Сообщение пенициллин. История открытия пенициллина

Нелегкий и тернистый путь прошло человечество по пути своего развития. За прошедшие тысячелетия были сделаны тысячи великих открытий и выдающихся изобретений в разных сферах человеческой жизни. Одним из таких величайших открытий, совершившим настоящую революцию в медицине, стало изобретение пенициллина — первого в мире антибиотика. В начале XX столетия человечество полностью освоилось с такими изобретениями, как телеграф, телефон, радио, автомобиль, самолет и мечтает об освоении космического пространства. И вместе с этим, тысячи людей во всем мире продолжали умирать от тифа, дизентерии, легочной чумы и даже воспаления легких, а сепсис становился смертным приговором. Идея борьбы с микробами с помощью самих микробов была выдвинута ещё в XIX веке. Так, в результате проведенных исследований Луи Пастером было установлено, что под действием некоторых микробов погибают бациллы сибирской язвы. Обнаруженная недавно диссертация студента-медика Эрнеста Дучесне свидетельствует о том, что уже в 1897 году он использовал плесень (содержащийся там пенициллин) для борьбы с бактериями, поражающими человеческий организм. Свои опыты он ставил на морских свинках для лечения тифа. К сожалению, открытие не было завершено из-за скоропостижной кончины Э. Дучесне.

Официально изобретателем первого антибиотика (пенициллина) считается британский бактериолог Александр Флеминг, а датой его открытия — 3 сентября 1928 г. Занимаясь изучением стафилококков, ученый обратил внимание, что через месяц на одной из пластин с культурами образовались плесневые грибы, уничтожившие размещенные там ранее колонии стафилококков. Выросшие на пластине со стафилококками грибы, Флеминг отнес к роду пеницилловых, выделенное вещество назвал пенициллином. Дальнейшие исследования показали, что помимо стафилококка пенициллин воздействует и на возбудителей, вызывающих скарлатину, дифтерию, пневмонию и менингит. К сожалению, против паратифа и брюшного тифа выделенное им средство оказалось бессильно. В 1929 году ученый опубликовал доклад о своем открытии в английском журнале экспериментальной патологии. Дальнейшие исследования показали, что производство пенициллина происходит медленно, ученому не удавалось очистить и извлечь активное вещество. Вплоть до 1939 года Флемингу не удалось вывести эффективную кудьтуру, новый препарат был весьма нестойким. Флеминг занимался его совершенствованием до 1942 года.

Очистить и выделить пенициллин активно пытались в 1940 г. биохимик Э.Б. Чейн и бактериолог Х.У. Флори, уже в 1941 году было накоплено достаточно пенициллина для эффективной дозы. 15-летний подросток с заражением крови был первым, кого спасли благодаря полученному антибиотику. За открытие пенициллина Э. Чейн, А. Флеминг и У. X. Флори получили в 1945 году Нобелевскую премию на троих. Все трое отказались от патентов на изобретение пенициллина, посчитав, что средство, способное спасти человечество, не должно стать источником наживы. Это единственный случай, когда на изобретение таких масштабов никем и никогда не было предъявлено авторских прав. Благодаря пенициллину и победе над опасными инфекционными заболеваниями медицина сумела на 30-35 лет продлить человеку жизнь.

В период Второй мировой войны производство пенициллина в промышленных масштабах было налажено в США, что спасло жизни десятков тысяч раненых солдат. После войны метод производства антибиотика значительно усовершенствовался, с 1952 года он находит практическое применение в мировых масштабах. С помощью пенициллина излечивались такие ранее смертельные заболевания, как остеомиелит, сифилис, пневмония, родильная горячка, исключалось развитие инфекций после ранений и ожогов. Вскоре были выделены антибактериальные препараты. Антибиотики стали панацеей от всех болезней на несколько десятилетий. В Советском Союзе огромная заслуга в создании целого ряда антибиотиков принадлежит выдающейся ученой-микробиологу З.В.Ермольевой. Она первая из отечественных ученых исследует интерферон как противовирусное средство. По признанию самого профессора У. X. Флори пенициллин, который получила З. В. Ермольева, являлся действеннее англо-американского в 1,4 раза. Первые порции пенициллина были получены Ермольевой в 1942 году. Вскоре благодаря ей было налажено массовое производство советского антибиотика.

Вплоть до XX в. бактериальное заражение, к примеру, туберкулезом, означало в большинстве случаев смертный приговор. Шотландский врач Александр Флеминг открыл в 1928 г. вещество, вызывающее гибель бактерий, — пенициллин. Однако его труды долго оставались без внимания.

