Нобелевская премия за открытие пенициллина. Изобретение пенициллина

В начале прошлого столетия многие болезни были неизлечимы или с трудом подвергались лечению. Люди умирали от банальной инфекции, сепсиса и пневмонии.
Wikimedia Commons / Carlos de Paz ()
Настоящий переворот в медицине произошел в 1928 году, когда был открыт пенициллин. За всю человеческую историю еще не было такого лекарственного средства, которое спасло бы так много жизней, как этот антибиотик.

За десятки лет он излечил миллионы людей и до сегодняшнего дня остается одним из самых эффективных лекарственных препаратов. Что же такое пенициллин? И кому человечество обязано его появлением?

Что такое пенициллин?

Пенициллин входит в группу биосинтетических антибиотиков и оказывает бактерицидное действие. В отличие от многих других антисептических лекарственных средств он безопасен для человека, поскольку клетки грибков, входящих в его состав, кардинальным образом отличаются от наружных оболочек человеческих клеток.

Действие препарата базируется на угнетении жизнедеятельности болезнетворных бактерий. Он блокирует вырабатываемое ими вещество пептидогликан, благодаря чему препятствует образованию новых клеток и разрушает уже существующие.

Для чего нужен пенициллин?

Пенициллин способен уничтожать грамположительные и грамотрицательные бактерии, анаэробные палочки, гоноккоки и актиномицеты.


С момента своего открытия он стал первым действующим препаратом против воспаления легких, инфекций кожи и желчных путей, сибирской язвы, ЛОР-заболеваний, сифилиса и гонореи.

В наше время многие бактерии сумели адаптироваться к нему, мутировали и образовали новые виды, однако до сих пор антибиотик успешно используется в хирургии для лечения острых гнойных болезней и остается последней надеждой для больных менингитом и фурункулезом.

Из чего состоит пенициллин?

Главная составляющая пенициллина – плесневый грибок пеницилл, который образуется на продуктах и приводит к их порче. Обычно его можно увидеть в виде плесни голубого или зеленоватого цвета. Исцеляющее действие грибка было известно давно. Еще в XIX столетии арабские коневоды снимали плесень с отсыревших седел и смазывали ею раны на спинах лошадей.

В 1897 году французский врач Эрнест Дюшен первым испытал действие плесени на морских свинках и сумел вылечить их от тифа. Результаты своего открытия ученый представил в Институте Пастера в Париже, но его исследование не получило одобрения медицинских светил.

Кто открыл пенициллин?

Первооткрывателем пенициллина стал британский бактериолог Александр Флеминг, сумевший совершенно случайно выделить препарат из штамма грибков.


Долгое время после открытия другие ученые старались улучшить качество лекарства, но лишь спустя 10 лет бактериолог Говард Флори и химик Эрнст Чейн смогли изготовить действительно чистую форму антибиотика. В 1945 году за свои достижения Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию.

История открытия пенициллина

История открытия препарата достаточно интересна, поскольку появление антибиотика было счастливой случайностью. В те годы Флеминг жил в Шотландии и занимался исследованием в области бактериальной медицины. Он был довольно неряшлив, поэтому не всегда убирал за собой пробирки после анализов. Однажды ученый надолго отлучился из дома, оставив грязными чашки Петри с колониями стафилококка.

Вернувшись, Флеминг обнаружил, что на них вовсю расцвела плесень, а в некоторых местах были области без бактерий. На основании этого ученый пришел к выводу, что плесень способна вырабатывать вещества, убивающие стафилококки.

Wikimedia Commons / Steve Jurvetson () Бактериолог выделил из грибков пенициллин, но недооценил свое открытие, посчитав изготовление лекарства слишком сложным. Работу за него закончили Флори и Чейн, которым удалось придумать методы очистки препарата и запустить его в массовое производство.

Невероятное открытие пенициллина Александром Флемингом.

В 1928 году бактериолог Александр Флеминг сделал случайное открытие, виной которого стала, немытая чашка Петри. Земля, которая загрязнила эксперимент, оказалось, содержала сильный антибиотик, пенициллин. И не смотря на то, что Флемингу приписали это открытие, прошло более чем десятилетие, прежде чем кто — то ещё превратил пенициллин в панацею 20-го столетия.

Как эта «чашка Петри» была замечена, прежде чем её вымыли? Как туда попала земля? Кому удалось преобразовать открытый природный пенициллин в полезное лекарственное средство?

Случайное Открытие.

