Вы любите аккуратность? Считается, что порядок на столе — это порядок в голове. Флеминг, открывший пенициллин , не очень любил убирать свой лабораторный стол, что по счастливой случайности помогло ему в 1928 году сделать одно из важнейших открытий 20-го века в медицине.
Фермент лизоцим в слюне он тоже открыл случайно: однажды Флеминг чихнул в чашку Петри (в ней выращиваются бактерии на питательной среде) и через несколько дней обнаружил, что в местах, куда упали капли слюны, бактерии были уничтожены. Флеминг недооценил свое открытие пенициллина и поначалу использовал бактерицидные свойства плесени для рисования картин...
Шотландский бактериолог Александер Флеминг родился 6 августа 1881 года в графстве Эйршир в семье фермера Хью Флеминга и его жены Грейс.
Когда мальчику исполнилось семь лет, умер отец, и матери пришлось самой управляться с фермой. Она скрупулезно подсчитывала расходы и доходы, стремясь выкроить хоть какие-нибудь средства на образование детей. И это у старательной и экономной женщины получалось. Александер посещал сначала сельскую школу , расположенную неподалеку, а позже - Килмарнокскую академию . Он рано научился внимательно наблюдать за природой.
В возрасте тринадцати лет Александер вслед за старшими братьями отправился в Лондон, где работал клерком, посещал занятия в Политехническом институте, а в 1900 году вступил в Лондонский шотландский полк . Флемингу нравилась военная жизнь, он заслужил репутацию первоклассного стрелка и ватерполиста. Но к тому времени англо-бурская война уже закончилась, и Флемингу не довелось служить в заморских странах.
Спустя год он получил наследство в 250 фунтов стерлингов, что составляло почти 1200 долларов — немалую сумму по тем временам. По совету старшего брата он подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу. На экзаменах Флеминг получил самые высокие баллы и стал стипендиатом медицинской школы при больнице Св. Марии . Александер изучал хирургию и, выдержав экзамены в 1906 году, стал членом Королевского колледжа хирургов . Работая в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы Св. Марии, он в 1908 году получил степени бакалавра и магистра наук в Лондонском университете.
После вступления Британии в первую мировую войну Флеминг служил капитаном в медицинском корпусе Королевской армии, участвовал в военных действиях во Франции. В 1915 году он женился на медсестре Саре Марион Макэлрой, ирландке по происхождению. У них родился сын.
Работая в лаборатории исследования ран, Флеминг показал, что такой антисептик, как карболовая кислота (фенол), в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, убивает лейкоциты, создающие в организме защитный барьер, что способствует в итоге выживанию бактерий в тканях.
В 1922 году после неудачных попыток выделить возбудителя простудных заболеваний Флеминг чисто случайно открыл лизоцим (название придумал профессор Райт) - фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. К сожалению, перспективы медицинского использования лизоцима оказались довольно ограниченными, поскольку он был достаточно эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов . Это открытие побудило Флеминга заняться поисками других антибактериальных препаратов, которые были бы безвредны для организма человека.
Следующая счастливая случайность — открытие Флемингом пенициллина в 1928 году - явилась результатом стечения ряда обстоятельств, столь невероятных , что в них почти невозможно поверить. В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2-3 недели, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным 40-50 чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал культуры одну за другой, чтобы не пропустить что-нибудь интересное. В одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала высеянную культуру бактерии . Отделив плесень, он установил, что «бульон», на котором разрослась плесень, приобрел выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также имел бактерицидные и бактериологические свойства.
Флеминг рассматривает посевы в чашке Петри.
Неряшливость Флеминга и сделанное им наблюдение явились двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась к очень редкому виду. Вероятно, она была занесена из лаборатории, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. Флеминг оставил ставшую впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать. Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для роста плесени , а последовавшее затем потепление — для бактерий . Как выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано знаменитое открытие.
Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о пенициллине. Он писал, что это «эффективная антибактериальная субстанция..., оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки и палочки дифтерийной группы. .. Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных... Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь ». Зная это, Флеминг не сделал тем не менее столь очевидного следующего шага, который 12 лет спустя был предпринят Хоуардом У. Флори и состоял в том, чтобы выяснить, будут ли спасены от летальной инфекции мыши, если лечить их инъекциями пенициллинового бульона. Флеминг назначил его нескольким пациентам для наружного применения . Однако результаты были противоречивыми. Раствор оказался нестабильным и с трудом поддавался очистке, если речь шла о больших его количествах.
Подобно Пастеровскому институту в Париже, отделение вакцинации в больнице Св. Марии, где работал Флеминг, существовало благодаря продаже вакцин. Флеминг обнаружил, что в процессе приготовления вакцин пенициллин помогает предохранить культуры от стафилококка . Это было техническое достижение, и ученый широко пользовался им, еженедельно отдавая распоряжения изготовлять большие партии бульона. Он делился образцами культуры пенициллина с коллегами в других лабораториях, но ни разу не упомянул о пенициллине ни в одной из 27 статей и лекций , опубликованных им в 1930-1940 годы, даже если речь шла о веществах, вызывав ющих гибель бактерий.
А еще Александер Флеминг использовал пенициллин в своих живописных изысках. Он был членом объединения художников и даже считался авангардистом с особой творческой манерой. Андре Моруа в романе «Жизнь Александера Флеминга» утверждает, что бактериолога привлекало не столько само «чистое искусство», сколько хороший бильярд и уютное кафе художников. Флеминг любил общаться и даже собирал плесень для опытов с обуви своих именитых друзей-живописцев и графиков.
