Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

«История становления и развития антибиотикотерапии»

Введение

Жизнь против жизни

Заключение

Список литературы

Введение

Ценность антибиотиков как лекарств ни у кого не вызывает сомнения. Почти каждый взрослый человек испытал их целебное действие на себе. Кому они помогли выздороветь, а кому и спасли жизнь. Антибиотики совершенно изменили структуру заболеваемости -- острозаразные болезни, гнойные заболевания, воспаление легких, еще совсем недавно бывшие основной причиной смерти людей, теперь отодвинуты на задний план. Антибиотики преобразили хирургию, создав условия для выполнения сложных операций, позволили резко снизить детскую смертность. Они преобразовали животноводство, растениеводство, целые отрасли пищевой промышленности. Среднегодовой прирост объема потребления антибиотиков в развитых странах составляет 7--9% и пока тенденция к спаду не предвидится.

Жизнь против жизни

Все началось с обычной зеленой плесени. Первым, кто описал удивительные свойства зеленоватого пушистого налета, неведомо откуда поселяющегося на забытых пищевых остатках, был профессор Военно-медицинской академии В. А. Монассейн. Его статья «Об отношении бактерий к зеленому кистевику и о влиянии некоторых средств на развитие этого последнего», в котором рассказывалось о способности плесени убивать микробов, появилась в печати более ста лет назад -- в 1871 г. Через год в статье «Патологическое значение плесени» профессор А. Г. Полотебнов сообщил о своих попытках использовать плесень для лечения гнойных ран. Позднее способность одних микроорганизмов подавлять рост и размножение других была описана многими авторами. Луи Пастер, наблюдавший борьбу между микробами, предсказывал использование этого явления с целью лечения больных.

В 1896 г. итальянский врач Б. Гозио, изучавший причины поражения риса плесенью, выделил культуру зеленоватого микроскопического гриба. Жидкая среда, в которой рос этот гриб, оказывала губительное действие на бактерии сибирской язвы. Фактически в руках Б. Гозио был первый в мире антибиотик, однако он не получил практического применения и был забыт. Немецкие ученые Р. Эммерих и О. Лев из культуры синегнойной палочки (по-латыни она называется пиоцианеум) получил препарат пиоцианазу, который пытались использовать для лечения ран. Одновременно советский ученый Н. Ф. Гамалея из культуры той же палочки получил препарат пиокластин. Однако из-за непостоянства лечебного эффекта этих препаратов их вскоре перестали применять. В 1913 г. в Америке микробиологи Альсберг и Блек получили антибиотическое вещество из культуры гриба, принадлежавшего к семейству пенициллиумов. Они назвали это вещество пенициллиновой кислотой и собирались применить в клинике, но из-за начала первой мировой войны исследования остались незавершенными.

В 1889 г. француз Вюльмен, собрав все сведения о взаимном влиянии микробов, сформулировал очень важное положение «Когда два живых тела тесно соединяются, и одно из них оказывает разрушительное действие на другое, можно сказать, что происходит антибиоз» (от греч. «анти» -- против, «биос» -- жизнь). Так было произнесено слово, от которого произошло название «антибиотики» -- вещества, вырабатываемые одним живым организмом для разрушения другого живого организма. Борьба живого с живым оказалась очень выгодна для человека.

Самое выдающееся медицинское открытие XX века было сделано в один из сентябрьских дней 1928 года в крохотной лаборатории, теснящейся под лестницей. Вряд ли оно было случайным, как принято думать: Александр Флеминг, бактериолог лондонской больницы Святой Марии, шел к нему более полутора десятков лет -- и все-таки, наверное, было бы несправедливо вовсе отвергать элемент случайности в этом открытии.

Впоследствии Прайс, ставший известным ученым, так напишет об этом дне: «Меня поразило, что Флеминг не ограничился наблюдениями, а тотчас же принялся действовать. Многие, обнаружив какое-нибудь явление, чувствуют, что оно может быть замечательным, но лишь удивляются и вскоре забывают о нем. Флеминг был не таков...»

Что такое плесень? Это растительные организмы, крошечные грибки, размножающиеся в сырых местах. Внешне плесень напоминает войлочную массу белого, зеленого, коричневого и черного цвета. Вырастает плесень из спор -- микроскопических живых организмов, невидных невооруженным глазом. Микологии -- науке о грибах -- известны тысячи разновидностей плесени. Грибок, так заинтересовавший Флеминга, назывался Penicillium notatum. Впервые он был найден шведским фармакологом Вестлингом на сгнивших листах кустарника иссопе.

В тот день он перебирал в своей маленькой лаборатории чашки Петри со старыми культурами бактерий. Эти чашки, названные по имени их изобретателя, похожи на коробочки, в которых продается гуталин. Они только пошире и сделаны из стекла. Чашки заполняют обезжиренным бульоном с добавлением особого вещества агар-агара, получаемого из морских водорослей. Благодаря агар-агару, который очень напоминает желатин, бульон застывает и образует твердый студень. Для человека такой студень не слишком привлекателен, а для микробов -- лакомое блюдо. Стоит на поверхность студня попасть хоть одному микробу, как он начинает быстро размножаться. Особенно быстро размножение микробов происходит при температуре человеческого тела -- 37°С. Поэтому чашки Петри, после того как на них посеят микробы, ставят в специальные шкафы (термостаты), поддерживающие нужную температуру. Через сутки каждый микроб, многократно разделившись, превратится в небольшое микробное селение -- колонию. Похожа такая колония на круглую бляшку -- налет на агаре. Опытный микробиолог уже по форме, цвету и характеру поверхности колонии может определить тип микроба.

Доктор Флеминг, просматривая старые посевы, ворчал. Поскольку крышки в процессе работы многократно открывались, во многие из них залетали посторонние микробы. Особенно мешала плесень, для развития и роста которой высокая температура не требуется. Если в чашку попал один плесневый гриб, то он начинает расти, постепенно наплывая на более ранние культуры. пенициллин плесень аллергия медицина

Но вдруг Флеминг остановился. Что такое? В одной из чашек плесени вроде бы и не много, но культуры стафилококков -- микробов, вызывающих нагноения, -- вокруг нее исчезли. Они как бы растворились. Дальше шли сильно измененные колонии, желтоватые бляшки превратились в прозрачные капельки. И только совсем у края чашки сохранилось несколько микробных поселений.

Пробурчав под нос: «Это очень интересно», -- Флеминг соскоблил часть плесени и бросил в бутылку с бульоном. Через несколько дней в бутылке из отдельных крошечных грибов выросли нити, которые, разветвляясь, образовали сплошную волокнистую массу. На вид это была обычная ничем не примечательная плесень, которая вырастает на забытой корке хлеба или завалявшихся фруктах.

Позднее Флеминг ставил решающий опыт. В центре чашки он поместил маленький кусочек плесени, а вокруг -- по капельке разных бактерий. Капельки он размазал по студню в виде лучей, идущих от центра. Через пару дней и плесень, и бактерии размножились. Подавляя дрожь в руках, исследователь поднес чашку к свету и сразу увидел, что опыт удался. За счет массы бактерий лучи стали хорошо видны. Но некоторые из них проросли полностью, а другие только у края чашки. Плесень убила их на расстоянии нескольких сантиметров. Самым примечательным было то, что эта плесень -- «пенициллиум нотатум», таково было ее научное название, выделяла яд, который действовал губительно на микробов, особо опасных для человека. Погибли стрептококки, вызывающие воспаление в горле, стафилококки, вызывающие нагноения, пневмококки, вызывающие воспаление легких, погибли дифтерийные палочки и даже палочки сибирской язвы -- страшной болезни, спасения от которой не было. Но может быть яд, выделяемый плесенью, опасен и для самой человека? Бульон из бутылки отфильтровывается и вводится мыши. Никаких признаков отравления не наблюдается. Вместе с тем достаточно капнуть этот бульон в стакан с чистой культурой микробов, как все они погибают.

Все хорошо, но бульон нельзя вводить человеку ни под кожу, ни в мышцу, ни тем более в вену. Именно поэтому Флеминг предложил использовать его для лечения ран.

Вот эта работа и вызвала неудовольствие всемирно известного микробиолога, действительного члена многих академий и научных обществ, профессора Лондонского университета сэра Алмрот Эдуард Райта. В один из ноябрьских дней 1929 г. Райт был сердит как никогда. Самое худшее, что сердиться приходилось на одного из своих любимых учеников, доктора Александра Флеминга, который, несмотря на постоянные споры с учителем, пока не доставлял ему огорчения. Сегодня утром Флем, как звали Флеминга в лаборатории, принес на подпись статью, в которой значилось: «Определенный вид пенициллиум (плесневого гриба) вырабатывает в питательной среде мощное антибактериальное вещество». И дальше: «Предлагается применить его в качестве эффективного антисептика -- противогнилостного средства».

Как? Разве он, Райт, не доказал, что при лечении инфекционных и других болезней, вызываемых микробами, следует полагаться только на защитные силы самого организма и предохранительные прививки? Разве не с этим упорным шотландцем в годы первой мировой войны они доказали, что все (!!!) вещества, в том числе и карболовая кислота, убивающая микробы в пробирке, на хирургических инструментах и вообще на предметах, не способствуют, а препятствуют заживлению ран. Как не понять, что любой способ воздействия на микробы (холод, огонь, яд) обязательно должен приводить также и к гибели клеток человеческого тела. Такие вещества могут быть применены разве что на коже, которая защищена от губительного действия яда слоем роговых чешуек. «Кажется я достаточно четко писал, -- думал Райт, -- что лечение инфекционных заболеваний у человека путем введения в организм химических синтетических веществ (химиотерапия) невозможно и никогда не будет осуществлено. Флема сбил с истинного пути фантазер Пауль Эрлих. Ну, не фантазия ли? Этот австриец хочет создать такое лекарство, которое, будучи введено в кровь человека, сумело бы распознавать среди его клеток врага, миновало бы, обошло клетки тела хозяина, нашло и убило незваного микробного пришельца. Не зря Эрлих назвал свою мечту «волшебной пулей». Это действительно больше похоже на волшебство, чем на серьезную науку. Конечно, Флем начнет напоминать мне о хинине и эрлиховском сальварсане. Но что из того? Они излечивают малярию и сонную болезнь! Ведь эти болезни вызывают не настоящие микробы. Причина их -- плазмодий и трипаносомы, которые хотя действительно очень просты по строению, но все же представляют собой маленьких животных, устроенных намного сложнее, чем бактерии. Одно дело стрелять волшебной пулей в слона, окруженного охотниками, другое дело в комара, сидящего у охотника на носу».

Недовольство статья вызвала не только Райта. Даже после опубликования, статья не вызвала у медиков никакого энтузиазма. А все потому, что пенициллин оказался очень нестойким веществом. Он разрушался уже при самом кратковременном хранении, а тем более при попытке выпарить содержащий его бульон. Когда в 1939 г. Флеминг обратился за помощью в Лондонское химическое общество, то получил ответ: «Вещество слишком нестойкое и с химической точки зрения не заслуживает никакого внимания».

Может быть в том, что на пенициллин долго не обращали внимания, частично был виноват сам Флеминг. Он не был хорошим оратором, способным увлечь своей идеей окружающих. Вот что он пишет сам: «Об этом явлении чрезвычайной важности было напечатано в 1929 г. ...Я говорил о пенициллине в 1936 году..., но не был достаточно красноречив, и мои слова прошли незамеченными». А говорил-то не где-нибудь, а с трибуны Международного съезда микробиологов!

Приближение войны заставило многих ученых пересмотреть характер своих занятий. Руководитель кафедры патологии Оксфордского университета профессор Г. Флори со своими помощниками решили начать изыскание нового лекарства для борьбы с микробами. Нельзя сказать, что в 1939 г. выбор их был богат, однако поиски можно было начинать не на абсолютно пустом месте. В 1936 г. немецким ученым Домагком был получен красный стрептоцид, который, конечно, можно было усовершенствовать. Была пиоционаза, был, наконец, лизоцим, антибиотик, содержащийся в слюне и слезах человека, открытый тем же Флемингом в 1922 г. Однако выбор пал на плесневый гриб. Может быть потому, что один из основных помощников профессора Э. Чейн был биохимиком и предполагал, что действующим началом культуры плесени является фермент?

