Натуральные антибиотики. Защита организма без побочных эффектов

Открытие пенициллина

Использование антибиотиков является не таким уж новым методом лечения, как принято считать. Уже более 4000 лет назад китайцы лечили кожные инфекции мазью, изготовленной из заплесневевших соевых бобов. Американские индейцы использовали для этих целей пасту из начинающих покрываться плесенью кукурузных зерен. Сегодня мы знаем, что плесневые грибы вырабатывают антибиотические вещества, чтобы защитить свое жизненное пространство от других микробов.

Я не буду перечислять все медицинско-исторические даты, начиная с бронзового века и до наших дней. Однако нам все-таки придется совершить небольшое путешествие в середину XIX века, чтобы проследить предысторию открытия Александром Флемингом в 1928 году вещества, способного убивать бактерии, которое заложило основу победного шествия нового, революционного лекарственного средства.

Давайте мысленно вернемся во вторую половину XIX столетия. Точно не зная, на чем основаны его наблюдения, английский хирург Джозеф Листер в 1867 году начал использовать дезинфицирующую карболовую кислоту и соблюдать гигиену в ходе операций.

Коллеги Листера поначалу не воспринимали его всерьез, так как в те времена рабочая одежда со следами активной медицинской деятельности была одной из составляющих имиджа занятого и востребованного хирурга. Более того, тогда хирургические инструменты не дезинфицировали и не стерилизовали, как сегодня, а просто вытирали перед следующим использованием. Листер заметил, что именно у таких постоянно занятых врачей, которые по незнанию совсем не уделяли внимания гигиене, пациенты часто умирали после операций и родов. Только после долгих дискуссий и ряда смертельных случаев больница, в которой работал Листер, взяла на вооружение его методы дезинфекции, так как у Листера смертельные случаи происходили гораздо реже, чем у его коллег. Однако объяснить взаимосвязь между чистотой и успешным выздоровлением после операций и родов в то время никто не мог.

В принципе Луи Пастер и Роберт Кох давно догадывались о наличии взаимосвязи между мельчайшими живыми существами, которые невозможно было увидеть невооруженным глазом, и заболеваниями и собрали много доказательств в пользу этой теории, однако эти представления, не вписывающиеся в общепринятую систему взглядов, оставили без внимания.

Первые прививки от оспы Эдварда Дженнера, сделанные в 1800 году, также были основаны на предположении о наличии каких-то болезнетворных веществ, которые становятся причиной заболевания.

Вообще микроорганизмы были знакомы ученым с 1674 года, когда голландец Антуан Ван Левенгук с помощью сконструированного им самим увеличительного аппарата – первого в мире микроскопа- увидел в капле воды «крошечных животных».

Левенгук сообщил о своем открытии Королевскому научному обществу в Лондоне. Члены общества не смогли найти объяснения этому явлению, сочли его курьезом и вскоре вовсе перестали им заниматься. Сейчас мы знаем, что Левенгук с помощью своего микроскопа увидел бактерии.

Французский химик и биолог Луи Пастер – один из наиболее выдающихся ученых, занимавшихся исследованиями микробов и процессов их размножения и распространения. Пастер доказал, что разложение и гниение мяса обусловлено поступающими из воздуха мельчайшими живыми организмами. Он внес большой вклад в понимание природы процессов гниения и брожения, которые, с одной стороны, могут приносить пользу (дрожжевое брожение, скисание молока), а с другой – ответственны за гниение и разложение. Одним из главных достижений Пастера в медицине, без сомнения, является учение об инфекциях, основанное на положении, что возбудители заболеваний могут проникать в организм различными путями и что самой распространенной причиной заболеваний являются инфекции.

Роберт Кох – еще один представитель плеяды крупных ученых, проложивших путь к открытию пенициллина. Он разработал питательную среду агар-агар (крахмалистый продукт из красной водоросли), в которой микроорганизмы прекрасно размножались и поддавались изучению. Именно благодаря исследованиям Коха стали возможными различение и классификация бактерий.

Также стало возможным выращивание бактерий, обнаруженных в тканях, крови, моче, слюне и гнойных выделениях больных, в питательной среде – для более точного их определения.

В связи с этим стоит упомянуть и датчанина Ханса Кристиана Грамма. В 1881 году он разработал несколько методов маркировки бактерий различными красителями. Не все красители держались на каждом типе бактерий. Это дало дополнительные возможности для различения микроорганизмов. Названный в честь ученого метод Грамма (окрашивание по Грамму) по сей день используется в медицине в усовершенствованном виде. В первой половине XX века он был важным вспомогательным средством для определения действия различных антибиотиков на разные виды микробов.

