Berabad-abad yang lalu, diketahui bahwa jamur hijau membantu dalam pengobatan luka bernanah yang parah. Tapi di masa yang jauh itu mereka tidak tahu tentang mikroba atau antibiotik. Deskripsi ilmiah pertama tentang efek terapeutik jamur hijau dibuat pada tahun 70-an abad ke-19 oleh ilmuwan Rusia V.A. Manassein dan A.G. Polotebnov. Setelah itu, jamur hijau dilupakan selama beberapa dekade, dan baru pada tahun 1929 menjadi sensasi nyata yang menjungkirbalikkan dunia ilmiah. Kualitas fenomenal dari organisme hidup yang tidak menyenangkan ini dipelajari oleh Alexander Fleming, profesor mikrobiologi di University of London.

Eksperimen Fleming menunjukkan bahwa kapang hijau menghasilkan zat khusus yang memiliki sifat antibakteri dan menghambat pertumbuhan banyak patogen. Ilmuwan menyebut zat ini penisilin, setelah nama ilmiah jamur yang memproduksinya. Selama penelitian lebih lanjut, Fleming menemukan bahwa penisilin memiliki efek merugikan pada mikroba, tetapi pada saat yang sama tidak memiliki efek negatif pada leukosit, yang secara aktif terlibat dalam memerangi infeksi, dan sel-sel tubuh lainnya. Tetapi Fleming gagal mengisolasi biakan penisilin murni untuk produksi obat-obatan.

Doktrin antibiotik adalah cabang sintetis muda dari ilmu alam modern. Untuk pertama kalinya pada tahun 1940, obat kemoterapi asal mikroba, penisilin, diperoleh dalam bentuk kristal - antibiotik yang membuka era antibiotik.

Banyak ilmuwan bermimpi menciptakan obat yang dapat digunakan dalam pengobatan berbagai penyakit manusia, obat yang dapat membunuh bakteri patogen tanpa menimbulkan efek berbahaya pada tubuh pasien.

Paul Ehrlich (1854-1915), sebagai hasil dari banyak percobaan, pada tahun 1912 mensintesis persiapan arsenik - salvarsan, yang membunuh agen penyebab sifilis secara in vitro. Pada 30-an abad terakhir, sebagai hasil sintesis kimia, senyawa organik baru diperoleh - sulfamid, di antaranya streptosida merah (Prontosil) adalah obat efektif pertama yang memiliki efek terapeutik pada infeksi streptokokus parah.

Untuk waktu yang lama ia berada dalam pengasingan yang indah, kecuali kina, suatu alkaloid dari pohon kina, yang digunakan oleh orang Indian di Amerika Selatan dan Tengah untuk mengobati malaria. Hanya seperempat abad kemudian, persiapan sulfanilamide ditemukan, dan pada tahun 1940 Alexander Fleming mengisolasi penisilin dalam bentuk murni.

Pada tahun 1937, sulfidin, senyawa yang dekat dengan prontosil, disintesis di negara kita. Penemuan obat sulfa dan penggunaannya dalam praktik medis merupakan era yang terkenal dalam kemoterapi banyak penyakit menular, termasuk sepsis, meningitis, pneumonia, erisipelas, gonore, dan beberapa lainnya.

Louis Pasteur dan S. Gebert melaporkan pada tahun 1877 bahwa bakteri aerob menghambat pertumbuhan Bacillus anthracis.

Pada akhir abad ke-19, V. A. Manassein (1841-1901) dan A. G. Polotebnov (1838-1908) menunjukkan bahwa jamur dari genus Penicillium mampu menunda perkembangan patogen sejumlah penyakit kulit manusia dalam kondisi in vivo.

II Mechnikov (1845 - 1916) pada tahun 1894 menarik perhatian pada kemungkinan menggunakan beberapa bakteri saprofit dalam memerangi mikroorganisme patogen.

Pada tahun 1896, R. Gozio mengisolasi senyawa kristal, asam mikofenolat, dari cairan kultur Penicillium brevicompactum, yang menekan pertumbuhan bakteri antraks.

Emmirich dan Low pada tahun 1899 melaporkan zat antibiotik yang diproduksi oleh Pseudomonas pyocyanea, mereka menyebutnya pyocyanase; obat itu digunakan sebagai faktor terapeutik sebagai antiseptik lokal.

Pada tahun 1910-1913, O. Black dan U. Alsberg mengisolasi asam penisilat dari jamur genus Penicillium, yang memiliki sifat antimikroba.

Pada tahun 1929, A. Fleming menemukan obat baru penisilin, yang diisolasi dalam bentuk kristal hanya pada tahun 1940.

Penemuan Fleming

Pada tahun 1922, setelah upaya yang gagal untuk mengisolasi agen penyebab pilek, Fleming secara tidak sengaja menemukan lisozim (nama itu ditemukan oleh Profesor Wright) - enzim yang membunuh beberapa bakteri dan tidak membahayakan jaringan sehat. Sayangnya, prospek penggunaan medis lisozim ternyata agak terbatas, karena cukup efektif melawan bakteri yang bukan agen penyebab penyakit, dan sama sekali tidak efektif melawan organisme penyebab penyakit. Penemuan ini mendorong Fleming untuk mencari obat antibakteri lain yang tidak berbahaya bagi tubuh manusia.

Kecelakaan bahagia berikutnya - penemuan penisilin oleh Fleming pada tahun 1928 - adalah hasil dari serangkaian keadaan yang begitu luar biasa sehingga hampir tidak mungkin untuk mempercayainya. Tidak seperti rekan-rekannya yang teliti yang membersihkan cawan kultur bakteri setelah selesai, Fleming tidak membuang kultur selama 2-3 minggu sampai bangku laboratoriumnya penuh dengan 40-50 cawan. Kemudian dia mulai membersihkan, melihat-lihat budaya satu per satu, agar tidak ketinggalan sesuatu yang menarik. Di salah satu cangkir, ia menemukan jamur, yang mengejutkannya, menghambat kultur bakteri yang diinokulasi. Setelah memisahkan jamur, ia menemukan bahwa "kaldu" tempat jamur tumbuh memperoleh kemampuan nyata untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme, dan juga memiliki sifat bakterisida dan bakteriologis.

Kecerobohan Fleming dan pengamatannya adalah dua faktor dalam serangkaian kecelakaan yang berkontribusi pada penemuan itu. Jamur, yang ternyata merupakan kultur yang terinfeksi, termasuk dalam spesies yang sangat langka. Itu mungkin dibawa dari laboratorium di mana sampel jamur tumbuh dari rumah pasien asma bronkial untuk membuat ekstrak desensitisasi dari mereka. Fleming meninggalkan cangkir yang kemudian menjadi terkenal di meja laboratorium dan pergi beristirahat. Cuaca dingin di London menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan jamur, dan pemanasan selanjutnya bagi bakteri. Ternyata kemudian, penemuan terkenal itu karena kebetulan keadaan ini.

Penelitian awal Fleming memberikan sejumlah wawasan penting tentang penisilin. Dia menulis bahwa itu adalah “zat antibakteri yang efektif... yang memiliki efek nyata pada kokus piogenik dan basil difteri. .. Penisilin, bahkan dalam dosis besar, tidak beracun bagi hewan ... Dapat diasumsikan bahwa itu akan menjadi antiseptik yang efektif bila diterapkan secara eksternal ke daerah yang terkena mikroba sensitif terhadap penisilin, atau bila diberikan di dalam. Mengetahui hal ini, bagaimanapun, Fleming tidak mengambil langkah berikutnya yang jelas, yang 12 tahun kemudian diambil oleh Howard W. Flory untuk melihat apakah tikus akan diselamatkan dari infeksi mematikan jika mereka diobati dengan suntikan kaldu penisilin. Fleming meresepkannya kepada beberapa pasien untuk penggunaan luar. Namun, hasilnya tidak konsisten. Solusinya terbukti tidak stabil dan sulit dimurnikan jika digunakan dalam jumlah besar.

Seperti Institut Pasteur di Paris, departemen vaksinasi di St. Mary's tempat Fleming bekerja didukung oleh penjualan vaksin. Fleming menemukan bahwa selama persiapan vaksin, penisilin membantu melindungi kultur dari staphylococcus aureus. Ini adalah pencapaian teknis, dan ilmuwan menggunakannya secara luas, memberikan pesanan mingguan untuk memproduksi kaldu dalam jumlah besar. Dia berbagi sampel kultur penisilin dengan rekan-rekannya di laboratorium lain, tetapi dia tidak pernah menyebutkan penisilin di salah satu dari 27 makalah dan kuliah yang dia terbitkan pada 1930-an dan 1940-an, bahkan ketika itu tentang zat yang menyebabkan kematian bakteri.

Jadi, pada saat penisilin diperoleh dalam bentuk yang dimurnikan, lima agen antibiotik telah diketahui (asam mikofenolat, piosianase, aktinomisetin, misetin, dan tirotrisin). Selanjutnya, jumlah antibiotik tumbuh pesat dan hingga saat ini, hampir 7000 di antaranya telah dideskripsikan (hanya dibentuk oleh mikroorganisme); sementara hanya sekitar 160 yang digunakan dalam praktik medis. Dengan diterimanya penisilin sebagai obat (1940), arah baru dalam sains muncul - doktrin antibiotik, yang telah berkembang pesat luar biasa dalam beberapa dekade terakhir.

Pada 1970-an, lebih dari 300 antibiotik baru dijelaskan setiap tahun. Pada tahun 1937, Welsh menggambarkan antibiotik pertama yang berasal dari streptomycetic, actimycetin; pada tahun 1939, Krasilnikov dan Korenyako memperoleh mycetin dan Dubos, tyrothricin. Selanjutnya, jumlah antibiotik tumbuh dengan sangat cepat.

Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran tahun 1945 dianugerahkan bersama kepada Fleming, Cheyne dan Flory "untuk penemuan penisilin dan efek penyembuhannya dalam berbagai penyakit menular". Dalam Kuliah Nobel, Fleming mencatat bahwa "keberhasilan fenomenal penisilin telah menyebabkan studi intensif tentang sifat antibakteri jamur dan anggota kerajaan tumbuhan lainnya yang lebih rendah. Hanya sedikit dari mereka yang memiliki sifat seperti itu.

Dalam 10 tahun sisa hidupnya, ilmuwan dianugerahi 25 gelar kehormatan, 26 medali, 18 hadiah, 30 penghargaan dan keanggotaan kehormatan di 89 akademi ilmu pengetahuan dan masyarakat ilmiah.

Efek samping

Namun, antibiotik bukan hanya obat mujarab bagi mikroba, tetapi juga racun yang kuat. Melancarkan perang mematikan di antara mereka sendiri di tingkat dunia mikro, dengan bantuan mereka, beberapa mikroorganisme dengan kejam berurusan dengan yang lain. Manusia memperhatikan sifat antibiotik ini dan menggunakannya untuk tujuannya sendiri - ia mulai berurusan dengan mikroba dengan senjatanya sendiri, menciptakan ratusan obat sintetis yang lebih kuat berdasarkan yang alami. Namun, kemampuan untuk membunuh, yang ditentukan oleh alam itu sendiri, terhadap antibiotik masih tidak dapat dipisahkan dari mereka.

