Пеніцилін - що це?
Антибіотик, що має бактерицидну дію щодо чутливих мікроорганізмів, пов'язане з пригніченням біосинтезу мукопротеинов клітинної стінки.
Принцип роботи антибіотика полягає в гальмуванні або придушенні хімічної реакції, яка потрібна для існування бактерії.
Пеніциліни продукуються культурами Penicillium notatum та P. chrysogenum. До природних пеніцилінів належать бензилпеніцилін та феноксиметилпеніцилін.
Препарат активний при інфекціях, викликаних пеніціллінчувствітельнимі мікроорганізмами: стрептококи груп A, C, G, L і М, ентерококи, пневмококи, не продукують пеніциліназу штами стафілококів, менінгококи, гонококи і інш.
Пеніцилін блокує молекули, що беруть участь у будівництві нових клітинних оболонок бактерій, наче певний бар’єр, який стримує шкідливі організми.
Завдяки пеніциліну та іншим антибіотикам, створеним за таким самим принципом, було врятовано незчисленну кількість людських життів. Але підступні бактерії теж не стоять на місці. Крім того, пеніцилін став першим антибіотиком, на прикладі якого було помічено виникнення стійкості мікробів до антибіотиків. Вони швидко розмножуються: наприклад, збудник холери ділиться приблизно раз на годину. Усього за добу у холерного вібріона з’являється стільки поколінь нащадків, скільки людей народилося за останні 100 років. Це означає, що бактерії також еволюціонують і стають резистентними, тобто не бояться наших антибіотиків. Деякі види бактерій здатні виробляти гени, які захищають їх від дії ліків. Вони виживають під час лікування, розмножуються і передають свої гени потомству. Через це ефективність препаратів в майбутньому суттєво знижується.
Характерні зелені колонії пеніцилів на чашці Петрі: світлі шерстисті колонії - Penicillium commune, темна бархатиста - Penicillium chrysogenum.
Фото гриба роду Пеніцил
На сьогодні проблему резистентності бактерій до антибіотиків вирішити неможливо. Бактерії розвинули резистентність до всіх існуючих видів препаратів. Єдине, що ми можемо зробити, щоб не потрапити на гачок підступних бактерій, це усвідомлено лікуватися антибіотиками. І пам’ятати, що звичний нам грип чи ОРВІ – це вірусні захворювання, і антибіотики не допоможуть, а лише в майбутньому можуть нашкодити.
Історя пеніциліна та пеніцилін в історії
Пеніцилін проголосив початок ери антибіотиків. Поява цих ліків без перебільшення стала революційною і багато в чому змінила світ життя людства після винаходу пеніциліну розділилося на "до" і "після". Ліків, які врятували від смерті таку кількість людей, у попередній світовій історії просто не було.
Пеніцилін отримано вперше з цвілевих грибів роду Penicillium.
Згадки про використання цвілі зустрічалися ще в роботах перського вченого Авіценни (II ст.) і швейцарського лікаря-філософа Парацельса (XIV ст.).
Авіценна
Ібн Сіна
Парацельс
У 1896 році італійський лікар Бартоломео Гозіо, вивчаючи причини зараження цвіллю рису, вивів формулу схожу на пеніцилін. Але через те, що він не зміг дати цьому відкриттю практичного застосування, воно було забуте.
Бартоломео Гозіо
У 1897 р французький лікар Ернест Дюшен звернув увагу на те, що арабські конюхи збирали цвіль і лікували нею рани коней. Досліджуючи цвіль, він виявив її руйнівну дію на паличку черевного тифу. Свої дослідження вчений представив в паризькому інституті Пастера, але вони не були визнані.
У 1913 р. американські вчені Карл Альсберг і Отіс Фішер Блек отримали кислоту з цвілі, яка мала протимікробну дію, однак, дослідження довелося перервати через початок Першої світової війни.
Британський мікробіолог з Шотландії Александер Флемінг 15 вересня 1928 року виділив перший у світі антибіотик - пеніцилін.
Александер Флемінг у своїй лабораторії
Перша світова війна, учасником якої був А. Флемінг, продемонструвала вразливі місця медичної науки: велика кількість солдатів з інфекціями та інфікованими ранами гинули, навіть якщо проводилася їхня повна хірургічна обробка. Флемінг почав шукати ліки, які могли б вбивати бактерії і допомогли б врятувати життя солдатів.
