Невероятное открытие пенициллина Александром Флемингом.
В 1928 году бактериолог Александр Флеминг сделал случайное открытие, виной которого стала, немытая чашка Петри. Земля, которая загрязнила эксперимент, оказалось, содержала сильный антибиотик, пенициллин. И не смотря на то, что Флемингу приписали это открытие, прошло более чем десятилетие, прежде чем кто — то ещё превратил пенициллин в панацею 20-го столетия.
Как эта «чашка Петри» была замечена, прежде чем её вымыли? Как туда попала земля? Кому удалось преобразовать открытый природный пенициллин в полезное лекарственное средство?
Случайное Открытие.
Сентябрьским утром в 1928, Александр Флеминг сидел на своем рабочем месте в больнице Св. Марии.
Он только что возвратился из отпуска, который провёл в своём загородном доме с семьей. Прежде, чем он уехал в отпуск, Флеминг сложил несколько своих чашек Петри на одной стороне скамьи так, чтобы его коллега Стюарт Р. Крэддок мог использовать освободившееся место для работы, пока он отсутствовал.
Вернувшись из отпуска, Флеминг стал рассортировывать оставленные без присмотра лабораторные стеки, чтобы определить, какие могли быть ещё использованы в работе. Многие были загрязнены. Флеминг замочил их все в растворе Лизола (крезоловое мыло), чтобы ликвидировать бактерии и потом использовать эту посуду в дальнейших экспериментах.
Большая часть работы Флеминга сосредоточилась на поиске «чудодейственного лекарства». Бактерий вокруг было много, ещё Антони Ван Леойвенхэк описал их в 1683г. и только в конце девятнадцатого века Луи Пастер подтверди, что бактерии вызывают болезни. Несмотря на это знание, до Флеминга никто еще не был в состоянии найти химикат, который будет убивать вредные бактерии и не вредить человеческому телу.
Ранее в 1922 году Флеминг уже сделал важное открытие — лизоцим. Совершенно случайно, когда у него был насморк, маленькая капелька слизи упала на блюдце с выращиваемыми бактериями. Флеминг был поражён. Бактерии исчезли. Так было обнаружено естественное вещество, найденное в слезах и носовой слизи, которое помогает в борьбе против микробов. Однако оказалось, что оно было весьма эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов. Тогда Флеминг задумался о возможности обнаружения другого вещества, которое могло бы убить бактерии, и не навредить человеческому телу.
И вот в 1928 году к Флемингу зашёл бывший сотрудник лаборатории Д. Мерлин Прис. Флеминг воспользовался этой ситуацией, чтобы узнать о возможности дополнительного заработка, так как Прис уже работал в другой лаборатории. Чтобы продемонстрировать свои исследования, Флеминг начал рыться в большой груде лабораторной посуды и образцов, которые он поместил в раствор лизола и вытащил несколько из них, которые оказались не полностью погруженными в жидкость убивающую бактерии.
И тут, поднимая одну из пластинок, чтобы показать Прису, Флеминг заметил что-то странное.
За время его отсутствия, на стекле разрослась плесень. Но это само по себе не было странным. А вот то, что эта плесень, похоже, убила стафилококов (Staphylococcus aureus), расположенных на пластинке это уже было что-то. Флеминг понял, что у этой плесени есть неисследованный потенциал.
Что это за плесень?
Флеминг провел несколько недель, выращивая как можно больше этой плесени и пытаясь определить, что это за специфическое вещество, которое убило бактерии. В итоге оказалось, что это достаточно редкий вид плесени, и она попала к нему из лаборатории ниже этажом, в которой работал г-н Ла Туш.
Его сосед собирал большой ассортимент различных видов плесени для Джона Фримэна, который исследовал астму, и вполне вероятно, что некоторые споры долетели и до лаборатории Флеминга. Это была опять счастливая случайность.
Флеминг продолжал многочисленные эксперименты, чтобы определить эффект на других вредных бактериях. Удивительно было то, что плесень, убивая большое количество бактерий, в то же время была нетоксична для человека.
Могло бы это стать «чудодейственным лекарством»? Флемингу это было неизвестно. Хотя он чувствовал потенциал своего открытия и догадывался о его перспективах. Флеминг не был химиком и поэтому был неспособен выделить активный антибактериальный элемент, который он назвал пенициллин. Кроме того, он не смог бы достаточно долго хранить этот элемент активным, чтобы использовать его для людей. В 1929 году вышла его работа о пенициллине, которая по большому счёту не вызвала в то время научного интереса.
