Реферат на окружной конкурс «Наука в прошлом, настоящем и будущем» по номинации «Научные открытия, перевернувшие мир"
Вложение | Размер |
---|---|
tselebnaya_plesen.docx | 53.67 КБ |
«Меня обвиняли в том, что я «изобрел» пенициллин,
однако никто никогда не смог бы сделать это.
Природа …производила его тысячи лет.
Я лишь обнаружил».
Александр Флеминг.
Страшно болит горло, не могу глотать. Температура 40. Ломит всё тело. Мама вызывает «скорую». Диагноз – фолликулярная ангина. Мне назначают уколы и кучу таблеток. На следующий день становится легче. Что же помогло? Мама говорит, что антибиотики. Оказывается, что желтоватый порошок в маленьких пузырёчках даёт такой волшебный результат! Через день я уже могу танцевать. Выздоровев, забываю об уколах, антибиотиках, таблетках и прочих лекарственных средствах. Но с антибиотиками жизнь сталкивает меня ещё раз.
Однажды, это было летом, мы всей семьёй пошли в поход. Вернувшись через несколько дней, в кастрюле с супом обнаружили плесень. «Мама, какая гадость!» - крикнула я. «Не гадость, а замечательное лекарство. Именно такая плесень помогла тебе излечиться от ангины», - сказала мама. Вот тогда-то я и решила узнать все о пенициллине.
«Жёлтая магия», «король антибиотиков», «умная, целебная плесень» - так называют в мировой литературе желтоватый порошок пенициллина за одержанные им победы в борьбе с инфекционными заболеваниями людей и животных.
Самое старое из практически применяемых антибиотических средств, выделенный из зелёной плесени, пенициллин, действительно, является исключительно крупным достижением науки. История открытия пенициллина и использования его лечебных свойств исключительно интересна и очень поучительна.
Большинство крупных научных открытий сделано в результате продуманных опытов, но отчасти и благодаря везению. Трудно найти лучший пример для доказательства этого, чем история открытия пенициллина, основанная на так называемом «счастливом случае».
Плесневый бульон
В начале прошлого столетия шотландский бактериолог Александр Флеминг (1881-1955) отчаянно искал вещество, которое уничтожало бы патогенные микробы, не вредя клеткам больного.
В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Александр 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 1928 г. Александр Флеминг согласился написать статью о стафилококках для большого сборника «SystemofBacteriology». Незадолго до этого коллега А.Флеминга, Мелвин Прайс, работая с ним, изучал инволюционные формы, «мутации» этих микробов. А. Флеминг любил подчеркнуть заслуги начинающих ученых и хотел в своей статье назвать имя М. Прайса. Но тот, не закончив своих исследований, ушел из отделения Райта. Как добросовестный ученый, он не желал сообщать полученные результаты до того, как проверит их еще раз, а на новой службе он не мог сделать это быстро. Поэтому А.Флемингу пришлось повторить работу М. Прайса и заняться исследованием многочисленных стафилококков. Для наблюдения под микроскопом этих колоний, которые культивировались в чашках Петри, приходилось снимать крышки и довольно долго держать их открытыми, что было связано с опасностью загрязнения.
М. Прайс навестил Александра Флеминга в его лаборатории. Тот ворчливо - шутливо упрекнул М. Прайса за то, что вынужден из-за него вновь проделывать трудоемкую работу, и, разговаривая, снял крышки с некоторых старых культур. Многие из них оказались испорчены плесенью, что было вполне обычным явлением. «Как только вы открываете чашку с культурой, вас ждут неприятности, - говорил Флеминг. – Обязательно что-нибудь попадет из воздуха». Но в одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, растворила колонии золотистых стафилококков и вместо желтой мутной массы виднелись капли, напоминавшие росу.
А. Флеминг снял платиновой петлей немного плесени и положил ее в пробирку с бульоном. Из разросшейся в бульоне культуры он взял кусочек площадью примерно в квадратный миллиметр и отставил в сторону эту чашку Петри, свято храня ее до самой своей смерти. Он показал ее другому коллеге: «Посмотрите, это любопытно. Такие вещи мне нравятся; это может оказаться интересным». Коллега исследовал чашку и, возвращая ее, сказал из вежливости: «Да, очень любопытно». На Флеминга не подействовало это равнодушие, он временно отложил работу над стафилококками и целиком посвятил себя изучению необычайной плесени.
