В XX веке было сделано немало важнейших научных открытий, навсегда изменивших ход истории. Но одно из них стоит особняком. Ведь по степени влияния на медицину оно вряд ли сопоставимо с чем-либо еще. И это открытие пенициллина – первого в мире антибиотика. До открытия антибиотиков, подавляющих рост болезнетворных бактерий в организме человека, жизнь была ощутимо сложнее, чем сегодня. Даже обыкновенная царапина могла привести к смерти, если в кровь попадала инфекция. Шансы на выживание и восстановление после хирургического вмешательства если не стремились к нулю, то составляли примерно 50/50.
Видеоверсия, для тех кто предпочитает смотреть\слушать:
Как лечили до антибиотиков?
Начиная с Древнего Египта, почти все древние цивилизации прикладывали к ранам и порезам плесневелый хлеб. Правда древние люди верили, что причинившие ущерб телу злые духи насытятся хлебом, покинут рану и она заживет. В Индии и Китае антибиотики заменяли луком и чесноком. И естественно использовали лекарственные травы. В Средневековой Европе было известно свое снадобье, заменяющее антибиотик. Оно представляло собой смесь из лука, чеснока, вина и желчи быка. Его нашли в лечебники Балда и звучал он так:
«возьми лук-порей и чеснок в равном количестве, хорошо смешай… возьми вино и желчь молодого бычка, смешай с пореем... и дай девять дней отстояться в медном сосуде».
Ученый Фреи Гаррисон решил повторить данный рецепт и испытать его.
Сложнее всего было найти аутентичные ингредиенты: даже самые примитивные сорта лука и чеснока отличаются от средневековых. Вино было взято винтажное, из винодельни на юге Англии, владельцы которой изготавливают напиток по старинным рецептам. Несложно было найти желчь: сейчас соли желчных кислот коров выпускают в качестве пищевой добавки для пациентов, которым удалили желчный пузырь. Вместо дорогостоящих медных сосудов использовали стеклянные бутыли, покрытые изнутри слоем меди.
Спустя девять дней снадобье убило все почвенные бактерии, попавшие в него от лука и чеснока. Смесь начала дезинфицировать саму себя. Потом снадобье испытали на фрагментах кожи мышей, зараженных метициллин-резистентным золотистым стафилококком (МРСЗ). Эти бактерии у людей вызывают ячмень на глазах — и древнее лекарство убило 90 процентов патогенных микроорганизмов. Такой же по силе эффект дал только антибиотик ванкомицин — основной препарат, применяющийся в лечении МРСЗ.
К удивлению ученых, ингредиенты снадобья давали нужный эффект только вместе.
Однако, британским ученым повезло — попытки американских специалистов создать антимикробное средство по тому же рецепту в 2005 году окончились провалом.
Рецепт из лечебника Балда (Bald's Leechbook):
Изучение плесени:
В 70-е годы XIX века свойства плесени широко использовали российские медики Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин для лечения кожных заболеваний.
А.Г. Полотебнов является одним из основоположников российской дерматологии, внесший существенный вклад в ее становление и развитие в конце ХIХ века.
Вячеслав Манассеин— доктор медицинских наук. Редактор еженедельной газеты «Врач», председатель Литературного фонда. Является одним из организаторов государственной и земской медицины.
А в 1896 г. итальянский врач Бартоломео Гозио, изучая причины поражения риса плесенью, вывел культуру грибка, схожего с пенициллином. Жидкая среда, в которой рос этот грибок, оказывала губительное действие на бактерии сибирской язвы. Фактически это был первый в мире антибиотик, однако он не получил практического применения и был забыт.
В 1897 году Эрнест Дюшен заметил, что арабские конюхи использовали плесень с сёдел, чтобы обработать раны на спинах лошадей. Работая с грибками рода Penicillium, он обнаружил их разрушающее действие на палочку брюшного тифа. Эрнест Дюшен послал свою диссертацию в Институт Пастера, но научное сообщество её не приняло.
"Отец" антибиотиков:
Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года в семье простого фермера. По примеру одного из старших братьев молодой человек решил изучать медицину и, будучи еще студентом, попал в прикрепленную к госпиталю Святой Марии в Лондоне исследовательскую лабораторию. Впоследствии микробиолог проработал в ней всю свою жизнь до самой смерти в 1955 году.
Случайное ли открытие?
Согласно известной легенда открытие произошло едва ли не по случайности. В 1928 году Флеминг занимался изучением стафилококков в лаборатории, когда заметил плесневые грибы Penicillium notatum в чашах для выращивания бактерий — их занесло сквозняком через открытое окно. Эта плесень из-за которой хлеб при долгом лежании становится зеленым. Вокруг каждого пятна плесени Флеминг заметил область, в которой бактерий не было.
Впрочем, со стопроцентной точностью определить причину подобного эффекта у Флеминга в тот момент не вышло. Как и некоторые его предшественники, ученый предположил, что плесень стимулирует иммунную систему организма, а не сама уничтожает бактерии. Затем стало понятно, что на микробы влияет именно плесень. Использовать полученный специалистом образец на людях было слишком рискованно из-за большого количества опасных примесей. Также не смог он и выделить чистое вещество, которое назвал пенициллином, — в экспериментах шотландец использовал отфильтрованный "бульон", где росли грибки. Зато Флеминг подробно описал, как этот фильтрат воздействует на разные бактерии, занялся сравнением «своей» плесени с другими ее разновидностями и, что важнее, сумел сохранить образцы и рассылал их по первой просьбе коллег.
