Флемінг та відкриття антибіотиків
1. Життя і наукова діяльність О.Флемінга.
Відкриття пеніциліну
Олександ Флемінг(Fleming, Alexander) (1881–1955), англійський бактеріолог. У 1945 визнаний гідним Нобелівської премії по фізіології і медицині (разом з Х.Флорі і Е.Чейном) за відкриття антибіотика пеніциліну.
Народився 6 серпня 1881 у містечку Локфілд біля шотландського міста Дарвела. У 13 років виїхав до брата – лондонського лікаря.
Поступив у Політехнічну школу, і після її закінчення влаштувався на службу в навігаційну компанію. Однак робота не приносила йому задоволення, і, одержавши невелику спадщину від дядька, він вирішив поступити в медичну школу.
Оскільки у Флемінга не було необхідного свідоцтва, йому довелося здавати іспит за середню школу. У віці 20 років він став студентом медичної школи при лікарні Св. Марії й одночасно почав готуватися до університетських іспитів, які успішно витримав у 1902.
Одним із самих блискучих професорів у Св. Марії був у цей час Алмрот Райт, відомий бактеріолог, гарячий прихильник імунізації як основного методу боротьби з інфекційними захворюваннями. З 1906 Флемінг почав працювати в його бактеріологічній лабораторії. Однак уже тоді він думав, що крім імунізації повинні існувати й інші методи боротьби з інфекцією.
Під час Першої світової війни Флемінг служив армійським лікарем у Франції під початком Райта. На війні питання про імунізацію не стояв – поранені гинули від сепсису, правця і гангрени. Намагаючись їх врятувати, хірурги застосовували антисептики. Флемінг провів ретельне обстеження інфікованих раней і за допомогою блискучих експериментів показав, що антисептики неефективні, а іноді небезпечні. Починаючи з цього часу він приступив до пошуків речовини («чарівної кулі»), по його вираженню, що убиває мікробів, але нешкідливого для людського організму.
У 1922 Флемінг зробив своє перше відкриття: знайшов у тканинах людини речовину, здатну швидко розчиняти деякі мікроби. Райт назвав нову речовину лізоцимом, прагнучи відбити, з одного боку, його ферментативні властивості, а з іншого боку – здатність до лізису, тобто руйнуванню мікроорганізмів. Здавалося, що лізоцим – це і є природний антисептик, але, на жаль, виявилося, що він малоефективний проти найбільш патогенних мікроорганізмів.
Як це часто трапляється в історії наукових відкриттів, успіх приходить до вдумливого і неквапливого дослідника при наявності деякої частки везіння. «Чарівна куля» наздогнала Флемінга в 1929, коли колонія стафілококів у його лабораторії була випадково заражена цвілевими грибами і всі стафілококи загинули. Виявилося, що в колонію потрапив пліснявий гриб Penicillium notatum. Речовина, яку він виділяв у культуральне середовище, Флемінг назвав пеніциліном.
Подальші дослідження показали, що навіть у великих дозах пеніцилін нетоксичний для тварин і здатний убивати дуже стійкі патогенні мікроорганізми. На жаль, у лікарні Св. Марії не було біохіміків, і Флемінг не зміг одержати пеніцилін у виді, придатному для ін'єкцій. Цю роботу виконали в Оксфорді Г.Флорі і Е.Чейн лише в 1938.
У 1941 стало ясно, що можливості пеніциліну як противомікробного агента дуже великі і його необхідно робити в промислових масштабах. Відкриття пеніциліну, а потім інших антибіотиків зробило дійсну революцію в лікуванні інфекційних хвороб.
У 1944 Флемінг був піднесений у лицарське звання. У 1928–1946 він працював професором мікробіології Лондонського університету, у 1947 очолив створений при лікарні Св. Марії Інститут Райта – Флемінга, у 1951–1954 був ректором Едінбургського університету. Умер Флемінг 11 березня 1955.
2. Подальний розвиток антибіотиків, їх основні властивості
Як вже було сказано вище, історія антибіотиків почалася з відкриття зробленого англійським вченим-бактеріологом Олександром Флемінгом.
Антибіотики – специфічні продукти життєдіяльності деяких видів грибів, що чи затримують цілком придушують ріст інших видом мікроорганізмів. У перекладі з грецького означає «проти життя». Отже, антибіотики – це речовини, що володіють токсичною дією їхніх продуцентів, що володіють токсичною властивістю стосовно інших мікроорганізмів. Тому антибіотики можна вважати токсинами бактерій і інших мікроорганізмів.
