Александр флеминг вклад в биологию. Курьезы науки: грязнуля победил микробов
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.
«Исследователь должен быть свободен идти в том направлении, которое называет ему новое открытие... — писал Флеминг. — Каждому исследователю нужно иметь какое то свободное время, чтобы осуществить свои замыслы, никого в них не посвящая (разве что он сам того пожелает). В эти свободные часы могут быть сделаны открытия первостепенной важности».
Шотландский бактериолог Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года в графстве Восточный Эйршир в семье фермера Хью Флеминга и его второй жены Грейс (Мортон) Флеминг.
Он был седьмым ребенком у своего отца и третьим - у матери. Когда мальчику исполнилось семь лет, умер отец, и матери пришлось самой управляться с фермой. Ее помощником был старший брат Флеминга по отцу, Томас. Александр посещал маленькую сельскую школу, расположенную неподалеку, а позже Килмарнокскую академию. Мальчик рано научился внимательно наблюдать за природой. В возрасте тринадцати лет он вслед за старшими братьями отправился в Лондон, где работал клерком, посещал занятия в Политехническом институте на Риджент стрит. В 1900 году вступил в Лондонский шотландский полк. Флемингу нравилась военная служба, он заслужил репутацию первоклассного стрелка и ватерполиста. К тому времени англо бурская война уже кончилась, и Флемингу не довелось служить в заморских странах.
Получив свидетельство о среднем образовании, он мог поступить в любое медицинское училище. «В Лондоне, - писал он впоследствии, -двенадцать таких училищ, и жил я примерно на одинаковом расстоянии от трех из них. Ни об одном из этих училищ я ничего не знал, но в составе ватерпольной команды Лондонского шотландского полка я когда то играл против студентов Сент Мэри; и я поступил в Сент Мэри».
Александр изучал хирургию и, выдержав экзамены, в 1906 году стал членом Королевского колледжа хирургов. Газета, выпускаемая в Сент Мэри, писала: «Мистер Флеминг, недавно награжденный золотой медалью и, казалось, без всякого усилия завоевавший звание члена Королевского хирургического колледжа, - один из самых преданных учеников сэра Алмрота Райта, и мы думаем, что его ждет славное будущее».
Работая в лаборатории патологии профессора Алмрота Райта больницы Св. Марии, он в 1908 году получил степени магистра и бакалавра наук в Лондонском университете.
В то время врачи и бактериологи полагали, что дальнейший прогресс будет связан с попытками изменить, усилить или дополнить свойства иммунной системы. Открытие в 1910 году сальварсана Паулем Эрлихом лишь подтвердило эти предположения.
Лаборатория Райта была одной из первых, получивших образцы сальварсана для проверки. В 1908 году Флеминг приступил к экспериментам с препаратом, используя его также в частной медицинской практике для лечения сифилиса. Прекрасно осознавая все проблемы, связанные с сальварсаном, он, тем не менее, верил в возможности химиотерапии. В течение нескольких лет, однако, результаты исследований были таковы, что едва ли могли подтвердить его предположения.
Один из коллег Флеминга, Фримен, вспоминал о нем: «Мы все были очень привязаны к Флему. Он был сдержанным человеком, но приветливым. Отвечал он односложно и, как только в разговор включались другие, замолкал. Мы говорили, что он типичный шотландец и что он не разговаривает, а ворчит. Конечно, это не совсем верно. Это была наша «семейная» шутка».
После вступления Британии в Первую мировую войну Флеминг служил капитаном в медицинском корпусе Королевской армии и участвовал в военных действиях во Франции.
23 декабря 1915 года он женился на старшей медицинской сестре Саре Марион Мак Элрой, ирландке по происхождению. Она держала частную клинику в Лондоне. Через девять лет у них родился сын Роберт. Сара удивительным образом сумела разглядеть в этом крайне скромном и тихом человеке скрытый гений и прониклась к нему большим уважением. «Алек - великий человек, - говорила она, - но никто этого не знает».
