Мумия, антибиотик тетрациклин и хлеб |
|
|
Около 20 лет назад Дебора Мартин, исследуя под микроскопом
частицу костной ткани мумии нубийца (сейчас на месте Нубии находится
Северный Судан), жившего в IV веке до н.э., обнаружила в ней тетрациклин.
Даже если бы на этой мумии была найдена пара солнцезащитных очков, это
вряд ли вызвало бы такой же эффект. Дело в том, что тетрациклин - это
антибиотик, появившийся лишь в 50-х годах нашего столетия.
Сейчас
Дебора - профессор антропологии в Хэмпшир-колледже в Амхерсте. Тогда же
она, только что закончив Массачусетский университет, проходила практику
в госпитале Генри Форда в Детройте. Там она училась снимать с
археологических находок тонкие слои костной ткани. Как правило, для
таких целей используется самый обычный микроскоп. Будь все как всегда,
антибиотик так и остался бы незамеченным, но как раз в тот самый момент
простого аппарата под рукой не оказалось, и сотрудник лаборатории
предложил Деборе ультрафиолетовый микроскоп.
Под воздействием
ультрафиолета (при условии определенной длины волны) тетрациклин
светится особенным желто-зеленоватым светом. В лаборатории этот
препарат использовали для определения степени сформированности кости.
Дело в том, что тетрациклин имеет свойство реагировать с кальцием и
фосфором, которые составляют более 80% состава сформировавшейся кости.
(Больным принимающим тетрациклин, не рекомендовано пить молоко и
принимать содержащие кальций нейтрализаторы кислот, так как это
значительно понизит эффективность лекарства). Находясь в организме
тетрациклин, реагируя с кальцием, оставляет следы своего пребывания,
которые не исчезают с течением времени. В процессе исследований людям,
готовившимся к удалению каких-либо костей, непосредственно перед
хирургическим вмешательством давали тетрациклин. Те части костной
ткани, которые сформировались за это время, могли быть, таким образом,
выявлены и измерены.
Когда Дебора вернулась в Массачусетс, то
рассказала коллегам о своем открытии. Все были заинтригованы. Ученые
начали двигаться одновременно в нескольких направлениях. Необходимо
было выяснить, действительно ли это тетрациклин. Если да, то когда и
как он попал в организм 1600 лет назад, или же мог быть занесен позже
какими-то другими формами жизни, попавшими в уже мумифицированные
человеческие останки? Если же древние нубийцы употребляли его вместе с
едой или в качестве медикамента, то каково его происхождение?
То,
что они действительно имеют дело с тетрациклином, им помог установить
химик Джеймс Вут. Он выделил интересовавшее ученых вещество из костной
ткани нубийца и выяснил, что оно все еще может уничтожать бактерии.
Позднее, Марк Нельсон из фирмы 'Паратек-фармацевтика' установил его
точную молекулярную структуру (на самом деле в природе существует целое
семейство тетрациклинов). Подтверждение того, что антибиотик попал в
организм нубийца при его жизни, дало исследование остеонов -
микроскопических составляющих корковой кости (таких как верхние слои
костных тканей).
Вследствие физического давления на костную
ткань начинается долгий процесс: остеопласты - ячейки костной ткани -
ломают небольшое количество костных минералов, заменяющихся другими
ячейками - остеобластами. В результате формируются новые остеоны.
Остеон полностью минерализуется в течение примерно четырех месяцев. В
этом процессе может быть задействован и тетрациклин.
При
обследовании костной ткани нубийской мумии обнаружилось, что в
минеральных слоях некоторых остеонов содержался тетрациклин, в то же
время он присутствовал не во всех слоях Таким обрезом, ткань могла
развиваться только при жизни биологического организма. Кроме того, это
свидетельствует о том, что во время формирования остеонов тетрациклин
поступал в организм время от времени. В большинстве остеонов
исследовавшейся мумии антибиотик присутствовал во всех слоях, то есть
за те месяцы пока проходил процесс минерализации, тетрациклин продолжал
поступать в организм.
Чтобы понять, насколько широко был
распространен антибиотик среди древних египтян и нубийцев, сотрудники
лаборатории университета Эмори - Кристи Колбахер Дженифер Кук и Кирсти
Коллинз проделали кропотливую работу: собрали тысячи образцов остеонов,
как с этой старой мумии, так и с 77 других, захороненных примерно в тот
же период. Всего в четырех из них не было обнаружено тетрациклина. При
этом ни возраст, ни пол ничего не определяли, антибиотик был найден
даже в двух из трех исследовавшихся останках грудных детей. В их
организм он мог проникнуть только через материнское молоко.
После
публикации достигнутых результатов и другие ученые заговорили о
тетрациклине в древней Африке. Физик-антрополог Меган Кук, бывшая в то
время сотрудницей университета Торонто, и ее коллеги обнаружили
антибиотик в останках 25 человек, найденных в оазисе Дахла (Египет
римского периода, примерно 400-500 год н. э.). Причем эти люди
принимали препарат с 2-3-недельным интервалом. Также недавно поступило
сообщение о содержании тетрациклина в мумифицированных останках из
Иордании (II в. до н. э. -IV в. н. э.).
