Антибиотик пенициллин впервые был получен из. Александр Флеминг - история создания пенициллина
Современному человеку трудно представить сферу медицины без антибиотиков. С их помощью лечат сложнейшие инфекционные заболевания, спасают жизни миллионов людей. Фантастическим кажется тот факт, что открытие пенициллина (первого антимикробного средства) – случайное явление. В начале 20 века ученый Флеминг нашел грибок , который оказался полностью безвредным для человека , но губительным для вредоносных микроорганизмов .
Еще в школе нам известны различные истории древнего мира о короткой и быстрой жизни людей. Те, кто доживал до 13 лет, считались долгожителями, но их здоровье было в ужасном состоянии:
- кожа покрывалась наростами, язвами;
- сгнивали и выпадали зубы;
- внутренние органы работали с нарушениями из-за скудного питания и чрезмерных физических нагрузок.
Смерть младенцев носила угрожающие масштабы. Гибель женщин после родов считалась обычным делом. В 16 веке продолжительность жизни человека составляла не больше 30 лет, а еще в начале 20 века даже небольшой порез мог обернуться летальным исходом.
До изобретения антибиотиков для лечения заболеваний применяли устрашающие и болезненные способы.
- При инфицировании было показано кровопускание (делали разрез крупного сосуда либо накладывали пиявок). Цель – выведение наружу крови вместе с возбудителями патологий.
- На открытые раны насыпали древесный уголь или бром для вытягивания гноя. Больной получал серьезный ожог, но и бактерии при этом умирали.
- Для лечения сифилиса использовали ртуть. Вещество принимали внутрь либо вводили в мочеиспускательный канал тонкими прутьями. Альтернативой выступал только еще более опасный мышьяк.
История открытие пенициллина
История открытие пенициллина, как не странно, началась с великой научно-технической революции. В 19-20 веке человечество освоило множество новых сфер:
- связь и ;
- радио и развлечения;
- передвижение (автомобили и самолеты);
- стали появляться глобальные идеи по освоению Земли и космоса.
Но все научные и технические достижения перечеркивал быт людей и сложнейшая эпидемиологическая ситуация. Сотни тысяч людей продолжали массово гибнуть от тифа, дизентерии, туберкулеза и воспаления легких. Сепсис был смертельным приговором.
Предпосылки открытия пенициллина кратко в фактах
Многие ученые стремились найти решение проблемы и изобрести действенное лекарство от недугов. Проводилось эксперименты, результаты которых обычно были негативными. Идея того, что микробов могут убить специальные бактерии, была представлена только в 19 веке.
- Луи Пастер. Провел исследования, которые показали, что под воздействием определенных микроорганизмов умирают бациллы сибиркой язвы.
- В 1871 году русские ученые Манассеин и Полотебнов открыли губительное действие плесневых грибков на бактерии. Но на их труды не было обращено должного внимания.
- В 1867 году хирург Листер установил то, что воспаления вызывают бактерии и предложил бороться с ними с помощью карболовой кислоты – первого признанного антисептика.
- Эрнест Дучесне. В диссертации отметил то, что в 1897 году он успешно использовал плесень против ряда бактерий, поражающих человеческий организм.
- В 1984 году Мечников использовал ацидофильные бактерии из кисломолочной продукции для лечения кишечных расстройств.
Кто в России изобрел пенициллин?
В Советском Союзе над созданием и исследованием лекарств-антибиотиков работала микробиолог Ермольева. Она первой из всех советских ученых начала изучать интерферон как противовирусный препарат. В 1942 году Ермольева получила пенициллин . Исследования и опыты ученой привели к тому, что уже через несколько лет в СССР антибиотик стали изготовлять большими партиями.
Кто изобрел пенициллин, вклад Флеминга
Ученый Александр Флеминг считается первооткрывателем антибиотика – пенициллина. За свое открытие исследователь в 1945 году получил Нобелевскую премию. Появился антибиотик случайно: Флеминг был неаккуратным и часто не убирал за собой пробирки. Перед долгой отлучкой ученый забыл помыть чашки Петри, в которых остались колонии стафилококка.
После приезда ученый обнаружил, что в чашках расцвела плесень, а некоторые участки были полностью без бактерий. Флеминг пришел к выводу, что плесень вырабатывает вещества, убивающие стафилококки. Бактериолог выделил пенициллин из грибков, но относя к своему открытию скептически.
Позднее ученые Флори и Чейн закончили начатую работу. Через 10 лет они улучшили лекарство и вывели чистую форму пенициллина.
В 1942 году пенициллин стали использовать с целью лечения людей. Первым выздоровевшим пациентом стал ребенок с заражением крови. Во время Второй мировой войны изготовление пенициллина в США поставили на конвейер. Благодаря этому сотни тысяч солдат были спасены от гангрены и ампутации конечностей.
Как действует пенициллин?
Принцип работы антибиотика заключается в том, что происходит остановка или купирование химической реакции, которая нужна для поддержания жизни бактерии. Пенициллин останавливает активность молекул, участвующих в производстве новых клеточных слоев бактерии. Антибиотик не влияет на людей или животных, так как внешние оболочки человеческих клеток значительно отличаются от клеток бактерий.
Механизм и особенности действия.
- Молекулы пенициллина включают в себя бактерицидные свойства: они пагубно действуют на разнообразные бактерии.
- Главный объект действия – пенициллино-связывающие белки. Это ферменты конечной части синтеза клеточной стенки бактерий.
- Когда лекарство начинает останавливать синтез, начинается процесс, который приводит к полной гибели бактерии.
Микробы со временем научились защищаться : они начали выделять особый компонент, который уничтожает антибиотик. Но благодаря работам ученым стали появляться улучшенные препараты, которые содержат ингибиторы. Такие антибиотики называют пенициллиново-защищенными.
Влияние открытия на наши дни
Человечество прошло достаточно сложный и запутанный путь своего развития. Совершалось множество важных открытий и крупных изобретений в различных сферах деятельности. К масштабным и решающим открытиям, которые совершили переворот в медицине, относят и создание пенициллина.
В мировых масштабах пенициллин начал использоваться с 1952 года. Благодаря уникальным свойствам его начали использовать для лечения различных патологий:
- остеомиелит;
- сифилис;
- пневмония;
- горячка во время родов;
- инфицирование после ранений или ожогов.
Позже выделили разнообразные антибактериальные препараты. Антибиотики начали считаться лекарством от всех болезней на долгие годы. За счет изобретения антибиотика улучшилась борьба с серьезными инфекционными заболеваниями, а жизнь людей продлилась на 35 лет.
3 сентября – официальный день открытия пенициллина во всем мире. За все время существования человечества не было изобретено ни одного другого лекарства, которое бы спасло столько человеческих жизней.
Пенициллины (penicillina) — группа антибиотиков, продуцируемых многими видами плесеней рода Penicillium, активных в отношении большинства грамположительных, а также некоторых грамотрицательных микроорганизмов (гонококков, менингококков и спирохет). Пенициллины относятся к т.н. бета-лактамным антибиотикам (бета-лактамы).
Бета-лактамы — большая группа антибиотиков, общим для которых является наличие в структуре молекулы четырехчленного бета-лактамного кольца. К бета-лактамам относятся пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы. Бета-лактамы являются наиболее многочисленной группой из применяемых в клинической практике противомикробных ЛС, занимающей ведущее место в лечении большинства инфекционных заболеваний.
