исследовательская работа. Исследовательская работа История биологии Значение пенициллина в годы Великой Отечественной войны
 Скачать 256.5 Kb.
|
|
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ гимназия с.Кармаскалы Учебная исследовательская работа История биологии «Значение пенициллина в годы Великой Отечественной войны» Выполнила: ученица 7 «а» класса Уразакова Элена Руководитель : учитель биологии Егорова А.А. с.Кармаскалы 2009 Содержание: Введение……………………………………………………………….с.3 Основная часть I.1. История создания пенициллина ………………………………..с.5 I.2. Биологическое строение гриба пеницилл……………………...с.6 I.3. Получение пенициллина………………………………………...с.8 I.4. Применение в медицине…………………………………………с.8 Вывод…………………………………………………………...с.10 Литература и ссылки…………………………………………..с.11 Приложение…………………………………………………….с.12 Введение Было такое важное положение: «Когда одно живое тело оказывает на расстоянии разрушительное действие на другое за счет выделяемых им химических веществ, то можно сказать, что происходит антибиоз ( греч. anti-против и bios-жизнь)». Отсюда и название «антибиотики» Принцип работы антибиотика состоит в торможении или подавлении химической реакции, необходимой для существования бактерии. Пенициллин блокирует молекулы, участвующие в строительстве новых клеточных оболочек бактерий — похоже на то, как наклеенная на ключ жевательная резинка не дает открыть замок. Пенициллин не оказывает влияния на человека или животных, потому что наружные оболочки наших клеток коренным образом отличаются от клеток бактерий. Шел 1943-й год, самый разгар Великой Отечественной. Ежедневно на фронтах от огнестрельных ран и от заражения крови гибли сотни, тысячи советских солдат и офицеров. Самым страшным врагом наших медиков была инфекция. Попадая в рану, она приводила к заражению крови, к гангрене, ампутации, смерти. Выживали единицы. Необходимо было чудо-лекарство, панацея от множества инфекций – пенициллин. На Западе его официально стали использовать год назад, в 1942, и смертность среди раненых сразу снизилась. Советское правительство вело переговоры о приобретении препарата, но союзники намеренно их затягивали. Выход был один – организовать производство собственного пенициллина. Но кто сможет взять в свои руки это ответственное дело? Выбор пал на Зинаиду Ермольеву. Известный ученый-микробиолог, она возглавляла лабораторию в Москве, в Институте экспериментальной медицины. Именно благодаря ей в стране была создана новая отрасль науки - бактериохимия. Ермольевой уже не раз удавалось останавливать вспышки холеры, бороться с эпидемиями, побеждать там, где другие отступали. И теперь ей предстояло сделать невозможное – в короткие сроки создать пенициллин. В сентябре 1943 препарат был получен, а ровно через год признан лучшим в мире. Медицина России прошла яркий и самобытный путь, отмеченный многими годами войн. Одной и самых жестоких и беспощадных была Великая Отечественная, где наша страна потеряла 27млн.человек и 65-летие со дня окончания которой мы отмечаем в этом году. Благодаря пенициллину и другим антибиотикам было спасено бесчисленное количество жизней. Кроме того, пенициллин стал первым лекарством, на примере которого было замечено возникновение устойчивости микробов к антибиотикам. Так 65 лет назад был осуществлен первый промышленный выпуск пенициллина. Мне бы хотелось выразить слова благодарности и глубокой признательности всем тем, кто воевал и трудился в годы Великой Отечественной войны на благо нашей Великой Победы над врагом! Цель: - Изучить историю происхождения антибиотика пенициллина и определить его значение в годы Великой Отечественной войны Задачи: - собрать и изучить материал по данной теме; - изучить особенности гриба пеницилл золотистый; - выступить с докладами на классных часах, посвященных Великой победе. I. Основная часть I.1. История создания пенициллина Великая Отечественная Война. Тысячи раненных в госпиталях. Не просто повальная нехватка медикаментов, но и отсутствие элементарных условий для оказания помощи раненным. Многие погибают не от ран, а от заражения крови. Применение антибиотико-терапии позволило бы