פניצילין

עזרה הדדית

ישנן מספר גרסאות שונות לאותה אגדה, אך באופן בסיסי כולן דומות. נביא כאן גרסה אחת נפוצה שלה. האגדה מספרת כי לקראת סוף המאה ה-19 שמע חקלאי סקוטי עני את זעקות העזרה של נער מאגם סמוך. החקלאי הסקוטי מיהר והציל את הנער מטביעה בטוחה. עם היוודע המאורע התייצב אביו של הנער, אציל אנגלי אמיד מבית הנבחרים הבריטי, בפתח ביתו של החקלאי הסקוטי. הסקוטי, על אף שהיה עני, סירב בתוקף לקבל תמורה כספית כלשהי מהאציל האנגלי. בעודם מדברים, יצא אחד מבניו של הסקוטי לפתח הבית. האציל האנגלי הציע לדאוג למימון השכלתו של הצעיר באומרו: "אם הילד הצעיר דומה לאביו, הוא יוכל לגדול ולהיות לאדם גדול ולהביא כבוד לאביו".
כחמישים שנה מאוחר יותר, לאחר שסיים הילד הסקוטי (עתה כבר גבר) את לימודי הרפואה, הוא פנה לתחום הבקטרולוגיה (חקר החיידקים). לימים יגלה את הפֶּנִיצִילִין, חומר שעוזר למגר חיידקים מעוררי מחלות וזיהומים שונים, ובכך מרפא מתחלואים שונים. שמו, אָלֶכְּסַנְדֵר פְלֶמְינְג (Alexander Fleming).
במהלך מלחמת העולם השנייה יחלה ראש-ממשלת בריטניה ויזדקק לטיפול בפניצילין שיציל את חייו. בכך ניצלו חייו בשנית על-ידי משפחת פלמינג. רַנְדוֹלְף צֶ'רְצִ'יל (Randolph Churchill) הוא האציל האנגלי האמיד מבית הנבחרים הבריטי. בנו, ווִינְסְטוֹן צֶ'רְצִ'יל (Winston Churchill), לימים ראש ממשלת בריטניה, הוא הנער שחייו ניצלו מטביעה.
צ'רצ'יל, אכן חלה במהלך מלחמת העולם השנייה, אך לא טופל בפניצילין מכל סוג שהוא אלא בחומר אחר. הוא ככל הנראה כן טופל בחומר אנטיביוטי, אבל רק בשלב מאוחר יותר בחייו. אין עדות כלשהי לכך שמשפחת צ'רצ'יל עזרה במימון כלשהו למשפחת פלמינג. לימודיו מומנו בעזרת ירושה מדודו.
זהו סיפור יפה, אך אגדה בלבד. אגדה זו נועדה ללמד על התועלת הבלתי צפויה שבעזרה הדדית בין בני-האדם גם אם היא נעשית ללא מטרות רווח אישי.

אלכסנדר פלמינג

אָלֶכְּסַנְדֵר פְלֶמִינְג (Alexander Fleming)

נולד ב- 6 באוגוסט 1881, באזור כפרי מרוחק ונידח בסקוטלנד. הוא היה השביעי מבין שמונה ילדים. אביו היה חקלאי ולאחר מותו ניהל הבן הבכור את החווה המשפחתית. ארבעה אחים ואחיות אחרים מצאו את עצמם לומדים בלונדון. אח אחד, בשם תוֹם (Tom) אף למד רפואה ופתח מרפאה פרטית. אַלֶק עצמו, כפי שכונה על-ידי אחרים, הגיע ללונדון בגיל 14 ולמד בבית-ספר טכני. לאחר שסיים את לימודיו הוא פנה בעצת אחיו תום למצוא לעצמו מקור פרנסה. הוא התקבל כפקיד בחברת משלוחים, עבודה שלא אהב.
אלק ועוד שניים מאחיו הצטרפו לגדוד הסקוטי במלחמת הבּוּרִים (השנייה) שפרצה בשנת 1899 בין בריטניה למושבותיה בדרום יבשת אפריקה. עבורם היה זה יותר מחנה ספורט וכושר, ולא ממש השתתפו בלחימה. מות דודם הוריש לכל אחד מילדי המשפחה סכום כסף מסוים. תום, שהיה כבר בעל מרפאה משגשגת, המליץ לאלק לפנות ללימודי רפואה.
אלק לקח את מבחני מיון הכניסה לפקולטה ללימודי רפואה וקיבל את הציון הגבוה ביותר מבין כל הנבחנים האחרים! מבין מספר בתי ספר לרפואה בלונדון בחר אלק בבית הספר סֶייְנְט מָארִי'ס (St. Mary’s). הוא בחר בהם ולו רק בשל העובדה שפעם בעבר שיחק פולו-מים נגד קבוצת שחקנים מבית-ספר זה. כשהגיע העת לבחור כיוון התמחות נטה אלק לבחור בהתמחות כמנתח. בחירה זו הייתה מרחיקה אותו מסיינט מארי'ס. ראש קבוצת מועדון הצלפים בסיינט מארי'ס, שגם עבד במעבדה לחקר הרכבת חיסונים, היה להוט להשאיר את אלק בקבוצתו. לכן שכנע הלה את אלק לשנות כיוון ולפנות ללימודי הבקטרולוגיה (חקר החיידקים).