Сентябрьским утром в 1928, Александр Флеминг сидел на своем рабочем месте в больнице Св. Марии.

Он только что возвратился из отпуска, который провёл в своём загородном доме с семьей. Прежде, чем он уехал в отпуск, Флеминг сложил несколько своих чашек Петри на одной стороне скамьи так, чтобы его коллега Стюарт Р. Крэддок мог использовать освободившееся место для работы, пока он отсутствовал.

Вернувшись из отпуска, Флеминг стал рассортировывать оставленные без присмотра лабораторные стеки, чтобы определить, какие могли быть ещё использованы в работе. Многие были загрязнены. Флеминг замочил их все в растворе Лизола (крезоловое мыло), чтобы ликвидировать бактерии и потом использовать эту посуду в дальнейших экспериментах.

Большая часть работы Флеминга сосредоточилась на поиске «чудодейственного лекарства». Бактерий вокруг было много, ещё Антони Ван Леойвенхэк описал их в 1683г. и только в конце девятнадцатого века Луи Пастер подтверди, что бактерии вызывают болезни. Несмотря на это знание, до Флеминга никто еще не был в состоянии найти химикат, который будет убивать вредные бактерии и не вредить человеческому телу.

Ранее в 1922 году Флеминг уже сделал важное открытие — лизоцим. Совершенно случайно, когда у него был насморк, маленькая капелька слизи упала на блюдце с выращиваемыми бактериями. Флеминг был поражён. Бактерии исчезли. Так было обнаружено естественное вещество, найденное в слезах и носовой слизи, которое помогает в борьбе против микробов. Однако оказалось, что оно было весьма эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов. Тогда Флеминг задумался о возможности обнаружения другого вещества, которое могло бы убить бактерии, и не навредить человеческому телу.

И вот в 1928 году к Флемингу зашёл бывший сотрудник лаборатории Д. Мерлин Прис. Флеминг воспользовался этой ситуацией, чтобы узнать о возможности дополнительного заработка, так как Прис уже работал в другой лаборатории. Чтобы продемонстрировать свои исследования, Флеминг начал рыться в большой груде лабораторной посуды и образцов, которые он поместил в раствор лизола и вытащил несколько из них, которые оказались не полностью погруженными в жидкость убивающую бактерии.

И тут, поднимая одну из пластинок, чтобы показать Прису, Флеминг заметил что-то странное.

За время его отсутствия, на стекле разрослась плесень. Но это само по себе не было странным. А вот то, что эта плесень, похоже, убила стафилококов (Staphylococcus aureus), расположенных на пластинке это уже было что-то. Флеминг понял, что у этой плесени есть неисследованный потенциал.

Что это за плесень?

Флеминг провел несколько недель, выращивая как можно больше этой плесени и пытаясь определить, что это за специфическое вещество, которое убило бактерии. В итоге оказалось, что это достаточно редкий вид плесени, и она попала к нему из лаборатории ниже этажом, в которой работал г-н Ла Туш.

Его сосед собирал большой ассортимент различных видов плесени для Джона Фримэна, который исследовал астму, и вполне вероятно, что некоторые споры долетели и до лаборатории Флеминга. Это была опять счастливая случайность.

Флеминг продолжал многочисленные эксперименты, чтобы определить эффект на других вредных бактериях. Удивительно было то, что плесень, убивая большое количество бактерий, в то же время была нетоксична для человека.

Могло бы это стать «чудодейственным лекарством»? Флемингу это было неизвестно. Хотя он чувствовал потенциал своего открытия и догадывался о его перспективах. Флеминг не был химиком и поэтому был неспособен выделить активный антибактериальный элемент, который он назвал пенициллин. Кроме того, он не смог бы достаточно долго хранить этот элемент активным, чтобы использовать его для людей. В 1929 году вышла его работа о пенициллине, которая по большому счёту не вызвала в то время научного интереса.

И, тем не менее, неряшливость канадского учёного и в то же время его наблюдательность стали причинами великого открытия.

Двенадцать лет спустя.

В 1940 г. на второй год Второй мировой войны, два ученых в Оксфордском университете занимались многообещающими проектами в бактериологии, которые могли быть расширены и продолжены с использованием химических методов. Учёный из Австралии Говард Флори

и немецкий беженец Эрнст Чейн начали работать с пенициллином. Используя новые химические методы, они были в состоянии произвести так называемый «дымный порох», который хранил свою антибактериальную силу дольше нескольких дней. Они длительное время исследовали порошок и установили, что его использование абсолютно безопасно для человека.

