Пенициллин: когда изобрели?

Медицина до изобретения пенициллина

На протяжении многих веков медицина не могла спасти жизни всех больных. Первым шагом к прорыву стало открытие факта о природе происхождения многих недугов. Дело в том, что большинство заболеваний возникает из-за разрушительного воздействия микроорганизмов. Довольно быстро ученые поняли, что болезнетворные бактерии можно уничтожить с помощью других микроорганизмов, проявляющих «враждебное отношение» к патогенам.

В ходе своей медицинской практики несколько ученых пришли к такому выводу в XIX веке. Среди них был Луи Пастер, открывший, что действие определенных видов микроорганизмов приводит к гибели бацилл сибирской язвы. Но этой информации было недостаточно. Необходимо было найти конкретные и эффективные пути решения проблемы. Все попытки врачей создать универсальное лекарство окончились неудачей. И только чистая случайность и гениальная гипотеза помогли Александру Флемингу, ученому, который изобрел пенициллин.

ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ НЕУЯЗВИМЫХ БАКТЕРИЙ

Устойчивые патогенные штаммы бактерий появляются в местах скопления людей с ослабленной иммунной системой. Поэтому сверхрезистентные бактерии очень часто встречаются в больницах, родильных домах, домах престарелых и тюрьмах. Отсюда термин «госпитальная» или «нозокомиальная» инфекция. Чем дольше пациент находится в клинике, тем больше вероятность заразиться госпитальными инфекциями.

Распространенность таких госпитальных инфекций варьируется в зависимости от страны, региона и во времени. Так, в США средняя частота внутрибольничных инфекций в педиатрических отделениях интенсивной терапии составляет 6,1%, а во Франции — 23,5%. В клиниках Москвы и Санкт-Петербурга частота встречаемости резистентной формы стафилококка MRSA в 1998 г колебалась от 0 до 40%, а сейчас в некоторых столичных больницах достигает 80%.

Кроме того, в последнее время среди довольно здоровых людей начали распространяться возбудители, устойчивые к большинству антибиотиков. Процесс очень трудно контролировать, а еще труднее предотвратить. Например, в Соединенных Штатах ученые обнаружили, что устойчивые штаммы Staphylococcus aureus MRSA распространяются среди спортсменов, которые вступают в прямой контакт (например, борцы) или вступают в контакт с каким-либо обычным предметом, например мячом, как это бывает играть в гандбол или баскетбол. Описаны случаи распространения MRSA в школьных спортивных командах.

Придорожный плакат времен Второй мировой войны для военнослужащих: пенициллин лечит гонорею за 4 часа

Чем шире используются антибиотики, тем чаще возникают и распространяются бактерии, утратившие к ним чувствительность. Поэтому бесконтрольное употребление антибактериальных препаратов без рецепта особенно опасно. Часто при простуде, диагностированной самостоятельно, многие начинают принимать антибиотики для лечения бактериальных инфекций. Но нельзя забывать, что за так называемой простудой может скрываться ряд инфекционных заболеваний, в том числе вирусных (например, грипп), против которых антибактериальные препараты не только бесполезны, но даже вредны. Эффекта от такого лечения нет, но нарушается естественная бактериальная флора организма, в результате чего могут развиться условно-патогенные инфекции, например, кандидоз (неконтролируемый рост дрожжевых грибков рода Candida). Кроме того, существует неоправданный риск появления в организме устойчивых штаммов бактерий.

Еще одна распространенная ошибка в лечении — когда пациент чувствует себя лучше, он отказывается от назначенного антибиотика или принимает его в более низкой дозе, чем прописал врач. Это опасно, поскольку увеличивает вероятность развития лекарственной устойчивости у патогенных бактерий; следовательно, последующая попытка лечения тем же антибиотиком будет неэффективной.

Иногда при лечении антибактериальными препаратами у бактерий, составляющих микрофлору человека, развивается лекарственная устойчивость. Такие «свои» устойчивые бактерии могут передавать гены устойчивости чужеродным бактериям, вызывающим различные заболевания. В результате межвидового обмена генами инфекционные агенты также становятся устойчивыми.

