Tko je prvi otkrio penicilin. Povijest otkrića penicilina - biografije istraživača, masovna proizvodnja i implikacije za medicinu

Poznato je da je u XV-XVI st. u narodnoj medicini zelena plijesan se koristila za liječenje gnojnih rana. Ona je, na primjer, uspjela liječiti Alena Arzamasskaya, suradnicu Stepana Razina, ruske Ivane Orleanke. Pokušaji nanošenja plijesni izravno na površinu rane dali su, začudo, dobre rezultate.

Penicilin ne treba smatrati jedinom zaslugom A. Fleminga; davne 1922. godine napravio je svoje prvo važno otkriće – izolirao je iz ljudskih tkiva tvar koja ima sposobnost prilično aktivnog otapanja određenih vrsta mikroba. Do otkrića je došlo gotovo slučajno dok su pokušavali izolirati bakterije koje uzrokuju prehladu. Profesor A. Wright, pod čijim je vodstvom A. Fleming nastavio svoj istraživački rad, nazvao je novu tvar lizozim (liza je 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 učinkovitim i, u isto vrijeme, što bezopasnijim za ljude antibakterijskim lijekovima. Mora se reći da je davne 1908. godine provodio pokuse s lijekom pod nazivom "salvarsan", koji je laboratorij profesora A. Wrighta dobio za opsežna istraživanja među prvima u Europi. Ovaj lijek stvorio je talentirani njemački znanstvenik P. Ehrlich (Nobelova nagrada zajedno s I. I. Mečnikovim, 1908.). Tražio je lijek koji je smrtonosan za patogene, ali siguran za pacijenta, takozvani čarobni metak. Salvarsan je bio prilično učinkovit antisifilitički agens, ali je imao toksične nuspojave na tijelo. To su bili tek prvi mali koraci prema stvaranju modernih antimikrobnih i kemoterapijskih lijekova.

Na temelju doktrine o antibiozi (suzbijanje nekih mikroorganizama od strane drugih), čije su temelje postavili L. Pasteur i naš veliki sunarodnjak I. I. Mechnikov, A. Fleming je 1929. ustanovio da je terapeutsko djelovanje zelene plijesni posljedica posebnog tvari koju izlučuje u okoliš.

Sve genijalno otkriva se slučajno?

Prvi spomen terapije antibioticima?

Zanimljivo je da u Bibliji nalazimo nevjerojatno točan pokazatelj svojstava biljke polugrm - izopa. Evo ulomka 50. psalma kojeg se, usput rečeno, sjećao i A. Fleming: “Poškropi me isopom i bit ću čist; operi me i bit ću bjelji od snijega.”

Pokušajmo ponovno stvoriti lanac gotovo nevjerojatnih nezgoda i podudarnosti koji su prethodili velikom otkriću. Osnovni uzrok bila je, začudo, aljkavost A. Fleminga. Odsutnost je svojstvena mnogim znanstvenicima, ali ne dovodi uvijek do tako pozitivnih rezultata. Dakle, A. Fleming nekoliko tjedana nije čistio čaše ispod proučavanih kultura, pa se pokazalo da je njegovo radno mjesto prepuno pedeset šalica. Istina, u procesu čišćenja, pomno je pregledao svaku šalicu iz straha da ne propusti nešto važno. I nije propustio.

Jednog lijepog dana otkrio je pahuljastu plijesan u jednoj od čašica, koja je potisnula rast kulture stafilokoka posijane u ovoj čaši. 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 "juha na kojoj je plijesan izrasla dobija izrazitu sposobnost inhibicije rasta mikroorganizama, kao i baktericidna i bakteriološka svojstva u odnosu na mnoge uobičajene patogene bakterije."

Čini se da su spore plijesni unesene kroz prozor iz laboratorija u kojem su uzorci plijesni uzgajani iz domova pacijenata koji boluju od Bronhijalna astma, za dobivanje desenzibilizirajućih ekstrakata. Znanstvenik je ostavio šalicu na stolu i otišao se odmoriti. Vrijeme u Londonu odigralo je svoju ulogu: zahlađenje je pogodovalo rastu plijesni, a naknadno zagrijavanje pogodovalo je rastu bakterija. Da je barem jedan događaj ispao iz lanca slučajnih slučajnosti, tko zna kada bi čovječanstvo saznalo za penicilin. Plijesan kojom je zaražena kultura stafilokoka pripadao je prilično rijetke vrste ljubazan Penicilij -P. Notatum , koji je prvi put pronađen na trulom izopu (biljka polugrm koja sadrži eterično ulje i koristi se kao začin);

Prednosti novog izuma

Daljnja istraživanja su pokazala da, na sreću, čak i pri visokim dozama, penicilin nije toksičan za pokusne životinje i sposoban je ubiti vrlo otporne patogene. U bolnici St. Mary's nije bilo biokemičara, a kao rezultat toga, nije bilo moguće izolirati penicilin u obliku injekcija. Taj su rad u Oxfordu izveli X. W. Flori i E. B. Chain tek 1938. Penicilin bi potonuo u zaborav da A. Fleming nije prethodno otkrio lizozim (ovdje je stvarno dobro došao!). Upravo je ovo otkriće potaknulo znanstvenike iz Oxforda da prouče ljekovita svojstva penicilina, uslijed čega je lijek izoliran u svom čistom obliku u obliku benzilpenicilina i klinički ispitan. Već prve studije A. Fleminga dale su niz neprocjenjivih informacija o penicilinu. Napisao je da je to “učinkovita antibakterijska tvar koja ima izražen učinak na piogene (tj. izazivajući stvaranje gnoja) koke i bacile difterije. Penicilin, čak i u velikim dozama, nije toksičan za životinje. Može se pretpostaviti da će biti učinkovit antiseptik kada se primjenjuje izvana na područja zahvaćena mikrobima osjetljivim na penicilin, ili kada se primjenjuje iznutra.

Lijek je primljen, ali kako ga primijeniti?

Poput Pasteurovog instituta u Parizu, postojao je odjel za cijepljenje u bolnici St. Mary's, gdje je radio A. Fleming, koji je putem prodaje cjepiva dobivao sredstva za istraživanje. Znanstvenik je otkrio da tijekom pripreme cjepiva penicilin štiti kulture od staphylococcus aureus. Ovo je bilo malo, ali značajno postignuće, a A. Fleming ga je uvelike koristio, dajući tjedne upute za pravljenje velikih serija juhe na bazi penicilija. Dijelio je kulturu Penicilij s kolegama u drugim laboratorijima, ali, začudo, A. Fleming nije poduzeo tako očit korak, koji je 12 godina kasnije poduzeo X. W. Flory i trebao je utvrditi hoće li eksperimentalni miševi biti spašeni od smrtonosne infekcije ako ih se liječi injekcijama penicilinskog bujona. Gledajući unaprijed, ovi miševi imaju izuzetnu sreću. A. Fleming je samo nekoliko pacijenata propisao juhu za vanjsku upotrebu. Međutim, rezultati su bili vrlo, vrlo oprečni. Otopinu je bilo ne samo teško pročistiti u značajnom volumenu, već se pokazalo i 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 se bavili tvarima koje uzrokuju smrt bakterija. No, to nije spriječilo znanstvenika da dobije sve počasti koje mu pripadaju i Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 1945. Prošlo je dosta vremena prije nego što su znanstvenici donijeli zaključak o sigurnosti penicilina, kako za ljude tako i za životinje.

Tko je prvi izumio penicilin?