Тем временем, работая в лаборатории исследования ран, Флеминг вместе с Райтом пытался определить, приносят ли антисептики какую либо пользу при лечении инфицированных поражений. Флеминг показал, что такие антисептики, как карболовая кислота, в то время широко применявшаяся для обработки открытых ран, убивает лейкоциты, создающие в организме защитный барьер, что способствует выживанию бактерий в тканях.
В 1922 году после неудачных попыток выделить возбудителя обычных простудных заболеваний Флеминг чисто случайно открыл лизоцим - фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. К сожалению, перспективы медицинского использования лизоцима оказались довольно ограниченными, поскольку он был весьма эффективным средством против бактерий, не являющихся возбудителями заболеваний, и совершенно неэффективным против болезнетворных организмов. Это открытие, однако, побудило Флеминга заняться поисками других антибактериальных препаратов, которые были бы безвредны для организма человека.
Другая счастливая случайность - открытие Флемингом пенициллина в 1928 год}" -явилась результатом стечения ряда обстоятельств, столь невероятных, что в них почти невозможно поверить. В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2-3 недели кряду, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным 40 или 50 чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал культуры одну за другой, чтобы не пропустить что нибудь интересное. В одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала высеянную культуру бактерии. Отделив плесень, он установил, что «бульон, на котором разрослась плесень... приобрел отчетливо выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также бактерицидные и бактериологические свойства».
Неряшливость Флеминга и сделанное им наблюдение явились всего лишь двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась к очень редкому виду. Вероятно, она была занесена из лаборатории, расположенной этажом ниже, где выращивались образцы плесени, взятые из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. Флеминг оставил ставшую впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать. Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для роста плесени, а последовавшее затем потепление - для бактерий. Как выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано знаменитое открытие.
Случайность случайностью, но «меня поразило, - рассказывает коллега Флеминга Мелвин Прайс, - что он не ограничился наблюдениями, а тотчас же принялся действовать. Многие, обнаружив какое нибудь явление, чувствуют, что оно может быть значительным, но лишь удивляются и вскоре забывают о нем. Флеминг был не таков. Помню другой случай, когда я еще работал с ним. Мне никак не удавалось получить одну культуру, а он уговаривал меня, что надо извлекать пользу из неудач и ошибок. Это характерно для его отношения к жизни».
Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о пенициллине. Он писал, что это «эффективная антибактериальная субстанция... оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки... и палочки дифтерийной группы... Пенициллин даже в огромных дозах не токсичен для животных... Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь».
Для практического использования надо было выделить пенициллин. Это хорошо понимал Флеминг, но сам не мог выполнить эту задачу. За помощью он не раз обращался к другим ученым. Например, он просил Г. Берри, профессора фармакологии, взяться за экстрагирование пенициллина. «К сожалению, пишет этот профессор, и я всю жизнь в этом раскаиваюсь, я не сделал этой попытки и не понимал, почему он придает этому такое большое значение... Очень хорошо помню наш с ним разговор. Он был совершенно убежден, что его открытие ждет большое будущее. Я помню, как он тогда предсказал, что, если получить это вещество в чистом виде, его можно будет вводить в организм человека».
Выделить пенициллин, очистить и использовать для лечения общих инфекций удалось австралийцу Г. Флори и выпускнику Берлинского университета Э.Б. Чейну. Флеминг поехал в Оксфорд, чтобы повидаться с этими учеными. Чейн ему очень удивился, он то считал, что Флеминг давно умер. «Он произвел на меня впечатление человека, который, должно быть, не умеет выражать свои чувства, но в нем - хотя он всячески старался казаться холодным и равнодушным — угадывалось горячее сердце», -рассказывал Чейн. Флеминг пытался скрыть свои чувства. Он только сказал Чейну: «Вы сумели обработать мое вещество». Крэддок, который видел Флеминга после его возвращения, помнит, что он сказал об Оксфордской группе: «Вот с такими учеными химиками я мечтал работать в 1929 году».