БАКТЕРИИ СОПРОТИВЛЯЮТСЯ

После открытия антибиотиков врачи надеялись, что еще немного, и человечество навсегда избавится от большинства инфекционных заболеваний. Но все оказалось не так просто. Дело в том, что примерно через два года после начала широкого использования антибактериального препарата в медицинской практике у болезнетворных бактерий вырабатывается к нему устойчивость. Эта устойчивость, называемая устойчивостью, представляет собой фиксированную наследственную реакцию микроорганизмов на антибиотики.

С биологической точки зрения, согласно теории Дарвина, развитие резистентности является не чем иным, как результатом межвидовой борьбы за существование между человеком и патогенной бактерией (или другим организмом-мишенью, на который нацелено применение антибиотика).). Как это бывает? Популяции бактерий постоянно меняются; при их размножении возникают различные мутации, в том числе те, благодаря которым микроорганизмы приобретают устойчивость к применяемому препарату. Из-за высокой скорости размножения и большого количества популяций частота встречаемости мутаций, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам, достаточно высока, чтобы выжить, то есть устойчивые формы, чтобы компенсировать потерю бактериальной популяции. Таким образом, рождаются новые формы устойчивых патогенов. Если человек заразился устойчивым штаммом возбудителя, лечить его ранее применявшимся антибиотиком бесполезно.

Современные антибиотики тестируются с использованием метода, аналогичного тому, который использовал Флеминг. Так растет золотистый стафилококк: антибиотики в пластинах.
Фото: CDC / Провайдер: Дон Сталонс — phil.cdc.gov

Пенициллин начали использовать во время Второй мировой войны. Уже тогда врачи знали о новых штаммах бактерий, против которых пенициллин был бессилен. Ученые обнаружили, что бактерии, устойчивые к этому антибиотику, вырабатывают ферменты пенициллиназы, которые расщепляют молекулу пенициллина. Затем врачи начали разрабатывать полусинтетические антибиотики, устойчивые к пенициллиназе. В результате в арсенале врачей появились такие производные пенициллина, как метициллин, оксациллин, диклоксациллин, карбенициллин.

Бактерия с красивым названием «золотистый стафилококк» (Staphylococcus aureus) — один из самых распространенных патогенов в человеческой популяции. Вызывает различные заболевания: кожные заболевания (в том числе пиодермия новорожденных, пузырчатка, дерматиты, абсцессы, фурункулы, панариций и др.) Органов дыхания (наиболее распространены ангина, плеврит, пневмония), нервной системы и органов чувств (менингит, отит media, конъюнктивит и др.), заболевания пищеварительной системы (стоматит, перитонит, энтерит, энтероколит, пищевые токсические инфекции), а также артрит, остеомиелит, эндокардит, флебит, цистит, уретрит, мастит, орхит и стафилококковый сепсис — первичный или развивающиеся на фоне имеющихся очагов. Золотистый стафилококк — одна из основных так называемых госпитальных инфекций, которая встречается в клиниках разного профиля, но наиболее опасна в родильных домах.

Мать делает ребенку укол пенициллина, 1948 год.
Фото Берта Харди / Picture Post

Штаммы золотистого стафилококка, резистентные к пенициллину и его полусинтетическим аналогам, появились уже на стадии клинических испытаний этих препаратов. Среди устойчивых бактериальных популяций есть штаммы, на которые не действует метициллин (а также оксациллин). Эти бактерии называются «устойчивыми к метициллину» или MRSA (устойчивый к метициллину золотистый стафилококк). Механизм этого типа устойчивости бактерий к антибиотикам связан с мутацией рецепторного белка на поверхности клетки: молекулы антибиотика не могут связываться с клеточной мембраной устойчивой бактерии. Штаммы MRSA устойчивы не только к пенициллинам, но и к другой большой группе бета-лактамных антибиотиков: цефалоспоринам. Этот термин происходит от названия плесени цефалоспор, из которой впервые было выделено соединение этого класса. Впоследствии цефалоспорины были обнаружены у многих грибов, а также у актиномицетов и бактерий. Но до недавнего времени в медицинской практике чаще применялись пенициллины и цефалоспорины. Кроме того, в последние годы некоторые штаммы золотистого стафилококка приобрели устойчивость ко многим антибиотикам. Такие популяции сверхрезистентных бактерий обозначаются английской аббревиатурой MDR (multidrugrosureusure). Теперь антибиотик ванкомицин находится в арсенале врачей для борьбы со штаммами МЛУ. Но все чаще появляются болезнетворные бактерии, неуязвимые для воздействия практически любого известного лекарства. Количество штаммов, которые не «принимает» ни одно лекарство, сейчас достигает 2% от всех случаев заражения стафилококком.

