Микробиологию как науку впервые предложил назвать
Микробиология
Разделы микробиологии: бактериология, микология, вирусология и т. д. В зависимости от экологических особенностей микроорганизмов, условий их обитания, сложившихся отношений с окружающей средой, и в зависимости от практических потребностей человека наука о микробах в своем развитии дифференцировалась на такие специальные дисциплины как общая микробиология, медицинская, промышленная (или техническая), космическая, геологическая, сельскохозяйственная и ветеринарная микробиология.
Содержание
История науки
За несколько тысяч лет до возникновения микробиологии как науки человек не зная о существовании микроорганизмов, широко применял природные процессы, связанные с брожением, для приготовления кумыса и других кисломолочных продуктов, получения алкоголя, уксуса, при мочке льна.
Донаучный этап развития
Люди издревне знали о многих процессах, вызываемых микроорганизмами, однако не знали истинных причин вызывающих эти явления. Отсутствие сведений о природе таких явлений не мешало делать наблюдения и даже использовать ряд этих процессов в быту. Ряд философов и естествоиспытателей делали умозрительные заключения о причинах тех или иных явлений. При этом наиболее близко к открытию микромира подошел Джироламо Фракасторо (1478—1553), предположивший что инфекции вызывают маленькие тельца, передающиеся при контакте и сохраняющиеся на вещах больного. Однако в то время невозможно было удостовериться в правильности его идей и распространение получили совершенно иные гипотезы.
Бактериальную природу инфекционных заболеваний многие учёные продолжали отвергать и после революционных открытий Пастера и Коха. Так, в 1892 году Макс Петтенкофер, уверенный в том что холеру вызывают миазмы, выделяемые окружающей средой, и пытаясь доказать свою правоту, проглотил при свидетелях-медиках культуру холерных вибрионов и не заболел.
Описательный этап
Возможность изучения микроорганизмов возникла лишь с развитием оптических приборов. Первый микроскоп был создан ещё в 1610 году Галилеем. В 1665 Роберт Гук впервые увидел растительные клетки. Однако 30 кратного увеличения его микроскопа не хватило чтобы увидеть простейших и тем более бактерии. По мнению В. Л. Омельянского «первым исследователем, перед изумлённым взором которого открылся мир микроорганизмов, был учёный иезуит Афанасий Кирхер (1601—1680), автор ряда сочинений астрологического характера», однако обычно первооткрывателем микромира называют Антони ван Левенгука.
В своём письме Лондонскому Королевскому обществу он сообщает как 24 апреля 1676 года микроскопировал каплю воды и даёт описание увиденных там существ, в том числе бактерий. Левенгук считал обнаруженных им микроскопических существ «очень маленькими животными» и приписывал им те же особенности строения и поведения, что и обычным животным. Повсеместное распространение этих «животных» стало сенсацией не только в научном мире. Левенгук демонстрировал свои опыты всем желающим, в 1698 году его даже посетил Пётр I.
Между тем, наука в целом ещё не была готова к пониманию роли микроорганизмов в природе. Система теорий возникла тогда лишь в физике. Во времена Левенгука отсутствовали представления о ключевых процессах живой природы, так, незадолго до него в 1648 году Ван Гельмонт, не имея никакого понятия о фотосинтезе, заключил из своего опыта с ивой, что растение берёт питание только из дистиллированной воды, которой он его поливал. Более того, даже неживая материя ещё не была достаточно изучена, состав атмосферы, необходимый для понимания того же фотосинтеза, будет определён лишь в 1766—1776 годах. Поэтому неудивительно что «животным» Левенгука не нашлось место нигде, кроме как в коллекции курьёзов.
В России одним из первых микробиологов был Л. С. Ценковский (1822—1887), описавший большое число простейших, водорослей и грибов и сделавший вывод об отсутствии резкой границы между растениями и животными. Им также была организована одна из первых Пастеровских станций и предложена вакцина против сибирской язвы.
