Основоположник микробиологии "Александр Флеминг"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

"Для исследователя нет большей радости,

чем сделать открытие,

каким бы маленьким оно ни было.

Оно дает ему мужество продолжать свои искания..."

Александр Флеминг

Пенициллин - чудодейственное, почти божественное лекарство, поистине панацея от великого множества ужасных болезней, уносивших сотни миллионов человеческих жизней! Лекарство, открытое между двумя мировыми войнами и примененное в разгар самой страшной в истории человечества войны. И, несмотря на то, что война эта уже шла к концу, оно успело спасти миллионы и миллионы людей. Случайное открытие Флеминга и выделение пенициллина в сентябре 1928 года знаменовало начало современных антибиотиков. 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 всё-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.

Детство и юность

Александр Флеминг, которого в детстве ласково называли Алек, родился 6 августа 1881 года в шотландском городе Дарвел. Отец Хуг Флеминг содержал ферму Лохфильд. Мать мальчика, англичанка Грейс Стирлинг Мортон, стала второй женой Хуга и родила четверых детей. Александр стал вторым.

рис.1 "Портрет Александра Флеминга"

От первого брака у фермера также остались четверо детей. Мужчине было 59 лет, когда он решился на второй брак, и Хуг переживал, что после смерти некому будет присмотреть за младшими детьми. Отец умер, когда Алеку исполнилось 7 лет. К счастью, Грейс оказалась сильной женщиной. Она сумела сплотить семью, разделить со старшими детьми обязанности по содержанию хозяйства и воспитанию младших. Несмотря на жизнерадостность матери, детство Алека, его братьев и сестер нельзя назвать безбедным.

В 5 лет будущего ученого отдали в сельскую школу Дарвела. Семья Флеминг жила на ферме, поэтому каждое утро детям приходилось идти пешком 7 км через поля, чтобы добраться до парт. В морозные дни Грейс давала каждому по горячей картофелине, чтобы греть руки.,Александр Флеминг в детстве.

Тернистый путь только укреплял тягу Алека к знаниям, и в 12 лет он поступил в академию Килмарнока. Спустя 2 года вместе со старшими братьями мальчик переехал в Лондон и стал слушать лекции в Королевском политехническом институте. Направление помог выбрать брат Томас, который работал офтальмологом. Так Алек начал изучать медицину.

Полученные на лекциях знания помогли мальчику в 1901 году поступить в медицинское училище при госпитале Святой Марии. Более того - негласно он был самым одаренным студентом. В 1906 году Флеминг стал бакалавром медицины и хирургии, в 1908-м - бакалавром бактериологии.

Наука

В 1906 году профессор патологии Алмрот Райт, создавший лекарство от брюшного тифа, пригласил Флеминга работать в отделение бактериологии, созданной при больнице Святой Марии. В тот момент ученый и трое студентов искали способ заставить антитела бороться с заразившей организм инфекцией.

рис.2 "Начинающий ученый Александр Флеминг"

Совместные достижения Александра Флеминга и Алмрота Райта начались с малого. Профессор работал над созданием инструментов, которые позволили бы сделать процесс сбора анализов точным и безболезненным. Увидев результат трудов, воспитанник предложил методику, при которой у больных сифилисом для анализа можно было бы брать не 5 мл крови из вены, а 0,5 мл - из пальца.

В те годы сифилис считался одной из самых опасных и неизлечимых болезней. Созданный в 1907 году химиком Паулем Эрлихом препарат "Сальварсан" помогал даже в запущенных случаях, но лишь тогда, когда лекарство вводили в вену. Хотя этот процесс был трудным в современных условиях, Флеминг справился искусно. О результатах лечения 46 пациентов он рассказал в одном из первых научных докладов.