Вначале Чейна преследовали неудачи. Едва удалось обнаружить в растворе пенициллин, как последний бесследно исчез. Прежде всего, был установлен факт, что пенициллин сохраняется в щелочных растворах, в слабом растворе соды, например. Было выявлено и другое свойство этого неуловимого вещества -- его способность переходить в эфир. Чейн ставил раствор в ящик со льдом. Пенициллин смешивался с эфиром, и в сосуде образовывалось два слоя. Чейн удалял водяной слой. В сосуде оставался пенициллин, растворенный в эфире. Для того чтобы сохранить его, добавлялась щелочь, и реакция шла в обратном направлении -- пенициллин переходил в щелочной раствор. Вода осторожно выпаривалась, и на дне сосуда оставалась слизистая масса, содержащая в себе пенициллин. Чейн замораживал ее, потом высушивал и, наконец, получал ничтожное количество коричневого порошка. Это и был пенициллин.

Первые же опыты с веществом, выделенным Чейном из плесневого бульона, буквально ошеломили ученых. Хитли разводил его в сотни тысяч раз, и всего лишь одной капли этого раствора оказывалось достаточно, чтобы остановить рост самых патогенных микробов, засеянных в чашках Петри. Пенициллин оказался в МИЛЛИОН раз активнее, чем плесневой фильтрат, с которым экспериментировал Флеминг.

Уже через год оксфордская группа ученых получила первые порции препарата. По правде говоря, пенициллина в той желтоватой жидкости, которую демонстрировали радостные ученые своим коллегам, содержалось всего 1%. Но все же это было лекарство. Сначала с его помощью были излечены мыши, зараженные смертельной дозой стафилококка, а потом очередь дошла и до человека. 12 февраля 1941 г. с помощью пенициллина была сделана попытка спасти мужчину, который погибал от заражения крови. Он неосторожно расковырял ранку в углу рта, и теперь был обречен на смерть. Несколько инъекций пенициллина в течение одного дня улучшили его состояние, однако имеющегося количества пенициллина оказалось недостаточным. Таким образом, спасти первого больного не удалось.

Несмотря на трагический исход, ценность препарата стала совершенно очевидной, что и было отмечено во всех газетах Англии. Газета «Тайме» поместила статью А. Райта: «Лавровый венок должен быть присужден Александру Флеммингу. Это он первым открыл пенициллин и первый предсказал, что это вещество может найти широкое применение в медицине». Профессор вместе со всем человечеством склонил голову пред своим гениальным учеником.

Дальнейший путь пенициллина, тем не менее, отнюдь не был усыпан розами. Несмотря на то, что война уже шла, и кругом миллионы людей погибали от гнойных ран, правительство Великобритании не хотело раскошелиться на строительство специального завода, отговариваясь тем, что якобы Англия подвергается слишком усиленным бомбежкам. Может быть, дела так и не сдвинулись с мертвой точки, если бы не энергия и не активность сотрудника Флеминга Г. Флори. Он быстро нашел и деньги для работы, и людей, которые ему помогли, в США. Исследования закипели. Для получения более активного гриба, выделяющего пенициллин в достаточных количествах, была организована доставка образцов плесени не то что изо всех уголков страны, но и со всех частей света. Самое забавное в том, что найдена такая плесень была буквально под самым носом, она росла на дыне, принесенной с городской свалки. Вскоре дело продвинулось так далеко, что был начат промышленный выпуск пенициллина.

Первым человеком, вылеченным с помощью пенициллина, была маленькая девочка, болезнь которой началась с горла, а потом распространилась на сердце. Микробы, которые вызвали у нее ангину, проникли в кровь и осели на внутренней оболочке сердечной мышцы. Как и всех других больных, пораженных таким недугом, ее ждала неминуемая смерть. Врач, который лечил девочку, упросил Флори дать ему пенициллин. Хотя никто о таком применении пенициллина раньше не думал, но очень уж жаль было девочку. Раствор пенициллина был введен ей, когда она уже умирала. Полученный эффект превзошел все ожидания -- девочке сразу стало лучше, и она стала поправляться.

Вскоре после этого случая Флеминг сам впервые ввел раствор пенициллина в спинномозговой канал своему другу, который заболел гнойным воспалением мозговых оболочек. Неминуемая, казалось бы, смерть отступила и на этот раз. Потом уже пенициллином начали лечить английских летчиков, получивших ранения в воздушных боях над Лондоном. Под влиянием антибиотика гнойные раны очищались, ожоги зарастали кожей, гангрена отступала. Действие лекарства было похоже на мановение волшебной палочки.

Первооткрыватели пенициллина Флеминг, Флори и Чейн, понимая все значение этого лекарства для человечества, не засекретили свое лекарство, как это обычно делается, однако каждая страна должна была получить свой пенициллин. В Советском Союзе эту трудную и почетную работу выполнила Зинаида Виссарионовна Ермольева со своими помощниками. Под бомбежками, в тяжелых условиях военного времени, были собраны образцы плесени, и каждый из них испытан на способность выделять пенициллин. Наконец, полученный гриб, который оказался даже лучше американского, но назывался не нотатум, а крустозум, помещен в ферментатор. В кратчайшие сроки выпуск пенициллина был налажен в промышленных масштабах, и первые его порции начали поступать в госпитали и непосредственно на фронт. Вместе со своим лекарством отправилась на фронт и профессор З. В. Ермольева. Там, на поле боя, нашлось новое применение пенициллину -- предупреждение нагноения. Рана только что получена, гноя еще нет, но микробы уже внутри раны, вместе с осколком, землей, обрывками одежды. Если пенициллин ввести сразу после ранения, то и размножения микробов не происходит -- рана зарастает без всяких осложнений. Благодаря новому методу, врачи сумели не просто вылечить, а возвратить в строй 72% раненых! Пенициллин, таким образом, тоже воевал.

Сорок лет назад был осуществлен первый промышленный выпуск пенициллина. С этого же времени и поныне продолжается его триумфальное шествие по земному шару. А человек, открывший новую эпоху в жизни человечества, был необычайно скромен. В 1945 г. по поводу вручения ему Нобелевской премии Флеминг сказал: «Мне говорят, что я изобрел пенициллин. Нет, я только обратил на него внимание людей и дал ему название».

Когда в 1945 г. Американская медицинская ассоциация поставила перед учеными вопрос: «Какое лекарство вы считаете наиболее ценным?», то 99% опрошенных ответили: «Антибиотики». Но ведь это было только начало. Весну делали только первые ласточки-. В 1945 г. был открыт четвертый антибиотик -- хлортетрациклин, а 1947 г. -- пятый -- левомицетин, а уже к 1950 г. было описано более 100 антибиотиков. В 1955 г. их было уже более 500. Сейчас открыто и изучено примерно 4000 соединений, причем 60 из них нашли широкое применение в медицине. Среди этого набора можно найти антибиотики, которые действуют на микробов, вызывающих нагноение, и на микробов, повинных в заболевании легких, и на микробов, поселяющихся в желудочно-кишечном тракте. Есть антибиотики, пригодные для лечения детей и для лечения стариков.

Кстати сказать, многие из них выделены из земли. Советский ученый Н. А. Красильников, изучив свойства бактерий чуть ли не всех областей нашей страны, обнаружил, что наиболее богаты производителями антибиотиков земли Казахстана -- в каждом грамме пахотной земли содержится 380 000 микроскопических фармацевтических фабрик. Так что кладовая антибиотиков не исчерпана.

И все же, несмотря на достоинства новых препаратов, пенициллин до сих пор остается самым распространенным. Только в США этот препарат ежегодно выпускается в количестве 1500 т! Почему?

Во-первых, он очень активен. Судите сами. Для того чтобы подавить жизнедеятельность микроба в ведре воды, в него нужно добавить не менее 10 г карболовой кислоты (она обычно используется как стандарт) или 1 г фурациллина, или 0,1 г норсульфазола, или 0,01 г пенициллина. Речь идет, разумеется, о чувствительных к этим препаратам микробах. Но главное, пожалуй, все же не активность, так как существуют другие не менее активные антибиотики.

Во-вторых, и это главное, пенициллин почти совсем не оказывает на человека токсического действия. Обычно для оценки степени ядовитости того или иного вещества определяют его смертельную дозу для мышей. Чем больше эта доза, тем вещество менее ядовито. Так вот, чтобы вызвать гибель мыши, ей необходимо ввести внутривенно один из следующих антибиотиков: нистатин в дозе 0,04 мг, грамицидин -- 0,4 мг, тетрациклин -- 1 мг, стрептомицин -- 5 мг, а пенициллин -- 40 мг. Учитывая, что человек в 3500 раз больше мыши, то в 1 мг содержится 1660 ЕД (единица действия) пенициллина, что самые большие ампулы препарата, используемые лишь при крайне тяжелых заболеваниях, содержат по 1 000 000 ЕД, не трудно подсчитать опасную для человека дозу. Она содержится в 233 ампулах при условии, что содержимое этих ампул будет вводиться единовременно. Согласитесь, что это говорит о полной безвредности пенициллина.

В-третьих, пенициллин можно назначать не только взрослым, но и детям, он безопасен и для беременных женщин, чего нельзя сказать о других антибиотиках. Некоторые из них, например левомицетин, просто запрещено назначать новорожденным, другие назначают с большой осторожностью и по особым показаниям. Стрептомицин, неомицин и подобные им антибиотики вызывают у людей глухоту, поражая слуховой нерв. Дети обладают повышенной чувствительностью к стрептомицину, а обнаружить начальные стадии поражения нерва у них труднее, чем у взрослых. Как ни стараются ограничить его применение, а все же 12% глухонемых детей являются жертвами стрептомицина. Тетрациклин опасен для беременных женщин. В первые месяцы беременности он может вызвать возникновение уродства плода, а при приеме в последние месяцы -- отложиться в костях и зачатках зубов будущего ребенка. Кости с тетрациклином медленнее растут, а зубы окрашиваются в коричневый цвет и быстрее портятся. По этой же причине тетрациклин стараются не назначать детям до 5 лет.

Как ни хорош пенициллин, но и он не идеален в отношении безвредности. Оказывается, что при повторном применении у людей развивается к нему не только повышенная, но и извращенная чувствительность. Такое состояние в медицине носит название аллергии. Чем дольше пенициллин применяется, тем больше становится аллергизированных людей, которым он противопоказан.

Кроме того, пенициллин действует лишь на сравнительно небольшое число микробов, а потому эффективен лишь при строго определенных болезнях. Набор микроорганизмов, которые могут быть обезврежены при применении антибиотиков, называется спектром их действия. У пенициллина спектр противомикробного действия намного уже, чем, скажем, у тетрациклина. Это является его недостатком.

Самый же большой недостаток пенициллина состоит в том, что микробы к нему сравнительно быстро привыкают. Если в первые годы его действие напоминало мановение волшебной палочки, чудо, воскрешение из мертвых, то теперь такие чудесные выздоровления встречаются все реже. Иногда приходится слышать, что пенициллин «ныне пошел не тот». Это неверно. Пенициллин тот же, но микробы стали другие. Они научились вырабатывать особое вещество, фермент, который разрушает пенициллин. Называется он пенициллиназа. Если микроб вырабатывает пенициллиназу, то пенициллин на него не действует.

Особенно быстро устойчивость к пенициллину развивается у стафилококков, которые образно называют «чумой XX века». За годы, прошедшие с начала применения пенициллина, их чувствительность к этому антибиотику снизилась в 2000 раз! В 1944 г. только 10% штаммов стафилококков были устойчивы к пенициллину. В 1950 г. их число возросло до 50, в 1965 г. -- до 80, а в 1975 г. -- до 95%. Можно считать, что на стафилококки пенициллин больше не действует.