Неряшливость А. Флеминга и сделанное им наблюдение явились двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, культура которой, оказалась заражена, относилась к очень редкому виду. А. Флеминг выяснил, что это был penicilliumchrysogenum. В то время в отделение Райта пригласили работать молодого ирландского миколога К. Дж. Ла Туш. Именно ему Флеминг показал свой грибок. Тот исследовал его и решил, что это penicilliumrubrum. Два года спустя знаменитый американский миколог Том определил, что это penicilliumnotatum, разновидность, близкая к penicilliumchrysogenum, за который А. Флеминг и принял эту плесень. Вероятно, она была занесена из лаборатории, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. А. 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.
Что такое плесень? Это крошечный грибок, он бывает зелёным, коричневым, жёлтым или чёрным и вырастает в сырых чуланах или на старой обуви. Эти растительные организмы еще меньше красных кровяных шариков и размножаются при помощи спор, которые находятся в воздухе. Когда одна из этих спор попадает в благоприятную среду, она прорастает, образует набухания, затем посылает во все стороны свои разветвления и превращается в сплошную войлочную массу.
Проверка антибиотических свойств пенициллина
Чтобы проверить своё предположение о бактерицидном влиянии плесневого грибка, А. Флеминг пересадил несколько спор из своей чашки на питательный бульон в колбе и оставил их прорастать при комнатной температуре. Спустя неделю, когда плесень обильно покрыла всю поверхность жидкой питательной среды, последняя была испытана на бактерицидные свойства. Оказалось, что даже при разведении в 500-800 раз культурная жидкость подавляла рост стафилококков и некоторых других бактерий. Таким образом, было доказано исключительное сильное антагонистическое влияние данного вида грибка на определенные бактерии.
«Мы обнаружили плесень, которая, может быть, принесет какую-нибудь пользу», - говорил А. Флеминг. Он вырастил свой penicillium в большом сосуде с питательным бульоном. Поверхность покрылась толстой войлочной гофрированной массой. Первоначально она была белой, потом стала зеленой и, наконец, почернела. Вначале бульон оставался прозрачным. Через несколько дней он приобрел очень интенсивный жёлтый цвет, выработав какое-то особое вещество, которое получить в чистом виде Флемингу не удалось, так как оно оказалось очень не стойким: при хранении плесневой культуры в течение 2 недель оно полностью разрушается, и культурная жидкость лишается своих бактерицидных свойств. Выделяемое грибком жёлтое вещество А.Флеминг назвал пенициллином.
При испытании антибиотических свойств пенициллина, А. Флеминг применил следующий метод. В чашке со слоем студневидного питательного агара он вырезал до самого дна полоску этого слоя, получившуюся щель заполнил желтой жидкостью, затем произвел перпендикулярно к этой полоске штриховые посевы, доходившие до краев чашки, различных видов бактерий. По тому, как далеко отстоит выросший на поверхности агара посев той или иной бактерии от полоски, можно судить о степени антибиотического влияния пенициллина. При этом обнаружилось избирательное действие нового бактерицидного средства: оно подавляло в большей или меньшей степени рост не только стафилококков, но и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бациллы сибирской язвы. Пенициллин не оказывала внимание на кишечную палочку, тифозную палочку и на возбудителей инфлюэнцы, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием оказалось и обнаружение того факта, что вещество не оказывает вредного влияния на белые кровяные тельца человека даже в дозах, во много раз превышающих дозу, губительную для стафилококков. Это доказывает безвредность пенициллина для людей.
С некоторых пор с бактериологом работал молодой ассистент Стюарт Краддок. Александр Флеминг просил его помочь в работе над меркурохромом и выяснить, нельзя ли, вводя этот препарат маленькими дозами, не убивать, а лишь угнетать микробы и таким образом облегчать работу фагоцитам.
Вскоре А. Флеминг потребовал, чтобы С. Краддок немедленно прекратил исследования над меркурохромом и занялся производством плесневого бульона. Сначала они выращивали penicillium на мясном бульоне при температуре тридцать семь градусов. Но миколог Ла Туш сказал, что самая благоприятная для penicillium температура — двадцать градусов. С. Краддок делал посевы спор плесени в плоские бутыли, которые служили для приготовления вакцины, и на неделю ставил их в термостат. Таким образом, он ежедневно получал от двухсот до трехсот кубических сантиметров бульона с пенициллином. Этот бульон он пропускал через фильтр Зейца при помощи велосипедного насоса.
