Как ни печально, до 20 века многие болезни были неизлечимы, а лечение других требовало недюжинных способностей как врача, так и пациента, и изрядной доли везения. Впрочем, медики, всерьёз озабоченные проблемами выживаемости своих пациентов, искали решения, которые позволили бы успешно бороться с заболеваниями.
Когда стало известно, что причиной многих заболеваний, а также послеоперационных осложнений (главным образом в военных полевых госпиталях) являются микроорганизмы - бактерии и микробы, начались поиски способов по из обезвреживанию.
Довольно быстро пришли к выводу, что бороться с болезнетворными бактериями можно с помощью других микроорганизмов, враждебным к болезнетворным. Эта идея возникла еще в 19 веке. Так, например, знаменитый французский микробиолог, Луи Пастер открыл, что бациллы сибирской язвы погибают под действием некоторых других микробов. Но на поиски наиболее действенных способов решения имеющейся задачи требовалось невероятное количество времени, терпения и труда.
Или вмешательства Его Величества Случая, без которого, кажется, не было сделано ни одно по-настоящему великое открытие. С пенициллином вышло именно так: случай и блестящая догадка.
Полезная плесень
Всё начинается с плесени. С самой обыкновенной зеленовато-серой плесени, которая берется неизвестно откуда в углах плохо проветриваемых помещений или покрывает несвежие продовольственные продукты.
Плесень - это микроскопический грибок, возникающий из еще меньших зародышей, тысячи которых носятся в воздухе. При попадании в благоприятную для роста среду, они начинают очень быстро разрастаться.
Об антибактериальном эффекте плесени, а точнее одной из её разновидностей - грибка Penicillium - было известно еще в незапамятные времена. Упоминания об использовании плесени для лечения гнойных заболеваний встречаются в трудах Авиценны (11 век) и Филиппа фон Гогенгейма, более известного под именем Парацельс (16 век).
Бактерицидные свойства плесени активно обсуждались и исследовались и в 19 веке. А в 60-ых годах позапрошлого века между двумя российскими медиками - Алексеем Полотебновым и Вячеславом Манассеиным - даже разгорелась самая настоящая научная дискуссия.
А.Полотебнов утверждал, что плесень - родоначальник всех микробов, в то время как В.Манассеин отстаивал совершенно противоположную точку зрения. Для подтверждения своих утверждений, он занялся исследованиями культур зелёной плесени.
Он посеял споры плесени в питательную среду и по результатам наблюдений отметил: там, где рос плесневой грибок, бактерии не развивались. Из этого был сделан закономерный вывод о том, что плесневой грибок препятствует росту других микроорганизмов.
Тот же процесс затем пронаблюдал и А.Полотебнов, признавший в итоге, что отстаивал неверную точку зрения. Полотебнов настолько заинтересовался результатами опытов, что занялся собственными исследованиями бактерицидных свойств плесени. Он даже применял полученные культуры плесени для лечения трудно заживающих кожных язв.
Попытка увенчалась успехом: язвы, покрытые эмульсией, в которой содержался плесневой грибок, быстро заживали. В одной из своих публикаций 1872 года А.Полотебнов рекомендовал использовать плесень для лечения кожных повреждений, однако его идея не завоевала популярность и была, можно сказать, забыта.
Александр Флеминг
Именно он "открыл" чудодейственный пенициллин повторно, спустя полвека после работ В.Манассеина и А.Полотебнова. Несколько фактов из биографии А.Флеминга.
Александр Флеминг, родился 6 августа 1881 года, шотландский бактериолог, был членом Королевского колледжа хирургов. После вступления Британии в первую мировую войну Флеминг служил капитаном в медицинском корпусе Королевской армии, участвовал в военных действиях во Франции.
Одним из первых открытий Флеминга стало заключение о том, что карболовая кислота (фенол), 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 ряда неудачных попыток выделить возбудителя простудных заболеваний Флеминг открыл (чисто случайно!) лизоцим - фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. Название открытого фермента было придумано профессором Райтом.
Увы, о широком применении лизоцима не могло идти и речи: перспективы медицинского использования лизоцима оказались довольно ограниченными. Впрочем, это подтолкнуло Флеминга к поиску других антибактериальных препаратов.
Так в 1928 году, благодаря очередной счастливой случайности и наблюдательности учёного, был открыт пенициллин.
Открытие пенициллина
Какой набор случайных совпадений привёл к эпохальному открытию - достоверно установить проблематично. Даже рассказы о том, как Флеминг обнаружил необычные свойства плесени в чашке Петри на своём лабораторном столе довольно противоречивы.
По одним данным Флеминг не отличался особой аккуратностью и 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.
По другой версии, плесень "надуло" в случайно оставленную открытой чашку Петри с культурой стафилококков из распахнутого настежь окна.
Ну а по третьей версии события развивались несколько иначе. Флеминг был очень аккуратен в обращении с культурами кокков в лабораторной посуде, так как если их оставляли не закрытыми, они моментально покрывались плесенью. На одну из таких случайно забытых чашек Флеминг и обратил своё внимание, когда обнаружил, что культура покрылась плесенью, но как-то по-особенному: между плесенью и колониями бактерий образовались светлые и прозрачные пятна - плесень как бы стесняла микробов, не давая им расти около себя. Тогда Флеминг решил сделать более масштабный опыт: пересадил грибок в большой сосуд и стал наблюдать за его развитием.
Спорить о том, как оно было на самом деле бесполезно. Тем более, сегодня открытие пенициллина - свершившийся факт.
Флеминг проникся значимостью своего открытия не сразу. Первое время он рисовал пенициллином картины . Правда, параллельно с этим он изучал свойства вещества, проводя ряд опытов на животных. Отрицательных реакций не наблюдалось, на содержании лейкоцитов в крови не менялось, а бактерицидный свойства пенициллина были очевидны.
Первым человеком, к которому был применён пенициллин, был ассистент Флеминга доктор Стюарт Греддок, заболевший гайморитом. Ему ввели в гайморову полость небольшое количество вещества, и уже через три часа состояние его здоровья значительно улучшилось.
Так 13 сентября 1929 года на заседании медицинского исследовательского клуба при Лондонском университете Александр Флеминг сообщил о своих исследованиях.
Очистка и массовое производство пенициллина
До широкого применения пенициллина в медицинне было ещё далеко: необходимо было очистить полученное вещество от посторонних примесей. Удалось этого добиться далеко не сразу: только в 1938 году группа ученых Оксфордского университета, получившая на проведение исследований грант в размере $5 тысяч от фонда Рокфеллера, сумела добиться нужного результата.
Возглавлял группу профессор Оксфорда Говард Флори, а в состав группы входили: биохимик Эрнст Чейн, конструктор Норман Хитли, который с успехом использовал новейшие для того времени технологии лиофилизации (выпаривание посредством низких температур), а также Александр Флеминг - душа проекта. За своё открытие учёные в 1945 году получили Нобелевскую премию
Шла Вторая мировая война и наладить массовое производство лекарства в Англии не было никакой возможности. Осенью 1941 года Флори и Хитли отправились в Америку, где предложили технологию производства пенициллина председателю научно-исследовательского медицинского совета США Альфреду Ричардсу. Согласие на финансирование программы было получено на высочайшем уровне.
Американцам удалось разработать эффективную технологию глубинного брожения. Первый завод стоимостью в 200 млн долларов был построен менее чем за год, причем батареи его огромных ферментеров, где выращивалась плесень, напоминали оборудование для обогащения урана.
Вслед за этим в США и Канаде были построены новые заводы. Производство пенициллина росло как на дрожжах: июнь 1943 года - 0,4 млрд. единиц, сентябрь - 1,8 млрд., декабрь - 9,2 млрд., март 1944 года - 40 млрд. единиц. Уже в марте 1945 года пенициллин появился в американских аптеках.
После окончания войны вышел скандал: Америка всерьёз настраивалась присвоить идею и технологию производства себе, но с помощью нескольких публикаций в прессе англичане убедительно доказали всему миру свой приоритет в изобретении пенициллина.
Пенициллин в России
В годы Великой Отечественной Иосиф Сталин добивался увеличения поставок в СССР американского пенициллина. При этом он настаивал на том, что производство этого лекарства должно быть освоено и в СССР. Даже велись переговоры с американцами о покупке лицензии на производство пенициллина.
Представители США озвучили астрономическую сумму, да ещё и дважды её повышали, аргументируя это "ошибкой в предварительных расчётах". В итоге микробиолог Зинаида Ермольева занялась производством отечественного аналога, получившего название крустозин . По своим свойствам это вещество значительно уступало пенициллину, да и технология его производства была невероятно дорогой.
Кончилось всё это тем, что лицензия на производство пенициллина была куплена у Эрнста Чейна, после чего НИИ эпидемиологии и гигиены Красной Армии, под руководством Николая Копылова, освоил эту технологию и запустил ее в производство.
Основным производственным штаммом была культура Penicillium chrysogenum. В 1945 году после испытаний отечественного пенициллина коллектив института во главе с Копыловым был удостоен Сталинской премии. Ермольева же и её крустазин были преданы забвению.
Несмотря на все замечательные свойства антибиотиков вообще и пенициллина в частности, сегодня учёные озабочены тем, насколько быстро большинство бактерий и микробов вырабатывает устойчивость к их воздействию.
Так директором Европейского регионального бюро Всемирной организации здравоохранения был сделан неутешительный вывод: "Ещё Александр Флеминг предостерегал, что чрезмерное увлечение антибиотиками формирует у бактерий сопротивляемость к этим медикаментам. Если все будет идти так же, как и сейчас, то вскоре наступит время, когда против некоторых бактерий просто не будет лекарств".
Наша редакция желает читателям крепкого здоровья и напоминает, что препараты, являющиеся антибиотиками, отпускаются из аптек только по рецепту врача . Будьте здоровы!
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.
В начале прошлого столетия многие болезни были неизлечимы или с трудом подвергались лечению. Люди умирали от банальной инфекции, сепсиса и пневмонии.
Wikimedia Commons / Carlos de Paz ()
Настоящий переворот в медицине произошел в 1928 году, когда был открыт пенициллин. За всю человеческую историю еще не было такого лекарственного средства, которое спасло бы так много жизней, как этот антибиотик.
За десятки лет он излечил миллионы людей и до сегодняшнего дня остается одним из самых эффективных лекарственных препаратов. Что же такое пенициллин? И кому человечество обязано его появлением?
Что такое пенициллин?
Пенициллин входит в группу биосинтетических антибиотиков и оказывает бактерицидное действие. В отличие от многих других антисептических лекарственных средств он безопасен для человека, поскольку клетки грибков, входящих в его состав, кардинальным образом отличаются от наружных оболочек человеческих клеток.
Действие препарата базируется на угнетении жизнедеятельности болезнетворных бактерий. Он блокирует вырабатываемое ими вещество пептидогликан, благодаря чему препятствует образованию новых клеток и разрушает уже существующие.
Для чего нужен пенициллин?
Пенициллин способен уничтожать грамположительные и грамотрицательные бактерии, анаэробные палочки, гоноккоки и актиномицеты.
С момента своего открытия он стал первым действующим препаратом против воспаления легких, инфекций кожи и желчных путей, сибирской язвы, ЛОР-заболеваний, сифилиса и гонореи.
В наше время многие бактерии сумели адаптироваться к нему, мутировали и образовали новые виды, однако до сих пор антибиотик успешно используется в хирургии для лечения острых гнойных болезней и остается последней надеждой для больных менингитом и фурункулезом.
Из чего состоит пенициллин?
Главная составляющая пенициллина – плесневый грибок пеницилл, который образуется на продуктах и приводит к их порче. Обычно его можно увидеть в виде плесни голубого или зеленоватого цвета. Исцеляющее действие грибка было известно давно. Еще в XIX столетии арабские коневоды снимали плесень с отсыревших седел и смазывали ею раны на спинах лошадей.
В 1897 году французский врач Эрнест Дюшен первым испытал действие плесени на морских свинках и сумел вылечить их от тифа. Результаты своего открытия ученый представил в Институте Пастера в Париже, но его исследование не получило одобрения медицинских светил.
Кто открыл пенициллин?
Первооткрывателем пенициллина стал британский бактериолог Александр Флеминг, сумевший совершенно случайно выделить препарат из штамма грибков.
Долгое время после открытия другие ученые старались улучшить качество лекарства, но лишь спустя 10 лет бактериолог Говард Флори и химик Эрнст Чейн смогли изготовить действительно чистую форму антибиотика. В 1945 году за свои достижения Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию.
История открытия пенициллина
История открытия препарата достаточно интересна, поскольку появление антибиотика было счастливой случайностью. В те годы Флеминг жил в Шотландии и занимался исследованием в области бактериальной медицины. Он был довольно неряшлив, поэтому не всегда убирал за собой пробирки после анализов. Однажды ученый надолго отлучился из дома, оставив грязными чашки Петри с колониями стафилококка.
Вернувшись, Флеминг обнаружил, что на них вовсю расцвела плесень, а в некоторых местах были области без бактерий. На основании этого ученый пришел к выводу, что плесень способна вырабатывать вещества, убивающие стафилококки.
Wikimedia Commons / Steve Jurvetson ()
Бактериолог выделил из грибков пенициллин, но недооценил свое открытие, посчитав изготовление лекарства слишком сложным. Работу за него закончили Флори и Чейн, которым удалось придумать методы очистки препарата и запустить его в массовое производство.
Сложно представить сейчас, что такие заболевания как пневмония, туберкулёз и ЗППП всего 80 лет назад означали смертный приговор для пациента. Действенных лекарственных средств против инфекций не было, и люди умирали тысячами и сотнями тысяч. Ситуация становилась катастрофичной в периоды эпидемий, когда в результате вспышки тифа или холеры гибло население целого города.
Сегодня в каждой аптеке антибактериальные препараты представлены в широчайшем ассортименте, а вылечить с их помощью можно даже такие грозные болезни, как менингит и сепсис (общее заражение крови). Далёкие от медицины люди редко задумываются о том, когда изобрели первые антибиотики, и кому человечество обязано спасением огромного количества жизней. Ещё труднее представить, как лечили инфекционные болезни до этого революционного открытия.
Жизнь до антибиотиков
Ещё из курса школьной истории многие помнят, что продолжительность жизни до эпохи Новейшего времени была очень небольшой. Дожившие до тридцатилетнего возраста мужчины и женщины считались долгожителями, а процент детской смертности достигал невероятных значений.
Роды были своеобразной опасной лотереей: так называемая родильная горячка (инфицирование организма роженицы и смерть от сепсиса) считалась обычным осложнением, а лекарств от неё не было.
Ранение, полученное в сражении (а воевали люди во все времена много и практически постоянно), приводило обычно к смерти. И чаще всего не потому, что повреждались жизненно важные органы: даже травмы конечностей означали воспаление, заражение крови и смерть.
Древняя история и Средневековье
Древний Египт: заплесневевший хлеб как антисептикТем не менее, люди с древних времён знали о целебных свойствах некоторых продуктов в отношении инфекционных заболеваний. Например, ещё 2500 лет назад в Китае забродившая соевая мука использовалась для лечения гнойных ран, а ещё раньше индейцы майя с той же целью применяли плесень с особого вида грибов.
В Египте времён строительства пирамид заплесневевший хлеб являлся прототипом современных антибактериальных средств: повязки с ним значительно повышали шанс выздоровления в случае ранения. Использование плесневых грибов имело чисто практический характер до тех пор, пока учёные не заинтересовались теоретической стороной вопроса. Однако до изобретения антибиотиков в их современном виде было ещё далеко.
Новое время
В эту эпоху наука стремительно развивалась во всех направлениях, и медицина исключением не стала. Причины гнойных инфекций в результате ранения или оперативного вмешательства описал в 1867 году Д. Листер, хирург из Великобритании.
Именно он установил, что возбудителями воспаления являются бактерии, и предложил способ борьбы с ними при помощи карболовой кислоты. Так возникла антисептика, которая ещё долгие годы оставалась единственным более или менее успешным методом профилактики и лечения нагноений.
Краткая история открытия антибиотиков: пенициллина, стрептомицина и остальных
Врачи и исследователи отмечали низкую эффективность антисептиков в отношении возбудителей, проникших глубоко в ткани. Кроме того, действие лекарств ослаблялось биологическими жидкостями пациента и было коротким. Требовались более действенные препараты, и учёные всего мира активно работали в данном направлении.
В каком веке изобрели антибиотики?
Явление антибиоза (способности одних микроорганизмов уничтожать другие) было открыто в конце 19 столетия.
- В 1887 году один из основоположников современной иммунологии и бактериологии – всемирно известный французский химик и микробиолог Луи Пастер – описал губительное действие почвенных бактерий на возбудителя туберкулёза.
- Опираясь на его исследования, итальянец Бартоломео Гозио в 1896 году получил в ходе экспериментов микофеноловую кислоту, ставшую одним из первых антибактериальных средств.
- Чуть позже (в 1899) немецкие врачи Эммерих и Лов открыли пиоценазу, подавляющую жизнедеятельность возбудителей дифтерии, тифа и холеры.
- А ранее – в 1871 году – российские врачи Полотебнов и Манассеин обнаружили губительное действие плесневых грибов на некоторые болезнетворные бактерии и новые возможности в терапии венерических заболеваний. К сожалению, их идеи, изложенные в совместном труде «Патологическое значение плесени», не обратили на себя должного внимания и на практике широко не применялись.
- В 1894 году И. И. Мечников обосновал практическое использование кисломолочных продуктов, содержащих ацидофильные бактерии, для лечения некоторых кишечных расстройств. Это позднее подтвердили практические исследования русского учёного Э. Гартье.
Тем не менее, эпоха антибиотиков началась в 20 веке с открытия пенициллина, положившего начало настоящей революции в медицине.
Изобретатель антибиотиков
Александр Флеминг — первооткрыватель пенициллина
Имя Александра Флеминга известно из школьных учебников биологии даже далёким от науки людям. Именно он считается первооткрывателем вещества с антибактериальным действием – пенициллина. За неоценимый вклад в науку в 1945 году британский исследователь получил Нобелевскую премию. Интерес для широкой публики представляют не только подробности сделанного Флемингом открытия, но и жизненный путь учёного, а также особенности его личности.
Родился будущий лауреат Нобелевской премии в Шотландии на ферме Лохвильд в многодетной семье Хуга Флеминга. Образование получать Александр начал в Дарвеле, где проучился до двенадцатилетнего возраста. Через два года обучения в академии Килмарнок перебрался в Лондон, где жили и работали старшие братья. Юноша трудился клерком, одновременно являясь студентом Королевского Политехнического института. Заниматься медициной Флеминг решил по примеру брата Томаса (врача-офтальмолога).
Поступив в медицинскую школу при госпитале Святой Марии, Александр в 1901 году получил стипендию этого учебного заведения. Поначалу молодой человек не отдавал выраженного предпочтения какой-либо конкретной области медицины. Его теоретические и практические работы по хирургии в годы учебы свидетельствовали о недюжинном таланте, однако Флеминг не чувствовал особого пристрастия к работе с «живым телом», благодаря чему и стал изобретателем пенициллина.
Судьбоносным для молодого врача оказалось влияние Алмрота Райта – известного профессора патологии, приехавшего в 1902 году в госпиталь.
Ранее Райт разработал и успешно применил вакцинацию от брюшного тифа, однако его интерес к бактериологии этим не ограничился. Он создал группу молодых перспективных специалистов, в которую попал и Александр Флеминг. Получив в 1906 году ученую степень, он был приглашен в команду и работал в исследовательской лаборатории больницы всю свою жизнь.
В годы Первой мировой войны молодой ученый служил в Королевской исследовательской армии в звании капитана. В период боевых действий и позднее, в созданной Райтом лаборатории, Флеминг изучал последствия ранений взрывчатыми веществами и способы профилактики и лечения гнойных инфекций. А пенициллин открыл сэр Александр уже 28 сентября 1928 года.
