История Антибиотиков - [История Медицины]
ДАНГЕР: Для ленивых внизу есть видеоролик, ну как для ленивых, там ещё есть приятная музыка на фоне и более интересное визуальное сопровождение всего того, о чем говорю, ну вы поняли, если интересно - мотайте вниз и смотрите, а если нет, то приятного чтения :)
Всего двести лет назад население земли составлял миллиард человек. Не так много не правда ли? Но и не мало. По некоторым данным, средний возраст человека того времени колебался на уровне 40 лет. Учитывая, что за последние 5 тысяч лет этот показатель менялся совсем незначительно и в принципе колебался на уровне от 30 до 40. В Древней Греции эта цифра в 680-х годах до н. э. достигала пика в 41 год. В Турции в 15 веке она составляла всего лишь 31 год, это на пять лет больше чем мне сейчас. Не хотел бы я жить в Турции 600 лет назад.
Но почему-то в Европе, начиная примерно с 60-ых годов 18-ого века эта цифра стала неуклонно расти и виной тому множество факторов: быстрый доступ к качественному питанию связанный с развитием транспорта и сельского хозяйства, реконструкция канализации, что позволило все нечистоты убрать с улиц подальше, первые пробы введения вакцинации и ещё очень много всего другого.
Но сегодня нам интересно совершенно не это. Сейчас мы рассмотрим тот самый святой грааль, который произвел настоящую революцию в медицине, который сократил смертность настолько, что за один лишь двадцатый век население земли выросло аж в 4 раза. И сейчас оно составляет уже больше 7.5 миллиардов человек!
И виной тому антибиотики! Они в рекордное время позволили человечеству избавиться от таких страшных заболеваний как чума, туберкулез, сифилис, тиф и т.д. И обычно рассказы про антибиотики сводятся к муторной болтовне о том, как открыли пенициллин и долгой не такой интересной, но несомненно важной проблеме как антибиотикорезистентность.
И нет, мы с вами здесь не для этого собрались, сегодня мы попытаемся заглянуть в самую потаенную часть истории борьбы великих умов с маленькими микроскопическими зверушками, как их называл Левенгук, потом пройдёмся по всем закоулкам историй, предпосылок, неудач и ответвлений, связанных с нелегким трудом первооткрывателей и в конце конечно же затронем такую серьезную проблему, как антибиотикорезистентность.
Началась вся эта история с одного очень честолюбивого, но упорного голландца по имени Антони Левенгук, которого все его соседи считали слегка тронутым. Он изобрел первый в мире микроскоп, смотрел в него наблюдая бактерий, постоянно о них всем рассказывал, но никому не давал даже приблизиться к своему изобретению. А учитывая, что на дворе был 17-й век, не удивительно, что его обозвали чокнутым.
Забегая вперед скажу, что в итоге его даже приняли в члены королевского общества, которое он до конца своей жизни радовал своими уникальными на то время открытиями. Шаг за шагом Левенгук открывал новый таинственный мир, который до него ещё никто не мог видеть. Сначала он рассмотрел микробов в капле дождевой воды, затем в своем рту, потом он обнаружил, что под действием температуры микробы могут погибать. Тем не менее, этот дивный микромир таил в себе не только удивительных микроскопических животных, но и большую опасность. В те времена ещё никто не знал, что микробы способны не только беззаботно покрывают все наше тело снаружи и изнутри, никто не знал, что они несут смертельную угрозу.
Пройдет ещё не меньше двухсот лет, прежде чем один молодой человек из семьи квакеров из Йоркшира по имени Джозеф Листер, вдохновившись микробной теорией Пастера, решит, что всё таки эти маленькие животные не совсем такие безобидные, и вполне могут приводить к смерти. По крайней мере, некоторые из них. И не с пустого места он это выдумал, ведь Джозеф Листер был хирургом, работал в Королевском госпитале Глазго и преподавал медицину в тамошнем университете.
Вообще, попасть в больницу в то время было делом не из простых, точнее выбраться оттуда. А вот соглашаться на операцию - это уже было самым последним на что только мог пойти пациент. Больница в те времена представляла собой жуткое, душное, темное место, источающее зловоние, как результат гангрены и сепсиса. Больных укладывали на старые грязные простыни, порой даже на простыни умерших от заражения людей. Никто не думал, что болезни могут передаваться каким либо способом, кроме как через зловонные испарения. Поэтому все боролись не с грязью, а с запахом и больше 40% пациентов перенесших ампутацию или открытый перелом, погибали от инфекций, в армии этот показатель и вовсе достигал 70%.
