с каким концептуальным уровнем химии связано открытие флеминга

Александр Флеминг: биография, открытие пенициллина, научные достижения, дата и причина смерти

Краткая биография Александра Флеминга

Человек, чье имя к 1945 году станет известно по всему миру, родился 6 августа 1881 года в Шотландии, области Эршир, на ферме Лохфильд (Дарвел). Мать Александра, Грэйс Стирлинг Мортон, была второй женой Хуга Флеминга – фермера, проживающего по соседству от ее отца. Александр был третьим из четверых детей Грэйс и Хуга. Также у Флеминга-старшего было еще четыре ребенка от первого брака. Хугу было 59 лет, когда он женился на матери Александра. А умер, когда мальчику было всего 7 лет.

Начальное образование

Если описывать этот период жизни кратко, Александр Флеминг до 12 лет учился в сельской школе Дарвела, затем в течение двух лет проходил обучение в академии Килмарнок, а в 14-летнем возрасте переехал к старшим братьям в столицу Великобритании, где подрабатывал клерком и занимался в Королевском политехническом институте. Почему он решил посвятить свою жизнь именно медицине? Примером стал один из его старших братьев, который к тому времени уже работал врачом-офтальмологом. Вот и Александр решил поступить в медицинскую школу. Как выяснится позже, не зря.

Медицинское образование

Хотя у Александра не было страсти к какой-то определенной области медицины, его способности в хирургии говорили о том, что парень может стать выдающимся врачом. Однако дальнейшую жизнь он посвятил лабораторной медицине. Большую роль в этом вопросе сыграл профессор патологии Алмрот Райт, который прибыл в госпиталь Св. Марии в 1902 году. Как раз в то время, когда здесь проходил практику студент Александр Флеминг. Райт на тот момент уже был автором вакцинации против брюшного тифа, но не останавливался на достигнутом. Он собрал группу студентов, в числе которой были Джон Фриман, Джон Уэлс и Бернар Спилсбери. С ними Алмрот начал новую «миссию» – найти то, что будет активировать антитела в организме человека, страдающего от бактериальной инфекции. Таким образом, профессор патологии хотел найти метод борьбы с инфекционными заболеваниями. И это было внутри человеческого организма. Когда группа не справлялась с поставленной задачей, к ней присоединили Флеминга. На тот момент (1906 год) Александр уже получил ученую степень.

Исследовательская лаборатория была прикреплена к госпиталю Св. Марии. Там Александр Флеминг проработал всю свою оставшуюся жизнь, а в 1946 году стал директором Института.

Деятельность в лабораторной медицине

Флеминг наиболее известен как «отец» пенициллина. Но на самом деле, Александр внес огромный вклад в развитие медицины, постоянно все исследуя и изучая. Вот таким он был человеком – вовлеченным в свою деятельность и стремившимся сделать мир здоровее. Собственно, как и его наставник Райт. Например, профессор патологии разработал множество способов микроизмерения, а Флеминг определил, что они будут наиболее полезными в диагностике сифилиса, разработанной Вассерманом. Новые диагностические методы позволяли вместо 5 мл крови пациента использовать всего 0,5 мл. Просто нужно было брать ее не из пальца, а из вены.

Первая мировая война заставила Райта отправиться во Францию. Ученый взял с собой и Флеминга. Там они открыли первую исследовательскую медицинскую лабораторию военного времени, в которой решали многие проблемы. Одной из наиболее важных была бактериальная инфекция, развивающаяся в глубоких ранах, так как она была способна как минимум оставить людей без конечностей, и как максимум лишить их жизней. Александр Флеминг подготовил первый доклад в 1915 году, в котором рассказал о многообразии бактерий, присутствующих в ранах, и о том, что многие из них еще неизвестны бактериологам. Также вместе с Райтом они определили, что антисептики того времени, которые были предназначены для обеззараживания ран, не только не справляются со своей задачей, но и вредят человеку, что наотрез отказались принимать хирурги. Однако немногим позже двое ученых все же смогли отстоять свое мнение. Флеминг и Райт доказали, что антисептики неэффективны по двум причинам. Во-первых, они попросту не достигали всех микробов. Во-вторых, их активность в разы снижалась после столкновения с различными белковыми и клеточными элементами. Проще говоря, антисептики уничтожали лейкоциты в организме пострадавшего, когда те были необходимы в качестве эффективного защитного механизма.