Другие бактерии также приобретают лекарственную устойчивость. Например, синегнойная палочка, частый возбудитель внутрибольничных инфекций, вызывает тяжелые раневые и ожоговые инфекции, различные воспалительные и геморрагические явления, в основном у детей раннего возраста и взрослых с ослабленным иммунитетом. По словам ведущего российского специалиста по эпидемиологии устойчивости профессора С.В. Сидоренко, в настоящее время не существует эффективных антибиотиков для лечения около 20% штаммов синегнойной палочки, то есть лечить каждого пятого пациента просто нечем.

С УСТОЙЧИВОСТЬЮ БАКТЕРИЙ МОЖНО БОРОТЬСЯ

С появлением и распространением резистентных штаммов микроорганизмов борются за счет регулирования использования антибиотиков. Во многих развитых странах антибиотики отпускаются строго по рецепту врача. Принимаются и другие меры. В настоящее время использование медицинских антибиотиков для хранения продуктов запрещено во всем мире. Убой крупного рогатого скота, обработанного антибиотиками или получившего их в качестве стимуляторов роста, следует проводить после того, как закончится выведение лекарств из организма животного, то есть в продаваемом мясе не должно быть следов препарата.

Другой подход к проблеме резистентности — создание новых лекарств, которые могут бороться с бактериями, которые стали устойчивыми к лекарствам в долгосрочной перспективе. В среднем на разработку и внедрение нового антибиотика уходит 10 лет. Но, несмотря на этот впечатляющий период, исследовательские группы и фармацевтические компании во многих странах мира продолжают заниматься выделением и синтезом новых антибактериальных веществ.

Тест на устойчивость к антибиотикам: колонии бактерий видны в виде полос и белых дисков, пропитанных антибиотиком. Бактерии, культивируемые на левой чашке, чувствительны к антибиотикам на каждой чашке. На правой пластине чувствительность сохраняется только к трем-трем из семи антибиотиков.

Насколько реальна задача поиска новых природных антибиотиков? Выше отмечалось, что основными известными продуцентами антибактериальных соединений являются почвенные микроорганизмы: актиномицеты, бактерии и грибы. С 1950-х по 1990-е годы исследователи пошли проторенным путем, продолжая искать новые антибиотики в самих живых микроорганизмах. Это можно объяснить не только инертностью мысли, но и тем, что в те годы производственная база позволяла производить в ферментерах на жидких питательных средах огромное количество микробной массы почвенных микроорганизмов, продуцирующих антибиотики.

Но наука не стоит на месте, и за последние пятнадцать или двадцать лет круг организмов, производящих антибиотики, расширился. Среди них теперь есть не только почвенные микробы, но и многие виды растений и животных. Превосходные грибы имеют большие перспективы в качестве потенциальных производителей антибиотиков, особенно тех, которые можно выращивать в искусственных условиях. Развитие генной инженерии не только делает такие объекты интересными с теоретической точки зрения, но и позволяет создавать удобные биотехнологические методы производства. Для получения больших количеств природных антибиотиков больше не нужно выращивать и перерабатывать тонны биомассы (живых организмов и высших растений). Антибактериальные вещества можно получить, вставив гены «желаемого» антибиотика в бактериальный геном. В процессе жизнедеятельности бактерии накапливают нужное лекарственное вещество, превращаясь в своеобразную фармацевтическую фабрику по производству антибиотиков.

Примером растения, производящего антибиотики, является тис тихоокеанский. Таксол, противораковый антибиотик, используемый для лечения рака яичников, выделяется из его коры. Содержание таксола в коре тиса составляет всего тысячные доли процента, поэтому терапевтическая доза препарата изначально стоит около тысячи долларов. Сегодня цена значительно упала из-за разработки метода получения таксола биотехнологическими методами.

