История создания пенициллина для детей. История открытия пенициллина - биографии исследователей, массовое производство и последствия для медицины

Иногда бывает так, что великое открытие совершает тот, кто постоянно нарушает правила. Тысячи врачей, которые содержали свои рабочие места в чистоте, не смогли сделать того, что удалось неаккуратному Александру Флемингу — открыть первый в мире антибиотик. И вот что интересно: если бы он соблюдал чистоту, то у него бы тоже ничего не получилось.

Давным-давно великий французский химик Клод-Луи Бертолле весьма остроумно заметил: "Грязь — это вещество не на своем месте". Действительно, стоит только чему-то оказаться не там, где ему надлежит пребывать, и сразу же в помещении возникает беспорядок. А поскольку он весьма неудобен и для работы, и для нормальной жизни, то всех с детства учат, что следует чаще убираться. В противном случае количество вещества не на своем месте превысит таковое, свое место знающее.

Особенно нетерпимы к грязи медицинские работники. И их можно понять — вещество "не на своем месте" быстренько становится местом прописки разнообразных микроорганизмов. А они весьма опасны для здоровья как пациентов, так и самих врачей. Возможно, именно поэтому большинство медиков — патологические чистюли. Впрочем, не исключено, что в данный профессии существует своеобразный искусственный отбор — тот врач, что постоянно "кладет" вещество не на свое место, теряет клиентуру и уважение коллег и в профессии не задерживается.

Тем не менее, искусственный отбор, как и его естественный тезка, иногда дает сбой. Бывает, что доктор-грязнуля приносит человечеству куда больше пользы, чем его аккуратные коллеги. Именно о таком забавном парадоксе и пойдет речь — о том, как однажды неряшливость медика спасла жизни миллионов людей. Однако давайте обо всем по порядку.

6 августа 1881 года в шотландском городе Дарвел в семье фермеров Флемингов родился мальчик, которого назвали Александром. Ребенок с детства отличался любознательностью и тащил с улицы в дом все, что считал интересным. Его родителей это, правда, не раздражало, однако весьма огорчало то, что их отпрыск никогда не складывал свои трофеи в определенное место. Юный натуралист разбрасывал по дому и засушенных насекомых, и гербарии, и минералы и более опасные для здоровья вещи. Словом, как ни пытались приучить Александра к порядку и чистоте, все равно ничего из этого не вышло.

Через некоторое время Флеминг поступил в медицинскую школу при больнице святой Марии. Там Александр изучал хирургию и, выдержав экзамены, в 1906 году стал членом Королевского колледжа хирургов. Оставаясь работать в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы святой Марии, он в 1908 году получил степени магистра и бакалавра наук в Лондонском университете. Следует заметить, что медицинская практика не особенно интересовала Флеминга — куда больше его привлекала исследовательская деятельность.

Сослуживцы Александра неоднократно отмечали, что даже в лаборатории тот был ну просто чудовищно неаккуратен. А в его рабочий кабинет было опасно входить — реактивы, медикаменты и инструменты валялись вперемешку повсюду, а присаживаясь на стул, можно было напороться на скальпель или пинцет. Флеминг постоянно получал выговоры и порицания от старших коллег за то, что у него все лежит не на своем месте, однако, похоже, его это не особенно волновало.

Когда началась Первая Мировая война, молодой врач отравился на фронт во Францию. Там он, работая в полевых госпиталях, начал изучение инфекций, которые проникали в раны и вызывали тяжелые последствия. И вот уже в начале 1915 года Флеминг представил доклад, в котором рассказывалось о присутствии в ранах видов микробов, некоторые из которых были еще не знакомы большинству бактериологов. Ему также удалось выяснить, что применение антисептиков в течение нескольких часов после ранения не полностью уничтожает бактериальные инфекции, хотя многие хирурги так считали. Более того, самые зловредные микроорганизмы проникали в раны настолько глубоко, что уничтожить их простой антисептической обработкой было невозможно.