Открытие пенициллина Александром Флемингом

В этом вопросе главную роль сыграла неряшливость ученого. На то время он был уже достаточно известен в области медицины, блестящий исследователь, но беспорядок в его лаборатории заставлял ужаснуться. Однако если бы не этот факт, Флеминг, возможно, никогда бы и не сделал такого важного для бактериологии открытия. Кстати, его неряшливость сыграла главную роль и в открытии лизоцима. Но об этом позже.

Стафилококки и другие грамм-положительные бактерии вызывают пневмонию, скарлатину, дифтерию и менингит, и пенициллин успешно мог бороться с таковыми. Между тем как против грамм-отрицательных патогенных микроорганизмов, вызывающих паратиф и брюшной тиф, он был бессилен. Однако и этот результат стараний ученого был, мягко говоря, полезен для дальнейшего развития медицины.

«Доработка» пенициллина

Итак, в 1929 году Александр Флеминг открывает пенициллин. Но он не мог получить качественное активное вещество, эффективно очистить его, так как не был химиком. Соответственно, использовать результат своих стараний в терапии пациентов он не мог. Хотя и так проделал большую работу. Например, он определил, что пенициллин не будет работать в малой дозировке и при короткой терапии. «Доработкой» пенициллина занимались уже другие ученые – Говард Флори и Борис Чейн. Массовое производство антибиотика стартовало уже во времена Второй мировой войны и позволило спасти немало людей.

Научное открытие лизоцима

Не исключено, что о пенициллине так и не узнали бы. Именно ранее открытие Флемингом лизоцима показало ученого с лучшей стороны, как блестящего исследователя. И, вероятно, именно поэтому Флори и Чейн взялись за доработку пенициллина. Даже предполагая, что славу и почет за это открытие все равно получит Флеминг.

Лизоцим был открыт так же случайно, и так же благодаря, грубо говоря, неряшливости гения. Проводя очередное исследование бактерий, Флеминг чихнул прямо над чашкой Петри. Он не предпринял никаких действий, то есть, эти пластины так и остались стоять на лабораторном столе. Как оказалось, правильно сделал. Через несколько дней Александр заметил, что в чашках, куда попали капли слюны, бактерий больше нет. Они погибли. Ученый определил, что этому способствовала именно человеческая биологическая жидкость. Так, Александр Флеминг, фото которого можно видеть в статье, открыл фермент, уничтожающий некоторые патогенные микроорганизмы и не повреждающий ткани. Он назвал его лизоцимом.

Награды и титулы великого ученого

Флеминг вместе с Чейном и Флори получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных заболеваниях. Это произошло в 1945 году. За 10 лет, предшествующих дню смерти гениального ученого, за свои открытия и достижения в области лабораторной медицины он получил:

Также Флеминг был удостоен почетного членства во многих академиях и научных обществах. В 1944 году получил дворянское звание. Кстати, многих интересует, гражданин какой страны Александр Флеминг? Родился ученый на территории Шотландии и всю жизнь, за исключением командировок, прожил в этой стране. А дворянский титул там, как известно, очень важен.

Личная жизнь «неряшливого гения»

Флеминг был женат дважды. Его первую супругу звали Сара, у них был сын Роберт. Молодой человек решил быть как отец, пошел по его стопам и стал врачом. Сара умерла в 1949 году. Это негативно отразилось на состоянии здоровья ученого. Спустя 4 года, он женился на своей бывшей студентке и коллеге, гречанке Амалии Котсури-Вурекас. Она умерла в 1986 году.

