Koji je prvi otkrio penicilin na svijetu. Penicilin: povijest nastanka i suvremenost

Poznato je da je još u XV-XVI stoljeću. koristi se u narodnoj medicini za liječenje gnojnih rana zelena plijesan. Njime je, primjerice, znala liječiti Alena Arzamasskaya, suradnica Stepana Razina i ruske Ivane Orleanke.Pokušaji da se plijesan nanese izravno na površinu rane dali su, začudo, dobre rezultate.

Penicilin ne treba smatrati jedinom zaslugom A. Fleminga; davne 1922. godine došao je do svog prvog važnog otkrića - izolirao je tvar iz ljudskog tkiva koja je imala sposobnost prilično aktivnog otapanja određenih vrsta mikroba. Do ovog otkrića došli su gotovo slučajno dok su pokušavali izolirati bakterije koje uzrokuju prehladu. Profesor A. Wright, pod čijim je vodstvom A. Fleming nastavio svoj istraživački rad, novu je tvar nazvao lizozim (liza – uništavanje mikroorganizama). Istina, pokazalo se da je lizozim neučinkovit u borbi protiv najopasnijih patogenih mikroba, iako uspješno uništava relativno manje opasne mikroorganizme.

Dakle, uporaba lizozima u medicinskoj praksi nije imala vrlo široke izglede. To je potaknulo A. Fleminga na daljnju potragu za antibakterijskim lijekovima koji bi bili učinkoviti, a istovremeno što bezopasniji za ljude. Mora se reći da je još 1908. godine provodio pokuse s lijekom pod nazivom "salvarsan", koji je laboratorij profesora A. Wrighta među prvima u Europi dobio za opsežna istraživanja. Ovaj lijek stvorio je talentirani njemački znanstvenik P. Ehrlich (Nobelova nagrada zajedno s I.I. Mechnikovom, 1908.). Tražio je lijek koji bi ubio patogene, ali bio siguran za pacijenta, takozvani čarobni metak. Salvarsan je bio prilično učinkovit lijek protiv sifilitika, ali je imao toksične nuspojave na tijelo. Bili su to samo prvi mali koraci prema stvaranju suvremenih antimikrobnih i kemoterapijskih lijekova.

Na temelju doktrine antibioze (suzbijanja jednih mikroorganizama od strane drugih), čije su temelje postavili L. Pasteur i naš veliki sunarodnjak I. I. Mečnikov, A. Fleming je 1929. godine utvrdio da terapeutski učinak zelenu plijesan uzrokuje posebna tvar koju izlučuje okoliš.

Je li sve briljantno otkriveno slučajno?

Prvi spomen antibakterijske terapije?

Zanimljivo je da u Bibliji nalazimo nevjerojatno precizan prikaz svojstava polugrmolike biljke – izopa. Evo fragmenta psalma 50, kojeg se, uzgred, sjetio i A. Fleming: „Očisti me izopom i bit ću čist; Operi me i bit ću bjelji od snijega.”

Pokušajmo ponovno stvoriti lanac gotovo nevjerojatnih nezgoda i slučajnosti koji su prethodili velikom otkriću. Glavni uzrok bila je, začudo, aljkavost A. Fleminga. Rasejanost je svojstvena mnogim znanstvenicima, ali ne dovodi uvijek do tako pozitivnih rezultata. Dakle, A. Fleming nekoliko tjedana nije čistio posuđe ispod proučavanih kultura, zbog čega je radno mjesto pokazalo se da je zasuto s pedeset šalica. Istina, tijekom procesa čišćenja pomno je pregledavao svaku šalicu iz straha da ne propusti nešto važno. I nije mi nedostajalo.

Jednog lijepog dana u jednoj je čašici otkrio pahuljastu plijesan koja je suzbila rast kulture stafilokoka posijane u ovoj čašici. Izgledalo je ovako: lanci stafilokoka oko plijesni su nestali, a na mjestu žute mutne mase vidjele su se kapljice nalik rosi. Nakon što je uklonio plijesan, A. Fleming je vidio da je "juha na kojoj je rasla plijesan stekla izrazitu sposobnost inhibicije rasta mikroorganizama, kao i baktericidna i bakteriološka svojstva protiv mnogih uobičajenih patogenih bakterija."

Spore plijesni su očito unesene kroz prozor iz laboratorija gdje su uzorci plijesni uzeti iz domova pacijenata s astmom uzgajani kako bi se proizveli ekstrakti za desenzibilizaciju. Znanstvenik je ostavio šalicu na stolu i otišao na odmor. Vrijeme u Londonu odigralo je ulogu: niže temperature pogodovale su rastu plijesni, a naknadno zatopljenje pogodovalo je razvoju bakterija. Da se barem jedan događaj dogodio iz lanca slučajnih slučajnosti, tko zna kada bi čovječanstvo saznalo za penicilin. Plijesan koja je zarazila stafilokoknu kulturu bila je poštena rijetke vrste Nekako Penicillium -P. Notatum , koji je prvi put pronađen na istrulelom izopu (biljka s grmom koja sadrži esencijalno ulje i koristi se kao začin);

Prednosti novog izuma

Daljnja istraživanja otkrila su da, na sreću, čak iu velikim dozama, penicilin nije toksičan za pokusne životinje i može ubiti vrlo otporne patogene. U bolnici St. Mary's nije bilo biokemičara, pa se penicilin nije mogao izolirati u obliku injekcije. Taj su rad u Oxfordu izveli H. W. Flory i E. B. Cheyne tek 1938. godine. Penicilin bi pao u zaborav da A. Fleming prije toga nije otkrio lizozim (tu je stvarno dobro došao!). Upravo je ovo otkriće potaknulo znanstvenike s Oxforda na istraživanje ljekovita svojstva penicilina, čime je lijek izoliran u svom čistom obliku u obliku benzilpenicilina i klinički ispitan. Već prve studije A. Fleminga dale su čitav niz neprocjenjivih informacija o penicilinu. Napisao je da je to “učinkovita antibakterijska tvar koja ima izražen učinak na piogene (tj. izazivače stvaranja gnoja) koke i bacile iz skupine difterije. Penicilin, čak ni u velikim dozama, nije otrovan za životinje. Može se pretpostaviti da će biti učinkovit antiseptik za vanjski tretman područja zahvaćena mikrobima osjetljivim na penicilin ili kada se primjenjuje oralno.”

Lijek je dobiven, ali kako ga koristiti?

Slično Pasteur Institutu u Parizu, odjel za cijepljenje u bolnici St. Mary's, gdje je radio A. Fleming, postojao je i dobivao sredstva za istraživanja prodajom cjepiva. Znanstvenik je otkrio da tijekom pripreme cjepiva penicilin štiti kulture od stafilokoka. To je bilo malo, ali značajno postignuće, i A. Fleming ga je intenzivno koristio, naređujući tjedno proizvodnju velikih serija bujona na bazi penicilija. Dijelio je uzorke kulture Penicillium s kolegama u drugim laboratorijima, ali, začudo, A. Fleming nije poduzeo tako očit korak, koji je 12 godina kasnije poduzeo H. W. Flory i trebao je utvrditi hoće li se pokusni miševi spasiti od smrtonosne infekcije ako ih se liječi injekcijama. penicilinskog bujona. Gledajući unaprijed, recimo da su ovi miševi bili izuzetno sretni. A. Fleming samo je nekolicini pacijenata prepisao juhu za vanjsku upotrebu. Međutim, rezultati su bili vrlo, vrlo kontradiktorni. Otopinu ne samo da je bilo teško pročistiti u velikim količinama, nego se također pokazala nestabilnom. Osim toga, A. Fleming nikada nije spomenuo penicilin ni u jednom od 27 članaka ili predavanja koje je objavio 1930.-1940., čak ni kada su govorili o tvarima koje uzrokuju smrt bakterija. No, to nije spriječilo znanstvenika da dobije sve počasti koje mu pripadaju i Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 1945. godine. Trebalo je dosta vremena prije nego što su znanstvenici došli do zaključka o sigurnosti penicilina, kako za ljude tako i za životinje.

Tko je prvi izmislio penicilin?

Što se u to vrijeme događalo u laboratorijima naše zemlje? Jesu li domaći znanstvenici doista sjedili prekriženih ruku? Naravno da to nije istina. Mnogi su čitali trilogiju "Otvorena knjiga" V. A. Kaverina, ali ne znaju svi da je glavni lik, dr. Tatjana Vlasenkova, imala prototip - Zinaidu Vissarionovnu Ermoljevu (1898.-1974.), izvanrednu mikrobiologinju, kreatorku brojnih domaćih antibiotika . Osim toga, Z. V. Ermolyeva bila je prva ruska znanstvenica koja je počela proučavati interferon kao antivirusno sredstvo. Redoviti član Akademije medicinskih znanosti dala je ogroman doprinos ruskoj znanosti. Na izbor profesije 3. V. Ermoljeve utjecala je priča o smrti njezinog omiljenog skladatelja. Poznato je da je P. I. Čajkovski umro nakon što je obolio od kolere. Nakon diplome na sveučilištu Z. V. Ermoljeva je ostavljena kao asistentica na katedri za mikrobiologiju; istodobno je vodila bakteriološki odjel Sjevernokavkaskog bakteriološkog instituta. Kada je 1922. u Rostovu na Donu izbila epidemija kolere, ona je, ne obazirući se na smrtnu opasnost, proučavala ovu bolest, kako kažu, na licu mjesta. Kasnije je provela opasan eksperiment sa samoinfekcijom, koji je rezultirao značajnim znanstvenim otkrićem.