Что же следовало делать в подобных случаях? В возможности лечения таких инфекций при помощи традиционных лекарств из неорганических веществ Флеминг не особенно верил — его довоенные исследования терапии при сифилисе показали, что данные методы весьма ненадежны. Однако Александр был увлечен идеями своего шефа, профессора Райта, который считал использование антисептиков тупиковым путем, поскольку они ослабляют защитные свойства самого организма. А вот если получить препараты, которые будут стимулировать иммунитет, то пациент сможет сам уничтожить своих "обидчиков".

Развивая мысль своего коллеги, Флеминг предположил, что сам человеческий организм должен содержать вещества, убивающие микробов (следует заметить, что про антитела тогда толком ничего не знали, их удалось выделить только в 1939 году). Свою гипотезу ему удалось подтвердить экспериментально только после войны с использованием техники "слайд ячейки". Методика позволила легко показать, что при попадании микробов в кровь лейкоциты оказывают очень сильное бактерицидное действие, а при добавлении антисептиков эффект значительно снижается или даже полностью ликвидируется.

Итак, ободренный Флеминг стал экспериментировать с различными организменными жидкостями. Он поливал ими бактериальные культуры и анализировал результат. В 1922 году ученый, простудившись, шутки ради высморкался в чашку Петри, где росла бактериальная культура Micrococcus l ysodeicticus. Однако эта шутка привела к открытию — все микробы погибли, а Флемингу удалось выделить вещество лизоцим, обладающий антибактериальным действием.

Флеминг продолжил исследование данного естественного антисептика, однако вскоре выяснилось, что для большинства болезнетворных бактерий лизоцим безвреден. Однако ученый не сдавался и повторял эксперименты. Самое интересное, что Александр, работая с культурами самых опасных микроорганизмов, совершенно не изменял своим привычкам. По-прежнему его стол был завален чашками Петри, которые не мылись и не стерилизовались неделями. Коллеги боялись заходить в его кабинет, но неряшливого доктора, похоже, перспектива подхватить тяжелую болезнь нисколько не пугала.

И вот через семь лет удача вновь улыбнулась исследователю. В 1928 году Флеминг начал исследовал свойства стафилококков. Сначала работа не принесла ожидаемых результатов и доктор решил взять отпуск в конце лета. Тем не менее, он и не подумал убраться в своей лаборатории. Итак, Флеминг уехал отдыхать, так и не помыв чашек Петри, а когда 3 сентября вернулся, то заметил, что в одной чашке с культурами появились плесневые грибы, а присутствовавшие там колонии стафилококков погибли, в то время как другие колонии были в норме.

Заинтригованный Флеминг показал загрязненные грибами культуры своему бывшему помощнику Мерлину Цена, который сказал: "Вот так же вы и открыли лизоцим", что следует воспринимать не как восхищение, а как порицание за неаккуратность. Определив грибки, ученый понял, что антибактериальное вещество производит представитель вида Penicillium notatum , который попал на культуру стафилококков совершенно случайно. Спустя несколько месяцев, 7 марта 1929 года, Флеминг выделил таинственное антисептическое вещество и назвал его пенициллином. Так началась эра антибиотиков — лекарств, подавляющих бактериальные и грибковые инфекции.

И вот что интересно — до Флеминга многие ученые достаточно близко подошли к открытию подобных веществ. В СССР, например, всего в шаге от получения антибиотиков стоял Георгий Францевич Гаузе. Были прорывы на данном фронте у ученых из США и многих стран Европы. Однако никому это загадочное вещество в руки так и не далось. Наверное, это произошло потому, что все они были адептами чистоты и стерильности, и плесень Penicillium notatum просто не могла проникнуть в их лаборатории. А для того, чтобы раскрыть секрет пенициллина, потребовался именно грязнуля и неряха Александр Флеминг.

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.