А. Флеминг изучал культуры, выясняя, на какой день роста, при какой температуре и на какой питательной среде он получит наибольший эффект от действующего начала. Он заметил, что если хранить бульон при температуре лаборатории, его бактерицидное свойство быстро исчезало. Значит, вещество было очень нестойким. Однако если щелочную реакцию бульона (рН = 9) приблизить к нейтральной (pH = 6—8), то оно становилось более стойким.
Первые испытания плесневого бульона
Наконец Александру Флемингу удалось подвергнуть свой бульон испытанию, которое не мог выдержать ни один антисептик, а именно определению токсичности. Оказалось, что этот фильтрат, обладающий огромной антибактериальной силой, для животных, видимо, очень мало токсичен. Внутривенное введение кролику двадцати пяти кубических сантиметров этого вещества оказывало не более токсическое действие, чем введение такого же количества бульона. Полукубического сантиметра бульона, введенного в брюшную полость мыши, весом в двадцать граммов, не вызвали никаких симптомов интоксикации. Постоянное орошение больших участков кожи человека не сопровождалось симптомами отравления, и ежечасное орошение конъюнктивы глаза в течение всего дня даже не вызвало раздражения.
«Наконец-то перед ним был антисептик, о котором он мечтал, - рассказывает С. Краддок, - он нашёл вещество, которое даже в разведённом виде оказывало бактерицидное, бактериостатическое и бактериолитическое действие, не причиняя вреда организму...» Как раз в это время С. Краддок страдал синуситом (воспалением придаточных пазух носа). А. Флеминг промыл ему носовую пазуху пенициллиновым бульоном. В его лабораторных записях помечено: «9 января 1929 года. Антисептическое действие фильтрата на придаточные пазухи С. Краддока:
1. Посев из носа на агар: 100 стафилококков, окруженных мириадами палочек Пфейфера. В правую придаточную пазуху введен кубический сантиметр фильтрата.
2. Посев через три часа: одна колония стафилококков и несколько колоний палочек Пфейфера. Мазки — столько же бактерий, сколько и раньше, но почти все они фагоцитированы».
Первая скромная попытка лечения человека неочищенным пенициллином дала неплохие результаты. Уже через 3 часа после введения состояние больного улучшилось.
С. Краддок попробовал также выращивать пенициллин на молоке. Через неделю молоко скисало, и плесень превращала его в нечто вроде «стильтона». Этот сыр был съеден Краддоком и еще одним больным без дурных и без хороших последствий. Флеминг попросил разрешения у коллег по больнице испробовать свой фильтрат на больных с инфицированными ранами. После С. Краддока Флеминг лечил своим бульоном женщину, которая поскользнулась, выходя с вокзала Паддингтон, и попала под автобус. Ее привезли в Сент-Мэри с ужасной раной на ноге. Ей ампутировали ногу, но начался сепсис, и больную ожидала смерть. А. Флеминг, к которому обратились за консультацией, нашел, что она безнадежна, но тут же сказал: «У меня в лаборатории произошло одно любопытное явление: у меня есть культура стафилококков, которых поглотила плесень». Он намочил повязку в плесневом бульоне и наложил ее на ампутированную поверхность. Он не возлагал на эту попытку серьезных надежд. Концентрация была слишком слабой, а болезнь уже распространилась по всему организму. Он ничего не добился.
Попытки выделить чистый пенициллин
В 1926 г. Александр Флеминг попросил Фредерика Ридли вместе с Стюартом Краддоком экстрагировать антибактериальное действующее начало.
«Нам всем было ясно, - рассказывает С. Краддок, - что пока пенициллин смешан с бульоном, он не может быть использован для инъекций, его надо было очистить от чужеродного белка». Повторное введение чужеродного белка могло вызвать анафилаксию. Прежде чем начать серьезные испытания пенициллина в клинике, необходимо было его экстрагировать и концентрировать.
Молодые учёные сами собрали аппаратуру из имевшегося в лаборатории оборудования. Они выпаривали бульон в вакууме, так как при нагревании пенициллин разлагался. После выпаривания на дне бутыли оставалась сиропообразная коричневая масса, содержание пенициллина в которой было примерно в десять раз выше, чем в бульоне. Но эту «расплавленную карамель» нельзя было применять. Их задача состояла в том, чтобы добыть чистый пенициллин в кристаллическом виде. «Вначале мы были полны оптимизма, - говорит С. Краддок, но проходили недели, а у нас получалась все та же вязкая масса, которая, помимо всего, была нестойкой. Концентрат сохранял свои свойства только в течение недели. Через две недели он окончательно терял активность». Позднее, когда в результате замечательных работ Эрнста Чэйна был получен чистый пенициллин, Стюарт Краддок и Фредерик Ридли поняли, что были очень близки к решению задачи. Таким образом, попытки добыть чистый пенициллин прекратились.
