Пенициллин и цитрин - антибактериальные продукты плесени

Теперь имеется возможность сказать, что за последние 1—2 года полностью определилось значение пенициллина как могучего химико-терапевтического средства в борьбе с опасными микробами для человека.

Подмеченный микробиологами ещё с времён Луи Пастера (1887) тот факт, что некоторые виды микроорганизмов (часто не патогенные) могут частично или полностью подавлять развитие других (патогенных) видов, был реализован с громадной пользой для медицины в открытиях лондонского профессора А. Флеминга. Открытые им и его сотрудниками продукты метаболизма некоторых видов плесени — «пенициллин», а также недавно изолированный «цитрин»—положили начало новой эре в борьбе с инфекционными заболеваниями человека, по успехам которую можно будет сравнивать только с переживаемой эрой сульфамидных препаратов.

«Дикая» культура этой плесени, позднее опознанная как Pentcillium notatum (Westling), попала в руки Флеминга в результате случайного занесения её спор из воздуха в сосуды с питательными средами, на которых разводилась опасная культура стафилококков. С удивлением этот исследователь заметил, что в зоне колонии плесени P. notatum совершенно исчезали стафилококковые колонии. Вскоре Флемингу удалось вывести чистую культуру данной плесени и, кроме того, наблюдать особенную активность фильтратов от питательных сред её против piogenic cocci. Чрезвычайно важным было и то наблюдение, что питательные бульоны от плесени оказались не ядовитыми для животных и безвредными в отношении лейкоцитов. Флеминг сразу сделал ценные выводы в отношении практической перспективы использования Penilcillium на службе хирургической асептики.

С начала 30-х годов начались: обширная научно-исследовательская работа по анализу выделяемых продуктов метаболизма плесени Penicillium и поиски химически индивидуального вещества, являющегося причиной антибактериального эффекта фильтратов от этой культуры.

Надо отметить, что научная работа развернулась не только по этой химической линии, но и по линии биологической, связанной с определением оптимальных условий для развития плесени (подбор составных частей питательных сред, температурного режима и т. д.).

Результаты этих исследований появились настолько скоро, что благодаря клиническим данным, главным образом оксфордской группы учёных во главе с проф.' Н. W. Florey, 1943 год надо считать датой, когда пенициллин поступил в арсенал медицинских средств в борьбе с инфекциями. Текущая всемирная война дала ход к всестороннему испытанию пенициллина в связи с потребностями, прежде всего, военной хирургии.

Страны антифашистской коалиции, особенно Англия и США, налаживают обширное производство пенициллина для нужд армии. Администрация Рокфеллеровского фонда сейчас субсидирует крупный научный коллектив под руководством приглашённого из Англии проф. Н. W. Florey по работам над пенициллином.

«Пенициллин» является названием комплексным, оно дано, собственно говоря, выделяемому сухому остатку, смеси продуктов метаболизма плесени Penicillium notatum, среди которых есть активно действующие бактериостатические вещества. Поскольку пока не удалось выделить последние в индивидуальном состоянии, то стало быть и природа их в химической структуре ещё не выяснена.

Микологическая химия сейчас усиленно изучает промежуточные продукты обмена в жизнедеятельности Penicillium, и, вероятно, с этой стороны она подойдет к выяснению полной картины строения пенициллина (или состава его комплекса, если это есть комплекс специфически действующих веществ). Плесень может быть культивируемой на весьма различных средах. Практически приемлемой является, например, стерилизованная среда, содержащая 10% дрожжевого экстракта, которая засевается спорами Penicillium и проращивается при 24°, как оптимальной температуре.

Сосуды, применяемые для развития культуры плесени, используются различные. Так, Abraham нашёл лучшими среди других глиняные глазурованные изнутри банки размером 12X27.

Наиболее благоприятной средой для хранения пенициллина является нейтральная или близкая к ней (рН — окол 7); в кислой среде, например с рН = 2, пенициллин неустойчив, как неустойчив в щелочных и спиртовых средах. Пенициллин растворим в воде, но может при подкислении водного раствора извлекаться эфиром, амилацетатом и другими органическими растворителями. Водно-эфирные растворы его могут сохраняться в холодильнике сравнительно долгое время без потери активности. Испарение растворителей даёт обычно жёлтый, рыхлый порошок, весьма гигроскопический, поэтому требующий хранения в эксикаторе.

По специфичности действия пенициллин аналогичен сульфамидным препаратам, обладая, однако, рядом преимуществ перед последними. Эти преимущества сводятся главным образом к двум моментам: первое — пенициллин по бактериостатическому эффекту превосходит сульфамидные препараты; второе — пенициллин обладает весьма малой токсичностью для живой ткани. Эффективность действия его видна уже из того примера, что столь малые концентрации, как 1 : 500 000 я даже 1 : 1 000 000, могут полностью задерживать размножение стафилококков и стрептококков, хотя бы если концентрация последних выражалась несколькими миллионами на 1 см3 среды. Отмечено также его действие в отношении микробов дифтерии, газовой гангрены и других болезнетворных начал.

Коллективная работа английских учёных в направлении обследования продуктов метаболизма плесеней, на антибактериальный эффект позволила отобрать ещё каждый вид плесени, именно Penicillium citrittum Thorn, как метаболический продукт, который Hetheringtom и Raistrick назвали «цинтринином».

Названные исследователи наблюдали, что эта плесень в культуре раствора Czapek-Dox после известного периода инкубации давала оранжево-жёлтый раствор, действующий с хлорным железом тёмно коричневый осадок растворимый в избытке реактива с общим окрашиванием раствора в тёмнокоричевый цвет. Подкисление данного раствора соляной кислотой приводило к осаждению мелкокристаллического осадка с исчезновением окраски маточника.

Характерным оказалось то, что бактериоз-статическая сила действия фильтратов от культуры данной плесени оказалась прямо пропорциональной интенсивности окраски их с хлорным железом и количеству осадка (цитрина), выделенному при осаждении соляной кислотой.

Таким образом, антибактериальная сила метаболического раствора является зависимой от выделяемого в химически индивидуальном состоянии кристаллического вещества — Цитрин

Молекулярная формула цитрина выражается составом СізН140б. Точка плавления его 168° кристаллизуется из спирта и даёт лимоннокислую соль. По продуктам деградации и полученным производным Coyne, Raistrick и Robinson приписали цитрину следующую предварительную структуру:

Из этой формулы видно, что цитрин является гетероциклической кислотой довольно необычного строения.

Правда, эта предложенная для цитрина структура пока ещё не подкреплена синтезом, но, имея в виду развернувшиеся синтетические работы в данной области, надо полагать, скоро приведут к синтезу этого важного соединения.

Инкубация разлитого по колбам питательного раствора с высеянной культурой проводится в стерильных условиях в течение 14 дней при 24°. После инкубации оранжево-жёлтый раствор фильтруется. Фильтрат показывает рН = 5.5 и даёт реакцию с хлорным железом. При подкислении соляной кислотой осаждается цитрин в количестве 2.2 г на литр раствора. Как метаболические цитрининовые растворы, так и сам цитрин (в разных концентрациях) оказались активными в отношении Staphylococcus aureus, вызывая полное торможение его развития. (Сейчас цитрин изучается в отношении других патогенных микроорганизмов.

Надо думать, что цитрин приобретёт большое применение как сильное, правда, по видимому, несколько уступающее пенициллину, химиотерапевтическое средство. Доступность этого вида плесени, высокая продуктивность её на выход цитрина и лёгкая впечатляемость последнего в чистом виде делают перспективным для медицины этот новый антибактериальный агент.

Источник - abc-24.info