Краткая биография александра флеминга и его изобретение. Александр флеминг краткая биография Что открыл английский ученый флеминг

Беспорядок в лаборатории Флеминга ещё раз сослужил ему службу. В 1928 году он обнаружил, что на агаре в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Флемингу удалось выделить активное вещество, разрушающее бактериальные клетки - пенициллин , работа была опубликована в 1929 году .

Флеминг недооценил своё открытие, считая, что получить лекарство будет очень трудно. Его работу продолжили Говард Флори и Эрнст Борис Чейн , разработавшие методы очистки пенициллина. Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны .

В 1999 году журнал «Тайм» назвал Флеминга одним из ста самых важных людей XX века за его открытие пенициллина и сообщил:

«Это открытие изменит ход истории. Вещество, которое Флеминг назвал пенициллином , является очень активным противоинфекционным средством.»

После того, как возможности данного соединения были оценены по достоинству, пенициллин стал неотъемлемой частью любой методики лечения бактериальных инфекций. К середине века открытое Флемингом вещество широко вошло в производство фармацевтических препаратов, стал осуществляться его искусственный синтез, что помогло справляться с большинством древнейших заболеваний, таких как сифилис, гангрена и туберкулез.

Ранние годы, образование

Флеминг родился 6 августа 1881 года в Лохфильде, расположенном в области Эйршир в Шотландии . Он был третьим из четырёх детей от второй жены фермера Хуга Флеминга (1816-1888), Грэйс Стирлинг Мортон (1848-1928), дочери соседнего фермера. Также у Хуга Флеминга было ещё четверо детей от первого брака. Второй раз он женился в 59 лет, а умер, когда Александру (известному как Алек) было всего 7 лет.

Его старший брат Томас уже работал врачом-офтальмологом и, последовав его примеру, Александр также решил изучать медицину. На его выбор медицинской школы в значительной степени повлияло то, что он участвовал в матче по водному поло со студентами из госпиталя Святой Марии. В медицинской школе Флеминг выиграл стипендию в 1901 году. Также стипендии Лондонского университета MB и BS в 1906 году достались ему .

В то время у него не было сильного пристрастия к какой-либо конкретной области медицинской практики. Работы по хирургии показали, что он мог бы быть выдающимся хирургом. Но жизнь направила его по другому пути, связанному с «лабораторной медициной». Будучи студентом, он попал под влияние профессора патологии Алмрота Райта, который приехал в госпиталь Святой Марии в 1902 году. Он, ещё будучи на Военно-медицинской службе, успешно разработал вакцинацию против брюшного тифа . Но у Райта были ещё и другие идеи, направленные на стимуляцию пациентов, уже страдающих от бактериальных инфекций, с целью вызвать немедленный ответ на эти инфекции путем активации «антител ». Он пытался измерять количество этих антител в крови пациента. Это требовало новых методов и значительного труда. Группа молодых людей, которые присоединились к Райту, в том числе Джон Фриман, Бернар Спилсбери и Джон Уэллс , были уже не в состоянии справиться с этой работой. Поэтому и Флеминг был приглашен присоединиться к команде, как только он получил ученую степень в 1906 году.

Попав таким образом в первую исследовательскую лабораторию, прикрепленную к больнице, Флеминг оставался там до самой его смерти пятьюдесятью годами спустя. В 1946 году он стал директором Института. Флеминг приобрел всемирную известность как первооткрыватель пенициллина. Во время Первой мировой войны Флеминг служил капитаном в Королевской медицинской армии . Он и многие его коллеги работали в госпиталях на поле боя на западном фронте во Франции. В 1918 году Флеминг вернулся в госпиталь Святой Марии, где он был избран профессором бактериологии в 1928 году.

Исследования до пенициллина

За период своих исследований Флеминг внес значительный вклад в развитие медицины, поскольку, как и его начальник Райт, он постоянно пытался изучить что-то новое. Первый из них, как и некоторые последующие вклады, был в сфере технических методов. Райт предложил множество необычных способов микроизмерения с помощью капиллярных трубок, стекла, резиновых сосок, и калибровки по ртути. Флеминг быстро заметил, что они могут помочь в диагностике по выявлению сифилиса , которая была разработана Вассерманом и некоторыми другими учеными в Германии. Его методики позволили провести тест с 0,5 мл крови пациента, взятых из пальца, вместо 5 мл, которые ранее нужно было брать из вены.

Очень скоро возникли другие технические трудности, связанные с разработками методов по лечению сифилиса. Райт был очень заинтересован открытием Эрлиха о целебных свойствах диоксидиаминоарсенобензина дигидрохлорида, известного больше как «Сальварсан » или «606». Инъекция должна была осуществляться в вену, а в то время с этим были связаны некоторые трудности. Флемингу удалось справиться с этой работой, и в одном из первых докладов, опубликованных на английском языке, он рассказал о технике и результатах, полученных в результате работы с 46 пациентами.

Во время Первой мировой войны Флеминг сразу подключился к решению множества возникших проблем. Стало очевидно, что бактериальная инфекция в глубоких ранах от взрывчатых веществ погубит очень много жизней и лишит огромное количество людей их конечностей. К Райту обратились с просьбой создать лабораторию по изучению этих инфекций во Франции, и он взял Флеминга с собой в звании капитана, R.A.M.C. Эта лаборатория оказалась первой исследовательской медицинской лабораторией военного времени, она была создана в казино в Булони .