спасти тысячи жизней, однако широкое использование американского пенициллина в силу объективных причин затруднено. Борьба за жизнь раненного начиналась сразу после ранения, непосредственно на поле боя. Весь медицинский персонал ясно осознавал, что главной причиной гибели раненных на поле боя, помимо несовместимых с жизнью травм, являются шок и кровопотеря. В эти тяжелые годы делалось все возможное, чтобы правильно и полно заполнять медицинские документы, чтобы каждый раненный или заболевший воин был учтен. Для ведения истории болезни использовались различные материалы – от тетрадных листков до этикеток от банки тушенки. Этим достигалась основная цель: строгий учет каждого раненного и больного. «История» пенициллина начинается с открытия Александра Флеминга, который первый описал свойства нового органического соединения, обладающего антибактериальными действиями, и получил из плесени антибиотик, но выделить его в чистом виде так и не смог. В 1941 году профессор Говард Флори в Оксфорде сумел получить первую порцию лекарства, однако промышленное производство было наложено им лишь в 1943 году в Соединенных Штатах Америки. Когда же началось производство отечественного пенициллина, и кто был его первым разработчиком? Это была Зинаида Виссарионовна Ермольева-руководитель лаборатории, в которой был впервые получен первый отечественный антибиотик. Для того чтобы оценить значение производства именно отечественного антибиотика, достаточно мысленно перенестись в тот исторический момент, когда оно было организовано, а именно в 1943год. Под бомбежками, в тяжелых условиях военного времени были собраны образцы плесени, и каждый из них был испытан на способность выделять пенициллин. Наконец отобранный гриб, который оказался даже лучше американского, был помещен в форментатор. В кратчайшие сроки выпуск пенициллина был наложен в промышленных масштабах, и в 1943 году его первые порции начали поступать в госпитали и непосредственно на фронт. В январе 1944года в Москву в составе иностранной делегации приезжает профессор Флори и, конечно же, встречается со своей русской коллегой. Профессор привез с собой пенициллиновый штамм, для того чтобы провести сравнение двух продуцентов. По свидетельствам сотрудников лаборатории, превосходство осталось за русским препаратом, а профессор в знак восхищения русской коллегой назвал ее «мадам Пенициллин». Хотя победа русского препарата была не однозначной. Утверждения о более высокой эффективности отечественного препарата, по сравнению с американским аналогом, в ходе масштабного применения на фронте не подтвердились. Противоречивые результаты ряда практикующих врачей вынудили предположить, что различные серии препарата обладают различной силой действия. В руки врачей, получавших лучшие результаты, попадали более сильные серии антибиотика, и наоборот. Позднее, в 1944 году клинические испытания группы врачей во главе с Н.Н.Бурденко показали, что отечественный антибиотик имеет тот же уровень активности, что и американский аналог. Утверждения же о более высоком уровне его эффективности приводили к применению антибиотика в более низких концентрациях и, соответственно, к привыканию патогенных бактерий к препарату и гибели людей… Именно Зинаиде Виссарионовне и ее группе принадлежит заслуга спасения тысяч жизней от заражения крови в годы Великой Отечественной войны и старта эры антибиотиков в отечественной медицине. В ряду мероприятий, посвященных великой дате – 65-летию Победы нашего народа в Великой Отечественной войне, свое особое место занимает ХV сессия Общего собрания Российской академии медицинских наук. Само рождение академии в годы войны свидетельствует о признании огромного вклада медицинской науки и практики в сбережение здоровья и сохранение жизни наших воинов, в Победу над фашизмом. I.2. Биологическое строение гриба пеницилл Среди широко распространенных в природе грибов наибольшее практическое значение для лечебных целей имеют зеленые кистевидные плесени, относимые к роду пенициллов — Penicillium, многие виды которого способны образовывать пенициллин. В настоящее время для производства пенициллина