И Джозеф Листер знал что здесь что-то не то, он предполагал, что бактерии могут все таки убивать и они действительно это делают, эксперименты Пастера это подтверждали. Джозеф разработал первый в истории антисептик - им была карболовая кислота, которая обеззараживала рану, не давая проникнуть туда микробам которых было так много в больницах.
С августа 1867 он начал её успешно применять в своей практике и постепенно переманил других хирургов на свою сторону, на собственном примере показывая им, что микробная теория все же имеет место быть, и пора бы уже выкинуть устаревшую миазматическую теорию, что “если что-то нельзя увидеть, то этого и вовсе не существует”.
Так человечество преодолело ещё один шаг на пути к изучению и попытке обуздать злобных микробов, которые не только убивали людей в хирургических кабинетах, но и миллионами истребляли ничего не подозревающих горожан тогдашней Европы.
Следующим витком борьбе с микроскопическими убийцами было открытие Пауля Эрлиха - личности одиозной и эксцентричной. Поговаривали, что в день он выкуривал 25 сигар и часами мог философствовать в пивной. Кстати, он не был ученым, по крайней мере, на тот момент, и не имел специального образования химика или бактериолога, что не помешало ему в 1908 году получить нобелевскую премию, но уже за лечение сифилиса и его чудесный препарат №606, но об этом уже поговорим в ролике(статье) про сифилис.
Эрлих заметил, что разные анилиновые красители окрашивают только определенные ткани и клетки только определенных микроорганизмов. И он сделал вывод, что если один микроб поглощает краситель, а другой нет, то если в этот краситель подмешать чего-нибудь этакого, то его можно будет убить, теоретически.
И Эрлих начал искать способ, как этого добиться, а молекулу, способную убить другую, он называл “Волшебной Пулей”. Таким способом удалось открыть сальварсан, и ученые усердно занялись тестированием всех остальных так называемых “волшебных пуль”, стали перебирать сотни веществ тестируя их на патогенных микробах.
Этим методом в начале 30-х годов очень удачно воспользовался врач Герхард Домагк, который решил использовать краситель пронтозил красный, для того чтобы вылечить свою дочь от хронической стрептококковой инфекции, полученной в результате банального укола иголкой. Да, тогда достаточно было даже просто поцарапаться, чтобы подцепить заразу от которой можно помереть. Довольно криповые времена, согласитесь.
Сначала ученые думали, что именно окрашивание убивает бактерию, но позже выяснилось, что при расщеплении в организме этого самого красителя пронтозила красного образуется сульфаниламид.
И именно он уже мешает синтезу фолиевой кислоты бактерий, что как бы является их пищей. Грубо говоря, они из-за этого голодают и умирают. Тогда-то все и смекнули, что таким способом можно лечить доселе неизлечимые болезни буквально в миг.
И вскоре сульфаниламиды и их производные стали очень широко применяться в медицине, их называли чудодейственным лекарством. У людей просто башню сносило от того, как эти препараты справлялись с фактически неизлечимыми болезнями, от которых прежде вылечиться можно было только разве что молитвой. Только в США количество смертельных случаев пневмонии сократилось на двадцать пять тысяч в год. Да и вообще в годы первой мировой от раневых инфекций умирало не меньше солдат чем от пуль врага.
В частности была очень распространена газовая гангрена, она обычно развивается в глубоких ранах, возникающих в результате разрыва бомб и снарядов, когда ткани оказываются пробитыми или раздавленными. Ее провоцирует бактерия рода Clostridium, которая является родственником бактерий, вызывающих ботулизм. Эти бактерии быстро развиваются внутри ран, где нет доступа к кислороду, и в результате её развития из раны течет гной и образуются зловонные пузырьки газа. В первую мировую такую гангрену лечили исключительно ампутацией, а если этого не получалось сделать, то раненые очень быстро погибали. Да и от ампутации в полевых условиях было тоже не намного больше пользы. Так что теперь вы можете представить, какая смертность была на полях боя от ранений, которой, кстати, не было во вторую мировую, т.к в промежуток с 1935 по 1946 гг было получено более пяти тысяч производных сульфаниламида.