Исторические сведения. В 1928 г. английский ученый А. Флеминг, работавший в St.Mary`s Hospital в Лондоне, обнаружил способность нитчатого гриба зеленой плесени (Penicillium notatum) вызывать гибель стафилококков в культуре клеток. Действующее вещество гриба, обладающее антибактериальной активностью, А. Флеминг назвал пенициллином. В 1940 г. в Оксфорде группа исследователей под руководством Х.В. Флори и Э.Б. Чейна выделила в чистом виде значительные количества первого пенициллина из культуры Penicillium notatum. В 1942 г. выдающийся отечественный исследователь З.В. Ермольева получила пенициллин из гриба Penicillium crustosum. С 1949 г. для клинического использования стали доступны практически неограниченные количества бензилпенициллина (пенициллин G).
В группу пенициллинов входят природные соединения, продуцируемые различными видами плесневого гриба Penicillium , и ряд полусинтетических. Пенициллины (как и другие бета-лактамы) оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы.
К наиболее общим свойствам пенициллинов относятся: низкая токсичность, широкий диапазон дозировок, перекрестная аллергия между всеми пенициллинами и частично цефалоспоринами и карбапенемами.
Антибактериальный эффект бета-лактамов связан с их специфической способностью нарушать синтез клеточной стенки бактерий.
Клеточная стенка у бактерий имеет жесткую структуру, она придает микроорганизмам форму и обеспечивает их защиту от разрушения. Ее основу составляет гетерополимер — пептидогликан, состоящий из полисахаридов и полипептидов. Его сетчатая структура с поперечными сшивками придает клеточной стенке прочность. В состав полисахаридов входят такие аминосахара как N-ацетилглюкозамин, а также N-ацетилмурамовая кислота, имеющаяся только у бактерий. С аминосахарами связаны короткие пептидные цепи, включающие некоторые L- и D-аминокислоты. У грамположительных бактерий клеточная стенка содержит 50-100 слоев пептидогликана, у грамотрицательных — 1-2 слоя.
В процессе биосинтеза пептидогликана участвуют около 30 бактериальных ферментов, этот процесс состоит из 3 этапов. Считают, что пенициллины нарушают поздние этапы синтеза клеточной стенки, препятствуя образованию пептидных связей за счет ингибирования фермента транспептидазы. Транспептидаза — один из пенициллинсвязывающих белков, с которыми взаимодействуют бета-лактамные антибиотики. К пенициллинсвязывающим белкам — ферментам, принимающим участие на конечных стадиях формирования клеточной стенки бактерий, помимо транспептидаз, относятся карбоксипептидазы и эндопептидазы. Они есть у всех бактерий (например, у Staphylococcus aureus их 4, у Escherichia coli — 7). Пенициллины связываются с этими белками с разной скоростью с образованием ковалентной связи. При этом происходит инактивация пенициллинсвязывающих белков, прочность клеточной стенки бактерий нарушается и клетки подвергаются лизису.
Фармакокинетика. При приеме внутрь пенициллины всасываются и распределяются по всему организму. Пенициллины хорошо проникают в ткани и жидкости организма (синовиальная, плевральная, перикардиальная, желчь), где быстро достигают терапевтических концентраций. Исключением являются спинно-мозговая жидкость, внутренние среды глаза и секрет предстательной железы — здесь концентрации пенициллинов низкие. Концентрация пенициллинов в спинно-мозговой жидкости может быть различной в зависимости от условий: в норме — менее 1% сывороточной, при воспалении может возрастать до 5%. Терапевтические концентрации в ликворе создаются при менингите и введении препаратов в высоких дозах. Пенициллины быстро выводятся из организма, преимущественно почками путем клубочковой фильтрации и канальцевой секреции. Период полувыведения у них короткий (30-90 мин), концентрация в моче — высокая.
Существует несколько классификаций ЛС, относящихся к группе пенициллинов: по молекулярной структуре, по источникам получения, по спектру активности и др.
Согласно классификации, представленной Д.А. Харкевичем (2006 г.), пенициллины подразделяются следующим образом (классификация основана на ряде признаков, в т.ч. различиях в путях получения):
I. Препараты пенициллинов, получаемые путем биологического синтеза (биосинтетические пенициллины):
I.1. Для парентерального введения (разрушаются в кислой среде желудка):
Непродолжительного действия:
бензилпенициллин (натриевая соль),
бензилпенициллин (калиевая соль);
Продолжительного действия:
бензилпенициллин (новокаиновая соль),
Бициллин-1,
Бициллин-5.
I.2.
феноксиметилпенициллин (пенициллин V).
II. Полусинтетические пенициллины
II.1. Для парентерального и энтерального введения (кислотоустойчивы):
Устойчивые к действию пенициллиназы:
оксациллин (натриевая соль),
нафциллин;
Широкого спектра действия:
ампициллин,
амоксициллин.
II.2. Для парентерального введения (разрушаются в кислой среде желудка)
Широкого спектра действия, включая синегнойную палочку:
карбенициллин (динатриевая соль),
тикарциллин,
азлоциллин.
II.3. Для энтерального введения (кислотоустойчивы):
карбенициллин (инданил натрий),
карфециллин.
Согласно классификации пенициллинов, приведенной И.Б. Михайловым (2001 г.), пенициллины можно разделить на 6 групп:
1. Естественные пенициллины (бензилпенициллины, бициллины, феноксиметилпенициллин).
2. Изоксазолпенициллины (оксациллин, клоксациллин, флуклоксациллин).
3. Амидинопенициллины (амдиноциллин, пивамдиноциллин, бакамдиноциллин, ацидоциллин).
4. Аминопенициллины (ампициллин, амоксициллин, талампициллин, бакампициллин, пивампициллин).
5. Карбоксипенициллины (карбенициллин, карфециллин, кариндациллин, тикарциллин).
6. Уреидопенициллины (азлоциллин, мезлоциллин, пиперациллин).
Источник получения, спектр действия, а также комбинирование с бета-лактамазами учитывали при создании классификации, приведенной в Федеральном руководстве (формулярная система), выпуск VIII.
1. Природные:
бензилпенициллин (пенициллин G),
феноксиметилпенициллин (пенициллин V),
бензатина бензилпенициллин,
бензилпенициллин прокаин,
бензатина феноксиметилпенициллин.
2. Антистафилококковые:
оксациллин.
3. Расширенного спектра (аминопенициллины):
ампициллин,
амоксициллин.
4. Активные в отношении Pseudomonas aeruginosa :
Карбоксипенициллины:
тикарциллин.
Уреидопенициллины:
азлоциллин,
пиперациллин.
5. Комбинированные с ингибиторами бета-лактамаз (ингибиторозащищенные):
амоксициллин/клавуланат,
ампициллин/сульбактам,
тикарциллин/клавуланат.
Естественные (природные) пенициллины — это антибиотики узкого спектра действия, влияющие на грамположительные бактерии и кокки. Биосинтетические пенициллины получают из культуральной среды, на которой выращивают определенные штаммы плесневых грибов (Penicillium). Существует несколько разновидностей природных пенициллинов, одним из наиболее активных и стойких из них является бензилпенициллин. В медицинской практике используется бензилпенициллин в виде различных солей — натриевой, калиевой и новокаиновой.