рис. 3 "Александр Флеминг в лаборатории"

В годы Первой мировой войны Алмрота Райта попросили организовать во Франции лабораторию по исследованию инфекционных заболеваний, от которых погибали солдаты. Профессор пригласил с собой Флеминга. Исследование показало, что антисептики, которые использовались в то время для обеззараживания ран, лишь усугубляли ситуацию. В статье для медицинского журнала "The Lancet" ученый рассказал, что антисептики действенны лишь на поверхности, а не в глубоких ранах, где скрываются анаэробные бактерии, и с помощью препаратов удаляются в том числе полезные вещества, которые способствуют заживлению. Эту точку зрения поддерживал Райт. Тем не менее, большинство армейских врачей продолжали использовать антисептики, даже если их воздействие ухудшало состояние здоровья больного. Демобилизовавшись в 1919 году, Флеминг вернулся в Англию и продолжил исследовать бактерии. Опытным путем ученые доказали, что антисептики уменьшают или вовсе аннулируют эффект обеззараживания, которым обладают лейкоциты.

В 1922 году в биографии микробиолога наметился первый научный прорыв: совместные с Райтом исследования привели к открытию лизоцима, антибактериального вещества. В тот период Флеминг работал простуженным и однажды чихнул в чашку с бактериями. Через 5 дней обнаружилось, что в месте попадания слизи вредные вещества исчезли, мутная от микробов среда стала кристально чистой. Дальнейшие исследования показали, что "очищающей" способностью обладали также слёзы и слюна человека при добавлении яичного белка.

рис.4 "Александр Флеминг открыл пенициллин"

Лизоцим считался спасительным антибактериальным веществом до того момента, пока Флеминг не открыл пенициллин в 1928 году.

Цитата ученого о том дне: "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. Но полагаю, что именно это я и сделал".

Вернувшись из непродолжительного отпуска в 1928 году, Флеминг обнаружил в одной из чашек Петри грибок. Новообразование уничтожило хранящиеся в чашке опасные микробы. Несколько дней ученый не вылезал из-за книг и выяснил, что перед ним Penicillium chrysogenum, "пеницилл золотистый".

Флеминг понял, что это - мощнейший антибиотик. Если лизоцим сражался с безвредными бактериями, то пеницилл мог лечить сифилис, пневмонию, менингиты, гангрены, гонорею и другие смертельные заболевания. Подробности открытия ученый опубликовал в журнале "British Journal of Experimental Pathology". К его удивлению, научный мир не обратил на статью особого внимания, а знаний микробиолога не хватало, чтобы самостоятельно извлечь из грибка чистое антибиотическое вещества. Идею пришлось отложить в долгий ящик.

Лишь в 1940 году, спустя 12 лет после открытия, на помощь Флемингу пришли химики Эрнст Чейн и Говард Флори. Они очистили вещество настолько, что оно вылечило зараженных стафилококками мышей.

Проводить опыты на людях было опасно, пока в больницу Святой Марии, где работал Флеминг, не поступил его товарищ. Он умирал от менингита. Научный интерес и желание спасти друга подтолкнули ученого тайно лечить пациента пенициллином. Через месяц инъекций больной выздоровел, чем доказывалась высокая эффективность полученного антибиотика.

В 1943 году, в разгар Второй мировой войны, на фармакологических фабриках наладили массовое производство пенициллина. Благодаря препарату раненые солдаты излечивались от страшных ран и возвращались на фронт.

Александр Флеминг понимал, что неправильное использование пенициллина способно сделать бактерии устойчивыми к антибиотикам. Это могло произойти, если лечение было коротким и проводилось малыми дозами. Рассказывая об открытии миру, ученый также предостерег людей от приема антибиотиков без назначения врача.

Пенициллин - великий вклад в биологию и медицину: по сей день на основе вещества создаются антибиотики, которые спасают жизнь миллионам людей. За это открытие Флеминг удостоен множества наград, главная из которых - Нобелевская премия. "За открытие пенициллина и его лечебного эффекта в борьбе с различными инфекционными заболеваниями" микробиолога и его коллег Флори и Чейна наградили в 1945 году.

Личная жизнь

Александр Флеминг был масоном. В чине Досточтимого Мастера служил в ложе "Святая Мария", потом - в "Милосердии". В 1942 году удостоен звания первого великого диакона Объединенной великой ложи Англии. Достиг 30 градуса (из 33) согласно Древнему и принятому шотландскому уставу.

рис. 5 "Масон Александр Флеминг"

Александр Флеминг был дважды женат. 23 декабря 1915 года супругой ученого стала медсестра госпиталя Святой Марии, ирландка Сара Мак-Элрой. Год спустя у пары родился сын Роберт, который пошел по стопам отца и стал доктором. Семья оказалась крепкой - до самой смерти Сары в 1949 году супруги жили душа в душу.

