Пеницилин – история и съвременна употреба

Пеницилинът е първият антибиотик, който учените успяват да извлекат. Той бележи пълен обрат в третирането на бактериални инфекции, като от 40-те години насам спасява милиони животи годишно. В тази статия ще се гмурнем в интересната история на един от най-разпространените антибиотици и ще разгледаме по какъв начин неговата употреба ни помага да запазим живота и здравето си в наши дни.

Пеницилините се предписват за определени бактерии, за да бъде борбата успешна. В съвременната медицина съществуват и други видове и класове антибиотици, които да се използват според нуждите и целите на лечението.

Откриването на пеницилина е събитие в медицината, което напълно променя начина на лечение и предотвратяване на инфекции. Повечето от нас знаят, че в началото той е бил извличан от плесен, но наясно ли сме с любопитната история зад неговото откриване и народните употреби векове преди това?

 

Употреба в народната медицина

 

 

Пеницилинът се появява на бял свят едва през 20. век. Има засвидетелствани употреби на антибиотичния му ефект, без хората да са били напълно наясно коя е била активната лечебна съставка.

В много древни цивилизации са се използвали определени растения и плесени за борба с инфекциите. Те са били успешен метод за справяне с опасните усложнения, които бактериите причиняват. Плесените, които са се използвали, синтезират пеницилин и други антибиотици, които убиват опасните бактерии.

Древните може да не са знаели по какъв начин плесента намалява инфекциите, но са познавали добри техники за овладяването им.

През 17. век във фармацевтичните книги се откриват записки за употреба на плесен при лечението на рани, често съпровождани с инфекции. В някои региони, включително Полша, са прилагани различни народни методи за получаване на лечебни плесени, например – смес от влажен хляб и паяжини.

По същото време в Полша тогавашните лекари са правили смес от мокър хляб и паяжини, чрез които развивали лечебната плесен.

През 19. век в Англия няколко различни учени откриват, че върху определени видове плесен не се наблюдава бактериално развитие. Това ги навежда на мисълта, че плесента има свойството да унищожава бактериите и не позволява те да виреят. До този извод стига и откривателят на Lactobacillus bulgaricus  –  д-р Стамен Григоров. Като лекар в полеви болници по време на Балканската и на Първата световна война д-р Григоров забелязва, че войниците, които са се хранили с мухлясал хляб, се разболяват по-рядко от холера и допуска, че някои плесени имат защитен ефект.

В края на този век учени от Германия, Италия и Франция също се впускат в шеметния бяг на овладяването на бактериите, като през 20. век тези открития достигат кулминацията на качественото извличане на ценния пеницилин.

 

Как се стига до синтез на чистия пеницилин?

 

 

Откривателят на пеницилина е сър Александър Флеминг. Както виждаме обаче, зад гърба му стоят и редица други учени, които постепенно подготвят пътя за това велико откритие.

По време на Първата световна война Флеминг, като военен лекар в британската армия, се ангажира с лечението на гнойни рани и инфекции при ранените войници. Там се убеждава, че използваните тогава антисептици (като карболова киселина) често увреждат тъканите повече, отколкото помагат, убивайки не само микробите, но и човешките клетки. През 1922 г. ученият открива лизозима – ензим, който се съдържа в слюнката, сълзите, носния секрет и други телесни течности. Той установява, че въпросният ензим разрушава клетъчните стени на някои бактерии. Това го насочва към идеята, че е възможно да се намерят противомикробни вещества, които не увреждат човешките тъкани.

Откритието става случайно – когато Флеминг забелязва, че съд, в който той развивал бактерията Staphylococcus aureus, бил нападнат от плесен. Той забелязал, че около и върху плесента не се наблюдава стафилококът, докато в други части на съда развитието му било нормално.

Това се случва през 1928 година. Подтикнат от стария си интерес към начина на действие на антисептиците и други антибактериални средства, Флеминг се опитва да установи какво  убива бактериите. Оказва се, че това е вещество, отделяно от мухъла и ученият предполага, че може да го използва като антисептик при рани.

Флеминг идентифицира плесента като Penicillium notatum и публикува тези изследвания през 1929 г. По-късни проучвания показват, че най-продуктивният щам е Penicillium chrysogenum. Заслуга за класифициране на плесените и по-специално рода Penicillium има американският микробиолог и експерт по гъбите Чарлз Том. Неговите изследвания подпомагат идентифицирането на Penicillium chrysogenum, който по-късно се използва за масово производство на пеницилин.

Опити за извличане на пеницилин за медицинска употреба се правят веднага след откритието, но са неуспешни. Около 10 години по-късно биохимикът Ърнст Чейн, заедно с Хауърд Флори, специалист по патология и физиология, както и други учени от Оксфордския университет, преоткриват възможностите на пеницилина. Бързо се сформира екип от мултидисциплинарни изследователи, които започват да разглеждат пеницилина от различни страни.

В началото пеницилинът е изключително нестабилен. Първите опити за извличане се случват при температура от 0 градуса, за да се забави разпадът на чистия пеницилин, като бил разтварян в етер. По предложение на Чейн се прави опит да бъде разтворен в амилацетат, който е по-безопасен в сравнение с токсичността и запалимостта на етера – опитът бил успешен.

 

Тестове и употреби при производството на пеницилин

 

 

Екипът от учени тества силите на пеницилина срещу редица бактерии – гонококи, менингококи, стрептококи, стафилококи, антракс, тетанус. При наблюдение на тези бактерии се забелязва, че пеницилинът не е ензим, който убива бактериите, а действа като химикал, който пречи на клетъчното делене.

