Как са открити антибиотиците. История на откриването на антибиотиците. Необичайната история за откриването на пеницилина

Антибиотиците са огромна група бактерицидни лекарства, всяка от които се характеризира със свой собствен спектър на действие, показания за употреба и наличието на определени последствия

Антибиотиците са вещества, които могат да инхибират растежа на микроорганизмите или да ги унищожат. Според дефиницията на GOST антибиотиците включват вещества от растителен, животински или микробен произход. В момента това определение е малко остаряло, тъй като са създадени огромен брой синтетични лекарства, но естествените антибиотици са прототип за тяхното създаване.

Историята на антимикробните лекарства започва през 1928 г., когато А. Флеминг открива за първи път пеницилин. Това вещество е открито, а не създадено, тъй като винаги е съществувало в природата. В живата природа се произвежда от микроскопични гъбички от рода Penicillium, предпазващи се от други микроорганизми.

За по-малко от 100 години са създадени повече от сто различни антибактериални лекарства. Някои от тях вече са остарели и не се използват в лечението, а някои тепърва се въвеждат в клиничната практика.

Как действат антибиотиците?

Препоръчваме да прочетете:

Всички антибактериални лекарства могат да бъдат разделени на две големи групи според ефекта им върху микроорганизмите:

• бактерицидно– директно причиняват смъртта на микробите;
• бактериостатичен– предотвратяват размножаването на микроорганизми. Неспособни да растат и да се възпроизвеждат, бактериите се унищожават от имунната система на болен човек.

Антибиотиците упражняват своите ефекти по много начини: някои от тях пречат на синтеза на микробни нуклеинови киселини; други пречат на синтеза на бактериални клетъчни стени, трети нарушават протеиновия синтез, а трети блокират функциите на дихателните ензими.

Групи антибиотици

Въпреки разнообразието на тази група лекарства, всички те могат да бъдат класифицирани в няколко основни типа. Тази класификация се основава на химическата структура - лекарствата от една и съща група имат сходна химична формула, като се различават помежду си по наличието или отсъствието на определени молекулни фрагменти.

Класификацията на антибиотиците предполага наличието на групи:

1. Производни на пеницилин. Това включва всички лекарства, създадени на базата на първия антибиотик. В тази група се разграничават следните подгрупи или поколения пеницилинови лекарства:

• Естествен бензилпеницилин, който се синтезира от гъбички и полусинтетични лекарства: метицилин, нафцилин.
• Синтетични лекарства: карбпеницилин и тикарцилин, които имат по-широк спектър на действие.
• Мецилам и азлоцилин, които имат още по-широк спектър на действие.

1. Цефалоспорини- Най-близки роднини на пеницилините. Първият антибиотик от тази група, цефазолин С, се произвежда от гъбички от рода Cephalosporium. Повечето лекарства от тази група имат бактерициден ефект, т.е. убиват микроорганизми. Има няколко поколения цефалоспорини:

• I поколение: цефазолин, цефалексин, цефрадин и др.
• II поколение: цефсулодин, цефамандол, цефуроксим.
• III поколение: цефотаксим, цефтазидим, цефодизим.
• IV поколение: cefpirom.
• V поколение: цефтолозан, цефтопиброл.

Разликите между отделните групи са основно в тяхната ефективност – по-късните поколения имат по-голям спектър на действие и са по-ефективни. Цефалоспорините от 1-во и 2-ро поколение сега се използват изключително рядко в клиничната практика, повечето от тях дори не се произвеждат.

1. – лекарства със сложна химична структура, които имат бактериостатичен ефект върху широк спектър от микроби. Представители: азитромицин, ровамицин, йозамицин, левкомицин и редица други. Макролидите се считат за едни от най-безопасните антибактериални лекарства - те могат да се използват дори от бременни жени. Азалидите и кетолидите са разновидности на макролидите, които имат разлики в структурата на активните молекули.

Друго предимство на тази група лекарства е, че те могат да проникнат в клетките на човешкото тяло, което ги прави ефективни при лечението на вътреклетъчни инфекции:,.

1. Аминогликозиди. Представители: гентамицин, амикацин, канамицин. Ефективен срещу голям брой аеробни грам-отрицателни микроорганизми. Тези лекарства се считат за най-токсични и могат да доведат до доста сериозни усложнения. Използва се за лечение на инфекции на пикочно-половата система.
2. Тетрациклини. Това са предимно полусинтетични и синтетични лекарства, които включват: тетрациклин, доксициклин, миноциклин. Ефективен срещу много бактерии. Недостатъкът на тези лекарства е кръстосаната резистентност, тоест микроорганизмите, които са развили резистентност към едно лекарство, ще бъдат нечувствителни към други от тази група.
3. Флуорохинолони. Това са напълно синтетични лекарства, които нямат своя естествен аналог. Всички лекарства от тази група са разделени на първо поколение (пефлоксацин, ципрофлоксацин, норфлоксацин) и второ поколение (левофлоксацин, моксифлоксацин). Най-често се използват за лечение на инфекции на УНГ органи (,) и дихателни пътища (,).
4. Линкозамиди.Тази група включва естествения антибиотик линкомицин и неговото производно клиндамицин. Те имат както бактериостатичен, така и бактерициден ефект, ефектът зависи от концентрацията.
5. карбапенеми. Това са едни от най-модерните антибиотици, които действат върху голям брой микроорганизми. Лекарствата от тази група принадлежат към резервните антибиотици, т.е. те се използват в най-трудните случаи, когато други лекарства са неефективни. Представители: имипенем, меропенем, ертапенем.
6. Полимиксини. Това са високоспециализирани лекарства, използвани за лечение на инфекции, причинени от. Полимиксините включват полимиксин М и В. Недостатъкът на тези лекарства е техният токсичен ефект върху нервната система и бъбреците.
7. Антитуберкулозни лекарства. Това е отделна група лекарства, които имат изразен ефект върху. Те включват рифампицин, изониазид и PAS. Други антибиотици също се използват за лечение на туберкулоза, но само ако се развие резистентност към споменатите лекарства.
8. Противогъбични средства. Тази група включва лекарства, използвани за лечение на микози - гъбични инфекции: амфотирецин В, нистатин, флуконазол.

Методи за използване на антибиотици

Антибактериалните лекарства се предлагат в различни форми: таблетки, прах, от който се приготвя инжекционен разтвор, мехлеми, капки, спрей, сироп, супозитории. Основните приложения на антибиотиците:

1. Орален- перорално приложение. Можете да приемате лекарството под формата на таблетка, капсула, сироп или прах. Честотата на приложение зависи от вида на антибиотика, например азитромицин се приема веднъж дневно, а тетрациклин се приема 4 пъти на ден. За всеки вид антибиотик има препоръки, които посочват кога трябва да се приема – преди, по време или след хранене. От това зависи ефективността на лечението и тежестта на страничните ефекти. Понякога антибиотиците се предписват на малки деца под формата на сироп - за децата е по-лесно да изпият течността, отколкото да погълнат таблетка или капсула. Освен това сиропът може да бъде подсладен, за да се отървете от неприятния или горчив вкус на самото лекарство.
2. Инжекционен– под формата на интрамускулни или интравенозни инжекции. При този метод лекарството достига по-бързо до мястото на инфекцията и е по-активно. Недостатъкът на този метод на приложение е, че инжекцията е болезнена. Инжекциите се използват за умерени и тежки заболявания.

Важно:Само медицинска сестра трябва да поставя инжекции в клиника или болница! Строго не се препоръчва да се инжектират антибиотици у дома.

1. Местен– прилагане на мехлеми или кремове директно върху мястото на инфекцията. Този метод на доставяне на лекарства се използва главно при кожни инфекции - еризипел, както и в офталмологията - при инфекции на окото, например тетрациклинов мехлем за конюнктивит.

Начинът на приложение се определя само от лекаря. В този случай се вземат предвид много фактори: абсорбцията на лекарството в стомашно-чревния тракт, състоянието на храносмилателната система като цяло (при някои заболявания скоростта на абсорбция намалява и ефективността на лечението намалява). Някои лекарства могат да се прилагат само по един начин.

Когато инжектирате, трябва да знаете какво можете да използвате, за да разтворите праха. Например, Abactal може да се разрежда само с глюкоза, тъй като когато се използва натриев хлорид, той се разрушава, което означава, че лечението ще бъде неефективно.

Антибиотична чувствителност

Всеки организъм рано или късно свиква с най-суровите условия. Това твърдение е вярно и по отношение на микроорганизмите - в отговор на продължително излагане на антибиотици микробите развиват резистентност към тях. В медицинската практика беше въведена концепцията за чувствителност към антибиотици - ефективността, с която определено лекарство засяга патогена.

Всяко предписване на антибиотици трябва да се основава на познаване на чувствителността на патогена. В идеалния случай, преди да предпише лекарство, лекарят трябва да проведе тест за чувствителност и да предпише най-ефективното лекарство. Но времето, необходимо за извършване на такъв анализ, в най-добрия случай е няколко дни и през това време инфекцията може да доведе до най-катастрофалния резултат.

Следователно, в случай на инфекция с неизвестен патоген, лекарите предписват лекарства емпирично - като вземат предвид най-вероятния патоген, като познават епидемиологичната ситуация в определен регион и лечебно заведение. За тази цел се използват широкоспектърни антибиотици.

След извършване на тест за чувствителност лекарят има възможност да смени лекарството на по-ефективно. Лекарството може да бъде заменено, ако няма ефект от лечението в продължение на 3-5 дни.

Етиотропното (насочено) предписване на антибиотици е по-ефективно. В същото време става ясно какво е причинило заболяването - чрез бактериологично изследване се установява вида на патогена. След това лекарят избира конкретно лекарство, към което микробът няма резистентност (резистентност).

Антибиотиците винаги ли са ефективни?

Антибиотиците действат само на бактерии и гъбички! Бактериите се считат за едноклетъчни микроорганизми. Има няколко хиляди вида бактерии, някои от които съжителстват съвсем нормално с хората - повече от 20 вида бактерии живеят в дебелото черво. Някои бактерии са опортюнистични - причиняват заболяване само при определени условия, например когато навлязат в нетипично местообитание. Например, много често простатитът се причинява от E. coli, която навлиза по възходящ път от ректума.

Забележка: Антибиотиците са абсолютно неефективни при вирусни заболявания. Вирусите са в пъти по-малки от бактериите и антибиотиците просто нямат точка на приложение за способността си. Ето защо антибиотиците нямат ефект при настинка, тъй като настинката в 99% от случаите е причинена от вируси.

Антибиотиците за кашлица и бронхит могат да бъдат ефективни, ако са причинени от бактерии. Само лекар може да разбере какво причинява заболяването - за това той предписва кръвни изследвания и, ако е необходимо, изследване на храчки, ако излезе.

Важно:Да си предписвате антибиотици е недопустимо! Това само ще доведе до факта, че някои от патогените ще развият резистентност и следващия път болестта ще бъде много по-трудна за лечение.

Разбира се, антибиотиците са ефективни за - това заболяване е изключително бактериално по природа, причинено от стрептококи или стафилококи. За лечение на болки в гърлото се използват най-простите антибиотици - пеницилин, еритромицин. Най-важното при лечението на стенокардия е спазването на честотата на дозиране и продължителността на лечението - най-малко 7 дни. Не трябва да спирате приема на лекарството веднага след появата на заболяването, което обикновено се отбелязва на 3-4-ия ден. Истинският тонзилит не трябва да се бърка с тонзилит, който може да бъде от вирусен произход.

Забележка: нелекуваното възпалено гърло може да причини остра ревматична треска или!

Пневмонията (пневмония) може да бъде както от бактериален, така и от вирусен произход. Бактериите причиняват пневмония в 80% от случаите, така че дори когато се предписват емпирично, антибиотиците при пневмония имат добър ефект. При вирусна пневмония антибиотиците нямат терапевтичен ефект, въпреки че предотвратяват присъединяването на бактериалната флора към възпалителния процес.

Антибиотици и алкохол

Едновременният прием на алкохол и антибиотици за кратък период от време не води до нищо добро. Някои лекарства се разграждат в черния дроб, също като алкохола. Наличието на антибиотици и алкохол в кръвта силно натоварва черния дроб - той просто няма време да неутрализира етиловия алкохол. В резултат на това се увеличава вероятността от развитие на неприятни симптоми: гадене, повръщане и чревни разстройства.

Важно: редица лекарства взаимодействат с алкохола на химическо ниво, в резултат на което терапевтичният ефект директно се намалява. Тези лекарства включват метронидазол, хлорамфеникол, цефоперазон и редица други. Едновременната употреба на алкохол и тези лекарства може не само да намали терапевтичния ефект, но и да доведе до задух, гърчове и смърт.

Разбира се, някои антибиотици могат да се приемат, докато пиете алкохол, но защо да рискувате здравето си? По-добре е да се въздържате от алкохолни напитки за кратко време - курсът на антибактериална терапия рядко надвишава 1,5-2 седмици.

Антибиотици по време на бременност

Бременните жени страдат от инфекциозни заболявания не по-рядко от всички останали. Но лечението на бременни жени с антибиотици е много трудно. В тялото на бременната жена расте и се развива плодът - нероденото дете, което е много чувствително към много химикали. Навлизането на антибиотици в развиващия се организъм може да провокира развитието на фетални малформации и токсично увреждане на централната нервна система на плода.