Tijekom Velikog domovinskog rata, promatrajući ranjenike, Z. V. Ermoljeva je vidjela da mnogi od njih umiru ne izravno od rana, već od trovanja krvi. Do tada su istraživanja njezina laboratorija, potpuno neovisna o Britancima, pokazala da neke plijesni inhibiraju rast bakterija. 3. V. Ermolyeva je, naravno, znala da je 1929. A. Fleming dobio penicilin iz plijesni, ali ga nije mogao izolirati u čistom obliku, jer se pokazalo da je lijek vrlo nestabilan. Također je znala da su naši sunarodnjaci davno primijetili ljekovitost plijesni na razini tradicionalne medicine i vještičarenja. Ali u isto vrijeme, za razliku od A. Fleminga, sudbina nije prepustila Z. V. Ermoljevu sretnim nezgodama. Godine 1943. W. H. Flory i E. Chain uspjeli su uspostaviti proizvodnju penicilina u industrijskim razmjerima, ali da bi to učinili morali su organizirati proizvodnju u SAD-u. 3. V. Ermolyeva, koja je u to vrijeme bila voditeljica Svesaveznog instituta za eksperimentalnu medicinu, postavila si je cilj dobivanja penicilina isključivo iz domaćih sirovina. Moramo odati počast njezinoj upornosti - 1942. godine dobivene su prve porcije sovjetskog penicilina. Najveća i neosporna zasluga Z. V. Ermoljeve bila je u tome što je ne samo dobila penicilin, već i uspjela uspostaviti masovnu proizvodnju prvog domaćeg antibiotika. Treba uzeti u obzir da je u tijeku bio Veliki Domovinski rat, a postojao je akutni nedostatak najjednostavnijih i najpotrebnijih stvari. U isto vrijeme rasla je potreba za penicilinom. I 3. V. Ermolyeva učinila je nemoguće: uspjela je osigurati ne samo kvantitetu, već i kvalitetu, točnije snagu lijeka.

Koliko joj ranjenika duguje život, ne može se ni približno izračunati. Stvaranje sovjetskog penicilina postalo je svojevrsni poticaj za stvaranje niza drugih antibiotika: prvi domaći uzorci streptomicina, tetraciklina, kloramfenikola i ekmolina - prvog antibiotika životinjskog podrijetla izoliranog iz mlijeka jesetarskih riba. Relativno nedavno pojavila se poruka za čiju je autentičnost još uvijek teško jamčiti. Evo ga: penicilin je još prije A. Fleminga otkrio stanoviti student medicine Ernest Augustine Duchenne, koji je u svojoj disertaciji detaljno opisao nevjerojatno otkriće do kojeg je došao. učinkovit lijek za borbu protiv raznih bakterija koje imaju štetan učinak na ljudsko tijelo. E. Duchenne nije mogao dovršiti svoje znanstveno otkriće zbog prolazne bolesti koja je završila smrću. Međutim, A. Fleming nije imao pojma o otkriću mladog istraživača. I tek nedavno u Leonu (Francuska) slučajno je pronađena disertacija E. Duchennea.

Usput, patent za izum penicilina nije izdan nikome. A. Fleming, E. Chain i W. H. Florey, koji su za njegovo otkriće dobili po jednu Nobelovu nagradu, glatko su odbili primiti patente. Smatrali su da tvar koja ima sve šanse spasiti cijelo čovječanstvo ne bi trebala biti izvor zarade, zlatni rudnik. Ovo znanstveno otkriće jedino je takve veličine za koje nitko nikada nije polagao autorska prava.

Vrijedno je spomenuti da je penicilin, pobijedivši mnoge česte i opasne zarazne bolesti, produžio ljudski život u prosjeku za 30-35 godina!

Početak ere antibiotika

Dakle, započela je nova era u medicini - era antibiotika. "Slično se sličnim liječi" - ovo je načelo poznato liječnicima od davnina. Zašto se onda ne boriti protiv nekih mikroorganizama uz pomoć drugih? Učinak je premašio naša najluđa očekivanja; Osim toga, otkriće penicilina označilo je početak potrage za novim antibioticima i izvorima njihove proizvodnje. Penicilini su se u vrijeme otkrića odlikovali visokom kemoterapijskom aktivnošću i širokim spektrom djelovanja, što ih je približilo idealnim lijekovima. Djelovanje penicilina usmjereno je na određene "mete" u mikrobnim stanicama kojih nema u životinjskim stanicama.

Referenca. Penicilini pripadaju širokoj klasi gama-laktamskih antibiotika. To također uključuje cefalosporine, karbapeneme i monobaktame. Ono što je zajedničko u strukturi ovih antibiotika je prisutnost ß-laktamskog prstena; ß-laktamski antibiotici čine osnovu moderne kemoterapije bakterijskih infekcija.

Antibiotici napadaju - bakterije brane, bakterije napadaju antibiotici brane

Penicilini imaju baktericidna svojstva, odnosno štetno djeluju na bakterije. Glavni cilj djelovanja su proteini bakterija koji vežu penicilin, a to su enzimi završne faze sinteze bakterijske stanične stijenke. Blokiranje sinteze peptidoglikana antibiotikom dovodi do poremećaja sinteze stanične stijenke i konačno do smrti bakterije. U procesu evolucije mikrobi su se naučili braniti. Oni izlučuju posebnu tvar koja uništava antibiotik. Ovo je također enzim zastrašujućeg imena ß-laktamaza, koji uništava ß-laktamski prsten antibiotika. Ali znanost ne stoji na mjestu, pojavili su se novi antibiotici koji sadrže takozvane inhibitore (ß-laktamaza - klavulanska kiselina, klavulanat, sulbaktam i tazobaktam). Takvi antibiotici nazivaju se zaštićeni penicilinazom.

Opće značajke antibakterijskih lijekova

Antibiotici su tvari koje selektivno suzbijaju aktivnost mikroorganizama. Pod “selektivnim utjecajem” podrazumijevamo djelovanje isključivo u međudjelovanju mikroorganizama uz održavanje vitalnosti stanica domaćina i djelovanje ne na sve, već samo na određene rodove i vrste mikroorganizama. Na primjer, fusidatna kiselina ima visoku aktivnost protiv stafilokoka, uključujući one rezistentne na meticilin, ali nema učinka na GABHS pneumokoke. Usko povezana sa selektivnošću je ideja o širokom spektru djelovanja antibakterijskih lijekova. No, iz današnje perspektive podjela antibiotika na lijekove širokog i uskog spektra djeluje proizvoljno i podložna je ozbiljnim kritikama, ponajviše zbog nepostojanja kriterija za takvu podjelu. Pretpostavka da su lijekovi širokog spektra pouzdaniji i učinkovitiji nije točna.

Put koji vodi nigdje

Gospoda, posljednja riječ bit će iza klica!
Louis Pasteur

Svim mikroskopskim neprijateljima ljudske rase objavljen je rat na život i smrt. Provodi se zasad s različitim uspjehom, ali neke su se bolesti već povukle, čini se, zauvijek, primjerice boginje. Ali u isto vrijeme, devine i kravlje boginje, kao i majmunske boginje, ostaju. Međutim, s boginjama nije sve tako jednostavno. Od sredine 1980-ih. slučajevi malih boginja nisu zabilježeni. S tim u vezi, djeca se već duže vrijeme ne cijepe protiv malih boginja. Tako svake godine u ljudskoj populaciji opada broj osoba otpornih na virus malih boginja. Ali ovaj virus nije nestao. Može se sačuvati na kostima ljudi umrlih od boginja (nisu svi leševi spaljeni, neke nije imao tko spaliti) koliko god dugo. A jednog dana će sigurno doći do susreta necijepljene osobe, primjerice arheologa, i virusa. L. Pasteur je bio u pravu. Mnoge ranije smrtonosne bolesti nestale su u pozadini - dizenterija, kolera, gnojne infekcije, upala pluća, itd. No, čini se da se vratila sakagija, koja nije primijećena gotovo 100 godina. Brojne zemlje doživljavaju izbijanja dječje paralize nakon desetljeća bez ove strašne bolesti. Dodane su nove prijetnje, posebice ptičja gripa. Grabežljivi sisavci već umiru od virusa ptičje gripe. Otvorene granice onemogućile su borbu protiv bakterija u jednoj državi. Ako su ranije postojale bolesti karakterističnije za određenu regiju, sada su čak i granice klimatskih zona karakterističnije za određenu vrstu patologije zamagljene. Naravno, specifične infekcije tropskog pojasa još ne ugrožavaju stanovnike krajnjeg sjevera, ali su, primjerice, spolno prenosive infekcije, SIDA, hepatitis B, C kao rezultat procesa opće globalizacije postale istinski opasne. globalna prijetnja. Malarija se proširila iz vrućih zemalja sve do Arktičkog kruga.
Uzročnik klasičnih zaraznih bolesti su patogeni mikroorganizmi koje predstavljaju bakterije (kao što su bacili, koki, spirohete, rikecije), virusi niza obitelji (herpesvirusi, adenovirusi, papovavirusi, parvovirusi, ortomiksovirusi, paramiksovirusi, retrovirusi, bunyavirusi, togavirusi, koronavirusi). , pikornavirusi, arenovirusi i rabdovirusi), gljive (omicete, askomicete, aktinomicete, bazidiomicete, deuteromicete) i protozoe (flagelati, sarkodaceje, sporozoani, cilijati). Osim patogenih mikroorganizama, postoji velika skupina oportunističkih mikroba koji mogu izazvati razvoj takozvanih oportunističkih infekcija - patološkog procesa kod ljudi s različitim imunodeficijencijama. Budući da je jasno dokazana mogućnost dobivanja antibiotskih lijekova iz mikroorganizama, otkriće novih lijekova postalo je pitanje vremena. Obično se ispostavlja da vrijeme ne radi za liječnike i mikrobiologe, već, naprotiv, za predstavnike patogene mikroflore. No, u početku je čak bilo razloga za optimizam.

