Изобретатель антибиотиков или история спасения человечества

Производство и способ доставки антибиотиков

Антибиотики не могут полностью функционировать и доставляться просто благодаря производству. Часто необходимо вносить изменения в антибиотики для достижения максимальной эффективности. Модификации после производства включают создание аэрозольных форм антибиотиков, чтобы избежать ненужного повреждения бактерий, расположенных в других частях тела, и вместо этого попасть непосредственно в легкие. Нозокомиальные инфекции могут привести к серьезным осложнениям во время и в период выздоровления после операции или пребывания в больнице в целом. Объединяя хирургические имплантаты с антибиотиками, медицинские работники могут воздействовать на конкретную зону повышенного риска инфекции, не прибегая к дозировке антибиотиков для всего тела.

Меропенем — это антибиотик, который попадает в организм путем инъекции. Производимый меропенем представляет собой кристаллический антибиотик, поэтому перед инъекцией его необходимо смешать с раствором. Во время этого процесса меропенем смешивают с карбонатом натрия , затем разбавляют водой, после чего его можно вводить.

Аэрозолизация антибиотиков необходима, потому что инфекции легких особенно опасны, поэтому необходимо прямое нацеливание на инфекцию. Антибиотики широкого спектра действия могут иметь пагубные побочные эффекты, если их действие также направлено против необходимых непатогенных бактерий, находящихся в микробиоме человека. Аэрозолизация эффективна для обхода микробиома , существующего в желудочно-кишечном тракте, путем направления антибиотика непосредственно в легкие. Этот процесс выполняется после производства самого антибиотика.

Рост числа устойчивых к антибиотикам бактерий повлиял на имплантацию медицинских устройств. В некоторых случаях уже недостаточно, чтобы устройства были стерильными, когда они имплантируются человеку, теперь они должны активно бороться с бактериальной инфекцией. Поскольку такие антибиотики теперь добавляются на поверхность имплантированных устройств в качестве дополнительного уровня защиты от угрозы инфекции. Одной из таких инфекций является остеомиелит, который может создать уникальные проблемы при лечении. Одним из новаторских подходов является создание цементных гвоздей с антибиотиком, которые можно вставить в инфицированную кость. Цементные гвозди с антибиотиком, впервые описанные Пэли и Герценбергом, имеют двойное назначение: как для стабилизации обрабатываемой кости, так и для предотвращения инфекции после процедуры. Цементные гвозди с антибиотиком вводятся во время операции и изготавливаются примерно во время процедуры с использованием материалов, доступных в операционной. Антибиотики смешаны с заполнением цементного затем формованным вокруг опорного якоря, часто грудные трубы используются для обеспечения надлежащего формования. Преимущество грудных трубок в том, что они дешевы и распространены повсеместно, и было показано, что они имеют единообразие при производстве цементных гвоздей с антибиотиками. Антибиотики заполняют пустоты в цементной матрице и после высыхания и схватывания могут быть введены в кость. Антибиотик имеет прямой контакт с областью инфекции и сохраняет свои свойства, воздействуя на инфекцию. Помимо цементных гвоздей, для лечения и профилактики остеомиелита в течение более длительного периода времени использовались цементные спейсеры с антибиотиками. При производстве цементного материала с антибиотиками необходимо выбирать антибиотики, которые будут эффективны в этой гибридной форме. Было обнаружено, что лучше всего подходят антибиотики в порошковой форме широкого спектра действия. Существуют рекомендации по количеству антибиотика, которое используется при смешивании с цементом, но отраслевые правила не установлены.

ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ НЕУЯЗВИМЫХ БАКТЕРИЙ

Штаммы устойчивых болезнетворных бактерий появляются в местах скопления людей с ослабленным иммунитетом. Поэтому чаще всего суперустойчивые бактерии встречаются в больницах, роддомах, домах престарелых, тюрьмах. Отсюда и термин «госпитальные», или «внутрибольничные», инфекции. Чем дольше пациент находится в клинике, тем выше вероятность заражения госпитальными инфекциями.