Все природные пенициллины имеют сходную противомикробную активность. Естественные пенициллины разрушаются бета-лактамазами, поэтому неэффективны для терапии стафилококковых инфекций, т.к. в большинстве случаев стафилококки вырабатывают бета-лактамазы. Они эффективны преимущественно в отношении грамположительных микроорганизмов (в т.ч. Streptococcus spp., включая Streptococcus pneumoniae, Enterococcus spp. ), Bacillus spp., Listeria monocytogenes, Erysipelothrix rhusiopathiae, грамотрицательных кокков (Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae), некоторых анаэробов (Peptostreptococcus spp., Fusobacterium spp.), спирохет (Treponema spp., Borrelia spp., Leptospira spp.). Грамотрицательные микроорганизмы обычно устойчивы, за исключением Haemophilus ducreyi и Pasteurella multocida. В отношении вирусов (возбудителей гриппа, полиомиелита, оспы и др.), микобактерий туберкулеза, возбудителя амебиаза, риккетсий, грибов пенициллины — неэффективны.
Бензилпенициллин активен главным образом в отношении грамположительных кокков. Спектры антибактериального действия бензилпенициллина и феноксиметилпенициллина практически идентичны. Однако бензилпенициллин в 5-10 раз более активен, чем феноксиметилпенициллин в отношении чувствительных Neisseria spp. и некоторых анаэробов. Феноксиметилпенициллин назначают при инфекциях средней степени тяжести. Активность препаратов пенициллина определяют биологическим путем по антибактериальному действию на определенный штамм золотистого стафилококка. За единицу действия (1 ЕД) принимают активность 0,5988 мкг химически чистой кристаллической натриевой соли бензилпенициллина.
Значимыми недостатками бензилпенициллина являются его неустойчивость к бета-лактамазам (при ферментативном расщеплении бета-лактамного кольца бета-лактамазами (пенициллиназами) с образованием пенициллановой кислоты антибиотик теряет свою противомикробную активность), незначительная абсорбция в желудке (обусловливает необходимость инъекционных путей введения) и относительно низкая активность в отношении большинства грамотрицательных микроорганизмов.
В обычных условиях препараты бензилпенициллина плохо проникают в ликвор, однако при воспалении мозговых оболочек проницаемость через ГЭБ возрастает.
Бензилпенициллин, применяемый в виде хорошо растворимых натриевой и калиевой солей, действует кратковременно — 3-4 ч, т.к. быстро выводится из организма, и это требует частых инъекций. В связи с этим для применения в медицинской практике были предложены плохо растворимые соли бензилпенициллина (в т.ч. новокаиновая соль) и бензатина бензилпенициллин.
Пролонгированные формы бензилпенициллина, или депо-пенициллины: Бициллин-1 (бензатина бензилпенициллин), а также комбинированные ЛС на их основе — Бициллин-3 (бензатина бензилпенициллин + бензилпенициллин натрия + бензилпенициллина новокаиновая соль), Бициллин-5 (бензатина бензилпенициллин + бензилпенициллина новокаиновая соль), представляют собой суспензии, которые можно вводить только внутримышечно. Они медленно всасываются из места введения, создавая депо в мышечной ткани. Это позволяет поддерживать концентрацию антибиотика в крови значительное время и сократить, таким образом, частоту введения препарата.
Все соли бензилпенициллина используются парентерально, т.к. они разрушаются в кислой среде желудка. Из природных пенициллинов кислотостабильными свойствами, хотя и в слабой степени, обладает только феноксиметилпенициллин (пенициллин V). Феноксиметилпенициллин по химическому строению отличается от бензилпенициллина наличием в молекуле феноксиметильной группы вместо бензильной.
Бензилпенициллин применяют при инфекциях, вызванных стрептококками, включая Streptococcus pneumoniae (внебольничная пневмония, менингит), Streptococcus pyogenes (стрептококковый тонзиллит, импетиго, рожа, скарлатина, эндокардит), при менингококковых инфекциях. Бензилпенициллин является антибиотиком выбора при лечении дифтерии, газовой гангрены, лептоспироза, болезни Лайма.
Бициллины показаны, в первую очередь, при необходимости длительного поддержания эффективных концентраций в организме. Они применяются при сифилисе и других заболеваниях, вызываемых бледными трепонемами (фрамбезия), стрептококковых инфекциях (исключая инфекции, вызванные стрептококками группы В) — острый тонзиллит, скарлатина, раневые инфекции, рожистое воспаление, ревматизм, лейшманиоз.
В 1957 г. из природных пенициллинов была выделена 6-аминопенициллановая кислота и на ее основе начаты разработки полусинтетических препаратов.
6-Аминопенициллановая кислота — основа молекулы всех пенициллинов («пенициллиновое ядро») — сложное гетероциклическое соединение, состоящее из двух колец: тиазолидинового и бета-лактамного. С бета-лактамным кольцом связан боковой радикал, определяющий существенные фармакологические свойства образующейся при этом молекулы препарата. У природных пенициллинов строение радикала зависит от состава среды, на которой растут Penicillium spp.
Полусинтетические пенициллины получают путем химической модификации, присоединяя различные радикалы к молекуле 6-аминопенициллановой кислоты. Таким образом были получены пенициллины, обладающие определенными свойствами:
Устойчивые к действию пенициллиназ (бета-лактамаз);
Кислотоустойчивые, эффективные при назначении внутрь;
Обладающие широким спектром действия.
Изоксазолпенициллины (изоксазолиловые пенициллины, пенициллиназостабильные, антистафилококковые пенициллины). Большинство стафилококков вырабатывают специфический фермент бета-лактамазу (пенициллиназу) и резистентны к бензилпенициллину (пенициллиназообразующими являются 80-90% штаммов Staphylococcus aureus) .
Основным антистафилококковым ЛС является оксациллин. Группа пенициллиназоустойчивых ЛС включает также клоксациллин, флуклоксациллин, метициллин, нафциллин и диклоксациллин, которые вследствие высокой токсичности и/или малой эффективности не нашли клинического применения.
Спектр антибактериального действия оксациллина подобен спектру действия бензилпенициллина, но благодаря устойчивости оксациллина к пенициллиназе он активен в отношении пенициллиназообразующих стафилококков, устойчивых к бензилпенициллину и феноксиметилпенициллину, а также резистентных к другим антибиотикам.
По активности в отношении грамположительных кокков (в т.ч. стафилококков, не вырабатывающих бета-лактамазу) изоксазолпенициллины, в т.ч. оксациллин, значительно уступают природным пенициллинам, поэтому при заболеваниях, возбудителями которых являются чувствительные к бензилпенициллину микроорганизмы, они менее эффективны по сравнению с последним. Оксациллин не проявляет активности в отношении грамотрицательных бактерий (кроме Neisseria spp. ), анаэробов. В связи с этим ЛС этой группы показаны только в тех случаях, когда известно, что инфекция вызвана пенициллиназообразующими штаммами стафилококков.
Основные фармакокинетические отличия изоксазолпенициллинов от бензилпенициллина:
Быстрое, но не полное (30-50%) всасывание из ЖКТ. Можно применять эти антибиотики как парентерально (в/м, в/в), так и внутрь, но за 1-1,5 ч до еды, т.к. у них низкая устойчивость к соляной кислоте;
Высокая степень связывания с альбумином плазмы (90-95%) и невозможность удаления изоксазолпенициллинов из организма при гемодиализе;
Не только почечная, но и печеночная экскреция, отсутствие необходимости коррекции режима дозирования при легкой почечной недостаточности.
Основное клиническое значение оксациллина — лечение стафилококковых инфекций, вызванных пенициллинорезистентными штаммами Staphylococcus aureus (кроме инфекций, вызванных methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA). Следует учитывать, что в стационарах распространены штаммы Staphylococcus aureus , резистентные к оксациллину и метициллину (метициллин — первый пенициллиназоустойчивый пенициллин, снят с производства). Нозокомиальные и внебольничные штаммы Staphylococcus aureus , резистентные к оксациллину/метициллину, обычно являются полирезистентными — они резистентны ко всем другим бета-лактамам, а также часто к макролидам, аминогликозидам, фторхинолонам. Препараты выбора при инфекциях, вызванных MRSA, — ванкомицин или линезолид.