Молодые исследователи отказались от дальнейшей работы над пенициллином еще и по личным причинам. Стюарт Краддок женился и поступил в лабораторию «Велком», где получал более высокое жалованье. Фредерик Ридли болел фурункулезом, он тщетно пытался вылечиться вакцинами и отчаялся. Он перестал заниматься пенициллином и отправился в плаванье, которое, как он надеялся, вылечит его. Вернувшись, он посвятил себя офтальмологии и в дальнейшем работал в этой области.
За это время Александр Флеминг подготовил сообщение о пенициллине и прочитал его 13 февраля 1929 года в Медицинском научно-исследовательском клубе. Сэр Генри Дэл, который там присутствовал, помнит реакцию слушателей - она была примерно такой же, как на сообщении о лизоциме. «О да! — говорили мы. - Прекрасные наблюдения, совершенно в духе Флема». Правда, А. Флеминг вообще не умел подать свои работы. «Он был очень застенчив и крайне скромно рассказал о своем открытии. Он говорил как-то неохотно, пожимал плечами, словно стремился преуменьшить значение того, о чем сообщал... Все же его замечательные тонкие наблюдения произвели огромное впечатление».
После этого он написал для научного журнала «Экспериментальная патология» статью о пенициллине. На нескольких страницах он излагает все факты: старания Ридли выделить чистое вещество: доказывает, что раз пенициллин растворяется в абсолютном спирте, значит это не фермент и не белок; утверждает, что это вещество можно безопасно вводить в кровь; оно эффективнее любого другого антисептика и могло бы быть использовано для лечения инфицированных участков; он сейчас изучает его действие при гнойных инфекциях.
В ожидании, когда врачи и хирурги больницы дадут ему возможность испытать свой пенициллин на больных (результаты этих опытов он напечатал в 1931—1932 годах), Александр Флеминг закончил свою работу над стафилококками. Несколько позже он вернулся к этой теме в связи с «Бандабергской катастрофой». В Австралии в 1929 году в Бандаберге (Квинсленд) детям сделали противодифтерийную прививку, и двенадцать из них через тридцать четыре часа умерли. Вакцина оказалась загрязненной очень вирулентным стафилококком.
Тем временем один из лучших в Англии химиков, профессор Гарольд Райстрик, преподававший биохимию в Институте тропических заболеваний и гигиены, заинтересовался веществами, выделяемыми плесенями и, в частности, пенициллином. К нему присоединились бактериолог Ловелл и молодой химик Клеттербук. Они получили штаммы от самого Флеминга и из Листеровского института. Группа Райстрика вырастила penicillium не на бульоне, а на синтетической среде. Клеттербук, ассистент Райстрика, исследовал фильтрат с биохимической точки зрения, а Ловелл - с бактериологической.
Гарольд Райстрик выделил жёлтый пигмент, который окрашивал жидкость, и доказал, что этот пигмент несодержит антибактериального вещества. Целью, естественно, было выделить само вещество. Г. Райстрик добился получения пенициллина, растворённого в эфире, он надеялся, что, выпарив эфир, получит чистый пенициллин, но во время этой операции нестойкий пенициллин, как всегда, исчезал. Активность же самого фильтра с каждой неделей становилась все меньшей, и, в конце концов, он полностью потерял свою силу. Райстрик хотел продолжать исследования пенициллина, но во время несчастного случая погиб миколог группы; Клеттербук тоже умер совсем ещё молодым. Потом бактериолог Ловелл перешел из Института в Королевский ветеринарный колледж. «Но я ушел только в октябре 1933 года, - пишет Ловелл, - а моя работа над пенициллином была приостановлена, не знаю точно почему, гораздо раньше. Я собирался испробовать пенициллин на зараженных пневмококками мышах, вводя его непосредственно в брюшную полость. Убедившись в поразительном действии вещества на пневмококки invitro, я хотел проверить, не будет ли оно также активно invivo. Некоторые работы Дюбо вдохновляли меня, но все это осталось лишь в проекте, и работа эта так и не была осуществлена».
