feanoturi (feanoturi) wrote,
feanoturi
feanoturi

Category:

О, если б знали, из какого сора…

В прошлом посте серии о замечательных веществах было описано, как суровые странствующие химики 16-17 веков добывали стратегическое сырье для производства пороха, перелопачивая землю скотных дворов, однако, господа, поверьте, что получение чего-то полезного из отходов и грязи для химии является не то чтобы неординарным, а даже вполне закономерным. Сегодня наш рассказ пойдет о замечательном веществе, также «отрытым из грязи», но уже в гораздо более близкую к нам историческую эпоху – тетрациклине. Это замечательное вещество лишний раз подтверждает поговорку «Грязь и деньги ходят вместе», но не в фигуральном, как это обычно интерпретируется, а в самом что ни есть прямом смысле.



Открытие пенициллина, антибиотика, подавляющего и угнетающего рост и размножение болезнетворных бактерий, стало революцией в медицине. Промышленное производство пенициллина позволило спасти огромное количество жизней во время Второй Мировой войны (главным образом имеется в виду – жизней американских солдат и на Тихоокеанском театре военных действий, где из-за особенностей климата любая царапина грозила, инфекцией, воспалением и заражением крови). По окончанию войны исследователи начали активный поиск других антибиотиков, поскольку многие фармацевтические компании хотели найти новое чудо-средство.



Тут (а точнее еще во время Второй Мировой) и начинается история открытия тетрациклина. В 1943 известный специалист по патологии растений Бенджамин Дуггар (Benjamin Duggar) достиг предельного возраста 70 лет для американского профессора и был с почестями отправлен на пенсию. Суровый мир западной науки, однако – 70 лет и ты не имеешь право вести занятия. Однако Дуггар был весьма активным 70-летним профессором в отставке и быстро нашел себе место под солнцем, его приняла в штат в качестве консультанта одна химическая компания. Может мир суровой западной науки оказался суров, а скорее сам Дуггар был полон сил, но его консультации не сводились к ритуальному похрапыванию на заседаниях, посвященных обсуждению научных проблем (есть в нашей лавочке некоторые emeritus professors, которые ведут себя именно так), крепкий старик лично работал руками в лаборатории.

Узкой специализацией Дуггара были почвенные грибки. Он знал, что пеницллин выделен из грибков, и, представляя о существовании тысяч и тысяч различных видов почвенных грибков, он решил попытать счастья с другими грибками, поэтому он начал собирать коллекцию почв по всей стране, как говорится «От Калифорнии до острова Нью-Йорк» ©, выращивать грибки и смотреть, а не обладают ли антибактериальными средствами вещества, выделяемые этими грибками. Сформированная на новом месте работы научная группа Дуггара только и успевала проводить испытания биологической активности выделений грибов.

В 1945 исследователи обнаружили, что один из почвенных грибков, спокойно проживавших доселе в почве из поймы Миссури, выделяет кристаллы желтого вещества, проявляющего свойства антибиотика. Этот антибиотик получил название «ауреомицин» – от «aureus» – золото и «mykes» – грибы (все по латыни), а гриб, который подарил исследователям этот антибиотик, получил логичное Streptomyces aureofaciens. Ауреомицин впервые появился на рынке лекарственных препаратов в 1948 году.

Этот препарат оказался первым из семейства тетрациклинов, общее название класс антибиотиков получил благодаря тому, что молекулы этих препаратов содержат четыре циклических системы, связанных друг с другом. В ауреомицине содержится атом хлора, поэтому очень часто его также называют «хлортетрациклин». Вскоре были открыты и другие антибиотики тетрациклинового ряда – в 1949 году исследователи из Pfizer выделили окситетрациклин, опять же из почвы, коммерческое название этого соединения – террамицин. Сам тетрациклин был впервые выделен в 1953.



Тетрациклины получили повсеместное распространение главным образом из-за определенного преимущества по отношению к антибиотикам пенициллинового ряда. Во-первых, они работают против как грамположительных, так и грамотрицательных болезнетворных бактерий, в то время как пенициллины угнетают только грамположительные микроорганизмы, а во-вторых, принимать тетрациклины можно перорально, чего нельзя сказать о большинстве пенициллинов.