בשנת 1908 הוא סיים את לימודיו ונשאר לעבוד במעבדת מחקר של נגיפים. במהלך מלחמת העולם ה-I הוא שהה בבית-חולים שדה על אדמת צרפת. שם השתתף אלק בניסיון לעזור לחיילים שנפצעו מפצצות להתגבר על הזיהומים שתקפו את פצעיהם. חיילים רבים מתו מאותם זיהומים שלא היה דבר שיעצור את התפשטותם. אלק חקר וגילה כי הזיהומים הגורמים לנֶמֵק ולצָפֶדֶת (טֶטָנוּס) חיים היטב במעמקי הפצע הפתוח ואינם מושמדים באמצעי חיטוי חיצוניים. לעיתים נגרם יותר נזק לגוף כשאיברים הוא חלקים בריאים בגוף נפגעים מבלי שהחיידקים עצמם מושמדים. פתרון נואש לבעיית הזיהומים היה כריתת איברים כמו גפיים בהם התפשטו הזיהומים בתוך הפצעים על מנת להציל את חיי הפצוע.

אחרי המלחמה שב אלכסנדר פלמינג לסיינט מארי'ס. שם המשיך לחקור את מושבות החיידקים. במהלך תחילת החורף של שנת 1921 הוא הצטנן קשות. סקרנותו הביאה אותו לבחון את ליחת הנזלת על מצע סוכר בצלוחית גידול – צלוחית פֶּטְרִי. לאחר כמה שבועות הוא גילה להפתעתו כי מושבות חיידקים התרבו וגדלו בצלוחית הפטרי בכל מקום מלבד סביב הליחה. פלמינג מצא כי קיים אנזים טבעי בנוזלים שונים של הגוף, כמו ליחה ודמעות המסוגל לתקוף ולהשמיד מושבות חיידקים. למרות התגלית החשובה לא היה בכך די. לא הייתה ידועה דרך לייצר אנזים זה בכמות מסחרית כך שיהיה ניתן להשתמש בו בתפוצה רבה למטרות ריפוי. יותר חשוב מכך, אנזים טבעי זה אמנם לחם בחיידקים מסוימים, אך לא השפיע כלל על החיידקים האלימים שהיוו את הגורם המזהם בפצעים העמוקים.

יעברו עוד שבע שנים שלמות עד שבשנת 1928 ייתקל פלמינג לגמרי במקרה באותה תופעה בפעם השנייה ויעשה צעד נוסף קדימה. לאחר ששב ללונדון מחופשה של כמה שבועות בבית קיט מצא פלמינג ששכח כמה צלוחיות פטרי. על חלק מהן שהכילו מושבות חיידקים מסוג סְטַפִילוֹקוֹקוּס (Staphylococcus) התפתח עובש. במהלך שטיפתן משכה אחת מהצלוחיות את תשומת ליבו. פלמינג בחן אותה מקרוב וגילה כי מושבות החיידקים התפתחו בכל מקום בצלוחית מלבד סביב העובש שגדל בה. מאוחר יותר התגלה כי העובש הוא ממשפחת הפֶּנִיצִילְיוּם (Penicillium) מזן הנקרא פניציליום נוֹטַאטוּם (Penicillium Notatum). פלמינג קרא לחומר האנטיבקטריאלי המופק ממנו בשם פנצילין.