А. Флеминг продолжал в больнице свои опыты по местному применению пенициллина. Результаты были довольно благоприятными, но отнюдь не чудодейственными, так как в нужный момент пенициллин терял свою активность. Комптон, занимавший долгое время пост директора лаборатории министерства здравоохранения в Египте, рассказывает, что летом 1933 года он побывал у А. Флеминга. Тот вручил ему флакон фильтрата penicilliumnotatum с просьбой испытать это вещество на больных в Александрии. Но в те времена Комптон возлагал большие надежды на другое бактерицидное начало, которое, ему казалось, он открыл; флакон так и простоял без употребления где-то в углу александрийской лаборатории. Судьба не благоприятствовала Флемингу.
Доктор Роджерс, будучи студентом Сент-Мэри, в 1932 или 1933 году заболел пневмококковым конъюнктивитом как раз накануне соревнований по стрельбе между лондонскими больницами, в которых должен был принимать участие. «В субботу вы будете здоровы», - сказал Флеминг, вводя ему в глаза какую-то жёлтую жидкость и заверив, что она, во всяком случае, не причинит никакого вреда. Ко дню соревнований Роджерс, в самом деле, выздоровел. Но действительно ли его вылечил пенициллин? Он этого так и не узнал.
Своему соседу по даче, лорду Айвигу, разводившему коров, для которого борьба с маститом, болезнью, вызванной стрептококком, была серьезной проблемой, А. Флеминг рассказал о грибке, задерживающем развитие некоторых микробов. «Кто знает, может быть, настанет день, когда вы сможете прибавлять это вещество в корм скоту и избавитесь от мастита, который причиняет вам столько хлопот...»
В 1934 году А. Флеминг привлёк к работе по изготовлению антоксилов биохимика, доктора Холта. Флеминг показал ему опыты, ставшие теперь классическими, - действие пенициллина на смесь крови и микробов; в отличие от известных тогда антисептиков пенициллин убивал микробы, а лейкоциты оставались невредимыми. Холта поразили эффектные опыты, и он обещал сделать попытку выделить чистый пенициллин. Он дошел до того же, до чего дошел Г. Райстрик, и оказался в тупике. Ему удалось перевести пенициллин в раствор ацетата, где это нестойкое вещество вдруг исчезало. После ряда неудач он отказался от дальнейших попыток. И опять, в который уже раз, надежды А. Флеминга рухнули. «Однако, - рассказывает Холт, - всем, кто тогда работал с ним в лаборатории, он твердил сотни раз, что терапевтическое значение пенициллина бесспорно. Он надеялся, что когда-нибудь появится человек, который разрешит эту химическую задачу, и тогда можно будет провести клинические испытания пенициллина».
Александр Флеминг использовал пенициллин и в своих живописных изысках. Он был членом объединения художников и даже считался авангардистом с особой творческой манерой. Андре Моруа в романе «Жизнь Александра Флеминга» утверждает, что бактериолога привлекало не столько само «чистое искусство», сколько хороший бильярд и уютное кафе художников. А. Флеминг любил общаться и даже собирал плесень для опытов с обуви своих именитых друзей-живописцев и графиков.
Картины, восточные орнаменты и диковинные узоры кисти живописца Флеминга привлекали внимание мира искусства, прежде всего, потому, что они были написаны не маслом или акварелью, а разноцветными штаммами микробов, высеянных на агар-агаре, разлитом по картону. Авангардист и большой оригинал Александр Флеминг умело сочетал яркие цвета живых красок. Однако микробы не могли даже представить себе, в каком великом деле они участвуют, а потому частенько нарушали творческий замысел создателя картин, заползая на территорию соседей и нарушая первозданную чистоту красок. А. Флеминг нашел выход: он стал отделять микробные цветные пятна друг от друга узкими полосками, проведенными кисточкой, предварительно погруженной в раствор пенициллина.
Оксфордская группа
В середине 1939 года молодой английский профессор Говард Флори, заведующий кафедрой патологии в Оксфордском университете, и биохимик Эрнест Чейн, попытались получить в чистом виде пенициллин Флеминга. После двух лет разочарований и поражений им удалось получить несколько граммов коричневого порошка. Его способ получения заключался в следующем. Сначала из жидкой питательной среды, на которой в течение 2 недель развивается обильной слой плесневого грибка при температуре 23-24°, эксрагируется пенициллин с помощью эфира или, еще лучше, амилацетата. Затем экстракт взбалтывают со слабым водным раствором соды, в результате чего пенициллин вместе с различными органическими веществами переходит в воду. После повторных экстракций органическими растворителями водный экстракт осень осторожно выпаривают в вакуум-аппарате при низкой температуре (- 40°) и полученный порошок после его стерилизации ультрафиолетовыми лучами запаивают в стеклянные ампулы. Такой способ обработки давал лишь очень не большие количества пенициллина, к тому же не отличавшегося достаточной концентрированностью и чистотой.