После нескольких лет упорной работы им удалось синтезировать некоторое количество порошка кофейного цвета, который проверили на 117 добровольцах. Это был первый хоть и не достаточно чистый, но все, же качественный пенициллин. 1-ые инъекции новоиспеченного средства были произведены 12 февраля 1941 года. Один из английских полицейских во время бритья порезался бритвой. Произошло инфицирование крови. Первый же укол пенициллина помог умирающему. Однако пенициллина было очень мало и резерв его скоро иссяк. Заболевание возобновилась, и пациент погиб. Но наука праздновала. Было подтверждено, что пенициллин отлично работает против заражения крови. Через несколько месяцев учёным удалось получить достаточное количество пенициллина для спасения человечной жизни.

Передовая фронта нуждалась в новом лекарственном средстве и немедленно, поэтому массовое производство началось достаточно быстро. Использование пенициллина во время Второй мировой войны спасло много жизней, которые могли быть потеряны из-за бактериальных инфекций даже при незначительных ранах. Пенициллин также лечил дифтерию, гангрену, пневмонию, сифилис и туберкулез.

Известность.

Хотя Флеминг и обнаружил пенициллин, только Флори и Чейн приложили немалые усилия, чтобы сделать этот продукт пригодным для использования. Не смотря на то, что только Флеминг и Флори были посвящены в рыцари в 1944 году, все они (Флеминг, Флори и Чейн) были награждены в 1945 году Нобелевской премией в физиологии или медицине.

Дополнительная информация по теме.

Мало кому известно, но одними из первых разработавших технологию приготовления пенициллина были советские учёные. В изучении свойств пенициллина и получении этого препарата многого достигла Зинаида Виссарионовна Ермольева. В 1943 году она поставила целью освоить приготовление пенициллина сначала лабораторным, а потом и фабричным путем.

Невозможно представить современную медицину без антибиотиков. Они помогают вести успешную борьбу со многими инфекционными заболеваниями и ежегодно спасают миллионы людей. Следует отметить, что открытие антибиотиков произошло случайно, и кто знает, что было бы с нами, если бы не исследования шотландского профессора Александера Флеминга. В начале прошлого века ему удалось обнаружить особый грибок, который был абсолютно безвреден для человека, но исправно убивал болезнетворные микроорганизмы.

Открытие пенициллина

А дело было так. В 1906 году Флеминг, будучи студентом, практиковался в лаборатории клинической микробиологии при лондонской больнице Сент-Мери. В 1922 году он открыл вещество, уничтожающее бактерии в человеческом организме - лизоцим. Несколько позже, в 1928-м, Флеминг заметил, что культуры плесневых грибков уничтожают колонии болезнетворных микробов - стрептококков и стафилококков. После этого исследователь стал проводить целевые эксперименты, но на протяжении долгого времени пенициллин оставался незаметным в научных кругах. Дело в том, что его открытие и применение не укладывалось в принятую в то время концепцию укрепления иммунитета.

Тем не менее, Флеминг продолжал исследования, умудряясь развиваться не только в области науки, но и искусства. Кстати, художественный талант специалиста был реализован весьма оригинальным образом. Флеминг умел рисовать, а свои работы создавал с помощью микробов и бактерий. Каждый отдельный вид микроорганизмов имеет свой собственный цвет. А чтобы колонии микробов распространялись в заданных рамках, не портя общую цветовую гамму, художник разделял их границами из пенициллина.

До 1942 года Флеминг совершенствовал новый препарат, и наконец-то его стали использовать по назначению. В самый разгар Второй мировой войны в США производство пенициллина было поставлено на конвейер, что спасло от гангрены и ампутации конечностей десятки тысяч американских и союзнических солдат.

Вплоть до 1939 года вывести эффективную культуру не удавалось. В 1941-м были сделаны первые инъекции пенициллина, однако вследствие его малого количества больного спасти не удалось. Но через несколько месяцев лекарство удалось накопить в достаточных масштабах для эффективной дозы. Первым человеком, которого удалось спасти с помощью нового антибиотика, был 15-летний подросток с не поддававшимся лечению заражением крови.

Значение пенициллина в медицине

Впоследствии в производство пенициллина были вложены достаточно большие средства, чтобы поставить производство на широкую ногу. Метод производства антибиотика был усовершенствован, и с 1952 года сравнительно дешевый пенициллин стал применяться практически в мировых масштабах. Сегодня его модификации повсеместно используются для лечения тяжелых заболеваний и инфекций, которые раньше, скорее всего, привели бы к неминуемой смерти. Абсолютно без преувеличения можно заявить, что за всю историю человечества еще не было такого лекарства, которое спасло бы столько жизней, сколько это сделал пенициллин.