Хотя сульфаниламиды и не считаются антибиотиками, потому что это вещества немикробного происхождения, это все же первые противомикробные препараты, которые снискали такую популярность в народе. Они не только сократили огромные потери солдат во вторую мировую войну, но ещё и значительно снизили смертность в США от пневмонии и способствовали снижению смертности от родильной горячки, вызываемой стрептококками.
И вот только сейчас мы подошли к тому моменту, с которого принято рассказывать людям об антибиотиках. Параллельно с открытием сульфаниламидов, сальварсаном и прочими противомикробными препаратами идет изучение того самого святого грааля, который даст человечеству на долгие годы защиту от множества микробных болезней и сведет весь страх от некогда грозных убийц в обычную бытовуху.
Встречайте пенициллины, да, те самые, которые позволили окончательно прижать злобных микроорганизмов к стенке и рассчитаться на первого-второго. Разработка пенициллина не была каким-то спонтанным мероприятием, это была довольно долгая планомерная работа по изучению плесени и её влияния на другие микроорганизмы...
Вру, это была чистейшая случайность. Ну, конкретно открытие пенициллина, а так да, плесень изучали и довольно планово, т.к люди с древности использовали её целебные свойства в лечении всяких телесных инфекций и, в принципе, в 20 веке понимали, что вот эту штуку надо бы изучать, т.к за ней будущее.
И работа по выведению антибиотиков кипела не только лишь в лаборатории, где работал Флеминг, который в 1828 году открыл противомикробные свойства плесени пенициллина, как я уже говорил, по чистой случайности. Этим вопросом занимался ещё и Зельман Ваксман, который ввел само понятие антибиотиков.
И ещё раньше в целом разные врачи использовали в своей практике плесень этого вида, тому же Листеру даже удалось вылечить одного из своих пациентов от хронического абсцесса. Систематическое же изучение плесневых грибков началось только после того, как Александер Флеминг обнаружил, что плесень рода Penicillium заражала культуру стафилококковых бактерий. Он выявил, что в присутствии плесени колонии бактерий становились прозрачными и распадались: происходил так называемый лизис. И он сложил дважды два и решил, что нужно работать в этом направлении, но не смотря на все его успехи ему не удавалось выделить достаточно пенициллина.
Понадобилось ещё 10 лет, прежде чем начало что-то получаться. Нужно было определить рабочую дозу так, чтобы она убила микроб, но не убила пациента. А это, как вы понимаете, дело нелегкое. С этим Флемингу помогли уже Говард Флори и Эрнст Чейн из Оксфордского университета.
Первые клинические испытания грубого препарата пенициллина были проведены только в 1941 году. И первый отчет звучал немного абсурдно “Лечение прошло успешно, однако пациент умер”. Все из-за того, что им тогда ещё не удалось выделить достаточное количество препарата, у них его была буквально ложка, естественно, от этого пациенту сначала стало лучше, но не надолго, т.к препарата нужно было гораздо больше. Со временем все наладилось, в начале сороковых годов производство пенициллина началось в промышленных масштабах, что было очень кстати в разгар второй мировой. За это открытие всем троим - Чейну, Флори и Флемингу сразу после окончания войны дали нобелевскую премию.
Но интересен ещё и тот факт, что работающему параллельно Ваксману практически сразу же после Чейна и Флори удалось выделить стрептомицин, точнее, это сделал его аспирант Альберт Шац, с которым они потом долго судились за право первооткрывателяю
Но все же нобелевскую премию за эти заслуги в 1952 году дали только Ваксману. И именно с этого времени и началась эра антибиотиков.
За следующие пятьдесят лет откроют десятки антибиотиков, что поможет полностью расправиться со смертоносными врагами терроризировавшими человечество и вздохнуть полной грудью не одному поколению врачей. А ещё загрязнить атмосферу, убить экологию и произвести на свет целый миллиард китайцев, но это уже мелочи, главное, что враг повержен.
Чем же примечателен антибиотик? Как он стал тем, за что все мы его так любим, и как он, собственно говоря работает?