Vremenski okvir nastanka antibiotika

Godine 1939. izoliran je, dakle, gramicidin Kronološki red- streptomicin (1942.), klorotstraciklin (1945.), kloramfenikol (1947.), a do 1950. već je opisano više od 100 antibiotika. Treba napomenuti da je 1950.-1960. to je izazvalo preuranjenu euforiju u medicinskim krugovima. Godine 1969. Kongresu SAD-a predstavljeno je vrlo optimistično izvješće koje je sadržavalo tako hrabre izjave poput “knjige zarazne bolesti bit će zatvoren."

Jedna od najvećih pogrešaka čovječanstva je pokušaj preuzimanja prirodnog evolucijskog procesa, budući da je čovjek samo dio tog procesa. Potraga za novim antibioticima je vrlo dug, mukotrpan proces koji zahtijeva ozbiljno financiranje. Mnogi antibiotici izolirani su iz mikroorganizama čije je stanište tlo. Pokazalo se da u tlu žive smrtonosni neprijatelji niza patogenih mikroorganizama za ljude - uzročnici tifusa, kolere, dizenterije, tuberkuloze itd. Streptomicin, koji se do danas koristi za liječenje tuberkuloze, također je izoliran iz mikroorganizmi tla. Kako bi odabrao željeni soj, 3. Waksman (otkrivač streptomicina) proučavao je preko 500 usjeva 3 godine prije nego što je pronašao odgovarajući - onaj koji oslobađa više streptomicina u okoliš od ostalih usjeva. Tijekom znanstvenog istraživanja, mnoge tisuće kultura mikroorganizama pažljivo se proučavaju i odbacuju. I samo pojedinačni primjerci koriste se za naknadno proučavanje. No, to ne znači da će svi oni kasnije postati izvor novih lijekova. Izrazito niska produktivnost usjeva i tehnička složenost izolacije i naknadnog pročišćavanja ljekovitih tvari predstavljaju dodatne, često nepremostive prepreke novim lijekovima. A novi antibiotici su potrebni kao zrak. Tko je mogao predvidjeti da će održivost mikroba postati tako ozbiljan problem? Osim toga, identificirano je sve više novih uzročnika zaraznih bolesti”, a spektar djelovanja postojećih lijekova postao je nedostatan za učinkovitu borbu sa njima. Mikroorganizmi su se vrlo brzo prilagodili i postali imuni na djelovanje naizgled već provjerenih lijekova. Bilo je sasvim moguće predvidjeti pojavu rezistencije mikroba na lijekove, a za to apsolutno nije bilo potrebno biti talentirani pisac znanstvene fantastike. Umjesto toga, ulogu briljantnih vizionara trebali su odigrati skeptici iz znanstvenih krugova. Ali ako je netko tako nešto predvidio, onda se njegov glas nije čuo, njegovo mišljenje nije uzeto u obzir. Ali slična je situacija već bila uočena s uvođenjem insekticida DDT 1940-ih. Najprije su muhe protiv kojih je krenuo tako masivan napad gotovo potpuno nestale, a zatim su se namnožile u velikom broju, a nova generacija muha bila je otporna na DDT, što ukazuje na genetsku konsolidaciju ove osobine. Što se tiče mikroorganizama, A. Fleming je otkrio da su sljedeće generacije stafilokoka formirale stanične stijenke sa strukturom otpornom na penicilin. Akademik S. Schwartz upozorio je na stanje stvari koje bi moglo nastati s ovim vektorom događaja prije više od 30 godina. Rekao je: “Bez obzira što se događa na gornjim katovima prirode, bez obzira kakve kataklizme potresaju biosferu... najveća učinkovitost korištenja energije na razini stanica i tkiva jamči život organizama, koji će obnoviti život na svim svoje podove u obliku koji odgovara novim.” uvjeti okoliša.” Neke bakterije mogu odbiti ili neutralizirati antibiotike dok oni napadaju. Zbog toga se paralelno s potragom za novim vrstama prirodnih antibiotika provodio dubinski rad na analizi strukture već poznatih tvari kako bi se potom na temelju tih podataka modificirale stvarajući nove, puno učinkovitije. i sigurnih lijekova. Nova faza u evoluciji antibiotika nedvojbeno je izum i uvođenje u medicinsku praksu polusintetskih lijekova sličnih po strukturi ili vrsti djelovanja prirodnim antibioticima. Godine 1957. prvi put je bilo moguće izolirati fenoksimetilpenicilin koji je bio otporan na klorovodične kiselineželučani sok, koji se može uzimati u obliku tableta. Penicilini prirodnog podrijetla bili su potpuno neučinkoviti kada su se uzimali oralno, jer su gubili svoju aktivnost u kiseloj sredini želuca. Kasnije je izumljena metoda za proizvodnju polusintetskih penicilina. U tu svrhu je molekula penicilina “izrezana” djelovanjem enzima penicilinaze i pomoću jednog od dijelova sintetizirani su novi spojevi. Ovom tehnikom bilo je moguće stvoriti lijekove sa znatno širim spektrom antimikrobnog djelovanja (amoksicilin, ampicilin, karbenicilin) ​​od izvornog penicilina. Jednako dobro poznati antibiotik, cefalosporin, prvi je put izoliran 1945. godine iz Otpadne vode na otoku Sardiniji, postao utemeljitelj nove skupine polusintetskih antibiotika – cefalosporina, koji imaju snažno antibakterijsko djelovanje i gotovo su bezopasni za ljude. Postoji već više od 100 različitih cefalosporina.Neki od njih mogu uništiti i gram-pozitivne i gram-negativne mikroorganizme, drugi djeluju na rezistentne sojeve bakterija. Jasno je da svaki antibiotik ima specifično selektivno djelovanje na strogo određene vrste mikroorganizama. Zahvaljujući ovom selektivnom djelovanju, značajan dio antibiotika sposoban je eliminirati mnoge vrste patogenih mikroorganizama, djelujući u koncentracijama koje su bezopasne ili gotovo bezopasne za organizam. Upravo se ova vrsta antibiotskih lijekova iznimno često i naširoko koristi za liječenje raznih zaraznih bolesti. Glavni izvori koji se koriste za dobivanje antibiotika su mikroorganizmi koji žive u tlu i vodi, gdje kontinuirano djeluju međusobno stupajući u različite međusobne odnose koji mogu biti neutralni, antagonistički ili obostrano korisni. Upečatljiv primjer su bakterije truljenja, koje stvaraju dobre uvjete za normalno funkcioniranje nitrificirajućih bakterija. Međutim, često su odnosi između mikroorganizama antagonistički, odnosno usmjereni jedni protiv drugih. To je sasvim razumljivo, jer se samo tako u početku mogla održati ekološka ravnoteža ogromnog broja bioloških oblika u prirodi. Ruski znanstvenik I. I. Mečnikov, daleko ispred svog vremena, prvi je predložio praktičnu upotrebu antagonizma između bakterija. Savjetovao je suzbijanje aktivnosti bakterija truljenja, koje stalno žive u ljudskim crijevima, na račun korisnih bakterija mliječne kiseline; Otpadni proizvodi koje ispuštaju mikrobi truljenja, prema znanstvenici, skraćuju ljudski život. Postoje različiti tipovi antagonizma (suprotstavljanja) mikrobima.