И, тем не менее, неряшливость канадского учёного и в то же время его наблюдательность стали причинами великого открытия.
Двенадцать лет спустя.
В 1940 г. на второй год Второй мировой войны, два ученых в Оксфордском университете занимались многообещающими проектами в бактериологии, которые могли быть расширены и продолжены с использованием химических методов. Учёный из Австралии Говард Флори 
и немецкий беженец Эрнст Чейн начали работать с пенициллином. Используя новые химические методы, они были в состоянии произвести так называемый «дымный порох», который хранил свою антибактериальную силу дольше нескольких дней. Они длительное время исследовали порошок и установили, что его использование абсолютно безопасно для человека.
После нескольких лет упорной работы им удалось синтезировать некоторое количество порошка кофейного цвета, который проверили на 117 добровольцах. Это был первый хоть и не достаточно чистый, но все, же качественный пенициллин. 1-ые инъекции новоиспеченного средства были произведены 12 февраля 1941 года. Один из английских полицейских во время бритья порезался бритвой. Произошло инфицирование крови. Первый же укол пенициллина помог умирающему. Однако пенициллина было очень мало и резерв его скоро иссяк. Заболевание возобновилась, и пациент погиб. Но наука праздновала. Было подтверждено, что пенициллин отлично работает против заражения крови. Через несколько месяцев учёным удалось получить достаточное количество пенициллина для спасения человечной жизни.
Передовая фронта нуждалась в новом лекарственном средстве и немедленно, поэтому массовое производство началось достаточно быстро. Использование пенициллина во время Второй мировой войны спасло много жизней, которые могли быть потеряны из-за бактериальных инфекций даже при незначительных ранах. Пенициллин также лечил дифтерию, гангрену, пневмонию, сифилис и туберкулез.
Известность.
Хотя Флеминг и обнаружил пенициллин, только Флори и Чейн приложили немалые усилия, чтобы сделать этот продукт пригодным для использования. Не смотря на то, что только Флеминг и Флори были посвящены в рыцари в 1944 году, все они (Флеминг, Флори и Чейн) были награждены в 1945 году Нобелевской премией в физиологии или медицине.
Дополнительная информация по теме.
Мало кому известно, но одними из первых разработавших технологию приготовления пенициллина были советские учёные. В изучении свойств пенициллина и получении этого препарата многого достигла Зинаида Виссарионовна Ермольева. В 1943 году она поставила целью освоить приготовление пенициллина сначала лабораторным, а потом и фабричным путем.
Вы любите аккуратность? Считается, что порядок на столе — это порядок в голове. Флеминг, открывший пенициллин , не очень любил убирать свой лабораторный стол, что по счастливой случайности помогло ему в 1928 году сделать одно из важнейших открытий 20-го века в медицине.
Фермент лизоцим в слюне он тоже открыл случайно: однажды Флеминг чихнул в чашку Петри (в ней выращиваются бактерии на питательной среде) и через несколько дней обнаружил, что в местах, куда упали капли слюны, бактерии были уничтожены. Флеминг недооценил свое открытие пенициллина и поначалу использовал бактерицидные свойства плесени для рисования картин...
Шотландский бактериолог Александер Флеминг родился 6 августа 1881 года в графстве Эйршир в семье фермера Хью Флеминга и его жены Грейс.
Когда мальчику исполнилось семь лет, умер отец, и матери пришлось самой управляться с фермой. Она скрупулезно подсчитывала расходы и доходы, стремясь выкроить хоть какие-нибудь средства на образование детей. И это у старательной и экономной женщины получалось. Александер посещал сначала сельскую школу , расположенную неподалеку, а позже - Килмарнокскую академию . Он рано научился внимательно наблюдать за природой.
В возрасте тринадцати лет Александер вслед за старшими братьями отправился в Лондон, где работал клерком, посещал занятия в Политехническом институте, а в 1900 году вступил в Лондонский шотландский полк . Флемингу нравилась военная жизнь, он заслужил репутацию первоклассного стрелка и ватерполиста. Но к тому времени англо-бурская война уже закончилась, и Флемингу не довелось служить в заморских странах.