Интересно, что не все препараты сдают свои позиции одинаково быстро. Медленно теряют активность тетрациклины и левомицетин, а вот устойчивость микробов к стрептомицину, к сожалению, развивается очень быстро. Уступая просьбам фтизиатров (специалистов по лечению туберкулеза), врачи прочих специальностей почти совсем прекратили его применение, чтобы он не утратил своего действия полностью. Так же быстро теряет эффективность эритромицин. В результате к пенициллину теперь не чувствительно приблизительно 75% штаммов, к левомицетину -- 50%, к тетрациклину -- 40%. Отличаются по способности приобретать устойчивость и микробы. Наиболее быстро привыкают к антибиотикам микробы, вызывающие заболевания желудочно-кишечного тракта, наиболее медленно -- пневмококки (легочные кокки).

В 1977 г. группа канадских специалистов проанализировала использование антибиотиков в больнице города Гамильтона. Оказалось, что хирурги применяли антибиотики неправильно в 42%, а терапевты -- в 12% случаев. Случаи неправильного применения антибиотиков отмечались, во-первых, при назначении их с профилактическими целями. За исключением особых ситуаций, которые можно пересчитать по пальцам, такое назначение не приводит к успеху. Второе место занимают случаи назначения антибиотиков в недостаточных дозах или реже, чем это нужно для поддержания высокой концентрации в крови. На третьем месте стоит использование антибиотиков для местного лечения. Как теперь точно установлено именно при таком способе применения устойчивость микробов развивается особенно быстро. Существует много других лекарств (йодинол, раствор перекиси водорода, фурацилин, препараты ртути и серебра, краски), которые следует использовать для местного лечения.

Чтобы повысить эффективность лечения и предупредить развитие чувствительности в большинстве стран, как и в нашей стране, продажа антибиотиков без рецепта врача запрещена. Понятно почему? Если уж врачи иногда могут использовать их неправильно, то несведущие в медицине люди и подавно. Все антибиотики разделены на две подгруппы: основные -- пенициллин, левомицетин, тетрациклины, эритромицин, неомицин и резервные -- все остальные. Основными антибиотиками начинают лечить сразу, до того как будет установлена чувствительность микробов. Резервные антибиотики применяются только по особым показаниям, когда эффект основных антибиотиков уже полностью исчерпан. Наиболее часто применяют комбинацию тетрациклина с олеандомицином -- препарат олететрин. Тут сразу в одной таблетке содержатся оба антибиотика в наиболее выгодной пропорции.

При сочетании двух антибиотиков требуется максимум осторожности и делать это можно только по назначению врача. В некоторых случаях сочетание двух препаратов может не усилить, а ослабить действие каждого из них. Примером такого неудачного сочетания может служить смесь из пенициллина с левомицетином или тетрациклином. В некоторых случаях комбинация антибиотиков между собой или с другими препаратами может повести к резкому усилению побочного эффекта и отравлению. Совместное применение левомицетина и сульфаниламидных препаратов приводит к подавлению кроветворения. Одновременное применение стрептомицина с неомицином может привести к глухоте. Антибиотики -- лучший пример для иллюстрации того, что одно и то же лекарство может быть спасением для одного и ядом для другого.

Еще в то время, когда пенициллин продолжал свое триумфальное шествие по миру, ученые начали искать ему достойную смену. Вскоре после войны в лаборатории Флори был изучен новый гриб Цефалоспорум, который был выловлен в одной из сточных труб острова Сардинии. Оказалось, что гриб вырабатывает не один, а сразу семь антибиотиков. Один из них под названием цефалоспорин «С» стал использоваться в клинике вместо пенициллина. Основное его достоинство заключалось в том, что он был еще менее ядовит (если так можно выразиться), чем пенициллин, действовал на тех же микробов, но его можно было назначать больным, обладающим к пенициллину повышенной чувствительностью. Поскольку цефалоспорин очень похож на пенициллин, условно можно назвать его «внуком» первого антибиотика.

Вслед за «внуком» появились и «правнуки». Ученые разложили цефалоспорин на составные части и из них уже синтетическим путем получили новые препараты -- полусинтетические цефалоспорины. В нашей стране популярен антибиотик цепорин, который отличается очень высокой активностью и действует на утративших чувствительность к пенициллину стафилококков.

Заключение

С открытием пенициллина началась новая эра в лечении больных. Современным врачам трудно понять, насколько бессильны были их предшественники в борьбе с некоторыми инфекциями. Им незнакомо отчаяние, овладевавшее докторами, когда они сталкивались с болезнями, смертельными в те времена, а теперь излечимыми. Некоторые из этих заболеваний даже перестали существовать. Пенициллин и все антибиотики, открытые после него, дают возможность хирургу производить такие операции, на которые раньше никто бы не решился. Средняя продолжительность жизни человека настолько возросла, что изменилась вся общественная структура. Только Эйнштейн - но в другой области - и еще Пастер оказали такое же, как Флеминг, влияние на современную историю человечества. Государственные деятели трудятся изо дня в день над устройством мира, но лишь люди науки своими открытиями создают условия для их деятельности.

Пенициллин в борьбе с инфекциями привел к ослаблению вирулентности микробов. Только отдельные штаммы их еще сопротивляются и усиливают свою вирулентность, основные же отряды повержены в прах. Многие болезни, как пневмония, менингит, стали более легкими в своем течении.

Заражение крови и гнойные воспаления брюшины (перитонит), от которых раньше наступала неминуемая смерть, перестали пугать врачей, вооруженных ампулами с пенициллином.

Отступили и другие смертельные враги человечества. Эпидемический менингит перестал страшить нас, так как пенициллин дает почти 100-процентное исцеление от него, а ведь раньше появление эпидемии этой болезни вызывало у родителей панический ужас. Они знали, что 90 процентов заболевших должны были быть принесены в жертву ненасытному молоху смерти.

Пенициллин излечивает не только смертельные болезни, но и многие тяжелые заболевания, которые еще недавно делали человека инвалидом.

Он с успехом применяется при скарлатине и дифтерии. Он в несколько дней вылечивает от гонореи, убивает спирохету сифилиса, без осечки помогает при всех воспалительных процессах, вызываемых кокками...

Сейчас уже официально признано, что средняя продолжительность жизни в цивилизованных странах резко повысилась благодаря пенициллину, победившему самые злые инфекции.

Средняя продолжительность жизни человека равнялась в Европе XVI века 21 году, XVII века - 26 годам, XVIII века - 34 годам, в Европе конца XIX века - 50 годам. А теперь в отдельных странах средняя продолжительность жизни человека достигает 60 лет (в нашей же стране, учитывая еще благоприятные социальные условия, - 67 лет).

Таковы заслуги А. Флеминга перед человечеством. Но они не исчерпываются этим. Получив пенициллин, Флеминг открыл новую эру в истории медицины - эру антибиотической терапии.

Открытие Флеминга - одно из самых удивительных в науке. Оно, на наш взгляд, по своей значимости и масштабу вполне отвечает нашему атомному веку, и есть нечто глубоко справедливое в том, что оно пришло вместе с развитием атомной физики. Медикам, следовательно, тоже есть чем гордиться.

Литература

Прозоровский В.Б. «Рассказы о лекарствах» - М.: Медицина, 1986.

Моруа А. «Жизнь А. Флеминга». - М. Молодая гвардия. «ЖЗЛ» - 1964.

Семенов-Спасский Л.Г. «Вечный бой». - Л.: Детская литература, 1989

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Открытие одного из первых антибиотиков - пенициллина, спасшего не один десяток жизней. Оценка состояния медицины до пенициллина. Плесень как микроскопический грибок. Очистка и массовое производство пенициллина. Показания для применения пенициллина.

презентация , добавлен 25.03.2015


Значение открытий Флеминга, краткие биографические сведения об ученом, его путь к открытиям в медицине. Открытие лизоцима, его перспективы использования в медицинской практике. Получение Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие пенициллина.

презентация , добавлен 16.04.2010


Источники получения антибиотиков, их классификация по направленности и механизму фармакологического действия. Причины резистентности к антибиотикам, принципы рациональной антибиотикотерапии. Бактерицидные свойства пенициллина, его побочные эффекты.

презентация , добавлен 16.11.2011


Общая характеристика антибиотиков и особенности их получения. Схема производства пенициллина. Использование рДНК-биотехнологии. Применение антибиотиков в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Классификация антибиотиков по штаммам-продуцентам.

презентация , добавлен 04.12.2015


Разработка и производство антибиотиков, хронология изобретений. История открытия пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях. Бактериостатические и бактерицидные антибиотики, их свойства и применение; побочные действия.

презентация , добавлен 18.12.2016


Понятие и назначение, физические и химические свойства пенициллина, история его открытия и значение в лечении разнообразных заболеваний. Характер воздействия пенициллина на микроорганизмы. Синтетические аналоги данного лекарства, их использование.

презентация , добавлен 07.11.2016


Применение антибиотиков в медицине. Оценка качества, хранение и отпуск лекарственных форм. Химические строение и физико-химические свойства пенициллина, тетрациклина и стрептомицина. Основы фармацевтического анализа. Методы количественного определения.

курсовая работа , добавлен 24.05.2014


Общая характеристика антимикробных препаратов. Классификация химиотерапевтических средств. Открытие пенициллина в 1928г. Механизмы развития антибиотикорезистентности. Механизм действия антибиотиков. Характеристика и применение антибактериальных средств.

презентация , добавлен 23.01.2012


История открытия пенициллина. Классификация антибиотиков, их фармакологические, химиотерапевтические свойства. Технологический процесс получения антибиотиков. Устойчивость бактерий к антибиотикам. Механизм действия левомицетина, макролидов, тетрациклинов.

реферат , добавлен 24.04.2013


Характеристика положительных и негативных свойств антибиотиков. Обобщение основных осложнений, вызванных приемом антибиотиков и объединенных одним названием "лекарственная болезнь": аллергические реакции, токсические явления, дисбактериозы, суперинфекция.

Александра Флеминга считают изобретателем первого из антибиотиков - пенициллина. При этом ни он сам, ни другие люди, так или иначе участвовавшие в создании антибиотиков, не претендуют на авторство, искренне считая, что открытие, спасающее жизни, не может быть источником дохода.

Мы привыкли ко многим вещам, изобретение которых когда-то потрясло мир и перевернуло быт. Мы не удивляемся стиральным машинам, компьютерам, настольным лампам. Нам даже трудно представить, как жили люди без электричества, освещая дома керосиновыми лампами или лучинами. Предметы окружают нас, и мы привыкли не замечать их ценности.

Наш сегодняшний рассказ посвящен не предметам быта. Это рассказ о средствах, к которым мы тоже привыкли и уже не ценим того, что они спасают самое ценное — жизнь. Нам кажется, что антибиотики существовали всегда, но это не так: еще во время Первой мировой войны солдаты умирали тысячами, потому что мир не знал пенициллина, и врачи не могли сделать спасительные уколы.

Воспаление легких, сепсис, дизентерия, туберкулез, тиф — все эти болезни считались либо неизлечимыми, либо почти неизлечимыми. В 30-ых годах ХХ (двадцатого!) века больные очень часто умирали от послеоперационных осложнений, главными из которых было воспаление ран и дальнейшее заражение крови. И это при том, что мысль об антибиотиках была высказана еще в XIX веке Луи Пастером (1822-1895).

Этот французский микробиолог открыл, что бактерии сибирской язвы погибают под действием некоторых других микробов. Однако его открытие не дало готового ответа или рецепта, скорее, поставило перед учеными множество новых вопросов: какие микробы «воюют», чем один побеждает другого... Конечно, чтобы выяснить это, пришлось бы проделать огромную работу. Видимо, такой пласт работы был неподъемным для ученых того времени. Однако ответ был совсем близко, с самого начала жизни на Земле...

Плесень. Такая знакомая и привычная плесень, тысячи лет живущая рядом с человеком, оказалась его защитником. Этот грибок, витающий в воздухе в виде спор, стал предметом спора между двумя русскими врачами в 1860-ых годах.