Картины, восточные орнаменты и диковинные узоры кисти живописца Флеминга привлекали внимание мира искусства прежде всего потому, что написаны они были не маслом или акварелью, а разноцветными штаммами микробов, высеянных на агар-агаре, разлитом по картону.
Авангардист и большой оригинал Флеминг умело сочетал яркие цвета живых красок. Однако безмозглые микробы не могли даже представить себе, в каком великом деле они участвуют, а потому частенько нарушали творческий замысел создателя картин, заползая на территорию соседей и нарушая первозданную чистоту красок.
Флеминг нашел выход: он стал отделять микробные цветные пятна друг от друга узкими полосками , проведенными кисточкой, предварительно погруженной в раствор пенициллина.
Равно как творческое наследие художника Флеминга кануло в Лету, так и сам пенициллин едва не оказался забытым, если бы не открытие Флемингом лизоцима. Именно это открытие заставило Флори и Эрнста Б. Чейна заняться изучением терапевтических свойств пенициллина, в результате чего препарат был выделен и подвергнут клиническим испытаниям.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 года была присуждена совместно Флемингу, Чейну и Флори «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».
В оставшиеся 10 лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах .
11 марта 1955 года Александер Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача Александера Флеминга.
Чашку с разросшимся плесневым грибом Флеминг хранил до конца жизни.
По материалам журнала "Репетитор" .
Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны (1942 год — СССР, 1943 — США). Поначалу было всеобщее ликование — быстро излечивались самые тяжелые инфекции. Казалось, что микробам пришел конец. Но бактерии тоже хотели жить и начали вырабатывать и передавать друг другу устойчивость к антибиотикам. Сейчас идет тяжелая борьба между бактериями и фармацевтической промышленностью, и, по-моему, люди ее проигрывают.
Обычный пенициллин выпускается большей частью во флаконах по 500 000 ЕД (единиц действия) и 1 000 000 ЕД.
- В 1945 году можно было вылечить гонорею одной (!) внутримышечной инъекцией пенициллина в 300 тыс. единиц .
- В 1970 году для этого нужен был курс инъекций на 3 млн ЕД .
- По состоянию на 1998 год , 78% гонококков были устойчивы к антибиотикам группы пенициллина. Пенициллин больше не используется для лечения гонореи.
Отсюда выводы:
- нужно лечиться антибиотиками строго по показаниям . Обычная простуда не требует назначения антибиотиков, ведь против вирусов они бессильны.
- нельзя лечиться по старым схемам . Устойчивость бактерий постоянно растет. Вы можете не вылечить инфекцию, но при этом разрушить баланс нормальной микрофлоры. В результате расплодятся "неправильные" бактерии и грибы.
До 1989 года в США не было выявлено ни одного случая инфицирования энтерококком, резистентным к ванкомицину. В 2002 году были отмечены многие случаи заболевания новой формой энтерококка (называется S. aureus), в борьбе с которым ванкомицин был малоэффективен. В 2003 году впервые появился S. aureus (золотистый стафилококк), на который ванкомицин не оказывал ни малейшего воздействия. В 2004 году S. aureus выработал резистентность и к более мощным антибиотикам.
Вот еще информация к размышлению. Антибиотики свободно продаются в белорусских и российских аптеках (в США — только рецепту). Чего больше от безрецептурной продажи — вреда или пользы?
Сколько случайностей привело к открытию одного из самых действенных лекарств XX века и как этому помогли окно лаборатории и стена бомбоубежища, читайте в рубрике «История науки».
13 сентября 1929 года шотландский бактериолог Александр Флеминг на заседании Медицинского исследовательского клуба при больнице св. Марии Лондонского университета впервые сообщил о том, что открыл первый антибиотик - пенициллин. Впоследствии признавали, что пенициллин стал одним из самых великих медицинских открытий двадцатого века, а этот век и без того был весьма богат на открытия в медицине. Как бы там ни было, в 1945 году Флеминг стал одним из лауреатов Нобелевской премии, присужденной именно за открытие пенициллина.
В своей Нобелевской речи Флеминг тогда заявил: «Говорят, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название». На самом деле ситуация с пенициллином еще интереснее: похоже, что природе пришлось изрядно потрудиться и устроить целую сеть случайностей, чтобы заставить людей, в первую очередь самого Флеминга, открыть это вещество.
Начать нужно с того, что Флеминг стал врачом отчасти благодаря случайности. Учитывая весь спектр его талантов, наш герой вполне мог выбрать и другое научное направление, даже заняться искусством (с детства он увлекался живописью) или стать военным. По совету старшего брата он выбрал медицину и подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу при больнице св. Марии. Получив на экзамене высшие баллы и став хирургом по окончании обучения, Флеминг связал с этой больницей всю свою оставшуюся жизнь.
Александр Флеминг
Imperial War Museums/Wikimedia Commons
Он стал работать в лаборатории исследования ран и проявил свои таланты исследователя, показав, что карболовая кислота, в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, не подходит в качестве антисептика. Дело в том, что она убивает создающие в организме защитный барьер лейкоциты и в конечном счете способствует выживанию в тканях болезнетворных бактерий.
Следующая случайность произошла с Флемингом в 1922 году, когда он открыл фермент, впоследствии названный лизоцимом. Этот фермент убивал некоторые бактерии, не причиняя вреда здоровым тканям. Случайность здесь заключалась в том, что ученый был не слишком-то аккуратен и не очень любил приводить в порядок свой лабораторный стол. Однажды, будучи простужен, он чихнул в чашку Петри, где выращивал бактерии в питательной среде, и не продезинфицировал ее, как того требовали правила. Через несколько дней по цвету остатков в этой чашке он обнаружил, что в местах, куда попала его слюна, бактерии были уничтожены.