През първия триместър е препоръчително да се избягва напълно употребата на антибиотици. През втория и третия триместър употребата им е по-безопасна, но също трябва да бъде ограничена, ако е възможно.

Бременната жена не може да откаже да предпише антибиотици за следните заболявания:

• Пневмония;
• стенокардия;
• инфектирани рани;
• специфични инфекции: бруцелоза, борелиоза;
• полово предавани инфекции: , .

Какви антибиотици могат да се предписват на бременна жена?

Пеницилините, цефалоспориновите лекарства, еритромицинът и йозамицинът почти нямат ефект върху плода. Пеницилинът, въпреки че преминава през плацентата, не оказва отрицателно въздействие върху плода. Цефалоспоринът и други посочени лекарства проникват през плацентата в изключително ниски концентрации и не могат да навредят на нероденото дете.

Условно безопасните лекарства включват метронидазол, гентамицин и азитромицин. Те се предписват само по здравословни причини, когато ползата за жената надвишава риска за детето. Такива ситуации включват тежка пневмония, сепсис и други тежки инфекции, при които без антибиотици жената може просто да умре.

Кои лекарства не трябва да се предписват по време на бременност?

Следните лекарства не трябва да се използват при бременни жени:

• аминогликозиди– може да доведе до вродена глухота (с изключение на гентамицин);
• кларитромицин, рокситромицин– при опити са имали токсичен ефект върху животински ембриони;
• флуорохинолони;
• тетрациклин– нарушава формирането на костната система и зъбите;
• хлорамфеникол– опасно при късна бременност поради инхибиране на функциите на костния мозък на детето.

За някои антибактериални лекарства няма данни за отрицателни ефекти върху плода. Това се обяснява просто - не се провеждат експерименти върху бременни жени за определяне на токсичността на лекарствата. Експериментите върху животни не ни позволяват да изключим всички негативни ефекти със 100% сигурност, тъй като метаболизмът на лекарствата при хора и животни може да се различава значително.

Моля, обърнете внимание, че трябва също да спрете приема на антибиотици или да промените плановете си за зачеване. Някои лекарства имат кумулативен ефект - те могат да се натрупват в тялото на жената и известно време след края на курса на лечение постепенно се метаболизират и елиминират. Препоръчително е да забременеете не по-рано от 2-3 седмици след приключване на приема на антибиотици.

Последици от приема на антибиотици

Навлизането на антибиотици в човешкото тяло води не само до унищожаване на патогенни бактерии. Като всички чужди химикали, антибиотиците имат системен ефект - в една или друга степен засягат всички системи на тялото.

Има няколко групи странични ефекти на антибиотиците:

Алергични реакции

Почти всеки антибиотик може да причини алергии. Тежестта на реакцията е различна: обрив по тялото, оток на Quincke (ангиоедем), анафилактичен шок. Докато алергичният обрив е практически безвреден, анафилактичният шок може да бъде фатален. Рискът от шок е много по-висок при антибиотични инжекции, поради което инжекциите трябва да се правят само в лечебни заведения - там може да се окаже спешна помощ.

Антибиотици и други антимикробни лекарства, които причиняват кръстосани алергични реакции:

Токсични реакции

Антибиотиците могат да увредят много органи, но черният дроб е най-податлив на тяхното въздействие - по време на антибиотична терапия може да възникне токсичен хепатит. Някои лекарства имат избирателен токсичен ефект върху други органи: аминогликозиди - върху слуховия апарат (причиняват глухота); тетрациклините инхибират растежа на костите при деца.

Забележка: Токсичността на лекарството обикновено зависи от дозата му, но при индивидуална непоносимост понякога са достатъчни и по-малки дози, за да има ефект.

Ефекти върху стомашно-чревния тракт

Когато приемат определени антибиотици, пациентите често се оплакват от болки в стомаха, гадене, повръщане и разстройство на изпражненията (диария). Тези реакции най-често се дължат на локално дразнещия ефект на лекарствата. Специфичният ефект на антибиотиците върху чревната флора води до функционални нарушения на нейната дейност, което най-често е съпроводено с диария. Това състояние се нарича диария, свързана с антибиотици, която е популярно известна като дисбиоза след антибиотиците.

Други странични ефекти

Други нежелани реакции включват:

• имуносупресия;
• поява на резистентни към антибиотици щамове микроорганизми;
• суперинфекция – състояние, при което се активират резистентни към даден антибиотик микроби, което води до появата на ново заболяване;
• нарушение на витаминния метаболизъм - причинено от инхибиране на естествената флора на дебелото черво, която синтезира някои витамини от група В;
• Бактериолизата на Jarisch-Herxheimer е реакция, която възниква при използване на бактерицидни лекарства, когато в резултат на едновременната смърт на голям брой бактерии в кръвта се отделят голям брой токсини. Реакцията е клинично подобна на шок.

Могат ли антибиотиците да се използват профилактично?

Самообучението в областта на лечението доведе до факта, че много пациенти, особено млади майки, се опитват да предпишат себе си (или детето си) антибиотик при най-малкия признак на настинка. Антибиотиците нямат профилактичен ефект - те лекуват причинителя на заболяването, тоест елиминират микроорганизмите, а при липсата им се проявяват само странични ефекти на лекарствата.

Има ограничен брой ситуации, когато антибиотици се прилагат преди клинични прояви на инфекция, за да се предотврати тя:

• операция– в този случай наличният в кръвта и тъканите антибиотик предотвратява развитието на инфекция. По правило е достатъчна еднократна доза от лекарството, приложена 30-40 минути преди интервенцията. Понякога дори след апендектомия антибиотиците не се инжектират в следоперативния период. След „чисти“ хирургични операции антибиотиците изобщо не се предписват.
• сериозни наранявания или рани(отворени фрактури, замърсяване на раната с почва). В този случай е абсолютно очевидно, че в раната е навлязла инфекция и тя трябва да бъде „смачкана“, преди да се прояви;
• спешна профилактика на сифилисизвършва се по време на незащитен сексуален контакт с потенциално болен човек, както и сред здравни работници, при които кръвта на заразен човек или друга биологична течност са влезли в контакт с лигавицата;
• Пеницилин може да се предписва на децаза профилактика на ревматична треска, която е усложнение на тонзилита.

Антибиотици за деца

Употребата на антибиотици при деца като цяло не се различава от употребата им при други групи хора. За малките деца педиатрите най-често предписват антибиотици в сироп. Тази лекарствена форма е по-удобна за приемане и за разлика от инжекциите е напълно безболезнена. По-големите деца могат да бъдат предписани антибиотици в таблетки и капсули. При тежки случаи на инфекция се преминава към парентерален начин на приложение - инжекции.

важно: Основната особеност при употребата на антибиотици в педиатрията е дозировката - на децата се предписват по-малки дози, тъй като лекарството се изчислява на килограм телесно тегло.

Антибиотиците са много ефективни лекарства, но в същото време имат голям брой странични ефекти. За да се излекувате с тяхна помощ и да не навредите на тялото си, те трябва да се приемат само по лекарско предписание.

Какви видове антибиотици има? В какви случаи е необходим прием на антибиотици и в кои е опасен? Основните правила на антибиотичното лечение са обяснени от педиатър д-р Комаровски:

Гудков Роман, реаниматор

ГБОУ Московска гимназия № 1505

"Московска градска педагогическа гимназия-лаборатория"

Есе
Бактериална резистентност към антибиотици

Алексеенок Мария

Ръководител:Ноздрачева А. Н.

Глава 1. Антибиотици………………..……………………………….…………………11

1. Какво представляват антибиотиците? ……………..……………………………….….………4
2. История на създаването на антибиотиците …..……………………………….……………4
3. Как антибиотиците влияят на бактериите? ..………………….……………4
4. Защо антибиотикът не убива клетките на гостоприемника? …..…………..5
5. Поява на бактериална резистентност към антибиотици ……………….……5

……………………6

Глава 3. Хоризонтален генен трансфер………………….………………………….8

Глава 4. Биофилми………………………..………………..……………………….…..9

Заключение………………………………………………………………………………..10

Библиография ………………………………….…………………………………..10
Въведение

Днес антибиотиците се използват широко в медицината. Но в процеса на тяхното използване е открита появата на резистентност към антибиотици в бактериите. И колкото по-дълго човечеството се лекува с антибиотици, толкова по-бързо бактериите се адаптират към новите лекарства, тъй като се избират не само самите гени на резистентност, но и механизмите за бързото им придобиване от патогенни бактерии. Науката е започнала да изследва причините за това явление и е идентифицирала няколко механизма на бактериална резистентност към антибиотици.

Тази тема е разглеждана от много учени и затова е написана на научен език. Интересувах се от проблема за устойчивостта по две причини. Първо, дядо ми се разболя и по време на лечението му възникна проблем, тъй като бактериите, които са причинили заболяването му, се оказаха резистентни към почти всички антибиотици. Майка ми също изучава този проблем и ми стана интересно да разбера тази тема. Разбрах, че този въпрос е наистина важен за всички. Затова реших да пиша за резистентността на бактериите към антибиотици на разбираем за учениците език.

Целта на моето есе е да проуча и представя на разбираем за учениците език механизмите на бактериална резистентност към антибиотици.

Бяха ми възложени следните задачи:

1. Определете антибиотиците

2. Кажете кой и кога е открил антибиотиците.

3. Опишете механизма на действие на антибиотиците върху бактериите.

4. Отговорете на въпроса: „Защо антибиотикът не убива еукариотните клетки?“

5. Опишете механизмите на бактериална резистентност към антибиотици.

6. Обяснете какво представляват биофилмите и хоризонталният генен трансфер и каква роля играят в резистентността на бактериите към антибиотици.

Структура на работата: резюмето се състои от въведение, глави с теоретичен преглед, заключение и източници.

Глава 1. Антибиотици

1.1 Какво представляват антибиотиците?

Първоначално антибиотиците се определят като органични вещества от естествен или полусинтетичен произход, които могат да убиват бактериите или да забавят растежа им. Напоследък лекарите и учените престанаха да разделят понятията антибиотици и химиотерапевтични лекарства (антибиотици от напълно синтетичен произход).

1.2 История на създаването на антибиотиците

От древни времена хората са използвали мухъл за дезинфекция на рани. Но първият антибиотик (пеницилин) е открит през 1928 г. от Александър Флеминг. Пеницилинът за медицинска употреба е разработен от учени Флори и Чейн.

След откриването на пеницилина, учените откриват много други антибиотици, като: актиномицин, неомицин, стрептотрицин, бацитрацин, полимиксин, виомицин, хлорамфеникол. Учените са разработили химически модификации на естествени антибиотици, които имат по-добри лечебни свойства. Те са по-малко токсични, не се разграждат по-дълго в човешкото тяло, проникват по-добре в органите и тъканите и могат да потискат повече видове бактерии.
1.3. Как антибиотиците влияят на бактериите?

Антибиотикът се свързва необратимо с мишената (ензими, участващи в синтеза на ДНК, РНК, протеини и клетъчни стени), което води до спиране на ключова (жизнена) реакция. В резултат на това бактерията умира или спира да се дели (фиг. 1).

Фигура 1. Механизмът на действие на антибиотиците върху бактериите.

1.4. Защо антибиотикът не убива клетките на гостоприемника?

Тъй като структурата на еукариотните протеини, отговорни за ключови биохимични реакции в клетката, се различава от прокариотните, антибиотиците, действащи върху бактериите, не са токсични за еукариотите. Най-безопасната група антибиотици са пеницилините, тъй като те нарушават образуването на пептидогликан, който е част от бактериалната клетъчна стена. Но при еукариотите пептидогликанът не се образува.

1.5. Поява на бактериална резистентност към антибиотици

Създаването на първите антибиотици помогна на човечеството да се справи с много смъртоносни болести. Например, с туберкулоза, пневмония, различни стафилококови инфекции и много други. Малко повече от 10 години след началото на употребата на първите антибиотици обаче се оказва, че бактериите стават резистентни към тях. Освен това през последните години учените откриха, че резистентността към нови антибиотици се появява по-бързо от преди. Много години научни изследвания на всички проблеми, свързани с появата на резистентност в бактериите, са идентифицирали три основни причини за това явление. Първият е хоризонтален генен трансфер

резистентност, второто е появата на спонтанни мутации и третото е образуването на биофилми от бактериите.

Сега нека разгледаме подробно основните механизми и пътища на антибиотичната резистентност.

Глава 2. Механизми на бактериална резистентност към антибиотици
Фигура 2. Биохимични механизми на лекарствена резистентност. Съставено въз основа на диаграмата, дадена в статията на S.Z. Mindlin, M.A. Петрова, И. А. Бас, Ж. М. Горленко. Произход, еволюция и миграция на гени за лекарствена резистентност // Генетика.

2006. Т. 42. № 11. С. 1495.
Различни биохимични механизми водят до бактериална резистентност към антибиотици (Фигура 2).

Разграничават се следните механизми:

1. Намалена пропускливост на мембраната.
2. Активно отстраняване на антибиотика от клетката.
3. Инактивиране на антибиотици.
4. Антибиотична модификация.
5. Модификация на целевата молекула.

Известни са и други, по-редки механизми на резистентност.

Първият механизъм е да се намали пропускливостта на клетъчната мембрана чрез промяна на нейния химичен състав.