Действие тетрациклинов основано на том, что ним мешают бактериям производить белки, необходимые для их жизнедеятельности. Помимо терапии тетрациклины используются в качестве пищевых добавок для некоторых видов животных, таких как свиней и птицы (травоядных, в особенности мясомолочных тетрациклинами точно не подкармливают, так как эти антибиотики неизбирательны, могут загубить кишечную флору коровки, а коровка, не имея возможности сама перерабатывать целлюлозу растений в глюкозу, пользуется помощью бактерий, живущих в ее ЖКТ. Короче, сами представьте себе печальную судьбу крупного рогатого скота, потерявшего возможность переваривать свою основную пищу…). В присутствии тетрациклинов в пище свиньи и птица не только не болеют, но и растут лучше. Увы, но такой способ применения привел к увеличению количества штаммов бактерий, резистентных (то есть устойчивых) к действию тетрациклинов. К счастью, комбинированная терапия с применением тетрациклина и другого антибиотика увеличивает противобактриальное действие и не дает развиваться резистентности.

Ряд тетрациклиновых препаратов применяется до сих пор, постоянно создаются их новые модификации – это делается с помощью методики, известной как полусинтез. Суть такого подхода заключается в том, что тетрациклиновый каркас производится тружениками-грибками, а затем химики обрабатывают эти структуры напильником в колбе, модифицируя их – такой подход позволяет избежать многих дорогостоящих стадий синтеза. Один из таких полусинтетических тетрациклинов – тигециклин, который проявляет активность по отношению к известному возбудителю больничных инфекций – метицилин-резистентному золотистому стафилококку, начал использоваться в клинической практике с 2005. Считается, что наиболее эффективный антибиотик тетрациклинового ряда – доксициклин, который справляется с возбудителями бубонной чумы и лихорадки Лайма.



Однако, самым интересным моментом в истории про тетрациклины является то, что сам тетрациклин применялся в качестве антибиотика еще во втором тысячелетии до н.э. людьми, которые не шибко морочились ни проблемами борьбы с бактериальными инфекциями, ни проблемами гигиены. Три десятилетия назад Джордж Армелагос, антрополог из Университета Эмори (США) изучал человеческие кости представителей нубийской цивилизации, располагавшейся когда-то на территории современного Судана. Было обнаружено, что при облучении ультрафиолетом кости давали желто-зеленый флуоресцентный сигнал, характерный для тетрациклина, затем тетрациклин был обнаружен в костях с помощью метода масс-спектрометрии.



Далее больше – анализы показали, что тетрациклин принимали все члены общины, останки которых антропологи анализировали – даже дети. Предполагается, что причина малоестественной подпитки антибиотиками – древнее нубийское пиво – ферментированная кашица, ничуть не напоминающая пиво сегодняшнее. Зерно, использовавшееся пивоварами, хранилось в грязных емкостях, в которых почвенные микроорганизмы Streptomyces цвели и размножались, вырабатывая тетрациклин. В результате оказалось, что товарищи из Нубии, потреблявшие это пиво отличались немеряным по тем временам здоровье – анализ костей показал, что их обладатели не болели инфекционными заболеваниями – тот самый случай, когда пиво с утра было не только вредно, но и полезно.

Такое наше замечательное вещество – тетрациклин. Случайно выведенное в грязных чанах нубийскими пивоварами оно было осознанно найдено в грязи спустя века и используется до сих пор.


Ну и напоминаю, что по этому адресу идет голосование читателей конкурса научных блогов -2013 от SRTF, на который номинирован этот цикл про жизнь замечательных веществ, а посему, если вы, читатели хотите выразить признательность (или громкое фу)  жизнеописателю этих замечательных веществ, вы можете сходить туда и проголосовать.



This entry was originally posted at http://feanoturi.dreamwidth.org/807626.html.
Tags: жизнь замечательных веществ
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 8 comments