Пенициллин и антибиотики

В начале XX в. ежегодно миллионы людей умирали от бактериальных инфекций, таких как дифтерия, пневмония и общая гнойная инфекции. Но открытие плесени, способной убивать микробы, помогло вскоре изменить положение.

Во второй половине XIX в., благодаря трудам французского химика Луи Пастера и других практиков и теоретиков медицины, был открыт новый вид врагов человечества - бактерии, или «микробы». По мере того как бактерии, один вид за другим, идентифицировали, механизм их действия становился яснее. Например, стафилококки были причиной пищевых отравлений, пневмонии, общих гнойных инфекций, фурункулов и других кожных заболеваний; стрептококки вызывали инфекции дыхательных путей и различные лихорадочные состояния, другие бактерии -столбняк, сибирскую язву, дифтерию. Попадая в раны, подобные организмы становились причиной невыносимых страданий. Раневые инфекции составляли предмет особого интереса для шотландского бактериолога Александера Флеминга. В отличие от других исследователей того времени Флеминг считал, что в борьбе против инфекций следует полагаться не на химические препараты, а заставить работать естественные процессы. К середине 1920-х гг. он уже получил известность благодаря открытию фермента лизоцима (1921), который живые клетки выделяют для уничтожения других одноклеточных организмов.

В 1928 г., вернувшись после отпуска в свою лабораторию при лондонской больнице Святой Марии, Флеминг заметил, что за время его отсутствия в чашке Петри, где он оставил культуру стафилококков, выросла плесень, которая, похоже, их убивала. Флеминг установил, что странная плесень представляет собой один из видов Penicillium и что жидкость, которую выделяет плесень (пенициллин), эффективно уничтожает большое количество различных бактерий. Еще поразительнее было то, что I она не оказывала вредного влияния на здоровые живые ткани, поэтому Флеминг решил, что ее можно использовать для лечения людей. Но у нового вещества были и недостатки. Во-первых, оно не действовало на ряд болезнетворных бактерий, в частности бактерии чумы и холеры. (Пенициллин действует только на грамположительные бактерии, у которых стенки содержат толстый слой пептидогликана. Пенициллин подавляет образование пептидогликанового слоя, ослабляя тем самым стенки клетки.) К тому же выяснилось, что производить пенициллин очень трудно. Из 1 мл жидкости, выделяемой плесенью Penicillium, получается лишь ок. 0,000002 мл активного пенициллина.

Поначалу проблема казалась неразрешимой, но в 1939 г. к разработке открытия Флеминга подключилась группа ученых из Оксфордского университета (Англия). Ее возглавляли патолог австралиец Говард Флори и немецкий биохимик Эрнст Чейн. К 1940 г. они смогли получить пенициллин и начали опыты на мышах. Результаты оказались ошеломительными. Ободренный успехами, Флори приступил к лечению пациента с тяжелым стафилококковым заражением крови. У пациента наступило некоторое улучшение, но требуемые дозы оказались слишком большими, и лаборатория Флори не смогла произвести необходимого количества лекарства. Пациент умер, но даже промежуточные результаты действия препарата были настолько впечатляющими, что сразу несколько фармацевтических компаний убедились в ценности пенициллина. Благодаря усовершенствованиям, которые привнес в технологию производства пенициллина английский биохимик Норман Хитли, к 1943 г. в США и Британии развернулось массовое производство нового лекарства. Полыхала 2-я мировая война, и благодаря пенициллину удалось спасти тысячи раненых. После !  войны достоинства пенициллина проявились еще шире. Смертность от таких заболеваний, как сибирская язва, пневмония, столбняк, и заражений крови резко пошла на убыль.

Плесень Penicillium (увеличено в 400 раз) растет на влажных, богатых питательными веществами средах, таких как грунт и разлагающиеся растения. Но лучше всего она нам знакома в виде голубовато-зеленого налета, который образуется на залежавшемся хлебе и фруктах.