Першої світової війни 1917 рж Кольорова фотографія (Автохром) Фернана Cuville (1887-1927). Бьюси-ле-Лонг, Ена, Франція.
Історія винайдення ліків обросла цілим рядом легенд. Одні кажуть, що це була випадковість. Пеніцилін винайшли через елементарні лінощі Флемінга, який відкладав миття своїх чашок Петрі до останнього і в результаті виявив унікальну плісняву Penicillium notatum. Вона перешкоджала нормальному розвитку бактерії.
Сферичний пеніцилін у вакуумі
Інші стверджують, що учений довгі роки працював над винайденням антибактеріального препарату.
Право на існування має, як одна, так й інша теорія. Та те, що мікробіолог виділив пеніцилін, який став проривом у медицині - залишається фактом.
Сьогодні образ чашки Петрі став логотипом музею лабораторії А. Флемінга в лікарні Св. Марії.
Хоча Флемінг і бачив великий потенціал цього відкриття, все ж таки не був хіміком, тому не зміг ізолювати активну антибактерію пеніциліну. Йому також не вдавалося зберегти дію цього елемента на тривалий час, аби випробувати її на людях. 1929 року Флемінг описав своє відкриття в статті, яка так нікого й не зацікавила.
1940 року, у розпал Другої світової війни, два науковці Оксфордського університету, австралієць Говард Флорі та німецький біженець Ернст Чейн почали дослідження у галузі бактеріології, працюючи з пеніциліном.
У Оксфордському університеті організували міні-фабрики, де «пеніцилінові дівчатка» в спеціально розроблених ферментативних флягах («матрацах») виробляли цей продукт.
Початок Другої світової війни і бомбардування Великої Британії з повітря, особливо сильні в 1940-41 рр., серйозно ускладнили роботу над новими ліками. Оксфордська група вирішує, на випадок несприятливого розвитку воєнних подій, заховати плісняві спори, просочивши бульйоном прокладки піджаків і кишень.
Чейн говорив: "Якщо мене вб'ють, насамперед хапайте мій піджак".
Центр Лондона 3 січня 1941 року
У 1941 році Флорі вирушив до США з колбою отриманого у лабораторії пеніциліну у пошуках комерційної допомоги, залишивши Чейна в Англії.
Тут у Лос-Анджелесі, відбулося й перше випробування пеніциліну. Ним лікували пораненого у перестрілці поліцейського, котрого все ж таки не вдалося врятувати, тому що закінчився сам препарат: його було всього 3 грами.
На екстракті американської кукурудзи вихід пеніциліну збільшився у 20 разів. Потім учені замислюють пошукати нові штами цвілі, більш продуктивні, ніж Penicillium notatum.
В їхню американську лабораторію починають надходити зразки цвілі з усього світу. Спеціально найнята співробітниця (вона навіть отримує глузливе прізвисько - Запліснявіла Мері) скуповує на ринку всі зіпсовані продукти. Одного разу в гнилій дині знаходять продуктивний штам Penicillium chrysogenum.
У тому ж 1941 році США вступили у війну та почали державну програму масового виготовлення пеніциліну. Однією з компаній, що приєдналася до неї, був Pfizer: хоча в 1941 році вони ще не виготовляли медикаменти, проте мали великий досвід у виготовленні лимонної кислоти шляхом бактеріальної переробки цукру.
Випуск пеніциліну збільшився з 40 тисяч одиниць за весь 1943 рік до 125 мільярдів за 1944 р.
Рекламний постер пеніциліну часів Другої світової війни
В армії пеніцилін з'явився під час висадки англо-американської армії на Сицилії в серпні 1943 р. Солдати-союзники вже від гангрени не вмирали. Тяжкопоранені бійці поверталися в стрій через місяць.
За це відкриття Флемінг, Флорі і Чейн були удостоєні в 1945 році Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини.
На церемонії її вручення представник Каролінського інституту, говорячи про внесок учених у науку, зазначив і те, що "вони зробили для перемоги над фашизмом більше, ніж 25 дивізій".
Вручення Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини А.Флемінгу. 1945 р.
При цьому, вчені заявили, що патентувати пеніцилін не будуть, пояснивши це тим, що цей винахід має допомагати людям, і не варто заробляти на цьому гроші. Це стало шоком для громадськості.
2028 року пеніцилін відзначить свій сотий день народження. Пеніцилін став «чарівною паличкою», яка перетворила смертельні хвороби на виліковні.