עובש

ניסויים שערך בחומר החדש הראו כי הפניצילין מצליח להשמיד חיידקים מסוגים רבים, גם כאלו שהזיקו לאדם. החומר אינו רעיל לאדם ואינו פוגע ברקמות בריאות. נראה כי החומר הנו חומר פלא. אך פלמינג התקשה לייצר אותו בכמויות גדולות ולהבטיח את פעילות החומר לאורך זמן כך שניתן יהיה להשתמש בו. בשנת 1929 פרסם פלמינג את ממצאיו בנושא במאמר שלא משך תשומת לב רבה.
רק לאחר פרוץ מלחמת העולם השנייה, בשנת 1939, ישוב עולם המדע להתעניין במציאת תרופה להתפשטות החיידקים בפצעים עמוקים.

פניצילין

אז כיצד העובש גורם למותם של החיידקים הרגישים אליו? כדי לענות על שאלה זו עלינו ראשית להכיר יותר טוב את מבנה החיידק.
החיידק, בדומה לתא האדם מורכב מממברנה עדינה המקיפה אותו. בנוסף לממברנה קיימת גם מעטפת תא נוספת, גסה יותר, המהווה את קיר התא. קיר זה הכרחי לקיום תא החיידק מכיוון שקיים לחץ פנימי גבוה בתוך תא החיידק. ללא קיר חזק יחסית זה חומר התא ידלוף החוצה במהירות רבה והתא למעשה ייראה כמתפוצץ כלפי חוץ. אחת מן התכונות המזיקות של החיידקים היא העובדה שהם מתרבים בקצב מהיר מאוד. על מצע גידול תכפיל אוכלוסיית החיידקים את עצמה כל 20 דקות! התרבות מהירה זו בתוך פצע עמוק אינה מאפשרת למערכת החיסונית של גוף האדם להתמודד עם הפולשים הזרים בהצלחה.
אך על-מנת להתרבות בקצב מסחרר זקוקים החיידקים לכמות גדולה של חומר שיאפשר להם ליצור קירות תאים חזקים חדשים בכל פעם. ניתן לדמות את קיר תא החיידק כרשת של חוטים דקים המחוברים ביניהם ויוצרים רשת חזקה. הרשת מורכבת מחוטים ארוכים הסובבים את התא אופקית ומחוברים ביניהם אנכית על-ידי חוטים קצרים מקשרים. אנזים (חלבון) מסוים בשם טְרַאנְסְפֶּפְטִידֵס (Transpeptidase) הוא האחראי ליצירת הקשרים האנכיים הקצרים בין החוטים האופקיים הארוכים לקבלת מבנה של רשת חזקה. הפניצלין מתחבר לאנזים זה ובכך גורם לחסר שלו בתהליך התרבות החיידקים. כל חיידק מתנפח ומתארך לפני שהוא מתפצל ליצירת שני תאים נפרדים. היעדר חומר ליצירת קירות תא חזקים גורם בסופו של דבר להתפקעות תא החיידק הארוך, לדליפת חומר התא שלו וכך למותו.

מבנה דופן התא

מידת היעילות של הפניצילין לחיידקים מסוימים נקבעת לפי הלחץ הפנימי של תא החיידק. ככל שלחץ התא הפנימי של החיידק גבוה יותר כך הוא זקוק לקיר תא חזק יותר. קיר תא חזק יותר משמעו רשת צפופה יותר, כלומר יותר אנזים מקשר. ככל שהחיידקים נזקקים ליותר אנזים מקשר שמשותק על-ידי הפניצלין כך יותר מהר יותר תאי חיידק ידלפו וימותו.

בזני עובש אחרים ממשפחת הפניציליום משתמשים לשבח את טעמן של גבינות מסוימות. למשל, גבינת רוקפור, הנקראת גם גבינה כחולה בשל צבעה, מכילה גם זני עובש מסוימים ממשפחה זו המעניקים לה את צבעה בנוסף למרקם, לטעם ולניחוח.

הווארד פלוריי וארנסט חאיין

הָוַוארְד ווֹלְטֶר פְלוֹרֵיי (Howard Walter Florey)