Плесневелый грибок, содержащий пенициллин
Wikimedia Commons
Правда, в качестве антисептика лизоцим работал не слишком удачно: на большинство бактерий он действовал очень медленно, поэтому Флеминг поначалу стал использовать лизоцим при написании авангардных картин, где разные цвета на полотне создавались различными бактериями. Чтобы эти бактерии не переползали с одного цветового пятна на другое, он обрабатывал лизоцимом границы таких пятен.
Впрочем, в лаборатории Флеминг больше думал о поисках хорошего антисептика, чем о своей живописи. И в 1928 году история с его неаккуратностью повторилась. Каким-то чудом в одну из его не продезинфицированных чашек Петри, где он высеивал колонию золотистого стафилококка, попала плесень из соседней лаборатории - довольно редкий плесневый грибок Penicillium notatum . Через пару дней она растворила высеянную культуру, и там, где она попала в чашку, вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу.
Здесь Флеминга озарило: он предположил, что смертоносное влияние на бактерии оказал плесневый грибок. Это предположение подтвердилось, и ученый получил из этого грибка вещество интенсивного желтого цвета, которое он и назвал пенициллином.
Обнаружилось, что даже разведенный в 500-800 раз пенициллин подавлял рост не только стафилококков, но также и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих губительную для стафилококков дозу. Это означало, что пенициллин для людей безвреден.
На изучение свойств открытого им вещества Флеминг потратил около года, и, хотя в чистом виде так и не сумел его получить, он все же решил рассказать о нем коллегам.
Настоящим антибиотиком пенициллин Флеминга стал значительно позже, после того как его исследования в 1938 году продолжили профессор Оксфордского университета, патолог и биохимик Говард Флори и химик Эрнст Борис Чейн, эмигрировавший из Германии после прихода к власти нацистов. Спустя год попыток ученым удалось сделать то, что не удалось Флемингу, - получить первые 100 миллиграмм чистого пенициллина. Однако грибок, из которого пенициллин был получен, оказался слишком капризным, требовалось найти ему более «послушную» и эффективную замену.
Говард Флори и Эрнст Борис Чейн
Wikimedia Commons
Для этой цели Чейн привлек к работе других специалистов: бактериологов, химиков и врачей. Была сформирована так называемая Оксфордская группа. Работа группы оказалась удачной, и в 1941 году пенициллин впервые спас от верной смерти человека с заражением крови - им стал 15-летний подросток.
Разгоревшаяся к тому времени война не позволила наладить в Англии массовое производство пенициллина, и летом 1941 года Оксфордская группа отправилась совершенствовать технологию в США. На экстракте американской кукурузы выход пенициллина увеличился в 20 раз. Затем решили поискать новые штаммы плесени, более продуктивные, чем Penicillium notatum , когда-то прилетевший в окно Флемингу. В лабораторию группы стали поступать образцы плесеней со всего мира. Группа также пополнилась Мэри Хант, которую вскоре прозвали «Заплесневелой Мэри», ведь она закупала на рынке все заплесневелые продукты. Случилось так, что именно она принесла с рынка гнилую дыню, в которой и был найден тот высокопродуктивный штамм, который ученые и искали, - P. Chrysogenum .
На основе этого штамма была разработана технология массового производства пенициллина. В 1945 году выпуск этого лекарства достиг 15 тонн в год, а в 1950-м - 150 тонн.
Механизм действия пенициллинов оказался весьма сложным, и только в 1957 году его прояснил американский исследователь Джеймс Парк, который открыл нуклеотид, подавляющий рост клеточной стенки многих микробов.
Модель химической структуры пенициллина
Wikimedia Commons
Дальнейшие исследования показали и главный недостаток пенициллинов: болезнетворные микроорганизмы быстро привыкали к их присутствию. Так, если в 1945 году гонорея полностью излечивалась одной-единственной инъекцией пенициллина в 300 тысяч единиц, то в начале семидесятых для этого нужен был курс в десять раз более мощных инъекций. По состоянию же на 1998 год 78% гонококков развили устойчивость к антибиотикам группы пенициллина. По этой причине любой антибиотик был и остается главным лекарством XX века. В XXI веке ученые стоят перед проблемой создания нового лекарства, к которому микробы привыкнуть уже не смогут.
Любопытна судьба рождения пенициллина в СССР. В 1941 году разведка получила сведения о том, что в Англии создается чудодейственный антимикробный препарат на основе какого-то вида плесневых грибков. Тут же у нас начались работы в этом направлении, и уже в 1942 году микробиолог Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени Penicillium crustosum , взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году препарат был с успехом опробован на раненых солдатах.
Зинаида Ермольева
Wikimedia Commons
Однако советский пенициллин, при всей значительности этого результата, был несовершенен и не мог производиться в необходимых для фронта количествах. К тому же у пациентов из-за него сильно повышалась температура, тогда как западный пенициллин никаких побочных последствий не вызывал. Купить в США технологии массового производства этого «лекарства века» не представлялось возможным, поскольку за океаном существовал запрет на продажу любых технологий, связанных с пенициллином.
Ситуацию тогда спас Эрнст Чейн, который был автором английского патента на получение пенициллина. Он предложил свою помощь Советскому Союзу, и в 1948 году с его помощью наши ученые сумели разработать необходимую технологию, по которой один из московских фармацевтических заводов тут же стал производить лекарство.