ТАСС-ДОСЬЕ /Юлия Ковалева/. 75 лет назад, 12 февраля 1941 г., в Лондоне британские ученые Говард Флори и Эрнст Чейн впервые применили пенициллин для лечения человека. Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила материал об истории открытия этого препарата.

Пенициллин - антибиотик, обладающий широким антимикробным действием. Является первым эффективным лекарством против многих тяжелых заболеваний, в частности, сифилиса и гангрены, а также инфекций, вызываемых стафилококками и стрептококками. Его получают из некоторых видов плесневого грибка рода Penicillium (лат. penicillus - "кисть"; под микроскопом спороносные клетки плесени похожи на кисточку).

История открытия

Упоминания об использовании плесени в лечебных целях встречаются в трудах персидского ученого Авиценны (II в.) и швейцарского врача и философа Парацельса (XIV в.). Боливийский специалист по этноботанике Энрике Облитас Поблете в 1963 г. описал применение плесени индейскими знахарями в эпоху инков (XV-XVI вв.).

В 1896 г. итальянский врач Бартоломео Гозио, изучая причины поражения риса плесенью, вывел формулу антибиотика, схожего с пенициллином. Ввиду того, что он не смог предложить практическое применение нового лекарства, его открытие было забыто. В 1897 г. французский военный врач Эрнест Дюшен заметил, что арабские конюхи собирают плесень с сырых седел и лечат ею раны лошадей. Дюшен тщательно обследовал плесень, опробовал ее на морских свинках и выявил ее разрушающее действие на палочку брюшного тифа. Результаты своих исследований Эрнест Дюшен представил в парижском институте Пастера, но они также не были признаны. В 1913 г. американским ученым Карлу Альсбергу и Отису Фишеру Блэку удалось получить из плесени кислоту, обладающую противомикробными свойствами, однако их исследования были прерваны с началом Первой мировой войны.

В 1928 г. британский ученый Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходе исследования сопротивляемости человеческого организма бактериальным инфекциям. Он обнаружил, что некоторые колонии стафилококковых культур, оставленные им в лабораторных чашках, заражены штаммом плесени Penicillium Notatum. Вокруг пятен плесени Флеминг заметил область, в которой бактерий не было. Это позволило ему сделать вывод о том, что плесень вырабатывает убивающее бактерии вещество, которое ученый назвал "пенициллином".

Флеминг недооценил свое открытие, полагая, что получить лекарство будет очень трудно. Его работу продолжили ученые из Оксфорда Говард Флори и Эрнст Чейн. В 1940 г. они выделили препарат в чистом виде и изучили его терапевтические свойства. 12 февраля 1941 г. инъекция пенициллина впервые была сделана человеку. Пациентом Флори и Чейна стал лондонский полицейский, умиравший от заражения крови. После нескольких инъекций ему стало лучше, однако запас лекарства быстро закончился, и больной скончался. В 1943 г. Говард Флори передал технологию получения нового препарата американским ученым, в США было налажено массовое производство антибиотика. В 1945 г. Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

В 1870-х гг. исследованием плесени занимались медики Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин, которые обнаружили, что она блокирует рост других микроорганизмов. Полотебнов рекомендовал использовать эти особенности плесени в медицине, в частности, для лечения кожных заболеваний. Но идея не получила распространения.

В СССР первые образцы пенициллина получили микробиологи Зинаида Ермольева и Тамара Балезина. В 1942 г. они обнаружили штамм Penicillium Crustosum, продуцирующий пенициллин. В ходе испытаний лекарство показало гораздо большую активность, чем его английские и американские аналоги. Однако полученный антибиотик терял свойства при хранении и вызывал повышение температуры у пациентов.

В 1945 г. в Советском Союзе начались испытания пенициллина, разработанного по западному образцу. Технология его производства была освоена НИИ эпидемиологии и гигиены Красной Армии под руководством Николая Копылова.

Признание

Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны. По некоторым оценкам, благодаря этому антибиотику в годы войны и после нее были спасены около 200 млн человек. Открытие этого препарата не раз признавалось одним из важнейших научных достижений в истории человечества. Большинство современных антибиотиков были созданы именно после исследования лечебных свойств пенициллина.