Безусловно, существует просто огромное количество лекарственных препаратов, всевозможных антибиотиков, БАДов, история открытия которых не известна людям и на сегодняшний день. Но вот что нельзя оставить без внимания, так это открытие такого известного антибиотика, как пенициллин.

Первым антибиотиком, который был открыт случайно, является именно легендарный пенициллин. Бензилпенициллин (пенициллин G (PCN G) или просто пенициллин (PCN)) - N-фенилацетамид 6-аминопенициллановой кислоты. Антибиотик, получаемый из плесневого гриба пенициллиума. Необходимо отметить тот момент, что его действие основывается на процессе подавления того синтеза, который участвует в оболочках внешнего типа, а также он относится еще и к клеткам бактериальной категории - бензилпенициллин препятствуют размножению клеток прокариот, в том числе и цианобактерий, а также препятствуют делению хлоропластов.

Примерно в 1929 году хорошо известный в то время британский бактериолог Александр Флеминг проводил серию экспериментов по изучению плесневых грибов. Он установил, что определенный вид плесневых грибов выделяет специфическое антибактериальное вещество, позже названное пенициллином. Именно его опыты были посвящены подробному изучению влияния бактериальных инфекций на организм человека.

После того как в ходе экспериментов были выращены первые колонии стафилококковых культур, Флеминг выявил, что большинство из них подвержены заражению плесневым грибом Penicillium chrysogenum. Британский ученый обратил свое внимание на ту область, где стафилококковые бактерии не размножались - как раз там, где находились плесневые грибы Penicillium notanum. Таким образом, он пришел к выводу, что определенного вида плесень способна вырабатывать вещества, которые просто убивают бактерии, соприкасающиеся с ней. Результатом экспериментов стало выделение бактериологом Флемингом антимикробного препарата, названного пенициллином. Словом, это бы первейший антибиотик современного типа.

Как действует пенициллин?

Что касается принципа работы прославленного антибиотика, то он заключается в том, что происходит процесс торможения и подавления химических реакций, необходимых для того, чтобы бактерии «жили». За счет действия пенициллина осуществляется блокирование молекул, которые участвуют в зарождении и строительстве совершенно новых клеток микробов. Мало того, очень важным необходимо считать и тот момент, что пенициллин G не оказывает практически никакого негативного влияния на организм человека, либо животного. Наружные оболочки клеток человека очень сильно отличаются от аналогичных клеток, которыми обладает бактерия.

Еще в 1931 году были предприняты попытки как-то улучшить само качество лекарственного препарата, а также получить его в весьма чистой форме. Но, к сожалению, на первых порах все это не увенчалось успехом, и до серийного производства пенициллина прошло еще около десяти лет.

В начале 40х годов 20го века английским бактериологам Хоуарду У. Флори, а также биохимикам Эрнсту Чейну и Норману У. Хитли впервые удалось получить качественную чистую форму пенициллина PCN G. Что спасло жизни сотен тысяч, если не миллионов раненных солдат во время второй мировой войны! Именно за это ученым была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях», Флеминг, Флори и Чейн получили её в 1945 году.

Именно благодаря пенициллину, было спасено огромное количество жизней, как во время второй мировой войны, так и после. Более того, лекарство стало первейшим средством, которое способно противостоять микробам самых различных классов и видов. Открытие и производство пенициллина является одним из величайших событий в медицине и науке ушедшего века.

Конечно, на сегодняшний день разработано немыслимое количество разнообразных антибиотиков, но всегда стоит помнить, что большинство из этих препаратов основаны именно на открытии лечебных свойств пенициллина!

Факты из истории открытия пенициллина поражают своим драматизмом. Советская школа микробиологии во главе с профессором Ермольевой открыла уникальный пенициллин

3 сентября мир празднует день рождения пенициллина. Открыл это лекарство Александр Флеминг. 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 Флемингу, Чейну и Флори Нобелевской премии по биологии и медицине. подготовило подборку интересных фактов об этом удивительном лекарстве.

Факт №1

Неряшливость шотландского микробиолога Александра Флеминга явилась причиной открытия пенициллина. Когда 3 сентября 1928 года он возвратился в свою лабораторию после того, как целый месяц отсутствовал, то обратил внимание на чашку Петри, внутри которой образовался участок с плесенью. Ученый заметил, что вокруг плесени исчезли все микробные колонии. Этот феномен заинтересовал Флеминга, и он провел исследование содержимого чашки. Плесень принадлежала к роду пеницилловых, а вещество, погубившее микробов, ученый назвал пенициллином.