Первый доклад Флеминга в начале 1915 года рассказал о присутствии в ранах большого количества видов микробов , некоторые из которых были ещё совсем незнакомы большинству бактериологов в то время, также он указал, что в самых серьёзных ранах преобладали стрептококки . Оказалось, что многие из раневых инфекций были вызваны микробами, присутствующими на фрагментах одежды и грязи, которые попадали глубоко в ткани со снарядом.

Наблюдения за ранами привели также ещё к одному важному заключению о том, что применение антисептиков в течение нескольких часов после ранения не полностью уничтожает бактериальные инфекции, хотя многие хирурги так считали. Райта это нисколько не удивило, но им с Флемингом пришлось провести много месяцев в напряженной работе по исследованию данного вопроса, чтобы убедить хирургов, что последние находятся на неправильном пути.

Они пришли к выводу (Райт и Флеминг), что к неудачам приводили два фактора: во-первых, антисептики не достигали всех микробов, потому что очень часто последние проникали глубоко в ткани костей, хрящей, мышц и т. д., и, во-вторых, антибактериальная активность используемого раствора очень быстро уменьшалась при взаимодействии с белковыми и клеточными элементами лимфы , гноя, крови и окружающих рану тканей; раствор, таким образом, уничтожал лейкоциты пациентов, которые в естественных условиях представляют собой очень эффективный защитный механизм.

Работа, на которой основаны эти два важнейших вывода почти полностью принадлежала Райту, но Флеминг, который помогал в работе, внес ценный вклад в технической сфере. Именно он провел опыты с «искусственной раной», из которых стало очевидно, что антисептикам не удавалось достичь глубоких участков ран и приводить к гибели там микробов.

Другим простым устройством, которое Флемингу удалось адаптировать (с должным признанием её автора, доктора Битти) к исследованию антисептиков, являлось покрытие жидких культур подходящих газообразующих организмов расплавленным вазелином . Рост культур приводил к образованию газов и поднятию вазелина в колонке, изменение объёма давало приблизительное представление о росте культур. С помощью этого метода можно было легко продемонстрировать, что активность многих антисептиков значительно уменьшалась в белковых жидкостях, таких как сыворотка крови , а также удивительным оказалось то, что при определенных концентрациях антисептиков (в том числе карболовой кислоты , йода , хлорноватистой кислоты , гипохлорита натрия и хлорамина -Т) бактериальный рост даже возрастал. (Используя это же устройство, Флемингу также удалось продемонстрировать, что клостридия, возбуждающая заболевание гангрены , дала гораздо более обильную культуру при выращивании совместно с аэробными организмами из ран, такими как стафилококки и стрептококки.)

Удалось выявить ещё один аспект «антисептической проблемы», когда Райт и Флеминг перенесли свое внимание на антибактериальное воздействие лейкоцитов в инфицированной ране. Они обнаружили, что, при благоприятных условиях, лейкоциты гноя и крови могли уничтожать очень большой количество стафилококков и стрептококков , а под влиянием антисептиков этот эффект часто уменьшался. В сложившейся ситуации гениальная склонность Флеминга к простым устройствам снова не подвела: сперва он прикладывал стеклянную пластинку к ране, а затем сразу же на неё наносил питательную среду Агар-агар . Он провел несколько таких опытов на ране с разной степенью промывки антисептиком и заметил, что рост бактерий был обильнее в более поздних культурах. Видимо антисептики губили лейкоцитов, которые так необходимы для предотвращения размножения микробов.

Убедительное опытное подтверждение заключений Флеминга было проведено им после войны с использованием техники «слайд ячейки». Методика позволила легко показать, что при попадании микробов в кровь лейкоциты оказывают очень сильное бактерицидное действие, а при добавлении антисептиков эффект значительно снижается, или полностью ликвидируется.

Описание исследований Флеминга по раневым инфекциям было изложено в его Хантерийской лекции в Королевском колледже хирургов в 1919 году, и в его же сообщении «Сравнение деятельности антисептиков на бактерии и лейкоциты» в Королевском обществе в 1924 году.

Долгие размышления Флеминга и Райта на тему физиологических механизмов защиты ран при попадании инфекции привели их в 1922 году к открытию микроборастворяющего фермента, содержащегося в носовых выделениях, который он назвал «лизоцим ». В некотором смысле это открытие было двойным: вещество было литическим агентом, и, как оказалось, многие микробы оказались чувствительны к его действию.

В Королевском обществе Флеминг рассказал, как он ежедневно выделял культуры из носовой секреции пациента (на самом деле его собственной) в ходе «простуды». Первые четыре дня почти ничего не появлялось, но в последний день возникло «большое количество мелких колоний, которые оказались грам-положительными кокками , которые распределялись нерегулярно, но с тенденцией к диплоккокной и тетрадной формации». С помощью Райта ему впоследствии удалось открыть микроба, который ранее не был известен, и назвал его Micrococcus Lysodeicticus (то есть растворимые).