Систематические исследования

Флеминг работал в бактериологической лаборатории больницы св. Марии в Лондоне, с 1928 г. на должности профессора. Он занимался проблемой роста и свойств стафилококков. Профессор славился неаккуратностью — чашки с остатками бактериальных культур неделями стояли немытыми на его рабочем столе. Неудивительно, что в конце концов в них заводилась плесень. Просматривая чашки перед очередной уборкой, Флеминг заметил, что вокруг пятен плесени (обычного грибка пенициллин) бактерий не было. Ученый исследовал пенициллий и обнаружил, что грибок выделяет вещество, обладающее бактерицидными свойствами. Эту субстанцию Флеминг назвал пенициллином. Впоследствии оказалось, что пенициллин способен уничтожать многие виды бактерий.

Долгий путь к лекарству

Поскольку Флеминг так и не научился получать пенициллин, открытие не вызвало у медиков большого интереса. Лишь в 1939 г. коллективу ученых под руководством Говарда Флори и Эрнста Чейна удалось выделить из плесени чистый пенициллин и создать на его основе прославленный во всем мире антибиотик В 1941 г. в США начались его клинические испытания, в 1944 г. начато промышленное производство. Сперва новое лекарство было доступно лишь вооруженным силам союзников. После окончания Второй мировой войны его стали продавать и гражданскому населению. В 1945 г. Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по медицине.

Бактерии приобретают устойчивость

С тех пор на фармакологическом рынке постоянно появляются новые антибиотики. Это связано не только с любовью ученых к экспериментам, но и с фактической необходимостью: оказалось, что

• 1877 г.: Луи Пастер провозгласил принцип антибиоза, невозможности существования одних видов в присутствии других, позже подтвержденный действием антибиотиков.
• 1935 г.: в аптеках появился первый сульфонамид под торговым названием «пронтозил».
• 1940 г.: коллектив исследователей под руководством американского микробиолога Зельмана Ваксмана создал антибиотик стрептомицин.
• 1946 г.: Герхард Домагк разработал первое лекарство против туберкулеза.

Первый антибиотик — пенициллин — был открыт случайно. Его действие основано на подавлении синтеза внешних оболочек бактериальных клеток.

В 1928 году Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходе многолетнего исследования, посвященного изучению борьбы человеческого организма с бактериальными инфекциями. Вырастив колонии культуры Staphylococcus, он обнаружил, что некоторые из чашек для культивирования заражены обыкновенной плесенью Penicillium — веществом, из-за которого хлеб при долгом лежании становится зеленым. Вокруг каждого пятна плесени Флеминг заметил область, в которой бактерий не было. Из этого он сделал вывод, что плесень вырабатывает вещество, убивающее бактерии. В последствии он выделил молекулу, ныне известную как «пенициллин». Это и был первый современный антибиотик.

Принцип работы антибиотика состоит в торможении или подавлении химической реакции, необходимой для существования бактерии. Пенициллин блокирует молекулы, участвующие в строительстве новых клеточных оболочек бактерий — похоже на то, как наклеенная на ключ жевательная резинка не дает открыть замок. (Пенициллин не оказывает влияния на человека или животных, потому что наружные оболочки наших клеток коренным образом отличаются от клеток бактерий.)

В течение 1930-х годов предпринимались безуспешные попытки улучшить качество пенициллина и других антибиотиков, научившись получать их в достаточно чистом виде. Первые антибиотики напоминали большинство современных противораковых препаратов — было неясно, убьет ли лекарство возбудителя болезни до того, как оно убьет пациента. И только в 1938 году двум ученым Оксфордского университета, Говарду Флори (Howard Florey, 1898-1968) и Эрнсту Чейну (Ernst Chain, 1906-79), удалось выделить чистую форму пенициллина. В связи с большими потребностями в медикаментах во время Второй мировой войны массовое производство этого лекарства началось уже в 1943 году. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну за их работу была присуждена Нобелевская премия.

Благодаря пенициллину и другим антибиотикам было спасено бесчисленное количество жизней. Кроме того, пенициллин стал первым лекарством, на примере которого было замечено возникновение устойчивости микробов к антибиотикам .

Александр ФЛЕМИНГ
Alexander Fleming, 1881-1955

Шотландский бактериолог. Родился в Локфилде, графство Эйршир. Окончил Медицинскую школу при больнице Св. Марии и проработал там практически всю жизнь. Лишь во время Первой мировой войны Флеминг служил военным врачом в медицинском корпусе Королевской армии. Именно там он заинтересовался проблемой борьбы с раневыми инфекциями. Благодаря случайному открытию пенициллина в 1928 году (в этом же году Флеминг получил звание профессора бактериологии) он в 1945 году стал лауреатом Нобелевской премии в области физиологии и медицины.

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.

«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал революцию в медицине своим открытием первого в мире антибиотика или бактерии-убийцы», - эту запись в дневнике сделал Александр Флеминг , человек, который изобрёл пенициллин.