Высказывались в это время и смелые гипотезы, например врач-эпидемиолог Д. С. Самойлович (1744—1801) был убеждён в том что болезни вызываются именно микроорганизмами, однако тщетно пытался увидеть в микроскоп возбудитель чумы — возможности оптики тогда ещё не позволяли это сделать. В 1827 итальянец А. Басси обнаружил передачу болезни шелковичного червя при переносе микроскопического гриба. Ж. Л. Л. Бюффон и А. Л. Лавуазье связывали брожение с дрожжами, однако общепринятой оставалась чисто химическая теория этого процесса, сформулированная в 1697 году Г. Э. Шталем. Для спиртового брожения, как для любой реакции, Лавуазье и Л. Ж. Гей-Люссаком были посчитаны стехиометрические соотношения. В 1830-х Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг и Т. Шванн независимо друг от друга наблюдали обилие микроорганизмов в осадке и плёнке на поверхности бродящей жидкости и связали брожение с их развитием. Эти представление наткнулись, однако, на резкую критику со стороны таких видных химиков как Фридрих Вёлер, Йёнс Якоб Берцелиус и Юстус Либих. Последний даже написал анонимную статью «О разгаданной тайне спиртового брожения» (1839) — саркастическую пародию на микробиологические исследования тех лет.
Тем не менее, вопрос о причинах брожения, тесно связанный с вопросом о спонтанном самозарождении жизни, стал первым успешно решённым вопросом о роли микроорганизмов в природе.
Споры о самозарождении и брожении
Средние века были временем господства идей Аристотеля, что означало также и признание его теорий зарождения двоякодышащих рыб из ила, насекомых из экскрементов или капель росы на листьях. Первые эксперименты, опровергающие представления Аристотеля поставил тосканский придворный медик Франческо Реди (1626—1697). Общий его принцип — наблюдение за питательным веществом в открытом, куда возможно попадание живых организмов, и в каким-либо образом закрытом от них, но не от воздуха, сосуде — использовался во всех подобных опытах. Тогда было опровергнуто самозарождение насекомых, но уже в XVIII веке католический священник Джон Турбервилл Нидхем выдвинул гипотезу «жизненной силы», существующей в живых телах и вызывающей при их распаде возникновение микроорганизмов. Против него выступил Ладзаро Спалланцани, показав что нагревание препятствует появлению живых существ в настое растительных и животных волокон, закрытом в сосуде. Тогда Нидхем возразил что воздух, в котором имеют потребность живые существа, теряет свою «жизненную силу» при нагревании.
Франц Шульц после стерилизации сосуда с настоем пускал туда воздух, пропущенный через карболовую кислоту, и не наблюдал развития там микроорганизмов. Чтобы избежать возражений, что кислота тоже лишает воздух жизненной силы, Шрёдер и фон Душ в 1854 году пропускали воздух через хлопковый фильтр, а в 1860 Гофман и независимо от него в 1861 Шевре и Пастер показали, что нет необходимости и в фильтре — достаточно изогнуть соединяющие сосуд с атмосферой трубки, чтобы в нём после стерилизации не «зарождалась» жизнь. Так принцип omne vivum ex vivo (всё живое из живого) окончательно победил в биологии. Используя представления о невозможности самозарождения жизни, Луи Пастер в 1860-х показал что стерилизация делает брожение невозможным, таким образом было доказано участие в нём микроорганизмов. Кроме того, это стало открытием новой формы жизни — анаэробной, не требующей кислорода, а иногда даже гибнущей под его воздействием.