25 октября 1945 года Флеминг получил телеграмму из Стокгольма, сообщавшую, что ему, Флори и Чейну присуждена Нобелевская премия по медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях». Ученый совет Нобелевских премий сперва предложил, чтобы половина премии была отдана Флемингу, а вторая половина Флори и Чейну. Но общий совет решил, что более справедливо будет разделить ее поровну между тремя учеными. Шестого декабря Флеминг вылетел в Стокгольм.
Г. Лилиестранд из Каролинского института сказал в приветственной речи: «История пенициллина хорошо известна во всем мире. Она являет собой прекрасный пример совместного применения различных научных методов во имя великой общей цели и еще раз показывает нам непреходящую ценность фундаментальных исследований». 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, сказал он, обладают такими свойствами. Существует, однако, стрептомицин, открытый Ваксманом... который наверняка найдет применение в практической медицине; появятся и другие вещества, которые еще предстоит изучить».
Флеминг писал Джону Камерону: «Прибыл в Стокгольм в 10 часов вечера. Лег спать. В 8 часов утра отъезд в Упсалу. Возвращение ночью. На следующий день официальные визиты, с короткой передышкой для покупок. (В Стокгольме можно купить сколько угодно паркеровских ручек и нейлоновых чулок.) Потом ужинал с нашим послом (теперь я к этому стал привыкать). Назавтра вручение Нобелевских премий. Фрак и ордена. (Мне с большим трудом удалось завязать вокруг шеи орден Почетного легиона, и я ограничился одним этим орденом.) В 16 часов 30 минут под звуки фанфар и труб нас вывели на сцену, где рядом с нами сидела вся королевская семья. Оркестр, пение, речи, и мы получили из рук короля наши премии... Затем банкет на 700 персон. Я сидел рядом с наследной принцессой. Нам всем пришлось сказать несколько слов (я говорил об удаче), а после банкета студенческий хор и танцы. Дома в 3 часа ночи. На следующий день - конференция и ужин у короля, во дворце. Можно было бы лечь рано спать, но, вернувшись в гостиницу, мы все отправились в бар и долго пили шведское пиво. С нами была одна аргентинская поэтесса, она тоже получила Нобелевскую премию, но совершенно не умеет пить».
Еще одно отличие весьма обрадовало Флеминга: ему присвоили звание почетного гражданина Дарвела, маленького шотландского городка, где он учился в школе. Мэр с советниками, а также репортеры и кинооператоры встречали Флеминга у ворот города. «Молитвы. Речи. Бесконечные автографы. Многие люди приходили сообщать, что они учились со мной в школе...»
В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 13 наград и почетного членства в 89 академиях наук и научных обществах, а в 1954 году дворянского звания.
После смерти жены в 1949 году состояние здоровья Флеминга резко ухудшилось. В 1952 году он женился на Амалии Куцурис Вурека, бактериологе и своей бывшей студентке. Спустя три года 11 марта 1955 года он умер от инфаркта миокарда.
Созданием пенициллина, первого антибиотического средства, мир обязан английскому микробиологу Александру Флемингу. И хотя ценнейшее достижение медицины стало результатом творческого беспорядка, царившего в лаборатории, нельзя недооценивать заслуг Нобелевского лауреата в сфере медицины.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Смерть
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.».
- Оба научных открытия Александра Флеминга состоялись из-за его нечистоплотности. Говорят, что лаборатория микробиолога постоянно была завалена колбами, пробирками, шприцами и ланцетами, уборка на рабочем столе проводилась редко. Естественно, что в остатках химических веществ развивалась плесень. Так, в оставленной на неделю грязной чашке Петри случайно образовался грибок рода Penicillium, который позже был преобразован в сильнейший антимикробный препарат пенициллин.
- После открытия пенициллина на Александра Флеминга свалилось научное признание. В июле 1944 года король Великобритании присвоил ему титул «сэр», в ноябре 1945-го ученый стал трижды доктором наук. Кстати, одновременно с ним докторскую степень в Лувене получили премьер-министр Великобритании и военачальник Второй мировой войны Бернард Монтгомери.