Незамеченное открытие

Алексей Полотебнов и Вячеслав Манассеин не сошлись во взглядах на природу плесени. Полотебнов считал, что от плесени пошли все микробы, то есть плесень есть прародитель микроорганизмов. Манассеин возражал ему. С целью доказать свою правоту последний начал исследование зеленой плесени (по-латыни penicillium glaucum). Спустя какое-то время врач имел счастье наблюдать интересный эффект: там, где был плесневой грибок, не было бактерий. Вывод следовал только один: каким-то образом плесень не позволяет развиваться микроорганизмам. Оппонент Манассеина Полотебнов тоже пришел к такому выводу: по его наблюдениям, жидкость, в которой образовывалась плесень, оставалась чистой, прозрачной, что свидетельствовало только об одном — бактерий в ней нет.

К чести проигравшего в научном споре Полотебнова, он продолжил свое исследование уже в новом русле, использовав плесень в качестве бактерицидного средства. Он создал эмульсию с плесневым грибком и спрыскивал ею язвы больных кожными заболеваниями. Результат: обработанные язвы заживали раньше, чем если бы остались без лечения. Конечно, как врач Полотебнов не мог оставить открытие втайне и рекомендовал такой способ лечения в 1872 году в одной из своих статей. К сожалению, его наблюдения наука обошла вниманием, и врачи всего мира продолжали лечить больных средствами времен мракобесия: кровопусканием, порошками из высушенных животных и насекомых и прочей бессмыслицей. Эти «средства» считались лечебными и использовались даже в начале прогрессивного ХХ века, когда братья Райт испытывали свои первые самолеты, а Эйнштейн работал над теорией относительности.

Убрать на столе - похоронить открытие

Статья Полотебнова осталась без внимания, и целых полвека никто из ученых не предпринимал новых попыток изучения плесневого грибка. Исследования Полотебнова и их результаты «воскресли» уже в начале ХХ века благодаря счастливой случайности и микробиологу, который не любил убирать на своем столе…

Шотландец Александр Флеминг, которого считают создателем пенициллина, с самой юности мечтал найти средство, уничтожающее болезнетворные бактерии. Он упорно занимался микробиологией (в частности - изучал стафилококки) в своей лаборатории, которая располагалась в одном из госпиталей Лондона и представляла собой тесную комнатушку. Помимо упорства и самоотверженности в работе, не раз отмеченные его коллегами, Флеминг обладал еще одним качеством: он не любил наводить порядок на своем столе. Склянки с препаратами иногда стояли на столе микробиолога неделями. Благодаря этой своей привычке Флемингу и удалось буквально наткнуться на великое открытие.

Однажды ученый оставил колонию стафилококков без внимания на несколько дней. А когда решил их убрать, то обнаружил, что препараты покрылись плесенью, споры которой, по-видимому, проникли в лабораторию через открытое окно. Флеминг не только не выбросил испортившийся материал, но и изучил его под микроскопом. Ученый был поражен: от болезнетворных бактерий не осталось и следа - только плесень и капли прозрачной жидкости. Флеминг решил проверить, действительно ли плесень способна убивать опасные микроорганизмы.

Микробиолог вырастил грибок в питательной среде, «подселил» к нему другие бактерии и поместил чашку с препаратами в термостат. Результат был поразительным: между плесенью и бактериями образовались пятна, светлые и прозрачные. Плесень «огораживала» себя от «соседей» и не давала им размножаться.

Что же это за жидкость, которая образуется возле плесени? Этот вопрос не давал покоя Флемингу. Ученый приступил к новому эксперименту: вырастил плесень в большой колбе и стал наблюдать за ее развитием. Цвет плесени менялся 3 раза: из белого в зеленый, а затем она стала черной. Питательный бульон тоже менялся - из прозрачного он стал желтым. Вывод напрашивался сам собой: плесень выделяет в окружающую среду какие-то вещества. Осталось проверить, обладают ли они столь же «убийственной» силой.

Эврика!

Жидкость, в которой жила плесень, оказалась еще более мощным средством массового поражения бактерий. Даже разведенная водой в 20 раз, она не оставляла бактериям никакого шанса. Флеминг забросил свои прошлые исследования, посвятив все мысли только этому открытию. Он выяснял, на какой день роста, на какой питательной среде, при какой температуре грибок проявляет наибольшее антибактериальное воздействие. Он выяснил, что жидкость, выделенная грибком, воздействует только на бактерии и безвредна для животных. Он назвал эту жидкость пенициллином.

В 1929 году Флеминг рассказал о найденном лекарстве в Лондонском медицинском научно-исследовательском клубе. Его сообщение осталось без внимания - так же, как когда-то статья Полотебнова. Однако шотландец оказался более упрямым, чем русский врач. На всех конференциях, выступлениях, собраниях врачей Флеминг так или иначе упоминал открытое им средство для борьбы с бактериями. Однако была еще одна проблема - нужно было как-то выделить чистый пенициллин из бульона, при этом не разрушив его.

Труды и награды

Выделить пенициллин - эта задача решалась не один год. Флеминг со товарищи предприняли не один десяток попыток, однако в чужой среде пенициллин разрушался. Врачи-микробиологи не могли решить эту задачу, здесь требовалась помощь химиков.

Информация от новом лекарстве постепенно достигла Америки. Спустя 10 лет после первого заявления Флеминга о пенициллине, этим открытием заинтересовались двое английских ученых, которых судьба и война забросила в Америку. В 1939 году Говард Флери, профессор патологии одного из оксфордских институтов, и Эрнст Чейн, биохимик, бежавший из Германии, искали тему для совместной работы. Их заинтересовал пенициллин, точнее, задача его выделения. Она и стала темой их работы.

В Оксфорде оказался штамм (культура микробов), который когда-то прислал Флеминг, поэтому у ученых был материал для работы. В результате долгих, трудных исследований и опытов Чейну удалось получить кристаллы калийной соли пенициллина, которые он затем превратил в слизистую массу, а потом - в коричневый порошок. Гранулы пенициллина были очень мощными: разведенные в пропорции один на миллион, они убивали бактерии через несколько минут, однако были безвредны для мышей. Опыты проводились на мышах: их заражали убойными дозами стрептококков и стафилококков, а затем спасали жизнь половине из них, вводя пенициллин. Опыты Чейна привлекли еще нескольких ученых. Было установлено, что пенициллин также убивает и возбудителей гангрены.

На человеке пенициллин был опробован в 1942 году и спас жизнь умирающему от менингита. Этот случай произвел большое впечатление на общество и врачей. В Англии наладить производство пенициллина не удалось из-за войны, поэтому в 1943 году производство открылось в Америке. В том же году американское правительство сделало заказ на 120 млн. единиц препарата. В 1945 году Флери и Чейн получили Нобелевскую премию за выдающееся открытие. Сам же Флеминг удостаивался различных званий и наград десятки раз: был удостоен рыцарского звания, 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 13 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах. На могиле ученого - скромная надпись: «Александр Флеминг - изобретатель пенициллина».

Изобретение, принадлежащее человечеству

Поисками средства для борьбы с бактериями ученые всего мира искали с тех самых пор, как узнали об их существовании и смогли разглядеть в микроскоп. С началом Второй мировой войны необходимость в этом средстве назрела как никогда. Неудивительно, что в Советском Союзе тоже работали над этим вопросом.

В 1942 году профессор Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени пенициллиум крустозум, взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году Ермольева, после долгих наблюдений и исследований, решила испытать свой препарат на раненых. Ее пенициллин стал чудом для полевых врачей и спасительным шансом для многих раненых бойцов. В том же году в СССР было налажено производство пенициллина.

Антибиотики - это большая «семья» средств, а не только пенициллин. Некоторые из его «сородичей» были открыты в военные годы. Так, в 1942 году Гаузе получил грамицидин, а в 1944-ом - американец украинского происхождения Ваксман выделил стрептомицин.

Полотебнов, Флеминг, Чейн, Флери, Ермольева, Гаузе, Ваксман - эти люди своими трудами подарили человечеству эпоху антибиотиков. Эпоху, когда менингит или воспаление легких не становятся приговором. Пенициллин так и остался незапатентованным: никто из его создателей не претендовал на авторство средства, спасающего жизни.

Микроорганизмы есть везде, можно сказать - всегда. На данный момент подсчитано, что возраст Земли насчитывает около 4,6 миллиарда лет. Океаны появились около 4,4 миллиарда лет назад. Затем на Земле появились первые бактериальные клетки. Чтобы представить себе, как это долго - только в последние 500 миллионов лет развивалась жизнь в форме, напоминающей нынешние формы.

Таким образом, микроорганизмы составляют многочисленную группу организмов, без которых не обошлось открытие антибиотиков - и дальнейшее совершенствование их форм не было бы возможно. Открытие и введение этих веществ естественного происхождения для лечения инфекционных заболеваний человека, положило начало новой эпохе - спасения жизни и здоровья миллионов людей по всему миру.

История исследований

В научных исследованиях можно найти информацию о том, что микроорганизмы окружающей среды - имеют антибиотические свойства. Уже в древности интуитивно считалось, что существуют в природе вещества, которые помогают в лечении многих заболеваний, в частности инфекций. Есть также доказательства, что люди, еще тогда, пытались использовать антибиотики природного происхождения для лечения различных заболеваний. Следы тетрациклина - для примера, были найдены в останках костей человека в районе Нуби (исторической земли расположенной в настоящее время на территории южного Египта и северного Судана), датируется началом нашей эры (350 - 550).

Другим примером применения антибиотиков в древние времена, является утверждение их присутствия при анализе гистологических образцов, взятых из тела бедренной кости скелета времен Римской Империи, в Ливийской пустыне в Египте. В исследуемых образцах было выявлено наличие тетрациклина. Тот факт, что эти вещества попали в кости, доказывает, что в рационе древних цивилизаций находились вещества богатые на антибиотики природного происхождения. Есть также упоминания, что более 2000 лет назад заплесневелый хлеб в Китае, Греции, Сербии, Египте использовался для лечения некоторых патологических состояний, в частности, при плохо заживающих и инфицированных ранах. Тогда действия природных антибиотиков воспринимались как влияние духов или богов, ответственных за болезни и страдания.

В России существовали подобные применения. Медики давали больным пациентам пиво, смешанное с оболочками черепов и кожей змеи, а вавилонские врачи вылечили больному глаза, используя смесь желчи лягушки и кислого молока. В XVII веке, промывали раны смесью на базе пшеничного хлеба с плесенью. Однако научные размышления над специфическими свойствами микроорганизмов начались лишь в конце XIX века.

В 1870 году в Англии Сэр Джон Скотт Бурдон-Сандерсон начал наблюдения над свойствами плесени. Год спустя, Джозеф Листер экспериментировал с влиянием того, что он назвал Penicillium glaucium на ткани человека. Последовательно, в 1875 году Джон Тинделл пояснил антибактериальное действие гриба Penicillium на страницах Royal Society. Во Франции в 1877 году Луи Пастер провел тезис о том, что бактерии могут убивать другие бактерии. 20 лет спустя, в 1897 году Эрнест Дюшен, на защите диссертации "Антагонизм между плесенью и микроорганизмами", констатировал факт наличия веществ, которые могут привести к подавлению размножения некоторых патогенных бактерий. Дальнейшие исследования плесени и микробов были прерваны в связи со смертью, вызванной туберкулезом ученого.

В 1899 году Рудольф Эммерих и Оскар Лев описали в статье результаты своей работы с микроорганизмами. Они доказали, что бактерии, которые являются источниками одной болезни, могут быть выходом и лечением для другой болезни. Они вели примитивное исследование, применяя зараженные бактериями (Bacillus pyocyaneus - в настоящее время Pseudomonas aeruginosa) бинты. Образцы из этих используемых штаммов бактерий были в состоянии устранить другие штаммы. Из этих экспериментов Эммерих и Лев создали препарат, основанный на штаммах бактерий B. pyocyaneus, который назвали pyocyanase. Это был первый антибиотик для применения в больницах. К сожалению, его эффективность была низкой. Кроме того, наличие большого количества акридизина (вещество токсичное для человека), повлияло на факт прекращения применения данного препарата.