В 1945 году Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Борис Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».
В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах.
11 марта 1955 года Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача.
Всемирно известный изобретатель антибиотиков – шотландский ученый Александр Флеминг, которому приписывают открытие пенициллинов из плесневых грибов. Это был новый поворот в развитии медицины. За такое грандиозное открытие изобретатель пенициллина получил даже Нобелевскую премию. Ученый достиг истины исследовательским путем, спас от смерти ни одно поколение людей. Гениальное изобретение антибиотиков позволило истреблять патогенную флору организма без серьезных последствий для здоровья.
Что такое антибиотики
С момента появления первого антибиотика прошло уже много десятилетий, но об этом открытии хорошо знают медицинские работники во всем мире, простые обыватели. Сами по себе антибиотики – это отдельная фармакологическая группы с синтетическими компонентами, цель которых – нарушить целостность мембран патогенных возбудителей, прекратить их дальнейшую активность, незаметно вывести из организма, предотвратить общую интоксикацию. Первые антибиотики и антисептики появились в 40-х годах прошлого века, с того времени их ассортимент значительно пополнился.
Полезные свойства плесени
От повышенной активности болезнетворных бактерий хорошо помогают антибиотики, которые были выработаны из плесневых грибов. Лечебное действие антибактериальных препаратов в организме системное, все это благодаря полезным свойствам плесени. Первооткрывателю Флемингу лабораторным методом удалось выделить пенициллин, польза такого уникального состава представлена ниже:
- зеленая плесень подавляет бактерии устойчивые к другим лекарственным средствам;
- польза плесневого грибка очевидна при лечении брюшного тифа;
- плесень истребляет такие болезненные бактерии, как стафилококки, стрептококки.
Медицина до изобретения пенициллина
В средние века человечество знало о колоссальной пользе плесневого хлеба и отдельного вида грибов. Такие лекарственные компоненты активно использовали для обеззараживания гнойных ран участников боевых действий, исключения заражения крови после оперативного вмешательства. До научного открытия антибиотиков было еще много времени, поэтому положительный аспект пенициллинов медики черпали из окружающей природы, определили путем многочисленных экспериментов. Проверяли эффективность новых средств на раненых бойцах, женщинах в состоянии родильной горячки.
Как лечили инфекционные заболевания
Не зная мир антибиотиков, люди жили по принципу: «Выживает только сильнейший», по принципу естественного отбора. Женщины умирали от сепсиса при родах, а бойцы – от заражения крови и нагноения открытых ран. Найти средство для эффективного очищения ран и исключения инфицирования в то время не могли, поэтому чаще знахари и врачеватели пользовались местными антисептиками. Позже, в 1867 году хирург из Великобритании определил инфекционные причины появления нагноения и пользу карболовой кислоты. Тогда это было основное лечение гнойных ран, без участия антибиотиков.
Кто изобрел пенициллин
На главный вопрос, кто открыл пенициллин, имеется несколько противоречивых ответов, однако официально считается, что создатель пенициллина – шотландский профессор Александр Флеминг. С детства будущий изобретатель мечтал найти уникально лекарство, поэтому поступил в медицинскую школу на базе госпиталя Святой Марии, которую окончил в 1901 году. Колоссальную роль при открытии пенициллина сыграл Алмрот Райт, изобретатель вакцины против брюшного тифа. С ним Флемингу посчастливилось посотрудничать в 1902 году.
Учился молодой микробиолог в академии Килмарнок, затем переехал в Лондон. Уже в статусе дипломированного ученого Флемминг открыл существование penicillium notatum. Научное открытие было запатентовано, ученый после окончания Второй Мировой войны в 1945 году даже получил Нобелевскую премию. До этого работа Флеминга была не раз отмечена премиями и ценными наградами. Принимать антибиотики в целях эксперимента человек начал в 1932 году, а до этого исследования проводились преимущественно на лабораторных мышах.
Разработки европейских ученых
Основателем бактериологии и иммунологии является французский микробиолог Луи Пастер, который в девятнадцатом веке подробно описал пагубное воздействие почвенных бактерий на возбудителей туберкулеза. Всемирно известный ученый лабораторными методами доказал, что одни микроорганизмы – бактерии могут быть истреблены другими – плесневыми грибами. Начало научных открытий было положено, перспективы открывались грандиозные.
Известный итальянец Бартоломео Гозио в 1896 году в своей лаборатории изобрел микофеноловую кислоту, которую стали называть одним из первых антибиотических средств. Тремя годами позднее немецкие врачи Эммерих и Лов открыли пиоценазу – синтетическое вещество, способное снижать патогенную активность возбудителей дифтерии, тифа и холеры, демонстрировать устойчивую химическую реакцию против жизнедеятельности микробов в питательной среде. Поэтому споры в науке на тему, кто изобрел антибиотики, не стихают и в настоящее время.
Кто изобрел пенициллин в России
Два российских профессора – Полотебнов и Манассеин спорили на тему происхождения плесни. Первый профессор утверждал, что от плесени пошли все микробы, а второй был категорически против. Манассеин стал исследовать зеленую плесень и обнаружил, что вблизи ее локализации полностью отсутствуют колонии патогенной флоры. Второй ученый занялся изучением антибактериальных свойств такого натурального состава. Такая нелепая случайность в перспективе станет истинным спасением для всего человечества.
