Хто винайшов антибіотики в Росії? дослідження пеніциліну

1. "Життя проти життя"
2. Відкриття Олександра Флемінга
3. Дослідження пеніциліну в Оксфордському університеті
4. Виробництво пеніциліну в США під час Другої світової війни
5. "Чудо-ліки"
6. На сторожі людства

Антибіотик - це хімічна речовина, яка виробляється одним організмом і руйнує інший. Назва «антибіотик» походить від слова «антібіоз» (з гр. «A nti» - «проти», «bios» - «життя») - терміна, який в 1889 році ввів учень Луї Пастера Пол Віллемін. Він означає процес, за допомогою якого одне життя може бути використана для руйнування іншої.

"Життя проти життя"

В широкому розумінні антибіотики - це загальна назва лікарських засобів, які використовують для боротьби з бактеріальними захворюваннями. Вони містять речовини, яке виробляється деякими мікробами. Антибіотики отримують з рослин, грибів, води, грунту і навіть повітря. Потрапляючи в організм, вони атакують і вбивають інфекцію, але не пошкоджують здорові клітини. Антибіотики використовуються для лікування різних небезпечних хвороб, таких як туберкульоз, сифіліс, дифтерія та багато інших.

Люди використовують антибіотики вже більше 2500 років. Звичайно, раніше вони мали дещо інший вигляд, ніж той, до якого звик сучасна людина. Ніяких таблеток і капсул - тільки те, що можна було дістати в природі. Наприклад, в якості антибіотиків часто використовували цвіль - вона допомагала вилікувати висип, гнійні рани і шкірні інфекції.

В кінці 1800-х почався справжній бум в сфері медичних досліджень. Головною причиною є винахід інструменту, без якого сьогодні не обходиться жодна лабораторія - мікроскопа. Вчені вперше відкрили для себе світ мікроорганізмів, яких не можна побачити неозброєним оком.

Луї Пастер виявив, що не всі бактерії нешкідливі для людини. Він досліджував аналізи безлічі хворих пацієнтів і довів існування хвороботворних бактерій. Після нього дослідженням інфекцій зайнявся Роберт Кох, який розробив метод виділення та розмноження бактерій. З того моменту вчені намагалися розробити препарати, які зможуть вбивати мікроби, але всі вони виявлялися або небезпечними, або неефективними.

Відкриття Олександра Флемінга

Тисячі років людство безрезультатно боролося з епідеміями смертоносних хвороб. 90% дітей вмирали в дитячому віці від інфекцій, які сьогодні можна вилікувати за кілька днів. Ще двісті років тому не існувало ефективного лікування таких захворювань, як пневмонія, гонорея або ревматична лихоманка.

Лікарні були переповнені людьми із зараженням крові, яке почалося через банальну подряпини або рани. Звичайно, згодом всі вони вмирали. Все змінилося тільки після винаходи антибіотика під назвою пеніцилін .

Антибіотики є сполуками, що продукуються бактеріями і грибами, які здатні вбивати або пригнічувати конкуруючі види мікроорганізмів. Це явище давно відомо - ще стародавні єгиптяни застосовували примочки з цвілого хліба для інфікованих ран. Але пеніцилін, перший справжній антибіотик, був виявлений тільки в 1928 році. Його відкрив Олександр Флемінг - професор бактеріології в лікарні Святої Марії в Лондоні.

Повернувшись з відпустки 3 вересня 1928 року, Флемінг почав сортувати чашки Петрі, що містять колонії стафілококових бактерій, які викликають біль в горлі, фурункули і абсцеси. В одній з чашок він помітив щось незвичайне. Вона була всіяна колоніями стафілокока, за винятком однієї області. Крихітна зона, де знаходилася крапля цвілі, була абсолютно чистою від бактерій. Простір навколо цвілі, якою пізніше назвали рідкісним штамом Penicillium notatum, було прозорим. Здавалося, що цвіль виділяла щось, що перешкоджає росту бактерій.

Флемінг виявив, що цвіль здатна вбивати широкий спектр шкідливих бактерій, таких як стрептокок, менінгокок і дифтерійна паличка. Потім він почав працювати над новим завданням. Вчений поставив перед своїми учнями Стюартом Креддоком і Фредеріком Рідлі важке завдання - вони повинні були виділити з цвілі чистий пеніцилін. Експеримент до кінця не вдався - вони змогли підготувати лише розчини сирого матеріалу.

Флемінг опублікував свої результати в «Британському журналі експериментальної патології» в червні 1929 року. У доповіді він лише злегка торкнувся потенційних терапевтичних переваг пеніциліну. На цьому етапі було схоже, що головною метою його досліджень буде пошук нечутливих до пеніциліну бактерій. Це, по крайней мере, мало практичне значення для бактеріологів і зберігало їх інтерес до пеніциліну.

Інші вчені, в тому числі Гарольд Райстрік, професор біохімії Лондонської школи гігієни і тропічної медицини, також намагалися очистити пеніцилін. Але всі вони зазнали невдачі.

Дослідження пеніциліну в Оксфордському університеті

Говард Флорі, Ернст Чейн і їхні колеги зі школи патології сера Вільяма Данна в Оксфордському університеті перетворили пеніцилін з лабораторного цікавості в життєво важливий препарат. Їх робота з очищення пеніциліну почалася 1939 році. Через військові умов проводити дослідження було особливо важко. Для виконання програми експериментів на тваринах і клінічних випробувань команді необхідно було обробити до 500 літрів фільтрату цвілі в тиждень.