Semua antibiotik, tanpa kecuali, memiliki efek samping! Ini mengikuti dari nama zat tersebut. Sifat alami semua antibiotik untuk membunuh mikroba dan mikroorganisme, sayangnya, tidak dapat diarahkan pada penghancuran hanya satu jenis bakteri atau mikroba. Menghancurkan bakteri dan mikroorganisme berbahaya, antibiotik apa pun pasti memiliki efek depresi yang sama pada semua mikroorganisme berguna yang mirip dengan "musuh", yang, seperti yang Anda tahu, mengambil bagian aktif dalam hampir semua proses yang terjadi di tubuh kita.



Sejarah penemuan antibiotik

Penemuan antibiotik, tanpa berlebihan, dapat disebut sebagai salah satu pencapaian terbesar kedokteran abad terakhir. Penemu antibiotik adalah ilmuwan Inggris Fleming, yang pada tahun 1929 menggambarkan efek bakterisida koloni jamur Penisilin pada koloni bakteri yang tumbuh di sekitar jamur. Seperti banyak penemuan besar lainnya di bidang kedokteran, penemuan antibiotik dibuat secara tidak sengaja. Ternyata ilmuwan Fleming tidak terlalu menyukai kebersihan, dan karena itu sering kali tabung reaksi di rak di laboratoriumnya ditumbuhi jamur. Suatu hari, setelah absen sebentar, Fleming memperhatikan bahwa koloni jamur penisilin yang tumbuh terlalu banyak menekan pertumbuhan koloni bakteri tetangga (kedua koloni tumbuh di tabung reaksi yang sama). Di sini kita harus memberi penghormatan kepada kejeniusan ilmuwan hebat yang berhasil memperhatikan fakta luar biasa ini, yang menjadi dasar asumsi bahwa jamur mengalahkan bakteri dengan bantuan zat khusus yang tidak berbahaya bagi diri mereka sendiri dan mematikan bagi bakteri. Zat ini adalah antibiotik alami - senjata kimia dunia mikro. Memang, pengembangan antibiotik adalah salah satu metode kompetisi yang paling maju antara mikroorganisme di alam. Dalam bentuknya yang murni, substansi, keberadaan yang diduga Fleming, diperoleh selama Perang Dunia Kedua. Zat ini diberi nama penisilin (dari nama jenis jamur dari koloni mana antibiotik ini diperoleh). Selama perang, obat yang luar biasa ini menyelamatkan ribuan pasien yang ditakdirkan mati karena komplikasi purulen. Tapi itu hanya awal dari era antibiotik. Setelah perang, penelitian di bidang ini berlanjut, dan pengikut Fleming menemukan banyak zat dengan sifat penisilin. Ternyata selain jamur, zat dengan sifat serupa juga diproduksi oleh beberapa bakteri, tumbuhan, dan hewan. Penelitian paralel dalam mikrobiologi, biokimia dan farmakologi akhirnya mengarah pada penemuan berbagai antibiotik yang cocok untuk pengobatan berbagai macam infeksi yang disebabkan oleh bakteri. Ternyata beberapa antibiotik dapat digunakan untuk mengobati infeksi jamur atau untuk menghancurkan tumor ganas. Istilah "antibiotik" berasal dari kata Yunani anti, yang berarti melawan dan bios - kehidupan, dan secara harfiah diterjemahkan sebagai "obat melawan kehidupan." Meskipun demikian, antibiotik menyelamatkan dan akan terus menyelamatkan jutaan nyawa.

Kelompok utama antibiotik yang saat ini dikenal

Antibiotik beta-laktam Kelompok antibiotik beta-laktam mencakup dua subkelompok besar antibiotik paling terkenal: penisilin dan sefalosporin, yang memiliki struktur kimia yang serupa.Kelompok penisilin. Penisilin diperoleh dari koloni jamur Penicillium, maka nama kelompok antibiotik ini. Tindakan utama penisilin dikaitkan dengan kemampuannya untuk menghambat pembentukan dinding sel bakteri dan dengan demikian menghambat pertumbuhan dan reproduksi mereka. Selama periode reproduksi aktif, banyak jenis bakteri sangat sensitif terhadap penisilin dan oleh karena itu aksi penisilin bersifat bakterisida.

Sifat penting dan berguna dari penisilin adalah kemampuannya untuk menembus ke dalam sel-sel tubuh kita. Sifat penisilin ini memungkinkan untuk mengobati penyakit menular, agen penyebabnya "bersembunyi" di dalam sel-sel tubuh kita (misalnya, gonore). Antibiotik dari kelompok penisilin telah meningkatkan selektivitas dan karena itu praktis tidak mempengaruhi tubuh orang yang memakai pengobatan. Kerugian penisilin termasuk ekskresinya yang cepat dari tubuh dan perkembangan resistensi bakteri terhadap kelas antibiotik ini. Penisilin biosintetik diperoleh langsung dari koloni kapang. Penisilin biosintetik yang paling terkenal adalah benzilpenisilin dan fenoksimetilpenisilin. Antibiotik ini digunakan untuk mengobati tonsilitis, demam berdarah, pneumonia, infeksi luka, gonore, sifilis.

Penisilin semi-sintetik diperoleh berdasarkan penisilin biosintetik dengan melampirkan berbagai kelompok kimia. Saat ini, ada sejumlah besar penisilin semi-sintetik: amoksisilin, ampisilin, karbenisilin, azlocillin. Keuntungan penting dari beberapa antibiotik dari kelompok penisilin semi-sintetik adalah aktivitasnya melawan bakteri yang resisten terhadap penisilin (bakteri yang menghancurkan penisilin biosintetik). Karena itu, penisilin semi-sintetik memiliki spektrum aksi yang lebih luas dan oleh karena itu dapat digunakan dalam pengobatan berbagai macam infeksi bakteri. Reaksi merugikan utama yang terkait dengan penggunaan penisilin bersifat alergi dan terkadang menjadi alasan untuk tidak menggunakan obat ini.

sekelompok sefalosporin. Sefalosporin juga termasuk dalam kelompok antibiotik beta-laktam dan memiliki struktur yang mirip dengan penisilin. Untuk alasan ini, beberapa efek samping dari kedua kelompok antibiotik tumpang tindih.

Sefalosporin sangat aktif melawan berbagai macam mikroba yang berbeda dan oleh karena itu digunakan dalam pengobatan banyak penyakit menular. Keuntungan penting antibiotik dari golongan sefalosporin adalah aktivitasnya melawan mikroba resisten penisilin (bakteri resisten penisilin). Ada beberapa generasi sefalosporin.

“... namun gadis itu menjadi lebih baik. Suhu turun. Pucat berkurang. Tiga hari telah lama berlalu, yang saya tuntut dari terapis terkenal, dan Katya hidup ...

Dan apakah dia akan hidup?

Sejauh ini, saya hanya bisa mengatakan satu hal: sudah hampir empat puluh tahun saya mengamati penyakit serius ini, dan untuk pertama kalinya saya tidak mengenalinya. Anda telah melakukan keajaiban. Tapi satu burung layang-layang tidak membuat musim semi. Masa depan akan memberi tahu ... "

Beberapa baris dari novel Veniamin Kaverin The Open Book ini menceritakan tentang salah satu penggunaan pertama dari obat antibiotik baru yang fundamental. Dari waktu yang dijelaskan dalam novel, kami dipisahkan oleh beberapa 70 tahun. Tapi di era pra-antibiotik, dokter hampir tidak berdaya melawan infeksi jamur dan bakteri. Dan karena kata "antibiotik" terdengar seperti "keselamatan."

Istilah “antibiotik” (Yunani anti “melawan” dan bios “kehidupan”) diusulkan oleh ahli mikrobiologi Amerika Zelman Waksman pada tahun 1942. Tetapi kemampuan beberapa zat asal alam (jamur) untuk menghambat pertumbuhan zat alami lainnya (bakteri). ) sudah lama dikenal.

Jamur tumbuh di laboratorium.

Bahkan dokter kuno pun akrab dengan sifat penyembuhan jamur jamur, misalnya, orang Indian Maya merawat luka bernanah dengan jamur hijau. Tentu saja, ini hanya pengetahuan praktis, tidak didukung oleh dasar ilmiah.

Pada akhir abad XIX. dokter Rusia yang luar biasa, terapis Vyacheslav Avksentevich Manassein dan dokter kulit Alexei Gerasimovich Polotebnov, menggambarkan dalam tulisan mereka efek mematikan jamur pada patogen. Polotebnov menggunakan emulsi dengan jamur untuk mengobati bisul pada pasien sifilis, yang dijelaskannya dalam buku The Pathological Significance of Mold (1873). Sayangnya, gagasan Manassein dan Polotebnov tidak menerima aplikasi praktis yang luas pada waktu itu.

Fenomena antibiosis penekanan dan penghancuran beberapa mikroorganisme oleh orang lain juga dipelajari oleh ahli mikrobiologi Louis Pasteur. Pada tahun 1887, ia menggambarkan antibiosis antara bakteri tanah dan bakteri antraks. Perkembangan Pasteur dilanjutkan dalam tulisan-tulisan peneliti Italia Bartolomeo Gosio: pada tahun 1896, ia mengisolasi senyawa kristal asam mikofenolat dari cairan yang mengandung biakan jamur penisilin. Ini dianggap sebagai salah satu obat pertama dengan sifat antibakteri. Pyocionase, diperoleh oleh dokter Jerman Rudolf Emmerich dan Oskar Lov pada tahun 1899. Pyocionase mengandung bakteri Bacillus pycyoneus, yang menekan bakteri lain yang menyebabkan kolera, tipus, dan difteri.

Namun, ahli bakteriologi Inggris Alexander Fleming disebut sebagai penemu antibiotik. Fleming sendiri, yang menerima penemuannya pada tahun 1945 Penghargaan Nobel, selalu menugaskan dirinya sebagai seseorang yang hanya "menarik perhatian orang pada penisilin dan memberinya nama."

Kisah penemuan Fleming dikenal luas, sebagian mengingatkan pada anekdot ilmiah, karena ada tempat untuk kecelakaan besar di dalamnya. Pada tahun 1828, Fleming melakukan eksperimen dengan strain stafilokokus. Dalam cawan kultur, ia menumbuhkan koloni bakteri ini. Mungkin salah satu cangkir tidak dicuci dengan baik, mungkin spora jamur masuk ke dalamnya dengan cara lain, tetapi faktanya tetap: pada tanggal 30 September 1928, Fleming memperhatikan bahwa jamur telah tumbuh dalam cangkir dengan stafilokokus. Jika ilmuwan memutuskan untuk membuang budaya yang rusak, penemuan penisilin akan terjadi beberapa saat kemudian. Tapi Fleming tidak mau membersihkan, dan setelah beberapa waktu, kembali ke cangkir yang sama, dia melihat bahwa jamur telah menghancurkan koloni staphylococcus. Penasaran dengan fenomena ini, Fleming mulai mengisolasi zat aktif dari jamur kapang, yang memiliki efek merugikan pada sel bakteri. Dia segera menerima zat yang dia sebut penisilin untuk menghormati "pelaku" peristiwa itu, jamur Penicillium notatum.