Смерть А. Флеминга

Как уже говорилось, состояние здоровья ученого сильно ухудшилось после смерти первой супруги. Жизнь Александра Флеминга закончилась 11 марта 1955 года. Он скончался от инфаркта миокарда. Ученого похоронили рядом с самыми почитаемыми британцами, в соборе Святого Павла в Лондоне. Флеминг часто бывал в Греции, а потому в день его смерти в этой стране был объявлен национальный траур. А в Барселоне к мемориальной доске с его именем выкладывали огромные охапки цветов. Это, наверное, и есть настоящий почет. Настоящая слава Великого Ученого, которого уважал и ценил весь мир. А он просто безумно любил свою работу и всецело отдавался ей. Настолько любил, что даже чашку Петри с разросшимися плесневыми грибами сохранил до конца своих дней.

Источник

Кто изобрел пенициллин? История открытия и свойства пенициллина

Медицина до изобретения пенициллина

Многие столетия медицина была не в силах сохранить жизнь всех заболевших. Первым шагом к прорыву стало открытие факта о природе происхождения многих недугов. Речь идет о том, что большинство заболеваний возникает вследствие губительного воздействия микроорганизмов. Достаточно быстро ученые поняли, что болезнетворные бактерии можно уничтожить с помощью других микроорганизмов, проявляющих «враждебное отношение» к возбудителям недугов.

В процессе своей медицинской практики сразу несколько ученых еще в XIX пришли к такому выводу. Среди них был и Луи Пастер, который открыл, что действие некоторых видов микроорганизмов приводит к гибели бацилл сибирской язвы. Но этих сведений оказалось недостаточно. Нужно было найти конкретные действенные способы решения проблемы. Все попытки медиков создать универсальное лекарство заканчивались неудачно. И лишь чистая случайность и блестящая догадка помогли Александру Флемингу, тому ученому, кто изобрел пенициллин.

Из хаоса

Еще в 1922 г. Флеминг сделал свое первое открытие — лизоцим. По сути, это природный антибактериальный агент, содержащийся в слезе любого человека. Сегодня его получают из куриных яиц и применяют в качестве наружного антисептика. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E1105 — консерванта, позволяющего долго сохранять скоропортящиеся продукты. То есть препарат борется с бактериями внутри продукта, но благодаря природному происхождению он безопасен даже для беременных женщин, если у них нет аллергии на куриные яйца. Забавно, что Флеминг случайно чихнул над чашкой Петри, в которой был лизоцим, а через три дня обнаружил, что в местах, куда попали мокрота и слизь от его чиха, бактерии были уничтожены.

Александр Флеминг

Творческий беспорядок и случайности помогли Флемингу и во второй раз. В сентябре 1928 г. исследователь уезжал в отпуск. Перед отбытием он высеивал колонию бактерий золотистого стафилококка. Так получилось, что взял для этого недостаточно продезинфицированную емкость из соседней лаборатории, где работали с редким плесневым грибком. По возвращении он обнаружил в емкости со стафилококком плесень, а бактерии в ней стали прозрачными. Разрушительное для бактерий активное вещество — пенициллин — удалось из плесени выделить. Даже разведенный в 500–800 раз препарат подавлял бациллы сибирской язвы, дифтерии, но не оказывал вредного влияния на лейкоциты. Это указывало на безопасность применения.

На изучение свойств открытого им вещества Флеминг потратил около года. В очищенном виде он так и не сумел его получить, но всё же решил рассказать о нем коллегам. Опубликовал научную работу. До методов очистки волшебного средства, а тем более до его выработки с помощью синтеза было далеко. Флеминг — ученый, микробиолог. Результат в своей области он получил, а к большему не стремился. Тем более считал, что не наука, а сама природа подарила человечеству пенициллин, а он всего лишь обратил на него внимание и дал название. Хотя всякий раз, вспоминая, что его открытие всё еще не служит людям, активизировался.