В то время вспыхнула война с Германией. Э. Чейн и Г. Флори вывезли свой препарат на анализ в США контрабандным способом: они пропитали коричневой жидкостью подкладку своих пиджаков и карманов. Достаточно, чтобы хоть один из них спасся, и он сохранит на себе споры и сможет вырастить новые культуры. К концу месяца в Оксфорде накопилось достаточное количество пенициллина, чтобы можно было приступить к решающему опыту. Он был проведен 1 июля 1940 года на пятидесяти белых мышах. Каждой из них была введена более чем смертельная доза: по полкубического сантиметра вирулентного стрептококка. Двадцать пять из них были оставлены для контроля, остальные подверглись лечению пенициллином, который вводился им каждые три часа в течение двух суток. Через шестнадцать часов все двадцать пять контрольных мышей погибли; двадцать четыре животных, которых лечили, выжили.
Теперь следовало испытать пенициллин на больных, но для этого требовалось очень много очищенного пенициллина. Норман Хитли взял на себя выделение пенициллина, Чэйн и Абрагам - очистку. После многочисленных промывок, манипуляций, фильтрования они получили жёлтый порошок - соль бария, содержавшую примерно пять единиц пенициллина на один миллиграмм. Ученые добились хороших результатов: один миллиграмм жидкости содержал пол-единицы пенициллина. Но затем предстояло осадить жёлтый пигмент. Последняя операция - выпаривание воды для получения сухого порошка представляла еще большие трудности. Обычно, чтобы обратить воду в пар, ее кипятят, но нагревание разрушает пенициллин. Следовало прибегнуть к другому способу: уменьшить атмосферное давление, чтобы снизить точку кипения воды. Вакуум-насос дал возможность выпарить воду при очень низкой температуре. Драгоценный желтый порошок остался на дне сосуда. На ощупь порошок напоминал обычную муку. Этот пенициллин был еще лишь наполовину очищен. Однако когда Г. Флори подверг испытанию его бактериологическую способность, он установил, что раствор порошка, разведённый в тридцать миллионов раз, останавливал рост стафилококков.
Первая спасенная жизнь
Наконец наступило время проверить это вещество на человеке. Но сделать это было нелегко. Во-первых, учёные располагали еще слишком малым количеством пенициллина и поэтому не могли ввести мощную дозу. Кроме того, в силу своего ускоренного выделения препарат недолго задерживался в организме. Он очень быстро выводился почками. Правда, его можно было обнаружить и извлечь из мочи, чтобы снова использовать, но это длительная операция, и больной за это время успел бы умереть. Введение пенициллина через рот было неэффективно: желудочный сок сразу разрушал этот препарат. Наиболее желательным казалось при помощи повторных инъекций поддерживать в крови такую концентрацию вещества, которая давала бы возможность естественным защитным силам организма убить микробы, благодаря действию пенициллина уже не столь многочисленные. Одним словом - многократные инъекции или же капельное вливание. Кроме того, отсутствовало необходимое количество пенициллина, повышающее вероятность, что не удастся закончить начатое лечение.
Первые инъекции нового средства были сделаны 12 февраля 1941 года больному септицемией. Началось с заражения ранки в углу рта. Затем последовало общее заражение крови золотистым стафилококком. Больного лечили сульфамидами, но безуспешно. Все тело его покрылось нарывами. Инфекция захватила и легкие. Тогда умирающему ввели внутривенно 200 мл пенициллина, а затем вливали через каждые три часа по 100 мл. Через сутки состояние больного улучшилось. Но пенициллина было слишком мало, запас его быстро иссяк. Болезнь возобновилась, и пациент умер. Несмотря на это, наука торжествовала, так как было убедительно доказано, что пенициллин прекрасно действует против заражения крови. Через несколько месяцев ученым удалось накопить такое количество пенициллина, которого могло с избытком хватить для спасения человеческой жизни. Первым человеком, кому пенициллин спас жизнь, был пятнадцатилетний мальчик, больной заражением крови, которое не поддавалось лечению.