До сих пор не совсем ясно, что заставило Флеминга исследовать носовую слизь и обнаружить вещество, которое оказывает мощное литическое действие на микробов. Вероятно, на некоторых участках пластины, где присутствовали частицы слизи, подавлялся или предотвращался рост микрококкуса. В любом случае, видимо, он подозревал это, и его подозрение подтвердилось, когда он приготовил суспензию из микробов из свежей культуры и добавил к ней каплю разбавленной носовой слизи. К его удивлению суспензия стала совершенно прозрачной уже через минуту или две.

Последующие эксперименты показали, что подобный эффект растворения микробов может быть продемонстрирован и с человеческими слезами, мокротой, слюной, с экстрактами многих тканей человеческого тела, а также с яичным белком и другими животными и растительными тканями.

Как ни странно, ни один другой микроб не растворялся настолько хорошо, как Micrococcus Lysodeicticus , хотя многие другие микробы, являющиеся возбудителями заболеваний человека, также подвергались воздействию, но только в меньшей степени. Был сделан очень важный вывод о том, что фермент лизоцим может быть получен из человеческих лейкоцитов. Бактерицидное действие лейкоцитов, полученных из человеческой крови, которое Райт и Флеминг демонстрировали во время войны, возможно, были связаны с действием этого фермента .

В целом открытие лизоцима, возможно, не было огромным интеллектуальным подвигом, но следует помнить, что сотни бактериологов во всем мире изучали носовые выделения в течение многих лет в надежде найти организмы, ответственные за «простуду», но ни одному из них не удалось открыть этот фермент. Флемингу также не удалось найти причину простуды, но открытие лизоцима, несомненно, стало важным этапом в развитии иммунологии .

Случайное открытие

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

К 1928 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был известен своими ранними работами и получил репутацию блестящего исследователя, но при этом его лаборатория часто была неопрятной. 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию, проведя август со своей семьей. Перед отъездом он собрал все свои культуры стафилококков на скамейке в углу его лаборатории. Вернувшись, Флеминг заметил, что на одной пластине с культурами появились плесневые грибы , и что присутствовавшие там колонии стафилококков были уничтожены, в то время как другие колонии были в норме. Флеминг показал загрязненные грибами культуры своему бывшему помощнику Мерлину Цена, который сказал: «Вот так же Вы и открыли лизоцим» . Флеминг отнес грибы, выросшие на пластине с его культурами, к роду пеницилловых, и, спустя несколько месяцев, 7 марта 1929 года назвал выделенное вещество пенициллином .

Флеминг исследовал положительное антибактериальное воздействие пенициллина на множество организмов, и заметил, что он воздействует на такие бактерии, как стафилококки и многие другие грамм-положительные возбудители, которые вызывают скарлатину , пневмонию , менингит и дифтерию , но не помогает от таких заболеваний как брюшной тиф или паратиф , возбудителями которых являются грам-отрицательных бактерии, от которых он также пытался лечить в то время. Он также действует на Neisseria гонореи, которая вызывает гонорею, хотя эти бактерии и являются грам-отрицательными.

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

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

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

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

Флеминг опубликовал свое открытие в 1929 году в Британском журнале Экспериментальной Патологии , но его статье было уделено мало внимания. Флеминг продолжал свои исследования, но обнаружил, что работать с пенициллом было очень трудно, и что после того, как выросла плесень , ещё труднее стало изолировать антибиотик от агента. Производство пенициллина Флемингом оказалось довольно медленным, и он боялся, что по этой причине пенициллин не будет иметь важное значение при лечении инфекции. Флеминг также убедился, что пенициллин не может существовать в теле человека (в естественных условиях) настолько долго, чтобы быть способным эффективно убивать бактерии. Многие клинические испытания оказались безрезультатными, вероятно, потому, что пенициллин был использован в качестве поверхностного антисептика. До 1940-го годах Флеминг все продолжал свои опыты , пытаясь разработать методику быстрого выделения пенициллина, которую можно было бы использовать вдальнейшем для более масштабного применения пенициллина.

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

Очистка и стабилизация

Попыткой очистить и выделить пенициллин занимались Чейн и Флори в Оксфорде в 1940 году. Экстракцией эфиром им удалось выделить достаточно чистый материал для предварительных испытаний его антибактериальной эффективности на лабораторных животных, зараженных соответственно вирулентными стафилококками, стрептококками и хлостридиумсептиками. (Позже оказалось, что состав, используемый в этих исследованиях содержал лишь около 1 % пенициллина.) Опыты были удивительно успешными, и ученые призвали Флори и его команду участвовать в разработке методов по извлечению. Раствор эфира был заменен на амилацетат с последующим подкислением. Таким способом были получены более стабильные образцы пенициллина, и удалены излишние примеси .

Выводы Флеминга об нетоксичности пенициллина для лабораторных животных и человеческих лейкоцитов были подтверждены и расширены, и уже в 1941 году получены положительные результаты по лечению нескольких тяжелых инфекций человека. Сразу же последовали и другие удовлетворительные результаты по лечению этим антибиотиком, таким образом пенициллину было суждено занять уникальное место среди эффективных средств против человеческих болезней. Остеомиелит и стафилококковая септицемия, родильная горячка и другие инвазивные стрептококковые инфекции, пневмония, инфекции ран и ожогов, газовой гангрены, сифилис и гонорея - лечение всех этих заболеваний было очень успешным. К 1944 году, благодаря огромным усилиям американских производителей и исследовательских групп, стало возможным лечить пенициллином каждого раненого на фронте. Когда война закончилась, поставки были достаточными, чтобы лечить население этой страны и Северной Америки . В послевоенные годы было обнаружено, что даже бактериальный эндокардит , который ранее считался смертельным заболеванием почти у 100 % пациентов, часто может быть излечен большими дозами.