Поняття антибіотиків не точно тому що відомі багато антибіотиків що володіють токсичною дією на організм людини і тварин.
Утворення антибіотиків є однієї з форм прояву антогонізму. По спектрі дії на визначені види мікроорганізмів розрізняють антибіотики широкого спектру дії на грампозитивні і грамнегативні, кислотностійкі види бактерій, міцеліальних грибів, дріжджів, актиноміцетів, збудників захворювань людини, тварин, рослин, а так само антибіотики вірусів і кліток злоякісних пухлин. Антибіотики вузького спектра дії роблять гальмуюче чи згубна дія тільки на визначені чи види групи мікроорганізмів.Ґрунт є не тільки резервуаром, але і місцеперебуванням грибів. У зв'язку зі зміною сполуки грибів, у залежності від типу ґрунту, географічного положення, сполуки фаз росту рослинності і багатьох інших факторів відповідно змінюється число видів грибів і активність утворення ними антибіотиків у ґрунті. Утворення антибіотиків грибами, як і іншими організмами, має еволюційно пристосований характер і тісно зв'язаний із загальними процесами метаболізму грибів у природі і при культивуванні. Стабільність утворення їх, утворених різними видами грибів, неоднакова, наприклад, патулін, утворений грибами серії Penecillium urticae, утвориться більш стабільно, чим пеніцилін, що має порівняно вузьке коло дії, але в теж час пеніцилін більш широко розповсюджений у природі. Це дозволяє припустити, що в збереженні обмежено розповсюджених видів утворення антибіотиків відіграє визначену роль у біології грибів. Припустимо й інше припущення, що утворення антибіотиків широко розповсюдженими видами грибів, що володіють вузьким спектром дії, може бути корисно грибу у визначених екологічних умовах, при поразці визначених субстратів. Виникнення здатності антибіотикоутворення і ролі утворених антибіотиків у біології видів – продуцентів – у природі обумовлено багатьма факторами і біологічними особливостями грибів продуцентів. З іншого боку, велика пластичність грибів і мінливість процесів їхнього метаболізму в залежності від умов культивування дозволяє направлено регулювати біосинтез визначених антибіотиків, що нерідко в природних умовах не утворюються.
Антибіотики в залежності від концентрації можуть затримувати ріст чуттєвих мікроорганізмів (бактеріостатична дія), викликати їх загибель (бактерицидна дія) чи розчиняти їх (літична дія). Різні антибіотики специфічно інгібують визначені метаболічні процеси мікробної клітки – синтез ланок клітинної стінки (пеніцилін, цефалороспорин), порушують функцію клітинної мембрани (ністатин, граміцидин), обмін РНК (актиноміцин, стрептоміцин), обмін ДНК (актидіон, гризеофульвін), синтез білка (оксистрептоміцин), дихання (патулин), окисного фосфорування і багатьох інших біохімічних процесів в організмі.
Цитрин – одноосновна кислота, що є кисневмісним гетероциклічною сполукою, має вид золотавих кристалів. Він затримує ріст головним чином грампозитивних і кислотостійких бактерій. Згубно діє на Staph. Aureus, Basillus anthracis, Vibro cholerae, Mycobacterium tuberculosis, затримує ріст Streptococcus pyogenes, малочутливі до нього Salmonela entiritides, E. Coli, Shig dusenteriae, Salm. Thyphimurinum.
Пеніциліни – сильні одноосновні карбоксильні кислоти, які містять гамма-лактамтитіазолідинові кільце з різними бічними радикалами. До пеніциліну чуттєві головним чином грампозитивні гнійні бактерії Стафілококи, Стрептококи, деякі спороутворюючі Бацили. Стійкі до пеніциліну грамозаперечувальні і кислотостійкі бактерії, гриби, риккетсии, віруси.
Нотаин. Нотаин має широкий спектр дії як на грампозитивні так і на грамзаперечувальні бактерії, роблячи бактерицидну дію. Антибактеріальна дія його виявляється при значно більшій щільності бактерій у середовищі, ніж в інших антибіотиків.
Гризеофульвін. Гризеофульвін володіє характерною фізіологічною дією на гриби, клітинні оболонки в який міститься хітин, викликає їхнє скручування і зупинку росту, має антигрибні властивості, роблячи фунгістатичну дію на численні види зигоміцетів, сумчастих (крім дріжджів), базидіальних і недосконалих грибів при низьких концентраціях. Вважається практично нетоксичним для рослинних і живих тканин. Швидко всмоктується коренями рослин, акумулюючи в тканинах.
Використана література
• Моруа А. Життя Олександра Флемінга. М., 1964