Изобретатель антибиотиков

Важной вехой и, одновременно, началом настоящей эры антибиотиков был 1928 год. Тогда изобретатель антибиотиков Александр Флеминг - шотландский бактериолог, исследователь (1922) - открыл белок со свойствами антисептика, после возвращения из отпуска, случайно обратил внимание на странные аномалии, которые произошли на чашке с колониями Золотистого стафилококка, предназначенной для утилизации. Его внимание привлекла голубая плесень (Penicillium notatum) и связанное с этим интересное наблюдение, что фрагмент на питательной среде колоний бактерий, рос в пространстве, что окружает мицелий, подвергаясь дезинтеграции. Тогда он начал разведение плесени, одновременно начал проводить исследования для того, чтобы использовать плесень в борьбе с патогенами. Исследования продолжались достаточно долго. Спустя 10 лет уже в 1939 году Говард Флори, Эрнст Чейн и Норман Хитл внедрили в производство пенициллин.

Сначала пенициллин производили на нескольких чашках, но со временем они внедрили масштабную промышленность данного вещества. Да, именно антибиотик под названием пенициллин вошел в клиническую практику в 1940 году. Пенициллин начали использовать во время боевых действий в Северной Африке, в 1943 году. Доступен он был в форме кальциевой соли (CaPn) в виде порошка, который представлял собой смесь CaPn и сульфонамиды. Применяли его для засыпки ран, в виде мазей, а также в чистом виде, предназначенном для приготовления растворов для промывания полостей тела и ран, а также в виде таблеток натриевой соли (NaPn), которые после преобразования в волокнистую солевую массу предназначались для инъекций. Вначале на фронт попадали ограниченные ресурсы данного антибиотика, кроме того, детально документировалось каждое его использование. Применяли его, в частности, для лечения газовой гангрены, тяжелых ран грудной клетки с повреждением внутренних органов, ран головы и сложных, открытых ран, при повреждениях суставов. Его использовали также для лечения тяжелых форм воспаления легких, менингита и септицемии - после предварительной проверки на чувствительность бактерий которые вызвали эти инфекции, к пенициллину. В более поздний период, когда на фронт попадало больше препарата, его использовали также для лечения гонореи.

Развитие и проведение дальнейших анализов

Еще один ученый, который навсегда вошел в историю как первооткрыватель антибиотиков, полученных из микроорганизмов - Сельман Ваксман. Это он первым употребил название "антибиотик" (anti - против и biotikos - жизненный) - химическое вещество, вырабатываемое бактериями, обладает способностью убивать или задерживать рост других микроорганизмов. Ваксман, еще, будучи студентом, систематически брал пробы грунта с территории своего учебного заведения и занимался наблюдением роста различных микроорганизмов. Во время своих долго продолжающихся исследований отметил возникновение колоний микробов, количество которых зависит от типа почвы, рн, глубины добычи и назначения грунта. Эти открытия повлияли на тот факт, что этот человек на постоянной основе занялся разведением грамм-положительных бактерий. Следствием долгих исследований Ваксмана, в дальнейшем стало открытие стрептомицина, его учеником - Альбертом Шатцом.

Он отметил, что Streptomyces griseus (S. griseus) производит связь активности в отношении грамотрицательных бактерий и микобактерий туберкулеза. Стрептомицин был самым важным открытием с момента открытия пенициллина. Благодаря этому началась эффективная борьба с туберкулезом. Открытия первых антибиотиков дало толчок для проведения дальнейших анализов и изготовления многих новых веществ. В связи с этим, период между 1950 и 1970 годом стал поистине «золотой эрой» открытий новых классов антибиотиков. Из числа многочисленных препаратов, в которых предшественниками были вещества, вырабатываемые микроорганизмами, следует отметить, в частности, те, что относятся к классам b-лактамов, аминогликозидов или тетрациклинов.

Заключение

Как видно из приведенных выше кратких сведений, микроорганизмы дали начало великим открытиям, но с момента введения массового производства антибиотиков, их применение в медицине и в других областях, к сожалению, показало сопротивление организма на несколько классов антибиотиков. Однако фактом является то, что в настоящее время это глобальная проблема и огромная опасность современной медицины.

Несмотря на большой прогресс, который наблюдается в области генетики, микробиологии или молекулярной биологии, еще нет достаточных знаний о механизмах, ответственных за устойчивость к антибиотикам. Не определенно, какие факторы отвечают за устойчивость к антибиотикам и не известно, какие барьеры ограничивают передачу таких генов другим видам микроорганизмов.

С того момента, когда Александр Флеминг открыл антибиотик, прошло почти 100 лет. Этот период можно назвать временем большого развития фармацевтической промышленности, богатого на новые лекарственные препараты для лечения многих болезней, которые совсем недавно считались неизлечимыми. Не было бы всего этого без маленьких микроорганизмов, которые стали великими союзниками человечества.

Большинство доступных сегодня препаратов было обнаружено во время так называемой «золотой эры» антибиотиков. Еще недавно казалось, что с концом этого периода возможности поиска новых бактерий прошли уже все возможные способы. Ничего более далекого от истины - в настоящее время уже известно, что существуют еще большие залежи непроверенных микроорганизмов. Есть много "фабрик", где возможно есть потенциал альтернативных веществ в терапии различных заболеваний. До сих пор продолжаются активные поиски новых мест обитания микроорганизмов, а также новых методов, способов и возможностей их привлечения и разведения. Подсчитано, что к настоящему времени удалось выделить и охарактеризовать только 1% всех антимикробных соединений, которые вырабатываются в природе, и только 10%, естественно, производимых антибиотиков.

ГБОУ города Москвы Гимназия №1505

«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»

Реферат
Устойчивость бактерий к антибиотикам

Алексеенок Мария

Руководитель: Ноздрачева А. Н.

Глава 1. Антибиотики ………………..……………………………….…………………11

1. Что такое антибиотики? ……………..……………………………….….………4
2. История создания антибиотиков …..……………………………….……………4
3. Как антибиотики воздействуют на бактерии? ..………………….……………4
4. Почему антибиотик не убивает клетки хозяйского организма? …..…………..5
5. Возникновение устойчивости бактерий к антибиотикам ……………….……5

……………………6

Глава 3.Горизонтальный перенос генов ………………….………………………….8

Глава 4.Биопленки ………………………..………………..……………………….…..9

Заключение ………………………………………………………………………………..10

Список литературы ………………………………….…………………………………..10
Введение

В наше время в медицине широко используются антибиотики. Но в процессе их использования, обнаружилось возникновение устойчивости к антибиотикам у бактерий. И чем дольше человечество лечится антибиотиками, тем быстрее бактерии приспосабливаются к новым препаратам, так как отбираются не только сами гены устойчивости, но и механизмы их быстрого приобретения патогенными бактериями. Наука начала исследовать причины данного явления и выявила несколько механизмов устойчивости бактерий к антибиотикам.

Эта тема рассмотрена многими учеными, и потому написана научным языком. Меня проблема устойчивости заинтересовала по двум причинам. Во-первых, у меня заболел дедушка, и в процессе его лечения возникла проблема, так как бактерии-возбудители его болезни оказались устойчивыми практически ко всем антибиотикам. Также моя мама занимается изучением этой проблемы, и мне стало интересно разобраться в этой теме. Я поняла, что эта проблема действительно важна для всех. Поэтому я решила написать про устойчивость бактерий к антибиотикам понятным для школьников языком.

Целью моего реферата, является изучение и изложение понятным для школьников языком механизмов устойчивости бактерий к антибиотикам.

Мной были поставлены следующие задачи:

1. Дать определение антибиотикам

2. Рассказать, кто и когда открыл антибиотики.

3. Описать механизм действия антибиотиков на бактерии.

4. Ответить на вопрос: «Почему антибиотик не убивает эукариотические клетки?»

5. Описать механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам.

6. Рассказать, что такое биопленки и горизонтальный перенос генов, и какую роль они играют в устойчивости бактерий к антибиотикам.

Структура работы: реферат состоит из введения, глав с теоретическим обзором, заключения и источников.

Глава 1. Антибиотики

1.1 Что такое антибиотики?

Изначально антибиотики определялись как органические вещества природного или полусинтетического происхождения, способные убивать бактерии или замедлять их рост. В последнее время врачи и ученые перестали разделять понятия антибиотики и химиопрепараты (антибиотики полностью синтетического происхождения) .

1.2 История создания антибиотиков

Еще с древних времен люди использовали плесень для обеззараживания ран. Но первый антибиотик (пенициллин) был открыт в 1928 году Александром Флемингом. Пенициллин для лечебного применения разработали ученые Флори и Чейн .

После открытия пенициллина ученые открыли множество других антибиотиков, таких как: актиномицин, неомицин, стрептотрицин, бацитрацин, полимиксин, виомицин, хлорамфеникол. Учеными были разработаны химические модификации природных антибиотиков, обладающие лучшими лечебными свойствами. Они были менее токсичны, дольше не разрушались в организме человека, лучше проникали в органы и ткани, были способны подавлять больше видов бактерий .
1.3. Как антибиотики воздействуют на бактерии?

Антибиотик необратимо связывается с мишенью (ферментами, участвующими в синтезе ДНК, РНК, белков и клеточной стенки), что приводит к остановке ключевой (жизненно важной) реакции. В результате этого, бактерия гибнет или перестает делиться (рис.1) .

Рисунок 1. Механизм действия антибиотиков на бактерии.

1.4. Почему антибиотик не убивает клетки хозяйского организма?

Поскольку структура эукариотических белков, отвечающих за ключевые биохимические реакции в клетке, отличается от прокариотических, то антибиотики, действующие на бактерии, не токсичны для эукариотов. Самой безопасной группой антибиотиков являются пенициллины, так как они нарушают образование пептидогликана, входящего в состав клеточной стенки бактерий. А у эукариот пептидогликан не образуется .

1.5. Возникновение устойчивости бактерий к антибиотикам

Создание первых антибиотиков помогло человечеству справиться со многими смертельными заболеваниями. Например, с туберкулезом, воспалением легких, различных стафилококковых инфекций и многих других. Однако, чуть более чем через 10 лет после начала применения первых антибиотиков выяснилось, что у бактерий возникает к ним устойчивость. Кроме этого в последние годы ученые обнаружили, что теперь к новым антибиотикам устойчивость возникает быстрее, чем раньше. Многолетние научные исследования всех проблем, связанных с возникновением устойчивости у бактерий, выявили три основные причины этого явления. Первая – горизонтальный перенос генов

устойчивости, вторая – возникновение спонтанных мутаций и третья – образование бактериями биопленок.

А теперь детально остановимся на основных механизмах и путях возникновения устойчивости к антибиотикам.

Глава 2. Механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам
Рисунок 2. Биохимические механизмы лекарственной устойчивости. Составлено на основании схемы, приведенной в статье С. З. Миндлин, М.А. Петрова, И. А. Басс, Ж. М. Горленко. Происхождение, эволюция и миграция генов лекарственной устойчивости // Генетика.

2006. Т. 42. №11. С. 1495.
Различные биохимические механизмы приводят к устойчивости бактерий к антибиотикам (рис. 2) .

Выделяют следующие механизмы:

1. Снижение проницаемости мембраны.
2. Активный вынос антибиотика из клетки.
3. Инактивация антибиотика.
4. Модификация антибиотика.
5. Модификация молекулы-мишени.

Известны также и другие более редкие механизмы устойчивости.

Первый механизм заключается в снижении проницаемости клеточной мембраны за счет изменения ее химического состава.

Если же антибиотик проник в бактерию, то он может либо активно выносится из клетки, либо инактивироваться. Активный транспорт антибиотика из клетки происходит благодаря работе специализированных белков, которые образуют трансмембранные помпы, транспортирующие антибиотики. Инактивация происходит за счет того, что бактерия образует специальные ферменты, которые изменяют химическую структуру антибиотика, в результате чего он теряет свою антибактериальную активность. Изменения химической структуры могут происходить путем деградации или модификации антибиотика. Деградация – процесс разрушения молекулы антибиотика, например за счет гидролиза. Модификация – процесс изменения структуры молекулы антибиотика, например за счет присоединения дополнительных функциональных химических групп.Функциональная группа - структурный фрагмент органической молекулы (некоторая группа атомов), определяющий её химические свойства .