- Говорят, пути Черчилля и Флеминга сходились не раз. В 1950-е годы религиозная организация «Сила доброты» сочинила миф, согласно которому ученый, будучи еще ребенком, вытащил будущего политика из болота. В знак благодарности отец Черчилля оплатил образование Флеминга в престижных медицинских учреждениях, в том числе в Королевском политехническом институте. Также есть история, что во время войны политика от гибели спас пенициллин. Этот факт Александр Флеминг опроверг в письме к другу Андре Грация:
«Я не спасал жизнь Уинстона Черчилля во время Второй мировой войны. Когда Черчилль заболел в Карфагене в Тунисе в 1943 году, он был спасен лордом Мораном, который использовал сульфаниламиды, поскольку не имел опыта работы с пенициллином. Хотя «Daily Telegraph» 21 декабря 1943 написали, что он был спасен пенициллином, на самом деле ему помог новый препарат сульфаниламид».
Цитаты
Для исследователя нет большей радости, чем сделать открытие, каким бы маленьким оно ни было. Оно дает ему мужество продолжать свои искания...
Новую тему открывает ученый один, но чем сложнее становится мир, тем труднее нам успешно завершить что бы то ни было без сотрудничества других.
Переведите исследователя, привыкшего к обычной лаборатории, в мраморный дворец, и произойдет одно из двух: либо он победит мраморный дворец, либо дворец победит его. Если верх одержит исследователь, дворец превратится в мастерскую и станет похож на обыкновенную лабораторию; но, если верх одержит дворец, исследователь погиб.
Всякий успех вызывает новые желания.
Открытия
- 1922 - антибактериальный фермент лизоцим
- 1928 - антибиотик пенициллин
Если спросить любого образованного человека о том, кто открыл пенициллин, то в ответ можно услышать фамилию Флеминга. Но если заглянуть в советские энциклопедии, изданные до пятидесятых годов прошлого столетия, то этого имени там не найти. Вместо британского микробиолога упоминается факт, что на целебный эффект от плесени первыми обратили внимание русские врачи Полотебнов и Манассеин. Это была чистая правда, именно эти ученые еще в 1871 году заметили, что glaucum подавляют размножение многих бактерий. Так кто открыл пенициллин на самом деле?
Флеминг
Действительно, вопрос о том, кто и как открыл пенициллин, требует более детального изучения. До Флеминга, и даже до указанных русских врачей о свойствах пенициллина знали Парацельс и Авиценна. Но выделить вещество, которое наделяет плесень лечебными силами, они не могли. Это удалось только микробиологу больницы св. Марии, то есть Флемингу. А антибактериальные свойства открытого вещества ученый тестировал на своем ассистенте, заболевшем гайморитом. В гайморову полость доктор ввел небольшую дозу пенициллина и уже спустя три часа состояние больного значительно улучшилось. Итак, Флеминг открыл пенициллин, о чем сообщил 13 сентября 1929 года в своем докладе. Эту дату считают днем рождения антибиотиков, но использовать их начали позже.
Исследования продолжаются
Кто открыл пенициллин, читателю уже известно, но стоит отметить, что пользоваться средством было невозможно - его предстояло очистить. Во время процесса очищения формула становилась нестойкой, вещество теряло свои свойства очень быстро. И только в группа ученых Оксфордского университета справилась с этой задачей. Александр Флеминг был в восторге.
Но тут перед учеными мужами встала новая задача: плесень разрасталась очень медленно, поэтому Александр решил попробовать другой ее вид, открыв попутно фермент пенициллаза - вещество, способное нейтрализовать пенициллин, вырабатываемое бактериями.
США против Англии
Тот, кто открыл пенициллин, не смог запустить массовое производство препарата у себя на родине. Но его помощники, Флори и Хитли, в 1941 году перебрались в США. Там они получили поддержку и щедрое финансирование, но сами работы были строго засекречены.