Нафциллин немного активнее оксациллина и других устойчивых к пенициллиназе пенициллинов (но менее активен, чем бензилпенициллин). Нафциллин проникает через ГЭБ (его концентрация в спинно-мозговой жидкости достаточна для лечения стафилококкового менингита), выводится преимущественно с желчью (максимальная концентрация в желчи намного превышает сывороточную), в меньшей степени — почками. Возможно применение внутрь и парентерально.
Амидинопенициллины — это пенициллины узкого спектра действия, но с преимущественной активностью в отношении грамотрицательных энтеробактерий. Препараты амидинопенициллинов (амдиноциллин, пивамдиноциллин, бакамдиноциллин, ацидоциллин) не зарегистрированы в России.
Пенициллины с расширенным спектром активности
В соответствии с классификацией, представленной Д.А. Харкевичем, полусинтетические антибиотики широкого спектра действия подразделяются на следующие группы:
I. Препараты, не влияющие на синегнойную палочку:
Аминопенициллины: ампициллин, амоксициллин.
II. Препараты, активные в отношении синегнойной палочки:
Карбоксипенициллины: карбенициллин, тикарциллин, карфециллин;
Уреидопенициллины: пиперациллин, азлоциллин, мезлоциллин.
Аминопенициллины — антибиотики широкого спектра действия. Все они разрушаются бета-лактамазами как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.
В медицинской практике широко применяются амоксициллин, ампициллин. Ампициллин — родоначальник группы аминопенициллинов. В отношении грамположительных бактерий ампициллин, как и все полусинтетические пенициллины, уступает по активности бензилпенициллину, но превосходит оксациллин.
Ампициллин и амоксициллин имеют близкие спектры действия. По сравнению с природными пенициллинами антимикробный спектр ампициллина и амоксициллина распространяется на чувствительные штаммы энтеробактерий, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae ; лучше природных пенициллинов действуют на Listeria monocytogenes и чувствительные энтерококки.
Из всех пероральных бета-лактамов амоксициллин обладает наибольшей активностью в отношении Streptococcus pneumoniae, устойчивого к природным пенициллинам.
Ампициллин не эффективен в отношении пенициллиназообразующих штаммов Staphylococcus spp., всех штаммов Pseudomonas aeruginosa, большинства штаммов Enterobacter spp., Proteus vulgaris (индолпозитивный).
Выпускаются комбинированные препараты, например Ампиокс (ампициллин + оксациллин). Сочетание ампициллина или бензилпенициллина с оксациллином является рациональным, т.к. спектр действия при таком сочетании становится более широким.
Отличием амоксициллина (являющегося одним из ведущих пероральных антибиотиков) от ампициллина является его фармакокинетический профиль: при приеме внутрь амоксициллин более быстро и хорошо всасывается в кишечнике (75-90%), чем ампициллин (35-50%), биодоступность не зависит от приема пищи. Амоксициллин лучше проникает в некоторые ткани, в т.ч. в бронхолегочную систему, где его концентрации в 2 раза превышают концентрации в крови.
Наиболее существенные отличия фармакокинетических параметров аминопенициллинов от бензилпенициллина:
Возможность назначения внутрь;
Незначительное связывание с белками плазмы — 80% аминопенициллинов остаются в крови в свободной форме — и хорошее проникновение в ткани и жидкости организма (при менингите концентрации в спинно-мозговой жидкости могут составлять 70-95% концентраций в крови);
Кратность назначения комбинированных препаратов — 2-3 раза в сутки.
Основные показания для назначения аминопеницилллинов — инфекции верхних дыхательных путей и лор-органов, инфекции почек и мочевыводящих путей, инфекции ЖКТ, эрадикация Helicobacter pylori (амоксициллин), менингит.
Особенностью нежелательного действия аминопенициллинов является развитие «ампициллиновой» сыпи, представляющей собой макулопапулезную сыпь неаллергической природы, которая быстро проходит при отмене препарата.
Одним из противопоказаний к назначению аминопенициллинов является инфекционный мононуклеоз.
Антисинегнойные пенициллины
К ним относят карбоксипенициллины (карбенициллин, тикарциллин) и уреидопенициллины (азлоциллин, пиперациллин).
Карбоксипенициллины — это антибиотики, имеющие спектр противомикробного действия, сходный с аминопенициллинами (за исключением действия на Pseudomonas aeruginosa). Карбенициллин — первый антисинегнойный пенициллин, по активности уступает другим антипсевдомонадным пенициллинам. Карбоксипенициллины действуют на синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa) и индолположительные виды протея (Proteus spp.) , устойчивые к ампициллину и другим аминопенициллинам. Клиническое значение карбоксипенициллинов в настоящее время уменьшается. Хотя они и имеют широкий спектр действия, но неактивны в отношении большой части штаммов Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Klebsiella spp., Listeria monocytogenes . Почти не проходят через ГЭБ. Кратность назначения — 4 раза в сутки. Быстро развивается вторичная резистентность микроорганизмов.
Уреидопенициллины — это также антисинегнойные антибиотики, их спектр действия совпадает с карбоксипенициллинами. Самое активное ЛС из этой группы — пиперациллин. Из ЛС этой группы только азлоциллин сохраняет свое значение в медицинской практике.
Уреидопенициллины более активны, чем карбоксипенициллины в отношении Pseudomonas aeruginosa. Их используют и при лечении инфекций, вызванных Klebsiella spp.
Все антисинегнойные пенициллины разрушаются бета-лактамазами.
Фармакокинетические особенности уреидопенициллинов:
Вводят только парентерально (в/м и в/в);
В экскреции принимают участие не только почки, но и печень;
Кратность применения — 3 раза в сутки;
Быстро развивается вторичная резистентность бактерий.
Ввиду появления штаммов с высокой резистентностью к антисинегнойным пенициллинам и отсутствии преимуществ перед другими антибиотиками антисинегнойные пенициллины практически потеряли свое значение.
Основными показаниями для этих двух групп антисинегнойных пенициллинов являются нозокомиальные инфекции, вызванные чувствительными штаммами Pseudomonas aeruginosa, в комбинации с аминогликозидами и фторхинолонами.
Пенициллины и другие бета-лактамные антибиотики обладают высокой противомикробной активностью, однако ко многим из них может развиваться резистентность микроорганизмов.
Эта резистентность обусловлена способностью микроорганизмов продуцировать специфические ферменты — бета-лактамазы (пенициллиназы), которые разрушают (гидролизуют) бета-лактамное кольцо пенициллинов, что лишает их антибактериальной активности и приводит к развитию устойчивых штаммов микроорганизмов.
Некоторые полусинтетические пенициллины устойчивы к действию бета-лактамаз. Кроме того, для преодоления приобретенной устойчивости были разработаны соединения, способные необратимо ингибировать активность этих ферментов, т.н. ингибиторы бета-лактамаз. Они используются при создании ингибиторозащищенных пенициллинов.
Ингибиторы бета-лактамаз, подобно пенициллинам, являются бета-лактамными соединениями, однако сами по себе обладают минимальной антибактериальной активностью. Эти вещества необратимо связываются с бета-лактамазами и инактивируют эти ферменты, тем самым защищая бета-лактамные антибиотики от гидролиза. Ингибиторы бета-лактамаз наиболее активны в отношении бета-лактамаз, кодируемых плазмидными генами.