В 1929 году Флеминг публично рассказал в Лондонском медицинском научно-исследовательском клубе о разработанном им потенциально перспективном антибактериальном средстве, но экспертное сообщество восприняло новость, мягко говоря, прохладно. На призывы Флеминга заняться его дальнейшей разработкой никто не откликнулся — о пенициллине забыли на 10 лет.
Рабочее место Флеминга, наши дни:
Пенициллин:
Вновь вспомнили о нем лишь в 1939-м году. Немецкий иммигрант Эрнст Чейн выделил из него чистый пенициллин, а его начальник Говард Флори испытал препарат на мышах. При этом первого пациента, лондонского полицейского с заражением крови, спасти не удалось. Сперва ему действительно стало лучше, но не хватило накопленного запаса пенициллина, который полностью не усваивался и быстро выводился почками. Первым счастливчиком, которого вылечили от аналогичного недуга благодаря антибиотику, стал в 1941 году 15-летний подросток.
Когда ученые смогли доказать эффективность пенициллина, шла Вторая мировая война. Надежное противобактериальное средство требовалось как никогда: солдаты чаще гибли от инфекций, занесенных в раны, чем от самих ран. Но организовать выпуск антибиотика в условиях блокады в Англии не удалось, поэтому в 1941 г. учёные отправились в США. И понятно почему: на территориях, физически не затронутых военными действиями, наладить выпуск было куда проще.
Существует интересная, но неподтвержденная история. Везти плесень из Великобритании в США в пузырьке было слишком опасно: вещество могли перехватить и передать немецким ученым. Поэтому грибковыми спорами решили пропитать подкладки пальто ученых, которые переправлялись через Атлантический океан.
Американцы смогли точно определить, какая плесень завелась у Флеминга. Но для массового производства использовали не ее, а родственную, продуцирующую в разы больше пенициллина.
Ее нашли на мускусной дыне, которую принесла с рынка сотрудница лаборатории Мэри Хант. Её работа состояла в поисках образцов плесневых грибков, за что получила прозвище Плесневелая Мэри.
Питательной средой для грибка послужили кукурузные отходы (от производство крахмала), богатые сахаром, которые до этого просто сливали в канализацию. Выращивать плесень стали в громадных баках с электрической мешалкой, сквозь которые пропускали воздух. Если в конце 1942 г. американского пенициллина хватало менее чем на 100 пациентов, то в 1943-м было выпущено уже 9 млрд. доз, а в 1945-м — 40 млрд.
Примечание:
Количество доз указано примерно, так как различные источники дают разные данные, да часть из них дают данные о выпуски пенициллина в окс. единицах.
Окс.ед. - оксфордская единица, в них измерялась активность пенициллина. 1 окс.ед. Оксфордская единица – это количество пенициллина, которое при растворении в 50 куб. мл мясного экстракта прекращает рост Staphilococcus aurens. За стандарт оксфорда был принят препарат активностью 42 единицы в 1 мг.
Баки для производства пенициллина:
Принцип действия антибиотиков:
Принцип работы 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. После того, как возможности антибиотика были оценены по достоинству, пенициллин стал неотъемлемой частью любой методики лечения бактериальных инфекций. К середине века открытое Флемингом вещество широко вошло в производство фармацевтических препаратов, что помогло справляться с большинством древнейших заболеваний, таких как сифилис, гангрена и туберкулёз, гонореи.
Мировое признание:
В 1945 г. Эрнста Чейна, Говарда Флори и Александра Флеминга наградили Нобелевской премией по физиологии и медицине. Норман Хитли, который отвечал в команде за разведение плесени и тоже придумывал метод очистки антибиотика, остался без награды, хотя его заслуга не меньше. В сентябре 1945 года, накануне приезда во французскую столицу Александра Флеминга парижские газеты писали:
«Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий».
А в 1999 году журнал «Тайм» назвал Флеминга одним из 100 самых важных людей за весь ХХ-й век, заявив, что «это открытие изменило ход истории».
А как появился первый советский антибиотик смотрите в моём предыдущем посте, если Вы его пропустили:
Кто такая «Мадам Пенициллин» или как появился первый советский антибиотик
Видео и фото с награждения (если есть оригинал видео то добавьте в комментариях):
Мультирезистентные бактерии:
Пенициллин и другие антибиотики, появившиеся в первые послевоенные десятилетия, перевернули медицину: большинство болезнетворных бактерий были побеждены. И по некоторым оценкам, благодаря этому антибиотику в годы войны и после нее были спасены около 200 млн человек. Большинство современных антибиотиков были созданы именно после исследования лечебных свойств пенициллина. Но случилось то, что предвидел еще Флеминг. Бактерии так просто не сдаются. Они быстро размножаются: например, возбудитель холеры делится примерно раз в час. Всего за сутки у холерного вибриона появляется столько поколений потомков, сколько у людей родилось за 500 лет. Широкое применение антибиотиков лишь ускоряет эволюцию: потомство производят более стойкие бактерии, а те, на которые действуют лекарства, исчезают. Бороться с ними становится гораздо сложнее.
Для вашего удобства, все мои посты о медицине:
https://pikabu.ru/@Obmozgyem/saved/1543837