Золотой век микробиологии
1880-е и 1890-е ознаменовались для микробиологии всплеском числа открытий. Во многом это было связано с подробной разработкой методологии. Прежде всего здесь следует отметить вклад Роберта Коха, создавшем в конце 1870-х — начале 1880-х ряд новых методов и общих принципов ведения исследовательской работы. Пастер использовал для выращивания микроорганизмов жидкие среды, содержащие все элементы, находимые в живых организмах. Жидкие среды, однако, были недостаточно удобны. Так, сложно было выделить колонию, происходящую от одной живой клетки («чистая культура»), в связи с чем можно было изучать только обогащённые самой природой культуры. Лишь в 1883 Э. Христианом Гансеном была получена первая чистая культура дрожжей, полученная методом висячей капли. Твёрдые среды впервые использовались для изучения грибов, где необходимость чистых культур также была обоснована. Для бактерий твёрдые среды применял Кон во Вроцлаве зимой 1868/69 годов, однако только в 1881 Роберт Кох положил начало широкому применению желатиновых и агаровых пластинок. В 1887 году введены в практику чашки Петри. Коху принадлежат также знаменитые постулаты:
Эти принципы были приняты не только в медицине, но и в экологии для определения вызывающих те или иные процессы организмов. Также Кох ввёл в применение методы окраски бактерий (ранее использованные в ботанике) и микрофотографию. Публикации Коха содержали в себе методики, принятые микробиологами всего мира. Вслед за ним началось развитие и обогащение методологии, так в 1884 Ганс Христиан Грам использовал метод дифференцирующего окрашивания бактерий (Метод Грама), С. Н. Виноградский в 1891 применил первую элективную среду. За следующие годы было описано больше видов чем за все предыдущее время, выделены возбудители опаснейших заболеваний, обнаружены новые процессы, производимые бактериями и неизвестные в других царствах природы.
Инфекционные заболевания
В изучении жизнедеятельности микроорганизмов следует отметить вклад Луи Пастера (1822—1895). Он же вместе с Робертом Кохом (1843—1910) стоят в истоках учения о микроорганизмах как возбудителях заболеваний.
Экология микроорганизмов
Экологическую роль и многообразие микробиологических процессов показали Бейеринк (1851—1931) и С. Н. Виноградский (1856—1953).
Открытие вирусов
Изучение обмена веществ микроорганизмов
Техническая, или промышленная, микробиология
Техническая микробиология изучает микроорганизмы, используемые в производственных процессах с целью получения различных практически важных веществ: пищевых продуктов, этанола, глицерина, ацетона, органических кислот и др.
Огромный вклад в развитие микробиологии внесли русские и советские учёные: И. И. Мечников (1845—1916), Д. И. Ивановский (1863—1920), Н. Ф. Гамалея (1859—1949), Л. С. Ценковский, С. Н. Виноградский, В. Л. Омелянский, Д. К. Заболотный (1866—1929), В. С. Буткевич, С. П. Костычев, Н. Г. Холодный, В. Н. Шапошников, Н. А. Красильников, А. А. Ишменецкий и др.
Большая роль в развитии технической микробиологии принадлежит С. П. Костычеву, С. Л. Иванову и А. И. Лебедеву, которые изучили химизм процесса спиртового брожения, вызываемого дрожжами. На основании исследований химизма образования органических кислот мицелиальными грибами, проведённым В. Н. Костычевым и В. С. Буткевичем, в 1930 году в Ленинграде было организовано производство лимонной кислоты. На основе изучения закономерностей развития молочнокислых бактерий, осуществлённого В. Н. Шапошниковым и А. Я. Мантейфель, в начале 1920-х годов в СССР было организовано производство молочной кислоты, необходимой в медицине для лечения ослабленных и рахитичных детей. В. Н. Шапошников и его ученики разработали технологию получения ацетона и бутилового спирта с помощью бактерий, и в 1934 году в Грозном был пущен первый в СССР завод по выпуску этих растворителей. Труды Я. Я. Никитинского Ф. М. Чистякова положили начало развитию микробиологии консервного производства и холодильного хранения скоропортящихся пищевых продуктов. Благодаря работам А. С. Королёва, А. Ф. Войткевича и их учеников значительное развитие получила микробиология молока и молочных продуктов.
Методы и цели микробиологии
К методам исследования любых микроорганизмов относят:
Цель медицинской микробиологии — глубокое изучение структуры и важнейших биологических свойств патогенных микробов, взаимоотношения их с организмом человека в определенных условиях природной и социальной среды, совершенствование методов микробиологической диагностики, разработка новых, более эффективных лечебных и профилактических препаратов, решение такой важной проблемы, как ликвидация и предупреждение инфекционных болезней.