Спустя год он получил наследство в 250 фунтов стерлингов, что составляло почти 1200 долларов — немалую сумму по тем временам. По совету старшего брата он подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу. На экзаменах Флеминг получил самые высокие баллы и стал стипендиатом медицинской школы при больнице Св. Марии . Александер изучал хирургию и, выдержав экзамены в 1906 году, стал членом Королевского колледжа хирургов . Работая в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы Св. Марии, он в 1908 году получил степени бакалавра и магистра наук в Лондонском университете.
После вступления Британии в первую мировую войну Флеминг служил капитаном в медицинском корпусе Королевской армии, участвовал в военных действиях во Франции. В 1915 году он женился на медсестре Саре Марион Макэлрой, ирландке по происхождению. У них родился сын.
Работая в лаборатории исследования ран, Флеминг показал, что такой антисептик, как карболовая кислота (фенол), в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, убивает лейкоциты, создающие в организме защитный барьер, что способствует в итоге выживанию бактерий в тканях.
В 1922 году после неудачных попыток выделить возбудителя простудных заболеваний Флеминг чисто случайно открыл лизоцим (название придумал профессор Райт) - фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. К сожалению, перспективы медицинского использования лизоцима оказались довольно ограниченными, поскольку он был достаточно эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов . Это открытие побудило Флеминга заняться поисками других антибактериальных препаратов, которые были бы безвредны для организма человека.
Следующая счастливая случайность — открытие Флемингом пенициллина в 1928 году - явилась результатом стечения ряда обстоятельств, столь невероятных , что в них почти невозможно поверить. В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2-3 недели, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным 40-50 чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал культуры одну за другой, чтобы не пропустить что-нибудь интересное. В одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала высеянную культуру бактерии . Отделив плесень, он установил, что «бульон», на котором разрослась плесень, приобрел выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также имел бактерицидные и бактериологические свойства.
Флеминг рассматривает посевы в чашке Петри.
Неряшливость Флеминга и сделанное им наблюдение явились двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась к очень редкому виду. Вероятно, она была занесена из лаборатории, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. Флеминг оставил ставшую впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать. Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для роста плесени , а последовавшее затем потепление — для бактерий . Как выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано знаменитое открытие.
Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о пенициллине. Он писал, что это «эффективная антибактериальная субстанция..., оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки и палочки дифтерийной группы. .. Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных... Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь ». Зная это, Флеминг не сделал тем не менее столь очевидного следующего шага, который 12 лет спустя был предпринят Хоуардом У. Флори и состоял в том, чтобы выяснить, будут ли спасены от летальной инфекции мыши, если лечить их инъекциями пенициллинового бульона. Флеминг назначил его нескольким пациентам для наружного применения . Однако результаты были противоречивыми. Раствор оказался нестабильным и с трудом поддавался очистке, если речь шла о больших его количествах.
Подобно Пастеровскому институту в Париже, отделение вакцинации в больнице Св. Марии, где работал Флеминг, существовало благодаря продаже вакцин. Флеминг обнаружил, что в процессе приготовления вакцин пенициллин помогает предохранить культуры от стафилококка . Это было техническое достижение, и ученый широко пользовался им, еженедельно отдавая распоряжения изготовлять большие партии бульона. Он делился образцами культуры пенициллина с коллегами в других лабораториях, но ни разу не упомянул о пенициллине ни в одной из 27 статей и лекций , опубликованных им в 1930-1940 годы, даже если речь шла о веществах, вызывав ющих гибель бактерий.
А еще Александер Флеминг использовал пенициллин в своих живописных изысках. Он был членом объединения художников и даже считался авангардистом с особой творческой манерой. Андре Моруа в романе «Жизнь Александера Флеминга» утверждает, что бактериолога привлекало не столько само «чистое искусство», сколько хороший бильярд и уютное кафе художников. Флеминг любил общаться и даже собирал плесень для опытов с обуви своих именитых друзей-живописцев и графиков.
Картины, восточные орнаменты и диковинные узоры кисти живописца Флеминга привлекали внимание мира искусства прежде всего потому, что написаны они были не маслом или акварелью, а разноцветными штаммами микробов, высеянных на агар-агаре, разлитом по картону.