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.

Пенициллин - легендарный препарат. С него началась эра антибиотиков, которые спасли миллионы человеческих жизней. До сих пор данное средство используется в терапии некоторых инфекций. Сегодня антибиотики модно ругать, приписывая им все мыслимые и немыслимые недостатки. Но с появлением пенициллина мир изменился навсегда и, безусловно, стал лучше.

Кто открыл Пенициллин?

В начале XX века средство для борьбы с инфекциями стало вящей необходимостью. Население росло, особенно в промышленных городах. И при такой скученности любая инфекция грозила масштабной эпидемией.

Ученые уже знали многое о бактериях, были выделены и изучены возбудители наиболее распространенных и опасных заболеваний, применялись и некоторые препараты. Но по-настоящему эффективного лекарства - не существовало.

В конце 20-х годов прошлого века (1881 - 1955 гг.) активно изучал патогенные микроорганизмы, в том числе, стафилококки - причину множества заболеваний.

История открытия

В литературе, в том числе художественной, красочно описано, что шотландский ученый был неаккуратен и не деактивировал культуры бактерий сразу же, после работы с ними. И однажды он заметил, что выросшая плесень растворила колонии в одной из чашек Петри.

Нужно понимать, что это была не обычная плесень, а занесенная из соседней лаборатории. Выяснилось, что она относится к роду Penicillium (пенициллум). По поводу ее разновидности были сомнения, но специалисты определили, что это penicillium notatum .

Флеминг начал выращивать данный грибок в бутылях с питательным бульоном и проводить испытания. Выяснилось, что даже при сильном разведении, этот антисептик способен подавлять рост и размножение не только стафилококка, но и других патогенных кокков (гонококка, пневмококка), дифтерийной палочки. В то же время, холерные вирионы, возбудители тифа и паратифа не реагировали на действие penicillium notatum.

Но главные вопросы заключались в том, как выделить чистое вещество, уничтожающее бактерии, как сохранить надолго его активность? - Ответа на них не было. Флеминг пытался использовать бульон местно - для обработки гнойных ран, для закапывания в глаза и в нос (при , ринитах). Но массированные исследования зашли в тупик.

В 40-х годах попытки выделить чистый пенициллин продолжила так называемая Оксфордская группа микробиологов. Хоуард Уолтер Флори и Эрнест Чейн получили порошок, который можно было разводить и делать инъекции.

Исследования подхлестнула Вторая Мировая Война. В 1941 году к исследованиям подключились американцы, которые изобрели более эффективную технологию получения пенициллина. Это лекарство было необходимо на фронтах, где любое ранение и даже просто ссадина грозили заражением крови и смертью.

Советское правительство обратилось к союзникам с просьбой предоставить новое лекарство, но не получило ответа. Тогда собственную работу начал Институт Экспериментальной Медицины во главе с З. В. Ермольевой . Было исследовано несколько десятков вариантов грибка Penicillium и выделен наиболее активный - Penicillium crustosum . В 1943 году отечественный «пенициллин-крустозин» начали выпускать в промышленных масштабах.

Этот препарат оказался эффективнее американского. Сам Флори посетил Москву, чтобы убедиться в этом. Он, тоже, захотел получить исходную культуру нашего антибиотика. Ему не отказали, но выдали уже известный на западе Penicillium notatum.

Современное понятие об антибиотиках

Противомикробные лекарства сегодня подразделяют на множество групп. По способу производства их делят на:

1. Биосинтетические - природные - их выделяют из культур микроорганизмов;
2. Полусинтетические - их получают путем химической модификации веществ, выделяемых микроорганизмами.

Широко используется классификация по химическому составу:

• β-лактамные - пенициллин, цефалоспорин и т.д.;
• Макролиды - эритромицин и т.д.;
• Тетрациклины и так далее.