נולד ב-24 לספטמבר 1898, באָדֶלֵייְד שבדרום אוסטרליה. אביו היה יצרן נעליים ומגפיים, בריטי במקורו. הווארד הצטיין בלימודיו בבית-הספר. כבר אז הראה את התעניינותו בתחום המדעים ובכימיה בפרט. אולי נמשך ספציפית לתחום הרפואה גם בזכות אחותו הגדולה שלמדה רפואה בעצמה. כשהפגין על רצונו להיות חוקר בתחום הרפואה, הקניטה אותו על רצונו להיות מעין 'פָסְטֶר' חדש – מושג שלא הבין בזמנו. לאחר שסיים את לימודי התיכון הוא רצה להתנדב ללחימה במלחמת העולם ה-I, אך הוריו סירבו לתת את הסכמתם. במקום זאת הוא המשיך את לימודיו בתחום הכימיה באוניברסיטה באדלייד, שם החל ללמוד בשנת 1917. שנה לאחר מכן נקלע העסק המשפחתי לקשיים ובנוסף אבי המשפחה נפטר. בזכות מלגות שקיבל הצליח פלוריי בכל-זאת לממן את לימודיו. בשנת הלימודים האחרונה הוא זכה במלגה שאפשרה לו להמשיך את לימודיו באוניברסיטת אוקספורד שבאנגליה. שם סיים בשנת 1924 את לימודיו במגמת פיזיולוגיה בהצטיינות. לאחר סיום לימודיו התקבל על תקן חוקר במעמד מלגאי באוניברסיטת קיימברידג'. במהלך שנה זו, שנת 1924, הוא נטל חופשה של חודשיים על מנת להשתתף במשלחת מחקר מטעם אוניברסיטת אוקספורד. הוא שימש כרופא המשלחת שיצאה לחוג הארקטי. משלחת זו הצליחה בזכות המשלחת שיצאה שנה קודם לכן. אגב, במשלחת בשנה הקודמת השתתף גם

אָנְדְרוּ אִירְווִין (Andrew Irvine)

– מי שנטל חלק מאוחר יותר בניסיונות לכבוש את פסגת האוורסט.

אֶרְנְסְט בּוֹרִיס חֵאייְן (Ernst Boris Chain)

נולד ב- 19 ליוני 1906 בברלין, בירת גרמניה. בשנת 1930 הוא סיים לימודיו באוניברסיטת פרידריך-ווילהלם שבברלין, בתחום כימיה ופיזיולוגיה. לאחר לימודיו החל בלימודי פתולוגיה. אך בשנת 1933, לאחר עליית הנאצים לשלטון הוא נאלץ להגר לאנגליה בשל היותו יהודי. באנגליה הוא התקבל להמשך לימודיו ולעבודה באוניברסיטת קיימברידג'. שם הדריך אותו

פְרֶדֶרִיק הוֹפְּקִינְס (Frederick Hopkins)

. הלה התרשם מיכולותיו וכאשר פלוריי חיפש משתתפים למחקר בנושא בקטרולוגיה המליץ הופקינס על חאיין.

בשנת 1935 התמנה פלוריי לראש מחלקת מחקר בתחום פתולוגיה שבאוניברסיטת אוקספורד. בשנת 1938 הוא הרכיב צוות מובחר של מתמחים בתחום זה. צוות מצומצם זה כלל גם את חאיין. מטרת הצוות הייתה למצוא חומר ביולוגי שיסייע להילחם בחיידקים המסוכנים לאדם. חאיין חקר תחילה ארס נחשים. אך מששמע על ניסיונות הקבוצה להשתמש בחומרים אנטיבקטריאליים הוא החל בסריקת ספרות המדע בנושא זה ונתקל במאמרו של פלמינג בנוגע לפניצילין. חאיין הציג את המאמר לפלוריי והלה הסכים להצעתו להמשיך ולחקור בכיוון זה. כך שב הפניצילין לבימת המחקר. פריצת מלחמת העולם השנייה ועימה המאמץ המלחמתי שמו קץ לתמיכה הכספית ממנה נהנה צוות המחקר עד כה. הישועה באה מאמריקה, המשך המחקר התאפשר כספית הודות לתמיכתה הנדיבה של קרן רוֹקֶפֶלֵר (Rockefeller).

חאיין ושותף נוסף עבדו על זיקוק הפניצילין מתוך העובש. לאחר שזיקקו כמות מספקת הורה חאיין על הזרקת החומר לשני עכברים על מנת לבחון את מידת הרעילות שלו. העכברים לא מתו, החומר הוכח כלא רעיל או מזיק לעכברי המעבדה. לאחר ניסוי זה הורה פלוריי, ב- 25 למאי 1940, על עריכת ניסוי על שמונה עכברים. לכל שמונת העכברים הוזרקה כמות קטלנית של חיידק הרסני. לארבעה מהם הוזרק גם פניצילין. יום למחרת מתו רק ארבעת העכברים שלא טופלו עם פניצילין. חאיין הציע לרשום פטנט על המצאת תרופה זו, כמקובל במכוני מחקר שונים בגרמניה. אך פלוריי, סבר כי מן הראוי שתרופה מצילת חיים כמו זו לא תיחסם בהגנת פטנט ותינתן באופן בלעדי לאחזקתו של גורם אחד. בעקבות הצלחת ניסוי זה נערכו ניסויים נוספים.