Распространенность таких больничных инфекций зависит от страны, региона и меняется со временем. Так, в США средняя частота возникновения госпитальных инфекций в отделениях реанимационной педиатрии составляет 6,1%, а во Франции — 23,5%. В клиниках Москвы и Санкт-Петербурга частота встречаемости устойчивой формы стафилококка MRSA в 1998 году составляла от 0 до 40%, а теперь в отдельных столичных больницах доходит до 80%.

Кроме того, патогенные микроорганизмы, устойчивые к большинству антибиотиков, в последнее время стали распространяться среди вполне здоровых людей. Процесс очень трудно контролировать и еще труднее предотвратить. Так, в США ученые обнаружили, что устойчивые штаммы золотистого стафилококка MRSA распространяются среди спортсменов, вступающих в непосредственный контакт (например, среди борцов) или соприкасающихся с каким-то общим предметом, например с мячом, как это происходит при игре в гандбол или баскетбол. Описаны случаи распространения MRSA в школьных спортивных командах.

Плакат на обочине дороги  во во время Второй мировой войны для военнослужащих: пенициллин излечивает гоноррею за 4 часа

Чем шире используются антибиотики, тем чаще возникают и распространяются бактерии, потерявшие к ним чувствительность. Поэтому особенно опасно неконтролируемое применение антибактериальных препаратов без предписания врача. Зачастую при самостоятельно поставленном диагнозе «простуда» многие начинают принимать антибиотики, предназначенные для лечения бактериальных инфекций. Но не следует забывать, что за так называемой простудой могут скрываться самые разные инфекционные заболевания, в том числе и вирусные (например, грипп), против которых применять антибактериальные препараты не просто бесполезно, а даже вредно. Эффекта от такого лечения никакого, но в организме нарушается естественная бактериальная флора, в результате чего могут развиться оппортунистические инфекции, например кандидоз (неконтролируемый рост дрожжевых грибов рода Candida). Кроме того, возникает ничем не оправданный риск появления в организме устойчивых бактериальных штаммов.

Другая распространенная ошибка при лечении заключается в том, что больной при улучшении самочувствия раньше времени отказывается от выписанного антибиотика или принимает его в более низкой дозе по сравнению с назначенной врачом. Это опасно тем, что приводит к увеличению вероятности выработки лекарственной устойчивости у болезнетворной бактерии; следовательно, последующая попытка лечения этим же антибиотиком будет неэффективна.

Иногда при лечении антибактериальными препаратами устойчивость к лекарствам вырабатывается у бактерий, составляющих микрофлору человека. Такие «свои» устойчивые бактерии могут передавать гены резистентности чужеродным бактериям, вызывающим различные болезни. В результате межвидового обмена генами возбудители инфекции тоже становятся устойчивыми.

Антибиотики

Антибиотики — вид препаратов, которые уничтожают бактерии, уменьшают их размножение и распространение. Их используют для лечения бактериальных инфекций и только в тех случаях, когда без них не обойтись. По типу действия антибиотики можно разделить на два вида: бактерицидные и бактериостатические. Первые убивают микроорганизмы, а вторые не дают им размножаться.

Также антибиотики бывают широкого спектра и узконаправленные. В первом случае они бьют по разным видам микроорганизмов, во втором — только по определенным штаммам. Как правило, если неизвестно, какая бактерия привела к развитию симптомов — применяют антибиотики широкого спектра.

Исследование микробиоты после терапии фторхинолонами и бета-лактамами показало, что оба вида антибиотиков снижают разнообразие микроорганизмов на 25%. Лечение бета-лактамами также освобождает место для роста и доминирования устойчивых штаммов. Антибиотик широкого спектра клиндамицин приводит к снижению устойчивости микробиоты перед патогенными микроорганизмами, что увеличивает риск гастрита и диареи, вызванной Clostridium difficile.

Исследование семи разных антибиотиков на мышах показало, что с высоким ростом патогена C. difficile связаны цефоперазон, метронидазол и стрептомицин. А наибольший рост бактерии ассоциирован с приемом ампицилина.Часто для лечения заболеваний используется комплекс из нескольких антибиотиков. Чтобы изучить влияние терапии в этом случае, исследователи Университета Копенгагена отобрали 12 мужчин после 4-дневного лечения меропенемом, гентамицином и ванкомицином.