Другим механизмом является модификация молекулы-мишени бактерии, в результате чего нарушается связывание антибиотика и мишени. Мишень – это молекула, с которой связывается антибиотик и нарушает ее функции, что в результате убивает бактерию. Чаще всего мишенями служат ДНК-полимераза, РНК-полимераза, рибосома. А для ß-лактамаз мишенью является дипептид, из которого формируется клеточная стенка. Модификация мишени происходит за счет возникновения спонтанных генных мутаций или наличия специальных генов. Устойчивость к рифампицину — яркий пример устойчивости, возникшей за счет генной мутации. Рифампицин связывается с одним из белков (бэта-субъединицей), входящим в состав РНК-полимеразы, в результате чего происходит инактивация всего фермента. Устойчивость к рифампицину возникает в результате мутаций в гене, кодирующем бэта субъединицу. Это происходит за счет трансверсии последовательности AT в TA. В результате в белке бэта-субъединицы аспарагиновая кислота заменяется на валин. В результате этого рифампицин уже не способен связываться с таким измененным ферментом. Относительно высокая частота возникновения мутаций в гене бэта-субъединицы РНК-полимеразы приводит к быстрому отбору устойчивых мутантов, что в значительной степени ограничивает использование этого антибиотика против чувствительных бактерий .

Из более редких механизмов известно образование метаболического шунта – замены одной цепи реакций на другую. Например, этот механизм используется бактериями энтерококков для устойчивости к ванкомицину.

Этот антибиотик необратимо связывается с дипептидом D-Ala-D-Ala, входящего в состав молекулы-предшественника, из которой формируется клеточная стенка. В результате такой связи клеточная стенка не может образовываться, и бактерия всегда погибает. Ученые думали, что устойчивости к такому антибиотику не возникнет, но через 30 лет она появилась. У устойчивых штаммов обнаружили вместо дипептида D-Ala-D-Ala другой – D-Ala-D-Lac, с которым антибиотик не связывается. У устойчивых бактерий обнаруживают семь дополнительных генов, полученных путем горизонтального переноса. Именно эти гены участвуют в синтезе альтернативного предшественника клеточной стенки. Причем только после попадания в клетку антибиотика .

Существует и такой интересный механизм устойчивости как имитация молекулы-мишени. В ходе исследований у бактерий Mycobacterium smegmatis и Mycobacterium bovis обнаружили белок, который сворачивается в третичную структуру, очень похожую на структуру двойной спирали ДНК. Этот белок состоит из 5 аминокислот, свернутых в правозакрученную спираль точно такой же ширины, с таким же зарядом и спектром поглощения света как у молекулы ДНК. Антибиотик (из группы фторхинолонов), проникший в клетку, связывается с белком, а не с ДНК. В результате антибиотик не влияет на синтез ДНК .

Одна бактериальная клетка может обладать одновременно несколькими различными механизмами устойчивости к одному антибиотику .

Устойчивость бактерий к антибиотикам бывает врожденной и приобретенной. Врожденная устойчивость может быть обусловлена особенностью строения внешних структур или способностью данного вида или рода бактерий выделять вещество, инактивирующее антибиотик. А приобретенная устойчивость возникает при передаче генов путем горизонтального переноса генов, либо за счет возникновения спонтанной мутации. Все механизмы, которыми обладает бактерия передаются по наследству, так как они кодируются на ДНК .

Глава 3. Горизонтальный перенос генов

Горизонтальный перенос генов (ГПГ) – это процесс передачи генетической информации организму, не являющемуся потомком. Для ГПГ необходимо участие как минимум двух независимых процессов: физического переноса ДНК и встраиванию перенесенной ДНК в реципиентный геном, благодаря чему происходит стабильное наследование приобретенных таким путем признаков .

Главную роль в ГПГ играют разные мобильные генетические элементы: плазмиды, транспозоны, IS-элементы и другие.

Плазмиды – внехромосомные генетические элементы, в виде замкнутой или линейной молекулы ДНК, способные долго автономно существовать в клетке. Плазмиды осуществляют физический перенос генов между клетками разных бактерий. Также они являются платформой, на которой происходит постоянный обмен генетическим материалом за счет различных систем рекомбинации. Рекомбинация – процесс обмена похожими участками ДНК.

Транспозон – последовательность ДНК, способная перемещаться внутри генома. Транспозоны содержат гены транспозиции и дополнительные гены и ограничены специальными прямыми или инвертированными концевыми повторами.

IS-элементы схожи с транспозонами, но они кодируют только белки, участвующие в процессе транспозиции. Также они могут являться частью сложных транспозонов.

Из-за массового неконтролируемого употребления антибиотиков и плохой экологии, произошло снижение природных барьеров, ограничивающих возможность ГПГ у бактерий. Это привело к тому, что гены устойчивости к антибиотикам.

стали передаваться с большей частотой, чем раньше.

Глава 4. Биопленки

Устойчивость к антибиотикам может также возникать благодаря формированию бактериями биопленок. Биопленки – надклеточная система, состоящая из бактериального сообщества, имеющая пленочную структуру . Биопленки способны выживать при максимальных терапевтических дозировках антибиотиков. Биопленки могут проявлять устойчивость к нескольким антибиотикам. Это происходит по следующим причинам.

1. Существование в биопленках особых персистирующих форм бактерий или персистеров. Персистер – это особая форма клетки, в которой не происходят биохимические реакции. Таким образом, антибиотик не воздействует на клетку, потому что в ней не происходят реакции, а антибиотик воздействует на функционирующие клетки. Через некоторое время клетка выходит из такого состояния и начинает функционировать.
2. Фильтрационная способность матрикса. Из-за того, что матрикс бактериальных биоплёнок состоит из различных биополимеров – полисахаридов, белков и даже ДНК, матрикс не только связывает клетки в единую структуру, но и заполняет межклеточные пространства, что позволяет биопленке выводить антибиотики.
3. Популяции бактерий, составляющие биопленку, также могут обладать разными вышеупомянутыми защитными механизмами, дополняющими друг друга.

Таким образом, образование бактериальных биопленок, делает бактерии более устойчивыми к антибиотикам, чем свободноживущие клетки .
Заключение

Развитие и распространение множественной устойчивости к антибиотикам среди болезнетворных бактерий уже сейчас создает серьезные проблемы при лечении инфекций человека и животных. Кроме того существует реальная опасность того, что в дальнейшем лечение антибиотиками вообще станет неэффективным. Поэтому нужны новые механизмы борьбы с болезнетворными бактериями. В данный момент учеными разрабатываются новые стратегии для борьбы с бактериальными заболеваниями. Но сейчас основной задачей человечества является прекращение бесконтрольного использования антибиотиков. Другими словами не следует использовать антибиотики без серьезной угрозы здоровью.

В данной работе цели и задачи мной были достигнуты.
Список литературы:

1. Миндлин С.З., Петрова М.А., Басс И.А., Горленко Ж.М. Происхождение, эволюция и миграция генов лекарственной устойчивости // Генетика. 2006. Т. 42. №11. С. 1495-1511.
2. Петрова М.А. Горизонтальный перенос генов устойчивости к соединениям ртути и антибиотикам в природных популяциях палеобактерий. Диссертация на соискание степени доктора биологических наук. Москва: 2013. С. 52-89.
3. Егоров Н. С. Основы учения об антибиотиках. Учебник (изд. 6-е). М.: Издательство МГУ, 2004. С. 7-61.
4. Энциклопедия для детей Аванта+ // Химия. Т.17. М.: Аванта+, 2004. С. 329.
5. Ovchinnikov Yu.A., Monastyrskaya G.S., Gubanov V.V., Lipkin V.M., Sverdlov E.D., Kiver I.F., Bass I.A., Mindlin S.Z., Danilevskaya O.N., Khesin R.B. Primary structure of Escherichia coli RNA polymerase nucleotide substitution in the beta subunit gene of the rifampicin resistant rpoB255 mutant // Molecular and General Genetics. 1981. V.184. №3. С. 536-538
6. Чеботарь И.В., Маянский А.Н.,Кончакова Е.Д., Лазарева А.В., Чистякова В.П. Антибиотикорезистентность биопленочных бактерий // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2012. Т. 14, № 1. С. 51-58.

Достарыңызбен бөлісу:

Антибиотики

Много веков назад было замечено, что зеленая плесень помогает в лечении тяжелых гнойных ран. Но в те далекие времена не знали ни о микробах, ни об антибиотиках. Первое научное описание лечебного действия зеленой плесени сделали в 70-х годах 19 века русские ученые В.А.Манассеин и А.Г. Полотебнов. После этого на несколько десятилетий о зеленой плесени забыли, и только в 1929 году она стала настоящей сенсацией, перевернувшей научный мир. Феноменальные качества этого неприятного живого организма изучил профессор микробиологии Лондонского университета Александр Флеминг.

Опыты Флеминга показали, что зеленая плесень вырабатывает особое вещество, обладающее антибактериальными свойствами и подавляющее рост многих болезнетворных микроорганизмов.

Антибиотики. История получения и применения антибиотиков

Это вещество ученый назвал пенициллином, по научному названию вырабатывающих его плесневых грибов. В ходе дальнейших исследований Флеминг выяснил, что пенициллин губительно действует на микробы, но вместе с тем не оказывает отрицательного действия на лейкоциты, принимающие активное участие в борьбе с инфекцией, и другие клетки организма. Но Флемингу не удалось выделить чистую культуру пенициллина для производства лекарственных препаратов.

Учение об антибиотиках — молодая синтетическая ветвь современного естествознания. Впервые в 1940 году был получен в кристаллическом виде химиотерапевтический препарат микробного происхождения – пенициллин — антибиотик, открывший летоисчисление эры антибиотиков.

Многие учёные мечтали о создании таких препаратов, которые можно было бы использовать при лечении различных заболеваний человека, о препаратах, способных убивать патогенных бактерий, не оказывая вредного действия на организм больного.

Пауль Эрлих (1854-1915) в результате многочисленных опытов синтезировал в 1912 году мышьяковистый препарат — сальварсан, убивающий in vitro возбудителя сифилиса. В 30-х годах прошлого столетия в результате химического синтеза были получены новые органические соединения – сульфамиды, среди которых красный стрептоцид (пронтозил) был первым эффективным препаратом, оказавшим терапевтическое действие при тяжёлых стрептококковых инфекциях.

Он долгое время пребывал в гордом одиночестве, если не считать используемого индейцами Южной и Центральной Америки для лечения малярии хинина — алкалоида хинного дерева. Только спустя четверть века были открыты сульфаниламидные препараты, а в 1940 году Александр Флеминг выделил в чистом виде пенициллин.

В 1937 году в нашей стране был синтезирован сульфидин – соединение, близкое к пронтозилу. Открытие сульфамидных препаратов и применение их в медицинской практике составило известную эпоху в химиотерапии многих инфекционных заболеваний, в том числе сепсиса, менингита, пневмонии, рожистого воспаления, гонореи и некоторых других.

Луи Пастер и С. Джеберт в 1877 году сообщили, что аэробные бактерии подавляют рост Bacillus anthracis.

В конце XIX века В. А. Манассеин (1841-1901) и А. Г. Полотебнов (1838-1908) показали, что грибы из рода Penicillium способны задерживать в условиях in vivo развитие возбудителей ряда кожных заболеваний человека.

И. И. Мечников (1845 — 1916) ещё в 1894 году обратил внимание на возможность использования некоторых сапрофитных бактерий в борьбе с патогенными микроорганизмами.

В 1896 году Р. Гозио из культурной жидкости Penicillium brevicompactum выделил кристаллическое соединение — микофеноловую кислоту, подавляющее рост бактерий сибирской язвы.