Ако антибиотик проникне в бактерия, той може да бъде активно отстранен от клетката или инактивиран. Активният транспорт на антибиотици от клетката се осъществява благодарение на работата на специализирани протеини, които образуват трансмембранни помпи, които транспортират антибиотици. Инактивирането възниква поради факта, че бактерията образува специални ензими, които променят химичната структура на антибиотика, в резултат на което той губи своята антибактериална активност. Промени в химичната структура могат да настъпят чрез разграждане или модифициране на антибиотика. Разграждането е процес на разрушаване на антибиотична молекула, например поради хидролиза. Модифицирането е процес на промяна на структурата на молекула на антибиотик, например чрез добавяне на допълнителни функционални химични групи.Функционалната група е структурен фрагмент от органична молекула (определена група атоми), който определя нейните химични свойства.

Друг механизъм е модификация на таргетната молекула на бактерията, което води до нарушаване на свързването на антибиотика и мишената. Целта е молекулата, с която антибиотикът се свързва и нарушава нейната функция, което в крайна сметка убива бактерията. Най-честите цели са ДНК полимераза, РНК полимераза и рибозома. А за ß-лактамазите целта е дипептидът, от който се образува клетъчната стена. Модифицирането на целта възниква поради появата на спонтанни генни мутации или наличието на специални гени. Резистентността към рифампицин е отличен пример за резистентност в резултат на генна мутация. Рифампицин се свързва с един от протеините (бета субединица), който е част от РНК полимеразата, което води до инактивиране на целия ензим. Резистентността към рифампицин е резултат от мутации в гена, кодиращ бета субединицата. Това се случва поради трансверсията на последователността AT към TA. В резултат протеинът на бета субединицата замества аспарагиновата киселина с валин. В резултат на това рифампицин вече не е в състояние да се свързва с този променен ензим. Относително високата честота на мутации в гена на бета субединицата на РНК полимераза води до бърза селекция на резистентни мутанти, което значително ограничава употребата на този антибиотик срещу чувствителни бактерии.

Сред по-редките механизми е известно образуването на метаболитен шънт - замяната на една верига от реакции с друга. Например, този механизъм се използва от ентерококови бактерии за постигане на резистентност към ванкомицин.

Този антибиотик се свързва необратимо с дипептида D-Ala-D-Ala, който е част от прекурсорната молекула, от която се образува клетъчната стена. В резултат на тази връзка клетъчната стена не може да се образува и бактерията винаги умира. Учените смятаха, че няма да възникне резистентност към такъв антибиотик, но 30 години по-късно тя се появи. При резистентните щамове вместо дипептида D-Ala-D-Ala е открит друг - D-Ala-D-Lac, с който антибиотикът не се свързва. Седем допълнителни гена, получени чрез хоризонтален трансфер, се намират в резистентни бактерии. Именно тези гени участват в синтеза на алтернативен прекурсор на клетъчната стена. И то само след като антибиотикът влезе в клетката.

Има и такъв интересен механизъм на стабилност като имитация на целевата молекула. По време на изследване бактериите Mycobacterium smegmatis и Mycobacterium bovis откриха протеин, който се сгъва в третична структура, много подобна на двойната спирална структура на ДНК. Този протеин се състои от 5 аминокиселини, нагънати в дясна спирала с точно същата ширина, със същия заряд и спектър на поглъщане на светлина като ДНК молекула. Антибиотик (от групата на флуорохинолоните), попаднал в клетката, се свързва с протеина, а не с ДНК. В резултат на това антибиотикът не засяга синтеза на ДНК.

Една бактериална клетка може едновременно да притежава няколко различни механизма на резистентност към един антибиотик.

Бактериалната резистентност към антибиотици може да бъде вродена или придобита. Вродената резистентност може да се дължи на структурните особености на външните структури или на способността на даден вид или род бактерии да секретират вещество, което инактивира антибиотика. А придобитата резистентност възниква, когато гените се прехвърлят чрез хоризонтален трансфер на гени или поради появата на спонтанна мутация. Всички механизми, които една бактерия притежава, се предават по наследство, тъй като са кодирани в ДНК.

Глава 3. Хоризонтален генен трансфер

Хоризонтален генен трансфер (HGT) е процес на прехвърляне на генетична информация към организъм, който не е потомък. HGT изисква участието на поне два независими процеса: физическият трансфер на ДНК и интегрирането на прехвърлената ДНК в генома на реципиента, поради което се получава стабилно наследяване на признаци, придобити по този начин.

Основна роля в HGT играят различни мобилни генетични елементи: плазмиди, транспозони, IS елементи и др.

Плазмидите са екстрахромозомни генетични елементи, под формата на затворена или линейна ДНК молекула, способни да съществуват автономно в клетка за дълго време. Плазмидите осъществяват физическия трансфер на гени между клетките на различни бактерии. Те също така са платформа, на която има постоянен обмен на генетичен материал поради различни системи за рекомбинация. Рекомбинацията е процес на обмяна на подобни участъци от ДНК.

Транспозонът е ДНК последователност, която може да се движи в генома. Транспозоните съдържат транспозиционни гени и спомагателни гени и са ограничени от специални директни или обърнати крайни повторения.

IS елементите са подобни на транспозоните, но те кодират само протеини, участващи в процеса на транспониране. Те също могат да бъдат част от сложни транспозони.

Поради масовата неконтролирана употреба на антибиотици и лошата екология се наблюдава намаляване на естествените бариери, ограничаващи възможността за HGT в бактериите. Това е довело до гени за резистентност към антибиотици.

започнаха да се предават с по-голяма честота от преди.

Глава 4. Биофилми

Антибиотичната резистентност може да възникне и поради образуването на биофилми от бактерии. Биофилмите са надклетъчна система, състояща се от бактериална общност, която има филмова структура. Биофилмите са в състояние да оцелеят при максимални терапевтични дози антибиотици. Биофилмите могат да проявят резистентност към няколко антибиотици. Това се случва поради следните причини.

1. Съществуването на специални устойчиви форми на бактерии или персистери в биофилми. Персистерът е специална форма на клетка, в която не протичат биохимични реакции. Така антибиотикът не засяга клетката, защото в нея не възникват реакции, но антибиотикът засяга функциониращите клетки. След известно време клетката излиза от това състояние и започва да функционира.
2. Капацитет на филтриране на матрицата. Поради факта, че матрицата на бактериалните биофилми се състои от различни биополимери - полизахариди, протеини и дори ДНК, матрицата не само свързва клетките в една структура, но и запълва междуклетъчните пространства, което позволява на биофилма да отстранява антибиотиците.
3. Бактериалните популации, които изграждат биофилма, могат също да имат различни защитни механизми, споменати по-горе, допълващи се един с друг.

По този начин образуването на бактериални биофилми прави бактериите по-устойчиви на антибиотици, отколкото свободно живеещите клетки.
Заключение

Развитието и разпространението на множествена антибиотична резистентност сред патогенните бактерии вече създава сериозни проблеми при лечението на инфекции при хора и животни. Освен това съществува реална опасност в бъдеще антибиотичното лечение да стане неефективно. Следователно са необходими нови механизми за борба с патогенните бактерии. В момента учените разработват нови стратегии за борба с бактериалните заболявания. Но сега основната задача на човечеството е да спре безконтролното използване на антибиотици. С други думи, антибиотиците не трябва да се използват без сериозни рискове за здравето.

В тази работа постигнах целите и задачите си.
Библиография:

1. Миндлин С.З., Петрова М.А., Бас И.А., Горленко Ж.М.Произход, еволюция и миграция на гени за лекарствена резистентност // Генетика. 2006. Т. 42. № 11. стр. 1495-1511.
2. Петрова М.А.Хоризонтален трансфер на гени за резистентност към живачни съединения и антибиотици в естествени популации на палеобактерии. Дисертация за научна степен доктор на биологичните науки. Москва: 2013. С. 52-89.
3. Егоров Н. С.Основи на учението за антибиотиците. Учебник (6-то издание). М.: Издателство на Московския държавен университет, 2004. С. 7-61.
4. Енциклопедия за деца Avanta+ // Химия. T.17. М.: Аванта+, 2004. С. 329.
5. Овчинников Ю.А., Монастырская Г.С., Губанов В.В., Липкин В.М., Свердлов Е.Д., Кивер И.Ф., Бас И.А., Миндлин С.З., Данилевская О.Н., Хесин Р.Б.Първична структура на нуклеотидно заместване на РНК полимераза на Escherichia coli в гена на бета субединицата на резистентния към рифампицин rpoB255 мутант // Молекулярна и обща генетика. 1981. V.184. номер 3. стр. 536-538
6. Чеботар И.В., Маянски А.Н., Кончакова Е.Д., Лазарева А.В., Чистякова В.П.Антибиотична резистентност на бактерии от биофилм // Клинична микробиология и антимикробна химиотерапия. 2012. Т. 14, № 1. С. 51-58.

Dostarynyzben bolisu:

антибиотици

Преди много векове е забелязано, че зелената плесен помага при лечението на тежки гнойни рани. Но в онези далечни времена не са знаели нито за микробите, нито за антибиотиците. Първото научно описание на терапевтичния ефект на зелената плесен е направено през 70-те години на 19 век от руските учени В. А. Манасеин и А. Г. Полотебнов. След това зелената плесен е забравена за няколко десетилетия и едва през 1929 г. се превръща в истинска сензация, която обръща научния свят с главата надолу. Феноменалните качества на този неприятен жив организъм са изследвани от Александър Флеминг, професор по микробиология в Лондонския университет.

Експериментите на Флеминг показват, че зелената плесен произвежда специално вещество, което има антибактериални свойства и потиска растежа на много патогени.

антибиотици. История на производството и употребата на антибиотици

Ученият нарекъл това вещество пеницилин, след научното наименование на плесените, които го произвеждат. В хода на по-нататъшни изследвания Флеминг установи, че пеницилинът има пагубен ефект върху микробите, но в същото време няма отрицателен ефект върху левкоцитите, които активно участват в борбата с инфекцията, и други клетки на тялото. Но Флеминг не успя да изолира чиста култура от пеницилин за производството на лекарства.

Учението за антибиотиците е млад синтетичен клон на съвременната естествена наука. За първи път през 1940 г. химиотерапевтично лекарство от микробен произход, пеницилин, антибиотик, който отвори ерата на антибиотиците, беше получен в кристална форма.

Много учени мечтаеха да създадат лекарства, които могат да се използват при лечението на различни човешки заболявания, лекарства, които могат да убиват патогенни бактерии, без да имат вредно въздействие върху тялото на пациента.

Пол Ерлих (1854-1915), в резултат на многобройни експерименти, синтезира през 1912 г. арсениково лекарство - салварсан, което убива причинителя на сифилис in vitro. През 30-те години на миналия век в резултат на химичен синтез са получени нови органични съединения - сулфонамиди, сред които червеният стрептоцид (пронтозил) е първото ефективно лекарство, което има терапевтичен ефект при тежки стрептококови инфекции.

Дълго време той остава в прекрасна изолация, с изключение на хинина, алкалоид от хиново дърво, използван от индианците от Южна и Централна Америка за лечение на малария. Само четвърт век по-късно са открити сулфонамидни лекарства, а през 1940 г. Александър Флеминг изолира пеницилина в чист вид.

През 1937 г. у нас е синтезиран сулфидин, съединение, близко до пронтозила. Откриването на сулфатните лекарства и тяхното използване в медицинската практика представлява добре позната ера в химиотерапията на много инфекциозни заболявания, включително сепсис, менингит, пневмония, еризипел, гонорея и някои други.

Louis Pasteur и S. Gebert съобщават през 1877 г., че аеробните бактерии инхибират растежа на Bacillus anthracis.

В края на 19 век V. A. Manassein (1841-1901) и A. G. Polotebnov (1838-1908) показаха, че гъбичките от рода Penicillium са способни да инхибират развитието на патогени на редица човешки кожни заболявания в in vivo условия.

И. И. Мечников (1845 - 1916) още през 1894 г. обърна внимание на възможността за използване на някои сапрофитни бактерии в борбата срещу патогенните микроорганизми.

През 1896 г. R. Gozio изолира кристално съединение, микофенолова киселина, от културалната течност на Penicillium brevicompactum, което потиска растежа на антраксните бактерии.

Emmirich и Lowe през 1899 г. съобщават за антибиотично вещество, произведено от Pseudomonas pyocyanea, те го наричат ​​пиоцианаза; лекарството се използва като терапевтичен фактор като локален антисептик.

През 1910-1913 г. О. Блек и У. Алсберг изолират пеницилова киселина, която има антимикробни свойства, от гъбички от рода Penicillium.

През 1929 г. А. Флеминг открива ново лекарство пеницилин, който е изолиран в кристална форма едва през 1940 г.

Откритието на Флеминг

През 1922 г., след неуспешни опити да изолира причинителя на настинките, Флеминг съвсем случайно открива лизозима (името е измислено от професор Райт), ензим, който убива някои бактерии, без да причинява вреда на здравите тъкани. За съжаление, перспективите за медицинска употреба на лизозима бяха доста ограничени, тъй като той беше доста ефективен срещу бактерии, които не са патогени, и напълно неефективен срещу патогени. Това откритие накара Флеминг да търси други антибактериални лекарства, които биха били безвредни за човешкото тяло.