Русский ученый Иван Мечников изучил действие ацидофильных бактерий с кисломолочными продуктами, которые благотворно воздействуют на системное пищеварение. Зинаида Ермольева вообще стояла у истоков микробиологии, стала основательницей известного антисептика лизоцима, а в истории известна, как «Госпожа пенициллин». Свои открытия Флеминг реализовал в Англии, параллельно над разработкой пенициллина трудились отечественные ученые. Американские ученые тоже не сидели зря.
Изобретатель пенициллина в США
Американский исследователь Зельман Ваксман параллельно занимался разработкой антибиотиков, но на территории США. В 1943 году ему удалось получить эффективный в отношении туберкулеза и чумы синтетический компонент широкого спектра действия под названием стрептомицин. в дальнейшем было налажено его промышленное производство, чтобы с практической позиции уничтожить вредную бактериальную флору.
Хронология открытий
Создание антибиотиков было постепенным, при этом использовался колоссальный опыт поколений, доказанные общенаучные факты. Чтобы антибактериальная терапия в современной медицине получилась настолько успешной, многие ученые «приложили к этому руку». Изобретателем антибиотиков официально считается Александр Флеминг, но помощь пациентам оказали и другие легендарные личности. Вот что необходимо знать:
- 1896 г - Б. Гозио создал микофеноловую кислоту против сибирской язвы;
- 1899 г - Р. Эммерих и О. Лоу открыли местный антисептик на основе пиоценазы;
- 1928 г - А. Флеминг открыл антибиотик;
- 1939 г - Д. Герхард получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за антибактериальное действие пронтозила;
- 1939 г - Н. А. Красильников и А. И. Кореняко стали изобретателями антибиотика мицетин, Р. Дюбо открыл тиротрицин;
- 1940 г - Э. Б. Чейн и Г. Флори доказали существование стабильного экстракта пенициллина;
- 1942 г - З. Ваксман предложил создание медицинского термин «антибиотик».
История открытия антибиотиков
Стать медиком изобретатель решил по примеру своего старшего брата Томаса, который в Англии получил диплом и работал врачом-офтальмологом. В его жизни случилось много интересных и судьбоносных событий, которые позволили ему сделать это грандиозное открытие, предоставили возможность продуктивно уничтожать патогенную флору, обеспечить гибель целых колоний бактерий.
Исследования Александра Флеминга
Открытию европейских ученых предшествовала необычная история, произошедшая в 1922 году. Простудившись, изобретатель антибиотиков не надел при работе маску и случайно чихнул в чашку Петри. Через некоторое время неожиданно обнаружил, что в месте попадания слюны вредные микробы погибли. Это был существенный шаг в борьбе с болезнетворной инфекций, возможность вылечить опасную болезнь. Результату такого лабораторного исследования был посвящен научный труд.
Следующее судьбоносное совпадение в трудовой деятельности изобретателя произошло шестью годами позднее, когда в 1928 году ученый уехал на месяц отдыхать с семьей, предварительно сделав посевы стафилококка в питательной среде из агар-агара. По возвращению обнаружил, что плесень отгородилась от стафилококков прозрачной жидкостью, нежизнеспособной для бактерий.
Получение активного действующего вещества и клинические исследования
Учитывая опыт и достижения изобретателя антибиотиков, ученые микробиологии Говард Флори и Эрнст Чейн в Оксфорде решили пойти дальше и занялись получением пригодного к массовому использованию препарата. Лабораторные исследования проводились на протяжении 2 лет, в результате чего было определено чистое действующее вещество. Испытывал его в обществе ученых сам изобретатель антибиотиков.
При помощи такой инновации Флори и Чейн вылечили несколько осложненных случаев прогрессирующего сепсиса и пневмонии. В дальнейшем разработанные в лабораторных условиях пенициллины начали успешно лечить такие страшные диагнозы, как остеомиелит, газовая гангрена, родильная горячка, стафилококковая септицемия, сифилис, сифилис, другие инвазивные инфекции.
В каком году изобрели пенициллин
Официальная дата общенародного признания антибиотика – 1928 год. Однако такого рода синтетические вещества были выявлены и раньше – на внутреннем уровне. Изобретатель антибиотиков – Александр Флеминг, но за это почетное звание могли посоперничать европейские, отечественные ученые. Шотландцу удалось прославить свое имя в истории, благодаря этому научному открытию.
Запуск в массовое производство
Поскольку открытие было официально признано в период Второй Мировой войны, очень сложно было наладить производство. Однако все понимали, что с его участием можно спасти миллионы жизней. Поэтому в 1943 году в условиях боевых действий серийным выпуском антибиотических средств занялась ведущая американская компания. Таким способом удалось не только сократить показатели смертности, но и увеличить продолжительность жизни мирного населения.
Применение в годы второй мировой войны
Такое научное открытие было особенно уместно в период боевых действий, поскольку люди тысячами умирали от гнойных ран и масштабного заражения крови. Это были первые эксперименты на людях, которые давали устойчивый терапевтический эффект. После окончания войны производство таких антибиотиков не просто продолжилось, но и в разы повысилось по объемам.
Значение изобретения антибиотиков
Современное общество по сей день должно быть благодарно, что ученые своего времени сумели придумать эффективные против инфекций антибиотики и воплотили свои разработки в жизнь. Таким фармакологическим назначением могут смело воспользоваться взрослые и дети, вылечить ряд опасных заболеваний, избежать потенциальных осложнений, летального исхода. Изобретатель антибиотиков не забыт в нынешнее время.