В 1936 г. на втором международном конгрессе микробиологов в Лондоне он выступил перед коллегами с сенсационным, как ему тогда казалось, докладом. Говорил об открытии уникальных свойств пенициллина, о том, что будут спасены миллионы жизней. Даже показал оригинальные опыты. Коллеги доклад встретили прохладно. Все знали о рецептах вековой давности, когда плесень прикладывали к ранам, лечили опухоли заплесневелым хлебом. Такое давно считалось сомнительной народной медициной, и открытие ученого никто не принял всерьез. Тем более плесень не стабильна в хранении, из нее сложно выделить активные вещества. Словом, дальнейшие исследования прекратились. И об открытии надолго забыли бы, не обрати на него внимание Флори и Чейн.

Кто изобрел пенициллин, вклад Флеминга

Ученый Александр Флеминг считается первооткрывателем антибиотика – пенициллина. За свое открытие исследователь в 1945 году получил Нобелевскую премию. Появился антибиотик случайно: Флеминг был неаккуратным и часто не убирал за собой пробирки. Перед долгой отлучкой ученый забыл помыть чашки Петри, в которых остались колонии стафилококка.

После приезда ученый обнаружил, что в чашках расцвела плесень, а некоторые участки были полностью без бактерий. Флеминг пришел к выводу, что плесень вырабатывает вещества, убивающие стафилококки. Бактериолог выделил пенициллин из грибков, но относя к своему открытию скептически.

Позднее ученые Флори и Чейн закончили начатую работу. Через 10 лет они улучшили лекарство и вывели чистую форму пенициллина.

В 1942 году пенициллин стали использовать с целью лечения людей. Первым выздоровевшим пациентом стал ребенок с заражением крови. Во время Второй мировой войны изготовление пенициллина в США поставили на конвейер. Благодаря этому сотни тысяч солдат были спасены от гангрены и ампутации конечностей.

Случайное открытие

«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал революцию в медицине своим открытием первого в мире антибиотика или бактерии-убийцы», затем Флеминг сказал: «Но я полагаю, что именно это я и сделал».

К 1928 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был известен своими ранними работами и получил репутацию блестящего исследователя, но при этом его лаборатория часто была неопрятной. 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию, проведя август со своей семьёй. Перед отъездом он собрал все свои культуры стафилококков на столе в углу его лаборатории.

Флеминг не был химиком, поэтому не был в состоянии извлечь и очистить активное вещество. Поэтому он не мог использовать пенициллин в качестве терапевтического средства, но мысли об этом не покидали его голову. Он писал:

«Пенициллин при взаимодействии с чувствительными микробами имеет некоторые преимущества над известными химическими антисептиками. Хороший образец полностью уничтожит стафилококков, стрептококков пиогенес и пневмококков даже при разведении 1 к 800. Он является более мощным ингибиторным агентом, чем карболовая кислота, и может быть применён к заражённым поверхностям и в неразбавленном состоянии, не вызывая раздражения и интоксикации. Даже при разведении в 800 раз он обладает более сильным действием, чем другие антисептики. Эксперименты, связанные с лечением гнойных инфекций подтвердили, что это открытие действительно привело к прогрессу в медицине.»

Последний из упомянутых экспериментов не описан. Следует отметить, что в это время Флеминг имел в виду только местное применение пенициллина, он и представить не мог, что (цитата Флори) «Он может циркулировать в крови и жидкостях организма в достаточном количестве, чтобы уничтожить чувствительные к нему бактерии в сочетании с естественной защитой тела без нанесения вреда другим тканям».

Прежде чем перейти к изучению других вопросов, Флеминг показал как даже необработанный фильтрат, содержащий пенициллин может быть использован в бактериологии как средство подавления роста нежелательных микробов в определённых культурах, например, для изоляции от B. pertussis при коклюше.

Флеминг опубликовал своё открытие в 1929 году в Британском журнале Экспериментальной Патологии, но его статье было уделено мало внимания. Флеминг продолжал свои исследования, но обнаружил, что работать с пенициллом было очень трудно, и что после того, как выросла плесень, ещё труднее стало изолировать антибиотик от агента. Производство пенициллина Флемингом оказалось довольно медленным, и он боялся, что по этой причине пенициллин не будет иметь важное значение при лечении инфекции.

