Пенициллин представляет собой антибиотик, который отличается широким антимикробным действием. Это первое действенное лекарство, которое помогает справляться со множеством сложных патологий, включая гангрену и сифилис. Также состав эффективен против инфекций, которые провоцируют стафилококки и стрептококки. Однако далеко не каждому современному человеку известно, кто именно изобрел пенициллин.
Ранние применения
Первые упоминания о применении плесени в лечебных целях можно найти в работах персидского исследователя Авиценны, которые датируются вторым веком. Также они встречаются в трудах швейцарского ученого Парацельса, датированных четырнадцатым столетием. В 1963 году эксперт в сфере этноботаники из Боливии Энрике Облитас Поблете описал использование плесени индейскими лекарями в эпоху инков. Они применяли данное вещество в пятнадцатом-шестнадцатом столетиях.
В 1896 году итальянский исследователь Бартоломео Гозион занимался исследованием причин поражения риса плесенью. В результате он создал формулу антибиотика, напоминающего пенициллин. Поскольку ученый не смог понять, каким образом использовать новое вещество на практике, его открытие в скором времени забыли.
В 1897 году французский доктор Эрнест Дюшен обратил внимание, что арабские конюхи занимаются сбором плесени с сырых седел и используют ее для лечения ран лошадей. Ученый детально исследовал плесень и испытал ее на морских свинках. После чего удалось обнаружить, что это вещество способно вызывать разрушение палочки брюшного тифа. Результаты своих изысканий исследователь продемонстрировал в парижском институте Пастера. Однако научное сообщество их не признало.
В 1913 году американские ученые Отис Фишер Блэк и Карл Альсберг добыли из плесени кислоту. Состав, который появился в результате их исследований, отличался противомикробными характеристиками. Однако специалистам не удалось продолжить свою работу, поскольку началась Первая мировая война.
Научное открытие
Открытие пенициллина стало настоящим прорывом в науке. При этом его изобретателем называют шотландского ученого Александра Флеминга. Создать новое вещество исследователю помогла случайность. Точная дата получения пенициллина – 28 сентября 1928 года.
Метод выделения
История появления первого антибиотика связана с именем британского бактериолога Александра Флеминга. В 1922 году после ряда безуспешных попыток найти возбудителя простудных болезней ученый открыл антибактериальный компонент слез – лизоцим. Этот фермент уничтожал некоторые бактерии и не причинял вреда здоровым тканям.
Материал для изучения исследователь получал путем закапывания сока лимона в глаза. Причем ученый делал это себе, коллегам и студентам. В результате ему удалось выяснить, что лизоцим не оказывал влияния на патогенные микроорганизмы. В итоге Флеминг продолжил искать действенное и безвредное противомикробное вещество. Его старания были успешными. Ученому удалось получить результат в 1928 году.
Исследователь был внимательным, но не слишком аккуратным микробиологом. Однажды он забыл на столе лаборатории непомытые чашки, в которых находились культуры микробов, и поехал на отдых. После возвращения из отпуска ученый увидел плесень, которая подавила развитие высеянных им патогенов. Новое вещество принадлежало к редчайшему виду Penicillium. Скорее всего, оно попало к Флемингу из размещенной внизу лаборатории, в которой выращивали образцы плесени из жилищ людей с бронхиальной астмой.
В череде счастливых случаев, кроме неряшливости Флеминга, его наблюдательности и удачного местонахождения лаборатории, оказались и погодные условия. В тот период в Лондоне похолодало, что повлияло на активное развитие плесени. При дальнейшем потеплении началось активное размножение бактериальных микроорганизмов.
Тут Флемингу пришло озарение. Он выдвинул предположение, что опасное влияние на бактериальные микроорганизмы оказал плесневый грибок. Эта теория нашла свое подтверждение, и исследователь создал из плесени вещество ярко-желтого оттенка. Оно и получило название «пенициллин».
Выяснилось, что, даже если развести пенициллин в 500-800 раз, он будет подавлять развитие не только стафилококков, но и других опасных бактерий – пневмококков, стрептококков, гонококков. К тому же вещество успешно справлялось с бациллами сибирской язвы и дифтерийной палочкой. При этом препарат не оказывал влияния на возбудителей холеры, паратифа и гриппа. Также он был неэффективен в отношении тифозной и кишечной палочки.