Отчет о своём новом открытии Флеминг опубликовал в 1929 году в одном британском журнале, который был посвящен экспериментальной патологии. В этом же году он все еще занимался исследованиями и вскоре обнаружил, что осуществлять работу с пенициллином сложно, его выработка чрезвычайно трудоемка и выделить в чистом виде его невозможно. К тому же экстракт плесени оказался нестойким, быстро выводился из тканей, и создать нужную концентрацию для полного уничтожения бактерий не получалось.

Факт №3

Флеминг продолжал в больнице свои опыты по местному применению пенициллина, используя экстракт плесени наружно для лечения воспалительных очагов. Результаты были довольно благоприятными, но отнюдь не чудодейственными, так как в нужный момент лекарство теряло свою активность. В 1931 году, выступая в Королевской зубоврачебной клинике, он снова охарактеризовал пенициллин как перспективный препарат. В 1932 году в журнале "Патология и бактериология" Флеминг опубликовал результаты своих опытов лечения инфицированных ран.

Факт №4

В середине 1939 года молодой английский профессор Хоуард Уолтер Флори, заведующий кафедрой патологии в Оксфордском университете, и биохимик Эрнест Чейн по просьбе Флеминга попытались получить в чистом виде пенициллин. Только после двух лет разочарований и поражений им удалось получить несколько граммов коричневого порошка.

Когда 3 сентября 1939 года Англия объявила войну Германии, Оксфордская группа, опасаясь немецкой оккупации, решила любой ценой спасти чудодейственную плесень. Чейн и Флори вывезли свой препарат на анализ в США контрабандным способом: они пропитали коричневой жидкостью подкладку своих пиджаков и карманов. Достаточно было выжить одному из них, чтобы сохраненные споры плесневых грибков позволили возобновить работу.Только в середине 1940 года пенициллин удалось получить в необходимом для исследований количестве.

Факт №6

Первые инъекции нового средства были сделаны человеку 12 февраля 1941 года. Один из лондонских полицейских во время бритья порезался бритвой. Развилось заражение крови. Первый укол пенициллина сделали умирающему пациенту. Состояние больного сразу 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. Счастливцем был пятнадцатилетний мальчик, больной заражением крови, которое не поддавалось лечению. Это был первый человек, которому пенициллин спас жизнь.

В 1941 году СССР запросил у союзников образец лекарства. Однако ответа не последовало. Тогда в 1942 году под руководством главы всесоюзного института экспериментальной медицины Зинаиды Виссарионовны Ермольевой из плесени, собранной со стен бомбоубежища, в тяжелейших условиях был получен отечественный пенициллин. Советский препарат был назван "пенициллин-крустозин". Его выпуск был начат в 1944 г. на предприятиях химико-фармацевтической промышленности методом поверхностного культивирования гриба.

В 1943-м впервые пенициллин начали выпускать в массовом количестве в Пеории, штат Иллинойс, на заводе Хайрама Уолкера. Когда-то здесь с большим знанием дела “варили” виски, и на винодельческой фирме имелось превосходное оборудование для ферментации. Но вскоре выяснилось, что эти помещения оказались слишком тесными для наращивания производства лекарства, что потребовало расширения бизнеса.

Потребность в пенициллине росла с каждым днем. Важно было увеличить не только количество препарата, но и его активность. Интересное испытание антибиотиков произошло в январе 1944 года, когда в Москву с группой зарубежных ученых приехал профессор Флори. Он привез свой пенициллин и решил сравнить его с российским. Наш препарат оказался активнее зарубежного: 28 единиц против 20 в 1 мл. Тогда профессор Флори и американский ученый Сандерс предложили провести клинические испытания по оценке действия препарата на больных. И вновь победу одержал наш отечественный пенициллин.

Факт №10

По просьбе профессора Флори предоставить для дальнейших исследований русский пенициллин ему намеренно, якобы как его образец, был выдан американский штамм. Вернувшись в Америку, Флори исследовал полученный материал и был разочарован. В своем отчете он написал "Советская плесень оказалась не crustosum, а notatum, как у Флеминга. Ничего нового русские не открыли". А вот советские ученые как раз и "утерли нос" американским коллегам, но только наладить широкомасштабное производство этого препарата в разрушенной стране было непросто.