Флеминг был скромен в своем участии в разработке пенициллина, описывая свою известность как «Миф Флеминга». Он был первым, кто обнаружил активные свойства вещества, что дало ему привилегию назвать его: пенициллин. Также он хранил, выращивал и распространял исходную плесень в течение двенадцати лет, и продолжал делать это до 1940 года, пытаясь получить помощь от любого химика, который имел достаточно навыков, чтобы выделить из неё пенициллин. Сэр Генри Харрис сказал в 1998 году: «Без Флеминга не было бы Чейна; без Чейна не было бы Флори; без Флори не было бы Хитли; без Хитли не было бы пенициллина» .

Все эти открытия были сделаны благодаря усилиям Флеминга с одной стороны в 1928-1929 годы, Чейна и Флори с их коллегами с другой стороны в 1940-1943 годы. Было отмечено, что работа Флеминга с пенициллом стояли наравне с другими более ранними работами на континенте. В одной из них, Ваудремер из Института Пастера в Париже сообщил, что при длительном контакте с плесенью Aspergillus fumigatus происходила гибель инфекции туберкулезной палочки и, на основании этого наблюдения, он пытался лечить более 200 пациентов, страдающих от туберкулеза . Но опыт оказался совершенно безрезультатным. Аналогичные опыты были проведены и с другими формами плесени и бактерий. Ясно, что антагонизм между различными микробиологическими родами и видами был «в воздухе» на протяжении нескольких лет, и Флеминг сам признал это в своей Нобелевской лекции в 1945 году.

Ясно также, что работа Флеминга принесла на свет новое вещество, которое оказалось не токсичным для тканей животных и для человеческих лейкоцитов. Все оставалось бы на том же этапе в течение целых десятилетий, если бы Флори не занялся своими исследованиями, а также если бы не было химических ноу-хау Чейна, и их совместного терпения и энтузиазма по преодолению многих трудностей, и, возможно, пенициллин ещё нельзя было бы использовать в качестве практического терапевтического агента.

Антибиотики

Случайное открытие Флеминга и выделение пенициллина в сентябре 1928 года знаменовало начало современным антибиотикам. Флеминг также обнаружил, что бактерии обладали устойчивостью к антибиотикам, если действовали малым количеством пенициллина, либо если антибиотик употреблялся слишком короткое время. Алмрот Райт предсказал устойчивость к антибиотикам ещё до того, когда это было обнаружено экспериментально. Флеминг рассказал об использовании пенициллина в его многочисленных выступлениях по всему миру. Он предупредил, что не стоит использовать пенициллин, пока заболевание не будет диагностировано , а если антибиотик все-таки необходим, то нельзя использовать пенициллин в течение короткого времени и в совсем малых количествах, поскольку при этих условиях у бактерий развивается устойчивость к антибиотикам.

Личная жизнь

Последние годы

В 1955 году Флеминг умер в своем доме в Лондоне от сердечного приступа. Он был кремирован и через неделю его прах был похоронен в соборе святого Павла.

Почётные звания и должности, наследие

Открытие Флемингом пенициллина изменило мир современной медицины, позволило создать ряд жизненно необходимых антибиотиков. Пенициллин спасал и до сих пор спасает миллионы людей во всем мире .

Лаборатория в госпитале Святой Марии в Лондоне , где Флеминг открыл пенициллин, теперь стала музеем Флеминга. Также в городе Ломита в Лос-Анджелесе , штат Калифорния создана школа, названная именем Александра Флеминга. Вестминстерский университет назвал одно из своих студенческих зданий, расположенных вблизи Олд-стрит в честь Флеминга, в его честь также названы здания Имперского колледжа. Они расположены в студенческом городке Саут-Кенсингтон, в них обучается большое количество студентов по разным медицинским специальностям.

1) Флеминг, Флори и Чейн вместе получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1945 году. Согласно правилам Нобелевского комитета, приз может быть разделен между максимум тремя людьми. Нобелевская медаль Флеминга была приобретена Национальным музеем Шотландии в 1989 году и представлена в его экспозиции после масштабной реконструкции.

2) Флеминг был удостоен звания Хантерианского профессора Королевского колледжа хирургии в Англии.

3) Флеминг и Флори были посвящены в рыцари в 1944 году.

4) В 2000 году три крупных шведских журнала указали пенициллин как наиболее важное открытие тысячелетия. По оценкам некоторых изданий, с помощью этого открытия были спасены около 200 миллионов жизней.

6) Статуя Александра Флеминга стоит рядом с главной ареной в Мадриде , Плаза де Торос де Лас-Вентас. Она был возведена по соглашению с благодарными матадорами, поскольку пенициллин значительно снизил число смертей.

7) Флемингово Наместье - площадь, названная именем Флеминга в районе университетеа Дэжвис в Праге.