Следващият късмет, откриването на пеницилина от Флеминг през 1928 г., е резултат от поредица от толкова невероятни обстоятелства, че е почти невъзможно да се повярва. За разлика от подредените си колеги, които почиствали съдовете с бактериални култури след приключване на работата с тях, Флеминг не изхвърлял културите в продължение на 2-3 седмици, докато лабораторната му маса не била отрупана с 40-50 блюда. След това се зае да чисти, разглеждайки посевите една по една, за да не пропусне нещо интересно. В една от чашите той открива мухъл, който за негова изненада потиска засятата култура от бактерии. След като отдели плесента, той установи, че „бульонът“, върху който е израснала плесента, придобива изразена способност да потиска растежа на микроорганизмите, а също така има бактерицидни и бактериологични свойства.

Небрежността на Флеминг и наблюдението, което направи, бяха две обстоятелства в цяла поредица от инциденти, допринесли за откритието. Плесента, която е заразила реколтата, е много рядък вид. Вероятно е въведен от лаборатория, където са отглеждани проби от плесени, взети от домовете на страдащи от астма, за целите на производството на десенсибилизиращи екстракти. Флеминг остави на лабораторната маса чашата, която по-късно щеше да стане известна, и отиде на почивка. Застудяването, което дойде в Лондон, създаде благоприятни условия за развитие на мухъл, а последвалото затопляне създаде благоприятни условия за бактерии. Както се оказа по-късно, известното откритие се дължи на стечението на точно тези обстоятелства.

Първоначалните изследвания на Флеминг предоставят редица важни прозрения за пеницилина. Той пише, че това е „ефективно антибактериално вещество... което има изразен ефект върху пиогенните коки и бацилите от дифтерийната група. .. Пеницилинът, дори в големи дози, не е токсичен за животните... Може да се предположи, че той ще бъде ефективен антисептик, когато се прилага външно върху области, засегнати от микроби, чувствителни към пеницилин, или когато се прилага вътрешно.“ Знаейки това, Флеминг не предприе очевидната следваща стъпка, която беше предприета 12 години по-късно от Хауърд У. Флори и беше да разбере дали мишките ще бъдат спасени от смъртоносна инфекция, ако бъдат третирани с инжекции от пеницилинов бульон. Флеминг го предписва на няколко пациенти за външна употреба. Резултатите обаче бяха противоречиви. Разтворът се оказа нестабилен и труден за почистване, ако са включени големи количества.

Подобно на института "Пастьор" в Париж, отделението за ваксинации в болницата "Света Мария", където работи Флеминг, съществува чрез продажбата на ваксини. Флеминг открива, че в процеса на приготвяне на ваксини пеницилинът помага за защитата на културите от стафилококи. Това беше техническо постижение и ученият го използва широко, давайки поръчки за производството на големи партиди бульон всяка седмица. Той споделя проби от пеницилинова култура с колеги от други лаборатории, но никога не споменава пеницилин в нито една от 27-те статии и лекции, които публикува през 30-те и 40-те години на миналия век, дори когато говори за вещества, които причиняват бактериална смърт.

По този начин, по времето, когато пеницилинът е получен в пречистена форма, са били известни пет антибиотични агента (микофенолова киселина, пиоцианаза, актиномицетин, мицетин и тиротрицин). Впоследствие броят на антибиотиците нараства бързо и до днес са описани почти 7000 от тях (произведени само от микроорганизми); обаче само около 160 се използват в медицинската практика. С откриването на пеницилина като лекарство (1940 г.) възниква ново направление в науката - изучаването на антибиотиците, което се развива необичайно бързо през последните десетилетия.

През 70-те години на миналия век се описват повече от 300 нови антибиотика годишно. През 1937 г. Уелш описва първия антибиотик от стрептомицетен произход, актимицетин; през 1939 г. Красилников и Кореняко получават мицетин и Дубо - тиротрицин. Впоследствие броят на антибиотиците нараства много бързо.

Нобеловата награда за физиология или медицина от 1945 г. е присъдена съвместно на Флеминг, Чейн и Флори „за откриването на пеницилина и неговите полезни ефекти при различни инфекциозни заболявания“. В своята Нобелова лекция Флеминг отбеляза, че „феноменалният успех на пеницилина доведе до интензивно изследване на антибактериалните свойства на плесените и други низши представители на растителното царство. Само няколко от тях имат такива свойства.

През останалите 10 години от живота си ученият е удостоен с 25 почетни степени, 26 медала, 18 награди, 30 отличия и почетно членство в 89 академии на науките и научни дружества.

Странични ефекти

Антибиотиците обаче са не само панацея за микроби, но и силни отрови. Водейки смъртоносни войни помежду си на ниво микрокосмос, с тяхна помощ някои микроорганизми безмилостно се справят с други. Човекът забеляза това свойство на антибиотиците и го използва за свои цели - той започна да се справя с микробите със собствените си оръжия и създаде стотици още по-мощни синтетични лекарства на базата на естествени. И въпреки това способността да убиват, предназначена за антибиотиците от самата природа, все още им е присъща.

Всички антибиотици без изключение имат странични ефекти! Това следва от самото име на такива вещества. Естественото свойство на всички антибиотици да убиват микроби и микроорганизми, за съжаление, не може да бъде насочено към унищожаването само на един вид бактерии или микроби. Унищожавайки вредните бактерии и микроорганизми, всеки антибиотик неизбежно има същия инхибиращ ефект върху всички полезни микроорганизми, подобни на „врага“, които, както е известно, участват активно в почти всички процеси, протичащи в нашето тяло.

Традиционната медицина отдавна е наясно с някои методи за използване на микроорганизми или техни метаболитни продукти като терапевтични средства, но причината за техния терапевтичен ефект остава неизвестна по това време. Например плесенясалият хляб се е използвал в народната медицина за лечение на някои язви, чревни разстройства и други заболявания.

През 1871-1872г Появяват се трудовете на руските изследователи В. А. Манасейн и А. Г. Полотебнов, в които се съобщава за практическото използване на зелената плесен за лечение на кожни язви при хората. Първата информация за антагонизма на бактериите е публикувана от основателя на микробиологията Луи Пастьор през 1877 г. Той обърна внимание на потискането на развитието на патогена на антракс от някои сапрофитни бактерии и изрази идеята за възможността практическа употреба на това явление.

Името на руския учен И. И. Мечников (1894) се свързва с научно обоснованото практическо използване на антагонизма между ентеробактериите, които причиняват чревни разстройства, и млечнокисели микроорганизми, по-специално българския бацил („извареното мляко на Мечников“), за лечение на човешки чревни заболявания.

Руският лекар E. Hartier (1905) използва ферментирали млечни продукти, приготвени със закваски, съдържащи ацидофилус, за лечение на чревни разстройства.

История на откриването на антибиотиците

Както се оказа, Bacillus acidophilus има по-изразени антагонистични свойства в сравнение с Bacillus Bulgarian.

В края на 19 - началото на 20 век. антагонистични свойства са открити в спорообразуващи бактерии. Първите произведения, описващи антагонистичните свойства на актиномицетите, датират от същия период. По-късно, от културата на почвения спороносен бацил Bacillus brevis, R. Dubos (1939) успява да изолира антибиотично вещество, наречено тиротрицин, което е смес от два антибиотика - тироцидин и грамицидин. През 1942 г. съветските изследователи G. F. Gause и M. G. Brazhnikova изолират нов щам на Bacillus brevis от почви близо до Москва, синтезирайки антибиотика gramicidin C, който се различава от Dubos gramicidin.

През 1939 г. Н. А. Красилников и А. И. Кореняко получават първия антибиотик от актиномицетен произход - мицетин - от култура на лилав актиномицет Actinomyces violaceus, който изолират от почвата, и изследват условията за биосинтеза и използване на мицетин в клиниката.

А. Флеминг, изучавайки стрептококи, ги отглежда на хранителна среда в петриеви панички. Върху една от чиниите, заедно със стафилококи, се развила и плесенна колония, около която стафилококите не се развили. Интересувайки се от това явление, Флеминг изолира култура от гъбата, по-късно идентифицирана като Penicillium notatum. Едва през 1940 г. група изследователи от Оксфорд успява да изолира вещество, което потиска растежа на стафилококите. Полученият антибиотик е наречен пеницилин.

С откриването на пеницилина започва нова ера в лечението на инфекциозни заболявания - ерата на използването на антибиотици. За кратко време се появи и разви нова индустрия, произвеждаща антибиотици в голям мащаб. Сега проблемите на микробния антагонизъм придобиха важно практическо значение и работата по идентифицирането на нови микроорганизми, които произвеждат антибиотици, стана целева.

В СССР група изследователи, ръководени от Z. V. Ermolyeva, успешно участват в производството на пеницилин. През 1942 г. е разработен вътрешен препарат от пеницилин. Waksman и Woodruff изолират антибиотика актиномицин от култура на Actinomyces antibiotikus, който впоследствие започва да се използва като противораково средство.

Първият антибиотик от актиномицетен произход, който намери широко приложение, особено при лечението на туберкулоза, беше стрептомицинът, открит през 1944 г. от Waksman и сътрудници. Противотуберкулозните антибиотици също включват откритите по-късно виомицин (флоримицин), циклосерин, канамицин и рифамицин.

През следващите години интензивните търсения на нови съединения доведоха до откриването на редица други терапевтично ценни антибиотици, които намериха широко приложение в медицината. Те включват лекарства с широк спектър на антимикробно действие. Те потискат растежа не само на грам-положителни бактерии, които са по-чувствителни към действието на антибиотици (причинители на пневмония, различни нагноения, антракс, тетанус, дифтерия, туберкулоза), но и на грам-отрицателни микроорганизми, които са по-устойчиви. към действието на антибиотици (причинители на коремен тиф, дизентерия, холера, бруцелоза, туларемия), както и рикетсии (причинители на тиф) и големи вируси (причинители на пситакоза, лимфогрануломатоза, трахома и др.). Тези антибиотици включват хлорамфеникол (левомицетин), хлортетрациклин (биомицин), окситетрациклин (терамицин), тетрациклин, неомицин (колимицин, мицерин), канамицин, паромомицин (мономицин) и др. Освен това лекарите в момента разполагат с група резервни антибиотици , активен срещу пеницилин-резистентни грам-положителни патогени, както и противогъбични антибиотици (нистатин, гризеофулвин, амфотерицин В, леворин).

В момента броят на известните антибиотици наближава 2000, но само около 50 се използват в клиничната практика.

Антибиотикът е химикал, който се произвежда от един организъм и унищожава друг. Името „антибиотик“ идва от думата „антибиоза“ (от гр. „anti“ – „срещу“, „bios“ – „живот“), термин, въведен през 1889 г. от ученика на Луи Пастьор Пол Вилмен. Означава процеса, чрез който един живот може да бъде използван за унищожаване на друг.

„Живот срещу живот“

В широк смисъл антибиотиците са общото наименование на лекарства, които се използват за борба с бактериални заболявания. Те съдържат вещество, което се произвежда от определени микроби. Антибиотиците се получават от растения, гъби, вода, почва и дори въздух. Веднъж попаднали в тялото, те атакуват и убиват инфекцията, но не увреждат здравите клетки. Антибиотиците се използват за лечение на различни опасни заболявания като туберкулоза, сифилис, дифтерия и много други.

Хората използват антибиотици повече от 2500 години. Разбира се, те са имали малко по-различен външен вид от този, с който съвременните хора са свикнали. Без таблетки или капсули - само това, което може да се получи в природата. Например мухълът често се използва като антибиотик - помагаше при обриви, гнойни рани и кожни инфекции.

В края на 1800 г. се наблюдава бум в медицинските изследвания. Основната причина е изобретяването на инструмент, без който никоя лаборатория днес не може - микроскопът. Учените откриха за първи път света на микроорганизмите, които не могат да се видят с просто око.

Луи Пастьор открива, че не всички бактерии са безвредни за хората. Той изследва изследванията на много болни и доказа съществуването на патогенни бактерии. След него с изучаването на инфекциите се заема Робърт Кох, който разработва метод за изолиране и размножаване на бактерии. Оттогава учените се опитват да разработят лекарства, които могат да убиват микробите, но всички те се оказват опасни или неефективни.

Откритието на Александър Флеминг

В продължение на хиляди години човечеството се е борило с епидемии от смъртоносни болести без резултат. 90% от децата умират в ранна детска възраст от инфекции, които днес могат да бъдат излекувани за няколко дни. Допреди двеста години не е имало ефективно лечение на заболявания като пневмония, гонорея или ревматична треска.

Болниците бяха препълнени с хора с отравяне на кръвта, започнало в резултат на обикновена драскотина или рана. Разбира се, всички те умряха по-късно. Всичко се промени едва след изобретяването на антибиотик, наречен пеницилин.

Антибиотиците са съединения, произведени от бактерии и гъбички, които могат да убиват или инхибират конкурентни видове микроорганизми. Това явление е известно отдавна - дори древните египтяни са използвали лосиони от плесенясал хляб за инфектирани рани. Но пеницилинът, първият истински антибиотик, не е открит до 1928 г. Открито е от Александър Флеминг, професор по бактериология в болницата "Света Мария" в Лондон.

Връщайки се от ваканция на 3 септември 1928 г., Флеминг започва да сортира чаши на Петри, съдържащи колонии от стафилококови бактерии, които причиняват болки в гърлото, циреи и абсцеси. Той забеляза нещо необичайно в една от чашите. Беше осеяно с колонии стафилокок, с изключение на една област. Малката зона, където се намираше капката мухъл, беше абсолютно чиста от бактерии. Районът около мухъла, който по-късно беше идентифициран като рядък щам на Penicillium notatum, беше чист. Мухълът сякаш отделя нещо, което потиска растежа на бактериите.