Svi su oni povezani s natjecanjem za kisik i hranjivim tvarima i često su popraćeni promjenom acidobazne ravnoteže okoliša u smjeru koji je optimalno prikladan za život jedne vrste mikroorganizama, ali nepovoljan za njegovog konkurenta. U isto vrijeme, jedan od najuniverzalnijih i najučinkovitijih mehanizama za ispoljavanje antagonizma mikroba je njihova proizvodnja različitih antibiotskih kemikalija. Ove tvari mogu ili suzbiti rast i razmnožavanje drugih mikroorganizama (bakteriostatski učinak) ili ih uništiti (baktericidni učinak). Bakteriostatici uključuju antibiotike kao što su eritromicin, tetraciklini i aminoglikozidi. Baktericidni lijekovi uzrokuju smrt mikroorganizama; tijelo se može nositi samo s eliminacijom njihovih otpadnih tvari. To su penicilinski antibiotici, cefalosporini, karbapenemi i dr. Neki antibiotici koji djeluju bakteriostatski uništavaju mikroorganizme ako se koriste u visokim koncentracijama (aminoglikozidi, kloramfenikol). Ali ne biste se trebali zanositi povećanjem doze, jer s povećanjem koncentracije vjerojatnost toksičnog učinka na ljudske stanice naglo raste.

Povijest otkrića bakteriofaga.

Bakteriofagi (fagi) (od grčkog phages - "proždirati") su virusi koji selektivno inficiraju bakterijske stanice. Najčešće se počinju razmnožavati unutar bakterija, uzrokujući tako njihovo uništenje. Jedno od područja primjene bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativa antibioticima. Koriste se npr. bakteriofagi: streptokokni, stafilokokni, klebsijelni, polivalentni dizenterijski, piobakteriofagi, coli, proteus i koliproteus i dr. Bakteriofagi se također koriste u genetičkom inženjerstvu kao vektori koji prenose dijelove DNA, prirodni prijenos gena između bakterija moguć je i putem nekih fagi (transdukcija ).

Bakteriofage je neovisno otkrio F. Twort, zajedno s A. Londeom i F. d'Herelom, kao agense koji se prenose filtrima za uništavanje bakterijskih stanica. U početku se vjerovalo da su oni ključni za kontrolu bakterijskih infekcija, ali su rana istraživanja uglavnom neuspješno. Izolirani su bakteriofagi koji su sposobni zaraziti većinu prokariotskih skupina organizama; i lako se izoliraju iz tla, vode, kanalizacije i, kao što se moglo očekivati, iz većine okoliša koloniziranih bakterijama. provedena su za proučavanje strukture i fiziologije interakcija domaćin-domaćin faga, koju su proveli G. Delbrück, S. Luria, A. Dermanom, R. Hershey, I. Lwoff i drugi, postavili su temelje za razvoj molekularne biologije , koji je zauzvrat postao temelj za brojne nove grane industrije temeljene na biotehnologiji. Bakteriofagi, poput drugih virusa, nose svoju genetsku informaciju u obliku DNK ili RNK. Većina bakteriofaga ima repove čiji su vrhovi pričvršćeni na specifične receptore, kao što su molekule ugljikohidrata, proteina i lipopolisaharida na površini bakterije domaćina. Bakteriofag ubrizgava svoju nukleinsku kiselinu u domaćina, gdje koristi domaćinov genetski stroj za repliciranje svog genetskog materijala i čita ga kako bi formirao novi fagokapsularni materijal za stvaranje novih čestica faga. Broj faga proizvedenih tijekom jednog ciklusa infekcije (veličina prinosa) varira između 50 i 200 novih čestica faga. Otpornost na bakteriofag može se razviti zbog gubitka ili promjena receptorskih molekula na površini stanice domaćina. Bakterije također imaju posebne mehanizme koji ih štite od invazije strane DNA. DNA domaćina modificira se metilacijom na određenim točkama u sekvenci DNA; ovo stvara zaštitu od razgradnje restrikcijskim endonukleazama specifičnim za domaćina. Bakteriofagi se dijele u 2 skupine: virulentne i umjerene. Virulentni fagi uzrokuju litičku infekciju, koja rezultira uništavanjem stanica domaćina i stvaranjem jasnih mrlja (plakova) na kolonijama osjetljivih bakterija. Umjereni fagi integriraju svoju DNK kroz bakteriju domaćina, proizvodeći lizogenu infekciju, a genom faga se prenosi na sve stanice kćeri tijekom stanične diobe.”

Razvoj bakteriofagne terapije.

Terapija bakteriofagom (korištenje bakterijskih virusa za liječenje bakterijskih infekcija) bila je tema od velikog interesa znanstvenika prije 60 godina u njihovoj borbi protiv bakterijskih infekcija. Otkriće penicilina i drugih antibiotika 1940-ih. omogućio učinkovitiji i višestrani pristup suzbijanju virusnih bolesti i izazvao prestanak rada u ovom području. Međutim, u istočnoj Europi istraživanja su se nastavila i razvijene su neke metode borbe protiv virusa pomoću bakteriofaga. Enteralne i gnojno-septičke bolesti izazvane oportunističkim uzročnicima, uključujući kirurške infekcije, zarazne bolesti djece u prvoj godini života, bolesti uha, grla, nosa, pluća i pleure; kronična klebsieloza gornjeg dišnog trakta - ozena i skleroma; urogenitalne patologije, gastroenterokolitis, sve teže reagiraju na tradicionalnu antibakterijsku terapiju. Smrtni ishod ovih infekcija doseže 30-60%. Čimbenik neučinkovitosti terapije je visoka učestalost otpornosti patogena na antibiotike i kemoterapijske lijekove, koja doseže 39,9-96,9%, kao i supresija imunološkog sustava kao učinak ovih lijekova na tijelo pacijenta, reakcije toksičnih prirode i alergijske prirode s nuspojavama, koje se očituju u crijevnim poremećajima na pozadini disbakterioze i sličnom poremećaju gornjeg dišnog trakta tijekom liječenja skleroma i ozene. Posebno je relevantan problem crijevne disbioze kod male djece. Dugoročni rezultati takvog liječenja kod djece su imunosupresija, kronična septička stanja, poremećaji prehrane i nedostaci u razvoju.

Trebao bi to znati!

Bakteriofagi su virusi koji selektivno inficiraju bakterijske stanice. Najčešće se počinju razmnožavati unutar bakterija, uzrokujući tako njihovo uništenje. Jedno od područja primjene bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativa uzimanju antibiotika.

Kliničke studije su pokazale da korištenje bakteriofaga za tretiranje unutarnjih površina i pojedinačnih objekata, poput zahoda, sprječava prijenos infekcija uzrokovanih Escherichiom coli kod djece i odraslih. U veterini je dokazano da se escherichiosis kod teladi može spriječiti prskanjem izmeta u boksovima za telad vodenim suspenzijama bakteriofaga. Iako su rana istraživanja pokazala značajan uspjeh, terapija fagom nije uspjela postati ustaljena praksa. To je objašnjeno nemogućnošću odabira visoko virulentnih faga, kao i odabirom faga s preuskom specifičnošću soja. Druge točke uključivale su pojavu sojeva otpornih na fage, neutralizaciju ili uklanjanje faga zaštitnim funkcijama imunološki sustav i izbacivanje endotoksina zbog opsežnog masivnog uništavanja bakterijskih stanica. Potencijal fagom posredovane horizontalne translacije toksinskih gena također je razlog koji može ograničiti njihovu upotrebu za liječenje određenih specifičnih infekcija. Prema podacima M. Slopesa (1983. i 1984.), primjena pripravaka bakteriofaga kod zaraznih bolesti probavnog sustava, upalnih i gnojnih promjena na koži, krvožilnog sustava, dišnog sustava, mišićno-koštanog sustava, genitourinarnog sustava (više od 180 nozoloških jedinica bolesti uzrokovanih bakterijama Klebsiella, Escherichiae, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus, Serratia, Enterobacter) pokazalo je da pripravci bakteriofaga imaju željeni učinak u 78,3-93,6% slučajeva i često su jedino učinkovito terapeutsko sredstvo.