A što se u to vrijeme događalo u laboratorijima naše zemlje? Jesu li domaći znanstvenici sjedili prekriženih ruku? Naravno da nije. Mnogi su čitali trilogiju V. A. Kaverina "Otvorena knjiga", ali ne znaju svi da je glavna junakinja, dr. Tatjana Vlasenkova, imala prototip - Zinaidu Vissarionovnu Ermoljevu (1898-1974), izvanrednu mikrobiologinju, kreatoricu niza domaćih antibiotika. . Osim toga, 3. V. Ermolyeva je bio prvi ruski znanstvenik koji je počeo proučavati interferon kao antivirusno sredstvo. Redoviti član Akademije medicinskih znanosti dala je ogroman doprinos ruskoj znanosti. Na izbor zanimanja 3. V. Ermolyeva utjecala je priča o smrti svog omiljenog skladatelja. Poznato je da je P. I. Čajkovski umro nakon što je obolio od kolere. Nakon što je diplomirao na sveučilištu, 3. V. Ermolyeva je ostavljena kao asistentica na Odsjeku za mikrobiologiju; ujedno je vodila bakteriološki odjel Sjevernokavkaskog bakteriološkog instituta. Kada je 1922. u Rostovu na Donu izbila epidemija kolere, ona je, ignorirajući smrtnu opasnost, proučavala ovu bolest, kako kažu, na licu mjesta. Kasnije je provela opasan eksperiment sa samoinfekcijom, što je rezultiralo značajnim znanstvenim otkrićem.

Tijekom Velikog Domovinskog rata, promatrajući ranjenike, 3. V. Ermolyeva je vidjela da mnogi od njih nisu umrli izravno od rana, već od trovanja krvi. Do tada su istraživanja u njezinom laboratoriju, potpuno neovisna o Britancima, pokazala da neke plijesni usporavaju 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 dugo vremena još na razini tradicionalne medicine, primijetili su iscjelitelji ljekovita svojstva kalup. Ali u isto vrijeme, za razliku od A. Fleminga, 3. V. Ermolyeva nije se prepuštala sretnim nezgodama. 1943. W. X. Flory i E. Chain uspjeli su pokrenuti proizvodnju penicilina u industrijske razmjere, međutim, za to su morali organizirati proizvodnju u SAD-u. 3. V. Ermolyeva, koja je u to vrijeme bila na čelu Svesaveznog instituta za eksperimentalnu medicinu, postavila je sebi cilj dobivanje penicilina isključivo iz domaćih sirovina. Moramo odati priznanje njezinoj ustrajnosti - 1942. godine primljene su prve porcije sovjetskog penicilina. Najveća i neosporna zasluga 3. V. Ermolyeve bila je to što je ne samo primila penicilin, već je uspjela uspostaviti masovnu proizvodnju prvog domaćeg antibiotika. Pritom treba uzeti u obzir da je Veliki Domovinski rat, došlo je do akutnog nedostatka najjednostavnijih i najpotrebnijih stvari. Istovremeno je rasla potreba za penicilinom. I 3. V. Ermolyeva učinila je nemoguće: uspjela je osigurati ne samo količinu, već i kvalitetu, odnosno snagu lijeka.

Koliko joj ranjenih duguje život ne može se ni procijeniti. Stvaranje sovjetskog penicilina postalo je svojevrsni poticaj za stvaranje niza drugih antibiotika: prvih domaćih uzoraka streptomicina, tetraciklina, levomicetina i ekmolina - prvog antibiotika životinjskog podrijetla izoliranog iz mlijeka jesetra riba. Relativno nedavno pojavila se poruka za čiju je pouzdanost još uvijek teško jamčiti. Evo ga: penicilin je još prije A. Fleminga otkrio izvjesni student medicine Ernest Augustin Duchesne, koji je u svojoj disertaciji detaljno opisao nevjerojatno učinkovit lijek koji je otkrio za borbu protiv raznih bakterija koje štetno utječu na ljudski organizam. E. Duchenne nije mogao dovršiti svoje znanstveno otkriće zbog prolazne bolesti koja je dovela do smrti. Međutim, A. Fleming nije imao pojma o otkriću mladog istraživača. I tek je sasvim nedavno u Leonu (Francuska) slučajno pronađena disertacija E. Duchesnea.

Inače, nitko nije dobio patent za izum penicilina. A. Fleming, E. Chain i W. X. Flory, koji je za svoje otkriće dobio jednu Nobelovu nagradu za tri, glatko su odbili primiti patente. Smatrali su da tvar koja ima sve šanse spasiti cijelo čovječanstvo ne bi trebala biti izvor zarade, rudnik zlata. Ovaj znanstveni proboj jedini je takve veličine da nitko nikada nije zatražio autorska prava.

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

Početak ere antibiotika

Dakle, u medicini je počela nova era – era antibiotika. "Slično liječi kao" - ovaj princip poznat je liječnicima od davnina. Pa zašto se s nekim mikroorganizmima ne boriti uz pomoć drugih? Učinak je premašio i najluđa očekivanja; osim toga, otkriće penicilina označilo je početak potrage za novim antibioticima i izvorima njihove proizvodnje. Penicilini su u vrijeme otkrića bili obilježeni visokom kemoterapijskom aktivnošću i širokim spektrom djelovanja, što ih je približilo idealnim lijekovima. Djelovanje penicilina usmjereno je na određene "mete" u stanicama mikroorganizama kojih nema u životinjskim stanicama.

Referenca. Penicilini pripadaju velikoj klasi gama-laktamskih antibiotika. To uključuje cefalosporine, karbapeneme i monobaktame. Zajedničko u strukturi ovih antibiotika je prisutnost ß-laktamskog prstena, ß-laktamski antibiotici čine osnovu moderne kemoterapije za bakterijske infekcije.

Antibiotici Napadaju - Bakterije Brane Bakterije Napadaju Antibiotici Brane

Penicilini imaju baktericidno svojstvo, odnosno imaju štetan učinak na bakterije. Glavni predmet djelovanja su proteini bakterija koji vežu penicilin, koji su enzimi završne faze sinteze bakterijske stanične stijenke. Blokiranje sinteze peptidoglikana antibiotikom dovodi do poremećaja u sintezi stanične stijenke i, u konačnici, do smrti bakterije. U procesu evolucije, mikrobi su se naučili braniti. Izlučuju posebnu tvar koja uništava antibiotik. Ovo je također enzim koji nosi zastrašujuće ime ß-laktamaza, koja uništava ß-laktamski prsten antibiotika. No znanost ne miruje, pojavili su se novi antibiotici koji sadrže takozvane inhibitore (ß-laktamaza - klavulanska kiselina, klavulanat, sulbaktam i tazobaktam). Takvi se antibiotici nazivaju penicilinazom zaštićeni i.

Opće značajke antibakterijskih lijekova

Antibiotici su tvari koje selektivno potiskuju vitalnu aktivnost mikroorganizama. Pod "selektivnim utjecajem" podrazumijeva se aktivnost isključivo u odnosu mikroorganizama uz održavanje vitalnosti stanica domaćina i utjecaj ne na sve, već samo na određene rodove i vrste mikroorganizama. Na primjer, fusidinska kiselina ima visoku aktivnost protiv stafilokoka, uključujući i one otporne na meticilin, ali nema učinka na GABHS pneumokoke. Selektivnost je usko povezana s idejom o prostranosti spektra djelovanja antibakterijskih lijekova. Međutim, sa stajališta danas Podjela antibiotika na lijekove širokog i uskog spektra djeluje proizvoljna i podložna je ozbiljnim kritikama, ponajviše zbog nepostojanja kriterija za takvu podjelu. Pogrešno je reći da su lijekovi širokog spektra pouzdaniji i učinkovitiji.

