имеет место не только гибель клеток другого вида. Процесс хишничества состоит в том, что некоторые микробы поглощают клетки других видов микроорганизмов и используют их в качестве питательного материала. Часто подбор микробов для использования их как пищевых объектов носит избирательный характер. К числу микроорганизмов-хищников относятся главным образом миксоформы (миксобактерии, миксоамебы, миксомицеты). Имшенецкий и Кузюрина (1951) описали наиболее простой тип хищничества, характерный для миксококков. Последние могут использовать в качестве источника питания преимущественно продукты лизиса живых клеток других бактерий. Причем мертвые клетки бактерий менее пригодны для миксококка, чем живые клетки тех же видов. Рассмотрев различные типы взаимоотношений, существующие в мире микроорганизмов, можно прийти к заключению, что они еще не могут исчерпать все то разнообразие связей, которое имеет место среди микроорганизмов в природе. Надо полагать, что в естественных условиях таких четко очерченных форм взаимоотношений, о которых говорилось выше, вообще не наблюдается. На разных этапах роста организмов, а также в зависимости от условий их развития один тип взаимоотношения может сменяться другим, микробы, взаимодействующие в одном типе, могут меняться местами и т. д.

Распределение наиболее характерных форм взаимоотношений по вышеназванным типам, безусловно, облегчает рассмотрение этой проблемы. Однако оно еще не может полностью отразить всей сложности существующих в природе явлений. В ассоциациях могут находиться организмы, развивающиеся относительно независимо друг от друга. Такое относительно независимое существование микробов возможно в том случае, когда потребности в питательных веществах у организмов, входящих в ассоциацию, не совпадают, а также тогда, когда вещества, образуемые в процессе жизнедеятельности одним из организмов, не оказывают угнетающего или, наоборот, стимулирующего влияния на другой организм. В естественных условиях могут совместно существовать различные виды микроорганизмов, некоторые из которых способны даже вырабатывать антибиотические вещества. Такое существование может иметь место в том случае, если выделяемый антибиотик не оказывает вредного действия на своего соседа или если один из организмов активно защищается от угнетающего действия веществ, образуемых другим микробом. Известно, что многие микроорганизмы, способны активно разрушать токсические для них вещества, образуемые другими организмами. Так, например, ряд бактерий Escherichia coli, Bacillus subtilis. В. cereus. В. megatherium и др.) при определенных условиях развития образует фермент пенициллиназу, который разрушает пенициллин, выделяемый Penicillium notatum, P. chrisogenum и плесневыми грибами других видов. Известны случаи, когда некоторые бактерии способны использовать антибиотики, образуемые другими микроорганизмами, в качестве питательных веществ. В результате эти антибиотики, подавляющие развитие одних видов, являются благоприятным источником питания для других видов. Из почв выделены бактерии, способные утилизировать стрептомицин (антибиотик, обладающий высокой биологической активностью по отношению ко многим видам микробов) в качестве единственного источника азота и углерода. Все это свидетельствует о наличии довольно сложного и разнообразного характера взаимоотношений организмов, находящихся в естественных местах обитания.

Антагонизм в мире микроорганизмов . Антагонистические взаимоотношения микроорганизмов характеризуются тем, что один вид микробов тем или иным путем подавляет развитие или задерживает рост других микроорганизмов. На антагонистические свойства бактерий, стрептомицетов и плесневых грибов обращали внимание многие исследователи как у нас в стране, так и за рубежом еще в XIX в. Однако эти наблюдения носили разрозненный случайный характер, не могли быть обобщены в целостную систему учения об антагонизме, так как это явление в тот период не имело практического применения. Позднее обобщение отдельных фактов микробного антагонизма осуществил И. И. Мечников. Он наметил пути использования этого явления на практике. Учение Мечникова о преждевременной старости человека в связи с постоянной интоксикацией организма продуктами жизнедеятельности гнилостных бактерий кишечника и использование молочнокислых палочек простокваши для вытеснения этих гнилостных бактерий заложили научные основы современного учения об антагонизме микроорганизмов. Антагонизм широко распространен среди различных групп микроорганизмов. Его можно обнаружить у бактерий и стрептомицетов, грибов, водорослей и других групп. В зависимости от наследственных особенностей, а также в зависимости от различных экологических факторов и условий культивирования микроорганизмы могут проявлять антагонистические свойства по отношению к другим организмам. Это явление широко распространено в природе. Причины, вызывающие явление антагонизма, – самые разнообразные, и для оценки факторов, связанных с антагонизмом микроорганизмов, следует объединить эти явления в определенные группы. Если в качестве основы для этого использовать главный критерий антагонизма, а именно: причину, вызывающую проявление антагонистических свойств организма, то можно все известные к настоящему времени формы микробного антагонизма объединить в две основные группы: «пассивный» и «активный» антагонизм. Сущность «пассивного» антагонизма состоит в том, что угнетение роста одного вида микроорганизма другим может происходить только при определенных, иногда крайне ограниченных условиях развития этих организмов. Такие условия могут иметь место лишь при лабораторном культивировании микроорганизмов. В обычных естественных условиях роста подобного проявления антагонизма, как правило, не бывает. При «активном» антагонизме угнетение роста или полное подавление жизнедеятельности одного вида микроба другим происходит в результате обогащения окружающей среды продуктами обмена, выделяемыми организмами при развитии. Однако при определенных концентрациях этих продуктов метаболизма организмы, их продуцирующие, могут развиваться свободно. К группе «пассивного» антагонизма следует отнести: