5 (100%) 1 vote
Сегодня герой нашего поста — изобретатель антибиотиков. Вообще очень интересно узнавать про открытия, благодаря которым человечество делает прорыв в какой-либо из областей знаний и умений. В данном случае прорыв был в медицине и прорыв очень серьезный. Именно это меня и зацепило, почитайте и удивитесь, как случайности могут менять историю.
Сэр Александр Флеминг известен миру тем, что он изобретатель пенициллина – первого в мире антибиотика. Но знаменитый бактериолог всегда считал, что спасение человеческих жизней не может быть источником обогащения. Поэтому никоим образом не претендовал на авторство в изобретении пенициллина.
Сегодня нам привычны многие вещи. Не смотря на то, их изобретение, открытие в свое время изменило наш быт до неузнаваемости. Сегодня мы воспринимаем, как должное электричество и все, что на нем работает: холодильник, микроволновая плита, стиральные машины автомат и т.д. Теперь мы не можем обойтись без компьютеров, смартфонов, Интернета. Нам кажется, что все это было всегда. Мы даже не замечаем значения всех этих изобретений, не ценим усилий людей, которые над этим потрудились.
Но эта статья посвящена не бытовым удобствам, а лекарственному средству, которые спасают человеческие жизни. Сегодня мы привыкли к тому, что в аптеке можно купить самые разные антибиотики. Но было время, когда их не существовало. В Первую мировую войну солдаты тысячами умирали не от ран, а от дизентерии, туберкулеза, тифа, воспаления легких. Ведь тогда не существовало антибиотиков, способных им помочь. Изобретатель антибиотиков мог бы в корне изменить эту, не лучшую для людей, ситуацию.
В начале двадцатого века причиной высокой смертности были не болезни, а послеоперационные осложнения, заражение крови. Без пенициллина врачи не могли помочь безнадежно больным людям. Хотя еще в XIX веке французский микробиолог Луи Пастер высказал предположение о возможности разрушения одного микроорганизма — бактерии, другим – грибами.
Пастер заметил, что бактерия сибирской язвы погибает под действием других микробов. В результате это открытия не появилось готового средства для спасения человечества. Но ученые всего мира, узнав о нем, стали искать ответы на возникшие вопросы: какие микробы разрушают бактерии, как это происходит и т.д. В то время как ответ существовал с момента зарождения жизни на Земле.
Это – плесень. Досадная для людей плесень, вечно сопровождающая человечество, стала его целителем. В 1860-ых годах грибок плесени, распространяющийся в виде спор, возбудил научную полемику между Алексеем Полотебным и Вячеславом Манассеиным.
Русские врачи спори о том, какова на природа плесени. Полотебнов утверждал, что от плесени пошли все микробы. Манассеин был с ним не согласен. Этот спор послужил величайшему открытию целительных свойств плесени.
Для доказательства своей правоты Манассеин стал исследовать зеленую плесень. И спустя какое-то время заметил интересный факт: в непосредственной близости от плесневого грибка, не было никаких бактерий. Отсюда логически проистекал вывод: плесень каким-то образом мешает развитию других микроорганизмов. Полотебнов пришел к тому же выводу, когда увидел, что жидкость, рядом с плесенью была чистой. По его мнению, это свидетельствовало о том, что бактерий в ней нет.
Такой плодотворный проигрыш в научном споре побудил Полотебнова продолжить начатое исследование с новой целью – изучить бактерицидные свойства плесени. Для этого он спрыскивал эмульсию с плесневым грибком на кожу людей, страдающих кожными болезнями. Результат оказался ошеломляющим: язвы, которые подверглись подобной обработке пропадали значительно раньше, чем те, с которыми ничего не делали. В 1872 году врач опубликовал статью, в которой изложил свое открытие и рекомендовал данный способ лечения.
Но наука всего мира просто не заметила эту публикацию, доктора разных стран продолжали лечить больных допотопными средствами, которые сейчас можно принять за обычный набор медицинского шарлатана: кровопусканием, различными порошками из сушеных останков животных и тому подобным препаратами Только подумать, эти «лекарства» использовались в медицине уже во времена, когда братья Райт создавали свои первые летательные аппараты, а Эйнштейн работал над своей теорией относительности. И кто знает, возможно изобретатель антибиотиков был бы совсем другим человеком, если бы ученые мужи мира обратили внимание на исследования русского врача в свое время
Изобретатель антибиотиков — как это было
Мировое научное сообщество проигнорировало открытие Полотебнова. Полвека ученые оставляли без внимания целительные свойства плесневого грибка. И лишь в самом начале неспокойного ХХ века из-за случайности, которую справедливо можно назвать счастливой и одному неряшливому ученому научная идея Полотебнова «воскресла».
Александр Флеминг был шотландцем и изобретателем антибиотиков. Его юношеской мечтой было найти способ уничтожать невидимых врагов человечества — болезнетворные бактерии. В тесной комнатушке в одном из госпиталей Лондона, являвшейся его лабораторией, он ежедневно занимался исследованиями в области микробиологиеи. Его коллеги не раз отмечали в нем, помимо таких важных и полезных качеств, как упорство и самоотверженность в работе, его серьезный недостаток — неряшливость. Будущий открыватель пенициллина не мог и не любил содержать в чистоте рабочее место. Емкости с культурами бактерий могли стоять на нем несколько недель. Как ни странно, именно благодаря этому Флеминг буквально наткнулся на великое открытие.
Один раз будущий изобретатель антибиотиков оставил без внимания на своем столе колонию стафилококков. Когда через несколько дней он все-таки решил приступить к уборке, то на поверхности препаратов обнаружил плесень. Флеминг не стал избавляться от, казалось бы, испортившегося материала, но взглянул на него в микроскоп. Каково же было его удивление, когда он увидел, что от бактерий возбудителей болезни не осталось и следа. В склянках не было ничего кроме плесени и капель бесцветной жидкости.
Гипотеза о том, что плесень убивает микроорганизмы-возбудители болезни требовала немедленного исследования.Ученый взял грибок, выращенный в питательной среде, и поместил его в чашку вместе с другими бактериями. Результат оказался ошеломляющим: плесень и микроорганизмы светлые и прозрачные пятна. Плесень «огораживала» себя от бактерий и не давала им размножаться.
У Флеминга возник вопрос: что это за жидкость, образующаяся возле плесени? Он начал новый эксперимент – наблюдение за плесенью, выращенной в большой колбе. Сначала ее цвет превратился из белого в зеленый, а потом в черный. Жидкость возле плесени сменила свой цвет с прозрачного на желтый. Ученый сделал вывод, что плесень выделяет некие вещества.
- Обладают ли они той же силой, которая боролась со стафилококками на его неубранном столе?
- Что за странная прозрачная субстанция, которая образуется между плесенью и бактериями?
Эти вопросы не давали покоя шотландскому ученому день и ночь и поиск ответов заставлял его продолжать работу и проводить эксперименты снова и снова.
Жидкая среда, в которой находилась плесень, оказалась еще более губительной для бактерий. Она, даже если ее растворить в воде 1 к 20, полностью уничтожала бактерии. Понимая важность своего открытия, Флеминг оставил свои другие исследования и посвятил себя полностью изучению жидкости, которую он открыл. В ходе своих исследований он изучал проявления противобактериальных свойств грибка.
Важно было найти все параметры при которых эти свойства становятся максимальными:
- в какой день роста;
- при какой питательной среде;
- при какой температуре;
Ученый выяснил, что жидкость, выделенная плесенью, уничтожает исключительно бактерии и не наносит никакого вреда животным. Полученную и изученную жидкость он назвал пенициллином.
В 1929 году Флеминг в Лондонском медицинском научно-исследовательском клубе публично рассказал о новом найденном и исследованном препарате. И снова сообщение огромной важности от изобретателя антибиотиков было практически проигнорировано – так же, как в свое время медицинская статья Полотебнова. Однако шотландец, в полном соответствии с темпераментом своего народа? оказался значительно более упрямым, чем русский доктор. На всех конференциях, выступлениях, съездах и собраниях медицинских светил, изобретатель антибиотиков Флеминг постоянно рассказывал про открытое им средство для уничтожения болезнетворных бактерий. Но перед ученым стояла еще одна очень важная задача – необходимо было каким-то образом абсорбировать чистый пенициллин из смеси, еще и сохранив при этом его целостность.