Лаборатория Флеминга в Лондоне, музей

С развитием молекулярно-биологических методов получения природных соединений поиск новых антибиотиков даже в организмах высших животных и растений стал вполне экономически оправданным. Кроме того, диапазон поиска практически неограничен. По словам венгерского профессора Яноша Берди, живые организмы, так или иначе изученные (и это не означает, что все они были тщательно изучены на молекулярном уровне), составляют лишь небольшую часть биоразнообразия нашей планеты. Ученый считает, что из 8-10 миллионов видов насекомых, существующих в природе, описана только одна десятая, из полутора миллионов бактерий — шесть тысяч.

В наше время возможно даже открытие новых видов позвоночных, а на самом деле есть очень много микроорганизмов, которые нужно открыть. Например, при использовании традиционных микробиологических методов из почвы высевается не более 0,1-10% присутствующих микроорганизмов. Остальные (так называемые «живые, но некультивируемые» микроорганизмы) еще не полностью изучены и представляют собой почти неисчерпаемый источник продуцентов новых антибиотиков.

Из хаоса

В 1922 году Флеминг сделал свое первое открытие: лизоцим. Фактически, это естественный антибактериальный агент, который содержится в слезах любого человека. Сегодня его получают из куриных яиц и используют как наружный антисептик. В пищевой промышленности он зарегистрирован как пищевая добавка E1105 — консервант, позволяющий долго сохранять скоропортящиеся продукты. То есть препарат борется с бактериями внутри продукта, но благодаря своему естественному происхождению он также безопасен для беременных, если у них нет аллергии на куриные яйца. Забавно, что Флеминг случайно чихнул на чашку Петри, в которой был лизоцим, и через три дня он обнаружил, что в местах скопления мокроты и слизи от его чихания бактерии были уничтожены.

Алессандро Флеминг

Во второй раз Флемингу помогли творческая неразбериха и случайность. В сентябре 1928 г исследователь уехал в отпуск. Перед отъездом он посадил колонию бактерий Staphylococcus aureus. Случилось так, что недостаточно продезинфицированный контейнер для этого я получил из соседней лаборатории, где работали с редкой плесенью. По возвращении он обнаружил плесень в контейнере со стафилококком, и бактерии в нем стали прозрачными. Активный ингредиент, разрушающий бактерии, пенициллин, был выделен из плесени. Разбавленный в 500-800 раз препарат подавлял также сибирскую язву и дифтерийные палочки, но не оказывал пагубного воздействия на лейкоциты. Это указывало на безопасность приложения.

Флеминг около года изучал свойства обнаруженного им вещества. В очищенном виде достать так и не удалось, но все же решил поговорить об этом со своими коллегами. Опубликованная научная работа. Это было далеко от методов очистки магического агента, и тем более от его разработки посредством синтеза. Флеминг — ученый, микробиолог. Он получил результат на своем поприще, но не пытался добиться большего. Более того, он считал, что не наука, а сама природа дала человечеству пенициллин, и он просто обратил на него внимание и дал ему имя. Хотя каждый раз, вспоминая, что его открытие еще не служит людям, оно усиливалось.

В 1936 году на Втором Международном конгрессе микробиологов в Лондоне он поговорил со своими коллегами в сенсационных отношениях, как ему показалось. Он рассказал об открытии уникальных свойств пенициллина, благодаря которым будут спасены миллионы жизней. Он также показал оригинальные эксперименты. Коллеги приветствовали свежий отчет. Все знали рецепты веков назад, когда плесень наносили на раны, опухоли лечили заплесневелым хлебом. Это издавна считалось сомнительной народной медициной, и никто не воспринял открытие ученого всерьез. Кроме того, плесень нестабильна при хранении, трудно выделить ее активные вещества. Словом, дальнейшие исследования прекратились. И открытие было бы давно забыто, если бы Флори и Чейн не обратили на него внимание.