Во-первых, антибиотик люди не придумали, а открыли, помог нам в этом естественный отбор, т.к те полезные свойства бактерий, которые мы используем в своих целях нужны им, чтобы конкурировать с другими бактериями. То бишь, у них есть свои интересы, и они их отстаивают, а приходя на очередную стрелку, чтобы отстоять свою территорию и ресурсы, микробы видят, что они здесь далеко не одни, и что все до зубов вооружены. Кто-то притащил кастет, кто-то биту, а кто-то вообще коктейль молотова. И один главарь - представитель самых успешных бактерий говорит своим подчиненным: “
“Джонни, мать твою, доставай стволы, сейчас мы покажем этим ублюдкам!”
И начинается заварушка. Люди в это время смотрят в микроскоп и наблюдают, у кого же из бактерий оружие толще, и берут на карандаш тех бактерий, которые хорошо справляются уже с нашими обидчиками. Так мы научились использовать во благо природное свойство одних бактерий убивать другие, но как они это делают? Это хороший вопрос. По разному.
Некоторые антибиотики могут убивать бактерии, некоторые просто тормозят их размножение, некоторые связываются с бактериями так, что у них потом вся клеточная жизнь идет одним местом, блокируют синтез ДНК, РНК, белков, клеточной стенки и т.д. Существует целая куча препаратов, которые работают по-разному и убивают тоже разные бактерии. Людей они, как правило, не трогают, но делают это лишь потому, что мы сознательно выбираем тех, которые будут нас лечить, а не убивать, так-то людей и кипятить можно- это тоже убивает бактерий, но лучше так делать не стоит.
И вот сейчас мы подошли к тому моменту когда все вроде бы прекрасно, прошли долгий путь к синтезу, успешно лечим болезни, которые всего 100 лет назад убивали людей миллионами, но не все так просто. Тот же естественный отбор, который помог нам найти святой грааль, что нас всех вылечил, нас же теперь и убивает.
Есть такое понятие - антибиотикорезистентность. И эту штуку нельзя недооценивать, точно так же, как мы адаптируемся к внешним неблагоприятным условиям, адаптируются и наши болезни к тому, чем мы их убиваем. Получается этакая эволюция наперегонки: мы травим их одними антибиотиками, они приспосабливаются, мы разрабатываем другие, они приспосабливаются и к этим. В итоге, если мы не будем постоянно искать новые способы борьбы с резистентными микробами, мы все просрем: все достижения ученых 20-ого века - все пойдёт коту под хвост.
Это происходит по многим причинам, самым распространенным является, наверное, неумелое использование антибиотиков. Из-за их широкого распространения в середине прошлого века, они стали для нас обыденностью, у всех дома в аптечке лежит на всякий случай хотя бы тетрациклин. Но не все понимают, что антибиотиками не все можно вылечить. К примеру, грипп и простуду вы не вылечите антибиотиками, т.к они имеют вирусную природу.
Могут быть осложнения бактериального характера и при гриппе, скажете вы, но без четкого установления характера этого осложнения иногда трудно определить антибиотик, который будет лечить именно вашу болезнь. Как правило, люди видят надпись антибиотик и не вдаваясь в подробности выпивают пару таблеток, на всякий случай, хотя он может быть совершенно бесполезен в вашем случае, т.к спектр его действия приходится на другие штаммы бактерий. Или вот ещё одна очень хорошая оплошность, людям прописывает врач антибиотики и человек принимает их не до конца, а лишь до того момента, когда ему станет чуть лучше. Правильно, зачем травить свой организм лишний раз?
Таким образом он способствует появлению резистентных бактерий, которыми он рискует заразить своих близких, и когда они уже пойдут к врачу, врач им выпишет точно такое же лекарство, но оно им уже не поможет, и человек вполне может умереть. И все из-за безрассудства ваших близких, даже не той противной бабки из очереди у кабинета врача, а от самых близких вам людей.