Пенициллин в СССР
Во всех учебниках по биологии пишут о том, как открыл пенициллин. Но нигде вы не прочитаете о том, как препарат начали производить в Советском Союзе. Есть, правда, легенда о том, что вещество понадобилось для лечения генерала Ватутина, но Сталин запретил применять заморский препарат. Чтобы освоить производство как можно скорее, было решено купить технологию. Даже направили делегацию в посольство США. Американцы согласились, но во время переговоров трижды поднимали стоимость и оценили свои знания в тридцать миллионов долларов.
Отказавшись, СССР сделал то, что и британцы: запустил утку, что отечественный микробиолог Зинаида Ермольева произвела крустозин. Этот препарат был усовершенствованным который похитили капиталистические шпионы. Это было вымыслом чистой воды, но женщина действительно наладила производство препарата у себя в стране, правда, его качество оказалось хуже. Поэтому власти пошли на хитрость: купили тайну у Эрнста Чейна (один из помощников Флеминга) и начали производить такой же пенициллин, как в Америке, а крустозин предали забытью. Так что, как оказывается, на вопрос о том, кто открыл пенициллин в СССР, ответа нет.
Разочарование
Сила пенициллина, которая так высоко ценилась медицинскими светилами того времени, оказалась не такой уж и мощной. Как выяснилось, со временем микроорганизмы, вызывающие болезни, приобретают иммунитет к данному препарату. Вместо того, чтобы задуматься над альтернативным решением, ученые стали изобретать другие антибиотики. Но обмануть микробы не удается и по сей день.
Не так давно ВОЗ огласила, что Флеминг предостерегал о чрезмерном употреблении антибиотиков, которое может привести к тому, что лекарства не смогут помочь при довольно простых болезнях, т. к. микробам они уже не в состоянии будут навредить. А найти решение данной проблемы - это уже задача других поколений медиков. И искать его нужно уже сейчас.
Великий ученый, бактериолог Александр Флеминг известен такими научными открытиями, как пенициллин , впервые обнаруженный в грибке плесени, а также лизоцим – фермент в слизистых оболочках человека, имеющий антибактериальные свойства.
Краткая биография
Сэр Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года в Дарвеле, Великобритания (Шотландия). Его отец – Хуг Флеминг , фермер. Его мать – Грэйс Стирлинг Мортон , дочь фермера.
Период учебы
До 12 лет Флеминг учился в сельской школе в Дарвеле , а затем ещё 2 года в академии Килмарнок . В четырнадцать лет он переехал к своим братьям в Лондон, где начал работать клерком в офисе доставки, а также посещать занятия в Королевском Политехническом институте на Риджент-стрит.
Старший брат Флеминга 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.
Лабораторная медицина
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.
Первая научная работа
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 путём активации «антител» . Александр Флеминг был приглашен в команду Райта, 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. В 1946 году он стал директором Института.
Открытие пенициллина
В 1928 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был известен своими ранними работами и получил репутацию блестящего исследователя. Лаборатория бактериолога часто была неопрятной. 3 сентября 1928 года Флеминг вернулся в свою лабораторию, проведя август со своей семьёй.
Перед отъездом он собрал все свои культуры стафилококков на столе 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 выросли.
Флеминг отнес грибы, выросшие на пластине с его культурами, к роду пеницилловых, и, спустя несколько месяцев, 7 марта 1929 года назвал выделенное вещество пенициллином .
Лекарство от бактерий
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 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 .
«Лизоцим»
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.
Награды и титулы Флеминга
В 1945 году сразу трем ученым — Флемингу, Флори и Чейну, — была присуждена Нобелевская премия по медицине за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных заболеваниях. Английский король Георг VI возвел Александра Флеминга в дворянское достоинство .
Несмотря на все почести и награды, он продолжал свою лабораторную работу, но уже не столь удачно.
В 1999 году журнал «Тайм» назвал Флеминга одним из ста самых важных людей XX века за его открытие пенициллина.