IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Спасительная плесень - путь к пенициллину
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В 1945 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине “за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях ”. Счастливчиками стали выдающиеся учёные 20 века Александр Флеминг, Хоуард Флори и Эрнст Чейн.
Между тем, как часто случается в истории, создательница советского пенициллина – выдающийся учёный – микробиолог Зинаида Ермольева, оказалась незаслуженно забытой. А ведь именно ей удалось не только создать качественный отечественный антибиотик, оказавшийся в 1.4 раза действеннее англо-американского, но и наладить его массовое производство в страшные для страны военные годы.
За всю историю человечества не было лекарства, которое спасло бы столько жизней. В самом начале Великой Отечественной войны многие солдаты умирали не от ран, а от заражения крови. Пенициллин излечил тысячи бойцов, которых считали безнадежными. История его открытия похожа на детектив, развязка которого подарила человечеству первый антибиотик, продливший продолжительность жизни примерно на 30 лет.
Знакомство с работами выдающихся учёных, занимающихся разработкой лекарств, побудили меня заняться изучением вопросов, связанных с историей возникновения и применения антибиотиков.
Цель проекта:
Знакомство с историей исследований в области химии и биологии.
Изучение опытов по получению пенициллина из плесени.
Задачи проекта:
Найти исторические и документальные сведения об ученых, имеющих непосредственное отношение к био-химическим исследованиям.
Выяснить значимость их вклада в био-химическую отрасль мировой науки.
Определить необходимость применения пенициллина в медицине.
Объект исследования: способ выработки пенициллина из плесени.
Актуальность выбранной темы:
Открытие антибиотиков – величайшее благо для человечества, спасение для миллионов людей. Но к лечению антибиотиками нужно относиться очень ответственно и соблюдать правила - никогда не принимать антибиотики без рекомендации врача, не прерывать курс лечения, даже если стало лучше, помнить, что антибиотики не помогают при вирусных заболеваниях.
Методы исследования:
Изучение литературных источников, Интернет-ресурсов.
Просмотр программ СМИ.
Проведение анкетирования.
Анализ полученных результатов.
История создания.
Еще с 20-х годов прошлого века британский ученый Александр Флеминг занимался изучением стафилококков – бактерий, нарушающих жизнедеятельность клеток. Уже в то время он имел репутацию блестящего исследователя. Его лаборатория часто была неопрятной, говорят, это и стало причиной открытия. Вернувшись однажды в свою лабораторию, спустя месяц, ученый обнаружил, что появившиеся на одной поверхности с бактериями стафилококка плесневелые грибы, вскоре уничтожили стафилококк. Идея использовать микробов в борьбе с микробами привела к появлению первого в мире антибиотика – пенициллина, выведенного из плесени!
О свойствах пенициллина знали еще Парацельс и Авиценна. Но выделить вещество, которое наделяет плесень лечебными силами, они не могли. Русские ученые 19 века Алексей Полотебнов и В. Манассеин установили антибиотическую активность плесневелых грибов. Они применяли зеленую плесень, выращенную на лимонах, для лечения гнойных ран и язв. Только в 20 веке Флемингу удалось вывести антибактериальные свойства плесени. О чем он сообщил 13 сентября 1929 года в Британском журнале экспериментальной патологии. Но формула вещества была еще нестойкой, оно быстро теряло свои свойства. К 1941 году ученые из Оксфордского Университета Эрнст Чейн и Хоуард Флори усовершенствовали препарат и, благодаря щедрому финансированию, запустили в массовое производство.
Научно-исследовательские работы американских ученых были строго засекречены. Пенициллин был военной тайной. Из-за фронтов в Москву доходили слухи о том, что англичане и американцы получили из плесени новый лечебный препарат небывалой силы действия и уже испытали его в армейских госпиталях. Слухи обрастали фантастическими подробностями и походили на снежный ком, катящийся с горы.
Ученые лаборатории биохимии в Москве под руководством Зинаиды Виссарионовны Ермольевой несколько лет занималась изучением бактерицидных свойств плесени. Поэтому именно ей и ее коллегам и было поручено создать отечественный препарат, аналогичный заграничному.