Авангардист и большой оригинал Флеминг умело сочетал яркие цвета живых красок. Однако безмозглые микробы не могли даже представить себе, в каком великом деле они участвуют, а потому частенько нарушали творческий замысел создателя картин, заползая на территорию соседей и нарушая первозданную чистоту красок.
Флеминг нашел выход: он стал отделять микробные цветные пятна друг от друга узкими полосками , проведенными кисточкой, предварительно погруженной в раствор пенициллина.
Равно как творческое наследие художника Флеминга кануло в Лету, так и сам пенициллин едва не оказался забытым, если бы не открытие Флемингом лизоцима. Именно это открытие заставило Флори и Эрнста Б. Чейна заняться изучением терапевтических свойств пенициллина, в результате чего препарат был выделен и подвергнут клиническим испытаниям.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 года была присуждена совместно Флемингу, Чейну и Флори «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».
В оставшиеся 10 лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах .
11 марта 1955 года Александер Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача Александера Флеминга.
Чашку с разросшимся плесневым грибом Флеминг хранил до конца жизни.
По материалам журнала "Репетитор" .
Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны (1942 год — СССР, 1943 — США). Поначалу было всеобщее ликование — быстро излечивались самые тяжелые инфекции. Казалось, что микробам пришел конец. Но бактерии тоже хотели жить и начали вырабатывать и передавать друг другу устойчивость к антибиотикам. Сейчас идет тяжелая борьба между бактериями и фармацевтической промышленностью, и, по-моему, люди ее проигрывают.
Обычный пенициллин выпускается большей частью во флаконах по 500 000 ЕД (единиц действия) и 1 000 000 ЕД.
- В 1945 году можно было вылечить гонорею одной (!) внутримышечной инъекцией пенициллина в 300 тыс. единиц .
- В 1970 году для этого нужен был курс инъекций на 3 млн ЕД .
- По состоянию на 1998 год , 78% гонококков были устойчивы к антибиотикам группы пенициллина. Пенициллин больше не используется для лечения гонореи.
Отсюда выводы:
- нужно лечиться антибиотиками строго по показаниям . Обычная простуда не требует назначения антибиотиков, ведь против вирусов они бессильны.
- нельзя лечиться по старым схемам . Устойчивость бактерий постоянно растет. Вы можете не вылечить инфекцию, но при этом разрушить баланс нормальной микрофлоры. В результате расплодятся "неправильные" бактерии и грибы.
До 1989 года в США не было выявлено ни одного случая инфицирования энтерококком, резистентным к ванкомицину. В 2002 году были отмечены многие случаи заболевания новой формой энтерококка (называется S. aureus), в борьбе с которым ванкомицин был малоэффективен. В 2003 году впервые появился S. aureus (золотистый стафилококк), на который ванкомицин не оказывал ни малейшего воздействия. В 2004 году S. aureus выработал резистентность и к более мощным антибиотикам.
Вот еще информация к размышлению. Антибиотики свободно продаются в белорусских и российских аптеках (в США — только рецепту). Чего больше от безрецептурной продажи — вреда или пользы?
Современному человеку трудно представить сферу медицины без антибиотиков. С их помощью лечат сложнейшие инфекционные заболевания, спасают жизни миллионов людей. Фантастическим кажется тот факт, что открытие пенициллина (первого антимикробного средства) – случайное явление. В начале 20 века ученый Флеминг нашел грибок , который оказался полностью безвредным для человека , но губительным для вредоносных микроорганизмов .
Еще в школе нам известны различные истории древнего мира о короткой и быстрой жизни людей. Те, кто доживал до 13 лет, считались долгожителями, но их здоровье было в ужасном состоянии:
- кожа покрывалась наростами, язвами;
- сгнивали и выпадали зубы;
- внутренние органы работали с нарушениями из-за скудного питания и чрезмерных физических нагрузок.
Смерть младенцев носила угрожающие масштабы. Гибель женщин после родов считалась обычным делом. В 16 веке продолжительность жизни человека составляла не больше 30 лет, а еще в начале 20 века даже небольшой порез мог обернуться летальным исходом.
До изобретения антибиотиков для лечения заболеваний применяли устрашающие и болезненные способы.
- При инфицировании было показано кровопускание (делали разрез крупного сосуда либо накладывали пиявок). Цель – выведение наружу крови вместе с возбудителями патологий.
- На открытые раны насыпали древесный уголь или бром для вытягивания гноя. Больной получал серьезный ожог, но и бактерии при этом умирали.