A. Fleming di laboratorium. 1945

Pada 13 September 1929, pada pertemuan Klub Penelitian Medis di Universitas London, Alexander Fleming membuat laporan tentang penemuannya. Dia dengan jujur ​​​​menunjukkan kekurangan penisilin, yang utamanya adalah ketidakstabilannya, tidak dapat disimpan untuk waktu yang lama, itu runtuh dan kehilangan sifat-sifatnya. Selain itu, obat itu "kotor", dengan banyak pengotor protein, dan hanya ada dalam konsentrasi rendah. Ini memperumit kemungkinan penggunaan penisilin dalam praktik medis: untuk mencapai efek yang diinginkan, penisilin harus diberikan dalam volume besar; ini, serta adanya kotoran, membuat obat ini cukup berbahaya bagi pasien.

Ahli biokimia dan farmakologi Inggris Howard Florey dan Ernst Chain mulai bekerja untuk mengisolasi penisilin dalam bentuk yang dapat digunakan dan dengan demikian memperoleh obat yang paling efektif. Fleming, yang tidak pernah berhasil menciptakan bentuk penisilin yang stabil, pada saat itu telah mendingin dengan penemuannya. Flory dan Chain terus bekerja keras; mengingat waktu itu, Flory menulis: “... kami mengerjakan penisilin dari pagi hingga sore. Kami tertidur dengan pikiran tentang penisilin, dan satu-satunya keinginan kami adalah memecahkan misterinya.

Kedua Perang Dunia, London dan sekitarnya dibom oleh pesawat Jerman, tetapi para ilmuwan yang bekerja di laboratorium Universitas Oxford memiliki alasan untuk bersukacita: pada Mei 1940, tikus putih yang sekarat, yang terinfeksi streptokokus, disembuhkan dengan obat baru.

Namun, untuk kemenangan penuh penisilin, perlu untuk mengujinya pada manusia. Pada musim gugur 1940, kasus seperti itu muncul dengan sendirinya: seorang pria dibawa ke salah satu klinik di Oxford, yang sekarat karena infeksi yang disebabkan oleh Staphylococcus aureus. Semuanya berawal dari luka kecil di sudut mulut: bernanah dan tidak sembuh-sembuh, meski sudah diobati. Kemudian infeksi menyebar ke kulit wajah, tangan, dan yang terpenting menyerang paru-paru. Pasien sedang sekarat, tidak mungkin menyelamatkannya dengan cara apa pun yang tersedia, dan oleh karena itu para dokter memberanikan diri untuk memberinya suntikan penisilin. Obat itu memiliki efek yang luar biasa, pasien dengan cepat pulih, namun, kristal penisilin, yang pada saat itu hanya diperoleh dalam kondisi laboratorium, sangat lambat dan dalam jumlah kecil, tidak cukup untuk penyembuhan total ... Masalah utama para ilmuwan adalah bahwa Inggris selama perang tidak memiliki sumber daya material untuk membangun produksi penisilin.

Tetapi sumber daya seperti itu dimiliki oleh kekuatan lain, Amerika Serikat, di mana Howard Flory mencari dukungan komersial. Tapi orang tidak bisa menyalahkan Amerika karena mengambil ide yang sudah jadi. Di Amerika Serikat, penelitian juga sedang berlangsung pada waktu itu: ahli mikrobiologi terkemuka, yang dipimpin oleh Zelman Waksman, berusaha mengisolasi bentuk murni dan stabil dari obat penyelamat jiwa. Waksman memulai penelitiannya dengan hal yang sama yang pernah diminati Louis Pasteur: dengan antagonisme bakteri tanah dan basil tuberkulosis. Pada tahun 1943, upaya Waksman dan kelompoknya dimahkotai dengan sukses: antibiotik streptomisin diisolasi, yang aktif melawan agen penyebab wabah dan tuberkulosis.

Z. Waksman di laboratorium. 1953

Uji coba penisilin Inggris pertama yang berhasil pada manusia terjadi di Amerika Serikat. Itu terjadi pada bulan Maret 1942. Anna Miller, seorang pasien di sebuah rumah sakit di New Haven, Connecticut, telah terbaring di tempat tidur dengan demam tinggi selama 11 hari. Wanita itu sekarat karena sepsis streptokokus. Tapi kecelakaan yang menyenangkan, teman penemuan yang abadi! Teman Howard, Flory, sedang dirawat di kamar sebelah. Setelah mengetahui tentang pasien yang sekarat, dia menyarankan agar para dokter menggunakan kesempatan terakhir: penisilin yang tidak diketahui. Keesokan harinya setelah pemberian obat, suhu tubuh Anna turun. Dan pada Mei 1942 dia meninggalkan rumah sakit dalam keadaan sehat. Dan pada tahun 1990, Anna Miller berusia 82 tahun, dan untuk menghormatinya, serta untuk menghormati keajaiban penisilin pertama, perayaan diadakan di Museum Ilmu Pengetahuan Alam Smithsonian di Washington.

Ilmuwan Soviet pada waktu itu berada dalam isolasi intelektual yang dipaksakan pada tahun 1930-an dan 1940-an.Mempelajari jurnal asing, dan bahkan komunikasi yang lebih aktif dengan rekan-rekan dari luar negeri, berbahaya dan, oleh karena itu, hampir tidak mungkin. Oleh karena itu, mikrobiologi dan farmakologi Soviet berkembang secara independen, tetapi pada saat yang sama sangat berhasil. Kehormatan menemukan penicillin crustosin Soviet (dinamai dari jamur Penicillium crustosum) adalah milik ahli mikrobiologi Zinaida Vasilievna Yermolyeva. Dia juga berdiri di asal-usul organisasi produksi industri crustosine, dan ini dilakukan pada waktu yang paling diperlukan untuk saat itu: pada puncak Great Perang Patriotik. Ribuan orang yang terluka diselamatkan dari komplikasi pasca operasi dan infeksi luka berkat penisilin-krustosin. Menariknya, ketika pada tahun 1944 Howard Flory datang ke Moskow bersama sekelompok ilmuwan dan mengusulkan untuk melakukan uji komparatif penisilin dan crustosin Soviet, crustosin ternyata lebih efektif!

Penisilin diproduksi oleh Glaxo. 1950

Jamur jamur di bawah mikroskop.

Penisilin, streptomisin, dan krustasin diikuti oleh antibiotik lain. Tapi "euforia antibiotik" dengan cepat berubah menjadi kehati-hatian. Ternyata agen infeksius "dapat dilatih" banyak strain telah mengembangkan resistensi terhadap antibiotik. Dan selama bertahun-tahun sekarang, ahli mikrobiologi telah bersaing dengan bakteri yang akan beradaptasi lebih cepat: antibiotik baru muncul, tetapi jenis mikroorganisme yang resisten terhadapnya juga muncul. Ada juga bakteri yang resisten bukan hanya terhadap satu, melainkan beberapa jenis antibiotik sekaligus.

Namun, masa depan menunjukkan "tanda-tanda pertama", seperti penisilin, crustosin, streptomisin, adalah pertanda revolusi sejati dalam kedokteran. Kemenangan atas bakteri membebaskan manusia dari banyak ancaman. Sayangnya, ingatan manusia pendek, dan penghormatan terhadap keajaiban berlalu terlalu cepat, tetapi ini sama sekali tidak mengurangi kehebatan penemuan, dan khususnya penemuan antibiotik.

Membaca instruksi

Menurut para dokter, meluasnya pendapat tentang tidak berguna atau bahkan berbahayanya antibiotik disebabkan oleh fakta bahwa hampir separuh dari kasus-kasus tersebut, obat-obatan tersebut diminum tanpa rekomendasi dokter dan tidak sesuai indikasi. Misalnya, mereka mencoba mengobati infeksi virus, flu yang sama, meskipun antibiotik tidak aktif melawan virus.

Laboratorium Lembaga Penelitian untuk penemuan antibiotik baru. G.F. Gause.

Sekarang banyak yang bahkan tidak menyangka bahwa penemu antibiotik adalah penyelamat banyak nyawa. Tetapi baru-baru ini, sebagian besar penyakit dan luka dapat menyebabkan pengobatan yang sangat lama dan seringkali tidak berhasil. 30% pasien meninggal karena pneumonia sederhana. Sekarang hasil yang mematikan hanya mungkin terjadi pada 1% kasus pneumonia. Dan itu menjadi mungkin berkat antibiotik.

Kapan obat-obatan ini muncul di apotek dan terima kasih kepada siapa?

Langkah pertama menuju penemuan

Saat ini, dikenal luas di abad mana antibiotik ditemukan. Juga tidak ada pertanyaan tentang siapa yang menemukan mereka. Namun, seperti dalam kasus antibiotik, kita hanya tahu nama orang yang paling dekat dengan penemuan dan membuatnya. Biasanya sejumlah besar ilmuwan di berbagai negara menangani satu masalah.

Langkah pertama menuju penemuan obat adalah penemuan antibiosis - penghancuran beberapa mikroorganisme oleh orang lain.

Dokter dari Kekaisaran Rusia Manassein dan Polotebnov mempelajari sifat-sifat cetakan. Salah satu kesimpulan dari karya mereka adalah pernyataan tentang kemampuan kapang untuk melawan berbagai bakteri. Mereka menggunakan sediaan jamur untuk mengobati penyakit kulit.

Kemudian ilmuwan Rusia Mechnikov memperhatikan kemampuan bakteri yang terkandung dalam produk susu fermentasi untuk memiliki efek menguntungkan pada saluran pencernaan.

Yang paling dekat dengan penemuan obat baru adalah seorang dokter Prancis bernama Duchen. Dia memperhatikan bahwa orang-orang Arab menggunakan jamur untuk mengobati luka di punggung kuda. Mengambil sampel jamur, dokter melakukan eksperimen pada pengobatan babi guinea dari infeksi usus dan menerima hasil positif. Disertasi yang ditulisnya tidak mendapat tanggapan dari komunitas ilmiah saat itu.

Ini adalah sejarah singkat perjalanan penemuan antibiotik. Faktanya, banyak orang kuno menyadari kemampuan jamur untuk secara positif mempengaruhi penyembuhan luka. Namun, kurangnya metode dan teknik yang diperlukan membuat obat murni tidak mungkin muncul pada saat itu. Antibiotik pertama baru muncul pada abad ke-20.

Penemuan langsung antibiotik

Dalam banyak hal, penemuan antibiotik adalah hasil kebetulan dan kebetulan. Namun, hal yang sama dapat dikatakan tentang banyak penemuan lainnya.

Alexander Fleming mempelajari infeksi bakteri. Pekerjaan ini menjadi sangat relevan selama Perang Dunia Pertama. Perkembangan teknologi militer telah menyebabkan munculnya lebih banyak luka. Luka akan terinfeksi, menyebabkan amputasi dan kematian. Fleming-lah yang mengidentifikasi agen penyebab infeksi - streptokokus. Ia juga membuktikan bahwa antiseptik tradisional untuk obat tidak mampu membasmi infeksi bakteri secara tuntas.

Ada jawaban tegas untuk pertanyaan pada tahun berapa antibiotik ditemukan. Namun, ini didahului oleh 2 penemuan penting.

Pada tahun 1922, Fleming menemukan lisozim, salah satu komponen air liur kita, yang memiliki kemampuan untuk menghancurkan bakteri. Selama penelitiannya, ilmuwan menambahkan air liurnya ke cawan petri tempat bakteri disemai.

Pada tahun 1928, Fleming menaburkan staphylococcus aureus di cawan petri dan meninggalkannya untuk waktu yang lama. Secara kebetulan, partikel jamur masuk ke tanaman. Ketika, setelah beberapa saat, ilmuwan kembali bekerja dengan bakteri staphylococcus yang diunggulkan, ia menemukan bahwa jamur telah tumbuh dan menghancurkan bakteri. Efek ini tidak dihasilkan oleh cetakan itu sendiri, tetapi oleh cairan transparan yang dihasilkan selama hidupnya. Ilmuwan menamai zat ini untuk menghormati jamur jamur (Penicillium) - penisilin.

Selanjutnya, ilmuwan melanjutkan penelitian tentang penisilin. Dia menemukan bahwa zat tersebut secara efektif mempengaruhi bakteri, yang sekarang disebut gram positif. Namun, ia juga mampu menghancurkan agen penyebab gonore, meskipun termasuk mikroorganisme gram negatif.

Penelitian berlanjut selama bertahun-tahun. Tetapi ilmuwan tidak memiliki pengetahuan kimia yang diperlukan untuk mendapatkan zat murni. Hanya zat murni yang diisolasi yang dapat digunakan untuk tujuan medis. Eksperimen berlanjut hingga 1940. Tahun ini, Penisilin diteliti oleh ilmuwan Flory and Chain. Mereka mampu mengisolasi zat dan mendapatkan obat yang cocok untuk memulai uji klinis. Hasil pengobatan manusia pertama yang berhasil diperoleh pada tahun 1941. Tahun yang sama dianggap sebagai tanggal munculnya antibiotik.

Sejarah penemuan antibiotik sudah cukup lama. Hanya selama Perang Dunia Kedua menjadi mungkin untuk memproduksinya secara massal. Fleming adalah seorang ilmuwan Inggris, tetapi tidak mungkin memproduksi obat di Inggris pada waktu itu - ada permusuhan. Oleh karena itu, sampel obat pertama dirilis di Amerika Serikat. Sebagian obat digunakan untuk kebutuhan internal negara, dan sebagian lainnya dikirim ke Eropa, ke pusat permusuhan untuk menyelamatkan tentara yang terluka.

Setelah perang berakhir, pada tahun 1945, Fleming, serta penerusnya Howard Florey dan Ernst Chain, menerima Hadiah Nobel untuk jasa mereka di bidang kedokteran dan fisiologi.

Seperti banyak penemuan lain, menjawab pertanyaan "siapa yang menemukan antibiotik" itu sulit. Ini adalah hasil kerja bersama dari banyak ilmuwan. Masing-masing dari mereka memberikan kontribusi yang diperlukan untuk proses penemuan obat, yang tanpanya sulit membayangkan obat modern.

Pentingnya penemuan ini

Sulit untuk membantah bahwa penemuan penisilin dan penemuan antibiotik adalah salah satu peristiwa terpenting abad ke-20. Produksi massalnya membuka tonggak baru dalam sejarah kedokteran. Beberapa tahun yang lalu, pneumonia biasa berakibat fatal. Setelah Fleming menemukan antibiotik, banyak penyakit tidak lagi menjadi hukuman mati.

Terkait erat adalah antibiotik dan sejarah Perang Dunia II. Berkat obat-obatan ini, banyak kematian tentara dicegah. Setelah terluka, banyak dari mereka mengembangkan penyakit menular parah yang dapat menyebabkan kematian atau amputasi anggota badan. Obat baru mampu secara signifikan mempercepat pengobatan mereka dan meminimalkan kerugian manusia.

Setelah revolusi dalam kedokteran, beberapa orang berharap bahwa bakteri dapat dimusnahkan secara total dan permanen. Namun, penemu antibiotik modern sendiri tahu tentang kekhasan bakteri - kemampuan fenomenal untuk beradaptasi dengan kondisi yang berubah. Saat ini, obat-obatan memiliki mekanisme untuk memerangi mikroorganisme, tetapi mereka juga memiliki cara sendiri untuk melindungi diri dari obat-obatan. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk menghancurkannya sepenuhnya (setidaknya sekarang), apalagi, mereka terus berubah dan jenis bakteri baru muncul.

Masalah resistensi

Bakteri adalah organisme hidup pertama di planet ini, dan selama ribuan tahun mereka telah mengembangkan mekanisme untuk bertahan hidup. Setelah ditemukannya penisilin, diketahui tentang kemampuan bakteri untuk beradaptasi dengannya, bermutasi. Dalam hal ini, antibiotik menjadi tidak berguna.

Bakteri bereproduksi cukup cepat untuk meneruskan semua informasi genetik ke koloni berikutnya. Dengan demikian, bakteri generasi berikutnya akan memiliki mekanisme “pertahanan diri” dari obat. Misalnya, antibiotik methicillin ditemukan pada tahun 1960. Kasus pertama perlawanan terhadapnya didaftarkan pada tahun 1962. Pada saat itu, 2% dari semua kasus penyakit di mana methicillin diresepkan tidak menanggapi pengobatan. Pada tahun 1995, menjadi tidak efektif dalam 22% kasus klinis, dan setelah 20 tahun, bakteri menjadi resisten pada 63% kasus. Antibiotik pertama diperoleh pada tahun 1941, dan pada tahun 1948 bakteri resisten muncul. Biasanya, resistensi obat pertama kali muncul beberapa tahun setelah obat ditempatkan di pasar. Itu sebabnya obat baru muncul secara teratur.

Selain mekanisme alami "pertahanan diri", bakteri memperoleh resistensi terhadap obat-obatan karena penyalahgunaan antibiotik oleh orang itu sendiri. Alasan mengapa obat ini menjadi kurang efektif:

1. Pemberian antibiotik sendiri. Banyak yang tidak tahu tujuan sebenarnya dari obat-obatan ini, dan meminumnya atau penyakit ringan. Juga terjadi bahwa dokter pernah meresepkan satu jenis obat, dan sekarang pasien meminum obat yang sama ketika dia sakit.
2. Ketidakpatuhan dengan jalannya pengobatan. Seringkali pasien menghentikan obat ketika dia mulai merasa lebih baik. Tetapi untuk penghancuran total bakteri, Anda perlu minum pil untuk waktu yang ditunjukkan dalam instruksi.
3. Kandungan antibiotik dalam makanan. Penemuan antibiotik memungkinkan untuk menyembuhkan banyak penyakit. Sekarang obat ini banyak digunakan oleh petani untuk pengobatan ternak, dan pemusnahan hama yang merusak tanaman. Dengan demikian, antibiotik masuk ke tanaman daging dan sayuran.

Pro dan kontra

Dapat dikatakan dengan tegas bahwa penemuan antibiotik modern diperlukan, dan itu memungkinkan untuk menyelamatkan nyawa banyak orang. Namun, seperti penemuan apa pun, obat ini memiliki pro dan kontra.

Aspek positif dari menciptakan antibiotik:

• penyakit yang sebelumnya dianggap fatal jauh lebih kecil kemungkinannya untuk berakhir dengan kematian;
• ketika obat ini ditemukan, harapan hidup orang meningkat (2-3 kali di beberapa negara dan wilayah);
• bayi baru lahir dan bayi meninggal enam kali lebih jarang;
• tingkat kematian wanita setelah melahirkan menurun 8 kali lipat;
• jumlah epidemi dan jumlah korbannya menurun.

Setelah sediaan antibiotik pertama ditemukan, sisi negatif dari penemuan ini mulai diketahui. Pada saat pembuatan obat berbasis penisilin, ada bakteri yang resisten terhadapnya. Oleh karena itu, para ilmuwan harus menciptakan beberapa jenis obat lain. Namun, secara bertahap, mikroorganisme mengembangkan resistensi terhadap "agresor". Karena itu, perlu diciptakan obat baru dan baru yang mampu menghancurkan patogen yang bermutasi. Dengan demikian, setiap tahun ada jenis antibiotik baru, dan jenis bakteri baru yang resisten terhadapnya. Beberapa peneliti mengatakan bahwa saat ini, sekitar sepersepuluh patogen penyakit menular kebal terhadap obat antibakteri.

GBOU kota Moskow Gymnasium No. 1505

"Laboratorium-Laboratorium Pedagogis Kota Moskow"

abstrak
Resistensi bakteri terhadap antibiotik

Alexseyonok Maria

Pengawas: Nozdracheva A.N.

Bab 1 Antibiotik………………..……………………………….…………………11

1. Apa itu antibiotik? ……………..……………………………….….………4
2. Sejarah antibiotik …..……………………………….……………4
3. Bagaimana antibiotik mempengaruhi bakteri? ..………………….……………4
4. Mengapa antibiotik tidak membunuh sel inang? …..…………..5
5. Munculnya resistensi antibiotik pada bakteri ……………….……5

……………………6

Bab 3 Transfer Gen Horizontal………………….………………………….8

Bab 4. Biofilm………………………..………………..……………………….…..9

Kesimpulan………………………………………………………………………………..10

Bibliografi ………………………………….…………………………………..10
pengantar

Saat ini, antibiotik banyak digunakan dalam pengobatan. Namun dalam perjalanan penggunaannya, ditemukan munculnya resistensi antibiotik pada bakteri. Dan semakin lama manusia diobati dengan antibiotik, semakin cepat bakteri beradaptasi dengan obat baru, karena tidak hanya gen resistensi itu sendiri yang dipilih, tetapi juga mekanisme untuk akuisisi cepat mereka oleh bakteri patogen. Ilmu pengetahuan mulai menyelidiki penyebab fenomena ini dan mengidentifikasi beberapa mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik.

Topik ini telah dipertimbangkan oleh banyak ilmuwan, dan karena itu ditulis dalam bahasa ilmiah. Saya tertarik pada masalah stabilitas karena dua alasan. Pertama, kakek saya jatuh sakit, dan dalam proses pengobatannya muncul masalah, karena bakteri penyebab penyakitnya ternyata resisten terhadap hampir semua antibiotik. Juga, ibu saya sedang mempelajari masalah ini, dan menjadi menarik bagi saya untuk memahami topik ini. Saya menyadari bahwa masalah ini sangat penting bagi semua orang. Oleh karena itu, saya memutuskan untuk menulis tentang resistensi bakteri terhadap antibiotik dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh anak sekolah.

Tujuan esai saya adalah untuk mempelajari dan menyajikan dalam bahasa yang dapat dipahami oleh anak-anak sekolah mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik.

Saya diberi tugas sebagai berikut:

1. Definisikan antibiotik

2. Beri tahu siapa dan kapan antibiotik ditemukan.

3. Mendeskripsikan mekanisme kerja antibiotik pada bakteri.

4. Jawab pertanyaan: "Mengapa antibiotik tidak membunuh sel eukariotik?"

5. Mendeskripsikan mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik.

6. Jelaskan apa itu biofilm dan transfer gen horizontal dan apa perannya dalam resistensi bakteri terhadap antibiotik.

Struktur karya: abstrak terdiri dari pendahuluan, bab dengan tinjauan teoritis, kesimpulan dan sumber.