Ингибиторозащищенные пенициллины представляют собой комбинацию антибиотика пенициллинового ряда со специфическим ингибитором бета-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам). Ингибиторы бета-лактамаз самостоятельно не применяются, а используются в комбинации с бета-лактамами. Такое сочетание позволяет повысить устойчивость антибиотика и его активность в отношении микроорганизмов, продуцирующих эти ферменты (бета-лактамазы): Staphylococcus aureus , Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis , Neisseria gonorrhoeae , Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp., анаэробов, в т.ч. Bacteroides fragilis . В результате, резистентные к пенициллинам штаммы микроорганизмов становятся чувствительными к комбинированному ЛС. Спектр антибактериальной активности ингибиторозащищенных бета-лактамов соответствует спектру содержащихся в их составе пенициллинов, различается лишь уровень приобретенной устойчивости. Ингибиторозащищенные пенициллины применяют для лечения инфекций различной локализации и для периоперационной профилактики в абдоминальной хирургии.
К ингибиторозащищенным пенициллинам относятся амоксициллин/клавуланат, ампициллин/сульбактам, амоксициллин/сульбактам, пиперациллин/тазобактам, тикарциллин/клавуланат. Тикарцилин/клавуланат обладает антисинегнойной активностью и активен в отношении Stenotrophomonas maltophilia . Сульбактам имеет собственную антибактериальную активность в отношении грамотрицательных кокков семейства Neisseriaceae и семейства неферментирующих бактерий Acinetobacter.
Показания к применению пенициллинов
Пенициллины применяют при инфекциях, вызванных чувствительными к ним возбудителями. Преимущественно они используются при инфекциях верхних дыхательных путей, при лечении ангины, скарлатины, отита, сепсиса, сифилиса, гонореи, инфекций ЖКТ, инфекций мочевыводящих путей и др.
Применять пенициллины необходимо только по назначению и под наблюдением врача. Необходимо помнить, что применение недостаточных доз пенициллинов (как и других антибиотиков) или слишком раннее прекращение лечения может приводить к развитию устойчивых штаммов микроорганизмов (особенно это касается природных пенициллинов). При появлении резистентности следует продолжить терапию другими антибиотиками.
Применение пенициллинов в офтальмологии. В офтальмологии пенициллины применяются местно в виде инстилляций, субконъюнктивальных и интравитреальных инъекций. Пенициллины плохо проходят через гематоофтальмический барьер. На фоне воспалительного процесса их проникновение во внутренние структуры глаза повышается и концентрации в них достигают терапевтически значимых. Так, при закапывании в конъюнктивальный мешок терапевтические концентрации пенициллинов определяются в строме роговицы, при местном применении во влагу передней камеры практически не проникают. При субконъюнктивальном введении ЛС определяются в роговице и влаге передней камеры глаза, в стекловидном теле — концентрации ниже терапевтических.
Растворы для местного применения готовят ex tempore. Применяют пенициллины для лечения гонококкового конъюнктивита (бензилпенициллин), кератита (ампициллин, бензилпенициллин, оксациллин, пиперациллин и др.), каналикулита, особенно вызванного актиномицетами (бензилпенициллин, феноксиметилпенициллин), абсцесса и флегмоны орбиты (ампициллин/клавуланат, ампициллин/сульбактам, феноксиметилпенициллин и пр.) и других заболеваний глаз. Кроме того, пенициллины используют для профилактики инфекционных осложнений при травмах век и орбиты, особенно при проникновении инородного тела в ткани орбиты (ампициллин/клавуланат, ампициллин/сульбактам и др.).
Применение пенициллинов в урологической практике. В урологической практике из антибиотиков-пенициллинов широко применяются ингибиторозащищенные препараты (использование природных пенициллинов, а также применение полусинтетических пенициллинов в качестве препаратов выбора считается не оправданным вследствие высокого уровня устойчивости уропатогенных штаммов.
Побочное и токсическое действие пенициллинов. Пенициллины обладают самой низкой токсичностью в ряду антибиотиков и большой широтой терапевтического действия (особенно природные). Большинство серьезных побочных эффектов связаны с гиперчувствительностью к ним. Аллергические реакции отмечаются у значительного числа больных (по разным источникам, от 1 до 10%). Пенициллины чаще, чем препараты других фармакологических групп, являются причиной лекарственной аллергии. У пациентов, имевших аллергические реакции на введение пенициллинов в анамнезе, при последующем применении эти реакции отмечаются в 10-15% случаев. Менее чем у 1% людей, у которых ранее не отмечалось подобных реакций, возникает аллергическая реакция на пенициллин при повторном введении.
Пенициллины могут вызвать аллергическую реакцию в любой дозе и любой лекарственной форме.
При использовании пенициллинов возможны как аллергические реакции немедленного типа, так и замедленного. Полагают, что аллергическая реакция на пенициллины связана, главным образом, с промежуточным продуктом их метаболизма — пенициллоиновой группой. Она называется большой антигенной детерминантой и образуется при разрыве бета-лактамного кольца. К малым антигенным детерминантам пеннициллинов относятся, в частности, неизмененные молекулы пенициллинов, бензилпенициллоат. Они образуются in vivo , но определяются также в растворах пенициллинов, приготовленных для введения. Считают, что ранние аллергические реакции на пенициллины опосредованы, главным образом, IgE-антителами к малым антигенным детерминантам, отсроченные и поздние (крапивница) — обычно IgE-антителами к большой антигенной детерминанте.
Реакции гиперчувствительности обусловлены образованием в организме антител и обычно возникают через несколько дней после начала применения пенициллина (сроки могут колебаться от нескольких минут до нескольких недель). В ряде случаев аллергические реакции проявляются в виде кожной сыпи, дерматита, лихорадки. В более тяжелых случаях эти реакции проявляются отеком слизистых оболочек, артритом, артралгией, поражением почек и другими нарушениями. Возможны анафилактический шок, бронхоспазм, боль в области живота, отек мозга и другие проявления.
Тяжелая аллергическая реакция является абсолютным противопоказанием к введению пенициллинов в дальнейшем. Пациенту необходимо объяснить, что даже небольшое количество пенициллина, попавшее в организм с пищей или при проведении кожной пробы, может оказаться для него смертельно опасным.
Иногда единственным симптомом аллергической реакции на пенициллины является лихорадка (по характеру бывает постоянной, ремиттирующей или перемежающейся, иногда сопровождается ознобом). Лихорадка обычно исчезает через 1-1,5 суток после отмены препарата, но иногда может держаться несколько дней.
Для всех пенициллинов характерны перекрестная сенсибилизация и перекрестные аллергические реакции. Любые препараты, содержащие пенициллин, включая косметические средства, и пищевые продукты, могут вызывать сенсибилизацию.
Пенициллины могут вызывать различные побочные и токсические эффекты неаллергической природы. К ним относятся: при приеме внутрь — раздражающее действие, в т.ч. глоссит, стоматит, тошнота, диарея; при в/м введении — болевые ощущения, инфильтрат, асептический некроз мышц; при в/в введении — флебит, тромбофлебит.
Возможно повышение рефлекторной возбудимости ЦНС. При использовании высоких доз могут возникать нейротоксические эффекты: галлюцинации, бред, нарушение регуляции АД, судороги. Судорожные припадки более вероятны у больных, получающих высокие дозы пенициллина и/или у пациентов с тяжелыми нарушениями функции печени. Из-за риска тяжелых нейротоксических реакций пенициллины нельзя вводить эндолюмбально (за исключением бензилпенициллина натриевой соли, которую вводят крайне осторожно, по жизненным показаниям).