Чтобы выделить пенициллин, потребовался не один год. Флеминг с помощниками предпринял множество экспериментов. Но пенициллин в чужой среде разрушался. В конце концов, стало понятно,xчто микробиология не может решить эту задачу без помощи химии.
Понадобилось 10 лет на то чтобы после первого заявления Флеминга о пенициллине, информация об удивительном лекарстве достигла американского континента. Открытие шотландского ученого заинтересовало двоих англичан, обосновавшихся в Америке. Это был профессор патологии одного из оксфордских институтов Говард Флери, и его коллега, биохимик Эрнст Чейн. Они находились в поиске темы для совместных исследований. В 1939 году они ее нашли. Их темой для научного труда стала задача выделения пенициллина.
Вторая мировая война стала широким полем апробации полученного антибиотика. В 1942 году пенициллин в первый, но далеко не в последний раз спас жизнь умирающему от менингита человеку. Этот факт, став достоянием широкой общественности, произвел на последнюю большое впечатление. Под этим же впечатлением оказались и врачи. Но организовать серийное производство пенициллина в Англии так и не удалось, поэтому оно было открыто в Америке в 1943 году. В этом же году поступил заказ от американского правительства на 120 млн. единиц лекарственного средства.
Флер, Чейн и Флеминг получили Нобелевскую премию за свое выдающееся открытие в 1945 году. Изобретатель антибиотиов Флеминг десятки раз был отмечен всевозможными научными званиями и наградами. На его счету рыцарское звание, 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 13 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах. Он навсегда остался в памяти человечества и на его могиле в наши дни можно увидеть благодарственную надпись от всех людей планеты — «Александр Флеминг – изобретатель пенициллина».
Антибиотики – международное изобретение
Ученые разных стран искали препарат для борьбы с вредоносными бактериями. Этот поиск велся с тех пор, когда люди могли разглядеть их в микроскоп и впервые узнали об их существовании. Особая необходимость в подобном лекарстве назрела в начале Второй мировой войны. Ученые СССР тоже работали над этой проблемой.
В 1942 году профессор Зинаида Ермольева смогла выделить пенициллин из плесени, добытой со стены московского бомбоубежища. В 1944 году, проведя серию из экспериментальных исследований, она испытала полученный препарат на тяжело раненых бойцах советской армии. Ее пенициллин стал мощным оружием для полевых врачей и целительным средством для многих солдат, получивших ранения в боях Великой Отечественной Войны. В том же году, после апробации пенициллина Ермольевой в Советском Союзе было налажено его массовое производство.
Антибиотики – это не только пенициллин, это большой спектр лекарственных средств. Над созданием антибиотика работал Гаузе, который получил грамицидин в 1942 году. А также Ваксман американец украинского происхождения, который в 1944-ом выделил стрептомицин.
Все упомянутые в этой статье ученые подарили миру новое, здоровое время, время антибиотиков. Теперь нам не угрожает смерть от многих, ранее неизлечимых заболеваний. Средство от них теперь привычно для нас, оно есть в каждой аптеке. Самое интересное в этой истории (кроме грязного стола Флеминга конечно) это то, что патент на пенициллин никому выдан не был. Ни один изобретатель антибиотиков не захотел наживаться на спасении человеческих жизней.
Смотрите фильм Пеницилиновая гонка о том как происходили эти исторические события:
Способность одних микроорганизмов подавлять жизнь других (антибиоз ) была впервые установлена И. И. Мечниковым , который предложил использовать это свойство для лечебных целей: в частности, он применил для подавления жизнедеятельности вредных гнилостных бактерий кишечника молочнокислую палочку, которую предлагал вводить с простоквашей.
В 1868—1871 гг. В. А. Манассеин и А. Г. Полотебнов указали на способность зеленой плесени подавлять рост различных патогенных бактерий и с успехом применили ее для лечения инфицированных ран и язв.
Большое значение в учении об антибиотиках имели исследования Н. А. Красильникова, А. И. Кореняко, М. И. Нахимовской и Д. М. Новогрудского, которые установили Широкое распространение в Почве грибов, вырабатывающих различные антибиотические вещества.