Put koji vodi nigdje

Gospodar posljednja riječ bit će za mikrobe!
Louis Pasteur

Svim mikroskopskim neprijateljima ljudska rasa objavljen je rat na život i smrt. Još uvijek se provodi s promjenjivim uspjehom, ali neke bolesti su se već povukle, čini se, zauvijek, poput velikih boginja. Ali to ostavlja velike boginje deva, krava, a također i boginje majmuna. Međutim, s boginjama nije sve tako jednostavno. Od sredine 1980-ih. slučajevi velikih boginja nisu zabilježeni. S tim u vezi, djeca već duže vrijeme nisu cijepljena protiv velikih boginja. Tako se u ljudskoj populaciji svake godine smanjuje broj osoba otpornih na virus variole. Ovaj virus nikuda nije otišao. Može se sačuvati na kostima ljudi koji su umrli od velikih boginja (daleko od toga da su svi leševi spaljeni, neki i nije imao tko spaliti) proizvoljno dugo. I jednog dana će se necijepljena osoba, na primjer, arheolog, susresti s virusom. L. Pasteur je bio u pravu. Mnoge dotadašnje smrtonosne bolesti - dizenterija, kolera, gnojne infekcije, upala pluća i dr. - povukle su se u drugi plan, međutim, izgleda da su se vratile žlijezde, kojih nema gotovo 100 godina. U brojnim zemljama izbijanja poliomijelitisa bilježe se nakon desetljeća koja su prošla bez ove strašne bolesti. Dodane su nove prijetnje, posebice ptičja gripa. Već umire od ptičje gripe grabežljivi sisavci. Otvorene granice onemogućile su borbu protiv klica u jednoj državi. Ako su ranije postojale bolesti karakterističnije za bilo koju regiju, tada su u ovom trenutku čak i granice zamagljene klimatskim zonama karakterističniji za određenu vrstu patologije. Naravno, specifične infekcije tropskog pojasa još ne prijete stanovnicima krajnjeg sjevera, ali, na primjer, spolne infekcije, AIDS, hepatitis B, C, kao rezultat procesa univerzalne globalizacije, pretvorili su se u stvarne globalna prijetnja. Malarija se proširila od vrućih zemalja sve do Arktičkog kruga.
Uzročnici klasičnih zaraznih bolesti su patogeni mikroorganizmi koje predstavljaju bakterije (kao što su bacili, koki, spirohete, rikecije), virusi niza familija (herpesvirusi, adenovirusi, papovavirusi, parvovirusi, ortomiksovirusi, paramiksovirusi, bunya virusi, retrovirusi toga, koronavirusi, , pikornaviruse, arenoviruse i rabdoviruse), gljive (oomicete, askomicete, aktinomicete, bazidiomicete, deuteromicete) i protozoe (flagelate, sarkode, sporozoe, cilijare). Osim patogena, postoje velika grupa uvjetno patogeni mikrobi koji mogu izazvati razvoj takozvanih oportunističkih infekcija - patološki proces kod ljudi s različitim imunodeficijencijama. Budući da je mogućnost dobivanja antibiotskih lijekova iz mikroorganizama jasno dokazana, otkriće novih lijekova postalo je pitanje vremena. Obično se ispostavi da vrijeme ne radi za liječnike i mikrobiologe, već, naprotiv, za predstavnike patogene mikroflore. No, u početku je čak bilo razloga za optimizam.

Kronologija pojave antibiotika

Godine 1939. izoliran je gramicidin "tada u Kronološki red- streptomicin (1942.), klortstraciklin (1945.), kloramfenikol (1947.), a do 1950. već je opisano više od 100 antibiotika. Valja napomenuti da je 1950.-1960. to je izazvalo preranu euforiju u liječničkim krugovima. Godine 1969. američkom je Kongresu predstavljeno vrlo optimistično izvješće koje je sadržavalo tako hrabre izjave kao što je "knjiga zaraznih bolesti bit će zatvorena".

Jedna od najvećih pogrešaka čovječanstva je pokušaj da se prestigne prirodni evolucijski proces, jer je čovjek samo dio tog procesa. Potraga za novim antibioticima je vrlo dug, mukotrpan proces koji zahtijeva ozbiljna financijska sredstva. Mnogi antibiotici su izolirani iz mikroorganizama koji žive u tlu. Pokazalo se da u tlu žive smrtni neprijatelji brojnih patogenih mikroorganizama za čovjeka - uzročnici tifusa, kolere, dizenterije, tuberkuloze itd. Iz tla je izoliran i streptomicin, koji se do sada koristio za liječenje tuberkuloze. mikroorganizmi. Kako bi odabrao pravi soj, 3. Waksman (otkrivač streptomicina) proučavao je preko 500 kultura 3 godine prije nego što je pronašao pravu - onu koja oslobađa više streptomicina u okoliš od drugih kultura. Tijekom znanstvenog istraživanja pomno se proučavaju i odbijaju mnoge tisuće kultura mikroorganizama. A za daljnje proučavanje koriste se samo pojedinačni primjerci. No, to ne znači da će svi oni kasnije postati izvor za dobivanje novih lijekova. Iznimno niska produktivnost usjeva, tehnička složenost izolacije i naknadnog pročišćavanja ljekovitih tvari postavljaju dodatne često nepremostive prepreke novim lijekovima. A novi antibiotici su potrebni kao i zrak. Tko je mogao zamisliti da će održivost mikroba postati tako ozbiljan problem? Osim toga, otkriveno je sve više novih uzročnika zaraznih bolesti, a spektar djelovanja postojećih lijekova postao je nedovoljan za učinkovita borba sa njima. Mikroorganizmi su se vrlo brzo prilagodili i postali imuni na djelovanje naizgled već dokazanih lijekova. Bilo je sasvim moguće predvidjeti pojavu otpornosti na lijekove kod mikroba, a za to uopće nije bilo potrebno biti talentirani pisac znanstvene fantastike. Umjesto toga, ulogu briljantnih vizionara trebali su igrati skeptici iz znanstvene zajednice. Ali ako je netko ovako nešto predvidio, onda se njegov glas nije čuo, njegovo mišljenje nije uzeto u obzir. No, slična je situacija već uočena s uvođenjem insekticida DDT 1940-ih. U početku su muhe, na koje je izvršen tako masovni napad, gotovo potpuno nestale, ali su se potom razmnožile u ogromnom broju, a nova generacija muha bila je otporna na DDT, što ukazuje na genetsku fiksaciju ove osobine. Što se tiče mikroorganizama, A. Fleming je također otkrio da su sljedeće generacije stafilokoka formirale stanične stijenke sa strukturom otpornom na penicilin. Akademik S. Schwartz je prije više od 30 godina upozoravao na stanje koje bi se moglo razviti s takvim vektorom događaja. Rekao je: „Bez obzira što se događa na gornjim katovima prirode, bez obzira na to kakve kataklizme potresaju biosferu... vrhunska učinkovitost Korištenje energije na razini stanica i tkiva jamči život organizama koji će obnoviti život na svim svojim etažama u obliku koji odgovara novim uvjetima okoliša. Neke bakterije mogu odbiti antibiotike dok ih napadnu ili neutraliziraju. Iz tog razloga, paralelno s potragom za novim vrstama prirodnih antibiotika, provodio se dubinski rad na analizi strukture već poznatih supstanci, kako bi se potom, na temelju tih podataka, modificirali, stvarajući nove, mnogo više. učinkoviti i sigurni lijekovi. Nova faza u evoluciji antibiotika nedvojbeno je bio izum i uvođenje u medicinsku praksu polusintetskih lijekova sličnih po strukturi ili vrsti djelovanja prirodnim antibioticima. 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 porijekla bili potpuno neučinkoviti kada se uzimaju oralno, jer su izgubili svoju aktivnost u kiseloj sredini želuca. Kasnije je izumljena metoda za proizvodnju polusintetičkih penicilina. U tu svrhu, djelovanjem enzima penicilinaze, molekula penicilina je “prerezana” i pomoću jednog od dijelova sintetizirani su novi spojevi. Pomoću ove tehnike bilo je moguće stvoriti lijekove s mnogo širim spektrom antimikrobnog djelovanja (amoksicilin, ampicilin, karbenicilin) ​​od originalnog penicilina. Ništa manje poznati antibiotik, cefalosporin, prvi put izoliran 1945. iz Otpadne vode na otoku Sardiniji, postao predak nova grupa polusintetski antibiotici - cefalosporini, koji imaju snažan antibakterijski učinak 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 svoj specifični selektivni učinak na strogo određene vrste mikroorganizmi. Zbog ovog selektivnog djelovanja, značajan dio antibiotika je u stanju poništiti mnoge vrste patogenih mikroorganizama, djelujući u koncentracijama koje su bezopasne ili gotovo bezopasne za organizam. Upravo se ova vrsta antibiotskih pripravaka iznimno često i naširoko koristi za liječenje raznih zaraznih bolesti. Glavni izvori koji se koriste za dobivanje antibiotika su mikroorganizmi sa staništem u tlu i vodi, gdje kontinuirano djeluju, ulazeći u različite odnose koji mogu biti neutralni, antagonistički ili obostrano korisni. Vrhunski primjer mogu poslužiti kao truležne bakterije koje stvaraju dobri uvjeti za normalno funkcioniranje nitrificirajućih bakterija. Međutim, odnosi među mikroorganizmima često su antagonistički, odnosno usmjereni jedni protiv drugih. To je sasvim razumljivo, jer se samo na taj način u prirodi može postići ekološka ravnoteža ogromne količine biološki oblici. Ruski znanstvenik I. I. Mečnikov, daleko ispred svog vremena, prvi je predložio praktičnu primjenu antagonizma između bakterija. Savjetovao je suzbijanje vitalne aktivnosti truležnih bakterija, koje stalno žive u ljudskom crijevu, na račun korisnih bakterija mliječne kiseline; otpadni proizvodi koje oslobađaju truležni mikrobi, prema znanstvenicima, skraćuju život osobe. Postoje različite vrste antagonizma (protivpostupanja) mikroba.

