Будущий полет на Марс продлится более двух лет. А как поведут себя в это время микробы, населяющие кишечник человека? Чем должны питаться космонавты?
Известно, что различные питательные вещества оказывают большое влияние на состав микрофлоры и взаимодействие между различными видами бактерий — это доказал еще Илья Ильич Мечников. К тому же сейчас установлено, что у человека, изолированного в биологически ограниченной среде, уже через две недели после изоляции наблюдаются сдвиги кишечной флоры, причем в сторону патогенных форм. Кабина космического корабля представляет собой именно такое биологическое ограниченное пространство, полностью изолирующее находящиеся в нем организмы от внешней среды. Это самостоятельный, замкнутый микромир со своей воздушной микрофлорой, которая будет получена на Земле. А какие сдвиги произойдут среди микробов воздуха в космическом корабле во время длительного полета? Ведь среди микробного населения воздуха, кроме безобидных микроорганизмов, есть и болезнетворные. А может быть, состав воздушной микрофлоры должен быть заранее заданным микробиологами, готовящими полет, и строго определенным? А может, проще: сделать воздух вообще стерильным?
Но тогда стерильной должна быть и пища космонавтов и они сами, то есть космонавты, должны стать гнотобионтами. А насколько это возможно? Нельзя же будущего космонавта растить в безмикробной камере с момента рождения до старта космического корабля. Мажет, давать космонавтам антибиотики? Какие?
На все эти вопросы должна ответить гнотобиология. Как они будут решены, мы, наверное, скоро узнаем. Во всяком случае, работы ведутся интенсивно. Предположительно можно сказать, что скорее всего внутри кабины космического корабля будет создан свой мир микробов, строго сбалансированный и контролируемый по видовому составу микрофлоры как самих космонавтов, так и окружающей их замкнутой среды корабля.
Но возможны и иные решения. В общем время покажет. Гнотобиология развивается быстро. Кстати, «космические» проблемы далеко не единственные, которые призвана решить эта наука.
Но сначала несколько слов о терминах. Термин «гнотобиологический» включает в себя и понятия «безмикробный» и те состояния, когда в организме присутствуют отдельные, известные экспериментатору виды микроорганизмов, при отсутствии всех других микробов. Для обозначения второго случая применяется термин «гнотофор». В гнотобиологии получены различные категории гнотофоров в зависимости от количества микробных видов, имеющихся в их организме. Наиболее простая система — «дибиотическая», когда один вид микроорганизмов находится в одном организме. Два вида микробов в организме обозначаются как трибиотическая система и так далее.
Изучение этих систем имеет очень большое значение для решения многих проблем как чисто микробиологических, так и общебиологических и медицинских. Помните проблему естественного и насильственного антагонизма микробов? А как недруги относятся друг к другу, попав внутрь организма? Или, наоборот, синергизм (содружество) микробов. Он проявляется во взаимном усилении воздействия на организм одного микроба другим. Известно много инфекционных заболеваний, вызываемых именно такими «дружескими» ассоциациями микроорганизмов. А как эти ассоциации складываются? В каких условиях и какой вид играет ведущую роль? Или, может, они равноправны и бороться надо сразу со всеми?
Четкие ответы на эти вопросы можно получить, лишь изучив трибиотическую систему (если речь идет о двух видах микробов). Исследование же дибиотических систем позволяет глубже понять механизмы иммунитета, так как здесь «в чистом виде» определены отношения высшего организма и заранее данного (а главное, единственного) вида микроорганизмов.
Используются гнотобиологические животные и в вирусологических исследованиях, при изучении вирусной природы рака и других вирусных заболеваний. В общем гнотобиотические животные — прекрасная, если не сказать, идеальная модель для решения самых разнообразных проблем медицинской микробиологии, модель, значение которой трудно переоценить. Ведь таким путем исследователи получают в руки еще один инструмент, позволяющий проникнуть в тайны мира микробов, и, что самое главное, именно микробов болезнетворных. А ведь узнать во всех деталях, как эти микроорганизмы взаимодействуют друг с другом и организмом высшим, — это значит получить ключ к созданию новых, более действенных способов борьбы с ними.