При лечении пенициллинами возможно развитие суперинфекции, кандидоза полости рта, влагалища, кишечного дисбактериоза. Пенициллины (чаще ампициллин) могут вызывать антибиотико-ассоциированную диарею.
Применение ампициллина приводит к появлению «ампициллиновой» сыпи (у 5-10% пациентов), сопровождающейся зудом, лихорадкой. Этот побочный эффект чаще возникает на 5-10-й день применения больших доз ампициллина у детей с лимфаденопатией и вирусными инфекциями или при сопутствующем приеме аллопуринола, а также почти у всех пациентов с инфекционным мононуклеозом.
Специфичными побочными реакциями при применении бициллинов являются местные инфильтраты и сосудистые осложнения в виде синдромов Онэ (ишемия и гангрена конечностей при случайном введении в артерию) или Николау (эмболия легочных и мозговых сосудов при попадании в вену).
При использовании оксациллина возможны гематурия, протеинурия, интерстициальный нефрит. Применение антисинегнойных пенициллинов (карбоксипенициллины, уреидопенициллины) может сопровождаться появлением аллергических реакций, симптомов нейротоксичности, острого интерстициального нефрита, дисбактериоза, тромбоцитопении, нейтропении, лейкопении, эозинофилии. При применении карбенициллина возможен геморрагический синдром. Комбинированные ЛС, содержащие клавулановую кислоту, могут вызвать острое поражение печени.
Применение при беременности. Пенициллины проходят через плаценту. Хотя адекватных и строго контролируемых исследований безопасности у людей не проведено, пенициллины, в т.ч. ингибиторозащищенные, широко применяются у беременных женщин, при этом осложнений не зарегистрировано.
В исследованиях на лабораторных животных при введении пенициллинов в дозах, в 2-25 (для разных пенициллинов) превышающих терапевтические, нарушений фертильности и влияния на репродуктивную функцию не обнаружено. Тератогенных, мутагенных, эмбриотоксических свойств при введении пенициллинов животным не выявлено.
В соответствии с общепризнанными в мире рекомендациями FDA (Food and Drug Administration), определяющими возможность применения ЛС при беременности, препараты группы пенициллинов по действию на плод относятся к категории B FDA (изучение репродукции на животных не выявило неблагоприятного действия ЛС на плод, а адекватных и строго контролируемых исследований у беременных женщин не проведено).
При назначении пенициллинов при беременности следует (как и для любых других средств) учитывать срок беременности. В процессе терапии необходимо строго контролировать состояние матери и плода.
Применение в период грудного вскармливания. Пенициллины проникают в грудное молоко. Хотя значительных осложнений у человека не зарегистрировано, применение пенициллинов кормящими матерями может приводить к сенсибилизации ребенка, изменению кишечной микрофлоры, диарее, развитию кандидоза и появлению кожной сыпи у грудных детей.
Педиатрия. При использовании пенициллинов у детей специфических педиатрических проблем не зарегистрировано, однако следует иметь в виду, что недостаточно развитая функция почек у новорожденных и детей раннего возраста может приводить к кумуляции пенициллинов (в связи с этим отмечается повышенный риск нейротоксического действия с развитием судорог).
Гериатрия. Специфических гериатрических проблем при применении пенициллинов не зарегистрировано. Однако следует помнить о том, что у пожилых людей более вероятны возрастные нарушения функции почек, в связи с чем может потребоваться коррекция дозы.
Нарушение функции почек и печени. При почечной/печеночной недостаточности возможна кумуляция. При умеренной и тяжелой недостаточности функции почек и/или печени требуется коррекция дозы и увеличение периодов между введениями антибиотика.
Взаимодействие пенициллинов с другими ЛС. Бактерицидные антибиотики (в т.ч. цефалоспорины, циклосерин, ванкомицин, рифампицин, аминогликозиды) оказывают синергическое действие, бактериостатические антибиотики (в т.ч. макролиды, хлорамфеникол, линкозамиды, тетрациклины) — антагонистическое. Необходимо соблюдать осторожность при сочетании пенициллинов, активных в отношении синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) , с антикоагулянтами и антиагрегантами (потенциальный риск повышенной кровоточивости). Не рекомендуется сочетать пенициллины с тромболитиками. При сочетании с сульфаниламидами возможно ослабление бактерицидного эффекта. Пероральные пенициллины могут снижать эффективность пероральных контрацептивов вследствие нарушения энтерогепатической циркуляции эстрогенов. Пенициллины могут замедлять выведение из организма метотрексата (ингибируют его канальцевую секрецию). При сочетании ампициллина с аллопуринолом повышается вероятность появления кожной сыпи. Использование высоких доз калиевой соли бензилпенициллина в сочетании с калийсберегающими диуретиками, препаратами калия или ингибиторами АПФ повышает риск гиперкалиемии. Пенициллины фармацевтически несовместимы с аминогликозидами.
В связи с тем, что при длительном пероральном приеме антибиотиков может быть подавлена кишечная микрофлора, вырабатывающая витамины В 1 , В 6 , В 12 , РР, больным для профилактики гиповитаминоза целесообразно назначать витамины группы В.
В заключение следует отметить, что пенициллины — это большая группа природных и полусинтетических антибиотиков, обладающих бактерицидным эффектом. Антибактериальное действие связано с нарушением синтеза пептидогликана клеточной стенки. Эффект обусловлен инактивацией фермента транспептидазы — одного из пенициллинсвязывающих белков, расположенных на внутренней мембране клеточной стенки бактерий, принимающего участие на поздних этапах ее синтеза. Различия между пенициллинами связаны с особенностями их спектра действия, фармакокинетическими свойствами и спектром нежелательных эффектов.
За несколько десятков лет успешного использования пенициллинов возникли проблемы, связанные с их неправильным применением. Так, профилактическое назначение пенициллинов при риске бактериальной инфекции часто является необоснованным. Неправильный режим лечения — неправильный подбор дозы (слишком высокая или слишком низкая) и кратности введения может приводить к развитию побочных эффектов, снижению эффективности и развитию лекарственной устойчивости.
Так, в настоящее время большинство штаммов Staphylococcus spp. устойчивы к природным пенициллинам. В последние годы повышается частота обнаружения устойчивых штаммов Neisseria gonorrhoeae.
Основной механизм приобретенной резистентности к пенициллинам связан с продукцией бета-лактамаз. Для преодоления широко распространенной среди микроорганизмов приобретенной устойчивости были разработаны соединения, способные необратимо подавлять активность этих ферментов, т.н. ингибиторы бета-лактамаз — клавулановая кислота (клавуланат), сульбактам и тазобактам. Они используются при создании комбинированных (ингибиторозащищенных) пенициллинов.
Следует помнить, что выбор того или иного антибактериального препарата, в т.ч. пенициллина, должен быть обусловлен, прежде всего, чувствительностью к нему возбудителя, вызвавшего данное заболевание, а также отсутствием противопоказаний к его назначению.
Пенициллины — первые антибиотики, которые стали применяться в клинической практике. Несмотря на многообразие современных противомикробных средств, в т.ч. цефалоспоринов, макролидов, фторхинолонов, пенициллины до настоящего времени остаются одной из основных групп антибактериальных средств, используемых при лечении инфекционных заболеваний.