Svi su oni povezani s natjecanjem za kisik i hranjive tvari a često su praćene promjenom kiselinsko-bazne ravnoteže okoliša u smjeru koji je optimalno pogodan za život jedne vrste mikroorganizama, ali nepovoljan za njegovog konkurenta. Istodobno, jedan od najuniverzalnijih i najučinkovitijih mehanizama za ispoljavanje mikrobnog antagonizma je njihova proizvodnja raznih antibiotskih kemikalija. Ove tvari su sposobne ili inhibirati rast i razmnožavanje drugih mikroorganizama (bakteriostatsko djelovanje) ili ih uništiti (baktericidno djelovanje). Bakteriostatska sredstva uključuju antibiotike kao što su eritromicin, tetraciklini, aminoglikozidi. Baktericidni lijekovi uzrokuju smrt mikroorganizama, tijelo se može nositi samo s izlučivanjem njihovih metaboličkih proizvoda. To su antibiotici penicilinskog niza, cefalosporini, karbapenemi itd. Neki antibiotici koji djeluju bakteriostatski uništavaju mikroorganizme ako se koriste u visokim koncentracijama (aminoglikozidi, kloramfenikol). Ali ne treba se zanositi povećanjem doze, jer s povećanjem koncentracije, vjerojatnost toksičnog učinka na ljudske stanice naglo raste.

Povijest otkrića bakteriofaga.

Bakteriofagi (fagi) (od grčkog fagi - "žderati") su virusi koji selektivno inficiraju bakterijske stanice. Najčešće se počinju razmnožavati unutar bakterija, što uzrokuje njihovo uništenje. Jedno od područja primjene bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativa uzimanju antibiotika. Na primjer, koriste se bakteriofagi: streptokoki, stafilokok, klebsiella, polivalentni dizenterični, piobakteriofagi, coli, proteus i koliproteus itd. Bakteriofagi se također koriste u genetskom inženjeringu kao vektori koji prenose DNK segmente, moguć je i prirodni prijenos gena između bakterija kroz neke fage (transdukcija).

Bakteriofage je neovisno otkrio F. Twort, zajedno s A. Londom i F. d'Erelom, kao agensi prijenosa koji se mogu filtrirati za uništavanje bakterijskih stanica. U početku se vjerovalo da su ključ za kontrolu nad bakterijske infekcije međutim, rane studije bile su uglavnom neodržive. Izolirani su bakteriofagi 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. Godine 1940-1950. istraživački rad na proučavanju strukture i fiziologije interakcija domaćin-fag, koju su proveli G. Delbrück, S. Luria, A. Dermanom, R. Hershey, I. Lwoff i drugi, postavili su temelje za razvoj molekularne biologije, koja , pak, postao je temelj za čitav niz novih grana industrije temeljenih na biotehnologiji. Bakteriofagi, kao i drugi virusi, nose svoje genetske informacije u obliku DNA ili RNA. Većina bakteriofaga ima repove čiji su vrhovi pričvršćeni za specifične receptore kao što su molekule ugljikohidrata, proteina i lipopolisaharida na površini bakterije domaćina. Bakteriofag ubrizgava svoju nukleinsku kiselinu u domaćina, gdje koristi genetski stroj domaćina da replicira svoj genetski materijal i čita ga kako bi formirao novi fagokapsularni materijal za stvaranje novih čestica faga. Broj faga proizvedenih tijekom jednog ciklusa infekcije (veličina izlaza) varira između 50 i 200 novih čestica faga. Otpornost na bakteriofage može se razviti gubitkom ili promjenama u molekulama receptora na površini stanice domaćina. Bakterije također imaju posebne mehanizme koji ih štite od invazije strane DNK. DNA domaćina je modificirana metilacijom na specifičnim točkama u DNK sekvenci; to stvara zaštitu od razgradnje restrikcijskim endonukleazama specifičnim za domaćina. Bakteriofagi se dijele u 2 skupine: virulentne i umjerene. Virulentni fagi uzrokuju litičku infekciju koja uništava stanice domaćina i stvara čiste mrlje (plakove) na osjetljivim kolonijama bakterija. Umjereni fagi integriraju svoju DNK kroz bakteriju domaćina, stvarajući lizogenu infekciju, a genom faga se prenosi na sve stanice kćeri tijekom stanične diobe."

Razvoj terapije bakteriofaga.

Terapija bakteriofagom (korištenje bakterijskih virusa za liječenje bakterijskih infekcija) bila je problem od velikog interesa znanstvenika prije 60 godina u njihovoj borbi protiv bakterijskih infekcija. Otkriće penicilina i drugih antibiotika 1940-ih pružio učinkovitiji i višestruki pristup suzbijanju virusne bolesti i izazvao zatvaranje rada na ovom području. U istočnoj Europi, međutim, nastavila su se istraživanja i formirale su se neke metode borbe protiv virusa pomoću bakteriofaga. Enteralne i gnojno-septičke bolesti izazvane oportunističkim patogenima, uključujući kirurške infekcije, zarazne bolesti djece prve godine života, bolesti uha, grla, nosa, pluća i pleure; kronična klebsieloza gornjih dišnih puteva - ozena i skleroma; urogenitalne patologije, gastroenterokolitis, sve teže reagiraju na tradicionalnu antibiotsku terapiju. Smrtonosni ishod kod navedenih infekcija doseže 30-60%. Faktor neuspjeha liječenja je visoka frekvencija otpornost patogena na antibiotike i kemoterapeutske lijekove, koja doseže 39,9-96,9%, kao i supresija imuniteta kao učinak ovih lijekova na tijelo bolesnika, reakcije toksično svojstvo i alergijske prirode s nuspojavama, koje se očituju u crijevnim poremećajima na pozadini disbakterioze, i sličnom poremećaju gornjih dišnih putova u liječenju skleroma i ozene. Posebno je relevantan problem crijevne disbakterioze kod djece. ranoj dobi. Dugoročni rezultati takvog liječenja u djece su imunosupresija, kronična septička stanja, pothranjenost i razvojni nedostaci.