используется пеницилл золотистый — Penicillium chrysogenum Thorn. Пеницилл золотистый (пенициллиум хризогенум) (кистевик золотистый) Семейство Mucedinасеае Класс несовершенные грибы Описание (Пеницилл золотистый). Пеницилл золотистый — гриб микроскопических размеров, имеющий перегородчатый (септированный) разветвленный мицелий, составляющий грибницу. На искусственных питательных средах он образует гигантские колонии. На 12—14-й день роста на агаровой среде Чапека колонии бархатистые, 30 — 40 мм в диаметре, иногда, особенно в центре, с разбросанными воздушными гифами, зеленовато-сизовато-голубые, затем зеленые, в период роста с белым краем 1,2 — 2 мм ширины, с возрастом иногда приобретающие несколько буроватый оттенок, с обильными бесцветными или желтыми каплями эксудата на поверхности; обратная сторона колонии желтая или буровато-желтая. Окружающий агар при росте гриба окрашивается в желтый цвет. На мицелии развиваются особые гифы, называемые конидиеносцами, несущие споры. Конидиеносцы около 300 мм длины и 4 мм в диаметре, на верхушке с кисточкой. Кисточка несимметричная, трижды мутовчатоветвистая. Разветвления первого порядка, отходящие от конидиеносца, называются веточками. Веточки дают разветвления второго порядка (метулы) в числе 4 — 6 штук, имеющие 10—16 мм длины и 3,5 — 4 мм в диаметре. Метулы несут мутовки, разветвления третьего порядка, носящие название стеригм, которые имеют колбовидную форму, 8—10 мм длины и 3,5 мм в диаметре. На свободном конце каждой из стеригм отшнуровываются цепочки конидиоспор, распадающихся при созревании на отдельные гладкие, эллиптические или почти шаровидные конидии, 3,5 — 4 мм длины. Культурные штаммы пеницилла золотистого. В производстве пенициллина в настоящее время используются исключительно не образующие желтого пигмента селекционированные штаммы Penicillium chrysogenum Thom. Большинство из них ведет начало от беспигментного мутанта этого вида, полученного при действии ультрафиолетовых лучей на пигментообразующий штамм Wis. Q —176. Производные этого штамма, полученные путем воздействия на него этиленамином и последующего отбора, обладают способностью давать до 3000 — 4000 ЕД пенициллина в 1 мл культуральной жидкости. Морфологические признаки этих штаммов, например штамма Wis. 51—20, следующие: колония на среде Чапека на 12—14-й день роста узкорастущая, достигает не более 10—15 мм в диаметре, сильно складчатая, выпуклая или кратерообразная; растущий край очень узкий и обрывистый, не более 0,5 мм ширины; колония кремовато-белого цвета с очень слабым зеленоватым оттенком в центре, очень слабо спорулирующая; обратная сторона колонии бледно-охристого цвета; эксудат не образуется; окружающий колонию агар не окрашен. Мицелий утолщенный, с укороченными вздутыми клетками. Конидиеносцы сохраняют следы асимметричного строения, присущего дикорастущим штаммам. Большей частью строение их упрощено: число метул и стеригм сильно уменьшено, клетки их неправильны, вздуты; расположение их часто беспорядочное, размеры крупнее, чем у дикорастущих штаммов (метулы около 20 мм длины и 5 мм толщины, стеригмы 10—15 мм длины и 4 — 5 мм толщины). Конидии очень разнообразны по форме; диаметр их колеблется от 3,5 до 6 мм. Кроме плодоносящих конидиеносцев, часто встречаются их недоразвитые зачатки с неправильным густым ветвлением вздутых метул и стеригм, напоминающие по форме оленьи рога. I.3. Получение пенициллина. Продуцент пенициллина выращивают по методу погруженных культур в специальных ферментаторах емкостью в несколько тонн, снабженных мешалкой и подводом барботируемого стерильного воздуха. Культура ведется на средах, содержащих кукурузный экстракт, способствующий повышению выхода пенициллина. Лучшим углеводом для культуральной жидкости является лактоза. Прибавление к питательной среде некоторых химических веществ, в частности фенилуксусной кислоты и фенилацетамида в концентрации 0,02 — 0,08%, заметно увеличивает выход пенициллина, так как эти вещества входят в молекулу антибиотика. Пенициллин извлекается из культуральной жидкости путем последовательной обработки органическими растворителями и слабощелочными