Флеминг также убедился, что пенициллин не может существовать в теле человека (в естественных условиях) настолько долго, чтобы быть способным эффективно убивать бактерии. Многие клинические испытания оказались безрезультатными, вероятно, потому, что пенициллин был использован в качестве поверхностного антисептика. До 1940-го годах Флеминг все продолжал свои опыты, пытаясь разработать методику быстрого выделения пенициллина, которую можно было бы использовать в дальнейшем для более масштабного применения пенициллина.

Вскоре после того как Флеминг перестал работать с пенициллином, Флори и Чейн продолжили исследования и массовое производство его за счёт средств правительства США и Англии. Спустя некоторое время им всё-таки удалось произвести достаточно пенициллина для лечения всех раненых.

Предпосылки открытия пенициллина кратко в фактах

Кто в России изобрел пенициллин?

В Советском Союзе над созданием и исследованием лекарств-антибиотиков работала микробиолог Ермольева. Она первой из всех советских ученых начала изучать интерферон как противовирусный препарат. В 1942 году Ермольева получила пенициллин. Исследования и опыты ученой привели к тому, что уже через несколько лет в СССР антибиотик стали изготовлять большими партиями.

Как же действует пенициллин?

Механизм действия антибиотика пенициллина очень прост: в его состав входит 6-аминопенициллановая кислота, которая разрушает клеточную стенку некоторых бактерий. Это быстро приводит к их гибели. Изначально очень большой спектр микробов оказался уязвимым перед этим лекарством: среди них стрептококки, стафилококки, кишечная палочка, возбудители тифа, холеры, дифтерии, сифилиса и др. Однако бактерии — это живые существа, и они быстро начали вырабатывать устойчивость к этому препарату.

Таким образом, если его первоначальные дозы составляли несколько тысяч условных единиц 2-3 раза в день, то для того, чтобы лекарство оказывало клинический эффект на сегодняшний день требуются гораздо большие дозы: 1-2 миллиона условных единиц в сутки. Отдельные заболевания требуют вообще ежесуточного введения 40-60 миллионов условных единиц.

Препарат применяется только в виде инъекций (внутримышечных или внутривенных). Обычно его выпускают в виде порошка, который медсестра разводит перед введением физиологическим раствором или анестетиком. Ведь, как известно, инъекции пенициллина очень болезненные.

Еще одним негативным моментом в лечении пенициллином является то, что период его полувыведения составляет 3-5 часов. То есть для того, чтобы в крови поддерживалась определенная лечебная доза, необходимо шестикратное введение. Таким образом, больному делают уколы каждые 3 часа. Это достаточно изнурительно и уже через 2-3 дня превращает его ягодицы в решето, на которое невозможно ни сесть, ни лечь.

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.

Признание

Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны. По некоторым оценкам, благодаря этому антибиотику в годы войны и после нее были спасены около 200 млн человек. Открытие этого препарата не раз признавалось одним из важнейших научных достижений в истории человечества. Большинство современных антибиотиков были созданы именно после исследования лечебных свойств пенициллина.

Пенициллин сегодня: есть ли ему место в медицине?

В настоящее время препарат не активен в отношении грамотрицательных бактерий и палочек, но сохраняет удовлетворительный эффект против стрептококков, стафилококков, возбудителя дифтерии, сибирской язвы и гонореи. Однако резистентность (устойчивость) этих бактерий составляет в некоторых регионах нашей страны 25% и даже выше, что значительно уменьшает вероятность успешного исхода терапии.

И, тем не менее, структура природного пенициллина и механизм его действия послужили основой для дальнейшего развития антимикробной химиотерапии. Ученые стали создавать более современные, эффективные и удобные в применении лекарства. Он явился первым представителем целой группы антибиотиков, среди которых известные многим Ампициллин, Амоксициллин, Амоксиклав и др. Эти препараты намного более активны в отношении всех вышеуказанных микроорганизмов, каждый из них имеет свой спектр действия и показания для применения.