Trebao bi to znati!

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

Klinička istraživanja su pokazali da se primjenom bakteriofaga za tretiranje površina prostorija i pojedinačnih predmeta, poput toaleta, sprječava prijenos infekcija uzrokovanih Escherichia coli kod djece i odraslih. U veterini je dokazano da se escherichiosis u teladi može spriječiti prskanjem izmeta u torovima za telad s vodenim suspenzijama bakteriofaga. Dok se u ranoj fazi istraživanja pokazao prilično značajan uspjeh, fagoterapija nije postala ustaljena praksa. To je objašnjeno nemogućnošću odabira visoko virulentnih faga, kao i selekcijom faga s pretjerano uskom specifičnošću soja. Ostale točke uključivale su pojavu sojeva otpornih na fage, neutralizaciju ili eliminaciju faga zaštitnim funkcijama imunološkog sustava i ljuštenje endotoksina zbog opsežnog razaranja bakterijskih stanica. Potencijal za fagom posredovanu horizontalnu translaciju gena toksina također je razlog koji može ograničiti njihovu upotrebu u liječenju određenih specifičnih infekcija. Prema podacima M. Slopesa (1983. i 1984.), primjena pripravaka bakteriofaga kod zaraznih bolesti probavni sustav, upalno-gnojne promjene na koži, Krvožilni sustav, dišni sustav, 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 ispravan učinak u % slučajeva i 3-937% slučajeva. često jedini učinkovit tretman.

Tijekom posljednja 2 desetljeća provedena su neka eksperimentalna istraživanja kako bi se ponovno vrednovala primjena terapijskih metoda temeljenih na primjeni bakteriofaga u liječenju zaraznih bolesti ljudi i životinja. Rezultati ovih studija nedavno su revidirani. D. Smith i suradnici objavili su rezultate niza eksperimenata o liječenju sistemskih infekcija E. Coli u glodavaca i crijevnih poremećaja u obliku proljeva u teladi. Pokazalo se da su i prevencija i liječenje mogući korištenjem titra faga znatno nižeg od broja ciljnih organizama, što je pokazatelj rasta bakteriofaga in vivo. Pokazali su da je intramuskularna injekcija 106 jedinica E. coli rezultirala smrću 10 pokusnih miševa, dok je istodobna injekcija u drugu nogu 104 faga odabrana protiv kapsula K1 antigena dala potpunu zaštitu.
Terapija bakteriofagom u odnosu na terapiju antibioticima ima niz prednosti. Na primjer, učinkovit je protiv organizama otpornih na lijekove i može se koristiti kao alternativna terapija za pacijente koji su alergični na antibiotike. Može se koristiti profilaktički za kontrolu širenja zarazne bolesti gdje je izvor identificiran ranoj fazi ili gdje se epidemije javljaju unutar relativno zatvorenih ustanova kao što su škole ili starački domovi. Bakteriofagi su vrlo specifični za ciljne organizme i nemaju učinak na neciljane organizme. Oni se samorepliciraju i samoograničavaju; kada je ciljni organizam prisutan, oni se samorepliciraju sve dok sve ciljne bakterije ne budu zaražene i uništene. Bakteriofagi mutiraju prirodno za borbu protiv rezistentnih mutacija domaćina; štoviše, mogu se namjerno mutirati u laboratoriju. U Rusiji i zemljama ZND-a pripravci bakteriofaga koriste se za liječenje gnojno-septičkih i crijevnih bolesti različitih lokalizacija, pobuđenih oportunističkim bakterijama rodova Escherichia, Proteus, Pseudomonas, Enterobacter, Staphylococcus, Streptococcus, služe kao zamjena za antibiotike. Nisu inferiorni, pa čak i superiorniji od potonjih u smislu učinkovitosti, bez izazivanja štetnih toksičnih i alergijskih reakcija i bez kontraindikacija za uporabu. Pripravci bakteriofaga učinkoviti su u liječenju bolesti uzrokovanih sojevima mikroorganizama otpornim na antibiotike, posebice u liječenju paratonzilarnih ulkusa, upala sinusa, kao i gnojno-septičkih infekcija, bolesnika na intenzivnoj njezi, kirurških bolesti, cistitisa, pijelonefritisa , kolecistitis, gastroenterokolitis, paraproktitis, crijevna disbakterioza, upalne bolesti i sepsa novorođenčadi. S raširenim razvojem otpornosti na antibiotike kod patogenih bakterija, 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 sami ili u kombinaciji s antibiotskom terapijom.

stotine ljudski životi sačuvani tijekom primjene antibiotika u medicinskoj praksi. Otkriće penicilina olakšalo je oslobađanje ljudi od onih bolesti koje su do početka 20. stoljeća smatrane neizlječivim.

Medicina prije izuma penicilina

Stoljećima medicina nije bila u stanju spasiti živote svih bolesnika. Prvi korak prema proboju bilo je otkrivanje činjenice o prirodi nastanka mnogih bolesti. Riječ je o da je većina bolesti uzrokovana štetnim djelovanjem mikroorganizama. Znanstvenici su vrlo brzo shvatili da se mogu uništiti uz pomoć drugih mikroorganizama koji su pokazali "neprijateljski stav" prema patogenima.

Tijekom svoje medicinske prakse, nekoliko znanstvenika odjednom je došlo do ovog zaključka još u 19. stoljeću. Među njima je bio i Louis Pasteur koji je otkrio da djelovanje određenih vrsta mikroorganizama dovodi do smrti bacila, ali ta informacija nije bila dovoljna. Bilo je potrebno pronaći konkretne učinkovite načine rješavanja problema. Svi pokušaji liječnika da stvore univerzalni lijek završili su neuspjehom. A znanstveniku koji je izumio penicilin pomogli su samo čista slučajnost i briljantno nagađanje.

Korisna svojstva plijesni

Teško je povjerovati da najčešća plijesan ima baktericidna svojstva. Ali ovo je istina. Uostalom, ovo nije samo zelenkasto-siva tvar, već mikroskopska gljiva. Nastaje od još manjih klica koje lebde u zraku. U uvjetima slabe cirkulacije zraka i drugih čimbenika od njih će nastati plijesan. Penicilin još nije otkriven, ali u spisima Avicenne iz XI stoljeća spominje se liječenje gnojnih bolesti uz pomoć plijesni.

Spor između dva znanstvenika

Šezdesetih godina XIX stoljeća ruski liječnici Aleksej Polotebnov i Vjačeslav Manasein ozbiljno su raspravljali. Plijesan je bila problem. Polotebnov je vjerovao da je ona osnivač svih mikroba. Manassein je inzistirao na suprotnom stajalištu, a da bi dokazao svoj slučaj, proveo je niz studija.

Promatrao je rast spora plijesni, koje je posijao u hranjivu podlogu. Kao rezultat toga, V. Manassein je vidio da se razvoj bakterija ne događa upravo na mjestima rasta plijesni. Njegovo mišljenje sada je empirijski potvrđeno: plijesan blokira rast drugih mikroorganizama. Njegov protivnik je priznao pogrešnost njegove tvrdnje. Štoviše, sam Polotebnov počeo je pomno proučavati antibakterijska svojstva plijesni. Postoje dokazi da ih je čak i uspješno koristio u liječenju loše zacjelivih kožnih čireva. Polotebnov je posvetio nekoliko svojih poglavlja znanstveni rad opisujući svojstva plijesni. Na istom mjestu, znanstvenik je preporučio korištenje ovih značajki u medicini, posebno za liječenje kožnih bolesti. Ali ova ideja nije inspirirala druge liječnike i nepravedno je zaboravljena.