כחצי שנה, לאחר מכן בתחילת 1941 נערך ניסוי ראשון בבני אדם. חולה סופנית ממחלת סרטן הסכימה ליטול מנת פניצילין רק על-מנת להוכיח שהתרופה אינה רעילה לבני-אדם. חודש לאחר-מכן מטופל בפניצילין שוטר בריטי שפיתח זיהום בשריטה קשה בפניו. התגובה לטיפול בפניצילין הפתיע לטובה. אך למרבה הצער האיש נפטר מאחר ולא עלה בידי צוות המחקר להפיק בזמן מנה נוספת של פניצילין להמשך הטיפול. למרות הסוף הטרגי הוכחה יעילות התרופה החדשה. השוטר מת לא בגלל התרופה או בגלל חוסר יעילותה, אלא מכיוון שלא היה בנמצא כמות מספקת ממנה.
בגלל המלחמה לא יכלו חברות התרופה בבריטניה להירתם למבצע לשפר את תהליך ייצור הפניצילין לכדי רמה מסחרית. החברות הבריטיות היו במקרה הטוב עמוסות בהזמנות לייצור תרופות קיימות עבור הצבא והאוכלוסייה האזרחית, ובמקרה הפחות טוב היו מקצתן גם עם פגיעות מהפצצות גרמניות. בתחילת יולי 1941, עם תקווה בליבם שבידם התרופה הנכונה הגיעו חברי הצוות לאמריקה להציע לחברות התרופה של ארצות הברית לייצר את תרופתם. פנייה זו הצליחה, חברות התרופות התעניינו בפיתוח החומר החדש לתרופה מסחרית. הן החלו לשפר את תהליכי הייצור ולקצר את זמן הפקת החומר הפעיל כתרופה. פיתוח הפניצילין לתרופה ישימה על המדף הואץ לאחר כניסת ארה"ב למלחמת העולם השנייה בעקבות ההפצצה היפנית בפרל הארבור.
לפני יום הפלישה לחוף נורמנדי, ה- 6 ליוני 1944 (D-Day), הופקה ונאגרה כמות מספקת של פניצילין כדי לטפל בפציעות עתידיות בקרב לוחמי בעלות הברית. חייהם וגפיהם של חיילים רבים שנפצעו ניצלו הודות לתרופה החדשה שזכתה מפיהם לכינוי "תרופת הפלא".

עוד באותה שנה הוכתרו פלמינג ופלורי בתואר אבירות בבריטניה. בשנת 1945 זכו השלושה: פלמינג, פלוריי וחאיין ב- "פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה" על גילוי הפניצילין. בשנת 1969 זכה גם חאיין בתואר אבירות מידי המלכה הבריטית.

חאיין דבק יותר בזהותו היהודית בהמשך חייו ותרם מזמנו לפעילותם של ארגונים יהודיים שונים. בין היתר הוא גם התמנה, החל משנת 1954, כחבר במועצת המנהלים של מכון המדע ע"ש וייצמן ברחובות.

מאז ועד היום

הערכה היא כי מאז המצאתו הציל הפניצילין את חייהם של כחמישים מיליון בני-אדם. למרות כל זאת, מסביר פלוריי כי לא הדחף להציל את חייהם של המוני בני-אדם הניע את צוות המחקר. "זה היה תרגיל מדעי מעניין, ובגלל שהיה לו שימוש מסוים ברפואה נתן גם סיפוק, אבל לא הייתה זו הסיבה בגללה התחלנו בעבודה".

פלמינג נפטר באופן פתאומי ב- 11 למרץ 1955 מהתקף לב.
פלוריי נפטר באופן פתאומי ב- 21 לפברואר 1968 מהתקף לב.
חאיין נפטר לאחר שנים של בריאות רופפת ב- 12 לאוגוסט 1979 מדום לב.

עם השגת עליונות במלחמה בחיידקים מעוררי המחלות הפכו מחלות הלב לגורם מספר אחד לתמותה במדינות המפותחות. במדינות המתפתחות הוא הגורם השלישי אחרי איידס וזיהום בדרכי הנשימה. כ- 12% מכלל אוכלוסיית העולם מתה ממחלות לב. בעולם המערבי כ- 20% ממקרי המוות נגרמים ממחלות לב.





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]