Препараты
Препаратов - 1869 ; Торговых названий - 83 ; Действующих веществ - 11
| Действующее вещество | Торговые названия |
Когда я встал утром 28 сентября 1928 года, я, безусловно, не планировал совершить какой-то прорыв в медицине своим созданием первого во всем мире бактерии-убийцы или же антибиотика», — данные слова были отмечены в дневнике Александра Флеминга, человека, открывшего нам пенициллин.
Еще в начале XIX столетия появилась идея применять микробы в борьбе с самими микробами. Учёные уже в те далекие времена понимали, что для борьбы с осложнениями при ранах, необходимо найти способ парализовать микробов, которые вызывают дальнейшие осложнения, и что обезвредить микроорганизмы есть возможность с их же помощью. В особенности, Луи Пастер понял, что бациллы сибирской язвы можно уничтожить при воздействии некоторых иных микробов. Приблизительно в 1897 году Эрнестом Дучесном была использована плесень, то есть характеристики пенициллина для лечения тифа у морской свинки.
Считается, что пенициллин фактически был изобретен 3 сентября 1928 года. К данному периоду Флеминг уже был популярен, и его знали как блестящего исследователя. В те времена он изучал стафилококки, однако его лабораторию довольно часто можно было найти в неопрятном состоянии, что и оказалось причиной открытия.
3 сентября 1928 года Флеминг возвратился в свою лабораторию после того, как целый месяц отсутствовал. Он попытался собрать все стафилококки, и тут ему на глаза попалась одна пластина, на которой образовались плесневые грибы, а находящиеся на нем колонии стафилококков были истреблены, и остальных колоний практически не было. Исследователь взял с собой грибы, образовавшиеся на пластине с его культурами, отнес их к роду пеницилловых, и выделенное вещество назвал пенициллином. При дальнейшем исследовании он заметил, что пенициллин оказывает воздействие на стафилококки и иные возбудители, вызывающие пневмонию, скарлатину, дифтерию и менингит. Но данное средство не могло бороться с брюшным тифом и паратифом.
Публикация открытия Флеминга.
Отчет о своём новом открытии Флеминг опубликовал в 1929 году в одном Британском журнале, который был посвящен экспериментальной патологии. В этом же году он все еще занимался исследованиями и вскоре обнаружил, что осуществлять работу с пенициллином сложно, производство протекает довольно медленно, к тому же, пенициллин не способен приживаться в человеческом теле очень долго для уничтожения бактерий. Также учёному не удавалось извлечь и прочистить активное вещество.
До начала 1942 года ученый пытался совершенствовать новое изобретение, однако до 1939 года ему не удавалось вывести безупречную культуру. В 1940 году англо-немецкий биохимик Хоуард Уолтер Флори и Эрнст Борис Чейн активным образом пытались очистить и получить пенициллин, и через какой-то промежуток времени они произвели необходимое количество пенициллина для того, чтобы лечить раненых.
Уже в начале 41-ых годов пенициллин удалось получить в требуемых масштабах для положительной дозы. Первым человеком, которого спасли посредством совершенного нового антибиотика, был 15-летний юноша, у которого было заражение крови. В 1945 году Флемингу, Чейну и Флори присудили Нобелевскую премию по медицине и физиологии «За открытие пенициллина и его целебного воздействия при любых инфекционных заболеваниях».
Пенициллин в медицине.
Во время Второй мировой войны на территории США уже занимались производством пенициллина, что спасло от ампутации конечностей огромное количество солдат США и соседних стран. С течением времени способ создания антибиотика усовершенствовали, а начиная с 1952 года, довольно доступный пенициллин стали использовать в мировых масштабах.Пенициллин помогает бороться с различными заболеваниями: остеомиелитом, сифилисом, пневмонией, родильной горячкой. Также он помогает предотвращать образование инфекций после ожогов и ранений - в прежние времена все данные болезни имели смертельный исход. При развитии фармакологии выделили и синтезировали антибактериальные средства иных категорий, и когда получили иные типы антибиотиков, смогли бороться с такой смертельной болезнью, как туберкулёз.
В течение пару десятилетий антибиотики были панацеей от любых заболеваний, однако ещё сам Александр Флеминг говорил, что не нужно применять пенициллин до диагностики болезни, и не нужно применять антибиотик на небольшой отрезок и в небольших дозах, потому что при данных условиях у бактерий может развиться устойчивость. Большинство экспертов полагают, что антибиотики неэффективны в борьбе с болезнями, однако в этом виноваты и сами пациенты, которые не всегда принимают антибиотики по показаниям врача или в требуемых дозах.
«Проблема резистентности довольно велика и затрагивает любого. Это приводит к огромной тревоге учёных, мы можем вновь возвратиться в доантибиотиковую эпоху, так как все микробы будут резистентны, ни один антибиотик не будет способен действовать на них. Наши тщательные действия стали причиной того, что у нас больше не будут использоваться довольно мощные лекарства. Лечить как туберкулёз, СПИД, ВИЧ, малярию будет просто невозможно», - добавила Галина Холмогорова.
Лишь поэтому при лечении с помощью антибиотиков необходимо относиться довольно ответственно и соблюдать следующие правила:
- нельзя их принимать без рекомендации врачей;
- не останавливать начатый курс лечения;
- запомнить, что они не помогают при вирусных инфекциях.
Создателем пенициллина считается британский бактериолог Александр Флеминг, одним из первых обнаруживший лечебные свойства плесени и опубликовавший своё открытие в 1929 году. Однако об антибактериальном эффекте грибка плесени Penicillium знали ещё во времена Авиценны, в XI веке. А в 70-е годы XIX века свойства плесени широко использовали российские медики Алексей Полотебнов и Вяче-слав Манассеин для лечения кожных заболеваний.
Тем не менее выделить из плесени лечебное вещество удалось только в 1929 году. Но и это всё ещё не был устойчивый пенициллин в чистом виде. А потому Нобелевскую премию в области физиологии и медицины в 1945-м Александр Флеминг разделил с Говардом Флори и Эрнстом Чейни. Учёные разработали методы очистки антибиотика и запустили производство пенициллина в США.
Между тем, как часто случается в истории, создательница советского пенициллина - выдающийся учёный-микробиолог Зинаида Ермольева, оказалась незаслуженно забытой. А ведь именно ей удалось не только создать качественный отечественный антибиотик, оказавшийся в 1,4 раза действеннее англо-американского, но и наладить его массовое производство в страшные для страны военные годы.
На что вдохновила музыка
Как вспоминала сама Зинаида Ермольева, на выбор профессии повлияла история смерти её любимого композитора - Петра Ильича Чайковского, который, как известно, умер от холеры. А потому борьба с этим страшным заболеванием стала делом всей её жизни. Окончив с золотой медалью Мариинскую женскую гимназию в Новочеркасске, юная Зинаида поступила на медицинский факультет Донского университета, по окончании которого в 1921-м осталась работать ассистентом на кафедре микробиологии.
При этом параллельно Ермольева заведовала отделением Северо-Кавказского бактериологического института.
Когда в 1922 году в Ростове-на-Дону вспыхнула эпидемия холеры, она, игнорируя возможность заражения, проводила исследования по изучению возбудителя этого смертельного заболевания. К тому же провела опаснейший эксперимент с самозаражением. В протоколе одного из них учёная писала: «Опыт, который едва не кончился трагически, доказал, что некоторые холероподобные вибрионы, находясь в кишечнике человека, могут превращаться в истинные холерные вибрионы, вызывающие заболевание».
Кстати, тогда вибрионы холеры были найдены в ростовском водопроводе. А исследования Зинаиды Виссарионовны Ермольевой послужили основой для разработки рекомендаций по хлорированию питьевой воды.