Необычная история открытия
Не секрет, что многие важные открытия были сделаны случайным образом. Однако для исследовательской деятельности Флеминга фактор случайности имеет особое значение. Еще в 1922 году он совершил свое первое значительное открытие в области бактериологии и иммунологии, простудившись и чихнув в чашку Петри с посевами болезнетворных бактерий. Через некоторое время ученый обнаружил, что в месте попадания его слюны колонии возбудителя погибли. Так был открыт и описан лизоцим – антибактериальное вещество, содержащееся в слюне человека.
Так выглядит чаша Петри с пророщенными грибами Penicillium notatum.
Не менее случайным образом мир узнал и о пенициллине. Здесь нужно отдать должное халатному отношению персонала к санитарно-гигиеническим требованиям. То ли чашки Петри были плохо вымыты, то ли споры плесневого гриба были занесены из соседней лаборатории, но в результате на посевы стафилококка попал Penicillium notatum. Еще одной счастливой случайностью стал длительный отъезд Флеминга. Будущего изобретателя пенициллина месяц не было в госпитале, благодаря чему плесень успела вырасти.
Вернувшись на работу, ученый обнаружил последствия неряшливости, однако не стал сразу выбрасывать испорченные образцы, а пригляделся к ним внимательнее. Обнаружив, что вокруг выросшей плесени колонии стафилококка отсутствуют, Флеминг заинтересовался этим явлением и начал изучать его детально.
Ему удалось определить вещество, вызвавшее гибель бактерий, которое он назвал пенициллином. Понимая важность своего открытия для медицины, британец посвятил более десяти лет исследованиям этого вещества. Были опубликованы работы, в которых он обосновывал уникальные свойства пенициллина, признавая, однако, что на данной стадии препарат непригоден для лечения людей.
Пенициллин, полученный Флемингом, доказал свою бактерицидную активность в отношении многих грамотрицательных микроорганизмов и безопасность для людей и животных. Тем не менее, препарат был нестабилен, терапия требовала частого введения огромных доз. Кроме того, в нем присутствовало слишком много белковых примесей, дававших негативные побочные эффекты. Эксперименты по стабилизации и очистке пенициллина велись британским ученым с тех пор, как самый первый антибиотик был открыт и вплоть до 1939-го года. Однако к положительным результатам они не привели, и Флеминг охладел к идее использования пенициллина для лечения бактериальных инфекций.
Изобретение пенициллина
Второй шанс открытый Флемингом пенициллин получил в 1940-м году.
В Оксфорде Говард Флори, Норман У. Хитли и Эрнст Чейн, объединив свои познания в химии и микробиологии, занялись получением пригодного к массовому использованию препарата.
Около двух лет потребовалось на то, чтобы выделить чистое действующее вещество и испытать его в клинических условиях. На этом этапе к исследованиям был привлечен первооткрыватель. Флемингу, Флори и Чейну удалось успешно вылечить несколько тяжелых случаев сепсиса и пневмонии, благодаря чему пенициллин занял свое законное место в фармакологии.
В последующем была доказана его эффективность в отношении таких заболеваний, как остеомиелит, родильная горячка, газовая гангрена, стафилококковая септицемия, гонорея, сифилис и многих других инвазивных инфекций.
Уже в послевоенные годы было выяснено, что пенициллином можно лечить даже эндокардит. Эта сердечная патология ранее считалась неизлечимой и приводила к летальному исходу в 100% случаев.
Многое о личности первооткрывателя говорит тот факт, что Флеминг категорически отказался патентовать свое открытие. Понимая всю значимость препарата для человечества, он считал обязательным сделать его доступным для всех. Кроме того, сэр Александр весьма скептически относился к собственной роли создания панацеи от инфекционных заболеваний, характеризуя её как «Миф Флеминга».
Таким образом, отвечая на вопрос о том, в каком году изобрели пенициллин, следует называть 1941г. Именно тогда был получен полноценный действенный препарат.