Важным открытием стало отсутствие негативного влияния пенициллина на человеческие лейкоциты. Причем его не было даже в дозах, которые многократно превышают губительное для стафилококков количество. В результате ученый сделал вывод, что для людей пенициллин не представляет угрозы.
На исследование характеристик открытого вещества Флеминг потратил примерно год. Несмотря на то, что ученый не сумел получить элемент в чистом виде, он поделился своим открытием с коллегами.
В процессе изучения пенициллина Флеминг попробовал использовать действенную антибактериальную субстанцию, которую он открыл и для краткости назвал пенициллином, для внешнего применения. Однако ученому не удалось получить достаточное количество антибиотика для проведения опытов. Готовый раствор с трудом удавалось очищать. К тому же он отличался нестабильностью.
Флеминг применял пенициллин в своей работе для того, чтобы дифференцировать бактериальные культуры. Образцами культуры пенициллинового гриба ученый поделился со своими коллегами, которые работали в других лабораториях. К тому же он разместил соответствующую публикацию в издании British Journal of Experimental Pathology.
Клинические испытания
Скорее всего, статья Флеминга осталась бы без внимания, если бы ученый в свое время не открыл лизоцим. Это событие стало объектом внимания профессора из Оксфорда Ховарда Флори. Ученого заинтересовала проблема, и он решил посотрудничать с Эрнстом Чейном. Во время окончания работы над указанным ферментом в 1938 году исследователя привлекла проблема антимикробных препаратов. В результате он нашел статью Флеминга, посвященную пенициллину. Она была датирована 1929 годом.
В период с 1939 по 1940 года Флори и Чейн совместно со своими единомышленниками занимались отработкой методики культивирования плесени, которая относилась к роду Penicillium. При этом они исследовали приема выделения и очищения активного антибиотика. К маю 1940 года ученым удалось скопить достаточный объем вещества. Его хватило для проведения опытов на зараженных мышах. Одержимого Флори в прямом смысле поразили результаты. Он сказал, что активность этого вещества напоминает чудо.
В 1940 году в журнале «Ланцет» участники Оксфордской группы напечатали работу, где поделились полученными результатами. Их труд назывался «Пенициллин как химиотерапевтический агент».
Впервые клинические испытания стали проводить в 1941 году. Они подтвердили результаты опытов на животных. В одну из оксфордских клиник попал полицейский, который погибал от генерализованной инфекции. На тот момент этические комитеты отсутствовали, и исследователи решились на введение больному пенициллина. На протяжении месяца состояние пациента понемногу улучшалось. Однако в итоге вещество закончилось, и полицейский умер. Тем не менее, в том же 1941 году ученым удалось спасти пациента с заражением крови. Это был пятнадцатилетний подросток.
Разработка промышленного производства
Вторая мировая война привела к острой потребности в пенициллине, однако наладить промышленное производство средства в военной Британии было невозможно. Лондон подвергался бомбардировкам. К тому же существовал риск вторжения фашистской армии в Великобританию.
Ученые даже решили избавиться от устройств для получения пенициллина и связанных с ними документов на случае, если враг доберется до Оксфорда. Для сохранения необходимого штамма плесени некоторые ученые нанесли ее споры на вещи. Благодаря этому любой из спасшихся исследователей сумел опять начать работу.
В июне 1941 года Флори вместе с экспертом-технологом Хитли направился в США, чтобы продолжить работу, начатую в Оксфорде. В конце 1942 года после успешного окончания клинических испытаний фирма «Мерк» наладила массовое изготовление пенициллина в Штатах и Британии. К моменту высадки союзников в Нормандии в 1944 году лаборатории США изготавливать такое количество пенициллина, которое могло бы удовлетворять армейские нужды и эффективно проводить антимикробную терапию.
После публикации второго отчета Флори об исследованиях антибактериальных средств британская газета «Тайм» напечатала статью относительно работы в Оксфорде. При этом имена исследователей там не фигурировали. Бывший наставник Флеминга Элмрот Райт написал в газету, кто является первооткрывателем пенициллина и в каком году он появился. После публикации интервью с ним в прессе один из профессоров Оксфорда сообщил «Тайм» о заслугах группы Флори. Однако тот не захотел общаться с журналистами, поскольку был уверен, что реклама негативно отражается на развитии науки.