Флеминг открива, че мухълът е в състояние да убие широк спектър от вредни бактерии, като стрептококи, менингококи и дифтериен бацил. След това той започна работа по нова задача. Ученият поставил трудна задача на учениците си Стюарт Крадок и Фредерик Ридли – те трябвало да изолират чист пеницилин от мухъл. Експериментът не беше напълно успешен - те успяха само да приготвят разтвори от суровината.

Флеминг публикува резултатите си в British Journal of Experimental Pathology през юни 1929 г. В доклада той само накратко засегна потенциалните терапевтични ползи от пеницилина. На този етап изглеждаше, че основната цел на неговите изследвания ще бъде търсенето на бактерии, нечувствителни към пеницилин. Това поне имаше практическо значение за бактериолозите и поддържаше интереса им към пеницилина.

Други учени, включително Харолд Райстрик, професор по биохимия в Лондонското училище по хигиена и тропическа медицина, също се опитаха да пречистят пеницилина. Но всички те се провалиха.

Изследване на пеницилин в Оксфордския университет

Хауърд Флори, Ърнест Чейн и техните колеги от Училището по патология на сър Уилям Дън в Оксфордския университет превърнаха пеницилина от лабораторно любопитство в животоспасяващо лекарство. Тяхната работа по пречистване на пеницилина започва през 1939 г. Военновременните условия затрудняват особено провеждането на изследвания. За да завърши програмата за експерименти с животни и клинични тестове, екипът трябваше да обработва до 500 литра инфилтрат от плесен на седмица.

Те започнаха да го отглеждат в различни контейнери, които не приличаха на съдове за култивиране: вани, тави, бутилки за мляко и буркани с храна. По-късно по тяхна поръчка е разработен специален съд за ферментация. Учените наели екип от „пеницилинови момичета“, за да наблюдават ферментацията. Всъщност лабораторията в Оксфорд е превърната във фабрика за пеницилин.

Междувременно биохимикът Норман Хийтли извлича пеницилин от огромни обеми филтрат, като го екстрахира в амилацетат и след това обратно във вода с помощта на противоточна система. Едуард Ейбрахам, друг биохимик, нает да ускори производството, използва новооткрита колонна хроматографска техника, за да премахне примесите от пеницилина.

През 1940 г. Хауърд Флори провежда важни експерименти, които показват, че пеницилинът може да предпази мишки от инфекция със смъртоносни стрептококи. След това, на 12 февруари 1941 г., 43-годишният полицай Албърт Александър стана първият човек, който тества оксфордския пеницилин. Той одраска устните си, докато подрязваше рози и разви животозастрашаваща инфекция с огромни абсцеси, които засегнаха очите, лицето и белите му дробове.

Няколко дни след инжектирането състоянието на пациента се подобрява значително. Но запасите от лекарства свършиха и той почина няколко дни по-късно. Последвали много по-добри резултати при други пациенти и скоро се появили планове пеницилинът да бъде достъпен за британски войници, ранени на бойното поле.

Производство на пеницилин в Съединените щати по време на Втората световна война

Хауърд Флори признава, че мащабното производство на пеницилин е невъзможно във Великобритания, където химическата промишленост е напълно погълната от военните усилия. С подкрепата на Фондация Рокфелер, Флори и колегата му Норман Хийтли пътуват до Съединените щати през лятото на 1941 г. Те планираха да заинтересуват американската фармацевтична индустрия да произвежда пеницилин в голям мащаб.

Физиологът от Йейл Джон Фултън свързва британските си колеги с хора, които биха могли да им помогнат да постигнат тази цел. И скоро това беше постигнато - Северната регионална изследователска лаборатория на отдела (NRRL) в Пеория, Илинойс, реши да започне производство.

Няколко седмици по-късно ученият Андрю Мойер открива, че добивът на пеницилин може да бъде значително увеличен чрез замяна на лактозата, която изследователите от Оксфорд използват със захароза. Малко след това той прави още по-важно откритие - Мойер вижда, че добавянето на царевичен разтвор към ферментационната среда води до десетократно увеличение на добива.

Скоро започна глобално търсене на най-добрите щамове, които произвеждат пеницилин. Почвени проби бяха изпратени до NRRL от цял ​​свят. По ирония на съдбата най-подходящ се оказа плесенясал пъпеш от плодовия пазар в Пеория. С помощта на рентгенови лъчи в института Карнеги е получен по-продуктивен мутант от така наречения щам канталупа. Минало време и употребата на пеницилин все още била ограничена до клинични изпитвания.

Етапите на ферментация, редукция, пречистване и опаковане бързо отстъпиха място на обединените усилия на учени химици и инженери, които работиха върху експерименталното производство на пеницилин. На 1 март 1944 г. Pfizer открива първия търговски завод за широкомащабно производство на пеницилин в Бруклин, Ню Йорк.

"Чудоден лек"

Междувременно клиничните проучвания във военния и цивилния сектор потвърдиха терапевтичните свойства на пеницилина. Те показаха, че лекарството е ефективно при лечение на широк спектър от заболявания, включително стрептококови, стафилококови и гонококови инфекции. Американската армия установи стойността на пеницилина за лечение на хирургични и раневи инфекции.

Клиничните проучвания също демонстрират ефективността му срещу сифилис и до 1944 г. той се превръща в основното средство за лечение на болестта в британските и американските въоръжени сили. Тъй като слуховете за това ново "лекарство чудо" започнаха да достигат до обществеността, търсенето на пеницилин се увеличи. Но първоначално доставките бяха ограничени и се даде приоритет на военната употреба.

За щастие от началото на 1944 г. производството на пеницилин започва рязко да нараства - от 21 на 1663 милиарда единици. И още през 1945 г. тази цифра е 6,8 трилиона. Американското правителство в крайна сметка успя да премахне всички ограничения върху наличността на лекарството и на 15 март 1945 г. пеницилинът стана достъпен за всеки потребител - можеше да бъде закупен в най-близката аптека.

До 1949 г. годишното производство на пеницилин в Съединените щати е 133,229 милиарда единици, а цената е паднала от 20 долара (1943 г.) на 10 цента.

На стража на човечеството

В момента на фармацевтичния пазар се предлагат повече от 70 различни вида антибиотици. Повечето от тях се използват за лечение на инфекции, някои за гъбички и протозои. Днес те се считат за напълно безопасно лекарство, разбира се, при спазване на дозировката.

Учените непрекъснато работят върху изобретяването на нови антибиотици. Те тестват хиляди естествени растения и химикали. Това се дължи на факта, че инфекциите развиват имунитет към остарели лекарства. Всяка година те мутират и се подобряват, така че ефективното лечение става много по-трудно.

Антибиотиците са страхотно изобретение, може би едно от най-добрите.

Те помагат на хората да оцелеят срещу болести и инфекции, които иначе биха ги убили. Антибиотиците спасяват животи - какво може да бъде по-полезно? Основното нещо е да ги използвате разумно.

Сега много хора дори не мислят, че изобретателят на антибиотиците е спасителят на много животи. Но съвсем наскоро повечето заболявания и рани можеха да причинят много дълго и често неуспешно лечение. 30% от пациентите са починали от обикновена пневмония. Сега смъртта е възможна само в 1% от случаите на пневмония. И това стана възможно благодарение на антибиотиците.

Кога се появиха тези лекарства в аптеките и благодарение на кого?

Първи стъпки към изобретението

Вече е широко известно през кой век са изобретени антибиотиците. Също така няма съмнение кой ги е измислил. Въпреки това, както в случая с антибиотиците, ние знаем само името на човека, който е бил най-близо до откритието и го е направил. Обикновено голям брой учени в различни страни работят върху един проблем.

Първата стъпка към изобретяването на лекарството беше откриването на антибиозата - унищожаването на едни микроорганизми от други.

Лекарите от Руската империя Манасеин и Полотебнов са изследвали свойствата на мухъла. Едно от заключенията на тяхната работа беше твърдението за способността на мухъла да се бори с различни бактерии. Те използвали лекарства на основата на плесени за лечение на кожни заболявания.

Тогава руският учен Мечников забелязва способността на бактериите, съдържащи се в ферментиралите млечни продукти, да оказват благотворно влияние върху храносмилателния тракт.

Най-близо до откриването на ново лекарство беше френски лекар на име Дюшен. Той забелязал, че арабите използвали мухъл за лечение на рани по гърбовете на конете. Вземайки проби от мухъл, лекарят провежда експерименти за лечение на морски свинчета за чревни инфекции и получава положителни резултати. Написаната от него дисертация не намира отзвук в тогавашните научни среди.

Това е кратка история на пътя към изобретяването на антибиотиците. Всъщност много древни народи са знаели за способността на мухъла да има положителен ефект върху заздравяването на рани. Липсата на необходимите методи и технологии обаче направи невъзможно появата на чист наркотик по това време. Първият антибиотик може да се появи едва през 20 век.

Директно откриване на антибиотици

В много отношения изобретяването на антибиотиците е резултат от случайност и съвпадение. Подобни неща обаче могат да се кажат и за много други открития.

Александър Флеминг изучава бактериални инфекции. Тази работа става особено актуална по време на Първата световна война. Развитието на военните технологии доведе до повече жертви. Раните се инфектираха, което доведе до ампутации и смърт. Именно Флеминг идентифицира причинителя на инфекциите - стрептококи. Той също така доказа, че традиционните антисептици в медицината не са в състояние напълно да унищожат бактериална инфекция.

Има ясен отговор на въпроса коя година е изобретен антибиотикът. Това обаче беше предшествано от 2 важни открития.

През 1922 г. Флеминг открива лизозима, компонент на нашата слюнка, който има способността да унищожава бактериите. По време на изследването си ученият добави слюнката си в петриево блюдо, в което бяха инокулирани бактерии.

През 1928 г. Флеминг инокулира стафилококи в петриеви панички и ги оставя за дълго време. Случайно в посевите са попаднали частици от мухъл. Когато след известно време ученият се върнал да работи със засятите стафилококови бактерии, той открил, че мухълът се е разраснал и е унищожил бактериите. Този ефект се поражда не от самата форма, а от прозрачната течност, образувана по време на нейния живот. Ученият нарече това вещество в чест на плесенните гъби (Penicillium) - пеницилин.

След това ученият продължи изследванията си върху пеницилина. Той установи, че веществото ефективно засяга бактериите, които сега се наричат ​​грам-положителни. Въпреки това, той също е в състояние да унищожи причинителя на гонореята, въпреки че е грам-отрицателен микроорганизъм.

Изследванията продължиха много години. Но ученият не е имал познанията по химия, необходими за получаване на чисто вещество. Само изолираното чисто вещество може да се използва за медицински цели. Експериментите продължават до 1940 г. Тази година учените Флори и Чейн започнаха да изследват пеницилина. Те успяха да изолират веществото и да получат лекарство, подходящо за започване на клинични изпитвания. Първите успешни резултати от лечението на хора са получени през 1941 г. Същата година се счита за датата на въвеждане на антибиотиците.

Историята на откриването на антибиотиците е доста дълга. И едва по време на Втората световна война става възможна възможността за масовото му производство. Флеминг беше британски учен, но по това време във Великобритания беше невъзможно да се произвеждат лекарства поради военни операции. Следователно първите проби от лекарството бяха пуснати в Съединените американски щати. Част от лекарството се използва за вътрешните нужди на страната, а другата част се изпраща в Европа, в епицентъра на боевете за спасяване на ранени войници.

След края на войната, през 1945 г., Флеминг, както и неговите наследници Хауърд Флори и Ернст Чейн, получават Нобелова награда за заслугите си към медицината и физиологията.

Както при много други открития, на въпроса „кой е изобретил антибиотика“ е трудно да се отговори. Това беше резултат от сътрудничеството на много учени. Всеки от тях направи необходимия принос в процеса на откриване на лекарства, без които е трудно да си представим съвременната медицина.

Значение на това изобретение

Трудно е да се спори, че откриването на пеницилина и изобретяването на антибиотиците са едно от най-важните събития на 20 век. Неговото масово производство откри нов крайъгълен камък в историята на медицината. Преди не толкова много години обикновената пневмония беше фатална. След като Флеминг изобретява антибиотика, много болести вече не са смъртна присъда.

Антибиотиците и историята на Втората световна война са тясно свързани. Благодарение на тези лекарства бяха предотвратени много смъртни случаи на войници. След раняването си много от тях развиват тежки инфекциозни заболявания, които могат да доведат до смърт или ампутация на крайници. Новите лекарства успяха значително да ускорят лечението им и да сведат до минимум човешките загуби.

След революцията в медицината някои очакваха, че бактериите могат да бъдат унищожени напълно и завинаги. Самият изобретател на съвременните антибиотици обаче знаеше за особеността на бактериите - феноменалната способност да се адаптират към променящите се условия. В момента медицината има механизми за борба с микроорганизмите, но те имат и свои начини за защита от лекарства. Следователно те не могат да бъдат напълно унищожени (поне засега), освен това непрекъснато се променят и се появяват нови видове бактерии.

Проблемът с резистентността

Бактериите са първите живи организми на планетата и в продължение на хиляди години те са разработили механизми, които им помагат да оцелеят. След откриването на пеницилина стана известно за способността на бактериите да се адаптират към него и да мутират. В този случай антибиотикът става безполезен.