В 1922 году Зинаида Ермольева провела опаснейший эксперимент с самозаражением холерным вибрионом. Фото: Википедия
В 1925 году Зинаида Виссарионовна переехала в Москву, чтобы организовать и возглавить отдел в Биохимическом институте Наркомздрава. Скромный багаж учёного состоял из единственного чемодана с пятьюстами культурами холерных и холероподобных вибрионов.
Как спасти Сталинград
«Ермольева работала по двум направлениям: занималась изучением возбудителя холеры и разработкой отечественного препарата пенициллина, - рассказывает аведующая кафедрой микробиологии и вирусологии №2 Ростовского медуниверситета, доктор медицинских на-ук, профессор Галина Харсеева. - В 1942-м фашистские оккупанты предприняли попытку заразить водоснабжение Сталинграда холерным вибрионом. Туда в срочном порядке направили десант, состоящий из эпидемиологов и микробиологов во главе с Зинаидой Виссарионовной Ермольевой. В склянках с собой они везли бакте-рио-фаги - вирусы, поражающие клетки возбудителя холеры. Эшелон Ермольевой попал под бомбёжку. Множество медикаментов бы-ло уничтожено».
Пришлось восстанавливать утраченные препараты. Сложнейшее микробиологическое производство наладили в подвале одного из зданий. Еже-дневно холерный фаг вместе с хлебом принимали 50 тысяч человек. Ермольева лично учила девушек-санитарок делать прививки. По радио читали статьи по профилактике желудочно-кишечных заболеваний. Ко-лодцы с водой тщательно хлорировали. Благодаря грамотно проведённым противоэпидемическим мероприятиям вспышку холеры в Сталинграде удалось предотвратить.
Оружие под названием «Крустозин»
«В годы Великой Отечественной войны основное количество смертей раненых бойцов приходилось на гнойно-асептические осложнения. Бороться с ними тогда не умели. Препараты зарубежного пенициллина союзники нам не продавали», - продолжает рассказ Галина Харсеева.
Возглавлявшей тогда Всесоюзный институт экспериментальной медицины Ермольевой правительство поручило создать отечественный аналог антибиотика. И она это сделала. Так, в 1942 году появился первый советский антибактериальный препарат под названием «Крустозин», а уже в 1943-м его запустили в массовое производство.
«Использование этого лекарства в армии резко снизило смертность и заболеваемость, связанную с гнойной инфекцией. Практически до 80% раненых стали возвращаться в строй. Изобретённый Ермольевой препарат в конце 40-х годов исследовали зарубежные учёные и пришли к выводу, что по своей эффективности он превосходит заокеанский пенициллин. Тогда Зинаида Ермольева и получила почётное имя - Мадам Пенициллин», - добавила Галина Харсеева.
Изобретённый Ермольевой препарат в конце 40-х годов исследовали зарубежные учёные и пришли к выводу, что по своей эффективности он превосходит заокеанский пенициллин. Фото: Из личного архива Зинаиды Ермольевой
Где взять плесень?
Существует легенда: в 1942 году к Зинаиде Виссарионовне обратился молодой генерал из близкого окружения Сталина. У него серьёзно болела маленькая дочка - у ребёнка очень долго держалась высокая температура. Врачи были бессильны, а генерал случайно узнал о новом препарате.
Ермольева ответила, что дать ему «Крустозин» она не может, так как лекарство не прошло клинических испытаний. Но генерал настаивал. И Ермольева пошла на риск. Девочка очнулась и даже узнала отца. Требовалось продолжить лечение. Но лекарства было очень мало.
Как вспоминала о тех днях сотрудница лаборатории Тамара Балезина, плесень для выработки препарата собирали везде, где только могли - на траве, в земле, на стенах бомбоубежища. В итоге ребёнка удалось спасти. В благодарность генерал предложил Ермольевой новую квартиру. Но учёная отказалась и попросила лишь об одном - спасти из тюрьмы бывшего, но всё ещё горячо любимого репрессированного мужа - вирусолога Льва Зильбера.
Согласно другой версии, с прошением помиловать экс-супруга Ермольева обращалась к Сталину.
Но ведь он женат на другой и к вам не вернётся, - удивился тот.
Лев Зильбер нужен науке, - ответила Зинаида Виссарионовна.
В марте 1944 года, накануне 50-летия, Льва Зильбера освободили, по-видимому, благодаря письму о невиновности учёного, направленному на имя Сталина, которое подписал ряд известных в стране людей. Позже ему вручили Сталинскую премию.
Зинаида Ермольева родилась в 1898 г. в Волгоградской области. Окончила с золотой медалью Мариинскую женскую гимназию в Новочеркасске и медицинский факультет Донского университета. Занималась изучением холеры, открыла светящийся холероподобный вибрион, носящий её имя. В 1942 г. впервые в СССР получила пенициллин. С 1952 года и до конца жизни Зинаида Ермольева возглавляла кафедру микробиологии и лабораторию новых антибиотиков ЦИУВ (Российская медицинская академия последипломного образования). Автор более 500 научных работ и шести монографий. Стала прототипом героини романа Вениамина Каверина «Открытая книга». Умерла в 1974 г.
Вплоть до XX в. бактериальное заражение, к примеру, туберкулезом, означало в большинстве случаев смертный приговор. Шотландский врач Александр Флеминг открыл в 1928 г. вещество, вызывающее гибель бактерий, — пенициллин. Однако его труды долго оставались без внимания.
Систематические исследования
Флеминг работал в бактериологической лаборатории больницы св. Марии в Лондоне, с 1928 г. на должности профессора. Он занимался проблемой роста и свойств стафилококков. Профессор славился неаккуратностью — чашки с остатками бактериальных культур неделями стояли немытыми на его рабочем столе. Неудивительно, что в конце концов в них заводилась плесень. Просматривая чашки перед очередной уборкой, Флеминг заметил, что вокруг пятен плесени (обычного грибка пенициллин) бактерий не было. Ученый исследовал пенициллий и обнаружил, что грибок выделяет вещество, обладающее бактерицидными свойствами. Эту субстанцию Флеминг назвал пенициллином. Впоследствии оказалось, что пенициллин способен уничтожать многие виды бактерий.
Долгий путь к лекарству
Поскольку Флеминг так и не научился получать пенициллин, открытие не вызвало у медиков большого интереса. Лишь в 1939 г. коллективу ученых под руководством Говарда Флори и Эрнста Чейна удалось выделить из плесени чистый пенициллин и создать на его основе прославленный во всем мире антибиотик В 1941 г. в США начались его клинические испытания, в 1944 г. начато промышленное производство. Сперва новое лекарство было доступно лишь вооруженным силам союзников. После окончания Второй мировой войны его стали продавать и гражданскому населению. В 1945 г. Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по медицине.
Бактерии приобретают устойчивость
С тех пор на фармакологическом рынке постоянно появляются новые антибиотики. Это связано не только с любовью ученых к экспериментам, но и с фактической необходимостью: оказалось, что
- 1877 г.: Луи Пастер провозгласил принцип антибиоза, невозможности существования одних видов в присутствии других, позже подтвержденный действием антибиотиков.
- 1935 г.: в аптеках появился первый сульфонамид под торговым названием «пронтозил».
- 1940 г.: коллектив исследователей под руководством американского микробиолога Зельмана Ваксмана создал антибиотик стрептомицин.
- 1946 г.: Герхард Домагк разработал первое лекарство против туберкулеза.