По одой из версий, сведения о препарате ученой передали советские разведчики. Известно, что в начале войны Зинаида Виссарионовна обратилась через советское правительство к англичанам с просьбой предоставить образец для экспериментов. Однако, из-за границы ответа так и не последовало…
З.В. Ермольева – талантливый учёный.
Имя Зинаиды Виссарионовны Ермольевой большинству людей ничего не говорит. Боевой характер и неиссякаемая энергия берут начало в ее казачьем происхождении. В 1915 году девушка с золотой медалью окончила гимназию и решила стать врачом. Ее поразила книга о любимом композиторе П. Чайковском, где было описание его смерти от холеры. Зина мечтала о том, как изобретет лекарство от этой страшной болезни. В 1921 году она окончила Медицинский институт в Ростове-на-Дону, и была оставлена ассистентом на кафедре микробиологии. В это время в городе вспыхнула эпидемия холеры. Исследуя заболевание, девушка решила провести опыт на себе: она выпила смертельный раствор и тяжело заболела. Ей чудом удалось выжить, но результатом этого опасного эксперимента стали возможность быстрой диагностики холеры и установление хлорустойчивости вибрионов. Этот результат лег в основу санитарных норм хлорирования воды, которые применяются до настоящего времени.
В 1925 году Ермольева переезжает в Москву, становится руководителем Отдела биохимии микробов Биохимического института. Позже она была командирована на профилактику начинающейся холерной эпидемии в Среднюю Азию. Зинаида Виссарионовна прекрасно справилась с ситуацией, за что получила звание профессора.
Еще раз остановить эпидемию холеры учёная смогла в военном Сталинграде. Фашисты предприняли попытку заразить холерным вибрионом водоснабжение города. Туда срочно направили ведущих специалистов страны. Воду в колодцах хлорировали, санитарки делали прививки, в результате эпидемию удалось предотвратить. Наградой для Зинаиды Виссарионовны стали тысячи спасенных людей, а правительство отметило её Сталинской премией, которую она передала на строительство самолета.
Шел 1942 год, на Западе были опубликованы данные о разработке нового препарата – пенициллина. Ермольевой порекомендовали продолжить работы с плесенью. Чтобы не терять время, сотрудники лаборатории перешли на казарменное положение в бомбоубежище.
Описание опытов по получению пенициллина.
Последовательность эксперимента была следующая. Раскрытые чашки Петри – стеклянная тара – с питательной средой стояли повсюду. Они ловили споры, летающие в воздухе. Ученые со стен и с потолков бомбоубежища собирали плесень, затем перекладывали её в чашки. Все это закрывали в специальные термостаты. Через сутки чашки Петри вынимали и изучали. Чуда не происходило. Уже были испытаны 92 разновидности плесени, нужной не было… Из-за постоянной сырости сотрудники лаборатории болели, но продолжали испытывать очередной плесневелый грибок Penicilium krustozum. Он был найден здесь, в подвале, и внешне мало чем отличался от своих 92 собратьев, испытанных ранее. Чашку Петри засеяли микробами и положили в термостат на сутки. Это были обычные рабочие моменты. Однако, когда вынули чашку из термостата, то увидели, что плесень остановила рост микробных бактерий. Это была первая удача за двухлетний изнурительный труд. Эксперимент повторили еще раз, и снова удача! Затем учёные 12 дней доводили эксперимент до конца, и, в итоге, получили сухое вещество, которое назвали крустазин!
Первые опыты ставили на животных. Их заражали стафилококком, а затем вводили крустазин – они оставались живы. Результаты на животных обнадеживали, но еще не гарантировали успеха в клинике. Впервые испытывался препарат на обреченных больных, которые после введения препарата пошли на выздоровление. Успех был потрясающий: тяжелейшие больные шли на поправку! Новость о чудодейственном препарате в считанные дни разнеслась по всем госпиталям.