Связь с другими науками
За время существования микробиологии сформировались общая, техническая, сельскохозяйственная, ветеринарная, медицинская, санитарная ветви.
История развития микробиологии. Предмет и задачи
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
История развития микробиологии. Этапы развития
История развития микробиологии началась 3-4 век до н.э. благодаря Гиппократу.
История развития микробиологии. Эвристический этап
Еще в 6 веке до н. э. Гипократ высказывал, что причиной заразных болезней являются невидимые живые существа. Первый микроскоп сконструировал в 1590г. В Голландии братья Янсены, он давал увеличение в 32 раза. Однако попытки использовать линзы, дающие большее увеличение, оказались неудачными, т.к. изображение становилось нерезким.
История развития микробиологии. Морфологический этап
В сентябре 1683г. Левенгук впервые приводит изображение бактерий шарообразной, палочковидной и извитой формы, обнаруженных им в зубном налете.
Однако медицина смогла воспользоваться открытием Левенгука лишь 150 лет спустя, когда Шенлейн доказал, что паршу человека вызывает микроскопический грибок.
Микробиология – наука, которой в те времена занимались в основном зоологи (после Левенгука), описывая все новые формы микроорганизмов. С 1820 по 1870 был осуществлен ряд усовершенствлований микроскопа, и в этот период резко возрос интерес к изучению микроорганизмов.
История развития микробиологии. Физиологический этап
Открытия Пастера составили целую эпоху в развитии такой науки, как микробиология и привели к коренным изменениям в биологии и медицине. О значение работ Пастера можно судить по их названию «Брожение» (1857), «Самозарождение» (1860), «Зара и вакцина» (1881), «Пред от бешенства» (1885) эти работы вершиной деятельности ученого. В августе 1847г. в возрасте 25 лет Пастер защитил одновременно две докторские диссертации: одну по химии «Исследование мышьяковистых соединений калия, натрия и аммиака», а другую по физике- «Исследование явлений, относящихся к свойствам жидкостей вращать плоскость поляризации».
Исходя из результатов последней работы, Пастер предположил, что бродильный фермент, изменяющий плоскость поляризации раствора, должен быть живым организмом. Эта мысль была по тем временам еретической, т.к. господствовала тория Либиха и Берцеллиуса, доказывающая, что брожение является чисто химическим процессом. В 1857 через 10 лет Пастер начинает изучать процессы брожения и обнаруживает, что спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое брожение вызывается совершенно разными микроорганизмами. Одновременно Пастер открывает возбудителя маслянокислого брожения, который оказался способным размножаться в бескислородной среде, т.е. Пастер открывает явление анаэробиоза у микроорганизмов.
В 1860 французская академия объявляет конкурс с назначением премии тому, кто экспериментально докажет возможность или невозможность самозарождения жизни в питательной среде. Пастер ставит эксперимент, в котором доказывает, что самозарождение жизни в прокипяченном бульоне не происходит, а микробы попадают в сосуд с бульоном из воздуха. Он заслуженно получает премию. В то время промышленники Франции несли большие убытки из-за порчи вина и пива. Пастер предположил, что порчу этих продуктов вызывают микроорганизмы, попадающие вместе с дрожжами или вместо них. Пастер нашел гениально простой способ борьбы с болезнями вина и пива, предложив прогревать их до 60-80 С, что было достаточным для уничтожения вредных бактерий, но не влияло на качество продуктов. Этот метод стал называться «пастеризацией» в честь ученого. Пастер приобрел огромную известность и авторитет во Франции.
Вскоре к нему обратились за помощью шелководы юга Франции. Они терпели убытки в результате эпидемии неизвестной болезни шелковичных червей. Пастер устанавливает причину заболевания – открывает возбудителя «пебрины» и дает рекомендации по поводу спасения шелковичного производства от краха. После этого Пастер стал национальным героем Франции.