В это время весь мир уже три года был охвачен пожаром войны. От заражения крови и гангрены гибли тысячи раненых. Требовалось огромное количество пенициллина. В июне 1941 года Г.Флори и Н. Хитли выехали в Соединенные Штаты. Переходя от ученого к ученому, Флори попал к доктору Когхиллу, руководителю отделения ферментации в Северной научно-исследовательской лаборатории в Пеории (штат Иллинойс). Хитли решил здесь остаться, чтобы принять участие в работах. Первой задачей было увеличить продуктивность, то есть найти более благоприятную среду для культуры плесневого грибка. Американцы предложили кукурузный экстракт, который они хорошо изучили и употребляли в качестве питательной среды для подобных культур. Они очень скоро повысили продуктивность в двадцать раз по сравнению с Оксфордской группой, что уже приблизило их к практическому решению задачи. Становилось возможным изготовлять пенициллин хотя бы для военных нужд. Несколько позже, заменив глюкозу лактозой, они еще более увеличили выход пенициллина.
Тем временем, Г. Флори удалось заинтересовать производством пенициллина правительство и крупные промышленные концерны. Флори ждал из Америки обещанные ему десять тысяч литров, но время шло, а пенициллин все не присылали. Все же он, не колеблясь, отдал часть своих запасов для лечения заражения крови у раненых. Первыми, кого лечили пенициллином, были летчики Британских военно-воздушных сил, получившие тяжелые ожоги во время обороны Лондона. Потом Оксфордская группа послала намного пенициллина в Египет для «Армии пустыни» профессору-бактериологу Палвертафту. «У нас в то время, - рассказывает Палвертафт, - было огромное количество инфекционных ранений: тяжелые ожоги, зараженные стрептококками переломы. Медицинские газеты уверяли нас, что сульфамиды удачно борются с инфекцией. Но на своем опыте я убедился, что в этих случаях сульфамиды, как и другие новые препараты, присланные нам из Америки, не оказывали никакого действия. Последним из препаратов я испробовал пенициллин. У меня его было очень мало, всего около десяти тысяч единиц, а может быть, и меньше. Я начал лечить этим препаратом молодого офицера-новозеландца, по фамилии Ньютон. Он лежал уже полгода с множественными переломами обеих ног. Его простыни были все время в гное, и при каирской жаре стояло нестерпимое зловоние. От юноши остались только кожа да кости. У него держалась высокая температура. При тогдашних условиях он должен был скоро умереть. Таков был в те времена неизбежный исход всякой хронической инфекции. Слабый раствор пенициллина - несколько сот единиц на кубический сантиметр, так как его у нас было мало, - мы вводили через тоненькие дренажи в раны левой ноги. Я это повторял три раза в день и под микроскопом наблюдал за результатами. К огромному моему удивлению, я обнаружил после первого же вливания, что стрептококки оказались внутри лейкоцитов. Меня это потрясло. Находясь в Каире, я ничего не знал об удачных опытах, проведенных в Англии, и мне это показалось чудом. За десять дней раны на левой ноге зажили. Тогда я принялся лечить правую ногу, и через месяц юноша выздоровел. У меня оставалось препарата еще на десять больных. Из этих десяти девять были нами вылечены. Теперь мы все в госпитале были убеждены, что изобретен новый и очень эффективный препарат. Мы даже выписали из Англии штамм, чтобы самим получать пенициллин. В старой цитадели Каира возникла небольшая своеобразная фабрика. Но, естественно, у нас не было возможности концентрировать вещество...»
После доставки американского пенициллина в Англию он был испытан в Оксфорде на 200 больных с общей гнойной инфекцией и другими тяжелыми заражениями организма. В результате лечения 143 больных выздоровели, результат лечения 43 человек был неопределенным и у 14 улучшения не наступило. После этого пенициллин быстро стал распространяться в госпиталях Англии, Америки и на различных фронтах Европы, Африки и Азии, всюду давая блестящие результаты при самых разнообразных заболеваниях. Впервые пенициллин был применен в США Анне Миллер, молодой 33-летней жене администратора Йельского университета, матери троих детей. В феврале 1942 года, молодая жена администратора Йельского университета, будучи медсестрой по образованию, она лечила своего четырехлетнего сына от стрептококковой ангины. К празднику мальчик был здоров, но у его мамы внезапно случился выкидыш, осложнившийся лихорадкой с высокой температурой. Женщину доставили в главный госпиталь Нью-Хейвена в штате Нью-Джерси с диагнозом стрептококковый сепсис: в миллилитре ее крови бактериологи насчитали 25 колоний микроба! Анне сделали первый укол, содержащий в 850 единиц, затем еще 3,5 тысячи. Следующим утром ее температура снизилась с 41 ° до нормальной. В мае того же года она выписалась из больницы.