В 1940 г. были разработаны методы излечения и получения из культуральной жидкости антибиотических веществ в чистом виде. Многие из этих антибиотических веществ оказались весьма эффективными при лечении ряда инфекционных болезней.
Наибольшее значение в медицинской практике получили следующие антибиотики:
Пенициллин,
Стрептомицин,
Левомицетин,
Синтомицин,
Тетрациклины,
Альбомицин,
Грамицидин С,
Мицерин и др.
В настоящее время известна химическая природа многих антибиотиков, что позволяет получать эти антибиотики не только из естественных продуктов, но и синтетическим путем.
Антибиотики, обладая способностью подавлять развитие патогенных микробов в организме, в то же время являются малотоксичными для организма человека. Задерживая развитие в организме патогенных микробов, они тем самым способствуют усилению защитных свойств организма и быстрейшему выздоровлению больного. Вот почему требуется правильный выбор антибиотика для лечения различных инфекционных заболеваний. В отдельных случаях можно пользоваться комбинацией антибиотиков или проводить комплексное лечение антибиотиками, сульфаниламидами и другими препаратами.
Пеницилин
Пенициллин — вещество, вырабатываемое плесенью Penicillium при росте ее на жидких питательных средах. Впервые оно было получено английским ученым А. Флемингом в 1928 г. В СССР пенициллин был получен 3. В. Ермольевой в 1942 г. Для получения пенициллина плесень засевают в специальную питательную среду, где по мере ее размножения накапливается пенициллин. Оптимальная температура роста Penicillium 24—26°. Максимальное накопление пенициллина происходит через 5—6 дней, а при интенсивном доступе кислорода (аэрации) — более быстро. Питательную жидкость фильтруют и подвергают специальной обработке и химической очистке. В результате получается очищенный препарат в виде кристаллического порошка. В жидком виде пенициллин нестоек, в порошке более устойчив, особенно при температуре 4—10°. Порошок быстро и полностью растворяется в дистиллированной воде или физиологическом растворе поваренной соли.Пенициллин обладает способностью задерживать размножение в организме многих патогенных микробов— стафилококков, стрептококков, гонококков, анаэробных бацилл, спирохет сифилиса. Не действует пенициллин на палочки брюшного тифа, дизентерии, бруцеллы, туберкулезную палочку. Пенициллин широко применяют для лечения нагноительных «процессов, септических заболеваний, воспаления легких, гонореи, цереброспинального менингита, сифилиса, анаэробных инфекций.
В отличие от большинства синтетических химических препаратов пенициллин мало токсичен для человека и его можно вводить в больших дозах. Вводят пенициллин обычно внутримышечно, так как при введении через рот он быстро разрушается желудочным и кишечным соком.
В организме пенициллин быстро выводится почками, поэтому его назначают в виде внутримышечных инъекций через каждые 3—4 часа. Количество вводимого пенициллина исчисляется в единицах действия (ЕД). За единицу пенициллина принимают то количество его, которое полностью задерживает рост золотистого стафилококка в 50 мл бульона. Выпускаемые отечественной промышленностью препараты пенициллина содержат в одном флаконе от 200 000 до 500 000 ЕД пенициллина.
Для удлинения срока действия пенициллина в организме изготовлен ряд новых препаратов, содержащих пенициллин в комплексе с другими веществами, которые способствуют медленному всасыванию пенициллина и еще более медленному выделению его из организма почками (новоциллин, экмопенициллин, бициллин 1, 2, 3 и Др.). Некоторые из этих препаратов можно принимать внутрь, так как они не разрушаются под действием желудочного и кишечного сока. К числу таких препаратов относится, например, феноксиметилпенициллин; последний выпускается в виде таблеток для приема перорально.
В настоящее время получена большая группа новых препаратов пенициллина — полусинтетических пенициллинов. В основе этих препаратов лежит 6-амино-пеницил-линовая кислота, составляющая ядро пенициллина, к которой химическим путем присоединяются различные радикалы. Новые пенициллины (метициллин, оксациллин и др.) действуют на микроорганизмы, устойчивые к бензилпенициллину.