Вони почали вирощувати його в різноманітних ємностях, які зовсім не були схожі на судини для культивування: ваннах, підносах, молочних пляшках і харчових банках. Пізніше на їх замовлення було розроблено спеціальний ферментаційний посудину. Вчені найняли команду «пеніцилінових дівчаток», які стежили за ферментацією. Фактично, лабораторію Оксфорда перетворили в пеніцилінову фабрику.

Тим часом, біохімік Норманн Хитли витягнув пеніцилін з величезних обсягів фільтрату шляхом екстракції його в амілацетат, а потім назад в воду з використанням противоточной системи. Едвард Абрахам, інший біохімік, якого найняли для прискорення виробництва, задіяв недавно відкриту методику хроматографії на колонці видалення домішок з пеніциліну.

У 1940 році Говард Флорі провів важливі експерименти, які показали, що пеніцилін може захистити мишей від інфікування смертоносними стрептококами. Потім, 12 лютого 1941 року 43-річний поліцейський Альберт Александер став першою людиною, яка зазнала на собі оксфордський пеніцилін. Він подряпав губи під час обрізки троянд, після чого розвинулася загрозлива життя інфекція з величезними абсцесами, які вразили очі, обличчя і легкі.

Через кілька днів після ін'єкції стан пацієнта помітно покращився. Але запаси ліків закінчилися, і через кілька днів він помер. Набагато кращі результати пішли за іншими пацієнтами, і незабаром виникли плани зробити пеніцилін доступним для британських солдатів, які отримували поранення на полі бою.

Виробництво пеніциліну в США під час Другої світової війни

Говард Флорі визнав, що великомасштабне виробництво пеніциліну неможливо здійснити в Британії, де хімічна промисловість була повністю поглинута військовими діями. За підтримки фонду Рокфеллера Флорі і його колега Норман Хитли влітку 1941 року відправилися в Сполучені Штати. Вони планували зацікавити американську фармацевтичну промисловість виробництвом пеніциліну у великих масштабах.

Єльський фізіолог Джон Фултон пов'язав своїх британських колег з людьми, які могли б допомогти їм у досягненні цієї мети. І незабаром вона була досягнута - зайнятися виробництвом вирішила Північна регіональна дослідна лабораторія Департаменту (NRRL) в Пеорії, штат Іллінойс.

Через кілька тижнів вчений Ендрю Мойєр виявив, що можна значно збільшити вихід пеніциліну, замінивши лактозу, які використовували оксфордские дослідники, сахарозою. Незабаром після цього він зробив ще більш важливе відкриття - Мойєр побачив, що додавання кукурудзяного розчину в середу для ферментації призвело до десятиразового збільшення виходу.

Незабаром почався глобальний пошук кращих штамів, які продукують пеніцилін. Зразки грунтів відправлялися в NRRL з усього світу. За іронією долі, найбільш підходящою виявилася зацвіла диня з фруктового ринку Пеорії. Більш продуктивний мутант так званого штаму канталупи був отриманий з використанням рентгенівських променів в Інституті Карнегі. Час минав, а застосування пеніциліну все ще обмежувалося клінічними випробуваннями.

Стадії ферментації, відновлення, очищення і упаковки швидко поступилися спільним зусиллям вчених-хіміків і інженерів, які працювали над експериментальним виробництвом пеніциліну. 1 березня 1944 року компанія Pfizer відкрила перший комерційний завод для великомасштабного виробництва пеніциліну в Брукліні, Нью-Йорк.

"Чудо-ліки"

Тим часом клінічні дослідження у військовому і цивільному секторах підтвердили терапевтичні властивості пеніциліну. Вони показали, що препарат ефективний при лікуванні широкого спектра хвороб, включаючи стрептококові, стафілококові і гонококові інфекції. Армія США встановила цінність пеніциліну для лікування хірургічних і ранових інфекцій.

Клінічні дослідження також продемонстрували його ефективність проти сифілісу, і до 1944 року він став основним засобом лікування цієї хвороби в збройних силах Великобританії і Сполучених Штатів. Оскільки чутки щодо цього нового «чудо-ліки» стала доходити до громадськості, попит на пеніцилін збільшився. Але спочатку поставки були обмежені, і пріоритет віддавався військовому використанню.

На щастя, з початку 1944 року виробництво пеніциліну почала різко збільшуватися - з 21 до 1663 мільярдів одиниць. А вже в 1945 році ця цифра становила 6,8 трильйонів. Американському уряду вдалося в кінцевому підсумку зняти всі обмеження на доступність препарату, і станом на 15 березня 1945 року пеніцилін став доступний кожному споживачеві - придбати його можна було в найближчій аптеці.

До 1949 року річний обсяг виробництва пеніциліну в Сполучених Штатах становив 133,229 мільярда одиниць, а ціна впала з 20 доларів (1943 рік) до 10 центів.

На сторожі людства

В даний час використовується на фармацевтичному ринку є понад 70 різних видів антибіотиків. Більшість з них використовується для лікування інфекцій, деякі - для грибів і найпростіших. Сьогодні вони вважаються повністю безпечним ліками, звичайно, за умови дотримання дозування.

Вчені постійно працюють над винаходом нових антибіотиків. Вони відчувають тисячі природних рослин і хімічних речовин. Це обумовлено тим, що інфекції виробляють імунітет до застарілих препаратів. З кожним роком вони мутують і вдосконалюються, тому ефективне лікування значно ускладнюється.

Антибіотики - великий винахід, можливо, одне з кращих. Вони допомагають людям виживати в боротьбі з хворобами та інфекціями, які в іншому випадку могли б їх убити. Антибіотики рятують життя - що може бути корисніше? Головне - використовувати їх з розумом.