Возникновение бактериологии и развитие химиотерапии

Бактерии впервые увидел и описал Антоний Левенгук (1632-1723), который овладел искусством шлифования стекол, изготовил линзы и с их помощью обнаружил animalculal vivae («живых зверьков») в дож­девой воде, зубном налете, загнившем мясе и других предметах.

К середине XIX столетия в медицине было накоплено множество фактов о роли микроорганизмов в возникновении заразных болезней человека, и прежде всего чумы. Назрела необходимость установления причин нагноения ран. Винодельческая промышленность Франции и других стран требовала решения ряда биотехнологических вопросов: выяснения причин спиртового, уксусного, молочного и других форм брожения. Историческая необходимость выдвинула своего гения, ко­торый решил эти вопросы, и им оказался Луи Пастер (1822-1895),

французский химик и микробиолог, член Парижской академии наук. Пас-' тер экспериментально доказал, что спир­товое брожение вызывается определен­ными видами микроорганизмов, а ски­сание вина связано с попаданием в ви­ноградный сок посторонних видов, вы­зывающих уксуснокислое брожение. Своими исследованиями Пастер первый указал на истинную роль бактерий в природе как разрушителей всевозмож­ных органических веществ. После изу­чения роли бактерий в молочнокислом, маслянокислом и уксусном брожении Пастер принялся за изучение брожения белковых веществ, т.е. за изучение гни­ения, и доказал, что гниение является следствием деятельности микробов.

В то же время над проблемой госпи­тальной гангрены работал английский Луи Пастер (1822-1895) хирург Джозеф Листер (1828-1912). Его, как и других хирургов, поражало различие в течении заживления ран в зависимости от того, была ли повреждена кожа или нет. Под влиянием работ Пастера Листер пришел к заключению, что «если бы стало возможным ле­чить раны каким-нибудь веществом, безвредным для тканей чело­века, но губительным для микробов, попавших в рану, то гниение было бы предотвращено, несмотря на присутствие кислорода возду­ха в ране». Листер узнал, что в г. Карлейле отвратительный запах сточной канализации уничтожают карболовой кислотой, и восполь­зовался этим веществом. С того времени хирургия стала пользовать­ся различными растворами карболовой кислоты для обработки ран₁ Госпитальный «антонов огонь» и рожистое воспаление постепенно исчезли. Уничтожая микробов карболовой кислотой, Листер старал­ся избежать вредного действия ее на рану и на кожу. Он испробовал различные мази, металлические щиты, резину, пока не изобрел кар-болизированную марлю, предварительно смоченную разведенным ра­створом карболовой кислоты (первым антисептиком). В настоящее время класс антисептических средств достигает примерно 80 наи­менований: окислители, кислоты и щелочи, альдегиды, соли тяже­лых металлов, фенолы, красители, антибактериальные препараты природного происхождения и т.д.

В хирургии первоначальный метод Листера подвергся значитель­ным усовершенствованиям. Антисептика в значительной степени была заменена асептикой, что привело к изготовлению стерильных лекар­ств и к изобретению приборов и аппаратов для стерильной фильтра­ции (свечи Шамберлена, свечи Беркефельда и т.д.). Необходимость' избавления от спор бактерий заставила Пастера и его сотрудников доводить нагревание до 140°С, и это привело к изобретению новых приборов в бактериологической технике. Шамберлен применил для этого паровой котел, в котором температура сжатого пара доводилась до 120°С и более. Автоклав Шамберлена сделался необходимым аппара­том бактериологической лаборатории, а также хирургических и аку­шерских отделений больниц.

Благодаря стерилизации стали возможны парентеральные влива­ния. Гениальные идеи и открытия Пастера составили целую эпоху в биологии и медицине и нашли широкое практическое применение. Он явился основоположником микробиологии как фундаментальной науки и основателем французской школы микробиологов, которая оказала существенное влияние на развитие микробиологии в других странах, и в первую очередь — в России.

Примерно в те же годы сформировалась и успешно работала не­мецкая школа микробиологов во главе с Робертом Кохом (1843-1910). Кох ввел в микробиологическую практику метод выделения чистых культур бактерий на питательных средах, впервые использовал ани­линовые красители для окраски микробных клеток. В 1882 г. он выделил возбудителя туберкулеза (палочки Коха), а в 1883 г. — воз­будителя холеры (вибрион Коха). С 1886 г. Кох проводит исследова­ния, посвященные лечению и профилактике туберкулеза, им был получен первый противотуберкулезный препарат — туберкулин.

На основе бактериологии возник новый раздел медицины — серо- и вакцинотерапия. Как раз в то время, когда Кох сообщил о своем тубер­кулине, появилось замечательное исследование Э. Беринга о лечении столбняка и дифтерии при помощи антитоксической сыворотки. Бе­ринг открыл противодифтерийную сыворотку, опираясь на работу Э. Ру и А. Йерсена, сотрудников Пастера, получивших впервые дифтерий­ный токсин.

Эти работы заложили основы иммунологии. Одним из осново­положников новой науки стал русский ученый И.И. Мечников (1845- i 1916), создатель фагоцитарной, или клеточной теории иммунитета. Мечников и его сторонники видели в основе иммунитета действие антител. Начало учению об антителах положили работы П. Эрлиха, а затем Ж. Борде.

Вклад Пауля Эрлиха (1854-1915) в развитие иммунологии, так же как и в становление и развитие химиотерапии, неоценим. Этот уче­ный впервые сформулировал понятия об активном и пассивном имму­нитете и явился автором всеобъемлющей теории гуморального имму­нитета, в которой объяснялось как происхождение антител, так и их ' взаимодействие с антигенами.