В это же время немецкий ученый Пауль Эрлих, работавший в парижской клинике «Каритэ», разработал свой метод окрашивания бактерий метиловым (генциановым) фиолетовым красителем. В качестве красителя (красящего вещества) для научных исследований это вещество, в отличие от красителей Ханса Кристиана Грамма, было не особенно пригодным, но оно мгновенно убивало бактерии, входящие с ним в контакт. Паулю Эрлиху пришла в голову гениальная мысль, взбудоражившая умы исследователей: необходимо найти вещества, которые были бы сходны с бактериями и уничтожали их, но щадили бы организм пациента. Сегодня эта мысль кажется нам вполне естественной, однако во времена Эрлиха (его работа о метиловом фиолетовом красителе вышла в 1881 году) это была поистине революционная идея. Эрлих занялся в первую очередь химическими, а не органическими веществами, которые, как пенициллин, производятся живыми клетками, поэтому данный исследователь считается также отцом химиотерапии. В этой терапии применяются вещества, которые разрушают раковые клетки, не убивая организм.

Спустя 15 лет был впервые открыт убивающий бактерии пенициллин. В 1896 году студент медицинского университета француз Эрнест Дюшен сделал записи своих наблюдений, в которых говорилось о том, что, по-видимому, плесневые грибы могут вырабатывать вещества, убивающие бактерии. Его работы не получили дальнейшего развития и были довольно быстро забыты. Возможно, почва для этого открытия оказалась еще недостаточно подготовленной, не хватало важных знаний и прежде всего подготовленности сознания для создания из отдельных мозаичных фрагментов обоснованной теории об инфекционных заболеваниях, которую можно было бы с успехом применять в терапии. Без сомнения, Дюшен относится к кругу людей, сделавших возможным повторное открытие пенициллина 30 годами позже. Слава первооткрывателя первого эффективного антибиотика принадлежит не только одному Александру Флемингу. Но обо всем по порядку.

Во время Первой мировой войны Флеминг работал в качестве ассистента в команде доктора Элмрота Райта в госпитале Святой Марии в Лондоне. Он пытался разработать методы, которые позволили бы предотвратить инфицирование ран у британских солдат и побороть заражение крови. Как и в войны прошлых времен, в Первую мировую войну большее число солдат умирало от раневых инфекций, а не от самих ран. Исследователи брали мазки из инфицированных ран и помещали их в питательную среду агар-агар Коха для размножения и изучения микробов.

Их целью был поиск веществ, которые уничтожали бы эти микробы, не нанося при этом сильного вреда организму человека. Те средства, которые использовал Листер в своей антисептической хирургии, нельзя было применять в терапевтических целях, так как они были ядовиты и, кроме того, уничтожили бы лейкоциты (защитные клетки крови) быстрее, чем бактерии. Аутогенная защитная система при этом была бы полностью разрушена. Райт был одним из первых ученых, признавших, что для успешной борьбы с инфекциями первостепенное значение имеет аутогенная защитная система.

В 1921 году Флеминг достиг первых значительных успехов в исследованиях: он открыл лизоцим – фермент, встречающийся в жидких средах организма, который был способен расщеплять клеточные стенки бактерий и этим убивать их. Так как это вещество вырабатывается самим организмом, оно не поражает аутогенные клетки. Флеминг изучил пробы собственной слизистой оболочки носа, которые он взял во время простудного заболевания, и увидел, что в слизистой содержалось нечто, ограничивающее рост болезнетворных микробов. Сначала он решил, что, возможно, речь идет о макрофагах (больших пожирателях клеток), которые уничтожали бактерии, однако вскоре Флеминг выяснил, что это происходит благодаря белку, а точнее – ферменту. При высоком иммунитете этот фермент содержится, например, в слезной жидкости или же слизистой оболочке носоглотки и предотвращает проникновение бактерий из воздуха в эти области.

Однако концентрация обнаруженного Флемингом лизоцима была слишком мала, чтобы бороться с опасными высокоактивными бактериями. Ни Флеминг, ни его современники не стали продолжать исследования. Тем не менее обнаружение аутогенного вещества, обладавшего защитным эффектом против микроорганизмов, укрепило теорию Райта об огромном значении иммунной системы в борьбе с инфекционными заболеваниями и стало важным указанием на то, что природа создала много веществ, которые могут служить для защиты от инфекций.

Время идет, мы приближаемся к 1928 году и к кульминационному моменту нашего рассказа. Открытия часто происходят благодаря случаю, который в сочетании с внимательностью и талантом исследователя приводит к удивительным, революционным результатам. Современники Флеминга говорили, что он обладал большим азартом и отличался стремлением к победе. Его любимыми занятиями были бильярд и гольф. Говорят, что иногда ради развлечения Флеминг рисовал в чашках Петри маленькие живые «картинки» с помощью различных красителей. В лаборатории Флеминга царила некоторая неряшливость. Бывало, что он убирал ненужные чашки Петри с бактериальными культурами в дальний угол своей лаборатории и благополучно забывал о них.