Бактериите се размножават доста бързо и предават цялата генетична информация на следващата колония. Така следващото поколение бактерии ще има механизъм за „самозащита“ срещу лекарството. Например, антибиотикът метицилин е изобретен през 1960 г. Първите случаи на резистентност към него са докладвани през 1962 г. По това време 2% от всички случаи на заболявания, за които е предписан метицилин, са нелечими. До 1995 г. той е станал неефективен в 22% от клиничните случаи, а 20 години по-късно бактериите са били резистентни в 63% от случаите. Първият антибиотик е получен през 1941 г., а през 1948 г. се появяват резистентни бактерии. Обикновено лекарствената резистентност се появява за първи път няколко години след пускането на лекарството на пазара. Ето защо нови лекарства се появяват редовно.

В допълнение към естествения механизъм на „самозащита“, бактериите стават резистентни към лекарства поради неправилната употреба на антибиотици от самите хора. Причини, поради които тези лекарства стават по-малко ефективни:

1. Самостоятелно предписване на антибиотици. Много хора не знаят истинската цел на тези лекарства и ги приемат за леки заболявания. Случва се и така, че един лекар някога е предписал едно лекарство, а сега пациентът приема същото лекарство, когато е болен.
2. Неспазване на курса на лечение. Често пациентът спира лекарството, когато започне да се чувства по-добре. Но за да унищожите напълно бактериите, трябва да вземете таблетките за времето, посочено в инструкциите.
3. Съдържание на антибиотици в хранителните продукти. Откриването на антибиотиците направи възможно лечението на много заболявания. Сега тези лекарства се използват широко от фермерите за лечение на добитък и унищожаване на вредители, които унищожават културите. Така антибиотикът попада в месните и растителни култури.

Предимства и недостатъци

Можем да кажем недвусмислено, че изобретяването на съвременните антибиотици беше необходимо и ни позволи да спасим живота на много хора. Въпреки това, като всяко изобретение, тези лекарства имат положителни и отрицателни страни.

Положителният аспект на създаването на антибиотици:

• болестите, които преди са били смятани за фатални, са многократно по-малко склонни да завършат със смърт;
• когато тези лекарства са изобретени, продължителността на живота на хората се е увеличила (в някои страни и региони с 2-3 пъти);
• новородените и кърмачетата умират шест пъти по-рядко;
• смъртността на жените след раждане е намаляла 8 пъти;
• броят на епидемиите и засегнатите от тях са намалели.

След като беше открито първото антибиотично лекарство, стана известна и отрицателната страна на това откритие. По време на създаването на лекарство, базирано на пеницилин, имаше бактерии, които бяха устойчиви на него. Затова учените трябваше да създадат няколко други вида лекарства. Въпреки това микроорганизмите постепенно развиват устойчивост към „агресора“. Поради това има нужда от създаване на все повече и повече нови лекарства, които ще могат да унищожат мутирали патогени. Така всяка година се появяват нови видове антибиотици и нови видове бактерии, които са резистентни към тях. Някои изследователи казват, че в момента около една десета от патогените на инфекциозни заболявания са резистентни към антибактериални лекарства.

Сега е трудно да си представим, че болести като пневмония, туберкулоза и полово предавани болести само преди 80 години са означавали смъртна присъда за пациента. Нямаше ефективни лекарства срещу инфекции и хората умираха с хиляди и стотици хиляди. Ситуацията става катастрофална в периоди на епидемии, когато населението на цял град умира в резултат на огнище на тиф или холера.

Днес във всяка аптека антибактериалните лекарства са представени в широка гама и с тяхна помощ можете дори да излекувате такива ужасни заболявания като менингит и сепсис (общо отравяне на кръвта). Хората, далеч от медицината, рядко се замислят кога са изобретени първите антибиотици и на кого човечеството дължи спасяването на огромен брой животи. Още по-трудно е да си представим как са били лекувани инфекциозните заболявания преди това революционно откритие.

Живот преди антибиотици

Дори от училищния курс по история мнозина си спомнят, че продължителността на живота преди модерната ера е била много кратка. Мъжете и жените, доживели до тридесетгодишна възраст, се смятаха за дълголетници, а процентът на детската смъртност достигна невероятни стойности.

Раждането беше нещо като опасна лотария: така наречената пуерперална треска (инфекция на тялото на майката и смърт от сепсис) се смяташе за често срещано усложнение и нямаше лек за нея.

Рана, получена в битка (и хората по всяко време са се борили много и почти непрекъснато), обикновено води до смърт. И най-често не защото са били повредени жизненоважни органи: дори нараняванията на крайниците означават възпаление, отравяне на кръвта и смърт.

Древна история и Средновековие

Древен Египет: мухлясал хляб като антисептик

Въпреки това хората от древни времена са знаели за лечебните свойства на някои храни срещу инфекциозни заболявания. Така например преди 2500 години в Китай ферментирало соево брашно е използвано за лечение на гнойни рани, а още по-рано индианците от маите са използвали за същата цел плесен от специален вид гъби.

В Египет по време на строителството на пирамидите мухлясалият хляб е прототип на съвременните антибактериални средства: превръзките с него значително увеличават шансовете за възстановяване в случай на нараняване. Използването на плесени беше чисто практическо, докато учените не се заинтересуваха от теоретичната страна на въпроса. Изобретяването на антибиотиците в съвременната им форма обаче беше все още далече.

Ново време

През тази епоха науката се развива бързо във всички посоки и медицината не прави изключение. Причините за гнойни инфекции в резултат на нараняване или операция са описани през 1867 г. от Д. Листър, хирург от Великобритания.

Именно той установи, че бактериите са причинители на възпалението и предложи начин за борба с тях с помощта на карболова киселина. Така възникват антисептиците, които в продължение на много години остават единственият повече или по-малко успешен метод за предотвратяване и лечение на нагнояване.

Кратка история на откриването на антибиотиците: пеницилин, стрептомицин и др

Лекарите и изследователите отбелязват ниската ефективност на антисептиците срещу патогени, които проникват дълбоко в тъканта. Освен това ефектите на лекарствата са отслабени от телесните течности на пациента и са краткотрайни. Необходими са по-ефективни лекарства и учените от цял ​​свят активно работят в тази посока.

През кой век са изобретени антибиотиците?

Феноменът антибиоза (способността на едни микроорганизми да унищожават други) е открит в края на 19 век.

• През 1887 г. един от основателите на съвременната имунология и бактериология, световноизвестният френски химик и микробиолог Луи Пастьор, описва разрушителното действие на почвените бактерии върху причинителя на туберкулозата.
• Въз основа на своите изследвания италианецът Бартоломео Гозио през 1896 г. получава микофенолова киселина по време на експерименти, която се превръща в едно от първите антибактериални средства.
• Малко по-късно (през 1899 г.) немските лекари Емерих и Лоу откриват пиоценаза, която потиска жизнената активност на патогените на дифтерия, тиф и холера.
• А по-рано - през 1871 г. - руските лекари Полотебнов и Манасеин откриват разрушителното действие на плесените върху някои болестотворни бактерии и нови възможности за лечение на венерически болести. За съжаление техните идеи, изложени в съвместната работа „Патологичното значение на мухъла“, не привлякоха необходимото внимание и не бяха широко използвани на практика.
• През 1894 г. И. И. Мечников обосновава практическото използване на ферментирали млечни продукти, съдържащи ацидофилни бактерии, за лечение на някои чревни заболявания. По-късно това се потвърждава от практическите изследвания на руския учен Е. Хартиер.

Ерата на антибиотиците обаче започва през 20 век с откриването на пеницилина, с което започва истинска революция в медицината.

Изобретател на антибиотиците

Александър Флеминг - откривател на пеницилина

Името на Александър Флеминг е известно от училищните учебници по биология дори на хора, далеч от науката. Той е смятан за откривател на вещество с антибактериален ефект - пеницилин. За безценния си принос към науката британският изследовател получава Нобелова награда през 1945 г. От интерес за широката общественост са не само подробностите за откритието на Флеминг, но и жизненият път на учения, както и характеристиките на неговата личност.

Бъдещият носител на Нобелова награда е роден в Шотландия във фермата Lochwild в голямото семейство на Хъг Флеминг. Александър започва образованието си в Дарвел, където учи до дванадесетгодишна възраст. След две години обучение в академията Килмарнок той се премества в Лондон, където живеят и работят по-големите му братя. Младият мъж работи като чиновник, докато е студент в Кралския политехнически институт. Флеминг решава да учи медицина по примера на брат си Томас (офталмолог).

След като постъпва в медицинското училище в болницата "Света Мария", Александър получава стипендия от това учебно заведение през 1901 г. Първоначално младият мъж не даде силно предпочитание на нито една конкретна област на медицината. Неговата теоретична и практическа работа по хирургия през студентските години свидетелства за неговия забележителен талант, но Флеминг не изпитва особена страст към работата с „живото тяло“, поради което става изобретател на пеницилина.

Влиянието на Алмрот Райт, известен професор по патология, който идва в болницата през 1902 г., се оказва съдбоносно за младия лекар.

Преди това Райт е разработил и успешно е използвал ваксинация срещу коремен тиф, но интересът му към бактериологията не спира дотук. Той създаде група от млади обещаващи специалисти, сред които Александър Флеминг. След като получава дипломата си през 1906 г., той е поканен да се присъедини към екипа и работи в изследователската лаборатория на болницата през целия си живот.

По време на Първата световна война младият учен служи в Кралската изследователска армия с чин капитан. По време на войната и по-късно, в лабораторията, създадена от Райт, Флеминг изучава ефектите от нараняванията от експлозиви и методите за предотвратяване и лечение на гнойни инфекции. А пеницилинът е открит от сър Александър на 28 септември 1928 г.

Необичайна история за откритие

Не е тайна, че много важни открития са направени случайно. Но за изследователската дейност на Флеминг факторът случайност е от особено значение. През 1922 г. той прави първото си значимо откритие в областта на бактериологията и имунологията, като настива и киха в петриево блюдо, съдържащо патогенни бактерии. След известно време ученият открива, че колониите на патогена умират на мястото, където влиза слюнката му. Така е открит и описан лизозимът, антибактериално вещество, намиращо се в човешката слюнка.

Ето как изглежда петриево блюдо с покълнали гъби Penicillium notatum.

Светът научи за пеницилина по не по-малко случаен начин. Тук трябва да отдадем дължимото на небрежното отношение на персонала към санитарно-хигиенните изисквания. Или чашките на Петри са били лошо измити, или спорите на мухъл са донесени от съседна лаборатория, но в резултат Penicillium notatum се озовава върху културите от стафилококи. Друг щастлив случай беше дългото отсъствие на Флеминг. Бъдещият изобретател на пеницилин не беше в болницата за един месец, благодарение на което мухълът имаше време да расте.

Връщайки се на работа, ученият откри последствията от небрежността, но не изхвърли веднага развалените проби, а ги разгледа по-отблизо. След като открил, че около растящата плесен няма колонии от стафилококи, Флеминг се заинтересувал от това явление и започнал да го изучава подробно.

Той успя да идентифицира веществото, което причинява смъртта на бактериите, което той нарече пеницилин. Осъзнавайки важността на своето откритие за медицината, британецът посвещава повече от десет години на изследването на това вещество. Бяха публикувани произведения, в които той обоснова уникалните свойства на пеницилина, като обаче призна, че на този етап лекарството е неподходящо за лечение на хора.

Пеницилинът, получен от Флеминг, е доказал своята бактерицидна активност срещу много грам-отрицателни микроорганизми и безопасност за хора и животни. Лекарството обаче беше нестабилно и терапията изискваше често прилагане на огромни дози. Освен това съдържа твърде много протеинови примеси, което дава отрицателни странични ефекти. Експерименти за стабилизиране и пречистване на пеницилина са провеждани от британски учени от момента, в който е открит първият антибиотик до 1939 г. Те обаче не доведоха до положителни резултати и Флеминг загуби интерес към идеята за използване на пеницилин за лечение на бактериални инфекции.

Изобретяване на пеницилин

Пеницилинът, открит от Флеминг, получава втори шанс през 1940 г.

В Оксфорд Хауърд Флори, Норман У. Хийтли и Ърнст Чейн, обединявайки знанията си по химия и микробиология, се заеха да получат лекарство, подходящо за масова употреба.

Отне около две години, за да се изолира чистото активно вещество и да се тества в клинична среда. На този етап откривателят е участвал в изследването. Флеминг, Флори и Чейн успяват успешно да лекуват няколко тежки случая на сепсис и пневмония, благодарение на което пеницилинът заема своето достойно място във фармакологията.

Впоследствие е доказана неговата ефективност срещу заболявания като остеомиелит, следродилна треска, газова гангрена, стафилококова септицемия, гонорея, сифилис и много други инвазивни инфекции.

Още в следвоенните години беше установено, че дори ендокардитът може да се лекува с пеницилин. Тази сърдечна патология преди това се смяташе за нелечима и беше фатална в 100% от случаите.

Фактът, че Флеминг категорично отказва да патентова откритието си, говори много за самоличността на откривателя. Разбирайки значението на лекарството за човечеството, той счита за задължително да го направи достъпно за всички. Нещо повече, сър Александър беше силно скептичен относно собствената си роля в създаването на панацея за инфекциозни болести, характеризирайки го като „митът на Флеминг“.

По този начин, отговаряйки на въпроса коя година е изобретен пеницилинът, трябва да се каже 1941 г. Тогава беше получено пълноценно ефективно лекарство.