Массовое производство
После изобретения пенициллина массовое производство вещества удалось наладить далеко не сразу. Это случилось во время Второй мировой войны. По ряду оценок, использование этого антибиотика в военные годы и после этого периода позволило спасти жизни 200 миллионам людей.
При этом массовому производству вещества предшествовал целый ряд работ. Использование экстракта американской кукурузы позволило увеличить выход пенициллина в 20 раз. После этого ученые решили заняться поисками новых штаммов плесени, которые являлись более продуктивными, нежели Penicillium notatum, который некогда залетел в окно Флеминга.
В лабораторию группы начали поступать образцы плесени из разных стран мира. В группу также вошла Мэри Хант, которая со временем получила прозвище «Заплесневелая Мэри». Это было связано с тем, что женщина скупала на рынке все продукты, покрытые плесенью. Именно эта женщина принесла с базара гнилую дыню, в которой удалось отыскать самый продуктивный штамм, поисками которого занимались исследователи.
На его основе удалось разработать технологию массового изготовления пенициллина. В 1945 году объем выпуска этого вещества достиг 15 тонн в год. Спустя 5 лет этот параметр составлял уже 150 тонн.
Пенициллин обладал сложным механизмом действия. Лишь в 1957 году его объяснил американский ученый Джеймс Парк, которому удалось открыть нуклеотид, подавляющий развитие стенки клеток множества микробов.
Последующие исследования продемонстрировали и основной минус пенициллина. Дело в том, что патогены быстро адаптировались к нему. Если в 1945 году полностью вылечить гонорею удавалось единственным уколом пенициллина в 300 тысяч единиц, то к началу семидесятых годов прошлого века требовался курс в 10 раз более мощных инъекций. К 1998 году 78 % гонококков проявляли стойкость к антибактериальным препаратам, сделанным на основе пенициллина. Потому любой антибиотик представляет собой основное лекарство прошлого века. В двадцать первом столетии перед учеными встала задача создания нового препарата, к которому микробы не смогут адаптироваться.
Советский аналог
В семидесятых годах девятнадцатого века врачи Полотебнов и Вячеслав Манассеин вели работы по изучению плесени. Им удалось установить, что она подавляет развитие остальных микроорганизмов. Полотебнов придумал использовать эти характеристики вещества в медицине – прежде всего, для лечения заболеваний кожи. Однако идея не нашла практического применения.
Когда же в СССР получили первые образцы пенициллина? Это случилось в 1942 году. Заслуга получения этого вещества принадлежит Зинаиде Ермольевой и Тамаре Балезиной. Они вывели штамм Penicillium Crustosum, который продуцирует пенициллин. Во время испытаний препарат продемонстрировал более высокую активность по сравнению с американскими и английскими аналогами. При этом полученный антибиотик утрачивал свои характеристики при хранении и приводил к увеличению температуры у людей.
Испытания пенициллина, созданного по западной технологии, начались в СССР в 1945 году. Технологию его создания освоили в НИИ эпидемиологии и гигиены Красной Армии. При этом руководителем был Николай Копылов.
Патенты
Многих людей интересует, кто запатентовал пенициллин. На самом деле документ никому не был выдан. Когда после открытия препарата Флеминг, Чейн и Флори получили одну Нобелевскую премию на троих, они наотрез отказались патентовать его. Ученые посчитали, что вещество, которое может спасти много человеческих жизней, не должно превращаться в источник обогащения. Это единственный научное открытие такого масштаба, на которое никто не стал заявлять авторские права.
Нобелевская премия
После того Флеминг, Флори и Чейн открыли пенициллин и навсегда вошли в историю, им была присвоена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Это произошло в 1945 году.
Изобретение пенициллина стало настоящим прорывом в области медицины. Благодаря этому открытию удалось спасти миллионы человеческих жизней. При этом его автором является Александр Флеминг.
Похожие записи:
История создания противогаза – кто и в каком году его изобрел
Кто и в каком году изобрел WWW, история создания всемирной паутины
Кто и в каком году изобрел термометр – история создания
В каком году придумали интернет и кто его изобрел – история создания и развития
Кто и в каком году изобрел спички – история их создания
В каком году появился первый компьютер и кто его изобрел – история создания
Кто и в каком году изобрел первую компьютерную мышь – история создания
Кто и в каком году изобрел первый в мире принтер – история создания печати