Положительные моменты
Благодаря антибиотическим средствам, смерть от пневмонии и родовой горячки стала редкостью. Кроме того, наблюдается положительная динамика при таких опасных заболеваниях, как брюшной тиф, туберкулез. С помощью уже современных антибиотиков можно истребить патогенную флору организма, вылечить опасные диагнозы еще на ранней стадии инфицирования, исключить глобальное заражение крови. Заметно снизился и показатель детском смертности, женщины при родах умирают гораздо реже, чем в средние века.
Отрицательные аспекты
Изобретатель антибиотиков тогда не знал, что со временем патогенные микроорганизмы адаптируются в антибиотической среде и перестанут погибать под воздействием пенициллина. Кроме того, не существует лекарство от всех возбудителей, изобретатель такой разработки еще не появился, хотя современные ученые к этому стремятся годами, десятилетиями.
Генные мутации и проблема резистентности бактерий
Патогенные микроорганизмы по своей природе оказались так называемыми «изобретателями», поскольку под воздействием антибиотических препаратов широкого спектра действия способны постепенно мутировать, приобретая повышенную устойчивость к синтетическим веществам. Вопрос резистентности бактерий для современной фармакологии стоит особенно остро.
Видео
Пенициллин - легендарный препарат. С него началась эра антибиотиков, которые спасли миллионы человеческих жизней. До сих пор данное средство используется в терапии некоторых инфекций. Сегодня антибиотики модно ругать, приписывая им все мыслимые и немыслимые недостатки. Но с появлением пенициллина мир изменился навсегда и, безусловно, стал лучше.
Кто открыл Пенициллин?
В начале XX века средство для борьбы с инфекциями стало вящей необходимостью. Население росло, особенно в промышленных городах. И при такой скученности любая инфекция грозила масштабной эпидемией.
Ученые уже знали многое о бактериях, были выделены и изучены возбудители наиболее распространенных и опасных заболеваний, применялись и некоторые препараты. Но по-настоящему эффективного лекарства - не существовало.
В конце 20-х годов прошлого века (1881 - 1955 гг.) активно изучал патогенные микроорганизмы, в том числе, стафилококки - причину множества заболеваний.
История открытия
В литературе, в том числе художественной, красочно описано, что шотландский ученый был неаккуратен и не деактивировал культуры бактерий сразу же, после работы с ними. И однажды он заметил, что выросшая плесень растворила колонии в одной из чашек Петри.
Нужно понимать, что это была не обычная плесень, а занесенная из соседней лаборатории. Выяснилось, что она относится к роду Penicillium (пенициллум). По поводу ее разновидности были сомнения, но специалисты определили, что это penicillium notatum .
Флеминг начал выращивать данный грибок в бутылях с питательным бульоном и проводить испытания. Выяснилось, что даже при сильном разведении, этот антисептик способен подавлять рост и размножение не только стафилококка, но и других патогенных кокков (гонококка, пневмококка), дифтерийной палочки. В то же время, холерные вирионы, возбудители тифа и паратифа не реагировали на действие penicillium notatum.
Но главные вопросы заключались в том, как выделить чистое вещество, уничтожающее бактерии, как сохранить надолго его активность? - Ответа на них не было. Флеминг пытался использовать бульон местно - для обработки гнойных ран, для закапывания в глаза и в нос (при , ринитах). Но массированные исследования зашли в тупик.
В 40-х годах попытки выделить чистый пенициллин продолжила так называемая Оксфордская группа микробиологов. Хоуард Уолтер Флори и Эрнест Чейн получили порошок, который можно было разводить и делать инъекции.
Исследования подхлестнула Вторая Мировая Война. В 1941 году к исследованиям подключились американцы, которые изобрели более эффективную технологию получения пенициллина. Это лекарство было необходимо на фронтах, где любое ранение и даже просто ссадина грозили заражением крови и смертью.
Советское правительство обратилось к союзникам с просьбой предоставить новое лекарство, но не получило ответа. Тогда собственную работу начал Институт Экспериментальной Медицины во главе с З. В. Ермольевой . Было исследовано несколько десятков вариантов грибка Penicillium и выделен наиболее активный - Penicillium crustosum . В 1943 году отечественный «пенициллин-крустозин» начали выпускать в промышленных масштабах.
Этот препарат оказался эффективнее американского. Сам Флори посетил Москву, чтобы убедиться в этом. Он, тоже, захотел получить исходную культуру нашего антибиотика. Ему не отказали, но выдали уже известный на западе Penicillium notatum.
Современное понятие об антибиотиках
Противомикробные лекарства сегодня подразделяют на множество групп. По способу производства их делят на:
- Биосинтетические - природные - их выделяют из культур микроорганизмов;
- Полусинтетические - их получают путем химической модификации веществ, выделяемых микроорганизмами.
Широко используется классификация по химическому составу:
- β-лактамные - пенициллин, цефалоспорин и т.д.;
- Макролиды - эритромицин и т.д.;
- Тетрациклины и так далее.
Делят антибиотики и по спектру действия: широкого спектра, узкого спектра. По преимущественному эффекту:
- бактериостатические - останавливают деление бактерий;
- бактерицидные - уничтожают взрослые формы бактерий.
Современный пенициллин и природные антибиотики
Сегодня родоначальник всех антибиотиков называется бензилпенициллин . Это β-лактамный природный препарат бактерицидного действия. В чистом виде он не отличается широким спектром действия. К нему чувствительны некоторые виды грамотрицательных бактерий, анаэробов, спирохет и некоторые другие возбудители.