Успоредно с това разработването на пеницилин се извършва от САЩ и Русия.През 1943 г. американският изследовател Зелман Ваксман успява да получи стрептомицин, който е ефективен срещу туберкулоза и чума, а микробиологът Зинаида Ермолиева в СССР в същото време получава крустозин (аналог, който почти един и половина пъти превъзхожда чуждите) .

Производство на антибиотици

След научно и клинично доказаната ефективност на антибиотиците, естествено възникна въпросът за тяхното масово производство. По това време вървеше Втората световна война и фронтът наистина се нуждаеше от ефективни средства за лечение на ранените. В Обединеното кралство нямаше възможност за производство на лекарства, така че производството и по-нататъшните изследвания бяха организирани в САЩ.

От 1943 г. пеницилинът започва да се произвежда от фармацевтичните компании в индустриални количества и спасява милиони хора, увеличавайки средната продължителност на живота. Значението на описаните събития за медицината в частност и историята като цяло е трудно да се надценява, тъй като този, който откри пеницилина, направи истински пробив.

Значението на пеницилина в медицината и последствията от неговото откриване

Антибактериалното вещество на мухъла, изолирано от Александър Флеминг и подобрено от Флори, Чейн и Хийтли, стана основа за създаването на много различни антибиотици. По правило всяко лекарство е активно срещу определен вид патогенни бактерии и е безсилно срещу други. Например, пеницилинът не е ефективен срещу бацила на Кох. Но именно разработките на откривателя позволиха на Ваксман да получи стрептомицин, който се превърна в спасение от туберкулоза.

Еуфорията от 50-те години на миналия век около откриването и масовото производство на „вълшебно“ лекарство изглеждаше напълно оправдана. Ужасните болести, считани за фатални от векове, са отстъпили и е станало възможно значително да се подобри качеството на живот. Някои учени бяха толкова оптимистични за бъдещето, че дори предричаха бърз и неизбежен край на всякакви инфекциозни заболявания. Но дори този, който изобрети пеницилина, предупреди за възможни неочаквани последици. И както показа времето, инфекциите не са изчезнали никъде и откритието на Флеминг може да се оцени по два начина.

Положителен аспект

Лечението на инфекциозни заболявания с появата на пеницилина в медицината се промени радикално. Въз основа на него са получени лекарства, които са ефективни срещу всички известни патогени. Сега възпалението от бактериален произход може да се лекува доста бързо и надеждно с курс от инжекции или таблетки и прогнозата за възстановяване е почти винаги благоприятна. Детската смъртност е намаляла значително, продължителността на живота се е увеличила, а смъртта от пуерперална треска и пневмония се е превърнала в рядко изключение. Защо инфекциите като клас не са изчезнали, а продължават да преследват човечеството не по-малко активно, отколкото преди 80 години?

Отрицателни последици

По времето на откриването на пеницилина са били известни много разновидности на патогенни бактерии. Учените успяха да създадат няколко групи антибиотици, с които да се справят с всички патогени. Въпреки това, по време на използването на антибиотична терапия се оказа, че микроорганизмите под въздействието на лекарства са способни да мутират, придобивайки резистентност. Освен това във всяко поколение бактерии се образуват нови щамове, поддържащи резистентност на генетично ниво. Тоест хората със собствените си ръце създадоха огромен брой нови „врагове“, които не съществуваха преди изобретяването на пеницилина, и сега човечеството е принудено постоянно да търси нови формули на антибактериални средства.

Изводи и перспективи

Оказва се, че откритието на Флеминг е било ненужно и дори опасно? Разбира се, че не, тъй като тези резултати са причинени единствено от необмисленото и неконтролирано използване на получените „оръжия“ срещу инфекции. Този, който изобрети пеницилина в началото на 20-ти век, излезе с три основни правила за безопасна употреба на антибактериални средства:

• идентифициране на специфичен патоген и използване на подходящо лекарство;
• доза, достатъчна за унищожаване на патогена;
• пълен и непрекъснат курс на лечение.

За съжаление хората рядко следват този модел. Самолечението и небрежността са причината за появата на безброй щамове патогенни микроорганизми и инфекции, които трудно се лекуват с антибактериална терапия. Самото откритие на пеницилина от Александър Флеминг е голяма полза за човечеството, което все още трябва да се научи как да го използва рационално.

До началото на 20-ти век лечението на инфекциите се основаваше предимно на фолклор, стереотипи и суеверия. Историята на откриването на антибиотиците в това отношение е много интересна. Смеси с антимикробни свойства, използвани за лечение на инфекции, са описани преди повече от 2000 години. Много древни култури, включително древните египтяни и древните гърци, са използвали специално подбрани плесени, растителни материали и екстракти за лечение на инфекции.

Използването им в съвременната медицина започва с откриването на синтетични антибиотици, получени от багрила. Обикновено всяка история за откриването на антибиотици започва със споменаване на този факт.

Първи изследвания

Синтетичната антибактериална химиотерапия като наука и разработването на антибактериални лекарства започва в Германия с изследвания, проведени от Paul Ehrlich в края на 1880-те години. Ерлих отбеляза, че някои багрила ще оцветят човешки, животински или бактериални клетки, докато други няма. След това той предложи идеята за създаване на химикали, които да действат като селективно лекарство, което да свързва и убива бактериите, без да навреди на човешкото тяло. След като изследва стотици багрила срещу различни организми, през 1907 г. той открива полезно за медицината вещество, първото синтетично антибактериално лекарство, сега наречено арсфенамин. По-нататък в статията ще получите друга информация за историята на откриването на антибиотиците.

Съюз на германци и японци

Ерата на антибактериалното лечение започва с откриването на синтетични антибиотици, извлечени от арсен, от Алфред Бертхайм и Ерлих през 1907 г. Ehrlich и Bertheim експериментират с различни химикали, получени от багрила, за лечение на трипанозомиаза при мишки и инфекции със спирохети при зайци. Въпреки че техните ранни съединения са твърде токсични, Ерлих и Сахачиро Хата, японски бактериолог, работещ с първия, за да намерят лек за сифилис, успяха в своя 606-и опит в серия от сложни експерименти.

Признание и търговски успех

През 1910 г. Ерлих и Хата обявяват откритието си, което наричат ​​лекарство „606“, на Конгреса по вътрешна медицина във Висбаден. Компанията Hoechst започва да продава този комплекс към края на 1910 г. под името Salvarsan. Това лекарство сега е известно като арсфенамин. Лекарството се използва за лечение на сифилис през първата половина на 20 век. През 1908 г. Ерлих получава Нобелова награда за физиология или медицина за приноса си към имунологията. Хата е номиниран за Нобелова награда за химия през 1911 г. и за Нобелова награда за физиология или медицина през 1912 и 1913 г.

Нова ера в историята на медицината

Първият сулфонамид и първото системно активно антибактериално лекарство Prontosil е разработено от изследователска група, ръководена от Герхард Домаг през 1932 или 1933 г. в лабораториите Bayer на конгломерата IG Farben в Германия, за което Domagk получава Нобелова награда за физиология или медицина през 1939 г. . Сулфаниламидът (активната съставка на Prontosil) не подлежи на патентоване, тъй като вече е бил използван в производството на багрила от няколко години. Prontosil има сравнително широк ефект срещу грам-положителни коки, но не и срещу ентеробактерии. Успехът му в лечението обикновено беше финансово стимулиран от човешкото тяло и неговия имунитет. Откриването и разработването на това сулфонамидно лекарство постави началото на ерата на антибактериалните лекарства.

Откриване на антибиотика пеницилин

Историята на пеницилина следва серия от наблюдения и открития на очевидни доказателства за антибиотична активност в плесени, предшестващи синтеза на химикала пеницилин през 1928 г. Древните общества имат примери за използване на дървесни плесени за лечение на инфекции. Не е известно обаче дали тези плесени са видове пеницилин. Шотландският лекар Александър Флеминг беше първият, който предположи, че плесента Penicillium трябва да отделя антибактериално вещество, което той нарече пеницилин през 1928 г. Пеницилинът е първият модерен антибиотик.

Допълнително изследване на мухъл

Но информацията за историята на откриването на антибиотици не се ограничава до 20-те години на миналия век. През следващите дванадесет години Флеминг отглежда, разпространява и изучава интересна плесен, която е призната за редкия вид Penicillium notatum (сега Penicillium chrysogenum). Много по-късни учени са участвали в стабилизирането и масовото производство на пеницилин и в търсенето на по-продуктивни щамове на Penicillium. Списъкът на тези учени включва Ернст Чейн, Хауърд Флори, Норман Хийтли и Едуард Ейбрахам. Скоро след откриването на пеницилина учените откриха, че някои болестотворни патогени проявяват антибиотична резистентност към пеницилина. Изследванията, насочени към разработване на по-ефективни щамове и изучаване на причините и механизмите на антибиотичната резистентност, продължават и днес.

Мъдростта на древните

Много древни култури, включително тези на Египет, Гърция и Индия, са открили независимо един от друг полезните свойства на гъбите и растенията за лечение на инфекции. Тези лечения често работят, защото много организми, включително много видове плесени, естествено произвеждат антибиотични вещества. Древните лечители обаче не са могли точно да идентифицират или изолират активните компоненти на тези организми. В Шри Ланка през II век пр.н.е. д. Войниците в армията на крал Дутугемуну (161-137 г. пр. н. е.) се погрижили сладкишите с масло (традиционен сладкиш на Шри Ланка) да се съхраняват в огнищата им дълго време, преди да започнат военни кампании, за да приготвят примамка от плесенясали сладкиши за лечение на рани.

През 17-ти век в Полша мокрият хляб се смесва с паяжини (които често съдържат гъбични спори) за лечение на рани. Техниката е спомената от Henryk Sienkiewicz в неговата книга от 1884 г. С огън и меч. В Англия през 1640 г. идеята за използване на мухъл като форма на лечение е записана от аптекари като Джон Паркинсън, херцог на краля, който се застъпва за използването на мухъл в книгата си по фармакология. Откриването на антибиотици на базата на мухъл ще промени света.

Ново време

Съвременната история на изследването на пеницилина започва сериозно през 1870 г. в Обединеното кралство. Сър Джон Скот Бурдън-Сандерсън, който отишъл в болницата "Света Мария" (1852-1858) и след това работил там като лектор (1854-1862), забелязал, че културалната течност, покрита с плесен, предотвратява растежа и размножаването на бактерии. Откритието на Бурдън-Сандерсън подтикна Джоузеф Листър, английски хирург и баща на съвременната антисептика, да открие през 1871 г., че пробите от урина, замърсени с плесен, предизвикват същия ефект. Листър също описва антибактериалния ефект върху човешката тъкан на вид плесен, който той нарече Penicillium glaucum. Строго погледнато, 1871 г. може да се нарече датата на откриването на антибиотиците. Но само формално. Истинските антибиотици, подходящи за продължителна употреба и производство, ще бъдат произведени много по-късно.

През 1874 г. уелският лекар Уилям Робъртс, който по-късно въвежда термина "ензим", отбелязва, че бактериалното замърсяване обикновено отсъства в лабораторните култури на Penicillium glaucum. Джон Тиндал продължава работата на Бурдън-Сандерсън и демонстрира антибактериалните ефекти на гъбата Penicillium пред Кралското общество през 1875 г. По това време е доказано, че Bacillus anthracis причинява антракс, което е първата демонстрация, че специфична бактерия причинява специфично заболяване. През 1877 г. френските биолози Луи Пастьор и Жул Франсоа Жубер отбелязват, че културите от антраксни бацили, замърсени с плесен, могат успешно да бъдат унищожени. Някои препратки показват, че Пастьор е идентифицирал използвания от него вид плесен като Penicillium notatum. Въпреки това, книгата от 1926 г. „Ловци на микроби“ от Пол де Круиф описва инцидента като замърсяване от бактерии, различни от мухъл. През 1887 г. Гаре получава подобни резултати. През 1895 г. Винченцо Тиберио, италиански лекар от университета в Неапол, публикува изследване върху мухъл в резервоар в Арцано, което показва антибактериални свойства. Трябва да знаете всичко това, тъй като историята на откриването на антибиотиците заема специално място във всеки учебник по фармакология.

Две години по-късно Ърнест Дюшен от École du Sainte Militaire в Лион независимо открива лечебните свойства на плексигласовата плесен Penicillium, като успешно лекува заразени морски свинчета от коремен тиф. Той публикува дисертация през 1897 г., но тя е пренебрегната от института Пастьор. Самият Дюшен използва откритие, направено по-рано от арабски номади, които използвали спори на мухъл за лечение на язви при коне. Дюшен не твърди, че мухълът съдържа някакво антибактериално вещество, само че мухълът по някакъв начин предпазва животните. Пеницилинът, изолиран от Флеминг, не лекува коремен тиф и затова остава неизвестно кое вещество може да е отговорно за лечението на морските свинчета тип Дюшен.

Други наблюдения на мухъл

Историята на откриването на антибиотиците не се ограничава до това. В Белгия през 1920 г. Андре Грация и Сара Дат наблюдават гъбична инфекция в една от техните култури, Staphylococcus aureus, която инхибира растежа на бактериите. Те идентифицираха гъбата като вид Penicillium и представиха своите наблюдения под формата на лабораторен протокол, на който не беше обърнато особено внимание. Изследователят от Коста Рика Пикадо Туайт също отбеляза антибиотичния ефект на Penicillium през 1923 г. В историята на фармакологията откриването на антибиотиците изигра огромна роля.