Эммирих и Лоу в 1899 году сообщили об антибиотическом веществе, образуемом Pseudomonas pyocyanea, они назвали его пиоцианазой; препарат использовался в качестве лечебного фактора как местный антисептик.

В 1910-1913 годах O. Black и U. Alsberg выделили из гриба рода Penicillium пеницилловую кислоту, обладающую антимикробными свойствами.

В 1929 году А. Флемингом был открыт новый препарат пенициллин , который только в 1940 году удалось выделить в кристаллическом виде.

Открытие Флеминга

В 1922 году после неудачных попыток выделить возбудителя простудных заболеваний Флеминг чисто случайно открыл лизоцим (название придумал профессор Райт) — фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. К сожалению, перспективы медицинского использования лизоцима оказались довольно ограниченными, поскольку он был достаточно эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов. Это открытие побудило Флеминга заняться поисками других антибактериальных препаратов, которые были бы безвредны для организма человека.

Следующая счастливая случайность - открытие Флемингом пенициллина в 1928 году — явилась результатом стечения ряда обстоятельств, столь невероятных, что в них почти невозможно поверить. В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2-3 недели, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным 40-50 чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал культуры одну за другой, чтобы не пропустить что-нибудь интересное. В одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала высеянную культуру бактерии. Отделив плесень, он установил, что «бульон», на котором разрослась плесень, приобрел выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также имел бактерицидные и бактериологические свойства.

Неряшливость Флеминга и сделанное им наблюдение явились двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась к очень редкому виду. Вероятно, она была занесена из лаборатории, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. Флеминг оставил ставшую впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать. Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для роста плесени, а последовавшее затем потепление - для бактерий. Как выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано знаменитое открытие.

Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о пенициллине. Он писал, что это «эффективная антибактериальная субстанция…, оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки и палочки дифтерийной группы. .. Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных… Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь». Зная это, Флеминг не сделал тем не менее столь очевидного следующего шага, который 12 лет спустя был предпринят Хоуардом У. Флори и состоял в том, чтобы выяснить, будут ли спасены от летальной инфекции мыши, если лечить их инъекциями пенициллинового бульона. Флеминг назначил его нескольким пациентам для наружного применения. Однако результаты были противоречивыми. Раствор оказался нестабильным и с трудом поддавался очистке, если речь шла о больших его количествах.

Подобно Пастеровскому институту в Париже, отделение вакцинации в больнице Св. Марии, где работал Флеминг, существовало благодаря продаже вакцин. Флеминг обнаружил, что в процессе приготовления вакцин пенициллин помогает предохранить культуры от стафилококка. Это было техническое достижение, и ученый широко пользовался им, еженедельно отдавая распоряжения изготовлять большие партии бульона. Он делился образцами культуры пенициллина с коллегами в других лабораториях, но ни разу не упомянул о пенициллине ни в одной из 27 статей и лекций, опубликованных им в 1930-1940 годы, даже если речь шла о веществах, вызывав ющих гибель бактерий.

Таким образом, к моменту получения пенициллина в очищенном виде было известно пять антибиотических средств (микофеноловая кислота, пиоцианаза, актиномицетин, мицетин и тиротрицин). В последующем число антибиотиков быстро росло и к настоящему времени их описано почти 7000 (образуемых лишь микроорганизмами); при этом только около 160 используется в медицинской практике. С получением пенициллина как препарата (1940 год) возникло новое направление в науке – учение об антибиотиках, которое необычайно быстро развивается в последние десятилетия.

В 70-х годах ежегодно описывалось более 300 новых антибиотиков. В 1937 году Вельш описал первый антибиотик стрептомицетного происхождения актимицетин, в 1939 году Красильниковым и Кореняко был получен мицетин и Дюбо – тиротрицин. Впоследующем число антибиотиков росло очень быстрыми темпами.

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 года была присуждена совместно Флемингу, Чейну и Флори «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». 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 10 лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах.

Побочные действия

Однако антибиотики - это не только панацея от микробов, но и сильные яды. Ведя на уровне микромира между собой смертоносные войны, с их помощью одни микроорганизмы безжалостно расправляются с другими. Человек подметил это свойство антибиотиков и использовал его в своих целях - начал расправляться с микробами их же собственным оружием, создал на основе природных сотни еще более мощных синтетических препаратов. И все же предначертанное антибиотикам самой природой свойство убивать по-прежнему неотъемлемо от них.

Все антибиотики, без исключений, обладают побочными действиями! Это следует уже из самого названия таких веществ. Естественное природное свойство всех антибиотиков убивать микробы и микроорганизмы, к сожалению, невозможно направить на уничтожение только одного вида бактерий или микробов. Уничтожая вредные бактерии и микроорганизмы, любой антибиотик неминуемо оказывает такое же угнетающее воздействие и на все схожие с "врагом" полезные микроорганизмы, которые, как известно, принимают активное участие практически во всех процессах происходящих в нашем организме.

Народной медицине давно были известны некоторые способы применения в качестве лечебных средств микроорганизмов или продуктов их обмена, однако причина их лечебного действия в то время оставалась неизвестной. Например, для лечения некоторых язв, кишечных расстройств и других заболеваний в народной медицине применялся заплесневевший хлеб.

В 1871-1872 гг. появились работы русских исследователей В. А. Манассеина и А. Г. Полотебнова, в которых сообщалось о практическом использовании зеленой плесени для заживления кожных язв у человека. Первые сведения об антагонизме бактерий были обнародованы основоположником микробиологии Луи Пастером в 1877 г. Он обратил внимание на подавление развития возбудителя сибирской язвы некоторыми сапрофитными бактериями и высказал мысль о возможности практического использования этого явления.

С именем русского ученого И. И. Мечников а (1894) связано научно обоснованное практическое использование антагонизма между энтеробактериями, вызывающими кишечные расстройства, и молочнокислыми микроорганизмами, в частности болгарской палочкой («мечниковская простокваша»), для лечения кишечных заболеваний человека.

Русский врач Э. Гартье (1905) применил кисломолочные продукты, приготовленные на заквасках, содержащих ацидофильную палочку, для лечения кишечных расстройств.

История открытия антибиотиков

Как оказалось, ацидофильная палочка обладает более ярко выраженными антагонистическими свойствами по сравнению с болгарской палочкой.

В конце XIX - начале XX в. были открыты антагонистические свойства у спорообразующих бактерий. К этому же периоду относятся первые работы, в которых описываются антагонистические свойства у актиномицетов. Позднее из культуры почвенной спороносной палочки Bacillus brevis Р. Дюбо (1939) удалось выделить антибиотическое вещество, названное тиротрицином, которое представляло собой смесь двух антибиотиков - тироцидина и грамицидина. В 1942 г. советскими исследователями Г. Ф. Гаузе и М. Г. Бражниковой был выделен из подмосковных почв новый штамм Bacillus brevis, синтезирующий антибиотик грамицидин С, отличающийся от грамицидина Дюбо.

В 1939 г. Н. А. Красильников и А. И. Кореняко из культуры фиолетового актиномицета Actinomyces violaceus, выделенного ими из почвы, получили первый антибиотик актиномицетного происхождения - мицетин - и изучили условия биосинтеза и применения мицетина в клинике.

А. Флеминг, изучая стрептококков, выращивал их на питательной среде в чашках Петри. На одной из чашек вместе со стафилококками выросла колония плесневого гриба, вокруг которой стафилококки не развивались. Заинтересовавшись этим явлением, Флеминг выделил культуру гриба, определенную затем как Penicillium notatum. Выделить вещество, подавляющее рост стафилококков, удалось только в 1940 г. оксфордской группе исследователей. Полученный антибиотик был назван пенициллином.

С открытия пенициллина началась новая эра в лечении инфекционных болезней - эра применения антибиотиков. В короткий срок возникла и развилась новая отрасль промышленности, производящая антибиотики в крупных масштабах. Теперь вопросы микробного антагонизма приобрели важное практическое значение и работы по выявлению новых микроорганизмов - продуцентов антибиотиков стали носить целенаправленный характер.

В СССР получением пенициллина успешно занималась группа исследователей под руководством 3. В. Ермольевой. В 1942 г. был выработан отечественный препарат пенициллина. Ваксманом и Вудрафом из культуры Actinomyces antibioticus был выделен антибиотик актиномицин, который впоследствии стал использоваться как противораковое средство.

Первым антибиотиком актиномицетного происхождения, нашедшим широкое применение особенно при лечении туберкулеза, был стрептомицин, открытый в 1944 г. Ваксманом с сотрудниками. К противотуберкулезным антибиотикам относятся также открытые позже виомицин (флоримицин), циклосерин, канамицин, рифамицин.

В последующие годы интенсивные поиски новых соединений привели к открытию ряда других терапевтически ценных антибиотиков, нашедших широкое применение в медицине. К ним относятся препараты с широким спектром антимикробного действия. Они подавляют рост не только грамположительных бактерий, которые более чувствительны к действию антибиотиков (возбудители пневмонии, различных нагноений, сибирской язвы, столбняка, дифтерии, туберкулеза), но и грам отрицательных микроорганизмов, которые более устойчивы к действию антибиотиков (возбудители брюшного тифа, дизентерии, холеры, бруцеллеза, туляремии), а также риккетсий (возбудители сыпного тифа) и крупных вирусов (возбудители пситтакоза, лимфогранулематоза, трахомы и др.). К таким антибиотикам относятся хлорамфеникол (левомицетин), хлортетрациклин (биомицин), окситетрациклин (террамицин), тетрациклин, неомицин (колимицин, мицерин), канамицин, паромомицин (мономицин) и др. Кроме того, в распоряжении врачей в настоящее время имеется группа антибиотиков резерва, активных в отношении устойчивых к пенициллину грамположительных болезнетворных мик роорганизмов, а также противогрибные антибиотики (нистатин, гризеофульвин, амфотерицин В, леворин).

В настоящее время число известных антибиотиков приближается к 2000, однако в клинической практике используется всего около 50.

Антибиотик – это химическое вещество, которое производится одним организмом и разрушает другой. Название «антибиотик» произошло от слова «антибиоз» (с гр. «anti» — «против», «bios» — «жизнь») – термина, который в 1889 году ввел ученик Луи Пастера Пол Виллемин. Он означает процесс, посредством которого одна жизнь может быть использована для разрушения другой.

"Жизнь против жизни"

В широком понимании антибиотики – это общее название лекарственных средств, которые используют для борьбы с бактериальными заболеваниями. Они содержат вещества, которое вырабатывается некоторыми микробами. Антибиотики получают из растений, грибов, воды, почвы и даже воздуха. Попадая в организм, они атакуют и убивают инфекцию, но не повреждают здоровые клетки. Антибиотики используются для лечения различных опасных болезней, таких как туберкулез, сифилис, дифтерия и много других.

Люди используют антибиотики уже более 2500 лет. Конечно, раньше они имели несколько другой вид, нежели тот, к которому привык современный человек. Никаких таблеток и капсул – только то, что можно было достать в природе. К примеру, в качестве антибиотиков часто использовали плесень – она помогала вылечить сыпь, гнойные раны и кожные инфекции.

В конце 1800-х начался настоящий бум в сфере медицинских исследований. Главной причиной является изобретение инструмента, без которого сегодня не обходится ни одна лаборатория – микроскопа. Ученые впервые открыли для себя мир микроорганизмов, которых нельзя увидеть невооруженным глазом.

Луи Пастер обнаружил, что не все бактерии безвредны для человека. Он исследовал анализы множества больных пациентов и доказал существование болезнетворных бактерий. После него исследованием инфекций занялся Роберт Кох, который разработал метод выделения и размножения бактерий. С того момента ученые пытались разработать препараты, которые смогут убивать микробы, но все они оказывались либо опасными, либо неэффективными.

Открытие Александра Флеминга

Тысячи лет человечество безрезультатно боролось с эпидемиями смертоносных болезней. 90% детей умирали в младенческом возрасте от инфекций, которые сегодня можно вылечить за несколько дней. Еще двести лет назад не существовало эффективного лечения таких заболеваний, как пневмония, гонорея или ревматическая лихорадка.