8) В середине 2009 года Флеминг был изображен на новой серии банкнот, выпущенных Клайдсдейлским банком, его изображение размещено на новой купюре 5 фунтов стерлингов.

Ссылки

• Биография на сайте Нобелевского комитета (англ.)
• Электротехническая энциклопедия. Случайность событий в природе
• Об Александре Флеминге, отрывок из Книги Марлен Дитрих «Размышления»

Примечания

Литература

• Моруа А. Жизнь Александра Флеминга / Пер. с фр. И.Эрбург. Послесл. И.Кассирского. - М. «Молодая гвардия», 1964. - 336 с. - (ЖЗЛ ; Вып. 379). - 100000 экз .

Жизнь до открытия антибиотиков вообразить трудно и страшно. Туберкулез и многие другие инфекции были смертным приговором. Судьба выносила их намного чаще, чем в наши дни: больше больных - выше шансы заразиться. Любая хирургическая операция была сравни русской рулетке. В 1920-х годах американский психиатр Генри Коттон, самонадеянно лечивший душевнобольных удалением органов, хвалился, что его методика сравнительно безопасна: умирали всего 33% его пациентов. Как выяснилось позже, Коттон привирал, и смертность достигала 45%. Больницы были рассадниками заразы (впрочем, сейчас мало что изменилось, и причина как раз в антибиотиках). Даже обыкновенная царапина могла свести в могилу, вызвав гангрену или заражение крови. Существовавшие антисептики годились только для наружного применения и часто приносили больше вреда, чем пользы.

Открытое окно и гнилая дыня изменили все

Открытие антибиотиков, точнее, пенициллина приписывают шотландцу Александру Флемингу, но необходимо сделать несколько оговорок. Еще древние египтяне прикладывали к ранам заплесневевший хлеб, размоченный в воде. Почти за четыре года до счастливого случая в лаборатории Флеминга противобактериальные свойства плесени описал его приятель Андре Грация, только он думал, что плесень не убивает микробы напрямую, а лишь стимулирует иммунитет организма, и вводил их вместе с мертвыми бактериями. Какой вид плесени разводил ученый и какое вещество она выделяла, неизвестно: Грация тяжело заболел, а когда вернулся к работе, якобы не смог найти старые записи и образцы.

Именно плесень убила стафилококки в лаборатории Флеминга. Вышло это случайно: споры грибка надуло ветром из открытого окна. Как и Грация, ученый не смог правильно определить, к какому виду относится целительная плесень. Не смог он и выделить вещество, которое назвал пенициллином, - в экспериментах шотландец использовал отфильтрованный "бульон", где росли грибки. Зато Флеминг подробно описал, как этот фильтрат воздействует на разные бактерии, сравнил плесень с другими видами, а главное - сохранил образцы и рассылал их по первой просьбе коллег.

Один такой образец почти десять лет хранился в Оксфордском университете. В 1939 году немецкий иммигрант Эрнст Чейн выделил из него чистый пенициллин, а его начальник Ховард Флори испытал на животных. В 1945 году их и Флеминга наградили Нобелевской премией по физиологии и медицине. Норман Хитли, который отвечал в команде за разведение плесени и тоже придумывал метод очистки антибиотика, остался без награды, хотя его заслуга не меньше. Достаточно сказать, что у первого пациента, 43-летнего полицейского с раной на лице, пришлось фильтровать мочу, чтобы выделить из нее драгоценный пенициллин. Ему быстро полегчало, но лекарства все равно не хватило, и через месяц он умер.

Когда оксфордские ученые доказали эффективность пенициллина, шла Вторая мировая война. Надежное противобактериальное средство требовалось как никогда: солдаты чаще гибли от инфекций, занесенных в раны, чем от самих ран. Но британские фармацевтические компании были и без того завалены оборонными заказами, поэтому в 1941 году Флори и Хитли отправились в США. Везти плесень в пузырьке было слишком рискованно: кто-нибудь мог его украсть и передать немцам. Выход нашел Хитли: он предложил пропитать грибковыми спорами пальто.

Американцы смогли точно определить, какая плесень завелась у Флеминга и досталась оксфордцам. Но для массового производства использовали не ее, а родственную, выделяющую в шесть раз больше пенициллина. Ее нашли на мускусной дыне, которую принесла с рынка ассистентка. Питанием для грибка послужили кукурузные отходы, богатые сахаром. Выращивать плесень стали в громадных баках с электрической мешалкой, сквозь которые пропускали воздух. Если в конце 1942 года американского пенициллина хватало менее чем на 100 пациентов, то в 1943-м было выпущено уже 21 млрд доз, а в 1945-м - 6,8 трлн доз. Началась новая эра.

Революция в медицине сходит на нет

Пенициллин и другие антибиотики, появившиеся в первые послевоенные десятилетия, перевернули медицину: большинство болезнетворных бактерий были побеждены. Но случилось то, что предвидел еще Флеминг. Антибиотики - древнее природное оружие в бесконечной борьбе видов за выживание. Бактерии так просто не сдаются. Они быстро размножаются: например, возбудитель холеры делится примерно раз в час. Всего за сутки у холерного вибриона появляется столько поколений потомков, сколько у людей родилось со времен Ивана III. Это значит, что эволюция бактерий происходит настолько же быстрее.