Как же антибиотик проник
в их организмы? В естественных условиях он обычно вырабатывается
стрептомицитами - плесневидными бактериями, как правило, обитающими в
почве. Эти, и без того медленно развивающиеся организмы, плохо растут в
сырых и кислотных почвах, предпочитая сухую жаркую, нейтрально щелочную
среду. Такую, например, как песок.
Сначала предположили, что
древние из-за голода вынуждены были есть заплесневелые зерна
(флюоресцировать костная ткань начинает даже от 10 граммов антибиотика
в день). Теплые и сухие амбары - идеальная среда развития
стрептомицитов. Но в хороших для их развития условиях они выделяют
довольно немного тетрациклина. Учитывая то количество антибиотика,
которое содержалось в останках, это предположение пришлось отбросить.
Ключом же к разгадке оказалось пиво.
Эвент Бассет, Маргарет Кит
и другие сотрудники, изучив большое количество как античных, так и
более поздних текстов пришли к выводу, что в древности существовала
тесная связь между выпечкой хлеба и пивоварением. Подтверждение этого
факта можно найти даже в египетском изобразительном искусстве. Выпечка
хлеба до сих пор важная часть традиционного пивоварения,
распространенного на берегах Нила. Пиво, которое пили древние по
свидетельству Барри Кемпа, автора книги "Египет - антология
цивилизации", значительно отличалось от того, которое так популярно
среди наших современников. 'Видимо', - пишет он, - 'это была густая
темная жидкость, вовсе не обязательно содержавшая большое количество
алкоголя, но очень питательная. Несмотря на достаточно средние вкусовые
качества, оно занимало заметное место в рационе людей того времени'.
Археолог
из Кембриджского университета Делвин Ймюэл и его коллеги провели
серьезное исследование процессов изготовления пива и хлеба Древнем
Египте. Предметом их изучения, в частности, были найденные в
захоронениях остатки еды (хлеба) и пива. Качество последнего, во многом
зависит от сахара, необходимого для ферментации. Сейчас для ускорения
всего процесса зерно нагревается и сушится. В результате получается
солод, при производстве которого выделяются ферменты, перерабатывающие
содержащийся в зернах крахмал в солодовый сахар. После этого солод
варится, процеживается, и в него добавляются дрожжи. По традиционному
египетскому рецепту для получения естественных дрожжей изготавливается
хлебное тесто. В процессе печения на тесте образуется корка, но этот
процесс прекращается, когда сердцевина еще не пропеклась. В неготовом
еще тесте и растут дрожжи. Потом тесто кусками кладут в солодовый отвар
для приготовления пива.
Ученые предположили, что споры
стрептомицитов попадали в тесто во время его пребывания на воздухе.
Тетрациклин, таким образом, образовывался в период роста дрожжей. Чтобы
проверить наше предположение, Дзниэл Попович и Бреннан Познер из
университета Эмори провели эксперимент. Сначала они добавили
стрептомициты в только что приготовленный хлеб, затем - в смесь хлеба и
солодового зерна. В результате второго эксперимента выделилось
значительное количество антибиотика.
Итак, ферменты во время
пивоварения создали что-то вроде микроклимата, в котором стрептомициты
произвели огромное количество тетрациклина. (Надо заметить, что
современные фармакологические компании контролируют объем питательных
веществ, поступающих к стрептомицитам и побуждающих их выделять большое
количество антибиотика).
Выяснив, что древние нубийцы и египтяне
принимали тетрациклин в больших количествах, исследователи задались
вопросом, обладал ли он лечебными свойствами. В книге "Еда - дар
Осириса" Уильям Дж. Дерби и его коллеги приводят археологические,
исторические и этнографические свидетельства использования пива в
качестве наполнителя клизм, для ухода за полостью рта и других
гигиенических промываний. Все это свидетельствует о том, что египтяне
давно знали о целебных свойствах этого напитка.
Сегодня
тетрациклин можно использовать для лечения воспаления сальных желез и
десен. В нем также содержатся ферменты, которые могут быть использованы
для лечения и других заболеваний.
Недавно лет назад учеными
предпринимались попытки получить искусственные тетрациклины (СНТ),
обладавшие бы только этими ферментами и лишенные антибиотических
свойств Полученные вещества, как оказалось, могли аффективно
воздействовать на межклеточное вещество тканей при их заболеваниях:
ревматическом артрите, остеоартрите, пародонтозе и других.
Сейчас
многие фармакологи обеспокоены появлением все большего количества
устойчивых к воздействию антибиотиков бактерий. А интересно
существовала ли такая проблема в древности? Ученые исследовали костные
ткани старых экземпляров, чтобы найти следы реакции надкостницы -
огрубения, появляющиеся в результате ее заражения. Оказалось, что с
течением времени (определяемого возрастом костей) число заражений не
увеличилось. Это говорит о том, что, по всей видимости, устойчивые к
антибиотикам бактерии за это время не развились. Мы же, 1600 лет
спустя, вполне им подвержены и пострадать от них может любой. Что ж, в
таком случае, археологи будущего выяснят это по нашей с вами вдетой
ткани.
Источник: http://history.rin.ru |