Кто изобрел пенициллин, вклад Флеминга

Ученый Александр Флеминг считается первооткрывателем пенициллинового антибиотика. За свое открытие исследователь получил Нобелевскую премию 1945 года. Антибиотик появился случайно: Флеминг проявил халатность и часто после него не чистил пробирки. Перед долгим отсутствием ученый забыл помыть чашки Петри, в которых остались колонии стафилококков.

По прибытии ученый обнаружил, что в чашках процветала плесень, а на некоторых участках не было бактерий. Флеминг пришел к выводу, что плесень производит вещества, убивающие стафилококки. Бактериолог выделил пенициллин из грибов, но скептически относится к его открытию.

Впоследствии ученые Флори и Чейн завершили начатую работу. Спустя 10 лет они улучшили лекарство и выпустили чистую форму пенициллина.

В 1942 году пенициллин начали использовать для лечения людей. Первым выздоровевшим пациентом был ребенок с заражением крови. Во время Второй мировой войны производство пенициллина в США было поставлено на конвейер. Благодаря этому сотни тысяч солдат были спасены от гангрены и ампутации конечностей.

Случайное открытие

«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я определенно не планировал революцию в медицине с открытием первого антибиотика или бактерии-убийцы, — сказал тогда Флеминг, — но я полагаю, что это то, что я сделал».

В 1928 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был известен своими ранними работами и заработал репутацию блестящего исследователя, но его лаборатория часто была неряшливой. 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию, проведя август месяц со своей семьей. Перед отъездом он собрал все свои культуры стафилококка на столе в углу своей лаборатории.

Когда он вернулся, Флеминг заметил, что плесень появилась на одной чашке с культурами и что имеющиеся стафилококковые колонии были уничтожены, в то время как другие колонии были нормальными. Флеминг показал зараженные грибами посевы своему бывшему помощнику Мерлину Прайсу, который сказал: «Вот как вы открыли лизоцим». Флеминг отнес к роду Penicillus грибы, которые росли на тарелке с его посевами, а несколько месяцев спустя, 7 марта 1929 года, он назвал изолированное вещество пенициллином.

Флеминг изучил положительное антибактериальное действие пенициллина на многие организмы и отметил, что он работает против таких бактерий, как стафилококки и многие другие грамположительные патогены, вызывающие скарлатину, пневмонию, менингит и дифтерию, но не помогает при таких заболеваниях, как брюшной тиф или паратифная лихорадка, вызванная грамотрицательными бактериями, от которой Флеминг в то время также пытался лечить. Он также действует на Neisseria gonorrhoeae, вызывающую гонорею, хотя эти бактерии являются грамотрицательными.

Флеминг не был химиком, поэтому он не мог удалить и очистить активный ингредиент. Поэтому он не мог использовать пенициллин в качестве лечебного средства, но мысли о нем не покидали его головы. Он написал:

«Пенициллин при взаимодействии с чувствительными микробами имеет ряд преимуществ перед известными химическими антисептиками. Хороший образец полностью уничтожит стафилококки, гнойные стрептококки и пневмококки даже при разведении 1: 800. Это более мощный ингибитор, чем карболовая кислота, и его можно наносить на инфицированные поверхности в неразбавленном виде, не вызывая раздражения или интоксикации. Даже в 800-кратном разведении он оказывает более сильное действие, чем другие антисептики. Эксперименты, связанные с лечением гнойных инфекций, подтвердили, что это открытие действительно привело к прогрессу в медицине.»

Последний из упомянутых экспериментов не описывается. Следует отметить, что в то время Флеминг имел в виду только местное использование пенициллина, он и представить себе не мог, что (цитата Флори) «Он может циркулировать в крови и жидкостях организма в достаточных количествах, чтобы уничтожить чувствительные к нему бактерии в сочетании с естественной защитой организма без повреждения других тканей».

Прежде чем перейти к другим темам, Флеминг показал, как даже необработанный фильтрат, содержащий пенициллин, можно использовать в бактериологии как средство подавления роста нежелательных микробов в определенных культурах, например, для выделения B pertussis при коклюше.