Параллельно разработка пенициллина велась США и России. Американскому исследователю Зельману Ваксману в 1943 удалось получить эффективный в отношении туберкулёза и чумы стрептомицин, а микробиолог Зинаида Ермольева в СССР в это же время получила крустозин (аналог, который почти в полтора раза превосходил зарубежные).
Производство антибиотиков
После научно и клинически подтверждённой эффективности антибиотиков встал закономерный вопрос об их массовом производстве. В то время шла Вторая мировая война, и фронту очень были нужны эффективные средства лечения раненых. В Великобритании возможность изготавливать лекарства отсутствовала, поэтому производство и дальнейшие исследования были организованы в США.
С 1943 года пенициллин стал выпускаться фармацевтическими компаниями в промышленных объёмах и спас миллионы людей, увеличив и среднюю продолжительность жизни. Значимость описанных событий для медицины в частности и истории в целом переоценить трудно, поскольку тот, кто открыл пенициллин, совершил настоящий прорыв.
Значение пенициллина в медицине и последствия его открытия
Антибактериальное вещество плесневого гриба, выделенное Александром Флемингом и усовершенствованное Флори, Чейном и Хитли, стало основой для создания множества различных антибиотиков. Как правило, каждый препарат активен в отношении определённого вида болезнетворных бактерий и бессилен против остальных. Например, пенициллин не эффективен против палочки Коха. Тем не менее, именно разработки первооткрывателя позволили Ваксману получить стрептомицин, ставший спасением от туберкулёза.
Эйфория 50-х годов прошлого века по поводу открытия и массового производства «волшебного» средства казалась вполне оправданной. Грозные заболевания, столетиями считавшиеся смертельными, отступили, и появилась возможность существенно улучшить качество жизни. Некоторые учёные столь оптимистично смотрели в будущее, что предрекали даже скорый и неминуемый конец любым инфекционным заболеваниям. Однако даже тот, кто придумал пенициллин, предупреждал о возможных неожиданных последствиях. И как показало время, инфекции никуда не исчезли, а открытие Флеминга можно оценивать двояко.
Положительный аспект
Терапия инфекционных заболеваний с приходом в медицину пенициллина изменилась радикально. На его основе были получены препараты, эффективные против всех известных возбудителей. Теперь воспаления бактериального происхождения лечатся довольно быстро и надёжно курсом инъекций или таблеток, а прогнозы на выздоровление почти всегда благоприятны. Значительно снизилась детская смертность, увеличилась продолжительность жизни, а смерть от родильной горячки пневмонии стала редчайшим исключением. Почему же инфекции как класс никуда не исчезли, а продолжают преследовать человечество не менее активно, чем 80 лет назад?
Отрицательные последствия
На момент обнаружения пенициллина было известно много разновидностей болезнетворных бактерий. Учёным удалось создать несколько групп антибиотиков, с помощью которых можно было справиться со всеми возбудителями. Однако в ходе применения антибиотикотерапии выяснилось, что микроорганизмы под действием препаратов способны мутировать, приобретая устойчивость. Причём новые штаммы образуются в каждом поколении бактерий, сохраняя резистентность на генетическом уровне. То есть люди своими руками создали огромное количество новых «врагов», которых до изобретения пенициллина не существовало, и теперь человечество вынуждено постоянно искать новые формулы антибактериальных средств.
Выводы и перспективы
Получается, что открытие Флеминга было ненужным и даже опасным? Конечно же, нет, поскольку к таким результатам привело исключительно бездумное и бесконтрольное использование полученного «оружия» против инфекций. Тот, кто изобрел пенициллин, ещё в начале 20 века вывел три основных правила безопасного применения антибактериальных средств:
- выявление конкретного возбудителя и использование соответствующего препарата;
- достаточная для гибели возбудителя дозировка;
- полный и непрерывный курс лечения.
К сожалению, люди редко следуют этой схеме. Именно самолечение и небрежность стали причиной появления бесчисленных штаммов болезнетворных микроорганизмов и трудно поддающихся антибактериальной терапии инфекций. Само же открытие пенициллина Александром Флемингом – это великое благо для человечества, которому всё ещё нужно учиться использовать его рационально.