Широкое применение антибиотиков - счет идет на миллионы тонн за все время - лишь ускоряет эволюцию: потомство производят стойкие бактерии, а те, на которые действуют лекарства, исчезают. В позапрошлогоднем докладе для правительства Великобритании говорится, что из-за устойчивых к антибиотикам микробов ежегодно умирают 700 тыс. человек. Если ничего не предпринять, к 2050-му каждый год будут умирать уже 10 млн человек, а суммарный экономический ущерб достигнет немыслимых $100 трлн.

Новые антибиотики могли бы частично решить проблему, но они появляются все реже. Фармацевтическим компаниям попросту невыгодно выводить их на рынок. В отличие от каких-нибудь антидепрессантов, принимать их нужно очень редко, а с новыми лекарствами конкурируют чрезвычайно дешевые средства прошлых поколений, которые можно выпускать без лицензии в развивающихся странах. По подсчетам из того же доклада британскому правительству, в среднем антибиотики начинают приносить прибыль только на 23-й год, но вскоре после этого на них истекает патент, и производить их может кто угодно.

Но даже если новые эффективные антибиотики появятся в продаже, нет сомнений, что рано или поздно бактерии приспособятся и к ним. Как быстро это произойдет, зависит от того, как эти лекарства используются. Здесь есть две проблемы. Во-первых, по меньшей мере половина антибиотиков применяется в сельском хозяйстве: на громадных животноводческих фермах, где скот, птицы и рыбы живут чуть ли не на головах друг у друга - и где стремительно распространяется зараза. Во-вторых, во многих странах антибиотики продаются без рецепта, поэтому принимают их бесконтрольно. Но дело в том, что жителям этих стран подчас либо не к кому обратиться, либо не на что. Оставить их еще и без антибиотиков - значит обречь на смерть.

Отказаться от дешевых животных белков и обеспечить медицинской помощью всех нуждающихся намного сложнее, чем найти новую целительную плесень и вывести на рынок препарат на ее основе. Но пока эти две проблемы не будут решены, поиски новых антибиотиков будут лишь отсрочивать время, когда порез на пальце станет смертельным риском.

Марат Кузаев

Сколько случайностей привело к открытию одного из самых действенных лекарств XX века и как этому помогли окно лаборатории и стена бомбоубежища, читайте в рубрике «История науки».

13 сентября 1929 года шотландский бактериолог Александр Флеминг на заседании Медицинского исследовательского клуба при больнице св. Марии Лондонского университета впервые сообщил о том, что открыл первый антибиотик - пенициллин. Впоследствии признавали, что пенициллин стал одним из самых великих медицинских открытий двадцатого века, а этот век и без того был весьма богат на открытия в медицине. Как бы там ни было, в 1945 году Флеминг стал одним из лауреатов Нобелевской премии, присужденной именно за открытие пенициллина.

В своей Нобелевской речи Флеминг тогда заявил: «Говорят, что я изобрел пенициллин. Но ни один человек не мог его изобрести, потому что это вещество создано природой. Я не изобретал пенициллин, я всего лишь обратил на него внимание людей и дал ему название». На самом деле ситуация с пенициллином еще интереснее: похоже, что природе пришлось изрядно потрудиться и устроить целую сеть случайностей, чтобы заставить людей, в первую очередь самого Флеминга, открыть это вещество.

Начать нужно с того, что Флеминг стал врачом отчасти благодаря случайности. Учитывая весь спектр его талантов, наш герой вполне мог выбрать и другое научное направление, даже заняться искусством (с детства он увлекался живописью) или стать военным. По совету старшего брата он выбрал медицину и подал документы на национальный конкурс для поступления в медицинскую школу при больнице св. Марии. Получив на экзамене высшие баллы и став хирургом по окончании обучения, Флеминг связал с этой больницей всю свою оставшуюся жизнь.

Александр Флеминг

Imperial War Museums/Wikimedia Commons

Он стал работать в лаборатории исследования ран и проявил свои таланты исследователя, показав, что карболовая кислота, в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, не подходит в качестве антисептика. Дело в том, что она убивает создающие в организме защитный барьер лейкоциты и в конечном счете способствует выживанию в тканях болезнетворных бактерий.

Следующая случайность произошла с Флемингом в 1922 году, когда он открыл фермент, впоследствии названный лизоцимом. Этот фермент убивал некоторые бактерии, не причиняя вреда здоровым тканям. Случайность здесь заключалась в том, что ученый был не слишком-то аккуратен и не очень любил приводить в порядок свой лабораторный стол. Однажды, будучи простужен, он чихнул в чашку Петри, где выращивал бактерии в питательной среде, и не продезинфицировал ее, как того требовали правила. Через несколько дней по цвету остатков в этой чашке он обнаружил, что в местах, куда попала его слюна, бактерии были уничтожены.

Плесневелый грибок, содержащий пенициллин

Wikimedia Commons

Правда, в качестве антисептика лизоцим работал не слишком удачно: на большинство бактерий он действовал очень медленно, поэтому Флеминг поначалу стал использовать лизоцим при написании авангардных картин, где разные цвета на полотне создавались различными бактериями. Чтобы эти бактерии не переползали с одного цветового пятна на другое, он обрабатывал лизоцимом границы таких пятен.