Tko je izumio penicilin

Ova zasluga pripada medicinskom znanstveniku Alexanderu Flemingu. Bio je profesor u laboratoriju sv. Marije od londonskog Cityja. Njegova glavna tema znanstvena djelatnost- Ovo je rast i svojstva stafilokoka. Do otkrića penicilina došao je slučajno. Fleming nije bio poznat po svojoj posebnoj preciznosti, naprotiv. Jednog dana, ostavljajući neoprane šalice bakterijskih kultura na radnom stolu, nekoliko dana kasnije primijetio je stvaranje plijesni. Zanimalo ga je da su u prostoru oko plijesni bakterije uništene.

Fleming je nazvao tvar koju luči plijesan. Nazvao ga je penicilin. Nakon provođenja velikog broja eksperimenata, Znanstvenik je bio uvjeren da ova tvar može ubiti različite vrste patogenih bakterija.

Koje je godine izumljen penicilin? Godine 1928., promatranje Alexandera Fleminga dalo je svijetu ovu čudesnu tvar za ono vrijeme.

Proizvodnja i primjena

Fleming nije mogao naučiti kako dobiti penicilin, tako da u početku praktičnu medicinu nije previše zanimalo njegovo otkriće. Oni koji su izumili penicilin kao medicinski lijek bili su Govad Flory i Cheyne Ernst. Zajedno sa svojim suradnicima izolirali su čisti penicilin i na temelju njega stvorili prvi antibiotik na svijetu.

Godine 1944., tijekom Drugog svjetskog rata, znanstvenici u Sjedinjenim Državama uspjeli su industrijalizirati penicilin. Testiranje lijeka potrajalo je malo. Gotovo odmah, penicilin su počele koristiti savezničke snage za liječenje ranjenika. Kada je rat završio, civilno stanovništvo Sjedinjenih Država također je moglo nabaviti čudotvorni lijek.

Svi koji su izumili penicilin (Fleming, Flory, Chain) postali su vlasnici Nobelova nagrada u medicini.

Penicilin: povijest otkrića u Rusiji

Dok je još trajao Veliki Domovinski rat, I. V. Staljin je brojnim pokušajima da kupi licencu za proizvodnju penicilina u Rusiji. Ali Sjedinjene Države bile su ambivalentne. Isprva je jedan iznos nazvan, moram reći, astronomskim. No kasnije je povećan još dva puta, objašnjavajući ta povećanja netočnim početnim izračunima. Kao rezultat toga, pregovori su propali.

Ne postoji jedinstven odgovor na pitanje tko je izumio penicilin u Rusiji. Potraga za načinima proizvodnje analoga povjerena je mikrobiologinji Zinaidi Ermolyevoj. Uspjela je dobiti tvar kasnije nazvanu crustosin. Ali u pogledu svojih svojstava, ovaj lijek je bio mnogo inferiorniji od penicilina, a sama tehnologija proizvodnje bila je naporna i skupa.

Odlučeno je ipak kupiti licencu. Prodavač je bio Ernst Chain. Nakon toga krenuo je razvoj tehnologije i njezino puštanje u proizvodnju. Ovaj proces vodio je Nikolay Kopylov. penicilin se uspostavio prilično brzo. Za to je nagrađen Nikolaj Kopylov

Antibiotici općenito, a posebno penicilin, zasigurno imaju neka uistinu jedinstvena svojstva. No danas je sve više znanstvenika zabrinuto da mnoge bakterije i mikrobi razvijaju otpornost na takav terapeutski učinak.

Ovaj problem sada zahtijeva pažljivo proučavanje i traženje mogućih rješenja, jer doista može doći vrijeme kada neke bakterije više neće reagirati na djelovanje antibiotika.

Početkom prošlog stoljeća mnoge su bolesti bile neizlječive ili teško liječive. Ljudi su umirali od banalnih infekcija, sepse i upale pluća.
Wikimedia Commons/Carlos de Paz ()
Prava revolucija u medicini dogodila se 1928. godine, kada je otkriven penicilin. U cijeloj ljudskoj povijesti nikada nije postojao lijek koji je spasio toliko života kao ovaj antibiotik.

Desetljećima je izliječio milijune ljudi i do danas je ostao jedan od najučinkovitijih lijekova. Što je penicilin? A kome čovječanstvo duguje svoj izgled?

Što je penicilin?

Penicilin pripada skupini biosintetskih antibiotika i ima baktericidni učinak. Za razliku od mnogih drugih antiseptika lijekovi siguran je za ljude, budući da se stanice gljiva koje ga čine bitno razlikuju od vanjskih ljuski ljudskih stanica.

Djelovanje lijeka temelji se na inhibiciji vitalne aktivnosti patogenih bakterija. Blokira peptidoglikansku tvar koju proizvode, što sprječava stvaranje novih stanica i uništava postojeće.

Čemu služi penicilin?

Penicilin je u stanju uništiti gram-pozitivne i gram-negativne bakterije, anaerobne šipke, gonokoke i aktinomicete.


Od svog otkrića postao je prvi aktivni lijek protiv upale pluća, infekcija kože i žučnih puteva, antraksa, ORL bolesti, sifilisa i gonoreje.

Danas su mu se mnoge bakterije uspjele prilagoditi, mutirati i stvoriti nove vrste, no antibiotik se još uvijek uspješno koristi u kirurgiji za liječenje akutnih gnojnih bolesti i ostaje posljednja nada za oboljele od meningitisa i furunkuloze.

Od čega je napravljen penicilin?

Glavna komponenta penicilina je gljiva penicillium, koja se stvara na hrani i dovodi do kvarenja. Obično se može vidjeti kao plava ili zelenkasta plijesan. Ljekovito djelovanje gljive poznato je od davnina. Još u 19. stoljeću arapski su uzgajivači konja uklanjali plijesan s vlažnih sedla i njome mazali rane na leđima konja.

Godine 1897. francuski liječnik Ernest Duchenne prvi je testirao djelovanje plijesni na zamorci i uspio ih izliječiti od tifusa. Znanstvenik je rezultate svog otkrića predstavio na Pasteurovom institutu u Parizu, ali njegova istraživanja nisu odobrila medicinska svjetila.

Tko je otkrio penicilin?

Otkrivač penicilina bio je britanski bakteriolog Alexander Fleming, koji je uspio potpuno slučajno izolirati lijek iz soja gljivica.


Dugo vrijeme nakon otkrića, drugi znanstvenici su pokušali poboljšati kvalitetu lijeka, ali samo 10 godina kasnije bakteriolog Howard Florey i kemičar Ernst Chain uspjeli su proizvesti istinski čisti oblik antibiotika. Godine 1945. Fleming, Flory i Chain dobili su Nobelovu nagradu za svoja postignuća.

Povijest otkrića penicilina

Povijest otkrića lijeka prilično je zanimljiva, budući da je pojava antibiotika bila sretna nesreća. Tih godina Fleming je živio u Škotskoj i bavio se istraživanjima u području bakterijske medicine. Bio je prilično neuredan, pa nije uvijek za sobom čistio epruvete nakon testova. Znanstvenik je jednog dana otišao od kuće na duže vrijeme, ostavljajući prljave Petrijeve zdjelice s kolonijama stafilokoka.

Kad se vratio, Fleming je ustanovio da je plijesan na njima procvjetala silovito, a na nekim mjestima bilo je područja bez bakterija. Na temelju toga, znanstvenik je došao do zaključka da je plijesan sposobna proizvoditi tvari koje ubijaju stafilokoke.