рис. 6 "Александр Флеминг и его жена Амалия"

В 1953 году ученый снова женился. Амалия Котсури-Вурекас, гречанка по национальности, была на 31 год младше мужа. У нее было образование бактериолога, но она посвятила себя правозащитной деятельности. Спустя 2 года после свадьбы Амалия стала вдовой.

11 марта 1955 года, в 74 года, Александр Флеминг умер от сердечного приступа в Лондоне. По желанию усопшего тело кремировали, а прах захоронили в соборе Святого Павла, рядом с могилой адмирала Горацио Нельсона. На надгробии, судя по фото, написаны инициалы: "A.F.".

Интересные факты о лизоциме

Лизоцим был первым из литических ферментов, известных науке. Автором этого открытия в 1922 году стал британский микробиолог Флеминг, причем совершенно случайно. Как-то раз он заболел гриппом и взял из носа часть своей слизи на исследование, чтобы выделить чистую культуру бактерий, спровоцировавших заболевание. Полученную через четыре дня колонию микроорганизмов, он временно назвал "AF coccus". Когда Флеминг был полностью здоров, он решил провести эксперимент и выяснить, действительно ли макрофаги участвуют в формировании приобретенного иммунитета. Учёный добавил свой биоматериал в 3 чашки со штаммами: пневмококков, стафилококков и бактерий "AF coccus". В итоге пришел к выводу, что подавляет рост микроорганизмов не вирус, а фермент, способный лизировать бактерии. Свою находку по совету руководителя Флеминг назвал лизоцимом, а выделенный штамм получил окончательное название - Micrococcus lysodeikticus.

Флеминг в ходе исследований обнаружил присутствие лизоцима в разных органах, тканях и жидких средах, даже в выделениях животных. В последствии предположил, что данный фермент обладает противомикробной активностью в отношении макроорганизмов и не ошибся.

В 1965 году Дэвид Чилтон Филлипс открыл трёхмерную структуру лизоцима с помощью рентгеновской кристаллографии, которая и была взята за основу этого класса ферментов.

Лизоцим - каталитический белок, в химическом составе которого присутствуют все 20 аминокислот. Это значит, что для его синтеза в организм человека с пищей должны поступать белки разной природы как растительные, так и животные, ведь именно последние содержат 8 незаменимых. Веганы, полностью исключающие из рациона животный белок, более сильно подвержены вторжению инфекции, так как их естественная защита подорвана отсутствием в тканях и на слизистых, которые имеют прямой контакт с внешней средой, лизоцима.

Подтверждена широкая распространенность этого белка в организме: содержится лизоцим в слюне, слезной жидкости, крови, слизистой носа, пищеварительном тракте, печени, внутренних половых органах и хрящах. Костный мозг так же содержит лизоцим. Максимальная его концентрация отмечена в слюне и секрете молочных желез.

Лизоцим в ротовой полости держится не постоянно. При частом сплевывании слюны происходит его потеря навсегда, может, стоит задуматься о своем здоровье? пенициллин антибиотический микробиолог

Принцип действия лизоцима

Лизоцим относится к мукопептид-гликогидролазам, имея сродство к определенным химическим связям, способен резать клетку в тех местах, где они присутствуют, лишая защиты. Большинство бактерий без клеточной мембраны являются нежизнеспособными.

Терапевтический эффект лизоцима определяется его противомикробным действием, которое зависит от ферментативной активности белка. Лизоцим частично или полностью лизирует (растворяет) клеточные оболочки тех микробов, у которых они состоят из хитинов, мукопептидов и глюкозаминопептидов, таким образом, исходя из особенностей строения клеточной стенки, более чувствительными к нему оказываются грамположительные бактерии.