Tijekom posljednja 2 desetljeća poduzeto je nekoliko eksperimentalnih studija kako bi se ponovno procijenila upotreba terapijskih tehnika temeljenih na bakteriofagu za liječenje zaraznih bolesti kod ljudi i životinja. Nedavno su rezultati ovih studija revidirani. D. Smith i suradnici objavili su rezultate niza eksperimenata o liječenju sistemskih infekcija E. Coli kod glodavaca i crijevnih poremećaja kao što je proljev kod teladi. Dokazano je da su i prevencija i liječenje mogući ako se koriste titri faga koji su puno manji od broja ciljnih organizama, što je pokazatelj proliferacije bakteriofaga in vivo. Pokazali su da je intramuskularna injekcija 106 jedinica E. Coli dovela do smrti 10 pokusnih miševa, dok je istovremena injekcija u drugu šapu 104 faga odabrana protiv antigena kapsule K1 dala potpunu zaštitu.
Terapija bakteriofagom ima niz prednosti u usporedbi s antibiotskom terapijom. Na primjer, učinkovit je protiv organizama otpornih na lijekove i može se koristiti kao alternativna terapija za pacijente s alergijama na antibiotike. Može se koristiti profilaktički za kontrolu širenja zarazne bolesti gdje je izvor rano identificiran ili gdje se pojave epidemije unutar relativno zatvorenih organizacija kao što su škole ili domovi za starije osobe. Bakteriofagi su vrlo specifični za ciljane organizme i nemaju učinak na organizme koji nisu meta napada. Oni se sami umnožavaju i samoograničavaju; kada je ciljni organizam prisutan, oni se samorepliciraju dok sve ciljne bakterije ne budu zaražene i uništene. Bakteriofagi prirodno mutiraju kako bi se borili protiv mutacija otpornosti u domaćinu; osim toga, mogu se namjerno mutirati u laboratoriju. U Rusiji i zemljama ZND-a pripravci bakteriofaga koriste se za liječenje gnojno-septičkih i enteralnih bolesti različitih lokalizacija uzrokovanih oportunističkim bakterijama iz rodova Escherichia, Proteus^ Pseudomonas, Enterobacter, Staphylococcus, Streptococcus i služe kao zamjena za antibiotike. Oni nisu inferiorni i čak nadmašuju potonje u učinkovitosti, bez izazivanja nuspojava toksičnih i alergijskih reakcija i bez kontraindikacija za uporabu. Pripravci bakteriofaga učinkoviti su u liječenju bolesti uzrokovanih sojevima mikroorganizama rezistentnih na antibiotike, posebice u liječenju peritonzilarnih ulkusa, upale sinusa, kao i gnojno-septičkih infekcija, bolesnika na intenzivnoj njezi, kirurških bolesti, cistitisa, pijelonefritisa. , kolecistitis, gastroenterokolitis, paraproktitis, crijevna disbioza, upalne bolesti i sepsa novorođenčadi. Uz rašireni razvoj otpornosti patogenih bakterija na antibiotike, potreba za novim antibioticima i alternativnim tehnologijama za kontrolu mikrobnih infekcija postaje sve važnija. Bakteriofagi vjerojatno tek trebaju ispuniti svoju ulogu u liječenju zaraznih bolesti, bilo kada se koriste samostalno ili u kombinaciji s antibiotskom terapijom.

Ako pitate bilo koju obrazovanu osobu tko je otkrio penicilin, u odgovoru ćete čuti ime Fleming. Ali ako pogledate sovjetske enciklopedije objavljene prije pedesetih godina prošlog stoljeća, tamo nećete pronaći ovo ime. Umjesto britanskog mikrobiologa, spominje se činjenica da su ruski liječnici Polotebnov i Manassein prvi obratili pažnju na ljekovitost plijesni. To je bila čista istina, upravo su ovi znanstvenici još 1871. primijetili da glaukum suzbija razmnožavanje mnogih bakterija. Tko je zapravo otkrio penicilin?

Fleming

Doista, pitanje tko je i kako otkrio penicilin zahtijeva detaljniju studiju. Prije Fleminga, a i prije ovih ruskih liječnika, za svojstva penicilina znali su Paracelsus i Avicenna. Ali nisu mogli izolirati tvar koja plijesni daje ljekovitu moć. To je uspjelo tek mikrobiologu bolnice St. Marija, odnosno Fleming. I znanstvenik je testirao antibakterijska svojstva otkrivene tvari na svom pomoćniku koji je imao upalu sinusa. Liječnik je ubrizgao malu dozu penicilina u maksilarnu šupljinu i nakon tri sata stanje pacijenta se značajno poboljšalo. Dakle, Fleming je otkrio penicilin, o čemu je izvijestio 13. rujna 1929. u svom izvješću. Ovaj datum se smatra rođendanom antibiotika, ali su se počeli koristiti kasnije.

Istraživanje se nastavlja

Čitatelj već zna tko je otkrio penicilin, ali vrijedi napomenuti da je proizvod bilo nemoguće koristiti - morao se pročistiti. Tijekom procesa čišćenja formula je postala nestabilna, tvar je vrlo brzo izgubila svojstva. I samo se skupina znanstvenika sa Sveučilišta Oxford nosila s tim zadatkom. Alexander Fleming bio je oduševljen.

Ali tada sam stao pred učene ljude novi zadatak: plijesan je rasla vrlo sporo, pa je Alexander odlučio isprobati drugu vrstu plijesni, istovremeno otkrivajući enzim penicilazu - tvar koja može neutralizirati penicilin koji proizvode bakterije.

SAD protiv Engleske

Onaj tko je otkrio penicilin nije mogao pokrenuti masovnu proizvodnju lijeka u svojoj domovini. Ali njegovi pomoćnici, Flory i Heatley, preselili su se u Sjedinjene Države 1941. Tamo su dobili potporu i izdašna sredstva, ali je sam rad bio strogo povjerljiv.

Penicilin u SSSR-u

Svi udžbenici biologije pišu o tome kako je otkriven penicilin. Ali nigdje nećete pročitati o tome kako se lijek počeo proizvoditi u Sovjetskom Savezu. Postoji, međutim, legenda da je tvar bila potrebna za liječenje generala Vatutina, ali je Staljin zabranio korištenje lijeka u inozemstvu. Kako bi se što prije ovladala proizvodnjom, odlučeno je kupiti tehnologiju. Čak su poslali izaslanstvo u Veleposlanstvo SAD-a. Amerikanci su pristali, ali su tijekom pregovora tri puta povisili cijenu i svoje znanje procijenili na trideset milijuna dolara.

Odbivši, SSSR je učinio ono što su učinili Britanci: lansirali su kanader koji je domaća mikrobiologinja Zinaida Ermoljeva proizvela krustozin. Ovaj lijek je bio poboljšani koji su ukrali kapitalistički špijuni. Bila je to fantazija čista voda, no žena je zapravo uspostavila proizvodnju lijeka u svojoj zemlji, iako se pokazalo da je njegova kvaliteta lošija. Stoga su vlasti pribjegle triku: kupile su tajnu od Ernsta Chaina (jednog od Flemingovih pomoćnika) i počele proizvoditi isti penicilin kao u Americi, a krustozin predale zaboravu. Dakle, kako se pokazalo, nema odgovora na pitanje tko je otkrio penicilin u SSSR-u.

Razočaranje

Snaga penicilina, koju su svjetla medicine tog vremena toliko cijenila, pokazala se i ne toliko moćnom. Kako se pokazalo, s vremenom mikroorganizmi koji uzrokuju bolesti stječu imunitet na ovaj lijek. Umjesto razmišljanja o alternativno rješenje znanstvenici su počeli izmišljati druge antibiotike. Ali mikrobe do danas nije bilo moguće prevariti.

Nedavno je WHO objavio da je Fleming upozorio na pretjeranu upotrebu antibiotika, što može dovesti do toga da lijekovi neće moći pomoći kod prilično jednostavnih bolesti, jer više neće moći štetiti mikrobima. A pronaći rješenje za ovaj problem zadatak je drugih generacija liječnika. I trebamo ga tražiti sada.

Izumitelj: Alexander Fleming
Zemlja: Velika Britanija
Vrijeme izuma: 3. rujna 1928

Antibiotici su jedan od najznačajnijih izuma 20. stoljeća u području medicine. Moderni ljudi Nisu uvijek svjesni koliko duguju tim lijekovima.

Čovječanstvo se općenito vrlo brzo navikne na nevjerojatna dostignuća svoje znanosti, a ponekad je potrebno malo truda da se zamisli život kakav je bio, na primjer, prije izuma radija ili.

Isto tako brzo je u naše živote ušla ogromna obitelj raznih antibiotika, od kojih je prvi bio penicilin.
Danas nam se čini iznenađujućim da su 30-ih godina 20. stoljeća deseci tisuća ljudi svake godine umirali od dizenterije, da je upala pluća u mnogim slučajevima bila kobna, da sepsa je bila prava pošast svih kirurških bolesnika, koji su u velikom broju umirali od trovanja krvi, da se tifus smatrao najopasnijom i teško izlječivom bolešću, a plućna kuga neizbježno je vodila bolesnika u smrt.

Sve te strašne bolesti (i mnoge druge koje su prije bile neizlječive, poput tuberkuloze) poražene su antibioticima.

Još je upečatljiviji utjecaj ovih lijekova na vojnu medicinu. Teško je povjerovati, ali u prethodnim ratovima većina vojnika nije umrla od metaka i gelera, već od gnojnih infekcija izazvanih ranama.

Poznato je da u prostoru oko nas postoji bezbroj mikroskopskih organizama, mikroba, među kojima ima i mnogo opasnih uzročnika bolesti. U normalnim uvjetima, naša koža ih sprječava da prodru unutra. tijelo.

Ali tijekom rane, prljavština je ušla u otvorene rane zajedno s milijunima truležnih bakterija (koka). Počeli su se množiti kolosalnom brzinom, prodrli duboko u tkiva i nakon nekoliko sati nijedan kirurg nije mogao spasiti osobu: rana se gnojila, temperatura je porasla, počela je sepsa ili gangrena.