Bab 1 Antibiotik

1.1 Apa itu antibiotik?

Antibiotik pada awalnya didefinisikan sebagai zat organik yang berasal dari alam atau semi-sintetis, yang mampu membunuh bakteri atau memperlambat pertumbuhannya. Baru-baru ini, dokter dan ilmuwan tidak lagi memisahkan konsep antibiotik dan obat kemoterapi (antibiotik yang sepenuhnya berasal dari sintetis).

1.2 Sejarah antibiotik

Sejak zaman kuno, orang telah menggunakan jamur untuk mendisinfeksi luka. Tetapi antibiotik pertama (penisilin) ​​ditemukan pada tahun 1928 oleh Alexander Fleming. Penisilin untuk penggunaan terapeutik dikembangkan oleh para ilmuwan Flory and Chain.

Setelah ditemukannya penisilin, para ilmuwan menemukan banyak antibiotik lain, seperti: actinomycin, neomycin, streptothricin, bacitracin, polymyxin, viomycin, chloramphenicol. Para ilmuwan telah mengembangkan modifikasi kimia antibiotik alami yang memiliki sifat obat yang lebih baik. Mereka kurang beracun, tidak rusak dalam tubuh manusia lebih lama, menembus lebih baik ke dalam organ dan jaringan, dan mampu menekan lebih banyak jenis bakteri.
1.3. Bagaimana antibiotik mempengaruhi bakteri?

Antibiotik mengikat secara ireversibel ke target (enzim yang terlibat dalam sintesis DNA, RNA, protein dan dinding sel), yang mengarah pada penghentian reaksi kunci (vital). Akibatnya, bakteri mati atau berhenti membelah (Gbr. 1).

Gambar 1. Mekanisme kerja antibiotik pada bakteri.

1.4. Mengapa antibiotik tidak membunuh sel inang?

Karena struktur protein eukariotik yang bertanggung jawab untuk reaksi biokimia kunci dalam sel berbeda dari yang prokariotik, antibiotik yang bekerja pada bakteri tidak beracun bagi eukariota. Kelompok antibiotik yang paling aman adalah penisilin, karena mereka mengganggu pembentukan peptidoglikan, yang merupakan bagian dari dinding sel bakteri. Eukariota tidak membentuk peptidoglikan.

1.5. Munculnya resistensi antibiotik pada bakteri

Penciptaan antibiotik pertama membantu umat manusia mengatasi banyak penyakit mematikan. Misalnya dengan TBC, pneumonia, berbagai infeksi stafilokokus, dan banyak lainnya. Namun, sedikit lebih dari 10 tahun setelah dimulainya penggunaan antibiotik pertama, ternyata bakteri mengembangkan resistensi terhadapnya. Selain itu, di tahun-tahun terakhir Para ilmuwan telah menemukan bahwa resistensi terhadap antibiotik baru sekarang muncul lebih cepat dari sebelumnya. Penelitian ilmiah selama bertahun-tahun tentang semua masalah yang terkait dengan munculnya resistensi pada bakteri telah mengidentifikasi tiga penyebab utama fenomena ini. Yang pertama adalah transfer gen horizontal.

stabilitas, yang kedua adalah terjadinya mutasi spontan, dan yang ketiga adalah pembentukan biofilm oleh bakteri.

Sekarang mari kita lihat lebih dekat mekanisme utama dan jalur munculnya resistensi antibiotik.

Bab 2. Mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik
Gambar 2. Mekanisme biokimia resistensi obat. Disusun berdasarkan skema yang diberikan dalam artikel oleh S. Z. Mindlin, M.A. Petrova, I.A. Bass, Zh.M. Gorlenko. Asal, evolusi dan migrasi gen resistensi obat // Genetika.

2006. V. 42. No. 11. S.1495.
Berbagai mekanisme biokimia menyebabkan resistensi antibiotik pada bakteri (Gbr. 2).

Ada mekanisme berikut:

1. Penurunan permeabilitas membran.
2. Penghapusan aktif antibiotik dari sel.
3. inaktivasi antibiotik.
4. Modifikasi antibiotik.
5. Modifikasi molekul target.

Mekanisme resistensi lain yang lebih jarang juga diketahui.

Mekanisme pertama adalah mengurangi permeabilitas membran sel dengan mengubah komposisi kimianya.

Jika antibiotik telah menembus ke dalam bakteri, maka antibiotik tersebut dapat dikeluarkan secara aktif dari sel atau dinonaktifkan. Transpor aktif antibiotik keluar sel terjadi karena kerja protein khusus yang membentuk pompa transmembran yang mengangkut antibiotik. Inaktivasi terjadi karena bakteri membentuk enzim khusus yang mengubah struktur kimia antibiotik, akibatnya ia kehilangan aktivitas antibakterinya. Perubahan struktur kimia dapat terjadi melalui degradasi atau modifikasi antibiotik. Degradasi adalah proses penghancuran suatu molekul antibiotik, misalnya karena hidrolisis. Modifikasi adalah proses mengubah struktur molekul antibiotik, misalnya dengan menambahkan gugus kimia fungsional tambahan Gugus fungsi adalah fragmen struktural dari molekul organik (kelompok atom tertentu) yang menentukan sifat kimianya.

Mekanisme lain adalah modifikasi molekul target bakteri, akibatnya pengikatan antibiotik dan target terganggu. Targetnya adalah molekul yang diikat oleh antibiotik dan mengganggu fungsinya, yang mengakibatkan kematian bakteri. Target yang paling umum adalah DNA polimerase, RNA polimerase, dan ribosom. Dan untuk -laktamase, targetnya adalah dipeptida dari mana dinding sel terbentuk. Modifikasi target terjadi karena terjadinya mutasi gen spontan atau adanya gen khusus. Resistensi rifampisin adalah contoh utama resistensi yang dihasilkan dari mutasi gen. Rifampisin berikatan dengan salah satu protein (subunit beta) yang merupakan bagian dari RNA polimerase, mengakibatkan inaktivasi seluruh enzim. Resistensi rifampisin dihasilkan dari mutasi pada gen yang mengkode subunit beta. Ini karena transversi urutan AT menjadi TA. Akibatnya, dalam protein subunit beta, asam aspartat digantikan oleh valin. Akibatnya, rifampisin tidak lagi mampu mengikat enzim yang diubah ini. Frekuensi mutasi yang relatif tinggi pada gen subunit beta RNA polimerase menyebabkan seleksi cepat mutan resisten, yang sangat membatasi penggunaan antibiotik ini terhadap bakteri yang rentan.

Dari mekanisme yang lebih jarang, pembentukan pirau metabolik diketahui - penggantian satu rantai reaksi dengan yang lain. Misalnya, mekanisme ini digunakan oleh enterococci untuk resistensi terhadap vankomisin.

Antibiotik ini mengikat secara ireversibel ke dipeptida D-Ala-D-Ala, yang merupakan bagian dari molekul prekursor dari mana dinding sel terbentuk. Akibat hubungan ini, dinding sel tidak dapat terbentuk, dan bakteri selalu mati. Para ilmuwan berpikir bahwa resistensi terhadap antibiotik semacam itu tidak akan muncul, tetapi setelah 30 tahun muncul. Pada strain yang resisten, alih-alih dipeptida D-Ala-D-Ala, yang lain ditemukan - D-Ala-D-Lac, yang tidak mengikat antibiotik. Bakteri resisten memiliki tujuh gen tambahan yang berasal dari transfer horizontal. Gen-gen inilah yang terlibat dalam sintesis prekursor dinding sel alternatif. Dan hanya setelah antibiotik masuk ke dalam sel.

Ada juga mekanisme stabilitas yang menarik seperti tiruan dari molekul target. Para peneliti telah menemukan protein dalam bakteri Mycobacterium smegmatis dan Mycobacterium bovis yang terlipat menjadi struktur tersier yang sangat mirip dengan struktur heliks ganda DNA. Protein ini terdiri dari 5 asam amino yang digulung menjadi heliks tangan kanan dengan lebar yang persis sama, dengan muatan dan spektrum penyerapan cahaya yang sama dengan molekul DNA. Antibiotik (dari kelompok fluoroquinolones) yang telah menembus ke dalam sel mengikat protein, dan bukan ke DNA. Akibatnya, antibiotik tidak mempengaruhi sintesis DNA.

Satu sel bakteri secara bersamaan dapat memiliki beberapa mekanisme resistensi yang berbeda terhadap satu antibiotik.

Resistensi bakteri terhadap antibiotik dapat bersifat bawaan atau didapat. Resistensi kongenital mungkin karena kekhasan struktur struktur eksternal atau kemampuan spesies atau genus bakteri tertentu untuk mengeluarkan zat yang menonaktifkan antibiotik. Dan resistensi didapat terjadi ketika gen ditransfer melalui transfer gen horizontal, atau karena terjadinya mutasi spontan. Semua mekanisme yang dimiliki bakteri diwariskan, karena mereka dikodekan pada DNA.

Bab 3 Transfer Gen Horizontal

Transfer gen horizontal (HGT) adalah proses mentransfer informasi genetik ke organisme yang bukan keturunan. HIP membutuhkan partisipasi setidaknya dua proses independen: transfer fisik DNA dan integrasi DNA yang ditransfer ke dalam genom penerima, yang dengannya sifat-sifat yang diperoleh dengan cara ini diwariskan secara stabil.

Peran utama dalam HGT dimainkan oleh berbagai elemen genetik seluler: plasmid, transposon, elemen IS, dan lainnya.

Plasmid adalah unsur genetik ekstrakromosomal berupa molekul DNA tertutup atau linier yang dapat eksis secara otonom di dalam sel dalam waktu yang lama. Plasmid melakukan transfer fisik gen antara sel-sel bakteri yang berbeda. Mereka juga merupakan platform di mana ada pertukaran materi genetik yang konstan melalui berbagai sistem rekombinasi. Rekombinasi adalah proses pertukaran potongan DNA yang serupa.

Transposon adalah urutan DNA yang dapat bergerak di dalam genom. Transposon mengandung gen transposisi dan gen tambahan dan terbatas pada pengulangan terminal langsung atau terbalik khusus.

Elemen IS mirip dengan transposon, tetapi mereka hanya mengkode protein yang terlibat dalam proses transposisi. Mereka juga dapat menjadi bagian dari transposon kompleks.

Karena penggunaan antibiotik yang tidak terkontrol secara besar-besaran dan ekologi yang buruk, telah terjadi penurunan penghalang alami yang membatasi kemungkinan HIP pada bakteri. Hal ini telah menyebabkan gen resistensi antibiotik.

mulai ditransmisikan pada frekuensi yang lebih tinggi dari sebelumnya.

Bab 4. Biofilm

Resistensi antibiotik juga dapat timbul melalui pembentukan biofilm oleh bakteri. Biofilm adalah sistem superseluler yang terdiri dari komunitas bakteri dengan struktur film. Biofilm mampu bertahan pada dosis terapi maksimum antibiotik. Biofilm dapat menunjukkan resistensi terhadap beberapa antibiotik. Ini terjadi karena alasan berikut.