Наибольшее число антибиотиков вырабатывается лучистыми грибами — актиномицетами. Из этих антибиотиков широкое применение получили стрептомицин, хлоромицетин (левомицетин), биомицин (ауреомицин), террамицин, тетрациклин, колимиции, мицерин и др.
Стрептомицин
Стрептомицин — вещество, вырабатываемое лучистым грибом Actinomyces globisporus streptomycini. Он обладает способностью подавлять рост многих грамотрицательных и грамположительных бактерий, а также туберкулезной палочки. Недостатком стрептомицина является то, что микробы быстро к нему привыкают и становятся устойчивыми к его действию. Активность действия стрептомицина проверяют на кишечной палочке (Bact. coli). Практическое применение стрептомицин получил для лечения некоторых форм туберкулеза, особенно туберкулезного менингита, туляремии, а также в хирургической практике.Хлоромицетин
Хлоромицетин получен в 1947 г. из культуральной жидкости актиномицетов. В 1949 г. учеными был синтезирован аналогичный препарат под названием левомицетина. Левомицетин представляет собой кристаллизированный порошок, очень устойчивый как в сухом состоянии, так и в растворах. Растворы левомицетина выдерживают кипячение в течение 5 часов. Левомицетин активен по отношению ко многим грамположительным и грамотрицательным бактериям, а также к риккетсиям. Принимают левомицетин через рот. Левомицетин рекомендуют применять для лечения следующих заболеваний: брюшного тифа и паратифов, сыпного тифа, бруцеллеза, коклюша, дизентерии и хирургических инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями.Наряду с левомицетином широко применяется другой синтетический препарат — синтомицин, представляющий собой неочищенный левомицетин. По своему действию синтомицин аналогичен левомицетину; он назначается в дозе в 2 раза большей, чем левомицетин.
Тетрациклины
К ним относится хлортетрациклин (ауреомицин, биомицин), окситетрациклин (терра-мицин) и тетрациклин. Хлортетрациклин получен из культуральной жидкости гриба Actinomyces aureofaciens, он обладает широким спектром действия против большинства грамположительных и грамотрицательных бактерий, простейших, риккетсий и некоторых крупных вирусов (орнитоза), хорошо всасывается при приеме перорально и диффундирует в ткани. Применяется для лечения дизентерии, бруцеллеза, риккетсиозов, сифилиса, орнитоза и других инфекционных заболеваний. Окситетрациклин и тетрациклин по своим свойствам напоминают хлортетрациклин и близкие к нему по механизму действия на микроб.Неомицины
Неомицины — группа антибиотиков, полученных из культуральной жидкости актиномицетов, активны в отношении многих грамотрицательных и грамположительных бактерий, в том числе микобактерий. Их активность не снижается в присутствии белков крови или ферментов. Препараты плохо всасываются в желудочно-кишечном тракте, относительно мало токсичны. Применяются главным образом для местного лечения хирургических и кожных инфекций, вызванных стафилококками, устойчивыми к другим антибиотикам.К группе неомицинов относятся советские препараты мицерин и колимицин, которые нашли широкое применение для лечения колиэнтеритов у детей, вызванных кишечными палочками или стафилококками, устойчивыми к другим антибиотикам.
Нистастин
Нистатин — антибиотик, эффективный не против бактерий, а против грибов. Он плохо растворяется в воде, поэтому его нельзя применять парентерально, а надо вводить внутрь в виде таблеток или местно в виде мазей.Нистатин часто входит в состав таблеток вместе с другим антибиотиком — тетрациклином — с целью предотвращения кандидоза как осложнения при длительном применении тетрациклина.
Из антибиотиков бактериального происхождения пан большее значение имеет грамицидин.
Грамицидин
Грамицидин — вещество, полученное из культуры почвенной споровой палочки В. brevis. Название свое препарат получил в связи с тем, что он подавляет рост преимущественно грамположительных бактерий. В 1942 г. в СССР ученые открыли антибиотик, получивший название грамицидин С (советский грамицидин). Он обладает широким диапазоном действия, подавляя рост бактерий. Грамицидин С применяют в виде водно-спиртовых, спиртовых и масляных растворов только для местного лечения нагноительных и язвенных процессов.Большой интерес представляют также антибиотики животного происхождения.