Osoba je umrla ne toliko od same rane, koliko od komplikacija rane. Medicina je protiv njih bila nemoćna. U najboljem slučaju, liječnik je uspio amputirati zahvaćeni organ i time zaustaviti širenje bolesti.

Za suzbijanje komplikacija rane bilo je potrebno naučiti paralizirati mikrobe koji uzrokuju te komplikacije, naučiti neutralizirati koke koje su dospjele u ranu. Ali kako to postići? Pokazalo se da se uz njihovu pomoć možete izravno boriti protiv mikroorganizama, jer neki mikroorganizmi tijekom svoje životne aktivnosti ispuštaju tvari koje mogu uništiti druge mikroorganizme.

Ideja o korištenju mikroba za borbu protiv bakterija datira još iz 19. stoljeća. Tako je Louis Pasteur otkrio da bacili antraks umiru pod utjecajem nekih drugih mikroba. No, jasno je da je rješavanje ovog problema zahtijevalo ogroman rad - nije lako razumjeti život i odnose mikroorganizama, još je teže razumjeti koji su od njih međusobno neprijateljski raspoloženi i kako jedan mikrob pobjeđuje drugi.

No, najteže je bilo zamisliti da je strašni neprijatelj kokija odavno dobro poznat čovjeku, da s njim živi tisućama godina, tu i tamo. podsjećajući vas na sebe. Ispostavilo se da se radi o običnoj plijesni - beznačajnoj gljivici koja je uvijek prisutna u zraku u obliku spora i rado raste na svemu starom i vlažnom, bilo da se radi o zidu podruma ili komadu drveta.

Međutim, baktericidna svojstva plijesni bila su poznata još u 19. stoljeću. Šezdesetih godina prošlog stoljeća došlo je do spora između dva ruska liječnika - Alekseja Polotebnova i Vjačeslava Manaseina. Polotebnov je tvrdio da je plijesan predak svih mikroba, odnosno da svi mikrobi potječu od nje. Manasein je tvrdio da to nije istina.

Kako bi potkrijepio svoje argumente, počeo je proučavati zelene plijesni (penicillium glaucum na latinskom). Posijao je plijesan na hranjivu podlogu i zaprepašteno primijetio da tamo gdje je plijesan rasla, nikada se nisu razvile bakterije. Iz toga je Manassein zaključio da plijesan sprječava rast mikroorganizama.

Polotebnov je kasnije primijetio istu stvar: tekućina u kojoj se pojavila plijesan uvijek je ostala prozirna, dakle, nije sadržavao bakterije. Polotebnov je shvatio da je kao istraživač bio u krivu u svojim zaključcima. No, kao liječnik, odlučio je odmah istražiti ovo neobično svojstvo tako lako dostupne tvari kao što je plijesan.

Pokušaj je bio uspješan: čirevi, prekriveni emulzijom koja sadrži plijesan, brzo su zacijelili. Polotebnov je napravio zanimljiv pokus: duboke kožne čireve pacijenata premazao je mješavinom plijesni i bakterija i nije kod njih uočio nikakve komplikacije.U jednom od svojih članaka 1872. preporučio je liječenje rana i dubokih apscesa na isti način. Nažalost, Polotebnovljevi eksperimenti nisu privukli pozornost, iako je mnogo ljudi umrlo od komplikacija nakon rana u svim kirurškim klinikama u to vrijeme.

Izvanredna svojstva plijesni ponovno je otkrio pola stoljeća kasnije Škot Alexander Fleming. Fleming je od mladosti sanjao o pronalasku tvari koja bi mogla uništiti patogene bakterije i uporno je proučavao mikrobiologiju.

Flemingov laboratorij nalazio se u maloj sobi na odjelu patologije jednog od velikih Londona bolnicama. Ova soba uvijek je bila zagušljiva, tijesna i kaotična. Kako bi pobjegao od zagušljivosti, Fleming je cijelo vrijeme držao prozor otvoren. Zajedno s drugim liječnikom, Fleming je bio angažiran u istraživanju stafilokoka.

No, ne završivši svoj posao, ovaj liječnik je napustio odjel. Staro posuđe s kulturama mikrobnih kolonija još je bilo na policama laboratorija - Fleming je čišćenje svoje sobe uvijek smatrao gubitkom vremena.

Jednog dana, nakon što je odlučio napisati članak o stafilokoku, Fleming je pogledao u te čaše i otkrio da su mnoge tamošnje kulture prekrivene plijesni. To, međutim, nije bilo iznenađujuće - očito su spore plijesni unesene u laboratorij kroz prozor. Još je jedna stvar bila iznenađujuća: kad je Fleming počeo istraživati ​​kulturu, u mnogima U čašicama nije bilo ni traga stafilokoku - bila je samo plijesan i prozirne kapljice poput rose.

Je li obična plijesan doista uništila sve patogene mikrobe? Fleming je odmah odlučio provjeriti svoju pretpostavku i stavio je malo plijesni u epruvetu s hranjivom juhom. Kad se gljivica razvila, unijela je razne bakterije u istu i stavila je u termostat. Nakon što je zatim ispitao hranjivi medij, Fleming je otkrio da su se između plijesni i kolonija bakterija stvorile svijetle i prozirne mrlje - činilo se da plijesan ograničava mikrobe, sprječavajući ih da se razvijaju u njihovoj blizini.

Tada je Fleming odlučio napraviti veći pokus: presadio je gljivu u veliku posudu i počeo promatrati njezin razvoj. Ubrzo je površina posude bila prekrivena "" - gljivicom koja je rasla i skupljala se u tijesnim prostorima. “Filc” je nekoliko puta mijenjao boju: prvo je bio bijel, zatim zelen, pa onda crno. Hranjiva juha također je promijenila boju - iz prozirne je postala žuta.

“Očito plijesan ispušta neke tvari u okoliš”, pomislio je Fleming i odlučio provjeriti imaju li one svojstva štetna za bakterije. Novo iskustvo pokazalo je da žuta tekućina uništava iste mikroorganizme koje je uništila sama plijesan. Štoviše, tekućina je imala izuzetno visoku aktivnost - Fleming ju je razrijedio dvadeset puta, ali je otopina i dalje ostala destruktivna za patogene bakterije.

Fleming je shvatio da je na rubu važnog otkrića. Napustio je sve svoje poslove i prekinuo ostala istraživanja. Plijesan gljiva penicillium notatum sada je posve zaokupio njegovu pozornost. Za daljnje pokuse Flemingu su bili potrebni galoni juhe od plijesni – proučavao je na koji dan rasta, u kojoj podlozi za rast i na kojoj hranjivoj podlozi bi djelovanje misteriozne žute tvari bilo najučinkovitije u uništavanju mikroba.

Istodobno se pokazalo da su se sama plijesan, kao i žuta juha, pokazali bezopasnima za životinje. Fleming ih je ubrizgao u venu zeca, u trbušnu šupljinu bijelog miša, oprao kožu juhom i čak ga ispustio u oči - nisu primijećeni nikakvi neugodni fenomeni. U epruveti je razrijeđena žuta tvar - produkt koji izlučuje plijesan - inhibirala rast stafilokoka, ali nije poremetila funkcije leukocita u krvi. Fleming je ovu tvar nazvao penicilin.

Od tada je stalno razmišljao o važnom pitanju: kako izolirati aktivnu tvar iz filtrirane juhe od plijesni? Nažalost, ovo se pokazalo izuzetno teškim. U međuvremenu, bilo je jasno da je uvođenje nerafinirane juhe u krv osobe, koja je sadržavala strani protein, sigurno opasno.

Flemingovi mladi kolege, liječnici poput njega, a ne kemičari, učinili su mnogo pokušaja riješiti ovaj problem. Radeći u improviziranim uvjetima potrošili su puno vremena i energije, ali ništa nisu postigli. Svaki put nakon pročišćavanja penicilin se raspadao i gubio ljekovita svojstva.

Na kraju je Fleming shvatio da taj zadatak nadilazi njegove mogućnosti i da rješenje treba prepustiti drugima. U veljači 1929. napravio je izvješće u Londonskom medicinskom istraživačkom klubu o neobično jakom antibakterijskom sredstvu koje je pronašao. Ova poruka nije privukla pažnju.

Međutim, Fleming je bio tvrdoglavi Škot. Napisao je dugačak članak u kojem je detaljno opisao svoje eksperimente i objavio ga u znanstvenom časopisu. Na svim kongresima i medicinskim konvencijama nekako je podsjećao na svoje otkriće. Postupno o penicilin je postao poznat ne samo u Engleskoj, već iu Americi.

Konačno, 1939. godine dvojica engleskih znanstvenika - Howard Florey, profesor patologije na jednom od instituta u Oxfordu, i Ernst Chain, biokemičar koji je iz Njemačke pobjegao pred nacističkim progonima - obratili su veliku pozornost na penicilin.

Chain i Flory tražili su temu za suradnju. Privukla ih je teškoća izolacije pročišćenog penicilina. Ispostavilo se da je soj (kultura mikroba izoliranih iz određenih izvora) koji je tamo poslao Fleming bio na Sveučilištu Oxford. S tim su počeli eksperimentirati.