Лизоцим: применение

· Антибактериальное действие лизоцима осуществляется по двум механизмам: ферментативному (гидролиз) и катионному, если у бактерии формируется резистентность (клеточная мембрана видоизменяется), гидролиз становится невозможным и тогда срабатывает второй механизм (молекулы белка встраиваются в клеточную стенку бактерий и образуют в ней поры, лишая микроорганизмы естественной защиты)

· Противовирусное - лизоцим способствует выработки интерферона, участвуя в формировании неспецифического иммунного ответа

· Противогрибковое - лизоцим активен в отношении некоторых дрожжевых грибков, в частности рода Candida, способен подавлять их рост, не вызывая полной гибели. Также повышает эффективность флуконазола и тербинафина

· Противомикробная активность (разрушает биопленки бактерий и грибов)

· Иммуномодулирующее действие (противовоспалительный эффект), как следствие мурамидазной активности белка. Фрагменты разрушенных микробных клеток запускают активацию иммунитета.

Лизоцим способен помочь в разных ситуациях: проблемы с кишечником и желудком, обморожения, ожоги, гнойные раны, ангина, отит, блефарокератит аллергической природы.

Лизоцим показан при анемии, пневмонии, стоматите, даже при хроническом гепатите! Что значит "показан"? А то и значит, что для победы над инфекцией естественной концентрации белка в тканях и жидких средах нашего организма недостаточно, требуется его дополнительное поступление из вне.

Лизоцим в продуктах. Где он содержится?

Для применения в пищевой, косметической и в фармацевтической промышленности используется лизоцим из белка куриных яиц.

Рекордсменом по содержанию данного белка считается сырое козье молоко, только при условии, что животное употребляло натуральный корм и свободно паслось на пастбищах с разнотравьем. А также кисломолочная продукция, изготовленная из качественного молока крупного и мелкого рогатого скота: сыр, кефир, варенец, кумыс, йогурт, айран, творог.

На что стоит обратить внимание?

При снижении концентрации лизоцима в слюне может происходить учащение инфекционных и воспалительных процессов, что свидетельствует о важной роли лизоцима в местном иммунитете. Недостаток лизоцима во внутренней среде ослабляет защитные силы организма и может стать причиной развития аутоиммунных заболеваний.

Интересные факты о пенициллине

Какой выбор между западной и индийской медициной сделал Ганди для себя и для жены?

В 1944 году в возрасте 74 лет жена Махатмы Ганди Кастурба заболела бронхиальной пневмонией, перенеся перед этим несколько инфарктов. Один из сыновей Кастурбы предложил лечить её пенициллином, но Ганди отказался, разрешив применять только традиционные индийские методы - например, обтирание водой из Ганга. При этом Ганди заявил, что судьба его жены находится в руках Бога, который испытывает его веру, но через несколько дней она умерла. Спустя полтора месяца сам Ганди заболел малярией, и после трёх недель неудачного традиционного лечения согласился принять хинин и выздоровел. Стоит заметить, что хинин был известен как лечебное средство уже несколько веков, а пенициллин начал применяться в 1942 году, и его массовое производство на западе было только в проекте.

Где проводилось изучение сифилиса, участники которого не знали об эффективном лечении?

С 1932 года в городе Таскиги штата Алабама медики проводили исследование сифилиса среди 600 бедных афроамериканцев. В первое время больных лечили доступными на тот момент средствами, которые были малоэффективны. Но когда к 1947 году в США стандартным лекарством против сифилиса стал пенициллин, пациентам в Таскиги специально об этом не сообщили - более того, учёные организовали недопущение их лечения в других больницах. Программа была свёрнута только в 1972 году, когда информация о ней была опубликована в прессе, и к этому времени многие участники исследований умерли от сифилиса или его осложнений.

Как были открыты антибиотики?

Антибиотики были открыты случайно. Александр Флеминг оставил пробирку с бактериями стафилококка без внимания на несколько дней. Из-за обычного для его лаборатории беспорядка в пробирке выросла колония плесневых грибов и стала разрушать бактерии, а затем Флеминг выделил активное вещество - пенициллин.

Заключение

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.

Список использованных источников

1. Моруа А. Жизнь Александра Флеминга / Пер. с фр. И.Эрбург. Послесл. И.Кассирского. - М. : Молодая гвардия, 1964. - 336 с.

2. https://ru.wikipedia.org/

3. https://24smi.org/celebrity/70261-aleksandr-fleming.html

4. https://muzey-factov.ru/tag/penicillin

Размещено на Allbest.ru