Лечение привело почти к полному уничтожению микробиоты. Спустя 6 месяцев большинство видов смогло восстановиться и вернуться к прежним уровням, однако участникам все равно не хватало 9 полезных представителей микробиоты, которые были в кишечнике до лечения.

Антибиотики по-разному воздействуют на микробиоту в зависимости от способа поступления в организм. Пероральный прием антибиотиков гораздо сильнее стимулирует развитие устойчивости, чем введение препарата в вену.Ответ микробиоты на лечение антибиотиками зависит еще от индивидуальных особенностей, таких как возраст, образ жизни и состав бактерий в кишечнике. Например, их применение у новорожденных и младенцев приводит к нарушениям развития разнообразной и сбалансированной микробиоты. Также антибиотики ослабляют микробиоту внутриутробно, когда беременная женщина проходит терапию.Исследователи приходят к тому, что антибиотики должны подбираться индивидуально, как химиотерапия для лечения рака. Уже сегодня разрабатываются алгоритмы, которые смогут по образцу микробиоты предсказать, как бактерии отреагируют на лечение антибиотиками. Для восстановления кишечника после терапии применяют пробиотические бактерии.

Видео о том, как бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, и почему это ведет к кризису в лечении заболеваний. Есть русские субтитры.

Противопоказания к применению пенициллина

Хоть изобретение антибиотиков и стало революционным прорывом в медицине, но использование этих лекарственных средств непременно связано с побочными действиями. Применение пенициллина, конечно же, не исключение.

Прежде всего, пенициллин представляет опасность для лиц, обладающих высокой чувствительностью к нему. Обычно чувствительность к пенициллину сопряжена с высокой восприимчивостью к сульфаниламидам и тому подобным антибиотикам. Сенсибилизация к лекарственному веществу может проявиться и при беременности, несмотря на то, что пенициллин — один из немногих допустимых в период беременности антибиотиков.

Противопоказания к применению пенициллина это еще и бронхиальная астма, и крапивница, и сенная лихорадка, и множество аллергических реакций.

Настоятельно не рекомендуется в период применения пенициллина вдаваться к употреблению спиртных напитков.

• Обычно аллергические проявления побочки от пенициллина возникают у лиц, страдающих аллергиями. Чаще всего это кожные проявления — эритема, крапивница, уртикароподобные сыпи, а также макулёзные, везикулёзные и пустулёзные высыпания, и даже представляющий угрозу для жизни эксфолиативный дерматит.
• В работе органов дыхания побочное действие от применения пенициллина может проявиться ринитом, ларингофарингитом и фарингитом, бронхиальной астмой и астматическим бронхитом.
• На функционировании желудочно-кишечного тракта пенициллин может отразиться тошнотой и рвотой, стоматитом и поносом. Также во время лечения пенициллином, как и любыми другими антибиотиками, может развиться дисбактериоз, ведь пенициллин одинаково воздействует что на патогенные, что на полезные бактерии.

Серьёзными осложнениями в процессе применения препаратов пенициллина может быть анафилактический шок и нарушение функции печени.

При назначении пенициллинов медику следует взвесить потенциальный риск и ожидаемую пользу, принять во внимание все анамнестические данные о применении пенициллина и реакциях на него. И, конечно же, применение пенициллинов не должно происходить в рамках самолечения

Симптоматика лекарственной интоксикации

Симптомы отравления лекарствами могут быть самыми различными, в основном проявления определяются видом лекарственного средства. Отличительной особенностью отравления медикаментами является пагубное влияние на центральную нервную систему. К общим симптомам относят слабость, заторможенность, снижение скорости реакции или сильное психомоторное возбуждение. Практике известны случаи с потерей сознания.

К одному из распространенных симптомов относят выраженные головные боли. Они могут быть спровоцированы даже гормональными средствами, особенно если у пациента есть предрасположенность к периодическим головным болям. При приеме гормонов возникает срыв компенсаторных механизмов, которые в обычном состоянии поддерживают отсутствие симптома. Это возникает при приеме большой дозы препаратов, содержащих кофеин, нитраты, гидралазин, бронходилататоры и др.

Передозировка антибактериальными лекарственными средствами часто сопровождается негативными проявлениями со стороны желудочно-кишечного тракта: диареей, болями в животе, повышенным газообразованием. Например, передозировка антибиотиками пенициллиновой группы приводит к сыпи, рвоте, судорогам. Избыток левомицетина может вызвать сердечную недостаточность.