- Для лечения сифилиса использовали ртуть. Вещество принимали внутрь либо вводили в мочеиспускательный канал тонкими прутьями. Альтернативой выступал только еще более опасный мышьяк.
История открытие пенициллина
История открытие пенициллина, как не странно, началась с великой научно-технической революции. В 19-20 веке человечество освоило множество новых сфер:
- связь и ;
- радио и развлечения;
- передвижение (автомобили и самолеты);
- стали появляться глобальные идеи по освоению Земли и космоса.
Но все научные и технические достижения перечеркивал быт людей и сложнейшая эпидемиологическая ситуация. Сотни тысяч людей продолжали массово гибнуть от тифа, дизентерии, туберкулеза и воспаления легких. Сепсис был смертельным приговором.
Предпосылки открытия пенициллина кратко в фактах
Многие ученые стремились найти решение проблемы и изобрести действенное лекарство от недугов. Проводилось эксперименты, результаты которых обычно были негативными. Идея того, что микробов могут убить специальные бактерии, была представлена только в 19 веке.
- Луи Пастер. Провел исследования, которые показали, что под воздействием определенных микроорганизмов умирают бациллы сибиркой язвы.
- В 1871 году русские ученые Манассеин и Полотебнов открыли губительное действие плесневых грибков на бактерии. Но на их труды не было обращено должного внимания.
- В 1867 году хирург Листер установил то, что воспаления вызывают бактерии и предложил бороться с ними с помощью карболовой кислоты – первого признанного антисептика.
- Эрнест Дучесне. В диссертации отметил то, что в 1897 году он успешно использовал плесень против ряда бактерий, поражающих человеческий организм.
- В 1984 году Мечников использовал ацидофильные бактерии из кисломолочной продукции для лечения кишечных расстройств.
Кто в России изобрел пенициллин?
В Советском Союзе над созданием и исследованием лекарств-антибиотиков работала микробиолог Ермольева. Она первой из всех советских ученых начала изучать интерферон как противовирусный препарат. В 1942 году Ермольева получила пенициллин . Исследования и опыты ученой привели к тому, что уже через несколько лет в СССР антибиотик стали изготовлять большими партиями.
Кто изобрел пенициллин, вклад Флеминга
Ученый Александр Флеминг считается первооткрывателем антибиотика – пенициллина. За свое открытие исследователь в 1945 году получил Нобелевскую премию. Появился антибиотик случайно: Флеминг был неаккуратным и часто не убирал за собой пробирки. Перед долгой отлучкой ученый забыл помыть чашки Петри, в которых остались колонии стафилококка.
После приезда ученый обнаружил, что в чашках расцвела плесень, а некоторые участки были полностью без бактерий. Флеминг пришел к выводу, что плесень вырабатывает вещества, убивающие стафилококки. Бактериолог выделил пенициллин из грибков, но относя к своему открытию скептически.
Позднее ученые Флори и Чейн закончили начатую работу. Через 10 лет они улучшили лекарство и вывели чистую форму пенициллина.
В 1942 году пенициллин стали использовать с целью лечения людей. Первым выздоровевшим пациентом стал ребенок с заражением крови. Во время Второй мировой войны изготовление пенициллина в США поставили на конвейер. Благодаря этому сотни тысяч солдат были спасены от гангрены и ампутации конечностей.
Как действует пенициллин?
Принцип работы антибиотика заключается в том, что происходит остановка или купирование химической реакции, которая нужна для поддержания жизни бактерии. Пенициллин останавливает активность молекул, участвующих в производстве новых клеточных слоев бактерии. Антибиотик не влияет на людей или животных, так как внешние оболочки человеческих клеток значительно отличаются от клеток бактерий.
Механизм и особенности действия.
- Молекулы пенициллина включают в себя бактерицидные свойства: они пагубно действуют на разнообразные бактерии.
- Главный объект действия – пенициллино-связывающие белки. Это ферменты конечной части синтеза клеточной стенки бактерий.
- Когда лекарство начинает останавливать синтез, начинается процесс, который приводит к полной гибели бактерии.
Микробы со временем научились защищаться : они начали выделять особый компонент, который уничтожает антибиотик. Но благодаря работам ученым стали появляться улучшенные препараты, которые содержат ингибиторы. Такие антибиотики называют пенициллиново-защищенными.