Wikimedia Commons / Steve Jurvetson () Bakteriolog je izolirao penicilin iz gljivica, ali je podcijenio njegovo otkriće, smatrajući pripremu lijeka previše kompliciranom. Za njega su posao dovršili Flory i Chain, koji su uspjeli smisliti metode za pročišćavanje lijeka i staviti ga u masovnu proizvodnju.

Modernu medicinu nemoguće je zamisliti bez antibiotika. Pomažu u uspješnoj borbi protiv mnogih zaraznih bolesti i svake godine spašavaju milijune ljudi. Valja napomenuti da se otkriće antibiotika dogodilo slučajno, a tko zna što bi s nama bilo da nije bilo istraživanja škotskog profesora Alexandera Fleminga. Početkom prošlog stoljeća uspio je otkriti posebnu gljivu koja je bila apsolutno bezopasna za ljude, ali je redovito ubijala patogene.

Otkriće penicilina

I bilo je tako. Godine 1906. Fleming je kao student vježbao u laboratoriju kliničke mikrobiologije u bolnici St. Mary's u Londonu. Godine 1922. otkrio je tvar koja uništava bakterije u ljudsko tijelo- lizozim. Nešto kasnije, 1928. godine, Fleming je primijetio da kulture plijesni uništavaju kolonije patogenih mikroba - streptokoka i stafilokoka. Nakon toga, istraživač je počeo provoditi ciljane eksperimente, ali je dugo vremena penicilin ostao nevidljiv u znanstvenim krugovima. Činjenica je da se njegovo otkriće i primjena nisu uklapali u tada usvojeni koncept jačanja imuniteta.

Ipak, Fleming je nastavio svoja istraživanja, uspijevajući se razviti ne samo u području znanosti, već i u umjetnosti. Inače, umjetnički talent stručnjaka ostvaren je na vrlo originalan način. Fleming je znao crtati, a stvarao je svoje radove uz pomoć mikroba i bakterija. Svatko odvojeni pogled mikroorganizmi imaju svoju boju. A kako bi se kolonije mikroba širile unutar zadanih granica, a da se ne pokvari cjelokupna shema boja, umjetnik ih je razdvojio penicilinskim granicama.

Do 1942. Fleming je poboljšao novi lijek, a konačno su ga počeli koristiti za namjeravanu svrhu. U jeku Drugoga svjetskog rata u Sjedinjenim Državama stavljena je na transport proizvodnja penicilina, koji je spasio desetke tisuća američkih i savezničkih vojnika od gangrene i amputacije udova.

Sve do 1939. nije bilo moguće razviti učinkovitu kulturu. Godine 1941. napravljene su prve injekcije penicilina, ali zbog male količine, pacijent nije mogao biti spašen. Ali nakon nekoliko mjeseci, lijek se nakupio u dovoljnim količinama za učinkovitu dozu. Prva osoba koja je spašena novim antibiotikom bio je 15-godišnji tinejdžer s neliječenim trovanjem krvi.

Vrijednost penicilina u medicini

Nakon toga, dovoljno velika sredstva uložena su u proizvodnju penicilina da se proizvodnja dovede do velikih razmjera. Unaprijeđen je način proizvodnje antibiotika, a od 1952. godine relativno jeftin penicilin se koristi u gotovo svjetskim razmjerima. Danas se njegove modifikacije naširoko koriste za liječenje teških bolesti i infekcija, koje bi u prošlosti najvjerojatnije vodile do sigurne smrti. Apsolutno nije pretjerano reći da u cijeloj povijesti čovječanstva još nije postojao takav lijek koji bi spasio toliko života kao penicilin.

Izumitelj Priča: Alexander Fleming
Zemlja: Ujedinjeno Kraljevstvo
Vrijeme izuma: 3. rujna 1928. godine

Antibiotici su jedan od najistaknutijih izuma 20. stoljeća u području medicine. Moderni ljudi daleko od uvijek shvatiti koliko duguju tim ljekovitim pripravcima.

Čovječanstvo se općenito vrlo brzo navikne na nevjerojatna dostignuća svoje znanosti, a ponekad je potrebno malo truda da zamisli život kakav je bio npr. 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 je čak 30-ih godina XX. stoljeća od dizenterije svake godine umiralo na desetke tisuća ljudi, da je upala pluća u mnogim slučajevima završavala smrću, da je sepsa je bila prava pošast svih kirurških bolesnika, koji su u velikom broju umrli od trovanja krvi, da se tifus smatrao najopasnijom i teško izlječivom bolešću, a plućna kuga je neminovno odvela bolesnika u smrt.

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

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

Poznato je da u prostoru oko nas postoji bezbroj mikroskopskih organizama mikroba, među kojima ima mnogo opasnih patogena. U normalnim uvjetima naša koža sprječava njihovo prodiranje organizam.

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

Osoba je umrla ne toliko od same rane, koliko od komplikacija rane. Pred njima je medicina bila nemoćna. U najboljem slučaju, liječnik je uspio amputirati zahvaćeni organ i tako zaustaviti širenje bolesti.

Za rješavanje komplikacija rane bilo je potrebno naučiti paralizirati mikrobe koji uzrokuju te komplikacije, naučiti neutralizirati kokice koje su ušle u ranu. Ali kako se to može postići? Pokazalo se da se uz njihovu pomoć moguće izravno boriti protiv mikroorganizama, jer neki mikroorganizmi tijekom svog životnog djelovanja luče tvari sposobne uništiti druge mikroorganizme.

Ideja o korištenju mikroba u borbi protiv klica datira još iz 19. stoljeća. Tako je Louis Pasteur to otkrio bacile antraksa ubijaju neki drugi mikrobi. No, jasno je da je rješavanje ovog problema zahtijevalo mnogo rada - nije lako razumjeti život i odnose mikroorganizama, još je teže shvatiti koji od njih međusobno neprijateljuju i kako jedan mikrob pobjeđuje drugog.

Međutim, najteže je bilo zamisliti da je strahoviti neprijatelj coccusa čovjeku odavno i dobro poznat, da živi rame uz rame s njim tisućama godina, svako malo podsjećajući se. Pokazalo se da je to obična plijesan - beznačajna gljivica, koja je u obliku spora uvijek prisutna u zraku i lako raste na svemu starom i vlažnom, bilo da se radi o zidu podruma ili komadu.

No, baktericidna svojstva plijesni bila su poznata još u 19. stoljeću. Šezdesetih godina prošlog stoljeća nastao je spor 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. Manassein je tvrdio da to nije istina.

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

Kasnije je Polotebnov primijetio isto: tekućina u kojoj se pojavila plijesan uvijek je ostala prozirna, dakle, nije sadržavao bakterije. Polotebnov je shvatio da je kao istraživač pogriješio u svojim zaključcima. Međutim, kao liječnik, odlučio je to odmah istražiti. neobično svojstvo tako lako dostupna tvar kao što je plijesan.

Pokušaj je bio uspješan: čirevi, prekriveni emulzijom koja je sadržavala plijesan, brzo su zacijelili. Polotebnov je napravio zanimljiv pokus: prekrivao je duboke kožne čireve pacijenata mješavinom plijesni i bakterija i nije uočio nikakve komplikacije u njima.U jednom od svojih članaka iz 1872. preporučio je da se na isti način tretiraju rane i duboki apscesi. Nažalost, Polotebnovovi pokusi nisu izazvali pozornost, iako je mnogo ljudi umrlo od komplikacija nakon ranjavanja u svim kirurškim klinikama tog vremena.

Opet, izvanredna svojstva plijesni otkrio je pola stoljeća kasnije Škot Alexander Fleming. Fleming je od mladosti sanjao o pronalasku tvari koja bi mogla uništiti patogene bakterije i tvrdoglavo se bavio mikrobiologijom.