Таким образом, можно сказать, что природный пенициллин на сегодняшний день практически не применяется. Исключение составляют лишь маленькие больницы в отдаленных уголках нашей страны. Причин несколько:

Интересные факты о пенициллине

Когда-то пенициллин спас миллионы жизней, с его открытием медицинская наука получила мощный толчок. Тысячи ученых по всему миру стали работать над вопросом изобретения других более эффективных и безопасных антибиотиков.

Открытие природного пенициллина можно назвать огромным достижением медицинской науки, ведь он стал первым препаратом из группы антибиотиков. Однако на сегодняшний день его применение в качестве лекарственного средства сильно ограничено. Исключение составляет лечение сифилиса, так как возбудитель быстро погибает под его действием. Еще одним случаем, когда доктора могут выбрать его в качестве основного лечения, является ситуация, когда анализ на чувствительность микроорганизмов, вызывающих определенное заболевание, показывает хорошую эффективность против них. К минусам природного пенициллина можно отнести потребность в частых инъекциях, что приносит страдания больному и добавляет работы процедурной медсестре. В противовес этому есть современные антибиотики, которые можно применять 1-2 раза в сутки, они превосходят его по эффективности и безопасности и существуют в виде таблеток. К тому же он достаточно аллергичный, поэтому людям-атопикам стоит от него воздерживаться.

Лекарственная устойчивость

На несколько десятилетий антибиотики стали почти панацеей от всех болезней, но ещё сам первооткрыватель Александр Флеминг предупреждал, что не стоит использовать пенициллин, пока заболевание не будет диагностировано, и нельзя использовать антибиотик в течение короткого времени и в совсем малых количествах, так как при этих условиях у бактерий развивается устойчивость.

Когда в 1967 году был выявлен пневмококк, не чувствительный к пенициллину, а в 1948 году были обнаружены устойчивые к антибиотику штаммы золотистого стафилококка, учёным стало понятно, что бактерии приспосабливаются к лекарствам.

«Открытие антибиотиков было величайшим благом для человечества, спасением миллионов людей. Человек создавал всё новые и новые антибиотики против разных возбудителей инфекций. Но микромир сопротивляется, мутирует, микробы приспосабливаются. Возникает парадокс — люди разрабатывают новые антибиотики, а микромир вырабатывает своё сопротивление», — рассказала старший научный сотрудник Государственного научно-исследовательского центра профилактической медицины, кандидат медицинских наук, эксперт «Лиги здоровья нации» Галина Холмогорова.

Справка Резистентность — это сопротивляемость (устойчивость, невосприимчивость) организма к воздействию различных факторов — инфекций, ядов, загрязнений, паразитов и т. д. Термин чаще всего применяется в отношении микроорганизмов и обозначает возникновение механизмов невосприимчивости к антимикробным лекарственным средствам и к антибиотикам.

По мнению многих экспертов, в том, что антибиотики теряют свою эффективность в борьбе с заболеваниями, во многом виноваты и сами пациенты, не всегда принимающие антибиотики строго по показаниям или в необходимых дозах.

«Проблема резистентности исключительно велика и затрагивает всех. Она вызывает большую тревогу учёных, мы можем вернуться в доантибиотиковую эру, потому что все микробы станут резистентны, ни один антибиотик не будет действовать на них. Наши неумелые действия привели к тому, что мы можем оказаться без очень мощных лекарств. Лечить такие страшные болезни, как туберкулёз, ВИЧ, СПИД, малярия, будет просто нечем», — пояснила Галина Холмогорова.

Именно поэтому к лечению антибиотиками нужно относиться очень ответственно и соблюдать ряд простых правил, в частности:

– никогда не принимать антибиотики без рекомендации врача;
– не прерывать курс лечения, даже если вам стало лучше;
– помнить, что антибиотики не помогают при вирусных инфекциях.

Источник