К симптомам отравления лекарственными препаратами для нормализации сердечно-сосудистой функции относятся:

• нарушение сердечного ритма;
• спазмы и брадикардия;
• рвотные позывы.

Передозировка нестероидными противовоспалительными средствами влияет на ЦНС: наблюдается угнетение сознания, вялость, заторможенность, нарушения сна и пр. Употребление большого количества антигистаминных (противоотечных, противоаллергических) средств может спровоцировать слабость, расширение зрачков, галлюцинации, психомоторное возбуждение.

Отравление транквилизаторами опасно нарушением сердечного ритма, подавлением функции ЦНС и нарушениями дыхания, судорогами, сильным тремором конечностей, галлюцинациями. Речь больного может быть бессвязной, невнятной.

Важно понимать, что проявления зависят не только от наличия того или иного активного вещества в крови, но и от его концентрации. Даже традиционно полезные компоненты, такие как витамины, могут навредить и привести к необходимости проведения детоксикации

Что один человек перенесет легко, другой будет переносить с целым комплексом неприятных проявлений.

Миф. Тетрациклины традиционно «слабые» антибиотики, значительно менее мощные, чем пенициллины

Жизнь до антибиотиков

Кто изобрел пенициллин

На главный вопрос, кто открыл пенициллин, имеется несколько противоречивых ответов, однако официально считается, что создатель пенициллина – шотландский профессор Александр Флеминг. С детства будущий изобретатель мечтал найти уникально лекарство, поэтому поступил в медицинскую школу на базе госпиталя Святой Марии, которую окончил в 1901 году. Колоссальную роль при открытии пенициллина сыграл Алмрот Райт, изобретатель вакцины против брюшного тифа. С ним Флемингу посчастливилось посотрудничать в 1902 году.

Учился молодой микробиолог в академии Килмарнок, затем переехал в Лондон. Уже в статусе дипломированного ученого Флемминг открыл существование penicillium notatum. Научное открытие было запатентовано, ученый после окончания Второй Мировой войны в 1945 году даже получил Нобелевскую премию. До этого работа Флеминга была не раз отмечена премиями и ценными наградами. Принимать антибиотики в целях эксперимента человек начал в 1932 году, а до этого исследования проводились преимущественно на лабораторных мышах.

Разработки европейских ученых

Основателем бактериологии и иммунологии является французский микробиолог Луи Пастер, который в девятнадцатом веке подробно описал пагубное воздействие почвенных бактерий на возбудителей туберкулеза. Всемирно известный ученый лабораторными методами доказал, что одни микроорганизмы – бактерии могут быть истреблены другими – плесневыми грибами. Начало научных открытий было положено, перспективы открывались грандиозные.

Известный итальянец Бартоломео Гозио в 1896 году в своей лаборатории изобрел микофеноловую кислоту, которую стали называть одним из первых антибиотических средств. Тремя годами позднее немецкие врачи Эммерих и Лов открыли пиоценазу – синтетическое вещество, способное снижать патогенную активность возбудителей дифтерии, тифа и холеры, демонстрировать устойчивую химическую реакцию против жизнедеятельности микробов в питательной среде. Поэтому споры в науке на тему, кто изобрел антибиотики, не стихают и в настоящее время.

Кто изобрел пенициллин в России

Два российских профессора – Полотебнов и Манассеин спорили на тему происхождения плесни. Первый профессор утверждал, что от плесени пошли все микробы, а второй был категорически против. Манассеин стал исследовать зеленую плесень и обнаружил, что вблизи ее локализации полностью отсутствуют колонии патогенной флоры. Второй ученый занялся изучением антибактериальных свойств такого натурального состава. Такая нелепая случайность в перспективе станет истинным спасением для всего человечества.

Русский ученый Иван Мечников изучил действие ацидофильных бактерий с кисломолочными продуктами, которые благотворно воздействуют на системное пищеварение. Зинаида Ермольева вообще стояла у истоков микробиологии, стала основательницей известного антисептика лизоцима, а в истории известна, как «Госпожа пенициллин». Свои открытия Флеминг реализовал в Англии, параллельно над разработкой пенициллина трудились отечественные ученые. Американские ученые тоже не сидели зря.