растворами солей, из которых он затем кристаллизуется в виде натриевой или калиевой соли. I.4. Применение в медицине Химический состав (Пеницилл золотистый). Активные антимикробные вещества, содержащиеся в культуральной жидкости продуцентов пенициллина, обычно являются смесью различных пенициллинов. Разные типы пенициллина имеют одинаковое основное ядро и разные боковые цепи (радикалы). Все пенициллины представляют собой гетероциклические соединения, в основе молекул которых лежит своеобразная бициклическая система, построенная из конденсированных тиазолидинового и β-лактамного колец. Химические формулы веществ содержащихся в Пеницилл золотистый В настоящее время известно существование свыше десяти природных пенициллинов, содержащих различные радикалы. При поверхностном росте дикорастущих форм Penicillium chrysogenum образуются преимущественно пенициллины F (пентенилпенициллин) и X (n-оксибензил-пенициллин). Пенициллин G (бензилпенициллин) образуется наиболее обильно при выращивании гриба по методу погруженных культур в присутствии фенилуксусной кислоты или фенилацетамида. Промышленный (лечебный) пенициллин содержит по преимуществу бензилпенициллин C16H1804N2S, т. пл. 80°, [a]23D + 241° (буферный раствор). В настоящее время в лечебной практике используется также феноксиметилпенициллин (пенициллин ФАУ), который не разрушается под влиянием желудочного сока и может применяться перорально. Предшественником его является фено-ксиметилуксусная кислота, добавляемая в культуральную среду. Пенициллин является высокоэффективным антибактериальным средством, широко применяемым в медицинской практике для лечения заболеваний, вызванных стрептококками, стафилококками, менингококками, пневмококками, гонококками и другими патогенными аэробными бактериями. Он применяется в виде натриевой, калиевой и других солей. Показаниями к применению пенициллина являются: сепсис и раневая инфекция, пневмония, острый и подострый септические эндокардиты, гнойные инфекции кожи, септицемии и пиемии, остеомиелит, разные формы ангин, гонорея, сифилис и другие заболевания. Наиболее эффективным методом терапевтического применения бензилпенициллина является внутримышечное и внутривенное введение его в организм. Помимо этого, его вводят в серозные полости, суставы, абсцессы, свищи при остеомиелите, а также применяют повязки, пропитанные пенициллиновыми препаратами, на инфицированные раны, хронические язвы и гнойные воспаления кожи. Бензилпенициллин при заболеваниях типа ангин используется в виде таблеток или полосканий. Феноксиметилпенициллин используется в форме таблеток перорально в тех же случаях, когда показано применение инъекций бензилпенициллина. Хорошо очищенные пенициллины практически не токсичны. II. Выводы Подробно изучив историю происхождения пенициллина, я пришла к следующим выводам: История пенициллина началась с открытия Флеминга, который первым описал свойства антибактериального препарата в 1939 году. Советские микробиологи во главе Ермольевой З.В. поистине совершили подвиг, открыв собственный метод получения пенициллина во время ВОВ. Благодаря пенициллину смертность от ранений понизилась в три раза. Выздоровление раненых бойцов проходило в более короткие сроки. Разработка советского пенициллина стало толчком для развития советской медицины. Появление новых препаратов, правильное заполнение медицинских документов. Так достигалась главная цель – велся строгий учет каждого раненого. III. Литература и ссылки: «Популярная медицинская энциклопедия» гл.редактор Б.В.Петровский «Основы медицинских знаний» В.Г.Бубнова, Н.В.Бубнов http://www/antibiotic.ru автор В.А.Ящурова http://www/shokaznizni.ru автор О.В.Варнаков http://www/onkologov.net автор А.М.Сточик http://www/gov.cap.ru автор И.И.Матлак http://www/bibiotekar.ru автор К.В.Терехова http://www/bse.su-lip.ru автор П.Л.Кувянина Приложение  Флемминг – создатель пенициллина  Зинаида Виссарионовна Ермольева- советский микробиолог, создатель русского пенициллина. Гриб - Пеницилл золотистый С  хема. График изменения смертности раненых во время ВОВ с появлением антибиотиков. Гриб Пеницилл в чашке Петри |