В 1887 г. Н. Ф. Гамалея указал на антибактериальное действие тканей животного организма. Затем в 1893 г. О. О. Успенский доказал бактерицидное действие экстрактов печени в отношении палочек сибирской язвы, сапа, стафилококков и других микробов.Из антибиотиков животного происхождения получили применение следующие.
1. Лизоцим — вещество, продуцируемое клетками животных и человека. Впервые обнаружен П. Н. Лащенковым в 1909 г. в белке куриного яйца. Лизоцим содержится в слезах, секретах слизистых, в печени, селезенке, почках, сыворотке. Обладает способностью растворять как живых, так и мертвых микробов. Лизоцим в очищенном виде был применен 3. В. Ермольевой и И. С. Буяновской в клинической, промышленной и сельскохозяйственной практике. Наблюдается эффект от применения лизоцима при заболеваниях уха, горла, носа и глаз, при после гриппозных осложнениях.
2. Экмолин получен из рыбной ткани, биологически активен по отношению к тифозным и дизентерийным палочкам, стафилококкам и стрептококкам, действует также па вирус гриппа. Экмолин усиливает действие пенициллина и стрептомицина. Сообщают о положительных результатах комплексного применения экмолина со стрептомицином для лечения острой и хронической дизентерии и экмолина с пенициллином — для лечения и профилактики кокковых инфекций.
3. Фитонциды — вещества, выделяемые растениями. Открыты советским исследователем Б. П. Токиным в 1928 г. Эти вещества оказывают антимикробное действие на многих микроорганизмов, в том числе и на простейших. Наиболее активные фитонциды вырабатывают лук и чеснок. Если пожевать в течение нескольких минут лук, полость рта быстро очищается от микробов. Фитонциды применяют для местного лечения инфицированных ран. Антибиотики получили чрезвычайно широкое применение в медицинской практике и способствовали резкому уменьшению числа смертельных исходов при различных инфекционных заболеваниях (нагноительные процессы, менингиты, анаэробная инфекция, брюшной и сыпной тиф, туберкулез, детские инфекции и др.).
Однако следует указать и некоторое побочное и нежелательное их влияние.
При неправильном применении антибиотиков (маленькие дозы, кратковременное лечение) могут появиться устойчивые к данному антибиотику формы микробов-возбудителей. Вследствие этого для медицинской практики имеет большое значение определение чувствительности возбудителя инфекционного заболевания к тому или другому антибиотику.
Имеются 2 способа определения чувствительности выделяемых микробов к антибиотикам
1) метод серийных разведений2) метод диффузии.
Первый метод более сложный и заключается в следующем: в ряд пробирок с 2 мл бульона наливают кратные разведения антибиотика, затем в каждую пробирку засевают 0,2 мл (выдержанной 18-ти часовой) бульонной культуры испытуемого микроба; пробирки помещают в термостат на 16—18 часов. Последняя пробирка, где отсутствует рост микробов, и определяет степень чувствительности микроба к данному антибиотику.
Более простым методом является метод диффузии . Для этой цели в лабораториях имеется набор специальных дисков из фильтровальной бумаги, пропитанных растворами разных антибиотиков. Делают посев выделенной культуры на чашку Петри, с мясопептонным агаром. Накладывают эти диски на засеянную поверхность.
Чашки помещают в термостат на 24—48 часов, после чего отмечают результат.
К другим осложнениям при применении антибиотиков относится снижение иммунологической реактивности. В этом случае иногда наступают рецидивы заболевания, например при брюшном тифе.
При слишком длительном приеме антибиотиков и в больших дозах часто наблюдаются токсические явления. У некоторых больных прием того или другого антибиотика вызывает аллергическую реакцию в виде высыпаний на коже, рвоты и т. д.
В отдельных случаях в результате длительного применения биомицина, левомицетина, синтомицина возможно угнетение нормальной микрофлоры человека, что ведет за собой активизацию условно патогенных микробов, обитающих на слизистых оболочках полости рта или кишечника: энтерококка, дрожжеподобных микроорганизмов и др. Эта флора в ослабленном организме может вызвать различного характера заболевания (кандидозы и др.). Все это свидетельствует о том, что медицинские работники должны применять антибиотики, строго руководствуясь существующими указаниями и инструкциями, наблюдая тщательно за состоянием больного, ив случае необходимости прекратить лечение его антибиотиками или заменить данный препарат другим.