Идея использовать микробов в борьбе с микробами появилась ещё в XIX веке. Учёным уже тогда было ясно, что чтобы бороться с раневыми осложнениями, надо научиться парализовать микробов, вызывающих эти осложнения, и что убить микроорганизмы можно с их же помощью. В частности, Луи Пастер открыл, что бациллы сибирской язвы погибают под действием некоторых других микробов. В 1897 году Эрнест Дучесне использовал плесень, то есть свойства пенициллина, для лечения тифа у морских свинок.

Фактически датой изобретения первого антибиотика является 3 сентября 1928 года. К этому времени Флеминг уже был известен и имел репутацию блестящего исследователя, он занимался изучением стафилококков, но его лаборатория часто была неопрятной, что и стало причиной открытия.

Пенициллин. Фото: www.globallookpress.com

3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию после месяца отсутствия. Собрав все культуры стафилококков, учёный заметил, что на одной пластине с культурами появились плесневые грибы, а присутствовавшие там колонии стафилококков были уничтожены, в то время как другие колонии - нет. Флеминг отнёс грибы, выросшие на пластине с его культурами, к роду пеницилловых, и назвал выделенное вещество пенициллином.

В ходе дальнейших исследований Флеминг заметил, что пенициллин воздействует на такие бактерии, как стафилококки и многие другие возбудители, которые вызывают скарлатину, пневмонию, менингит и дифтерию. Однако выделенное им средство не помогало от брюшного тифа и паратифа.

Продолжая свои исследования, Флеминг обнаружил, что работать с пенициллом трудно, производство происходит медленно, кроме этого, пенициллин не может существовать в теле человека достаточно долго, чтобы убивать бактерии. Также учёный не мог извлечь и очистить активное вещество.

До 1942 года Флеминг совершенствовал новый препарат, но до 1939 года вывести эффективную культуру так и не удалось. В 1940 году немецко-английский биохимик Эрнст Борис Чейн и Хоуард Уолтер Флори , английский патолог и бактериолог, активно занимались попыткой очистить и выделить пенициллин, и спустя некоторое время им удалось произвести достаточно пенициллина для лечения раненых.

В 1941-м лекарство удалось накопить в достаточных масштабах для эффективной дозы. Первым человеком, которого удалось спасти с помощью нового антибиотика, был 15-летний подросток с заражением крови.

В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Значение пенициллина в медицине

В разгар Второй мировой войны в США производство пенициллина уже было поставлено на конвейер, что спасло от гангрены и ампутации конечностей десятки тысяч американских и союзнических солдат. Со временем метод производства антибиотика был усовершенствован, и с 1952 года сравнительно дешёвый пенициллин стал применяться практически в мировых масштабах.

При помощи пенициллина можно вылечить остеомиелит и пневмонию, сифилис и родильную горячку, предотвратить развитие инфекций после ранений и ожогов - раньше все эти заболевания были смертельными. В ходе развития фармакологии были выделены и синтезированы антибактериальные препараты других групп, и когда были получены другие виды антибиотиков, .

Лекарственная устойчивость

На несколько десятилетий антибиотики стали почти панацеей от всех болезней, но ещё сам первооткрыватель Александр Флеминг предупреждал, что не стоит использовать пенициллин, пока заболевание не будет диагностировано, и нельзя использовать антибиотик в течение короткого времени и в совсем малых количествах, так как при этих условиях у бактерий развивается устойчивость.

Когда в 1967 году был выявлен пневмококк, не чувствительный к пенициллину, а в 1948 году были обнаружены устойчивые к антибиотику штаммы золотистого стафилококка, учёным стало понятно, что .

«Открытие антибиотиков было величайшим благом для человечества, спасением миллионов людей. Человек создавал всё новые и новые антибиотики против разных возбудителей инфекций. Но микромир сопротивляется, мутирует, микробы приспосабливаются. Возникает парадокс - люди разрабатывают новые антибиотики, а микромир вырабатывает своё сопротивление», - рассказала старший научный сотрудник Государственного научно-исследовательского центра профилактической медицины, кандидат медицинских наук, эксперт «Лиги здоровья нации» Галина Холмогорова .

По мнению многих экспертов, в том, что антибиотики теряют свою эффективность в борьбе с заболеваниями, во многом виноваты и сами пациенты, не всегда принимающие антибиотики строго по показаниям или в необходимых дозах.

«Проблема резистентности исключительно велика и затрагивает всех. Она вызывает большую тревогу учёных, мы можем вернуться в доантибиотиковую эру, потому что все микробы станут резистентны, ни один антибиотик не будет действовать на них. Наши неумелые действия привели к тому, что мы можем оказаться без очень мощных лекарств. Лечить такие страшные болезни, как туберкулёз, ВИЧ, СПИД, малярия, будет просто нечем», - пояснила Галина Холмогорова.

Именно поэтому к лечению антибиотиками нужно относиться очень ответственно и соблюдать ряд простых правил, в частности:

Главная » Обучение за рубежом » Сообщение пенициллин. История открытия пенициллина