Голям пробив

През 1928 г. шотландският биолог Александър Флеминг забеляза ореол от инхибиране на бактериалния растеж върху култура от стафилококови пръчици. Той заключи, че мухълът отделя вещество, което инхибира растежа на бактериите. Той отгледа чиста плесенна култура и впоследствие синтезира това, което по-късно нарече „пеницилин“. През следващите дванадесет години Флеминг отглежда и избира оригиналния щам плесен, който в крайна сметка е идентифициран като Penicillium chrysogenum (днес Penicillium chrysogenum). Той не успя да създаде стабилна форма за масово производство. Въпреки това откритието на Флеминг за антибиотиците бележи началото на нова ера в историята на медицината.

Продължение на една велика кауза

Сесил Джордж Пейн, патолог в Кралската болница в Шефилд, се опита да лекува сикоза (изригване на фоликули) с пеницилин, но експериментът му беше неуспешен, вероятно защото лекарството не проникна достатъчно дълбоко. Преминавайки към лечението на офталмия при новородени, гонококова инфекция при кърмачета, той постига първото успешно излекуване на 25 ноември 1930 г. Той излекува четирима пациенти (един възрастен и три бебета) от очни инфекции, въпреки че петият пациент нямаше късмет.

В Оксфорд Хауърд Уолтър Флори организира голям и много опитен биохимичен изследователски екип, включващ Ернст Борис Зейн и Норман Хийтли, за извършване на клинични изпитвания и производство на стабилен пеницилин в необходимите количества. През 1940 г. Tsein и Edward Abraham съобщават за първия признак на антибиотична резистентност към пеницилин, щам на E. coli, който произвежда ензима пеницилиназа, който може да унищожи пеницилина и напълно да отмени неговия антибактериален ефект.

Промишлено производство

Между 1941 г. и 1943 г. Мойър, Кохил и Рапър от Северната регионална изследователска лаборатория (NRL) на USDA в Пеория, Илинойс, САЩ, разработват методи за промишлено производство на пеницилин и изолират щамове с висок добив.През декември 1942 г. жертвите на кокосовия орех Grove fire в Бостън станаха първите пациенти с изгаряния, лекувани успешно с пеницилин. Едновременни изследвания на Джаспър Х. Кейн и други учени от Pfizer в Бруклин разработиха практичен метод на дълбока ферментация за производство на големи количества пеницилин с фармацевтичен клас.

Откриването на антибиотиците в Русия се случи точно след вноса на пеницилин в СССР в края на 30-те години, когато Ермолева ги изследва. Ролята на Русия в тази история, макар и малко второстепенна, също е важна. Не напразно, когато говорят за откриването на антибиотици, Флеминг, Чейн, Флори, Ермолиева са основните имена, споменати от историците на медицината.

Химиците се включиха

Дороти Ходжкин определя правилната химическа структура на пеницилина с помощта на рентгенова кристалография в Оксфорд през 1945 г. През 1952 г. в Kundl, Тирол, Австрия, Ханс Маргройтер и Ернст Брандл от Университета по биохимия (сега Sandoz) разработват първия устойчив на киселини пеницилин за перорално приложение, пеницилин Б. Американският химик Джон С. Шийхан от Масачузетския технологичен институт (MIT ) впоследствие завършва първия химичен синтез на пеницилин през 1957 г. Читателят сигурно вече е разбрал, че периодът на откриване на антибиотиците в микробиологията продължава почти половината от миналия век. Полусинтетичният β-лактам метицилин от второ поколение, предназначен за борба с резистентни пеницилинази от първо поколение, е въведен в Обединеното кралство през 1959 г. Вероятно понастоящем съществуват резистентни към метицилин форми на стафилококи. Заслужава да се отбележи, че сред откритията на 20-ти век антибиотиците заемат много почетно място.

Антибиотични бактерии

Наблюдения за растежа на някои микроорганизми, които потискат растежа на други бактерии, са отбелязани от края на 19 век. Тези наблюдения на синтеза на антибиотици между микроорганизми доведоха до откриването на естествени антибактериални агенти. Луи Пастьор отбеляза: „Ако можехме да се намесим в антагонизма, наблюдаван между определени бактерии, това може би би предложило най-голямата надежда за терапия.“ Това беше нещо като повратна точка в историята на откриването на антибиотиците.

Още малко за 19 век

През 1874 г. лекарят сър Уилям Робъртс отбелязва, че културите от плесента Penicillium glaucum, които се използват в производството на някои сини сирена, не показват бактериално замърсяване. През 1876 г. физикът Джон Тиндал също дава принос в тази област. Пастьор проведе проучване, което показва, че Bacillus anthracis няма да расте в присъствието на свързаната плесен Penicillium notatum.

През 1895 г. италианският лекар Винченцо Тиберио публикува статия за антибактериалната сила на някои екстракти от плесени.

През 1897 г. докторантът Ърнест Дюшен написа статията „Принос към отделянето на микроорганизми: антагонизъм, антагонистично мислене и патогени“. Това е първата известна научна работа, която изследва терапевтичния потенциал на плесените в резултат на тяхната антимикробна активност. В работата си Duchesne предполага, че бактериите и плесените са във вечна битка за оцеляване. Duchessin забелязал, че E. coli е била отстранена от Penicillium glaucum, когато и двете са били отглеждани в една и съща култура. Той също така забеляза, че когато инокулира лабораторни животни със смъртоносни дози тифни бацили заедно с Penicillium glaucum, животните не умират от коремен тиф. За съжаление, военната служба на Дюшен след получаване на дипломата му попречи да проведе по-нататъшни изследвания. Дюшен умира от туберкулоза, заболяване, което днес се лекува с антибиотици.

Едва Флеминг, повече от 30 години по-късно, предположи, че мухълът трябва да отделя антибактериално вещество, което той нарече пеницилин през 1928 г. Дуото, което определи историята на откриването на антибиотиците, е Флеминг/Уаксман. Флеминг смята, че неговите антибактериални свойства могат да се използват за химиотерапия. Първоначално той характеризира някои от неговите биологични свойства и се опитва да използва суровото лекарство за лечение на някои инфекции, но не успява да продължи развитието си без помощта на обучени химици. Никой не е изиграл толкова решаваща роля в цялата тази епопея като научното дуо Флеминг/Уаксман; историята на откриването на антибиотиците няма да ги забрави.

Но в този епос имаше и други важни имена. Както бе споменато по-рано, химиците не успяха да пречистят пеницилина до 1942 г., но той не стана широко достъпен извън съюзническите военни до 1945 г. Норман Хийтли по-късно разработи техника за обратно извличане за ефективно пречистване на пеницилин в насипно състояние. Химическата структура на пеницилина е предложена за първи път от Абрахам през 1942 г. и по-късно потвърдена от Дороти Кроуфут Ходжкин през 1945 г. Пречистеният пеницилин проявява силна антибактериална активност срещу широк спектър от бактерии и има ниска токсичност при хората. В допълнение, неговата активност не се инхибира от биологични компоненти като гной, за разлика от синтетичните сулфонамиди. Развитието на потенциала на пеницилина доведе до подновен интерес към намирането на антибиотични съединения с подобна ефикасност и безопасност. Зейн и Флори споделят Нобеловата награда за медицина през 1945 г. с Флеминг, който открива тази чудодейна плесен. Откриването на антибиотиците от Ермолиева очаквано беше игнорирано от западната научна общност.

Други антибиотици на основата на плесени

Флори приписва на Рене Дюбо пионера в преднамереното и систематично търсене на антибактериални съединения, което доведе до откриването на грамицидин и съживи изследванията на Флори върху свойствата на пеницилина. През 1939 г., с избухването на Втората световна война, Dubos съобщава за откриването на първия естествен антибиотик, тиротрицин. Това е един от първите търговски антибиотици и е много ефективен при лечението на рани и язви по време на Втората световна война. Въпреки това, грамицидин не може да се използва системно поради токсичност. Тироцидинът също се оказа твърде токсичен за системна употреба. Резултатите от изследванията, произведени през този период, не са споделяни между Оста и съюзническите сили по време на Втората световна война и са имали ограничена световна употреба по време на Студената война. Представянето на откритието на антибиотиците се проведе главно в развитите западни страни.

История на името

Терминът "антибиотик", което означава "срещу живота", е измислен от френския бактериолог Жан Пол Вилкмен като описателно име за свойствата, проявени от тези ранни антибактериални лекарства. Антибиотикът е описан за първи път през 1877 г., когато Луис Пастьор и Робърт Кох наблюдават бацилната бактерия, умираща под въздействието на Bacillus anthracis. Тези лекарства по-късно са преименувани на антибиотици от Селман Ваксман, американски микробиолог, през 1942 г. Тази дата трябва да бъде включена в списъка на годините на откриване на антибиотиците.

Терминът "антибиотик" е използван за първи път през 1942 г. от Selman Waksman и неговите сътрудници в статии в списания, за да опише всяко вещество, произведено от микроорганизъм, което е антагонистично на растежа на други микроорганизми. Това определение изключва вещества, които убиват бактерии, но не се произвеждат от микроорганизми (като стомашен сок и водороден пероксид). Той също така елиминира синтетичните антибактериални съединения като сулфонамиди. В текущата употреба терминът "антибиотик" се отнася за всяко лекарство, което убива бактерии или инхибира растежа им, независимо дали лекарството е произведено от микроорганизъм или не.

Етимология

Терминът „антибиотик“ произлиза от префикса „анти“ и гръцката дума βιωτικός (biōtikos), „годен за живеене, жив“, която идва от βίωσις (biōsis), „начин на живот“, както и от корена βίος (bios) "живот". Терминът „антибактериален“ идва от гръцкото ἀντί (анти), „против“ + βακτήριον (baktērion), умалително от βακτηρία (baktēria), „тръстика“, тъй като първите открити бактерии са били с пръчковидна форма.

Алтернативи на антибиотиците

Нарастващият брой бактериални щамове, които са резистентни към традиционните антибактериални терапии, съчетани с намаляващия брой нови антибиотици, които в момента се разработват като лекарства, подтикнаха разработването на стратегии за лечение на бактериални заболявания като алтернативи на традиционните антибактериални лекарства. За борба с този проблем се проучват и неспецифични подходи (т.е. продукти, различни от класическите антибактериални), които са насочени към бактерии или подходи, които са насочени към гостоприемника, включително фагова терапия и ваксини.

Ваксини

Ваксините разчитат на имунна модулация или подсилване. Ваксинацията или възбужда, или повишава имунитета на човек, за да предотврати инфекция, което води до активиране на макрофаги, производство на антитела, възпаление и други класически имунни реакции. Антибактериалните ваксини са отговорни за драматичното намаляване на глобалните бактериални заболявания. Ваксините, получени от атенюирани цели клетки или лизати, са заменени до голяма степен от по-малко реактивни, безклетъчни ваксини, състоящи се от пречистени компоненти, включително капсулни полизахариди и техните конюгати, протеинови носители и инактивирани токсини и протеини.

Фаготерапия

Фаготерапията е друг метод за лечение на устойчиви на антибиотици щамове бактерии. Фаготерапията инфектира патогенните бактерии със собствени вируси. Бактериофагите са изключително специфични за определени бактерии, така че не увреждат тялото на гостоприемника и чревната микрофлора, за разлика от антибиотиците. Бактериофагите, известни също като фаги, заразяват и могат да убиват бактерии и да влияят на бактериалния растеж предимно по време на литични цикли. Фагите вкарват своята ДНК в бактерия, където се транскрибира и използва за създаване на нови фаги, след което клетката ще се лизира, освобождавайки нов фаг, който може да зарази и убие други бактерии от същия щам. Високата специфичност на фага предпазва „добрите” бактерии от унищожаване.

Има обаче някои недостатъци при използването на бактериофаги. Бактериофагите могат да съдържат вирулентни фактори или токсични гени в своите геноми. В допълнение, оралното и интравенозно приложение на фаги за унищожаване на бактериални инфекции представлява много по-висок риск за безопасността от локалното приложение и съществува допълнителен проблем с несигурния имунен отговор към тези големи антигенни коктейли. Има значителни регулаторни пречки, които трябва да бъдат преодолени за такива рискови лечения. Използването на бактериофаги като заместител на антимикробните средства остава привлекателна възможност въпреки многобройните предизвикателства.

Ролята на растенията

Растенията са важен източник на антимикробни съединения и традиционните лечители отдавна ги използват за предотвратяване или лечение на инфекциозни заболявания. Напоследък има нов интерес към използването на природни продукти за идентифициране на нови антибиотици (дефинирани като естествени продукти с антибиотична активност) и тяхното приложение в откриването на антибактериални лекарства в ерата на геномиката. Фитохимикалите са активните биологични съставки на растенията, а някои фитохимикали, включително танини, алкалоиди, терпеноиди и флавоноиди, имат антимикробна активност. Някои антиоксидантни хранителни добавки също съдържат фитохимикали (полифеноли) като екстракт от гроздови семена и са показали антибактериални свойства in vitro.

Фитохимикалите могат да инхибират синтеза на пептидогликан, да увредят микробните мембранни структури, да променят хидрофобността на повърхността на бактериалните мембрани и също да модулират чувствителността на кворума. С нарастването на антибиотичната резистентност през последните години се проучва потенциалът на нови антимикробни средства с растителен произход. Можем обаче да кажем, че дългият период на откриване на антибиотиците приключи.