1. Keberadaan dalam biofilm dari bentuk bakteri atau persisten tertentu yang persisten. Persisten adalah bentuk khusus dari sel di mana reaksi biokimia tidak terjadi. Jadi, antibiotik tidak mempengaruhi sel, karena tidak ada reaksi yang terjadi di dalamnya, tetapi antibiotik mempengaruhi sel yang berfungsi. Setelah beberapa waktu, sel meninggalkan keadaan ini dan mulai berfungsi.
2. Kapasitas filtrasi matriks. Karena fakta bahwa matriks biofilm bakteri terdiri dari berbagai biopolimer - polisakarida, protein, dan bahkan DNA, matriks tidak hanya mengikat sel ke dalam struktur tunggal, tetapi juga mengisi ruang antar sel, yang memungkinkan biofilm untuk menghilangkan antibiotik.
3. Populasi bakteri yang membentuk biofilm juga dapat memiliki mekanisme pertahanan berbeda yang disebutkan di atas, saling melengkapi.

Dengan demikian, pembentukan biofilm bakteri membuat bakteri lebih resisten terhadap antibiotik daripada sel yang hidup bebas.
Kesimpulan

Perkembangan dan penyebaran resistensi antibiotik multipel di antara bakteri patogen telah menciptakan masalah serius dalam pengobatan infeksi manusia dan hewan. Selain itu, ada bahaya nyata bahwa pengobatan lebih lanjut dengan antibiotik umumnya akan menjadi tidak efektif. Oleh karena itu, diperlukan mekanisme baru untuk memerangi bakteri patogen. Saat ini, para ilmuwan sedang mengembangkan strategi baru untuk memerangi penyakit bakteri. Tapi sekarang tugas utama umat manusia adalah menghentikan penggunaan antibiotik yang tidak terkendali. Dengan kata lain, antibiotik tidak boleh digunakan tanpa bahaya kesehatan yang serius.

Dalam pekerjaan ini, maksud dan tujuan tercapai oleh saya.
Bibliografi:

1. Mindlin S.Z., Petrova M.A., Bass I.A., Gorlenko Zh.M. Asal, evolusi dan migrasi gen resistensi obat // Genetika. 2006. V. 42. No. 11. S.1495-1511.
2. Petrova M.A. Transfer horizontal gen untuk resistensi terhadap senyawa merkuri dan antibiotik dalam populasi alami paleobakteri. Disertasi untuk gelar Doktor Ilmu Biologi. Moskow: 2013. S. 52-89.
3. Egorov N.S. Dasar-dasar doktrin antibiotik. Buku teks (edisi ke-6). M.: Rumah penerbitan Universitas Negeri Moskow, 2004. S. 7-61.
4. Ensiklopedia untuk anak-anak Avanta+ // Kimia. T.17. M.: Avanta+, 2004. S. 329.
5. Ovchinnikov Yu.A., Monastyrskaya G.S., Gubanov V.V., Lipkin V.M., Sverdlov E.D., Kiver I.F., Bass I.A., Mindlin S.Z., Danilevskaya O.N., Khesin R.B. Struktur primer substitusi nukleotida RNA polimerase Escherichia coli pada gen subunit beta dari mutan rpoB255 yang resisten rifampisin // Genetika Molekuler dan Umum. 1981. V.184. Nomor 3. hal. 536-538
6. Chebotar I.V., Mayansky A.N., Konchakova E.D., Lazareva A.V., Chistyakova V.P. Resistensi antibiotik bakteri biofilm // Mikrobiologi Klinis dan Kemoterapi Antimikroba. 2012. V. 14, No. 1. S. 51-58.

Dostarynyzben bөlisu:

Antibiotik

Berabad-abad yang lalu, diketahui bahwa jamur hijau membantu dalam pengobatan luka bernanah yang parah. Tapi di masa yang jauh itu mereka tidak tahu tentang mikroba atau antibiotik. Deskripsi ilmiah pertama tentang efek terapeutik jamur hijau dibuat pada tahun 70-an abad ke-19 oleh ilmuwan Rusia V.A. Manassein dan A.G. Polotebnov. Setelah itu, jamur hijau dilupakan selama beberapa dekade, dan baru pada tahun 1929 menjadi sensasi nyata yang menjungkirbalikkan dunia ilmiah. Kualitas fenomenal dari organisme hidup yang tidak menyenangkan ini dipelajari oleh Alexander Fleming, profesor mikrobiologi di University of London.

Eksperimen Fleming menunjukkan bahwa kapang hijau menghasilkan zat khusus yang memiliki sifat antibakteri dan menghambat pertumbuhan banyak patogen.

Antibiotik. Sejarah produksi dan penggunaan antibiotik

Ilmuwan menyebut zat ini penisilin, setelah nama ilmiah jamur yang memproduksinya. Selama penelitian lebih lanjut, Fleming menemukan bahwa penisilin memiliki efek merugikan pada mikroba, tetapi pada saat yang sama tidak memiliki efek negatif pada leukosit, yang secara aktif terlibat dalam memerangi infeksi, dan sel-sel tubuh lainnya. Tetapi Fleming gagal mengisolasi biakan penisilin murni untuk produksi obat-obatan.

Doktrin antibiotik adalah cabang sintetis muda dari ilmu alam modern. Untuk pertama kalinya pada tahun 1940, obat kemoterapi asal mikroba, penisilin, antibiotik, diperoleh dalam bentuk kristal, yang membuka era antibiotik.

Banyak ilmuwan bermimpi menciptakan obat yang dapat digunakan dalam pengobatan berbagai penyakit manusia, obat yang dapat membunuh bakteri patogen tanpa menimbulkan efek berbahaya pada tubuh pasien.

Paul Ehrlich (1854-1915), sebagai hasil dari banyak percobaan, pada tahun 1912 mensintesis persiapan arsenik - salvarsan, yang membunuh agen penyebab sifilis secara in vitro. Pada 30-an abad terakhir, sebagai hasil sintesis kimia, senyawa organik baru diperoleh - sulfamid, di antaranya streptosida merah (Prontosil) adalah obat efektif pertama yang memiliki efek terapeutik pada infeksi streptokokus parah.

Untuk waktu yang lama ia berada dalam pengasingan yang indah, kecuali kina, suatu alkaloid dari pohon kina, yang digunakan oleh orang Indian di Amerika Selatan dan Tengah untuk mengobati malaria. Hanya seperempat abad kemudian, persiapan sulfanilamide ditemukan, dan pada tahun 1940 Alexander Fleming mengisolasi penisilin dalam bentuk murni.

Pada tahun 1937, sulfidin, senyawa yang dekat dengan prontosil, disintesis di negara kita. Penemuan obat sulfa dan penggunaannya dalam praktik medis merupakan era yang terkenal dalam kemoterapi banyak penyakit menular, termasuk sepsis, meningitis, pneumonia, erisipelas, gonore, dan beberapa lainnya.

Louis Pasteur dan S. Gebert melaporkan pada tahun 1877 bahwa bakteri aerob menghambat pertumbuhan Bacillus anthracis.

Pada akhir abad ke-19, V. A. Manassein (1841-1901) dan A. G. Polotebnov (1838-1908) menunjukkan bahwa jamur dari genus Penicillium mampu menunda perkembangan patogen sejumlah penyakit kulit manusia dalam kondisi in vivo.

I. I. Mechnikov (1845-1916) menarik perhatian kembali pada tahun 1894 tentang kemungkinan penggunaan beberapa bakteri saprofit dalam memerangi mikroorganisme patogen.

Pada tahun 1896, R. Gozio mengisolasi senyawa kristal, asam mikofenolat, dari cairan kultur Penicillium brevicompactum, yang menekan pertumbuhan bakteri antraks.

Emmirich dan Low pada tahun 1899 melaporkan zat antibiotik yang diproduksi oleh Pseudomonas pyocyanea, mereka menyebutnya pyocyanase; obat itu digunakan sebagai faktor terapeutik sebagai antiseptik lokal.

Pada tahun 1910-1913, O. Black dan U. Alsberg mengisolasi asam penisilat dari jamur genus Penicillium, yang memiliki sifat antimikroba.

Pada tahun 1929, A. Fleming menemukan obat baru penisilin, yang diisolasi dalam bentuk kristal hanya pada tahun 1940.

Penemuan Fleming

Pada tahun 1922, setelah upaya yang gagal untuk mengisolasi agen penyebab pilek, Fleming secara tidak sengaja menemukan lisozim (nama itu ditemukan oleh Profesor Wright), suatu enzim yang membunuh beberapa bakteri dan tidak membahayakan jaringan sehat. Sayangnya, prospek penggunaan medis lisozim ternyata agak terbatas, karena cukup efektif melawan bakteri yang bukan agen penyebab penyakit, dan sama sekali tidak efektif melawan organisme penyebab penyakit. Penemuan ini mendorong Fleming untuk mencari obat antibakteri lain yang tidak berbahaya bagi tubuh manusia.

Kecelakaan bahagia berikutnya, penemuan penisilin Fleming pada tahun 1928, adalah hasil dari serangkaian keadaan yang sangat tidak mungkin hingga hampir tidak dapat dipercaya. Tidak seperti rekan-rekannya yang teliti yang membersihkan cawan kultur bakteri setelah selesai, Fleming tidak membuang kultur selama 2-3 minggu sampai bangku laboratoriumnya penuh dengan 40-50 cawan. Kemudian dia mulai membersihkan, melihat-lihat budaya satu per satu, agar tidak ketinggalan sesuatu yang menarik. Di salah satu cangkir, ia menemukan jamur, yang mengejutkannya, menghambat kultur bakteri yang diinokulasi. Setelah memisahkan jamur, ia menemukan bahwa "kaldu" tempat jamur tumbuh memperoleh kemampuan nyata untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme, dan juga memiliki sifat bakterisida dan bakteriologis.

Kecerobohan Fleming dan pengamatannya adalah dua faktor dalam serangkaian kecelakaan yang berkontribusi pada penemuan itu. Jamur, yang ternyata merupakan kultur yang terinfeksi, termasuk dalam spesies yang sangat langka. Itu mungkin dibawa dari laboratorium di mana sampel jamur tumbuh dari rumah pasien asma bronkial untuk membuat ekstrak desensitisasi dari mereka. Fleming meninggalkan cangkir yang kemudian menjadi terkenal di meja laboratorium dan pergi beristirahat. Cuaca dingin di London menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan jamur, dan pemanasan selanjutnya bagi bakteri. Ternyata kemudian, penemuan terkenal itu karena kebetulan keadaan ini.

Penelitian awal Fleming memberikan sejumlah wawasan penting tentang penisilin. Dia menulis bahwa itu adalah "zat antibakteri yang efektif ... yang memiliki efek nyata pada kokus piogenik dan basil difteri. .. Penisilin, bahkan dalam dosis besar, tidak beracun bagi hewan ... Dapat diasumsikan bahwa itu akan menjadi antiseptik yang efektif bila diterapkan secara eksternal ke daerah yang terkena mikroba sensitif terhadap penisilin, atau bila diberikan di dalam. Mengetahui hal ini, bagaimanapun, Fleming tidak mengambil langkah berikutnya yang jelas, yang 12 tahun kemudian diambil oleh Howard W. Flory untuk melihat apakah tikus akan diselamatkan dari infeksi mematikan jika mereka diobati dengan suntikan kaldu penisilin. Fleming meresepkannya kepada beberapa pasien untuk penggunaan luar. Namun, hasilnya tidak konsisten. Solusinya terbukti tidak stabil dan sulit dimurnikan jika digunakan dalam jumlah besar.