Перечисленные осложнения не снижают ценности антибиотиков как лечебных препаратов. Благодаря антибиотикам медицинские работники в настоящее время имеют специфические лекарственные средства для лечения большинства инфекционных заболеваний.
Историю создания антибактериальных препаратов нельзя назвать длительной — официально лекарство, которое мы теперь называем антибиотиком, было разработано англичанином Александром Флемингом в начале XX столетия. Но мало кто знает, что аналогичное изобретение на 70 лет раньше было сделано в России. Почему оно не стало применяться, и кто в итоге добился признания в этой сфере, рассказывает АиФ.ru.
Когда бактерии лечат
Первым, кто предположил существование бактерий, способных избавить человечество от тяжелых болезней, был французский микробиолог и химик Луи Пастер . Он выдвинул гипотезу о своего рода иерархии у живых микроорганизмов — и о том, что одни могут быть сильнее других. В течение 40 лет ученый искал варианты спасения от тех недугов, что долгие годы считались неизлечимыми, и ставил опыты на известных ему видах микробов: выращивал, очищал, подселял друг к другу. Именно так он обнаружил, что бактерии опаснейшей сибирской язвы могли погибать под воздействием других микробов. Однако дальше этого наблюдения Пастер не продвинулся. Самое обидное, что он даже не подозревал, насколько был близок к разгадке. Ведь «защитником» человека оказалась такая привычная и знакомая многим... плесень.
Именно этот грибок, вызывающий сегодня у многих сложные эстетические чувства, стал предметом дискуссии двух русских врачей в 1860-х годах. Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин спорили — является ли зеленая плесень своего рода «прародителем» для всех грибковых образований или нет? Алексей выступал за первый вариант, более того, был уверен, что от нее произошли все микроорганизмы на земле. Вячеслав же утверждал, что это не так.
От жарких словесных дебатов медики перешли к эмпирическим проверкам и начали параллельно два исследования. Манассеин, наблюдая за микроорганизмами и анализируя их рост и развитие, обнаружил, что там, где разрастается плесень... других бактерий нет. Полотебнов, проводя свои независимые испытания, выявил то же самое. Единственное — он выращивал плесень в водной среде — и по окончании эксперимента обнаружил, что вода не пожелтела, осталась чистой.
Ученый признал поражение в споре и... выдвинул новую гипотезу. Он решил попробовать приготовить на основе плесени бактерицидный препарат — специальную эмульсию. Полотебнов начал применять этот раствор для лечения больных — в основном для обработки ран. Результат был ошеломляющим: пациенты шли на поправку гораздо быстрее, чем раньше.
Свое открытие, а также все научные выкладки, Полотебнов не оставил в тайне — опубликовал и представил на суд общественности. Но эти поистине революционные опыты остались незамеченными — официальная наука отреагировала вяло.
О пользе открытых форточек
Стоило бы Алексею Полотебнову быть более настойчивым, а официальным медиками немного менее инертными — и Россия была бы признана родиной изобретения антибиотиков. Но в итоге развитие новой методики лечения приостановилось на 70 лет, пока за дело не взялся британец Александр Флеминг. Ученый с самой юности хотел найти средство, которое позволяло бы уничтожать болезнетворные бактерии и спасать людям жизнь. Но главное открытие своей жизни он сделал случайно.
Флеминг занимался изучением стафилококков, при этом у биолога была одна отличительная особенность — он не любил наводить порядок на рабочем столе. Чистые и грязные банки могли вперемешку стоять неделями, при этом он забывал закрывать часть из них.
Однажды ученый оставил пробирки с остатками колоний выращенных стафилококков на несколько дней без внимания. Когда же он вернулся к стеклам, то увидел, что они все заросли плесенью — скорее всего, споры залетели через открытое окно. Флеминг не стал выбрасывать испорченные образцы, а с любопытством истинного ученого поместил их под микроскоп — и был поражен. Никакого стафилококка не было, осталась лишь плесень и капли прозрачной жидкости.