Флеминг опубликовал свое открытие в 1929 году в Британском журнале экспериментальной патологии, но его статье было уделено мало внимания. Флеминг продолжил свои исследования, но обнаружил, что работать с пенициллином очень сложно, и что после того, как плесень выросла, стало еще труднее изолировать антибиотик от агента. Производство пенициллина Флемингом оказалось довольно медленным, и он опасался, что по этой причине пенициллин не будет иметь важное значение для лечения инфекции.

Флеминг также убедился, что пенициллин не может существовать в организме человека (естественным образом) достаточно долго, чтобы эффективно убивать бактерии. Многие клинические испытания потерпели неудачу, возможно, потому, что пенициллин использовался в качестве поверхностного антисептика. До 1940 года Флеминг продолжал свои эксперименты, пытаясь разработать метод быстрого высвобождения пенициллина, который можно было бы использовать в будущем для широкомасштабного использования пенициллина.

Вскоре после того, как Флеминг перестал работать с пенициллином, Флори и Чейн продолжили исследования и массовое производство его на средства правительств США и Великобритании. Спустя некоторое время им все же удалось произвести достаточно пенициллина, чтобы вылечить всех раненых.

Предпосылки открытия пенициллина кратко в фактах

Многие ученые пытались найти решение проблемы и придумали эффективное лекарство от недугов. Были проведены эксперименты, результаты которых в целом были отрицательными. Идея о том, что микробы могут быть убиты специальными бактериями, появилась только в 19 веке.

1. Луи Пастер. Он провел исследования, которые показали, что под воздействием некоторых микроорганизмов бациллы сибирской язвы погибают.
2. В 1871 году русские ученые Манассеин и Полотебнов открыли разрушительное действие плесени на бактерии. Но их работам не было уделено должного внимания.
3. В 1867 году хирург Листер определил, что бактерии вызывают воспаление, и предложил бороться с ними с помощью карболовой кислоты, первого признанного антисептика.
4. Эрнест Дюшен. В своей диссертации он отмечал, что в 1897 году он успешно применил плесень против ряда бактерий, заражающих человеческий организм.
5. В 1984 году Мечников использовал ацидофильные бактерии из кисломолочных продуктов для лечения кишечных заболеваний.

Кто в России изобрел пенициллин?

В Советском Союзе микробиолог Ермольева работала над созданием и исследованием антибиотиков. Она была первой из советских ученых, кто изучал интерферон как противовирусный препарат. В 1942 году Ермольева получила пенициллин. Исследования и эксперименты ученого привели к тому, что через несколько лет в СССР антибиотик стал производиться в больших количествах.

Как же действует пенициллин?

Механизм действия антибиотика пенициллина очень прост: он содержит 6-аминопеницилановую кислоту, разрушающую клеточную стенку некоторых бактерий. Это быстро приводит к их гибели. Первоначально для этого препарата оказался уязвимым очень широкий спектр микробов: среди них стрептококки, стафилококки, кишечная палочка, возбудители сыпного тифа, холеры, дифтерии, сифилиса и др. однако бактерии являются живыми существами и быстро начали вырабатывать устойчивость к этому препарату.

Поэтому, если бы его начальные дозы составляли несколько тысяч условных единиц 2–3 раза в сутки, для того, чтобы препарат оказал клиническое действие, сегодня необходимы гораздо более высокие дозы — 1-2 миллиона условных единиц в сутки. Некоторые заболевания обычно требуют ежедневного введения 40-60 миллионов условных единиц.

Препарат применяют только внутривенно (внутримышечно или внутривенно). Обычно он выпускается в виде порошка, который медсестра разбавляет физиологическим раствором или анестетиком перед введением. Ведь, как известно, уколы пенициллина очень болезненны.

Еще одним недостатком лечения пенициллином является то, что его период полувыведения составляет 3-5 часов. То есть для поддержания в крови определенной терапевтической дозы требуется шестикратное введение. Поэтому пациенту делают инъекции каждые 3 часа. Это довольно утомительно, и через 2-3 дня он превращает его ягодицы в сито, на котором невозможно ни сесть, ни лечь.

Из чего состоит пенициллин?