Сам Александр Флеминг в своей нобелевской лекции в 1945 году сказал:
«Я должен сделать предупреждение. В лабораторных условиях у микроба легко вырабатывается устойчивость к пенициллину при воздействии слишком слабых, не уничтожающих его доз. То же самое может случиться и в организме. Наступят времена, когда пенициллин будет продаваться в каждой аптеке. И тогда человек, принимая его по невежеству в недостаточных дозах, не уничтожит микробы, а выработает у них устойчивость. Возьмем гипотетическую ситуацию: у мистера Икс заболевает горло. Он покупает пенициллин и, приняв слишком слабую дозу, только закаляет стрептококк. Жена мистера Икс, заразившись от мужа, заболевает пневмонией, и ее тоже лечат пенициллином. Поскольку стрептококк теперь устойчив к воздействию, лечение не срабатывает. Миссис Икс умирает. Кто виноват в ее смерти? Не кто иной, как мистер Икс, бездумным приемом пенициллина повлиявший на природу микроба»
Ещё большая проблема с антибиотиками кроется в корыстных соображениях скотоводов, которые добавляют в корм животным антибиотики для профилактики инфекций и для того, чтобы животное лучше набирало вес. Никто не знает почему животные набирают вес на антибиотиках, но такой факт есть и именно из-за того, что ученые не могут показать, как именно это происходит, возникают проблемы в регулировании всего этого дела. Это большая проблема, даже не смотря на то, что в цивилизованных странах существует проверка мяса на содержание в нём антибиотиков, есть страны которые просто забивают на эти договоренности. К примеру, в Китае массово кормили животных антибиотиками, которые во всем мире оставались как самая надежная защита на черный день, в результате чего бактерии быстро к нему приспособились и как говорится, что был антибиотик, что его не было.
Но самую большую угрозу здесь представляют все равно люди, точнее бесконтрольное распространение антибиотиков в местах с очень плохой медициной, ну или там, где людям попросту не по карману эта медицина. И для того, чтобы познакомиться с такими местами поближе, я предлагаю вам перенестись в полутора миллиардную Индию. Именно здесь, в стране, в которой бедняки не могут позволить себе дорогую медицинскую помощь, у них есть возможность свободно приобретать любые антибиотики на свое экспертное усмотрение, даже самые сильнодействующие.
И как показывают исследования, в Индии при респираторных заболеваниях и диарее, в 80% процентах случаев назначают антибиотики, хотя они при этих болезнях не работают. Однако у местного населения попросту нет денег, чтобы обратиться за качественной медицинской помощью и получить точный диагноз. В итоге мы получаем огромный простор для действий самым различным видам патогенов, которые в перспективе вырабатывают устойчивость ко многим существующим на сегодняшний день антибиотикам. И это уже не те гипотетические опасности, о которых говорил Флеминг в 45-ом году, это уже происходит.
В Индии, в этом плане, сложилась уникальная ситуация, если в Соединенных Штатах устойчивостью к воздействию распространенных антибиотиков обладают 20 % больничных инфекций, то в Индии - больше половины. И там примерно с 2006 года стали находить один тип гена под названием NDM-1, который может делать любую бактерию устойчивой к 14 классам антибиотиков, в том числе мощным внутривенным, которые назначаются как самое последнее средство, когда всё остальное не помогло. Особенность этой штуки в том, что она может передаваться от одной бактерии к другой при помощи горизонтального переноса генов, т.е бактерии даже не нужно размножаться, для того чтобы передать его с потомком. Одна бактерия приближается к другой, передает ей свою ДНК уже устойчивую ко всем видам антибиотиков и всё, и причем этой бактерии не нужно даже быть живой, к ней просто может подойти любая и завладеть её устойчивостью.
Пока этот ген в основном встречался в безопасных для жизни бактериях, но его способность дезактивировать действие практически всех видов антибиотиков и её активное распространение по миру мед-туристами, которые летают в индию за дешевой медицинской помощью, грозит нам всем очень и очень большой бедой.
Одно ясно точно: продажа антибиотиков в аптеках без рецепта и неумелое с ними обращение приведет нас ровно к тому, с чего мы и начинали 350 лет назад, к полной беспомощности перед лицом маленьких зверушек, которых мы можем увидеть лишь в микроскоп. Но справедливости ради стоит сказать, что эту гонку на выживание мы пока не проигрываем, и это вселяет надежду,
каждый день тысячи ученых усердно трудятся разрабатывая все новые и новые способы, которые помогают нам в этой гонке двигаться вперед.
Видео для ленивых - https://www.youtube.com/watch?v=0WngGPnWFCE&t=463s
Источники есть в описании на ютубе, лень сюда перезаливать их было :)