Изобретатель пенициллина в США

Американский исследователь Зельман Ваксман параллельно занимался разработкой антибиотиков, но на территории США. В 1943 году ему удалось получить эффективный в отношении туберкулеза и чумы синтетический компонент широкого спектра действия под названием стрептомицин. в дальнейшем было налажено его промышленное производство, чтобы с практической позиции уничтожить вредную бактериальную флору.

Клинические проявления

Помощь при отравлении должна оказываться любому пациенту, у которого обнаруживают вероятные симптомы интоксикации. Грибы, вызывающие патологические изменения в организме чаще всего, изображены на фото.

Бледная поганка может стать причиной смерти

Употребление в пищу даже минимального количества бледной поганки смертельно опасно для человека, и цена несвоевременно оказанной первой помощи – жизнь пострадавшего.

Мухоморы

Несмотря на распространенное мнение, мухоморы очень редко становятся причиной фатальных отравлений.

Сторчки – «хитрые обманщики»

Все об отравлении грибами расскажет видео в этой статье:

Краткая история открытия антибиотиков: пенициллина, стрептомицина и остальных

Врачи и исследователи отмечали низкую эффективность антисептиков в отношении возбудителей, проникших глубоко в ткани. Кроме того, действие лекарств ослаблялось биологическими жидкостями пациента и было коротким. Требовались более действенные препараты, и учёные всего мира активно работали в данном направлении.

В каком веке изобрели антибиотики?

Явление антибиоза (способности одних микроорганизмов уничтожать другие) было открыто в конце 19 столетия.

• В 1887 году один из основоположников современной иммунологии и бактериологии – всемирно известный французский химик и микробиолог Луи Пастер – описал губительное действие почвенных бактерий на возбудителя туберкулёза.
• Опираясь на его исследования, итальянец Бартоломео Гозио в 1896 году получил в ходе экспериментов микофеноловую кислоту, ставшую одним из первых антибактериальных средств.
• Чуть позже (в 1899) немецкие врачи Эммерих и Лов открыли пиоценазу, подавляющую жизнедеятельность возбудителей дифтерии, тифа и холеры.
• А ранее – в 1871 году – российские врачи Полотебнов и Манассеин обнаружили губительное действие плесневых грибов на некоторые болезнетворные бактерии и новые возможности в терапии венерических заболеваний. К сожалению, их идеи, изложенные в совместном труде «Патологическое значение плесени», не обратили на себя должного внимания и на практике широко не применялись.
• В 1894 году И. И. Мечников обосновал практическое использование кисломолочных продуктов, содержащих ацидофильные бактерии, для лечения некоторых кишечных расстройств. Это позднее подтвердили практические исследования русского учёного Э. Гартье.

Тем не менее, эпоха антибиотиков началась в 20 веке с открытия пенициллина, положившего начало настоящей революции в медицине.

Мудрость древних

Многие древние культуры, в том числе в Египте, Греции и Индии, самостоятельно обнаружили полезные свойства грибов и растений при лечении инфекции. Эти процедуры часто срабатывали, потому что многие организмы, включая многие виды плесени, естественно продуцируют антибиотические вещества. Однако древние знахари не могли точно идентифицировать или изолировать активные компоненты этих организмов. В Шри-Ланке во втором веке до н. э. солдаты в армии царя Дутугемуну (161-137 до н. э.) проверяли, чтобы на протяжении долгого времени в их очагах хранились масляные пирожные (традиционная ланкийская сладость), прежде чем приступать к военным кампаниям, чтобы приготовить прикорм из заплесневелых лепешек для лечения ран.

В Польше 17-го века влажный хлеб смешивали с паутиной (которая часто содержала споры грибов) для лечения ран. Техника была упомянута Генриком Сиенкевичем в его книге 1884 года «С огнем и мечом». В Англии в 1640 году идея использования плесени в качестве формы лечения была зафиксирована аптекарями, такими как Джон Паркинсон, герцог короля, который выступал за использование плесени в своей книге по фармакологии. Открытие Александром Флемингом антибиотиков, созданных на основе плесени, перевернет мир.

Вызовы