В начале XX столетия произошло и другое важное событие в ис­тории микробиологии, медицины и фармации — становление и разви­тие химиотерапии. В 1909 г. Пауль Эрлих применил при лечении си­филиса синтетическое соединение сальварсан. Химиотерапевтические идеи Эрлиха, соответствующие его иммунологическим воззрениям, по­лучили свое выражение в концепции «большой стерилизующей тера­пии». Они заключались в создании химических соединений («волшеб­ных пуль»), которые, избирательно фиксируясь на рецепторах микроб­ной клетки, оказывают угнетающее действие только на нее, не затраги­вая при этом клеток организма. Эрлихом было установлено губитель­ное действие на трипаносомы ряда красителей, в частности трипаново-го красного, который не повреждал при этом клетки макроорганизма. Постепенно Эрлих стал вводить в молекулу красителей мышьяк, сурь­му, ртуть и другие элементы. Эти работы привели его к открытию роли арсенобензолов как антиспирохетных веществ, а в 1909 г. им был получен препарат для лечения сифилиса, названный сальварсаном, или препаратом «606». Этот препарат уничтожал трипонемы в организме кроликов, не оказывая на животных токсического действия. Через не­сколько лет была получена стабильная и легкорастворимая форма саль­варсана — неосальварсан. Синтез этих противосифилитических препа­ратов явился триумфом химиотерапии.

В «,1908 г. венский студент-химик П. Гельмо в поисках исходных продуктов для создания новых устойчивых красителей синтезировал сульфаниламид. Через год на основе этого сульфаниламида был полу­чен краситель красного цвета хризондин, по своей прочности превос-ходящищмногие другие. Оба вещества не привлекли к себе внимания создателей лекарств, так же как и сообщение в 1932 г. о патенте кон­церна «И|Р. Фарбениндустри» на малорастворимый в воде основной азокрасит|ль пронтозил. Полагали, что запатентован очередной кра­ситель для химической промышленности.

А меж|у тем «краситель» испытывался на предмет выявления ан­тибактериальной активности. Работы велись в обстановке строгой сек­ретности, и^доэтому появление в 1935 г. в одном из медицинских журналов небольшой статьи «Вклад в химиотерапию бактериальных инфекций» зад подписью Герхарда Домагка была большой неожидан­ностью для медицинского мира. В статье сообщалось, что пронтозил, введенный в малой дозе мышам и кроликам, зараженным смертель­ными дозами гемолитических стрептококков (возбудителей тяжелей­ших ангин, ревматизма и других заболеваний), спасал животных от неминуемой гибели. При этом оказалось, что на колонии микроорга­низмов в пробирке препарат не влиял.

С открытием пронтозила («красного стрептоцида») началась новая эра — эра сульфаниламидов. Через три года после опубликования ра­бот Домагк был удостоен Нобелевской премии за это замечательное открытие.

В настоящее время арсенал сульфаниламидов значительно расширил­ся. В 1939 г. в России был синтезирован сульфатиазол, в 50 раз более активный, чем исходный стрептоцид, а сегодня на вооружении врачей имеются различные группы сульфаниламидных препаратов не только противомикробного действия, но и обладающие мочегонными и проти-водиабетическими свойствами. Общее число соединений этого ряда ис­числяется многими тысячами.

После начала Второй мировой войны потребовались новые лечебные препараты, прежде всего для борьбы с гнойными раневыми инфекция­ми. Еще в 1928 г. шотландский микробиолог Александр Флеминг (1881-1955) обратил внимание на отсутствие роста стафилококков вокруг ко­лоний зеленой плесени — гриба рода Penicillium. Флеминг на уровне своего времени изучил этот факт и предположил, что в этих «чистых» областях присутствует соединение с сильным антибактериальным дей­ствием, однако выделить это соединение оказалось непростым делом.

Группе ученых под руководством английского биохимика-патоло­га (уроженца Австралии) Хоуарда Уолтера Флори (1898-1968) и анг­лийского биохимика (уроженца Германии) Эрнста Бориса Чейна (1906-1979) удалось выделить пенициллин и определить его строение. В период с 1942 по 1945 г. была разработана технология получения пенициллина с использованием культуры плесени, которая позволя­ла получать полтонны продукта в месяц.

В 1958 г. химики научились «снимать» с готового пенициллина бензильную группу и присоединять взамен нее другие органические группы. Некоторые из этих полусинтетических веществ, не имеющих аналогов среди природных соединений, обладали более высокой ан­тибактериальной активностью, чем сам пенициллин. Между сороко­выми и пятидесятыми годами XX в. из различных видов микроорга­низмов были выделены и другие антибиотики, в частности стрепто­мицин (Э. Ваксман, 1944).

В начале 30-х годов был синтезирован противомалярийный препа­рат плазмохин, заменяющий естественный алкалоид хинин. В 1932 г. в Германии был синтезирован второй заменитель хинина — атебрин (акрихин).

В настоящее время химиотерапевтические препараты являются одной из самых обширных групп лекарственных средств. Они вклю­чают антибиотики группы пенициллина, цефалоспоринов, тетрацик­лина, стрептомицина, левомицетина, сюда же входят аитибиотики-аминогликозиды, противогрибковые антибиотики.

Значительную группу составляют сульфаниламиды, производные хиноксалина, 8-оксихинолина и 4-оксохинолина, противотуберкулез­ные, противомалярийные, противосифилитические, противоглистные препараты, средства для лечения трихомоноза, лейшманиоза, амеби-оза и других протозойных инфекций.

Особую группу составляют химиотерапевтические средства для лечения злокачественных новообразований.