Видимо, именно так произошло и с той чашкой Петри, которая помогла сделать одно из самых значительных открытий XX века в медицине. Уезжая в отпуск, Флеминг оставил на столе плохо закрытую чашку Петри со стафилококком – одним из наиболее распространенных возбудителей.

Вернувшись из отпуска, он увидел, что стоящая на его столе чашка Петри была загрязнена другим микробом, попавшим из воздуха. Вместо того чтобы просто выбросить ставшую непригодной вещь, Флеминг внимательно изучил ее и обнаружил, что стафилококки, находившиеся вокруг проникших извне микробов, погибли. Однако в других частях чашки бактерии продолжали размножаться и процветать. С питательной средой все было в порядке. Значит, новые микроорганизмы были в состоянии вырабатывать вещества, которые могли обеспечить им достаточно большое пространство для выживания и размножения. Флеминг выяснил, что пострадавшая бактериальная культура была загрязнена плесневым грибом Penicillium notatum, который часто можно видеть на несвежем хлебе. Он выделил вещество, убившее стафилококков, и назвал его пенициллином. Флеминг проводил эксперименты с пенициллином в течение трех лет и установил, что на одни бактерии он действовал, а на другие – нет. Иногда опыты с отдельными микробами не давали положительных результатов, так как концентрация пенициллина была недостаточно высокой. Флемингу все это показалось ненадежным, и в 1931 году он опубликовал последнюю работу о пенициллине.

В 1939 году три английских исследователя, работавших в Оксфорде, Говард Флори, Эрнст Чейн и Норман Хитли возобновили исследования Александра Флеминга и в период с 1940 по 1941 год разработали методы, позволившие выделять пенициллин и производить его в высокой концентрации. Вторая мировая война, бушевавшая в Европе, заставляла ученых прилагать максимум усилий. В 1942 году в Америке, избежавшей бомбардировок, началось производство пенициллина.

В первых опытах с пенициллином на людях исследователи использовали этот антибиотик в количестве, которое сегодня содержится всего в одной инъекции! В 1945 году Флеминг получил Нобелевскую премию по медицине вместе с Флори и Чейном. Можно сделать вывод, что значительные открытия в области естественных наук почти всегда являются результатом работы целого ряда ученых.

Настало время разобраться, что же такое антибиотик с точки зрения (в смысле) современной классической медицины. Термин «антибиотик» имеет греческое происхождение и в дословном переводе означает «против жизни». В медицинском словаре указано, что антибиотики – это собирательное название определенных продуктов обмена веществ плесневых грибов, стрептомицетов или бактерий и их полусинтетических аналогов, которые подавляют рост патогенной микрофлоры или уничтожают вирусы, бактерии, грибы, простейших, а также клетки человеческого организма. В более узком медицинском смысле антибиотиками называют только те действующие вещества, которые убивают бактерии.

Чтобы применяться для лечения, антибиотики должны отвечать особым требованиям. Например, они должны быть активны против угрожающих здоровью человека микробов, легко растворяться в теле человека. Антибиотики также не должны менять свой состав под влиянием органических жидкостей и ферментов организма, повреждать клетки нашего тела.

С момента открытия пенициллина несколько тысяч антибиотических веществ были обнаружены в природе или синтезированы в лабораториях. Из этого множества действующих средств выбирались те, которые обладали максимальным антибиотическим действием и обладали минимальными побочными эффектами.

Исследователям и создателям антибиотиков повезло немного больше, чем медикам, химикам и фармацевтам, которые занимаются разработкой химиотерапевтических средств для лечения рака, так как раковые клетки являются аутогенными и родственными здоровым клеткам нашего организма. По этой причине так называемые цитостатики, применяемые для лечения раковых заболеваний, имеют, как правило, значительно более серьезные побочные эффекты, чем антибиотики. Вред антибиотиков для организма человека заключается в том, что они оказывают побочное действие (от легкого расстройства желудка до тяжелых аллергических реакций), нарушают естественную микрофлору кишечника и при частом приеме оказывают негативное влияние на иммунную систему человека. Обо всем этом мы поговорим более подробно немного позже.

Антибиотики воздействуют в основном на три различных жизненно важных процесса в обмене веществ бактерий.

Антибиотики группы бета-лактамов, к которой относятся пенициллины и цефалоспорины, разрушают клеточную стенку бактерий. Клеточные стенки бактерий сильно отличаются от внешней оболочки человеческих клеток, поэтому эти антибиотики имеют довольно мало побочных эффектов, если не брать в расчет возможные аллергические реакции. Если клеточная стенка бактерии ослаблена или разрушена, течение важных биохимических процессов нарушается и бактерия погибает или теряет способность к размножению. В этой связи следует объяснить два термина, которые часто употребляются в отношении антибиотиков: бактерицидные антибиотики уменьшают число микробов, т. е. они вызывают гибель бактерий, а бактериостатические антибиотики препятствуют размножению микробов; при этом присутствующие в организме микробы умирают естественной смертью или подавляются иммунной системой. Если ничто не препятствует делению клеток, бактерии могут удваивать свое количество каждые 20 минут и тем самым подавляют защитную систему просто за счет своего количества.