Основным компонентом пенициллина является плесень penicillus, которая образуется в продуктах питания и вызывает их порчу. Обычно это синяя или зеленоватая плесень. О лечебном действии грибка известно давно. В 19 веке арабские коневоды удаляли плесень с влажных седел и мазали ею раны на спинах лошадей.

В 1897 году французский врач Эрнест Дюшенн первым испытал действие плесени на морских свинках и сумел вылечить их от брюшного тифа. Ученый представил результаты своего открытия Институту Пастера в Париже, но его исследования не получили одобрения светил медицины.

Исследования российских и советских ученых

В 1870 году исследование плесени проводили врачи Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин, которые обнаружили, что она блокирует рост других микроорганизмов. Эти свойства плесени Полотебнов рекомендовал использовать 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 году они обнаружили штамм Penicillium Crustosum, который производит пенициллин. Во время тестирования препарат показал гораздо большую активность, чем его британские и американские аналоги. Однако полученный антибиотик при хранении терял свои свойства и вызывал повышение температуры у пациентов.

В 1945 году в Советском Союзе начались испытания пенициллина, разработанного по западной модели. Технология его производства проверена 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 во время и после войны было спасено около 200 миллионов человек. Открытие этого препарата неоднократно признавалось одним из важнейших научных достижений в истории человечества. Большинство современных антибиотиков были созданы сразу после исследования лечебных свойств пенициллина.

Пенициллин сегодня: есть ли ему место в медицине?

В настоящее время препарат не активен в отношении грамотрицательных бактерий и бацилл, но сохраняет удовлетворительное действие в отношении стрептококков, стафилококков, возбудителя дифтерии, сибирской язвы и гонореи. Однако устойчивость (резистентность) этих бактерий в некоторых регионах нашей страны составляет 25% и даже выше, что значительно снижает вероятность успешного исхода терапии.

И, тем не менее, структура природного пенициллина и механизм его действия послужили основой для дальнейшего развития антимикробной химиотерапии. Ученые приступили к созданию более современных, эффективных и простых в применении лекарств. Он был первым представителем целой группы антибиотиков, среди которых известны многим ампициллин, амоксициллин, амоксиклав и другие. Эти препараты гораздо активнее в отношении всех перечисленных выше микроорганизмов, каждый из них имеет свой спектр действия и показания к применению.

Таким образом, можно сказать, что натуральный пенициллин сегодня практически не используется. Исключение составляют лишь небольшие больницы в отдаленных уголках нашей страны. Причин несколько:

• низкая эффективность,
• необходимость шести внутримышечных инъекций,
• сильная боль от уколов.

Интересные факты о пенициллине

• Пенициллин до сих пор активно используется для лечения всех стадий сифилиса, поскольку бледная трепонема сохраняет хорошую чувствительность к этому препарату. Кроме того, его преимущество в том, что он разрешен при беременности и кормлении грудью, ведь в этот период женщине очень важно лечиться от этого серьезного заболевания.
• Пенициллин часто вызывает аллергические реакции, вплоть до анафилактического шока. Для него характерна перекрестная реакция с другими бета-лактамными антибиотиками, то есть при непереносимости последних применять ни один из них не следует. Только врач сможет подобрать подходящую альтернативу этому препарату, который до сих пор доступен.
• Александр Флеминг, первым открывший пенициллин, всегда отрицал сам факт этого открытия. Он говорит, что плесень существовала и до него, он смог только доказать ее бактерицидное действие. По этой причине, скорее всего, ученый так и не получил патента на свое изобретение.
• Натуральный пенициллин производился исключительно в форме инъекций, хотя попытки создать таблетку предпринимались неоднократно. Успеха можно было добиться только после того, как этот препарат был получен синтетическим путем — так появились аминопенициллины.
• В городе Задонске Липецкой области установлен памятник пенициллину. Он находится во дворе ветеринарной больницы и представляет собой красно-синий столб, переплетенный с червяком, на вершине которого находится таблетка. Это очень странное архитектурное сооружение, как могут показать лишь немногие жители города Задонска, является единственным памятником пенициллину. Также неясно, есть ли в его составе таблетка, ведь препарат вводится только в виде инъекций.
• Название «Пенициллин» получил новый современный комплекс артиллерийской разведки. На данный момент проходят его государственные испытания, а с 2019 года планируется начать его серийное производство.
• В мае 2017 года появилась новость о том, что биологам удалось «научить» обычные дрожжи производить натуральный пенициллин. Пока что эти эксперименты не выходят за рамки обычных лабораторных исследований, но специалисты делают оптимистические прогнозы — этот факт может значительно снизить стоимость этого антибиотика. Правда, цель не совсем ясна, ведь сегодня практически везде используются только синтетические формы антибиотиков пенициллинового ряда.