Влияние открытия на наши дни
Человечество прошло достаточно сложный и запутанный путь своего развития. Совершалось множество важных открытий и крупных изобретений в различных сферах деятельности. К масштабным и решающим открытиям, которые совершили переворот в медицине, относят и создание пенициллина.
В мировых масштабах пенициллин начал использоваться с 1952 года. Благодаря уникальным свойствам его начали использовать для лечения различных патологий:
- остеомиелит;
- сифилис;
- пневмония;
- горячка во время родов;
- инфицирование после ранений или ожогов.
Позже выделили разнообразные антибактериальные препараты. Антибиотики начали считаться лекарством от всех болезней на долгие годы. За счет изобретения антибиотика улучшилась борьба с серьезными инфекционными заболеваниями, а жизнь людей продлилась на 35 лет.
3 сентября – официальный день открытия пенициллина во всем мире. За все время существования человечества не было изобретено ни одного другого лекарства, которое бы спасло столько человеческих жизней.
Если спросить любого образованного человека о том, кто открыл пенициллин, то в ответ можно услышать фамилию Флеминга. Но если заглянуть в советские энциклопедии, изданные до пятидесятых годов прошлого столетия, то этого имени там не найти. Вместо британского микробиолога упоминается факт, что на целебный эффект от плесени первыми обратили внимание русские врачи Полотебнов и Манассеин. Это была чистая правда, именно эти ученые еще в 1871 году заметили, что glaucum подавляют размножение многих бактерий. Так кто открыл пенициллин на самом деле?
Флеминг
Действительно, вопрос о том, кто и как открыл пенициллин, требует более детального изучения. До Флеминга, и даже до указанных русских врачей о свойствах пенициллина знали Парацельс и Авиценна. Но выделить вещество, которое наделяет плесень лечебными силами, они не могли. Это удалось только микробиологу больницы св. Марии, то есть Флемингу. А антибактериальные свойства открытого вещества ученый тестировал на своем ассистенте, заболевшем гайморитом. В гайморову полость доктор ввел небольшую дозу пенициллина и уже спустя три часа состояние больного значительно улучшилось. Итак, Флеминг открыл пенициллин, о чем сообщил 13 сентября 1929 года в своем докладе. Эту дату считают днем рождения антибиотиков, но использовать их начали позже.
Исследования продолжаются
Кто открыл пенициллин, читателю уже известно, но стоит отметить, что пользоваться средством было невозможно - его предстояло очистить. Во время процесса очищения формула становилась нестойкой, вещество теряло свои свойства очень быстро. И только в группа ученых Оксфордского университета справилась с этой задачей. Александр Флеминг был в восторге.
Но тут перед учеными мужами встала новая задача: плесень разрасталась очень медленно, поэтому Александр решил попробовать другой ее вид, открыв попутно фермент пенициллаза - вещество, способное нейтрализовать пенициллин, вырабатываемое бактериями.
США против Англии
Тот, кто открыл пенициллин, не смог запустить массовое производство препарата у себя на родине. Но его помощники, Флори и Хитли, в 1941 году перебрались в США. Там они получили поддержку и щедрое финансирование, но сами работы были строго засекречены.
Пенициллин в СССР
Во всех учебниках по биологии пишут о том, как открыл пенициллин. Но нигде вы не прочитаете о том, как препарат начали производить в Советском Союзе. Есть, правда, легенда о том, что вещество понадобилось для лечения генерала Ватутина, но Сталин запретил применять заморский препарат. Чтобы освоить производство как можно скорее, было решено купить технологию. Даже направили делегацию в посольство США. Американцы согласились, но во время переговоров трижды поднимали стоимость и оценили свои знания в тридцать миллионов долларов.
Отказавшись, СССР сделал то, что и британцы: запустил утку, что отечественный микробиолог Зинаида Ермольева произвела крустозин. Этот препарат был усовершенствованным который похитили капиталистические шпионы. Это было вымыслом чистой воды, но женщина действительно наладила производство препарата у себя в стране, правда, его качество оказалось хуже. Поэтому власти пошли на хитрость: купили тайну у Эрнста Чейна (один из помощников Флеминга) и начали производить такой же пенициллин, как в Америке, а крустозин предали забытью. Так что, как оказывается, на вопрос о том, кто открыл пенициллин в СССР, ответа нет.