Seperti Institut Pasteur di Paris, departemen vaksinasi di St. Mary's tempat Fleming bekerja didukung oleh penjualan vaksin. Fleming menemukan bahwa selama persiapan vaksin, penisilin membantu melindungi kultur dari staphylococcus aureus. Ini adalah pencapaian teknis, dan ilmuwan menggunakannya secara luas, memberikan pesanan mingguan untuk memproduksi kaldu dalam jumlah besar. Dia berbagi sampel kultur penisilin dengan rekan-rekannya di laboratorium lain, tetapi dia tidak pernah menyebutkan penisilin di salah satu dari 27 makalah dan kuliah yang dia terbitkan pada 1930-an dan 1940-an, bahkan ketika itu tentang zat yang menyebabkan kematian bakteri.

Jadi, pada saat penisilin diperoleh dalam bentuk yang dimurnikan, lima agen antibiotik telah diketahui (asam mikofenolat, piosianase, aktinomisetin, misetin, dan tirotrisin). Selanjutnya, jumlah antibiotik tumbuh pesat dan hingga saat ini, hampir 7000 di antaranya telah dideskripsikan (hanya dibentuk oleh mikroorganisme); sementara hanya sekitar 160 yang digunakan dalam praktik medis. Dengan diterimanya penisilin sebagai obat (1940), arah baru dalam sains muncul - doktrin antibiotik, yang telah berkembang pesat luar biasa dalam beberapa dekade terakhir.

Pada 1970-an, lebih dari 300 antibiotik baru dijelaskan setiap tahun. Pada tahun 1937, Welsh menggambarkan antibiotik pertama yang berasal dari streptomycetic, actimycetin; pada tahun 1939, Krasilnikov dan Korenyako memperoleh mycetin dan Dubos, tyrothricin. Selanjutnya, jumlah antibiotik tumbuh dengan sangat cepat.

Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran tahun 1945 dianugerahkan bersama kepada Fleming, Cheyne dan Flory "untuk penemuan penisilin dan efek penyembuhannya dalam berbagai penyakit menular". Dalam Kuliah Nobel, Fleming mencatat bahwa "keberhasilan fenomenal penisilin telah menyebabkan studi intensif tentang sifat antibakteri jamur dan anggota kerajaan tumbuhan lainnya yang lebih rendah. Hanya sedikit dari mereka yang memiliki sifat seperti itu.

Dalam 10 tahun sisa hidupnya, ilmuwan dianugerahi 25 gelar kehormatan, 26 medali, 18 hadiah, 30 penghargaan dan keanggotaan kehormatan di 89 akademi ilmu pengetahuan dan masyarakat ilmiah.

Efek samping

Namun, antibiotik bukan hanya obat mujarab bagi mikroba, tetapi juga racun yang kuat. Melancarkan perang mematikan di antara mereka sendiri di tingkat dunia mikro, dengan bantuan mereka, beberapa mikroorganisme dengan kejam berurusan dengan yang lain. Manusia memperhatikan sifat antibiotik ini dan menggunakannya untuk tujuannya sendiri - ia mulai berurusan dengan mikroba dengan senjatanya sendiri, menciptakan ratusan obat sintetis yang lebih kuat berdasarkan yang alami. Namun, kemampuan untuk membunuh, yang ditentukan oleh alam itu sendiri, terhadap antibiotik masih tidak dapat dipisahkan dari mereka.

Semua antibiotik, tanpa kecuali, memiliki efek samping! Ini mengikuti dari nama zat tersebut. Sifat alami semua antibiotik untuk membunuh mikroba dan mikroorganisme, sayangnya, tidak dapat diarahkan pada penghancuran hanya satu jenis bakteri atau mikroba. Menghancurkan bakteri dan mikroorganisme berbahaya, antibiotik apa pun pasti memiliki efek depresi yang sama pada semua mikroorganisme berguna yang mirip dengan "musuh", yang, seperti yang Anda tahu, mengambil bagian aktif dalam hampir semua proses yang terjadi di tubuh kita.

Pengobatan tradisional telah lama mengetahui beberapa metode penggunaan mikroorganisme atau produk metabolismenya sebagai agen terapeutik, tetapi alasan efek terapeutik mereka pada waktu itu masih belum diketahui. Misalnya, roti berjamur telah digunakan dalam pengobatan tradisional untuk mengobati bisul tertentu, gangguan usus, dan penyakit lainnya.

Pada tahun 1871-1872. karya peneliti Rusia V. A. Manassein dan A. G. Polotebnov muncul, di mana mereka melaporkan penggunaan praktis jamur hijau untuk penyembuhan borok kulit pada manusia. Informasi pertama tentang antagonisme bakteri diterbitkan oleh pendiri mikrobiologi, Louis Pasteur pada tahun 1877. Dia menarik perhatian pada penekanan perkembangan patogen antraks oleh beberapa bakteri saprofit dan menyarankan kemungkinan penggunaan praktis dari fenomena ini.

Nama ilmuwan Rusia I.I. Mechnikova (1894) dikaitkan dengan penggunaan praktis antagonisme yang dibuktikan secara ilmiah antara enterobacteria, yang menyebabkan gangguan usus, dan mikroorganisme asam laktat, khususnya tongkat Bulgaria ("susu kental Mechnikov"), untuk pengobatan penyakit usus manusia.

Dokter Rusia E. Gartier (1905) menggunakan produk susu asam yang dibuat dari biakan starter yang mengandung basil acidophilus untuk mengobati gangguan usus.

Sejarah penemuan antibiotik

Ternyata, basil acidophilus memiliki sifat antagonis yang lebih menonjol dibandingkan dengan tongkat bulgaria.

Pada akhir XIX - awal abad XX. sifat antagonis ditemukan pada bakteri pembentuk spora. Periode yang sama mencakup karya-karya pertama yang menggambarkan sifat antagonis actinomycetes. Kemudian, R. Dubos (1939) berhasil mengisolasi zat antibiotik yang disebut tyrothricin, yang merupakan campuran dua antibiotik, tyrocidin dan gramicidin, dari kultur tanah yang mengandung bacillus Bacillus brevis. Pada tahun 1942, peneliti Soviet G. F. Gause dan M. G. Brazhnikova mengisolasi strain baru Bacillus brevis dari tanah dekat Moskow, mensintesis antibiotik gramicidin C, yang berbeda dari Dubos gramicidin.

Pada tahun 1939, N. A. Krasilnikov dan A. I. Korenyako memperoleh antibiotik pertama yang berasal dari actinomycete, mycetin, dari kultur actinomycete ungu Actinomyces violaceus yang diisolasi dari tanah, dan mempelajari kondisi biosintesis dan penggunaan mycetin di klinik.

A. Fleming, mempelajari streptokokus, menumbuhkannya pada media nutrisi dalam cawan Petri. Di salah satu cangkir, bersama dengan stafilokokus, koloni jamur tumbuh, di mana stafilokokus tidak berkembang. Penasaran dengan fenomena ini, Fleming mengisolasi kultur jamur, yang kemudian diidentifikasi sebagai Penicillium notatum. Baru pada tahun 1940 kelompok peneliti Oxford berhasil mengisolasi zat yang menekan pertumbuhan stafilokokus. Antibiotik yang dihasilkan diberi nama penisilin.

Dengan ditemukannya penisilin, era baru dalam pengobatan penyakit menular dimulai - era penggunaan antibiotik. Dalam waktu singkat, industri baru telah muncul dan berkembang, memproduksi antibiotik dalam skala besar. Sekarang masalah antagonisme mikroba telah memperoleh kepentingan praktis yang besar, dan bekerja pada identifikasi mikroorganisme baru yang memproduksi antibiotik telah menjadi tujuan.

Di Uni Soviet, sekelompok peneliti yang dipimpin oleh 3. V. Ermolyeva berhasil terlibat dalam memperoleh penisilin. Pada tahun 1942, persiapan penisilin domestik dikembangkan. Waksman dan Woodruff mengisolasi antibiotik actinomycin dari kultur Actinomyces antibiotikus, yang kemudian digunakan sebagai agen antikanker.

Streptomisin, ditemukan pada tahun 1944 oleh Waksman et al., adalah antibiotik pertama yang berasal dari actinomycete, yang ditemukan aplikasinya secara luas, terutama dalam pengobatan tuberkulosis. Viomycin (florimycin), cycloserine, kanamycin, dan rifamycin, juga ditemukan kemudian, juga termasuk antibiotik anti-tuberkulosis.

Pada tahun-tahun berikutnya, pencarian intensif untuk senyawa baru mengarah pada penemuan sejumlah antibiotik berharga terapeutik lainnya yang telah menemukan aplikasi luas dalam pengobatan. Ini termasuk obat-obatan dengan spektrum aktivitas antimikroba yang luas. Mereka menghambat pertumbuhan tidak hanya bakteri gram positif yang lebih sensitif terhadap antibiotik (agen penyebab pneumonia, berbagai nanah, antraks, tetanus, difteri, tuberkulosis), tetapi juga mikroorganisme gram negatif yang lebih resisten terhadap antibiotik (agen penyebab). demam tifoid, disentri, kolera, brucellosis, tularemia), serta rickettsia (agen penyebab tifus) dan virus besar (agen penyebab psittacosis, limfogranulomatosis, trachoma, dll.). Antibiotik ini termasuk kloramfenikol (levomycetin), chlortetracycline (biomycin), oxytetracycline (terramycin), tetracycline, neomycin (colimycin, mycerin), kanamycin, paromomycin (monomycin), dll. Selain itu, dokter saat ini memiliki sekelompok antibiotik cadangan yang dapat mereka gunakan. . , aktif melawan patogen gram positif yang resistan terhadap penisilin, serta antibiotik antijamur (nystatin, griseofulvin, amfoterisin B, levorin).

Saat ini, jumlah antibiotik yang diketahui mendekati 2000, tetapi hanya sekitar 50 yang digunakan dalam praktik klinis.

Antibiotik adalah bahan kimia yang diproduksi oleh satu organisme dan menghancurkan organisme lain. Nama "antibiotik" berasal dari kata "antibiosis" (dari bahasa Yunani "anti" - "melawan", "bios" - "kehidupan") - istilah yang diperkenalkan pada tahun 1889 oleh murid Louis Pasteur, Paul Villemin. Ini menandakan proses dimana satu kehidupan dapat digunakan untuk menghancurkan yang lain.

"Hidup vs Kehidupan"

Dalam arti luas, antibiotik adalah nama umum untuk obat-obatan yang digunakan untuk melawan penyakit bakteri. Mereka mengandung zat yang diproduksi oleh mikroba tertentu. Antibiotik didapat dari tumbuhan, jamur, air, tanah bahkan udara. Begitu berada di dalam tubuh, mereka menyerang dan membunuh infeksi, tetapi tidak merusak sel-sel sehat. Antibiotik digunakan untuk mengobati berbagai penyakit berbahaya seperti TBC, sifilis, difteri dan masih banyak lainnya.