Именно к природным пенициллинам можно отнести большинство «претензий», которые сейчас любят предъявлять ко всем антибиотикам:
- Они часто вызывают аллергию - реакции немедленного и замедленного типа. Причем, это относится к любым средствам, в которых присутствует пенициллин, включая косметику и пищевые продукты.
- Описано и токсическое действие пенициллинов на нервную систему, слизистые (возникают воспаления), почки.
- При подавлении одних микроорганизмов могут чрезвычайно размножиться другие. Так возникают суперинфекции - например, .
- Это лекарство необходимо вводить в уколах - в желудке он разрушается. Кроме того, препарат быстро выводится, что требует частых инъекций.
- Многие штаммы микроорганизмов имеют или вырабатывают устойчивость к его действию. Зачастую в этом виноваты люди, которые неправильно используют антибиотик.
Но важно понимать, что такой (и более широкий) список нежелательных эффектов пенициллинов появился благодаря их прекрасной изученности. Все эти недостатки не делают данный препарат «ядовитым» и не перекрывают очевидной пользы, которую он до сих пор приносит пациентам.
Достаточно сказать, что всеми международными медицинскими организациями признана возможность лечения пенициллином беременных женщин.
Для расширения спектра действия природного антибиотика его комбинируют с веществами, уничтожающими защиту бактерий - ингибиторы β-лактамаз (сульбактам, клавулоновую кислоту и т.д.). Разработаны и формы пролонгированного действия.
Преодолеть недостатки природного пенициллина помогают современные полусинтетические модификации.
Антибиотики группы пенициллинов
Природные пенициллины:
- бензилпенициллин (пенициллин G);
- феноксиметилпенициллин (пенициллин V);
- бензатина бензилпенициллин;
- бензилпенициллин прокаин;
- бензатина феноксиметилпенициллин.
Полусинтетические пенициллины:
Расширенного спектра действия -
Против синегнойной палочки -
- Тикарциллин;
- Азлоциллин;
- Пиперациллин;
Против стафилококка -
- Оксациллин;
Комбинированные с ингибиторами бета-лактамаз -
- Ампициллин/сульбактам.
Как разводить пенициллин
При каждом назначении антибиотика - врач должен указать точные дозы и кратность разведения. Попытки «угадать» их самостоятельно приведут к тяжелым последствиям.
Стандартом разведения пенициллина является 100 000 ЕД на 1 мл растворителя (им может служить стерильная вода для инъекций или физраствор). Для разных препаратов рекомендованы разные растворители.
Для процедуры вам потребуется 2 шприца (или 2 иглы) - для разведения и для инъекции.
- Соблюдая правила асептики и антисептики, вскройте ампулу с растворителем и наберите нужное количество жидкости.
- Проколите иглой под углом 90 градусов резиновую крышечку флакона с порошком пенициллина. Кончик иглы должен показаться с внутренней стороны крышечки не более, чем на 2 мм. Введите растворитель (нужное количество) во флакон. Отсоедините шприц от иглы.
- Встряхните флакон до полного растворения порошка. Наденьте шприц на иглу. Переверните флакон вверх донышком и наберите в шприц нужную дозу лекарства. Снимите флакон с иглы.
- Смените иглу на новую - стерильную, закрытую колпачком. Сделайте укол.
Нужно готовить препарат непосредственно перед уколом - активность пенициллина в растворе резко снижается.
Открытие пеницилина принадлежит Александру Флемингу. Когда он умер, то его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с его именем
Шотландский бактериолог Александр Флеминг (1881-1955) родился в графстве Эйршир в семье фермера Хью Флеминга и его второй жены Грейс (Мортон) Флеминг.
Александр посещал маленькую сельскую школу, расположенную неподалеку, а позже Килмарнокскую академию, рано научился внимательно наблюдать за природой. В возрасте 13 лет он вслед за старшими братьями отправился в Лондон, где работал клерком, посещал занятия в Политехническом институте на Риджент-стрит, а в 1900 году вступил в Лондонский шотландский полк.
По совету старшего брата он подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу. На экзаменах Флеминг получил самые высокие баллы и стал стипендиатом медицинской школы при больнице св. Марии. Александр изучал хирургию и, выдержав экзамены, в 1906 году стал членом Королевского колледжа хирургов. Оставаясь работать в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы св. Марии, он в 1908 году получил степени магистра и бакалавра наук в Лондонском университете.
В то время врачи и бактериологи полагали, что дальнейший прогресс будет связан с попытками изменить, усилить или дополнить свойства иммунной системы. Открытие в 1910 году сальварсана Паулем Эрлихом лишь подтвердило эти предположения. Эрлих был занят поисками того, что он называл «магической пулей», подразумевая под этим такое средство, которое уничтожало бы попавшие в организм бактерии, не причиняя вреда тканям организма больного и даже взаимодействуя с ними.
Лаборатория Райта была одной из первых, получивших образцы сальварсана для проверки. В 1908 году Флеминг приступил к экспериментам с препаратом, используя его также в частной медицинской практике для лечения сифилиса. Прекрасно осознавая все проблемы, связанные с сальварсаном, он, тем не менее, верил в возможности химиотерапии. В течение нескольких лет, однако, результаты исследований были таковы, что едва ли могли подтвердить его предположения.
Из коридора через приоткрытую в маленькую, тесную лабораторию дверь можно было видеть доктора Александра Флеминга, суетившегося в тесном, заставленном множеством вещей помещении. Вот он переставляет с места на место чашки Петри,... тщательно осматривает их и сортирует по каким-то, одному ему известным, признакам. Ему необходимо написать для учебника бактериологии главу о стрептококках. Для этого ему надо провести ряд опытов на многочисленных колониях этих микробов. Он наполняет чашки Петри агар-агаром, который остывая образует на дне чашек гладкую пленку; на нее он садит культуру бактерий. В этой превосходной питательной среде, при соответствующей температуре бактерии развиваются и образуют крупные колонии, похожие на разветвленные комки янтарного цвета.