Делят антибиотики и по спектру действия: широкого спектра, узкого спектра. По преимущественному эффекту:

1. бактериостатические - останавливают деление бактерий;
2. бактерицидные - уничтожают взрослые формы бактерий.

Современный пенициллин и природные антибиотики

Сегодня родоначальник всех антибиотиков называется бензилпенициллин . Это β-лактамный природный препарат бактерицидного действия. В чистом виде он не отличается широким спектром действия. К нему чувствительны некоторые виды грамотрицательных бактерий, анаэробов, спирохет и некоторые другие возбудители.

Именно к природным пенициллинам можно отнести большинство «претензий», которые сейчас любят предъявлять ко всем антибиотикам:

1. Они часто вызывают аллергию - реакции немедленного и замедленного типа. Причем, это относится к любым средствам, в которых присутствует пенициллин, включая косметику и пищевые продукты.
2. Описано и токсическое действие пенициллинов на нервную систему, слизистые (возникают воспаления), почки.
3. При подавлении одних микроорганизмов могут чрезвычайно размножиться другие. Так возникают суперинфекции - например, .
4. Это лекарство необходимо вводить в уколах - в желудке он разрушается. Кроме того, препарат быстро выводится, что требует частых инъекций.
5. Многие штаммы микроорганизмов имеют или вырабатывают устойчивость к его действию. Зачастую в этом виноваты люди, которые неправильно используют антибиотик.

Но важно понимать, что такой (и более широкий) список нежелательных эффектов пенициллинов появился благодаря их прекрасной изученности. Все эти недостатки не делают данный препарат «ядовитым» и не перекрывают очевидной пользы, которую он до сих пор приносит пациентам.

Достаточно сказать, что всеми международными медицинскими организациями признана возможность лечения пенициллином беременных женщин.

Для расширения спектра действия природного антибиотика его комбинируют с веществами, уничтожающими защиту бактерий - ингибиторы β-лактамаз (сульбактам, клавулоновую кислоту и т.д.). Разработаны и формы пролонгированного действия.

Преодолеть недостатки природного пенициллина помогают современные полусинтетические модификации.

Антибиотики группы пенициллинов

Природные пенициллины:

• бензилпенициллин (пенициллин G);
• феноксиметилпенициллин (пенициллин V);
• бензатина бензилпенициллин;
• бензилпенициллин прокаин;
• бензатина феноксиметилпенициллин.

Полусинтетические пенициллины:

Расширенного спектра действия -

Против синегнойной палочки -

• Тикарциллин;
• Азлоциллин;
• Пиперациллин;

Против стафилококка -

• Оксациллин;

Комбинированные с ингибиторами бета-лактамаз -

• Ампициллин/сульбактам.

Как разводить пенициллин

При каждом назначении антибиотика - врач должен указать точные дозы и кратность разведения. Попытки «угадать» их самостоятельно приведут к тяжелым последствиям.

Стандартом разведения пенициллина является 100 000 ЕД на 1 мл растворителя (им может служить стерильная вода для инъекций или физраствор). Для разных препаратов рекомендованы разные растворители.

Для процедуры вам потребуется 2 шприца (или 2 иглы) - для разведения и для инъекции.

1. Соблюдая правила асептики и антисептики, вскройте ампулу с растворителем и наберите нужное количество жидкости.
2. Проколите иглой под углом 90 градусов резиновую крышечку флакона с порошком пенициллина. Кончик иглы должен показаться с внутренней стороны крышечки не более, чем на 2 мм. Введите растворитель (нужное количество) во флакон. Отсоедините шприц от иглы.
3. Встряхните флакон до полного растворения порошка. Наденьте шприц на иглу. Переверните флакон вверх донышком и наберите в шприц нужную дозу лекарства. Снимите флакон с иглы.
4. Смените иглу на новую - стерильную, закрытую колпачком. Сделайте укол.

Нужно готовить препарат непосредственно перед уколом - активность пенициллина в растворе резко снижается.