Когда пенициллин спас миллионы жизней, медицинская наука получила мощный импульс с его открытием. Тысячи ученых по всему миру начали работу над изобретением других, более эффективных и безопасных антибиотиков.

Открытие природного пенициллина можно назвать огромным успехом в медицинской науке, ведь он стал первым лекарством в группе антибиотиков. Однако его использование в качестве лекарства сегодня сильно ограничено. Исключение составляет лечение сифилиса, так как возбудитель быстро погибает под его действием. Другой случай, когда врачи могут выбрать его в качестве основного лечения, — это когда тест на чувствительность микроорганизмов, вызывающих определенное заболевание, показывает хорошую эффективность против них. К недостаткам натурального пенициллина можно отнести необходимость частых инъекций, которые доставляют страдания пациенту и добавляют к работе процедурной медсестры. Напротив, есть современные антибиотики, которые можно использовать 1-2 раза в день, они превосходят по эффективности и безопасности и существуют в форме таблеток. К тому же это довольно аллергическая реакция, поэтому людям с атопией стоит воздержаться от нее.

История открытия веществ, уничтожающих бактерии

Английский врач Александр Флеминг в 1928 году предположил наличие в грибковых микроорганизмах веществ, препятствующих росту бактерий.

В 1928 году британский врач Александр Флеминг сделал открытие, положившее начало новой эре в медицинской науке. Он обратил внимание на то, что многие микробиологи наблюдали до него, но не придал значения открытому явлению. На твердой питательной среде в чашке Петри исследователь культивировал колонии бактерий. Во время эксперимента произошел так называемый «полет»: спора грибка, случайно попавшая в воздух, вызвала рост колонии грибка среди бактерий. Но самое главное, что бактерии внезапно перестали размножаться вокруг грибковых микроорганизмов. Флеминг предположил, что колония грибов выделяет в питательную среду вещество, подавляющее рост бактерий. Его гипотеза полностью подтвердилась. Позже британец Говард Флори и немец Эрнст Чейн смогли выделить и определить структуру первого в мире антибактериального вещества, названного пенициллин, названного в честь грибка-продуцента, принадлежащего к роду пенициллов, в Оксфордском университете. Таким образом, человечество приобрело оружие для борьбы со многими смертельными бактериальными инфекциями. Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию за свое открытие в 1945 году. За пенициллином последовало открытие других антибактериальных веществ.

Термин «антибиотик» (в переводе с греческого — «против жизни») был предложен в 1942 году Зельманом Ваксманом, американским микробиологом, родом из России, знатоком почвенной микробиологии. Его название также связано с открытием другого известного антибактериального вещества: стрептомицина, который до сих пор используется для лечения туберкулеза. И пенициллин, и стрептомицин продуцируются почвенными микроорганизмами (грибы и актиномицеты — две основные группы продуцентов антибиотиков). Но есть и другие организмы — продуценты антибактериальных веществ. В настоящее время известно около 30 000 антибиотиков природного происхождения, синтезируемых живыми существами различных таксономических групп.

Согласно наиболее распространенному определению в научном сообществе, антибиотики — это вещества, вырабатываемые различными живыми организмами, способные уничтожать бактерии, грибки, вирусы, нормальные и раковые клетки или подавлять их рост. Но это не означает, что все существующие сегодня антибиотики производятся живыми клетками. Химики давно научились улучшать и усиливать антибактериальные свойства природных веществ, изменяя их химическими методами. Полученные таким образом соединения классифицируются как полусинтетические антибиотики. Из огромного количества натуральных и полусинтетических антибиотиков в лечебных целях используется всего около сотни.

Ваксман и два ассистента тестируют на стрептомицин