Речь об убийстве бактерий, разумеется. Плохих, вредных бактерий. Они вызывают различные инфекционные заболевания, и их-то, без сомнений, хочется убивать. Для этого и используются антибиотики. К сожалению, они не отличают плохих от хороших, и бьют всех подряд. Впрочем, обо всём по порядку...
Антибиотики - классные и, в умелых руках, крайне полезные вещества. Спасшие миллионы человеческих жизней. Антибиотики были придуманы для лечения бактериальных инфекций. И сразу уточнение: микромир одними бактериями не ограничивается. Там есть ещё и вирусы, и много кто/что ещё. Несмотря на некоторые данные (противоречивые!), что некоторые антибиотики действуют на некоторые вирусы, общее правило по-прежнему такое: бактериальную инфекцию антибиотиками лечат, вирусную - нет. Всё дело в том, что бактерия - это вполне самостоятельная живая клетка. У неё есть какой-никакой метаболизм, который как раз и можно испортить антибиотиком, испортить с концами. А вирус - это не вполне живой объект, это как раз скорее случай "что", а не "кто". Без клетки, в которую он коварно пролезает, он не может в общем-то ничего. Сам по себе, вирус лишён обмена веществ, поскольку он есть лишь нуклеиновая кислота (РНК или ДНК), окружённая простеньким слоем из белков и липидов. Без биохимических конвейеров внутри. Соответственно, антибиотику некуда влезать и нечего портить. Тем не менее, антибиотики иногда назначаются при вирусных заболеваниях. Не против вирусов, а чтобы не дать каким-нибудь бактериям воспользоваться благоприятным моментом ослабленности организма.
Антибиотики по своей сути - очень натуральные, самые что ни на есть "природные" вещества. Ведь бактерии и прочие микроорганизмы - вовсе не в добрососедских отношениях. Говоря честно, каждая колония из микроорганизмов просто-таки мечтает уничтожить всех "соседей" и господствовать над миром самостоятельно. Или хотя бы замедлить соседское размножение, что в конечном итоге одно и то же. И для этой цели они вырабатывают разнообразные вещества, губительные для других микроорганизмов. То есть, антибиотики. Они бывают "бактерицидами" (убийцами) и "бактериостатиками" (замедляющими размножение). При применении последних человеком, задача по окончательному убийству инфекционного агента ложится на иммунную систему. Но ей всё равно сильно легче, раз эти агенты уже не множатся в геометрической прогрессии... Так вот, антибиотики распространены в природе. Но не все эти вещества непременно безопасны для человека. У микроорганизмов, пытающихся отравить соседей, в конце концов, не было такой задачи - "подобрать для убийства такое вещество, чтобы ещё и для людей безопасно было". Тем не менее, некоторые природные антибиотики оказались вполне безопасными. И в первую очередь, это - пенициллин.
О том, что некоторые виды плесени оказывают благотворное действие на гнойные раны, знали давно, ещё в древнем Египте. Но умным египтянам, конечно, до целенаправленного производства первого антибиотика было очень и очень далеко. Плесень в контексте "а что ж в ней такого, что она так действует на раны и воспаления" не исследовали всерьёз аж до начала XX века. Что интересно, к этому времени уже были работы русских врачей (Манасеин и Полотебнов, 1873), итальянского биолога Гозио (1896), французского врача Дюшена (1897), из которых явнейшим образом следовало, что в плесени сокрыт ключ к борьбе с инфекцией. Но... научное сообщество отнеслось к этим работам равнодушно. Кстати, поначалу не особо впечатлили это самое сообщество и работы Александра Флеминга (а ведь он выделил пенициллин!), первая из которых по этой теме была опубликована в 1928 году. И только когда в 1938-м Флори и Чейн получили устойчивое соединение пенициллина, дело сдвинулось. Массовое производство было налажено к 1943 году (как нельзя кстати! Ведь шла война), а в 1945 году все трое получили "нобелевку". В СССР, впрочем, тоже не дремали: в 1942 году Зинаида Ермольева и Тамара Балезина получили из плесени вещество "крустозин" - это тот же пенициллин. В том же году антибиотик начали производить.
"Лирическое отступление": иногда в интернете проскальзывает информация, что штаммы пенициллинпродуцирующей плесени были украдены на западе советским разведчиком. Мы, разумеется, не в теме политики и работы разведок, но вскользь заметим: пенициллин Флемминга и крустозин были получены из разных штаммов плесени. Чтобы ещё больше засомневаться в версии с кражей штаммов, рекомендуем прочитать научную биографию Ермольевой - потрясающего учёного, выпускницы Ростовского-на-Дону госуниверситета (в то время он назывался "Донской"), которая отметилась в истории науки не только с пенициллином. Достаточно сказать, что, исследуя заболевание холерой, она намеренно себя заразила, чтобы на себе исследовать способы борьбы с возбудителем. Хочется как-нибудь написать о ней большую статью, хоть история - совершенно не наш профиль...
Так вот, пенициллин. Строго говоря, это - не одно вещество, а несколько разных (их так и называют, пенициллинЫ). Отличаются они друг от друга только радикалом (R), а 6-аминопенициллановая кислота для всех пенициллинов является одинаковым фрагментом.
Все они мешают бактериям нормально жить. Как? А вот: многие бактерии отгораживаются от всего надёжной прочной стеной (клеточной стенкой на основе пептидогликана). Пенициллины мешают бактерии выстроить эту защиту. Как промышленные вредители-диверсанты они берут и рушат "производственные процессы" на стенкостроительном заводе. В отличие от диверсантов, не особо и скрываясь. Бедная беззащитная бактерия в результате этого погибает (а так ей и надо!) Выглядит это так (см. анимацию) В анимации главное внимание - на связи между лиловыми кружочками P (peptide cross-link). В хорошей прочной стенке они есть, наподобие арматуры, удерживающей конструкцию. При постройке стены специальные "укладчики арматуры" (транспептидаза, зелёный многоугольник) блокируются пенициллином (фиолетовый многоугольник). Результат - связи не образуются (читать "арматуру разворовали, стенка шатается от малейшего дуновения ветра").
Пенициллины становятся знаменитыми, не только из-за своей бактерицидной способности, но и как указатели на совершенно потрясающую идею: оказывается, можно находить или синтезировать вещества, которые портят бактериям жизнь изнутри, в прямом смысле этого слова! Пролезают в бактерию и бьют им по чувствительным местам. Уж наверное пенициллины - далеко не единственные подобные вещества, логично? Так началась эра антибиотиков.
Генштаб противника, конечно, не дремал. Бактерии нашли, что противопоставить пенициллинам... В следующей серии расскажем, как бактерии борются с антибиотиками, а человеческая наука борется с этой борьбой. "И вновь продолжается бой..."
Подписывайтесь на наш канал! У нас ещё много интересного для обсуждения! :-)