В лаборатории Флеминга его ужаснейшим врагом была плесень. Обыкновенная зеленовато-серая плесень, которая берется неведомо откуда во влажных углах плохо проветриваемых помещений, покрывает несвежие продовольственные продукты, если их плохо хранят. Плесень - это не что иное, как микроскопический грибок, возникающий из еще меньших зародышей, тысячи которых носятся в воздухе. Как только зародыши попадают в благоприятную для них среду, начинают очень быстро разрастаться.
Флеминг не раз, поднимая крышку чашки Петри, с досадой убеждался, что культуры стрептококков загрязнены плесенью. И действительно, в лаборатории достаточно было оставить чашку Петри на несколько часов без крышки, как весь питательный слой покрывался плесенью. Немалых трудов стоила Флемингу борьба с нежелательными примесями то на одной, то на другой чашке. Однажды, на одной из чашек Флеминг увидел странное явление и долго присматривался к нему. Как бывало уже не раз, чашку покрывала плесень, но в отличие от других чашек здесь вокруг колонии бактерий образовалась небольшая круглая лысинка. Возникало впечатление, что бактерии не размножались вокруг плесени, хотя на остальной поверхности агар-агара, на некотором расстоянии от плесени, бактерии разрослись, притом довольно сильно.
„Случайность, или закономерность?" - задумался Флеминг. Чтобы ответить на этот вопрос, Флеминг поместил небольшое количество плесени в пробирку с питательным бульоном: он хотел прежде всего сохранить странную плесень. А чашку с плесенью он поставил на письменном столе среди других, интересных образцов. Тогда он и не думал, что эта чашка будет его самым драгоценным сокровищем и, что в ней он найдет решение проблемы, которой посвятил всю жизнь. Из микроскопического кусочка плесени Флеминг получил большую колонию. Потом он помещал часть этой плесени на чашки, где культивировал разные бактерии.
Оказалось, что некоторые виды бактерий прекрасно уживаются с плесенью, но стрептококки и стафилококки в присутствии плесени не развивались. Многочисленные прежде опыты с размножением вредносных бактерий показали, что некоторые из них способны уничтожать других и не допускают их развития в общей среде. Это явление было названо „антибиозом" от греческого „анти" - против и „биос" - жизнь. Работая над нахождением действенного противомикробного средства, Флеминг об этом прекрасно знал. У него не было никаких сомнений, что на чашке с таинственной плесенью он встретился с явлением антибиоза. Он начал тщательно исследовать плесень. Спустя некоторое время ему удалось даже выделить из плесени противомикробное вещество. Поскольку плесень, с которой он имел дело, носила видовое латинское название Penicilium notatum полученное вещество он назвал пенициллином. Таким образом, в 1929 году, в лаборатории лондонской больницы св. Марии родился хорошо известный нам пенициллин.
Предварительные испытания вещества на подопытных животных показали, что даже при инъекции в кровь оно не приносит вреда, и одновременно в слабых растворах прекрасно подавляет стрептококки и стафилококки. Ассистент Флеминга, доктор Стюарт Греддок, заболевший гнойным воспалением так называемой гайморовой полости, был первым человеком, который решился принять давку пенициллина. Ему ввели в полость небольшое количество вытяжки из плесени, и уже через три часа можно было убедиться, что состояние его здоровья значительно улучшилось. Было ясно, что Флеминг выиграл крупное сражение с бактериями. Но война человечества с микробами еще не закончилась: необходимо было разработать промышленные методы производства пенициллина. Над этой проблемой Флеминг работал больше двух лет, но успеха не добился. Этим и объясняется факт, что первая статья с донесением о противомикробных свойствах пенициллина была написана Флемингом спустя три года после окончания опытов по его практическому применению.
Безуспешны были и попытки промышленного производства пенициллина, осуществленные другими исследователями. Но вот в середине 1939 года два ученых из Оксфорда: врач Эдуард Говард Фрей и химик Дж. Эрнест Чейн взялись за это дело. После двух лет разочарований и поражений им удалось получить несколько граммов коричневого порошка, который уже можно было испытать на 117 людях. Это был хотя и не совсем чистый, но достаточно качественный кристаллический пенициллин. Первые инъекции нового средства были сделаны человеку 12 февраля 1941 года. Один из лондонских полицейских во время бритья порезался бритвой. Развилось заражение крови. Первый укол пенициллина сделали умирающему пациенту. Состояние больного сразу улучшилось. Но пенициллина было слишком мало, запас его быстро иссяк. Болезнь возобновилась, и пациент умер. Несмотря на это, наука торжествовала, так как было убедительно доказано, что пенициллин прекрасно действует против заражения крови. Через несколько месяцев ученым удалось накопить такое количество пенициллина которого могло с избытком хватить для спасения человеческой жизни.
Счастливцем был пятнадцатилетний мальчик, больной заражением крови, которое не поддавалось лечению. Это был первый человек, которому пенициллин спас жизнь. В это время весь мир уже три года был охвачен пожаром войны. От заражения крови и гангрены гибли тысячи раненых. Требовалось огромное количество пенициллина. Фрей выехал в Соединенные Штаты Америки, где ему удалось заинтересовать производством пенициллина правительство и крупные промышленные концерны.