Больницы были переполнены людьми с заражением крови, которое началось из-за банальной царапины или раны. Конечно, впоследствии все они умирали. Все изменилось только после изобретения антибиотика под названием пенициллин.

Антибиотики являются соединениями, продуцируемыми бактериями и грибами, которые способны убивать или ингибировать конкурирующие виды микроорганизмов. Это явление давно известно – еще древние египтяне применяли примочки с заплесневелого хлеба для инфицированных ран. Но пенициллин, первый настоящий антибиотик, был обнаружен только в 1928 году. Его открыл Александр Флеминг – профессор бактериологии в больнице Святой Марии в Лондоне.

Вернувшись из отпуска 3 сентября 1928 года, Флеминг начал сортировать чашки Петри, содержащие колонии стафилококковых бактерий, которые вызывают боль в горле, фурункулы и абсцессы. В одной из чашек он заметил что-то необычное. Она была усеяна колониями стафилококка, за исключением одной области. Крохотная зона, где находилась капля плесени, была абсолютно чистой от бактерий. Пространство вокруг плесени, которою позже назвали редким штаммом Penicillium notatum, было прозрачным. Казалось, что плесень выделяла нечто, препятствующее росту бактерий.

Флеминг обнаружил, что плесень способна убивать широкий спектр вредных бактерий, таких как стрептококк, менингококк и дифтерийная палочка. Затем он начал работать над новым заданием. Ученый поставил перед своими учениками Стюартом Крэддоком и Фредериком Ридли трудную задачу – они должны были выделить из плесени чистый пенициллин. Эксперимент до конца не удался – они смогли подготовить только растворы сырого материала.

Флеминг опубликовал свои результаты в «Британском журнале экспериментальной патологии» в июне 1929 года. В докладе он лишь слегка коснулся потенциальных терапевтических преимуществ пенициллина. На этом этапе было похоже, что главной целью его исследований будет поиск нечувствительных к пенициллину бактерий. Это, по крайней мере, имело практическое значение для бактериологов и сохраняло их интерес к пенициллину.

Другие ученые, в том числе Гарольд Райстрик, профессор биохимии Лондонской школы гигиены и тропической медицины, также пытались очистить пенициллин. Но все они потерпели неудачу.

Исследование пенициллина в Оксфордском университете

Говард Флори, Эрнст Чейн и их коллеги из школы патологии сэра Уильяма Данна в Оксфордском университете превратили пенициллин из лабораторного любопытства в жизненно важный препарат. Их работа по очистке пенициллина началась 1939 году. Из-за военных условий проводить исследования было особенно трудно. Для выполнения программы экспериментов на животных и клинических испытаний команде необходимо было обработать до 500 литров фильтрата плесени в неделю.

Они начали выращивать его в разнообразных емкостях, которые совсем не были похожи на сосуды для культивирования: ваннах, подносах, молочных бутылках и пищевых банках. Позже на их заказ был разработан специальный ферментационный сосуд. Ученые наняли команду «пенициллиновых девочек», которые следили за ферментацией. Фактически, лабораторию Оксфорда превратили в пенициллиновую фабрику.

Между тем, биохимик Норманн Хитли извлек пенициллин из огромных объемов фильтрата путем экстракции его в амилацетат, а затем обратно в воду с использованием противоточной системы. Эдвард Абрахам, другой биохимик, которого наняли для ускорения производства, задействовал недавно открытую методику хроматографии на колонке удаления примесей из пенициллина.

В 1940 году Говард Флори провел важные эксперименты, которые показали, что пенициллин может защитить мышей от инфицирования смертоносными стрептококками. Затем, 12 февраля 1941 года 43-летний полицейский Альберт Александер стал первым человеком, который испытал на себе оксфордский пенициллин. Он поцарапал губы во время обрезки роз, после чего развилась угрожающая жизни инфекция с огромными абсцессами, которые поразили глаза, лицо и легкие.

Через несколько дней после инъекции состояние пациента заметно улучшилось. Но запасы лекарств закончились, и через несколько дней он умер. Гораздо лучшие результаты последовали за другими пациентами, и вскоре возникли планы сделать пенициллин доступным для британских солдат, которые получали ранения на поле боя.

Производство пенициллина в США во время Второй мировой войны

Говард Флори признал, что крупномасштабное производство пенициллина невозможно осуществить в Британии, где химическая промышленность была полностью поглощена военными действиями. При поддержке фонда Рокфеллера Флори и его коллега Норман Хитли летом 1941 года отправились в Соединенные Штаты. Они планировали заинтересовать американскую фармацевтическую промышленность производством пенициллина в больших масштабах.

Йельский физиолог Джон Фултон связал своих британских коллег с людьми, которые могли бы помочь им в достижении этой цели. И вскоре она была достигнута – заняться производством решила Северная региональная исследовательская лаборатория Департамента (NRRL) в Пеории, штат Иллинойс.

Через несколько недель ученый Эндрю Мойер обнаружил, что можно значительно увеличить выход пенициллина, заменив лактозу, которые использовали оксфордские исследователи, сахарозой. Вскоре после этого он сделал еще более важное открытие – Мойер увидел, что добавление кукурузного раствора в среду для ферментации привело к десятикратному увеличению выхода.

Вскоре начался глобальный поиск лучших штаммов, которые продуцируют пенициллин. Образцы почв отправлялись в NRRL со всего мира. По иронии судьбы, наиболее подходящей оказалась заплесневевшая дыня с фруктового рынка Пеории. Более продуктивный мутант так называемого штамма канталупы был получен с использованием рентгеновских лучей в Институте Карнеги. Время шло, а применение пенициллина все еще ограничивалось клиническими испытаниями.

Стадии ферментации, восстановления, очистки и упаковки быстро уступили совместным усилиям ученых-химиков и инженеров, которые работали над экспериментальным производством пенициллина. 1 марта 1944 года компания Pfizer открыла первый коммерческий завод для крупномасштабного производства пенициллина в Бруклине, Нью-Йорк.

"Чудо-лекарство"

Тем временем клинические исследования в военном и гражданском секторах подтвердили терапевтические свойства пенициллина. Они показали, что препарат эффективен при лечении широкого спектра болезней, включая стрептококковые, стафилококковые и гонококковые инфекции. Армия США установила ценность пенициллина для лечения хирургических и раневых инфекций.

Клинические исследования также продемонстрировали его эффективность против сифилиса, и к 1944 году он стал основным средством лечения этой болезни в вооруженных силах Великобритании и Соединенных Штатов. Поскольку слухи относительно этого нового «чудо-лекарства» стала доходить до общественности, спрос на пенициллин увеличился. Но сначала поставки были ограничены, и приоритет отдавался военному использованию.

К счастью, с начала 1944 года производство пенициллина начало резко увеличиваться – с 21 до 1663 миллиардов единиц. А уже в 1945 году эта цифра составляла 6,8 триллионов. Американскому правительству удалось в конечном итоге снять все ограничения на доступность препарата, и состоянием на 15 марта 1945 года пенициллин стал доступен каждому потребителю – приобрести его можно было в ближайшей аптеке.

К 1949 году годовой объем производства пенициллина в Соединенных Штатах составлял 133,229 миллиарда единиц, а цена упала с 20 долларов (1943 год) до 10 центов.

На страже человечества

В настоящее время используется на фармацевтическом рынке доступно более 70 различных видов антибиотиков. Большинство из них используется для лечения инфекций, некоторые – для грибов и простейших. Сегодня они считаются полностью безопасным лекарством, конечно, при условии соблюдения дозировки.

Ученые постоянно работают над изобретением новых антибиотиков. Они испытывают тысячи природных растений и химических веществ. Это обусловлено тем, что инфекции вырабатывают иммунитет к устаревшим препаратам. С каждым годом они мутируют и совершенствуются, поэтому эффективное лечение значительно усложняется.

Антибиотики – великое изобретение, возможно, одно из лучших.

Они помогают людям выживать в борьбе с болезнями и инфекциями, которые в противном случае могли бы их убить. Антибиотики спасают жизни – что может быть полезней? Главное – использовать их с умом.

Введение

Тот факт, что одни микробы могут каким - либо образом задерживать рост других, был хорошо известен издавна. В 1928 - 1929 гг. А. Флеминг открыл штамм плесневого гриба пенициллина (Penicillium notatum), выделяющего химическое вещество, которое задерживает рост стафилококка. Вещество было названо «пенициллин», однако лишь в 1940 г. Х. Флори и Э. Чейн были удостоены Нобелевской премии. В нашей стране большой вклад в учение об антибиотиках внесли З.В. Ермольева и Г.Ф. Гаузе.

Сам термин «антибиотик» (от греч. anti, bios - против жизни) был предложен С. Ваксманом в 1842 г. Для обозначения природных веществ, продуцируемых микроорганизмами и в низких концентрациях антагонистичных к росту других бактерий.

Антибиотики - это химиотерапевтические препараты из химических соединений биологического происхождения (природные), а также их полусинтетические производные и синтетические аналоги, которые в низких концентрациях оказывают избирательное повреждающее или губительное действие на микроорганизмы и опухоли.

История открытия антибиотиков

В народной медицине для обработки ран и лечения туберкулеза издавна применяли экстракты лишайников. Позднее в состав мазей для обработки поверхностных ран стали включать экстракты бактерий Pseudomonas aeruginosa, хотя почему они помогают, никто не знал, и феномен антибиоза был неизвестен.

Однако некоторые из первых ученых-микробиологов сумели обнаружить и описать антибиоз (угнетение одними организмами роста других). Дело в том, что антагонистические отношения между разными микроорганизмами проявляются при их росте в смешанной культуре. До разработки методов чистого культивирования разные бактерии и плесени выращивались вместе, т.е. в оптимальных для проявления антибиоза условиях. Луи Пастер еще в 1877 описал антибиоз между бактериями почвы и патогенными бактериями - возбудителями сибирской язвы. Он даже предположил, что антибиоз может стать основой методов лечения.

Первые антибиотики были выделены еще до того, как стала известной их способность угнетать рост микроорганизмов. Так, в 1860 был получен в кристаллической форме синий пигмент пиоцианин, вырабатываемый небольшими подвижными палочковидными бактериями рода Pseudomonas, но его антибиотические свойства были обнаружены лишь через много лет. В 1896 из культуры плесени удалось кристаллизовать еще одно химическое вещество такого рода, получившее название микофеноловая кислота.

Постепенно выяснилось, что антибиоз имеет химическую природу и обусловлен выработкой специфических химических соединений.

Появление термина «антибиотики» было связано с получением и внедрением в лечебную практику нового химиотерапевтического препарата пенициллина, активность которого в отношении патогенных кокков и других бактерий значительно превосходило действие сульфаниламида.

Первооткрывателем пенициллина является английский микробиолог А. Флеминг, который, начиная с 1920 г., изучал антибактериальные свойства зелёной плесени - гриба рода Penicillium. А. Флеминг более 10 лет пытался получить и выделить пенициллин из культуральной жидкости в химически чистом виде, пригодном для клинического применения. Однако это удалось сделать лишь в 1940 году после начала второй мировой войны, когда потребовалось новые, более эффективные, чем сульфаниламиды, лекарственные средства для лечения гнойных осложнений ран и сепсиса. Английскому патологу Г. Флори и биохимику Э. Чейну удалось выделить нестойкую пенициллиновую кислоту и получить её соль, стабильно сохраняющую свою антибактериальную активность. В 1943 г. Производство пенициллина было развёрнуто в США. З. В. Ермольева явилась одним из организаторов производства пенициллина в нашей стране во время Великой Отечественной войны.

Успех клинического применения пенициллина послужил сигналом к проведению широких исследований в разных странах мира, направленных на поиск новых антибиотиков. С этой целью бала изучена способность многочисленных штаммов грибов, актиномицетов и бактерий, хранящихся в микробных музеях разных институтов и вновь выделенных из окружающей среды, главным образом почвы, продуцировать антибиотические вещества. В результате этих исследований, З. Ваксманом и др. в 1943 г. Был открыт стрептомицин, а затем и многие другие антибиотики.