Flemingov laboratorij bio je smješten u maloj prostoriji na odjelu patologije jednog od londonskih majora bolnice. Ova je soba uvijek bila zagušljiva, krcata i neuređena. Kako bi pobjegao od zagušljivosti, Fleming je cijelo vrijeme držao prozor otvoren. Zajedno s drugim liječnikom, Fleming se bavio istraživanjem stafilokoka.

No, ne završivši posao, ovaj liječnik je napustio odjel. Stare čaše s kolonijama mikroba još su stajale na policama laboratorija - Fleming je čišćenje svoje sobe uvijek smatrao gubitkom vremena.

Jednog dana, odlučivši napisati članak o stafilokokama, Fleming je pogledao u te čaše i otkrio da su mnoge kulture koje su se tamo nalazile prekrivene plijesni. To, međutim, nije bilo iznenađujuće - očito su spore plijesni ušle u laboratorij kroz prozor. Nešto drugo je bilo iznenađujuće: kada je Fleming počeo istraživati ​​kulturu, u mnogima u čašicama nije bilo ni traga stafilokoka – bila je samo plijesan i prozirne kapljice poput rose.

Je li obična plijesan uništila sve mikrobe koji uzrokuju bolesti? Fleming je odmah odlučio provjeriti svoje nagađanje i stavio malo plijesni u epruvetu s hranjivom juhom. Kada se gljivica razvila, nastanila se u istom razne bakterije i stavite u termostat. Nakon što je ispitao hranjivi medij, Fleming je otkrio da se između plijesni i kolonija bakterija stvaraju lagane i prozirne mrlje - plijesan je, takoreći, ometala mikrobe, sprječavajući ih da rastu oko nje.

Tada je Fleming odlučio napraviti veći eksperiment: presadio je gljivu u veliku posudu i počeo promatrati njezin razvoj. Ubrzo je površina posude bila prekrivena "" - gljivicom koja je narasla i skupila se u skučenim prostorima. "Felt" je nekoliko puta promijenio boju: prvo je bio bijela, pa zelena, pa onda crno. Hranjiva juha također je promijenila boju - od prozirne je postala žuta.

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

Fleming je shvatio da je na rubu važnog otkrića. Napustio je sve poslove, prekinuo druge studije. Gljiva plijesni penicillium notatum sada je u potpunosti zaokupio njegovu pažnju. Za daljnje eksperimente Flemingu su bili potrebni galoni bujona od plijesni – proučavao je koji dan rasta, na kojem i na kojem hranjivom mediju, djelovanje tajanstvene žute tvari bilo bi najučinkovitije u ubijanju mikroba.

Ujedno se pokazalo da se sama plijesan, kao i žuta juha, pokazala bezopasnom za životinje. Fleming ih je ubrizgao u venu zeca, trbušne šupljine bijeli miš, oprao kožu juhom i čak ga zakopao u oči - nisu uočeni neugodni fenomeni. U epruveti je razrijeđena žuta tvar - produkt koji luči plijesan - usporavala rast stafilokoka, ali nije poremetila funkcije leukocita u krvi. Fleming je ovu tvar nazvao penicilin.

Od tada je neprestano razmišljao o važnom pitanju: kako izolirati aktivni sastojak iz filtrirane juhe od plijesni? Jao, pokazalo se iznimno lukav posao. U međuvremenu, bilo je jasno da je unošenje u ljudsku krv nepročišćene juhe, koja je sadržavala strani protein, svakako opasno.

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

Na kraju je Fleming shvatio da taj zadatak nije na njemu i da njegovo rješavanje treba prepustiti drugima. U veljači 1929. podnio je izvješće 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 liječničkim kongresima nekako je podsjećao na svoje otkriće. Postupno o penicilin je postao poznat ne samo u Engleskoj, već iu Americi.

Konačno, 1939., dva engleska znanstvenika - Howard Florey, profesor patologije na jednom od instituta u Oxfordu, i Ernst Cheyne, biokemičar koji je pobjegao iz Njemačke od nacističkog progona - obratili su veliku pozornost na penicilin.

Chain i Flory tražili su temu zajednički rad. Privukla ih je težina zadatka izolacije pročišćenog penicilina. Postojao je soj (kultura mikroba izolirana iz određenih izvora) koju je tamo poslao Fleming sa Sveučilišta Oxford. S njim su počeli eksperimentirati.

Za pretvaranje penicilina u medicinski proizvod, morao je biti povezan s nekom tvari topljivom u vodi, ali na takav način da, kada se pročisti, ne izgubi svoja nevjerojatna svojstva. Dugo se vremena ovaj zadatak činio nerješivim - penicilin se brzo srušio u kiseloj sredini (dakle, nije se mogao uzimati oralno) i nije dugo trajao u alkalnoj sredini, lako je prešao u eter, ali ako nije stavljen na led, u njega se i srušio .

Tek nakon brojnih pokusa tekućina koju luče gljivice, a koja sadrži aminopenicilnu kiselinu, na kompliciran je način filtrirana i otopljena u posebnom organskom otapalu, u kojem se nisu otopile kalijeve soli koje su vrlo topive u vodi. Nakon izlaganja kalijevom acetatu, taložili su se bijeli kristali kalijeve soli penicilina. Nakon mnogih manipulacija, Chain je dobio ljigavu masu koju je konačno uspio pretvoriti u smeđi prah.

Prvi pokusi s njim imali su nevjerojatan učinak: čak i mala granula penicilina, razrijeđena u omjeru jedan na milijun, imala je snažno baktericidno svojstvo - smrtonosne koke stavljene u ovaj medij umrle su za nekoliko minuta. Istodobno, lijek ubrizgan u venu ne samo da ju nije ubio, nego uopće nije utjecao na životinju.

Nekoliko drugih znanstvenika pridružilo se Cheyneovim eksperimentima. Djelovanje penicilina je sveobuhvatno proučavano kod bijelih miševa. Zaraženi su stafilokokom i streptokokom u dozama više nego smrtonosnim. Polovica ih je dobila injekciju penicilina, a svi su ti miševi preživjeli. 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. Objavljeno je priopćenje odličan dojam. Međutim, nije bilo moguće uspostaviti proizvodnju novog lijeka u zaraćenoj Engleskoj. Flory je otišao u SAD, a ovdje je 1943. godine u gradu Peoria prvi put započeo laboratorij dr. Coghilla industrijska proizvodnja penicilin. Godine 1945. Fleming, Flory i Chain dobili su Nobelovu nagradu za svoja izvanredna otkrića.

U SSSR-u je penicilin iz plijesni penicillium crustosum (ova gljiva uzeta sa zida jednog od moskovskih skloništa) primila 1942. profesorica Zinaida Ermolyeva. Bio je rat. Bolnice su bile prepune ranjenika s gnojnim lezijama uzrokovanim stafilokokom i streptokokom, što je kompliciralo ionako teške rane.

Liječenje je bilo teško. Mnogi ranjenici umrli su od gnojne infekcije. Godine 1944., nakon mnogo istraživanja, Yermolyeva je otišla na frontu kako bi ispitala učinak svoje droge. Prije operacije, Yermolyeva je svim ranjenicima dala intramuskularnu injekciju penicilina. Nakon toga većina rana boraca zacijelila je bez komplikacija i nagnojenja, bez temperature.

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

U budućnosti se obitelj antibiotika počela brzo širiti. Već 1942. Gause je izolirao gramicidin, a 1944. Waksman, Amerikanac ukrajinskog podrijetla, dobio je streptomicin. Počelo je doba antibiotika koji je u narednim godinama spasio živote milijuna ljudi.

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