Разочарование
Сила пенициллина, которая так высоко ценилась медицинскими светилами того времени, оказалась не такой уж и мощной. Как выяснилось, со временем микроорганизмы, вызывающие болезни, приобретают иммунитет к данному препарату. Вместо того, чтобы задуматься над альтернативным решением, ученые стали изобретать другие антибиотики. Но обмануть микробы не удается и по сей день.
Не так давно ВОЗ огласила, что Флеминг предостерегал о чрезмерном употреблении антибиотиков, которое может привести к тому, что лекарства не смогут помочь при довольно простых болезнях, т. к. микробам они уже не в состоянии будут навредить. А найти решение данной проблемы - это уже задача других поколений медиков. И искать его нужно уже сейчас.
Сколько случайностей привело к открытию одного из самых действенных лекарств XX века и как этому помогли окно лаборатории и стена бомбоубежища, читайте в рубрике «История науки».
13 сентября 1929 года шотландский бактериолог Александр Флеминг на заседании Медицинского исследовательского клуба при больнице св. Марии Лондонского университета впервые сообщил о том, что открыл первый антибиотик - пенициллин. Впоследствии признавали, что пенициллин стал одним из самых великих медицинских открытий двадцатого века, а этот век и без того был весьма богат на открытия в медицине. Как бы там ни было, в 1945 году Флеминг стал одним из лауреатов Нобелевской премии, присужденной именно за открытие пенициллина.
В своей Нобелевской речи Флеминг тогда заявил: «Говорят, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название». На самом деле ситуация с пенициллином еще интереснее: похоже, что природе пришлось изрядно потрудиться и устроить целую сеть случайностей, чтобы заставить людей, в первую очередь самого Флеминга, открыть это вещество.
Начать нужно с того, что Флеминг стал врачом отчасти благодаря случайности. Учитывая весь спектр его талантов, наш герой вполне мог выбрать и другое научное направление, даже заняться искусством (с детства он увлекался живописью) или стать военным. По совету старшего брата он выбрал медицину и подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу при больнице св. Марии. Получив на экзамене высшие баллы и став хирургом по окончании обучения, Флеминг связал с этой больницей всю свою оставшуюся жизнь.
Александр Флеминг
Imperial War Museums/Wikimedia Commons
Он стал работать в лаборатории исследования ран и проявил свои таланты исследователя, показав, что карболовая кислота, в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, не подходит в качестве антисептика. Дело в том, что она убивает создающие в организме защитный барьер лейкоциты и в конечном счете способствует выживанию в тканях болезнетворных бактерий.
Следующая случайность произошла с Флемингом в 1922 году, когда он открыл фермент, впоследствии названный лизоцимом. Этот фермент убивал некоторые бактерии, не причиняя вреда здоровым тканям. Случайность здесь заключалась в том, что ученый был не слишком-то аккуратен и не очень любил приводить в порядок свой лабораторный стол. Однажды, будучи простужен, он чихнул в чашку Петри, где выращивал бактерии в питательной среде, и не продезинфицировал ее, как того требовали правила. Через несколько дней по цвету остатков в этой чашке он обнаружил, что в местах, куда попала его слюна, бактерии были уничтожены.
Плесневелый грибок, содержащий пенициллин
Wikimedia Commons
Правда, в качестве антисептика лизоцим работал не слишком удачно: на большинство бактерий он действовал очень медленно, поэтому Флеминг поначалу стал использовать лизоцим при написании авангардных картин, где разные цвета на полотне создавались различными бактериями. Чтобы эти бактерии не переползали с одного цветового пятна на другое, он обрабатывал лизоцимом границы таких пятен.
Впрочем, в лаборатории Флеминг больше думал о поисках хорошего антисептика, чем о своей живописи. И в 1928 году история с его неаккуратностью повторилась. Каким-то чудом в одну из его не продезинфицированных чашек Петри, где он высеивал колонию золотистого стафилококка, попала плесень из соседней лаборатории - довольно редкий плесневый грибок Penicillium notatum . Через пару дней она растворила высеянную культуру, и там, где она попала в чашку, вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу.
Здесь Флеминга озарило: он предположил, что смертоносное влияние на бактерии оказал плесневый грибок. Это предположение подтвердилось, и ученый получил из этого грибка вещество интенсивного желтого цвета, которое он и назвал пенициллином.