През май 1940 година един от учените – Хауърд Флори – заразява мишки със стрептококи и някои от тях инжектира с пеницилин. Пред очите му се случило чудото – след по-малко от 30 часа заразените мишки от контролната група били мъртви, но тези, третирани с пеницилин, били в добро здраве. В следващите месеци изследователският екип прави опити с пеницилин с все повече и повече мишки, като всички представят един и същ резултат дори при промяна на заразната бактерия.

През 1941 година започват опитите върху хора.

Избрани са пациенти, които имат тежки инфекции без начин за лекуване. Терапията с пеницилин им помагала и само след часове се наблюдавало значително подобрение. Появява се обаче проблем – за успешната терапия учените се нуждаят от голямо количество пеницилин, което е твърде трудоемко за извличане.

През 1941 и 1942 част от екипа заминава за САЩ, където се търси метод за по-сигурно извличане на по-големи количества, като се правят срещи и с големи фармацевтични компании. През това време пеницилинът продължава да се използва в малки количества за отделни пациенти с много добри резултати.

През 1943 фармацевтичната компания Пфайзер изготвя специална техника за дълбоко потапяне, която прави извличането на големи количества пеницилин възможно. Компанията инвестира почти 3 милиона долара в това начинание, а главен двигател на проекта бил Джон Смит – вицепрезидент на компанията, чиято дъщеря загубила живота си поради инфекция.

Техниката за производство на пеницилин бързо се разпространява в Австралия, Канада, Европа, Япония. Това важно откритие помага на войниците във Втората световна война да намалят смъртността поради инфекции.

В първите години на разпространение името пеницилин било дадено както на плесента, така и на изобретеното лекарство. Поради това в този период Александър Флеминг започнал да получава признания и Нобелови номинации за откритието си, въпреки че не е участвал пряко в последвалата разработка и масовото производство на пеницилина, които се извършват от екипа на Хауърд Флори и Ърнст Чейн.

Флеминг е бил откровен, дори рязък шотландец. Неговата сурова независимост му е попречила да изгради необходимото сътрудничество, нужно за пълното въвеждане на пеницилина като медикамент с изключителна мощ. Независимо от това през 1944 г. Александър Флеминг е посветен в рицарство за заслугите си в медицината. През 1945 г. Флеминг, Флори и Чейн са удостоени с „Нобелова награда за физиология или медицина“ за откриването и разработването на пеницилина като ефективно лечебно средство.

 

Съвременно приложение на пеницилина

 

 

След войната започват да се разработват различни производни на пеницилина, с които да се борят специфични инфекции. Така се разширява и спектърът от бактерии, срещу които лекарството е ефикасно. Част от тези вариации са съвременни антибиотици като метицилин, диклоксацилин, цефалоспорин и други. Амоксицилинът например е полусинтетичен пеницилинов антибиотик и един от най-широко използваните представители на тази група.

В наши дни пеницилиновите антибиотици се използват широко за лечение на множество бактериални инфекции, включително пневмония, сифилис, Лаймска болест, инфекции на ушите, зъбите и гърлото, както и при някои форми на менингит. В определени случаи се прилагат и при някои уринарни инфекции и други системни заболявания.

Овладяването на тези инфекции е по-лесно с помощта на пеницилина, като лекуващият ни лекар може да предпише правилният вид пеницилин за бързо излекуване.

Може ли да ни навреди?

Някои хора имат алергия към пеницилин, която може да застраши здравето. При консултация с лекар винаги трябва да уведомяваме, ако имаме такава алергия, за да избегнем предписването и потенциалния прием на алергена.

При хора без алергии може да се появят определени странични ефекти, въпреки че те са рядко срещани:

• Гадене и повръщане
• Диария
• Обрив
• Главоболие
• Общ дискомфорт

 

Ако усещаме странични ефекти след прием на антибиотик с пеницилин, препоръчително е да се консултираме с лекуващия ни лекар. Възможно е да се предпише друг антибиотик, който да се пребори успешно с инфекцията, без да активира опасната алергия към пеницилин.

 

Препятствия пред мощния антибиотик

 

 

За жалост, някои бактерии могат да развият резистентност към пеницилина. В тези случаи той спира да действа и инфекцията в тялото продължава. Александър Флеминг дори предупреждава, че е възможно широко разпространената употреба на пеницилин в населението да предизвика антибиотична резистентност поради сблъсъка на микробите с несмъртоносни количества от антибиотика.

През 1947 година в Англия пациентите е трябвало да имат лекарско предписание, за да купуват пеницилин – нещо, което било запазено само за закупуването на отрова.

В наши дни опасността от антибиотична резистентност е все още важна тема. Широката употреба на антибиотици, както и приемът им без нужните изследвания, може да доведе до масова резистентност и развитие на недосегаеми бактерии. Инфекции, които са резистентни на антибиотици, се наблюдават още от 50-те години, но стават все по-често срещани.

За да се намали развитието на антибиотична резистентност, препоръчително е преди прием на антибиотици да се правят тестове. С помощта на кръвните изследвания може да се открие кои точно бактерии причиняват инфекцията в тялото и към кои антибиотици са чувствителни. Това улеснява лечението и може значително да скъси времето на терапията.

 

Заключение

Откриването и извличането на пеницилина е история, пълна с изненади и любопитни факти. Първият произведен антибиотик с пеницилин е огромно откритие за медицината, с чиято помощ бактериалните инфекции в наши дни са лесни за третиране и не представляват толкова голяма заплаха за здравето и живота ни.

 

Често задавани въпроси