В 1944 году Москву посетил создатель промышленного пенициллина профессор Хоуард Флори. Он “по секрету” рассказал, что ему удалось создать чудодейственное лекарство, и что в качестве бескорыстного дара он привез с собой несколько доз. Каково же было его удивление, когда в ответ на это вместо слов благодарности и восторгов Зинаида Ермольева спокойным голосом сказала, что в Москве почти год работает пенициллиновый завод.
Британцы ей не поверили и предложили проверить эффективность советского пенициллина. В больнице отобрали 12 солдат с заражением крови. Их положили в одной палате по шесть с каждой стороны. Одних лечили британским лекарством, других отечественным. Оба препарата в итоге показали одинаковые результаты, но пенициллин отечественного производства требовал при лечении меньшей дозировки, а значит, являлся более эффективным. По свидетельствам сотрудников лаборатории, профессор в знак восхищения русской коллегой называл ее “Мадам Пенициллин”.
Несмотря на то, что научные заслуги Ермольевой были очевидны и сама она стала лауреатом Сталинской премии, имя ее остается в наши дни незаслуженно забытым. И когда вспоминают героев войны, об учёных говорят редко, хотя они этого заслуживают в неменьшей степени, чем военные. Зинаида Виссарионовна – “стальная фиалка ” - стала прототипом главной героини романа Каверина “Открытая книга”, существует и экранизация этой книги. В родном городе названа улица ее именем.
Заключение
Современную жизнь мы уже не можем представить без применения антибиотиков. Идея применения микробов против микробов дала прекрасные результаты. Человечество создаёт всё новые и новые антибиотики против разных возбудителей инфекций. Но микромир сопротивляется, мутирует, микробы приспосабливаются. Возникает парадокс – люди разрабатывают новые антибиотики, а микромир вырабатывает своё сопротивление. По мнению многих экспертов, в том, антибиотики теряют свою эффективность в борьбе с заболеваниями, во многом виноваты и сами пациенты, не всегда принимающие антибиотики строго по показаниям или в необходимых дозах. Именно поэтому к лечению антибиотиками нужно относиться очень ответственно и соблюдать ряд простых правил, в частности:
- никогда не принимать антибиотики без рекомендации врача;
- не прерывать курс лечения, даже если вам стало лучше;
- помнить, что антибиотики не помогают при вирусных инфекциях.
Список литературы:
Детская энциклопедия “Я познаю мир. Биология”. – М., ТКО “АСТ”, 1994 год.
Сайт “Википедия” //http://Wikipedia/ru.
Сайт Marafonec //http://marafonec.Livejournal.com.
Сайт AIF.RU //http;//AIF.RU
Большая Советская Энциклопедия (БСЭ) – М., “Просвещение”, 1980 год.
Г. Билич, Е. Зигалова “Популярная Медицинская Энциклопедия”. 9-е издание. – М., 1998 год.
Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ) – М., “Просвещение”, 1989 год.
Энциклопедический словарь военной медицины – М.:Медгиз, 1946-1950 годы.
Популярная медицинская энциклопедия – М.: Советская энциклопедия, 1980 год.
Приложения
Анкета для школьников.
Насколько интересны для Вас научные открытия в области медицины?
Не интересуюсь.
Узнаю из средств массовой информации.
Читаю статьи и смотрю телевизионные передачи о научных открытиях.
Считаете ли Вы необходимым пропаганду профилактики здорового образа жизни?
Нет, это личное дело каждого.
Могу поддержать разговор на эту тему.
Да, это важно для каждого человека.
Знаком ли Вам термин “народная медицина”?
Нет, впервые слышу.
Это лечение у народа.
Да, это лечение травами и заговорами.
Кто такой Гиппократ и почему ему произносят клятву?
Затрудняюсь ответить.
Какой-то известный человек.
Древнегреческий врач, образец высокого морального облика врача. Произнесение клятвы Гиппократа стало традицией при получение врачебного диплома.
ВЫВОДЫ:
По результатам анкетирования видно, что вопросы медицины, профилактики здорового образа жизни являются важными составляющими наилучшего человеческого существования. Темы здоровья и лечения вызывают живой интерес респондентов. Все научные открытия должны использоваться человечеством во благо.