Manusia telah menggunakan antibiotik selama lebih dari 2500 tahun. Tentu saja, sebelumnya mereka memiliki tampilan yang sedikit berbeda dari yang biasa digunakan oleh manusia modern. Tidak ada pil dan kapsul - hanya apa yang bisa diperoleh di alam. Misalnya, jamur sering digunakan sebagai antibiotik - jamur membantu menyembuhkan ruam, luka bernanah, dan infeksi kulit.

Pada akhir 1800-an, ledakan nyata dimulai di bidang penelitian medis. Alasan utamanya adalah penemuan instrumen yang tidak dapat dilakukan laboratorium tanpa hari ini - mikroskop. Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah menemukan dunia mikroorganisme yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.

Louis Pasteur menemukan bahwa tidak semua bakteri tidak berbahaya bagi manusia. Dia memeriksa analisis banyak pasien yang sakit dan membuktikan adanya bakteri patogen. Setelah dia, Robert Koch mengambil studi infeksi, yang mengembangkan metode untuk mengisolasi dan memperbanyak bakteri. Sejak itu, para ilmuwan telah mencoba mengembangkan obat yang dapat membunuh mikroba, tetapi semuanya ternyata berbahaya atau tidak efektif.

Penemuan Alexander Fleming

Selama ribuan tahun, umat manusia telah berjuang dengan epidemi penyakit mematikan tanpa hasil. 90% anak meninggal saat masih bayi karena infeksi yang saat ini dapat disembuhkan dalam beberapa hari. Sampai dua ratus tahun yang lalu, tidak ada pengobatan yang efektif untuk penyakit seperti pneumonia, gonore, atau demam rematik.

Rumah sakit dipenuhi orang dengan keracunan darah, yang dimulai karena goresan atau luka yang dangkal. Tentu saja, mereka semua mati setelahnya. Semuanya berubah hanya setelah penemuan antibiotik yang disebut penisilin.

Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh bakteri dan jamur yang mampu membunuh atau menghambat spesies mikroba pesaing. Fenomena ini telah lama diketahui - bahkan orang Mesir kuno menggunakan lotion dari roti berjamur untuk luka yang terinfeksi. Tetapi penisilin, antibiotik pertama yang benar, baru ditemukan pada tahun 1928. Itu ditemukan oleh Alexander Fleming, profesor bakteriologi di Rumah Sakit St Mary di London.

Sepulang dari liburan pada tanggal 3 September 1928, Fleming mulai menyortir cawan petri yang mengandung koloni bakteri staph yang menyebabkan sakit tenggorokan, bisul, dan abses. Di salah satu cangkir, dia melihat sesuatu yang tidak biasa. Itu dipenuhi dengan koloni staph kecuali di satu area. Area kecil tempat tetesan jamur berada benar-benar bebas dari bakteri. Ruang di sekitar cetakan, yang kemudian dinamai galur langka Penicillium notatum, transparan. Jamur tampaknya memancarkan sesuatu yang mencegah pertumbuhan bakteri.

Fleming menemukan bahwa jamur mampu membunuh berbagai macam bakteri berbahaya seperti streptococcus, meningococcus, dan difteri bacillus. Kemudian dia mulai mengerjakan tugas baru. Ilmuwan menetapkan tugas yang sulit bagi murid-muridnya Stuart Craddock dan Frederick Ridley - mereka harus mengisolasi penisilin murni dari jamur. Eksperimen itu tidak sepenuhnya berhasil - mereka hanya dapat menyiapkan solusi bahan baku.

Fleming menerbitkan hasilnya di British Journal of Experimental Pathology pada Juni 1929. Dalam laporannya, dia hanya menyinggung secara singkat tentang potensi manfaat terapeutik penisilin. Pada tahap ini, tampaknya tujuan utama penelitiannya adalah menemukan bakteri yang resisten terhadap penisilin. Ini, setidaknya, sangat penting secara praktis bagi para ahli bakteriologi dan membuat mereka tetap tertarik pada penisilin.

Ilmuwan lain, termasuk Harold Raistrick, profesor biokimia di London School of Hygiene and Tropical Medicine, juga mencoba memurnikan penisilin. Tapi mereka semua gagal.

Studi penisilin di Universitas Oxford

Howard Florey, Ernst Cheyne dan rekan-rekan mereka di Sekolah Patologi Sir William Dunn di Universitas Oxford mengubah penisilin dari rasa ingin tahu laboratorium menjadi obat yang menyelamatkan jiwa. Pekerjaan mereka untuk memurnikan penisilin dimulai pada tahun 1939. Karena kondisi militer, sangat sulit untuk melakukan penelitian. Untuk menyelesaikan program percobaan hewan dan uji klinis, tim perlu memproses hingga 500 liter filtrat jamur per minggu.

Mereka mulai menanamnya dalam berbagai wadah yang sama sekali tidak terlihat seperti wadah budidaya: bak, nampan, botol susu, dan kaleng makanan. Kemudian, bejana fermentasi khusus dikembangkan sesuai pesanan. Para ilmuwan menyewa tim "gadis penisilin" untuk mengawasi fermentasi. Bahkan, laboratorium Oxford diubah menjadi pabrik penisilin.

Sementara itu, ahli biokimia Norman Heatley memulihkan penisilin dari volume besar filtrat dengan mengekstraknya menjadi amil asetat dan kemudian kembali ke air menggunakan sistem arus balik. Edward Abraham, ahli biokimia lain yang dipekerjakan untuk mempercepat produksi, menggunakan teknik kromatografi kolom yang baru ditemukan untuk menghilangkan kotoran dari penisilin.

Pada tahun 1940, Howard Flory melakukan eksperimen penting yang menunjukkan bahwa penisilin dapat melindungi tikus dari infeksi streptokokus yang mematikan. Kemudian, pada 12 Februari 1941, perwira polisi berusia 43 tahun Albert Alexander menjadi orang pertama yang menguji penisilin Oxford. Dia menggaruk bibirnya saat memangkas mawar dan mengembangkan infeksi yang mengancam jiwa dengan abses besar yang mempengaruhi mata, wajah dan paru-parunya.

Beberapa hari setelah penyuntikan, kondisi pasien membaik secara nyata. Namun persediaan obat-obatan habis, dan beberapa hari kemudian dia meninggal. Hasil yang jauh lebih baik diikuti dengan pasien lain, dan rencana segera muncul untuk membuat penisilin tersedia untuk tentara Inggris yang terluka di medan perang.

Produksi penisilin AS selama Perang Dunia II

Howard Flory mengakui bahwa produksi penisilin dalam skala besar tidak mungkin dilakukan di Inggris, di mana industri kimia benar-benar terserap dalam upaya perang. Dengan dukungan dari Yayasan Rockefeller, Flory dan rekannya Norman Heatley melakukan perjalanan ke Amerika Serikat pada musim panas 1941. Mereka berencana untuk menarik minat industri farmasi Amerika dalam memproduksi penisilin dalam skala besar.

Ahli fisiologi Yale, John Fulton, menghubungkan rekan-rekannya di Inggris dengan orang-orang yang dapat membantu mereka mencapai tujuan ini. Dan segera tercapai - Laboratorium Penelitian Regional Utara Departemen (NRRL) di Peoria, Illinois memutuskan untuk memulai produksi.

Beberapa minggu kemudian, ilmuwan Andrew Moyer menemukan bahwa adalah mungkin untuk secara signifikan meningkatkan hasil penisilin dengan mengganti laktosa yang digunakan oleh para peneliti Oxford dengan sukrosa. Tak lama kemudian, dia membuat penemuan yang lebih penting - Moyer melihat bahwa menambahkan larutan jagung ke media fermentasi menghasilkan peningkatan hasil sepuluh kali lipat.

Segera pencarian global dimulai untuk strain terbaik yang menghasilkan penisilin. Sampel tanah dikirim ke NRRL dari seluruh dunia. Ironisnya, yang paling cocok adalah melon berjamur dari pasar buah Peoria. Sebuah mutan yang lebih produktif dari apa yang disebut strain melon diperoleh dengan menggunakan sinar-X di Institusi Carnegie. Waktu berlalu, dan penggunaan penisilin masih sebatas uji klinis.

Langkah-langkah fermentasi, rekonstitusi, pemurnian, dan pengemasan dengan cepat memberi jalan bagi upaya gabungan para ilmuwan dan insinyur kimia yang bekerja pada produksi eksperimental penisilin. Pada tanggal 1 Maret 1944, Pfizer membuka pabrik komersial pertama untuk produksi penisilin skala besar di Brooklyn, New York.

"Penyembuhan Ajaib"

Sementara itu, studi klinis di sektor militer dan sipil telah mengkonfirmasi sifat terapeutik penisilin. Mereka menunjukkan bahwa obat tersebut efektif dalam pengobatan berbagai penyakit, termasuk infeksi streptokokus, stafilokokus dan gonokokal. Angkatan Darat AS menetapkan nilai penisilin untuk pengobatan infeksi bedah dan luka.

Studi klinis juga menunjukkan keefektifannya melawan sifilis, dan pada tahun 1944 telah menjadi pengobatan utama untuk penyakit ini di angkatan bersenjata Inggris dan Amerika Serikat. Ketika kata "obat ajaib" baru ini mulai menyebar ke publik, permintaan penisilin meningkat. Tetapi pada awalnya, persediaan terbatas, dan penggunaan militer diprioritaskan.

Untungnya, sejak awal 1944, produksi penisilin mulai meningkat secara dramatis - dari 21 menjadi 1663 miliar unit. Dan sudah pada tahun 1945 angka ini adalah 6,8 triliun. Pemerintah Amerika akhirnya berhasil menghapus semua pembatasan ketersediaan obat, dan pada 15 Maret 1945, penisilin tersedia untuk setiap konsumen - dapat dibeli di apotek terdekat.

Pada tahun 1949, produksi penisilin tahunan di Amerika Serikat adalah 133,229 miliar unit, dan harganya turun dari $20 (1943) menjadi 10 sen.

Menjaga umat manusia

Lebih dari 70 jenis antibiotik yang berbeda saat ini digunakan di pasar farmasi. Sebagian besar digunakan untuk mengobati infeksi, beberapa digunakan untuk jamur dan protozoa. Hari ini mereka dianggap sebagai obat yang sepenuhnya aman, tentu saja, tergantung pada dosisnya.

Para ilmuwan terus bekerja pada penemuan antibiotik baru. Mereka menguji ribuan tanaman alami dan bahan kimia. Ini disebabkan oleh fakta bahwa infeksi mengembangkan kekebalan terhadap obat-obatan yang sudah ketinggalan zaman. Setiap tahun mereka bermutasi dan membaik, sehingga pengobatan yang efektif jauh lebih rumit.

Antibiotik adalah penemuan hebat, mungkin salah satu yang terbaik.

Mereka membantu orang bertahan hidup dengan memerangi penyakit dan infeksi yang mungkin membunuh mereka. Antibiotik menyelamatkan nyawa - apa yang bisa lebih bermanfaat? Yang utama adalah menggunakannya dengan bijak.