Отечественный пенициллин
В нашей стране пенициллин был получен в 1942 году под руководством главы всесоюзного института экспериментальной медицины - Зинаиды Виссарионовны Ермолаевой из плесени, собранной со стен бомбоубежища (Сталинская премия, 1943 год). Профессор З.В. Ермолаева вместе со своей сотрудницей Т.М. Балезиной выделили и подвергли изучению свыше 90 штаммов плесневых грибков и пришли к заключению, что наибольшей активностью обладает Penicilliumcrustosum. Советский препарат был назван «пенициллин-крустозин». В 1943 году началось его промышленное производство.
Узнав об успехах Ермолаевой в Москву, приехал профессор Г. Флори, он привез свой штамм пенициллина и хотел сравнить с крустазином. Советское правительство с осторожностью отнеслось к этому визиту. Но отказать союзникам было не дипломатично. Эффективность крустазина многократно было доказано в клинической практике. Но теперь, предстояли сравнительные испытания советского пенициллина crustosum и американского notatum. На карту был поставлен престиж всей советской науки. Советский штамм пенициллина оказался более эффективным. Однако эйфория врачей и ученых продлилась недолго. Сразу после войны появились сообщения о госпитальных инфекциях, вызванных устойчивой к пенициллину разновидностью золотистого стафилаккока. Вслед за стафилококком стали приспосабливаться другие микробы. Узнав об этом, Флори сказал: «Антибиотики нужно назначать только когда речь идет о жизни и смерти. Они не должны продаваться в аптеках как аспирин».
Ученые изобретали новый вид антибиотиков более сильный, в ответ микробы становились еще сильнее. Вскоре разработка антибиотиков превратилась в настоящую гонку вооружений. Тем не менее, за всю историю человечества не было другого лекарства, которое спасло бы столько человеческих жизней. «Для победы во Второй Мировой войне пенициллин сделал больше, чем 25 дивизий!» Именно такие слова прозвучали при вручении А.Флемингу, Э. Чейну и Г. Флори Нобелевской премии по биологии и медицине в 1945 году. Сам пенициллин по настоянию Флеминга не был запатентован. Он считал, что лекарство, спасающее людям жизнь, не должно служить источником дохода.
Заключение
Как ни печально, до XX века многие болезни были неизлечимы, а лечение других требовало недюжинных способностей как врача, так и пациента, и изрядной доли везения. Впрочем, медики, всерьёз озабоченные проблемами выживаемости своих пациентов, искали решения, которые позволили бы успешно бороться с заболеваниями.
Пенициллин ознаменовал новую эру в медицине. Его открытие имеет огромное значение для всего человечества. Спасенные им жизни насчитывают сотни и даже тысячи миллиардов. И все это благодаря Александру Флемингу. Этому человеку удалось совершить то, что не удавалось никому: открыть чудодейственную лечебную силу природы. Эта сила смогла остановить стремительное распространение самой опасной разновидности гриппа в то время; смогла вылечить безнадежных больных от пневмонии. Нельзя не упомянуть ее роли в спасении солдат и не только во время второй мировой войны, но и во время войн в Персидском заливе. Пенициллин - спаситель человечества. Благодаря ему многие болезни XX века перешли из разряда неизлечимых. А. Флеминг писал: «Пенициллин - это дело всей моей жизни… когда я видел глаза выздоровевших, то не мог удержаться от слез. Я благодарю Бога за то, что он даровал мне эту радость: спасать жизни людей, за то, что он открыл мне величайшую тайну природы: пенициллин. Те, кто будет читать мои воспоминания должен понять - я не считаю себя первооткрывателем, но тем не менее не хочу отдавать кому-то радость спасения человеческих жизней…Пенициллин - надежда человечества…».
В Лондоне в соборе св. Павла, где спят вечным сном лишь самые прославленные англичане, рядом с монументальными могилами Нельсона и Веллингтона находится скромная плита, на которой начертаны инициалы - "А.Ф.". Здесь покоится прах Александра Флеминга. Рядом на стене прикреплена плита из греческого мрамора и на ней - чертополох, эмблема Шотландии - родины Флеминга, и лилия, эмблема Сент-Мэри - медицинского центра, где Флеминг проработал всю жизнь.
Вот так, благодаря своей болезни и плесени в кастрюле, я узнала об открытии А. Флеминга, Г. Флори и Э. Чейна – открытии, которое перевернуло всё человечество!
Литература:
Приключения Тома Сойера и Гекельберри Финна
Почему люди кричат, когда ссорятся?
Без сердца что поймём?
Алые паруса
Три способа изобразить акварелью отражения в воде