Флеминг стал экспериментировать с разными видами плесени, выращивая из обычной зеленой серую и черную и «подсаживая» ее к другим бактериям — результат был удивительным. Она словно «отгораживала» от себя вредоносных соседей и не позволяла им размножаться.
Он первым обратил внимание и на «влагу», которая возникает рядом с грибковой колонией, и предположил, что жидкость должна обладать буквально «убийственной силой». В результате долгих исследований ученый выяснил, что эта субстанция может уничтожать бактерии, более того, своих свойств она не теряет даже при разведении водой в 20 раз!
Найденное вещество он назвал пенициллином (от названия плесени Penicillium — лат.).
С этого времени разработка и синтез антибиотика стали основным делом жизни биолога. Его интересовало буквально все: на какой день роста, в какой среде, какой температуре грибок работает лучше всего. В результате испытаний выяснилось, что плесень, являясь крайне опасной для микроорганизмов, безвредна для животных. Первым человеком, на котором испытали действие вещества, стал ассистент Флеминга — Стюарт Греддок , который страдал от гайморита. В качестве эксперимента ему ввели в нос порцию вытяжки из плесени, после чего состояние больного улучшилось.
Результаты своих исследований Флеминг представил в 1929 году в Лондонском медицинско-научном клубе. Удивительно но, несмотря на страшные пандемии — только за 10 лет до этого «испанка» унесла жизни миллионов человек, — официальная медицина не сильно заинтересовалась открытием. Хотя Флеминг не обладал красноречием и, по отзывам современников, был «тихий, застенчивый человек» — он все же взялся за рекламу препарата в научном мире. Ученый регулярно, в течение нескольких лет печатал статьи и делал доклады, в которых упоминал о своих опытах. И в итоге, благодаря этой настойчивости коллеги-медики все же обратили внимание на новое средство.
Четыре поколения
Медицинская общественность наконец заметила препарат, но возникла новая проблема — при выделении пенициллин быстро разрушался. И только через 10 лет после обнародования открытия на помощь Флемингу пришли английские ученые Говард Флери и Эрнст Чейн . Именно они и придумали способ, как можно выделить пенициллин, чтобы тот сохранился.
Первые открытые испытания нового препарата на пациентах состоялись в 1942 году.
33-летняя молодая жена администратора Йельского университета Анна Миллер , мать троих детей, заразилась от 4-летнего сына стрептококковой ангиной и слегла. Болезнь быстро осложнилась лихорадкой, начал развивать менингит. Анна умирала, на момент доставки в главный госпиталь Нью-Джерси ей ставили диагноз стрептококковый сепсис, что в те годы было практически приговором. Сразу по прибытии Анне сделали первый укол пенициллина, и через несколько часов — еще серию инъекций. Уже за сутки температура стабилизировалась, через несколько недель лечения женщину выписали домой.
Ученых ждала заслуженная награда — в 1945 году Флемингу, Флори и Чейну за их работу была присуждена Нобелевская премия.
Долгое время пенициллин был единственным препаратом, который спасал жизни людей при тяжелых инфекциях. Однако периодически он вызывал аллергию, не всегда был доступен. И врачи стремились разработать более современные и недорогие аналоги.
Ученые и медики выяснили, что все антибактериальные вещества можно разделить на 2 группы: бактериостатические, когда микробы остаются живы, но не могут размножаться, и бактерицидные, когда бактерии погибают и выводятся из организма. После длительного применения ученые отметили, что микробы начинают адаптироваться и привыкать к антибиотикам, и поэтому приходится менять состав препаратов. Так появились более «сильные» и качественно очищенные препараты второго и третьего поколения.
Как и пенициллин, их применяют и в настоящее время. Но при тяжелых заболеваниях уже используются высокоэффективные антибиотики 4-го поколения, большая часть из которых синтезирована искусственно. В современные лекарства добавляют компоненты, которые помогают уменьшить риск возникновения осложнений: противогрибковые, противоаллергические и так далее.
Антибиотики помогли победить страшную «моровую язву» — чуму, наводившую ужас на все страны, черную оспу, снизили смертность от пневмонии, дифтерита, менингита, сепсиса, полиомиелита. Удивительно, а ведь все началось с научных споров и пары нечищенных пробирок.
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.