Обнаружилось, что даже разведенный в 500-800 раз пенициллин подавлял рост не только стафилококков, но также и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих губительную для стафилококков дозу. Это означало, что пенициллин для людей безвреден.
На изучение свойств открытого им вещества Флеминг потратил около года, и, хотя в чистом виде так и не сумел его получить, он все же решил рассказать о нем коллегам.
Настоящим антибиотиком пенициллин Флеминга стал значительно позже, после того как его исследования в 1938 году продолжили профессор Оксфордского университета, патолог и биохимик Говард Флори и химик Эрнст Борис Чейн, эмигрировавший из Германии после прихода к власти нацистов. Спустя год попыток ученым удалось сделать то, что не удалось Флемингу, - получить первые 100 миллиграмм чистого пенициллина. Однако грибок, из которого пенициллин был получен, оказался слишком капризным, требовалось найти ему более «послушную» и эффективную замену.
Говард Флори и Эрнст Борис Чейн
Wikimedia Commons
Для этой цели Чейн привлек к работе других специалистов: бактериологов, химиков и врачей. Была сформирована так называемая Оксфордская группа. Работа группы оказалась удачной, и в 1941 году пенициллин впервые спас от верной смерти человека с заражением крови - им стал 15-летний подросток.
Разгоревшаяся к тому времени война не позволила наладить в Англии массовое производство пенициллина, и летом 1941 года Оксфордская группа отправилась совершенствовать технологию в США. На экстракте американской кукурузы выход пенициллина увеличился в 20 раз. Затем решили поискать новые штаммы плесени, более продуктивные, чем Penicillium notatum , когда-то прилетевший в окно Флемингу. В лабораторию группы стали поступать образцы плесеней со всего мира. Группа также пополнилась Мэри Хант, которую вскоре прозвали «Заплесневелой Мэри», ведь она закупала на рынке все заплесневелые продукты. Случилось так, что именно она принесла с рынка гнилую дыню, в которой и был найден тот высокопродуктивный штамм, который ученые и искали, - P. Chrysogenum .
На основе этого штамма была разработана технология массового производства пенициллина. В 1945 году выпуск этого лекарства достиг 15 тонн в год, а в 1950-м - 150 тонн.
Механизм действия пенициллинов оказался весьма сложным, и только в 1957 году его прояснил американский исследователь Джеймс Парк, который открыл нуклеотид, подавляющий рост клеточной стенки многих микробов.
Модель химической структуры пенициллина
Wikimedia Commons
Дальнейшие исследования показали и главный недостаток пенициллинов: болезнетворные микроорганизмы быстро привыкали к их присутствию. Так, если в 1945 году гонорея полностью излечивалась одной-единственной инъекцией пенициллина в 300 тысяч единиц, то в начале семидесятых для этого нужен был курс в десять раз более мощных инъекций. По состоянию же на 1998 год 78% гонококков развили устойчивость к антибиотикам группы пенициллина. По этой причине любой антибиотик был и остается главным лекарством XX века. В XXI веке ученые стоят перед проблемой создания нового лекарства, к которому микробы привыкнуть уже не смогут.
Любопытна судьба рождения пенициллина в СССР. В 1941 году разведка получила сведения о том, что в Англии создается чудодейственный антимикробный препарат на основе какого-то вида плесневых грибков. Тут же у нас начались работы в этом направлении, и уже в 1942 году микробиолог Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени Penicillium crustosum , взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году препарат был с успехом опробован на раненых солдатах.
Зинаида Ермольева
Wikimedia Commons
Однако советский пенициллин, при всей значительности этого результата, был несовершенен и не мог производиться в необходимых для фронта количествах. К тому же у пациентов из-за него сильно повышалась температура, тогда как западный пенициллин никаких побочных последствий не вызывал. Купить в США технологии массового производства этого «лекарства века» не представлялось возможным, поскольку за океаном существовал запрет на продажу любых технологий, связанных с пенициллином.
Ситуацию тогда спас Эрнст Чейн, который был автором английского патента на получение пенициллина. Он предложил свою помощь Советскому Союзу, и в 1948 году с его помощью наши ученые сумели разработать необходимую технологию, по которой один из московских фармацевтических заводов тут же стал производить лекарство.
В 1945 году Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Борис Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».
В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах.
11 марта 1955 года Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача.