Da bi se penicilin pretvorio u lijek, trebalo ga je spojiti s nekom supstancom topljivom u vodi, ali tako da pročišćenom ne izgubi svoja nevjerojatna svojstva. Dugo vremena se ovaj problem činio nerješivim - penicilin se brzo uništavao u kiseloj sredini (zbog čega se, usput rečeno, nije mogao uzimati oralno) i nije dugo trajao u alkalnoj sredini; lako je otišao u eter, ali ako nije stavljen na led, u njemu je također bio uništen.

Tek nakon brojnih pokusa bilo je moguće kompleksno filtrirati tekućinu koju luči gljiva i koja sadrži aminopenicilnu kiselinu i otopiti je u posebnom organskom otapalu u kojem nisu bile topive kalijeve soli, koje su vrlo topive u vodi. Nakon izlaganja kalijevom acetatu istaložili su se bijeli kristali kalijeve soli penicilina. Nakon brojnih manipulacija, Chain je dobio sluzavu masu koju je konačno uspio pretvoriti u smeđi prah.

Već prvi eksperimenti s njim imali su nevjerojatan učinak: čak i mala granula penicilina, razrijeđena u omjeru jedan prema milijun, imala je moćno baktericidno svojstvo - smrtonosne koke stavljene u ovo okruženje umrle su u roku od nekoliko minuta. U isto vrijeme, lijek ubrizgan u venu ne samo da nije ubio životinju, već uopće nije djelovao na životinju.

Nekoliko drugih znanstvenika pridružilo se Cheyneovim eksperimentima. Učinak penicilina opsežno je proučavan na bijelim miševima. Bili su zaraženi stafilokokom i streptokokom u dozama većim od smrtonosnih. Polovici njih ubrizgan je penicilin i svi su ti miševi ostali živi. Ostali su umrli nakon nekoliko. Ubrzo je otkriveno da penicilin uništava ne samo koke, već i uzročnike gangrene.

Godine 1942. penicilin je testiran na pacijentu koji je umirao od meningitisa. Vrlo brzo se oporavio. Vijest o tome ostavila je veliki dojam. Međutim, nije bilo moguće uspostaviti proizvodnju novog lijeka u zaraćenoj Engleskoj. Flory je otišao u SAD i ovdje je 1943. godine u gradu Peoria laboratorij dr. Coghilla prvi put započeo industrijsku proizvodnju penicilina. Godine 1945. Fleming, Florey i Chain dobili su Nobelovu nagradu za svoja izvanredna otkrića.

U SSSR-u je penicilin iz plijesni Penicillium crustosum (ova gljiva je uzeta sa zida jednog od moskovskih skloništa za bombe) dobila 1942. godine profesorica Zinaida Ermoljeva. Vodio se rat. Bolnice su bile pretrpane ranjenicima s gnojnim lezijama uzrokovanim stafilokokom i streptokokom, komplicirajući ionako teške rane.

Liječenje je bilo teško. Mnogi ranjenici umrli su od gnojne infekcije. Godine 1944., nakon mnogo istraživanja, Ermoljeva je otišla na front da ispita učinak svog lijeka. Prije operacije Ermoljeva je svim ranjenicima dala intramuskularnu injekciju penicilina. Nakon toga kod većine boraca rane su zacijelile bez ikakvih komplikacija i gnojenja, bez temperature.

Penicilin se iskusnim terenskim kirurzima činio kao pravo čudo. Liječio je i najteže bolesnike koji su već bolovali od trovanja krvi ili upale pluća. Iste godine u SSSR-u je uspostavljena tvornička proizvodnja penicilina.

Nakon toga se obitelj antibiotika počela brzo širiti. Već 1942. Gause je izolirao gramicidin, a 1944. Amerikanac ukrajinskog podrijetla Waksman dobio je streptomicin. Počela je era antibiotika, zahvaljujući koji je spasio živote milijuna ljudi u narednim godinama.

Zanimljivo je da je penicilin ostao nepatentiran. Oni koji su ga otkrili i stvorili odbili su primiti patente - vjerovali su da tvar koja bi mogla donijeti takve dobrobiti čovječanstvu ne bi trebala služiti kao izvor prihoda. Ovo je vjerojatno jedino otkriće ove veličine za koje nitko nije polagao autorska prava.

Otkriće bilo koje droge uvijek izaziva veliku rezonanciju u društvu. Uostalom, to znači da je druga bolest liječena, što znači da je moguće više uštedjeti više života. Pojava novih lijekova posebno je bila značajna u razdoblju masovne smrti – ratova, koji su obilježili 20. stoljeće.

Naravno, znanstvenik koji je otkrio vitalni lijek nagrađen je lovorikama časti, a njegovo ime ostaje zapamćeno u povijesti čovječanstva.

Penicilin je najvažnije otkriće 20. stoljeća. O njegovom otkriću i drugim važnim činjenicama bit će riječi dalje.

Otkriće antibiotika

Penicilin je jedno od onih otkrića koja se događaju slučajno. Međutim, njegov značaj za čovječanstvo je ogroman.

Bio je to prvi otkriveni antibiotik, dobiven iz plijesni Penicillum.

Prvi koji je otkrio penicilin bio je bakteriolog iz Engleske Alexander Fleming. Njegovo otkriće dogodilo se iznenada, tijekom istraživanja plijesni. Tijekom eksperimenta otkrio je da plijesni vrste penicillum sadrže antibakterijsku tvar, koja je kasnije nazvana penicilin. Sa sigurnošću se zna koje je godine otkriven ovaj antibiotik. 7. ožujka 1929. prilično je značajan datum za znanost i čovječanstvo općenito.

Alexander Fleming: biografija

Alexander Fleming, znanstvenik koji je otkrio penicilin, rođen je 6. kolovoza 1881. u Ayrshireu. Njegovi roditelji bili su obični ljudi koji nisu imali nikakve veze sa znanošću.

Kada je Alexander imao 14 godina, zajedno s braćom preselio se raditi u glavni grad Ujedinjenog Kraljevstva. U početku je radio honorarno kao službenik dok je pohađao Politehnički institut. S početkom 1900. budući znanstvenik stupio je u službu u Londonskoj pukovniji.

Godinu dana kasnije, Fleming dobiva nasljedstvo od £250, što je u to vrijeme bio značajan iznos. Po savjetu starijeg brata sudjeluje na natjecanju za upis u medicinsku školu. Polaže ispite s odličnim ocjenama i postaje stipendist na medicinskom fakultetu u bolnici St. Fleming je uspješno studirao kirurgiju i 1908. postao magistar i prvostupnik medicinskih znanosti na Sveučilištu u Londonu.

Godine 1915. Fleming se oženio medicinskom sestrom Sarah McElroy, s kojom je znanstvenik imao sina. Supruga mu je umrla 1949., a 1953. Fleming se po drugi put oženio. Njegova druga odabranica bila je njegova bivša studentica, bakteriologinja Amalia Kotsuri-Vurekas. Dvije godine kasnije umro je Alexander Fleming. Briljantni znanstvenik koji je otkrio penicilin preminuo je od srčanog udara. Tada su mu bile 73 godine.

Gdje je sve počelo

Alexander Fleming uvijek je bio zainteresiran za znanstvene aktivnosti, unatoč činjenici da je završio medicinsku školu. U svojim eksperimentalnim porivima bio je vrlo nemaran. Njegovi drugovi primijetili su da je u laboratoriju u kojem je Fleming radio uvijek vladao kaos, u kojem su reagensi, lijekovi, instrumenti - sve bilo razbacano po cijeloj sobi. Zbog toga je više puta bio ukoren. Stoga možemo sa sigurnošću reći da je penicilin otkriven u potpunom neredu i sasvim slučajno.

Davno prije otkrića penicilina, tijekom Prvog svjetskog rata, Fleming je otišao na front kao vojni liječnik. Paralelno s pomaganjem ozlijeđenim vojnicima, mlada znanstvenica je istraživala bakterije koje su prodirale u rane i izazivale teške posljedice za ranjenike.

Godine 1915. Fleming je napisao i predstavio izvješće u kojem je dokazao da otvorene rane žrtava sadrže većinu vrsta bakterija koje još nisu bile poznate znanstvenicima tih godina. Osim toga, uspio je dokazati, suprotno mišljenju mnogih kirurga, da antiseptički lijekovi koji se koriste kratko vrijeme nisu u stanju potpuno uništiti bakterije.

Što se tiče dobivanja novog lijeka s antibakterijskim učinkom, Fleming je podržao ideje svog šefa, profesora Wrighta, koji je vjerovao da svi korišteni antiseptici ne samo da ne mogu uništiti većinu bakterija u tijelu, već također dovode do slabljenja imunološkog sustava. sustav. Na temelju toga zahtijevalo se novi lijek, čime bi se aktivirala imunološka aktivnost organizma, čime bi organizam postao sposoban samostalno se boriti protiv virusa.