Впрочем, в лаборатории Флеминг больше думал о поисках хорошего антисептика, чем о своей живописи. И в 1928 году история с его неаккуратностью повторилась. Каким-то чудом в одну из его не продезинфицированных чашек Петри, где он высеивал колонию золотистого стафилококка, попала плесень из соседней лаборатории - довольно редкий плесневый грибок Penicillium notatum . Через пару дней она растворила высеянную культуру, и там, где она попала в чашку, вместо желтой мутной массы виднелись капли, похожие на росу.

Здесь Флеминга озарило: он предположил, что смертоносное влияние на бактерии оказал плесневый грибок. Это предположение подтвердилось, и ученый получил из этого грибка вещество интенсивного желтого цвета, которое он и назвал пенициллином.

Обнаружилось, что даже разведенный в 500-800 раз пенициллин подавлял рост не только стафилококков, но также и стрептококков, пневмококков, гонококков, дифтерийной палочки и бацилл сибирской язвы, но не действовал на кишечную палочку, тифозную палочку и возбудителей гриппа, паратифа, холеры. Чрезвычайно важным открытием было отсутствие вредного влияния пенициллина на лейкоциты человека даже в дозах, во много раз превышающих губительную для стафилококков дозу. Это означало, что пенициллин для людей безвреден.

На изучение свойств открытого им вещества Флеминг потратил около года, и, хотя в чистом виде так и не сумел его получить, он все же решил рассказать о нем коллегам.

Настоящим антибиотиком пенициллин Флеминга стал значительно позже, после того как его исследования в 1938 году продолжили профессор Оксфордского университета, патолог и биохимик Говард Флори и химик Эрнст Борис Чейн, эмигрировавший из Германии после прихода к власти нацистов. Спустя год попыток ученым удалось сделать то, что не удалось Флемингу, - получить первые 100 миллиграмм чистого пенициллина. Однако грибок, из которого пенициллин был получен, оказался слишком капризным, требовалось найти ему более «послушную» и эффективную замену.

Говард Флори и Эрнст Борис Чейн

Wikimedia Commons

Для этой цели Чейн привлек к работе других специалистов: бактериологов, химиков и врачей. Была сформирована так называемая Оксфордская группа. Работа группы оказалась удачной, и в 1941 году пенициллин впервые спас от верной смерти человека с заражением крови - им стал 15-летний подросток.

Разгоревшаяся к тому времени война не позволила наладить в Англии массовое производство пенициллина, и летом 1941 года Оксфордская группа отправилась совершенствовать технологию в США. На экстракте американской кукурузы выход пенициллина увеличился в 20 раз. Затем решили поискать новые штаммы плесени, более продуктивные, чем Penicillium notatum , когда-то прилетевший в окно Флемингу. В лабораторию группы стали поступать образцы плесеней со всего мира. Группа также пополнилась Мэри Хант, которую вскоре прозвали «Заплесневелой Мэри», ведь она закупала на рынке все заплесневелые продукты. Случилось так, что именно она принесла с рынка гнилую дыню, в которой и был найден тот высокопродуктивный штамм, который ученые и искали, - P. Chrysogenum .

На основе этого штамма была разработана технология массового производства пенициллина. В 1945 году выпуск этого лекарства достиг 15 тонн в год, а в 1950-м - 150 тонн.

Механизм действия пенициллинов оказался весьма сложным, и только в 1957 году его прояснил американский исследователь Джеймс Парк, который открыл нуклеотид, подавляющий рост клеточной стенки многих микробов.

Модель химической структуры пенициллина

Wikimedia Commons

Дальнейшие исследования показали и главный недостаток пенициллинов: болезнетворные микроорганизмы быстро привыкали к их присутствию. Так, если в 1945 году гонорея полностью излечивалась одной-единственной инъекцией пенициллина в 300 тысяч единиц, то в начале семидесятых для этого нужен был курс в десять раз более мощных инъекций. По состоянию же на 1998 год 78% гонококков развили устойчивость к антибиотикам группы пенициллина. По этой причине любой антибиотик был и остается главным лекарством XX века. В XXI веке ученые стоят перед проблемой создания нового лекарства, к которому микробы привыкнуть уже не смогут.

Любопытна судьба рождения пенициллина в СССР. В 1941 году разведка получила сведения о том, что в Англии создается чудодейственный антимикробный препарат на основе какого-то вида плесневых грибков. Тут же у нас начались работы в этом направлении, и уже в 1942 году микробиолог Зинаида Ермольева получила пенициллин из плесени Penicillium crustosum , взятой со стены одного из бомбоубежищ Москвы. В 1944 году препарат был с успехом опробован на раненых солдатах.

Зинаида Ермольева

Wikimedia Commons

Однако советский пенициллин, при всей значительности этого результата, был несовершенен и не мог производиться в необходимых для фронта количествах. К тому же у пациентов из-за него сильно повышалась температура, тогда как западный пенициллин никаких побочных последствий не вызывал. Купить в США технологии массового производства этого «лекарства века» не представлялось возможным, поскольку за океаном существовал запрет на продажу любых технологий, связанных с пенициллином.