Другие антибиотики тормозят или блокируют функцию ферментов бактерий, без которой химические реакции внутри невозможны. Так, сульфонамиды, которые являются синтетическими антибиотиками, блокируют фермент, необходимый для производства жизненно важной для бактерии фолиевой кислоты. На человеческие клетки, которым также требуется фолиевая кислота, это действие не распространяется.

Аминогликозиды (стрептомицин, гентамицин, тобрамицин) оказывают влияние на образование жизненно важных белков в бактерии. Антибиотики этой группы обладают мощным действием. Их применяют в виде инъекций, чтобы оказать воздействие на весь организм. Аминогликозиды имеют серьезные побочные эффекты, так как они не всегда могут «различить» клетки бактерий и клетки человека. Например, после лечения стрептомицином пациенты часто страдают нарушением слуха. Также возможны тяжелые повреждения почек, кожные высыпания, разрушение костного мозга. Поэтому в высокой дозировке эти антибиотики применяются только при тяжелых инфекционных заболеваниях под наблюдением врачей.

Другой эффективный способ борьбы с бактериями заключается в подавлении деления их клеток. Существует целый ряд методов, с помощью которых различные антибиотики подавляют деление клеток бактерий.

Например, ципрофлоксацин ингибирует фермент ДНК-гиразу бактерии, который в подобной форме встречается и в человеческих клетках, но все же существующие отличия позволяют антибиотику не путать его с ферментом бактерий. Другие антибиотики препятствуют делению бактерий иными способами.

Вы, конечно, можете спросить, почему необходимо разрабатывать и применять так много различных антибиотиков. Если бы Флеминг перед отпуском оставил на своем столе полуоткрытую чашку Петри с энтерококками, а не со стафилококками, ничего необычного не произошло бы. Хотя плесневый гриб попал бы в чашку и попытался отвоевать себе пространство с помощью антибиотического вещества, у него ничего бы не вышло. Дело в том, что энтерококки, вызывающие инфекции мочевого тракта, раневые инфекции и воспаления сердца и мозга, абсолютно равнодушны к этой форме пенициллина.

Многочисленные штаммы бактерий настолько сильно отличаются друг от друга по своему строению и функциям обмена веществ, что для их уничтожения необходимы антибиотики с совершенно разными действующими механизмами. Некоторые бактерии просто не реагируют на тот или иной антибиотик, т. е. являются нечувствительными к нему.

Если антибиотик воздействует на большое число разнообразных бактерий, то его называют антибиотиком с широким спектром действия. Бактерии – это живые организмы, которые за миллионы лет борьбы за выживание научились прекрасно приспосабливаться к меняющимся условиям.

В данном случае речь идет о развитии устойчивости (резистентности) бактерий, о которой мы более подробно поговорим позже. Некоторые микробы довольно быстро развивают устойчивость к антибиотику, который поначалу оказывал на них разрушительное воздействие. Эта высокая способность микробов к адаптации таит в себе большую опасность для медиков и всего человечества. Причину появления множества устойчивых к антибиотикам микробов следует искать в ошибочном и избыточном приеме антибиотиков.

При приеме антибиотиков необходимо соблюдать следующие правила:

• Антибиотики – это высокоэффективные препараты, которые следует принимать только по назначению врача. Начатые упаковки антибиотиков, которые не были использованы, для утилизации следует отдавать в аптеку. К сожалению, очень часто люди начинают принимать антибиотики при симптомах, похожих на те, которые наблюдались у них ранее и являлись причиной назначения антибиотиков врачом. Это большая ошибка! Такое применение антибиотиков может повлечь за собой проявление серьезных побочных эффектов и опасность образования крайне устойчивых к данному препарату микробов, для борьбы с которыми впоследствии потребуются гораздо более сильные средства. Некоторые антибиотики имеют весьма ограниченный срок годности, а прием просроченных препаратов связан с дополнительным риском.

• Никогда не передавайте и не рекомендуйте антибиотики другим лицам!

• Если вы уже начали принимать антибиотик, нельзя прекращать прием препарата раньше, чем предписано врачом, даже если симптомы заболевания прошли. Иначе микробы могут развить устойчивость к данному виду антибиотиков и в будущем будут реагировать только на гораздо более сильные препараты, имеющие серьезные побочные эффекты.

• Химические антибиотики должны назначаться только специалистами, разбирающимися в выборе препаратов и их дозировке. К сожалению, некоторые врачи не всегда могут правильно и обоснованно назначить препарат.