Fleming je revno počeo razvijati svoju hipotezu da ljudsko tijelo treba sadržavati tvari koje mogu suzbiti širenje bakterija koje su ušle u tijelo. Vrijedi uzeti u obzir da je koncept antitijela postao poznat tek 1939. Znanstvenik je počeo provoditi eksperimentalni rad na svim tjelesnim tekućinama, naime, njima je zalijevao kulture bakterija, promatrajući rezultat.

Sve je odlučio slučaj

Alexander Fleming slučajno je otkrio penicilin. Sve do 1929. godine sva njegova istraživanja nisu dala previše rezultata.

Godine 1928. znanstvenik koji je kasnije otkrio penicilin počeo je proučavati bakterije roda Coccus - stafilokoke. Istraživanje nije dalo očekivane rezultate pa je Alexander odlučio uzeti pauzu i uzeo je godišnji odmor, a krajem ljeta napustio je laboratorij. Naravno, mjesto rada koje je znanstvenik ostavio bilo je u potpunom neredu.

Vrativši se početkom rujna, Fleming je otkrio da se plijesan pojavila u jednoj od Petrijevih zdjelica koje su sadržavale kolonije bakterija, što je uzrokovalo smrt stafilokoka.

Nakon što je ispitao dobivenu masu plijesni, znanstvenik je došao do zaključka da se radi o gljivici vrste Penicillium notatum te da sadrži antibakterijsku tvar koja može uništiti bakterije. I tek u ožujku 1929. Fleming se uspio izolirati od njih plijesni antiseptik, dajući mu naziv "penicilin". Od tog vremena Fleming je priznat kao znanstvenik koji je prvi otkrio penicilin. A vrijeme ovog velikog otkrića označilo je početak razvoja antibiotika.

Penicilin. Struktura

Penicilin je prvi antibiotik razvijen u prošlom stoljeću, ali još uvijek ne gubi na važnosti.

Ovaj antiseptik se dobiva životnim procesima određenih vrsta plijesni. Najaktivniji se zove benzilpenicilin. Lijek se može boriti protiv streptokoka, pneumokoka, gonokoka, meningokoka, bacila difterije, spirahete. Ali nije u stanju suzbiti aktivnost kod bolesti uzrokovanih mikrobima E. coli.

U modernoj znanosti postoje dva načina za dobivanje ovog lijeka:

1. Biosintetski.

2. Sintetički.

Po svojoj kemijskoj strukturi penicilin je kiselina, iz koje se može dobiti razne soli. Glavna molekula ovog antibiotika je 6-aminopenicilanska kiselina.

Kako djeluje antibiotik?

Načelo djelovanja penicilina temelji se na činjenici da potiskuje kemijske reakcije zbog kojih se provodi vitalna aktivnost bakterija. Osim toga, antibiotik eliminira molekule koje služe kao građevni blokovi za nove bakterijske stanice. Važno je da, iako penicilin štetno djeluje na bakterije, on nimalo ne šteti ljudskom ili životinjskom organizmu, jer je stanična membrana ljudske i životinjske stanice mnogo jača od one bakterije.

Otkriće penicilina u Rusiji

Zinaida Vissarionovna Ermolyeva je sovjetska mikrobiologinja koja je otkrila penicilin u Rusiji, odnosno u SSSR-u.

Tijekom Velikog Domovinskog rata bolnice su bile prenatrpane ranjenim vojnicima. Stopa smrtnosti od infekcija unesenih u rane bila je ogromna. I penicilin, koji je bio izvrstan antibiotik, došao je u pomoć u ovom pitanju.

Na Zapadu se ovaj antiseptik aktivno koristio, donoseći pozitivne rezultate. Vlasti Sovjetskog Saveza pregovarale su sa stranim predstavnicima o kupnji antibiotika. Međutim, stvar se značajno odugovlačila. U tom smislu javila se potreba za stvaranjem vlastitog penicilina.

Rješenje ovog problema povjereno je sovjetskom mikrobiologu Ermoljevu. I već 1943. dobila je "svoj" antibiotik, koji je bio prepoznat kao najbolji na svijetu.

Dakle, koji je znanstvenik otkrio penicilin? Alexander Fleming ostaje otkrivač.

Tko je još uključen u otkriće penicilina?

U 40-im godinama prošlog stoljeća još je nekoliko znanstvenika pridonijelo poboljšanju prvog antibiotika.

Britanski bakteriolozi Howard W. Florey, Ernst Chain i Norman W. Heatley uspjeli su razviti i dobiti čisti oblik penicilina. Ovaj razvoj doprinio je spašavanju milijuna života tijekom Drugog svjetskog rata.

Ovo spasonosno otkriće svojim je vlasnicima donijelo Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu “Za otkriće penicilina i njegova ljekovita djelovanja kod raznih zaraznih bolesti”.

Zaključak

Više od 80 godina prošlo je od najvažnijeg otkrića – penicilina. Međutim, ovaj antibiotik nije izgubio svoje prednosti. Umjesto toga, naprotiv, doživio je neke promjene: s vremenom su iz njega dobiveni napredniji tipovi antibiotika - polusintetski.

Naravno, sada je dobiven ogroman broj antibiotika, ali velika većina tih lijekova temelji se upravo na otkriću ljekovitih svojstava penicilina.

Značaj prvog antibiotika u povijesti je neprocjenjiv, stoga ne treba zaboraviti tko je otkrio penicilin. Alexander Fleming je znanstvenik koji je postavio temelje za novu fazu u razvoju medicine.

U cijeloj povijesti čovječanstva nije bilo lijeka koji je spasio toliko života. Na samom početku rata mnogi vojnici umrli su ne od rana, već od trovanja krvi. Penicilin je izliječio tisuće boraca koji su se smatrali beznadnim. Priča o njegovom otkriću slična je detektivskoj priči čiji je ishod čovječanstvu dao prvi antibiotik koji je produžio životni vijek za oko 30 godina.

Godine 1928. britanski mikrobiolog Alexander Fleming otkrio je plijesan koja je inhibirala rast stafilokoknih kultura. Ova plijesan pripadala je rijetkoj vrsti gljiva iz roda Penicillium - P. Notatum.

Dugi niz godina stručnjaci pokušavaju stvoriti prikladan praktičnu upotrebu lijek na bazi gljive, ali bez uspjeha. Aktivnu tvar u laboratorijskoj plijesni ne samo da je bilo teško očistiti, nego se također pokazala nestabilnom. Tek 1940. godine u Lancetu se pojavio prvi članak o učinkovitom antibiotiku, penicilinu. Tijekom rata Engleska nije imala priliku razviti tehnologiju industrijska proizvodnja, a stručnjaci su shvatili: moraju u SAD. Tako se 1941. fronta istraživačkog rada preselila u Ameriku.

Zapadna fronta

Samo putovanje pokazalo se nervoznim: bilo je vruće, a gljivice plijesni ne mogu izdržati visoke temperature - možda nisu bile prevezene. U SAD-u su se znanstvenici suočili s još jednim problemom: mogućnošću industrijske proizvodnje penicilina. Znanstveni stručnjaci komunicirali su s mnogim znanstvenicima i proizvođačima, a na kraju su se 1941. nastanili u laboratoriju u Peoriji, Illinois. Američki istraživači predložili su novi hranjivi medij za uzgoj plijesni - ekstrakt kukuruza, koji je bio u izobilju u ovoj regiji Sjedinjenih Država. Pokazalo se više nego prikladnim za istraživačke svrhe.

Postojao je još jedan zadatak - pronaći "najproduktivniji" soj gljivice. Uzorci plijesni slani su u laboratorij sa svih strana svijeta, ali željenog nije bilo među njima. Tražili su i lokalno: angažirali su ženu koja je kupovala pljesnivu hranu - dobila je nadimak "Moldy Mary".

Jednog lijepog ljetnog dana 1943. godine Mary je u laboratorij donijela polutrulu dinju, a na njoj je bila zlatna plijesan Penicillium Chrysogenum, za koju se pokazalo da je upravo ono što je znanstvenicima trebalo. Iz plijesni je bilo moguće izolirati najučinkovitiji soj, a istodobno se njegova proizvodnja pokazala vrlo isplativom: cijena liječenja jednog slučaja sepse smanjila se s 200 na 6,5 ​​dolara. Današnji penicilin je potomak te iste plijesni.

Konačno, predsjednik Vijeća za medicinska istraživanja SAD-a, Alfred Richards, uzeo je organizaciju proizvodnje pod svoje - financiranje je stiglo preko američkog predsjednika Roosevelta. Prvo postrojenje izgrađeno je za manje od godinu dana, au prvoj godini rada proizvodnja penicilina povećana je 100 puta.

Saveznička vojska počela je koristiti antibiotike u srpnju 1943. tijekom iskrcavanja na Siciliju - smrt od gangrene je prestala. Prema nekim izvješćima, iskrcavanje u Normandiji u lipnju 1944. nije odgođeno samo iz političkih razloga, već i zbog straha da neće biti dovoljno penicilina.