Ситуацию тогда спас Эрнст Чейн, который был автором английского патента на получение пенициллина. Он предложил свою помощь Советскому Союзу, и в 1948 году с его помощью наши ученые сумели разработать необходимую технологию, по которой один из московских фармацевтических заводов тут же стал производить лекарство.

В 1945 году Александр Флеминг, Говард Флори и Эрнст Борис Чейн были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. В Нобелевской лекции Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира. Лишь немногие из них обладают такими свойствами».

В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 30 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах.

11 марта 1955 года Флеминг умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне - рядом с самыми почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с именем великого бактериолога и врача.

Александр Флеминг краткая биография шотландского бактериолога изложена в этой статье.

Александр Флеминг биография кратко

Александр Флеминг родился 6 августа 1881 г. в графстве Эйршир в семье фермера. В 13 лет он едет в Лондону, где работает клерком, посещает занятия в Политехническом институте на Риджент-стрит, а в 1900 г. вступает в Лондонский шотландский полк.

1901 г., получив в наследство 250 фунтов стерлингов (почти 1200 долларов), Александр Флеминг подает документы на национальный конкурс и становится стипендиатом медицинской школы при больнице Св.Марии, где изучает хирургию. 1906 г. он становится членом Королевского колледжа хирургов. Продолжая работать в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы Св.Марии, он 1908 г. получает степень магистра и бакалавра наук Лондонского университета.

Во время Первой мировой войны служит капитаном в медицинском корпусе Королевской армии, принимает участие в военных действиях во Франции. Работая в лаборатории исследований ран, Александр Флеминг убедился, что такие антисептики, как карболовая кислота, которая к тому времени широко применялась для обработки открытых ран, уничтожает лейкоциты, которые создают в организме защитный барьер, а это содействует выживанию бактерий в тканях.

1915 г. Флеминг женится на медсестре Сарре Марион Макелрой, ирландкой по происхождению. У супругов родился сын.

В 1922 году по счастливой случайности Флеминг открыл лизоцим – фермент, который мог бороться с некоторыми бактериями, не повреждая здоровые ткани.

Открытие пенициллина в 1928 году также произошло случайно. В отличие от своих коллег, которые после завершения опытов тщательно очищали посуду от бактериальных культур, Флеминг мог неделями не выбрасывать подопытные культуры. В одной из таких чашек он заметил плесень. Понаблюдав за этим явлением, Флеминг понял, что она угнетает высеянную культуру бактерии. В результате ученый выяснил, что этот компонент не только подавляет рост микроорганизмов, но и обладает бактерицидными свойствами.

Первый антибиотик — пенициллин — был открыт случайно. Его действие основано на подавлении синтеза внешних оболочек бактериальных клеток.

В 1928 году Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходе многолетнего исследования, посвященного изучению борьбы человеческого организма с бактериальными инфекциями. Вырастив колонии культуры Staphylococcus, он обнаружил, что некоторые из чашек для культивирования заражены обыкновенной плесенью Penicillium — веществом, из-за которого хлеб при долгом лежании становится зеленым. Вокруг каждого пятна плесени Флеминг заметил область, в которой бактерий не было. Из этого он сделал вывод, что плесень вырабатывает вещество, убивающее бактерии. В последствии он выделил молекулу, ныне известную как «пенициллин». Это и был первый современный антибиотик.

Принцип работы антибиотика состоит в торможении или подавлении химической реакции, необходимой для существования бактерии. Пенициллин блокирует молекулы, участвующие в строительстве новых клеточных оболочек бактерий — похоже на то, как наклеенная на ключ жевательная резинка не дает открыть замок. (Пенициллин не оказывает влияния на человека или животных, потому что наружные оболочки наших клеток коренным образом отличаются от клеток бактерий.)

В течение 1930-х годов предпринимались безуспешные попытки улучшить качество пенициллина и других антибиотиков, научившись получать их в достаточно чистом виде. Первые антибиотики напоминали большинство современных противораковых препаратов — было неясно, убьет ли лекарство возбудителя болезни до того, как оно убьет пациента. И только в 1938 году двум ученым Оксфордского университета, Говарду Флори (Howard Florey, 1898-1968) и Эрнсту Чейну (Ernst Chain, 1906-79), удалось выделить чистую форму пенициллина. В связи с большими потребностями в медикаментах во время Второй мировой войны массовое производство этого лекарства началось уже в 1943 году. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну за их работу была присуждена Нобелевская премия.

Благодаря пенициллину и другим антибиотикам было спасено бесчисленное количество жизней. Кроме того, пенициллин стал первым лекарством, на примере которого было замечено возникновение устойчивости микробов к антибиотикам .

Александр ФЛЕМИНГ
Alexander Fleming, 1881-1955

Шотландский бактериолог. Родился в Локфилде, графство Эйршир. Окончил Медицинскую школу при больнице Св. Марии и проработал там практически всю жизнь. Лишь во время Первой мировой войны Флеминг служил военным врачом в медицинском корпусе Королевской армии. Именно там он заинтересовался проблемой борьбы с раневыми инфекциями. Благодаря случайному открытию пенициллина в 1928 году (в этом же году Флеминг получил звание профессора бактериологии) он в 1945 году стал лауреатом Нобелевской премии в области физиологии и медицины.