История развития микробиологии. Иммунологический этап
Между 1875 и 1878 г. Пастер формулирует «Теорию зародышей и ее применение в медицине и хирургии», которая явилась научной основой для изучения инфекционных заболеваний. В 1874 г. Джозеф Листер первый применил пастеровские принципы в хирургии, которые в связи с достижениями в области асептики получили самое широкое распространение. С 1884 г. стали применять вакцины с целью профилактики бешенства и заразных заболеваний; 1894 г. — год открытия серотерапии (заслуга Беринга, Ру и Иерсенэ); в это же время рождается иммунология благодаря бессмертным трудам И. И. Мечникова, который с 1888 г. становится ближайшим сотрудником Пастера и его преемником в качестве главы пастеровской школы, из которой вышло немало ученых-микробиологов.
Перечисленных открытий и славы хватило бы на нескольких ученых, но Пастер не останавливается на достигнутом. Опираясь на свои исследования, он предполагает, что микрооганизмы являются причиной всех инфекционных болезней человека и животных, и что каждый микроб вызывает свое, только ему присущее заболевание. Свои исследования в области заразных болезней Пастер начинает с изучения сибирской язвы. 30 апреля 1878 в своем докладе французской академии он твердо указал, что «причиной инфекционных болезней является исключительно присутствие микроорганизмов». Этот день считается днем рождения медицинской микробиологии как науки.
Пастер не был врачом, поэтому продолжал работать с болезнями животных. В частности с микробами куриной холеры. Однажды случилось так, что ученый оставил культуру микроба на длительный срок в пробирке без пересева. После заражения такой «старой» культурой куры к удивлению не заболели. Когда Пастер попытался заразить этих кур свежей культурой, заболевание у них также не развилось. На основании этого опыта у Пастера возникло предположение о возможности получения вакцины из ослабленных возбудителей инфекционных заболеваний. Дальнейшие опыты с куриной холерой убедили его в правильности предположения, и он вновь обратился к сибирской язве, чтобы найти эффективное средство борьбы с этим заболеванием.
Пастер начал выращивать сибиреязвенные палочки при повышенной температуре 42-43 С, после чего бациллы утратили способность вызывать заболевание у животных, но вызывали у них стойкую невосприимчивость к заражению вирулентными бациллами. В 1881 г. Пастер сделал вывод: «Мы считаем, что способ, каким была получена эта вакцина, может быть применен для создания других вакцин». Пастер решается, наконец, применить свой метод для предохранения человека от заразных заболеваний.
Предметом исследования Пастер выбрал бешенство – заболевание, передающееся при укусе больным животным и абсолютно смертельное для человека. Пастер доказал, что заразным является мозг больного животного, однако выделить возбудителя в чистом виде ему не удалось, т.к. это была не бактерия, а вирус, не растущий на питательных средах. Несмотря на это, Пастер осуществил последовательные заражения мозгом погибшей от бешенства собаки кроликов и далее, используя высушенный мозг кроликов, доказал, что его введение собакам предотвращает развитие у собак заболевание бешенством.
После многочисленных экспериментов Пастер решился, наконец, применить свою вакцину на человеке. 26 сентября 1885 года он ввел вакцину 9-летнему мальчику, искусанному бешеной собакой и обреченному на гибель. Мальчик был спасен, а Пастер получил всемирную славу. Во всех странах начали организовывать пастеровские станции для прививки против бешенства. Первой была парижская, следующей Одесская станция, созданная по инициативе И.И.Мечникова.
Выражением признательности мировой общественности стала международная подписка на постройку научно-исследовательского института для Луи пастера. Он был построен в 1888 Париже. Он до настоящего времени носит имя Пастера. Сам пстер. Однако. Не смог поработать в новом институте: он тяжело заболел и через 7 лет в 1895 умер. В ряду выдающихся исторических деятелей Пастер выделяется как человек, который благодаря своей несокрушимой логике экспериментатора и умению практически применять результаты собственных теорий открыл двери современного мира, войти в которые было суждено другим ученым, чтобы повести за собой человечество к благородной цели.
История развития микробиологии
Микробиология развивается стемительно и включает второго основателя микробиологии – это немецкий ученый Роберт Кох – санитарный врач из маленького прусского городка Вальштейн. Будучи знаком с работами Пастера, Кох занимался детальным бактериологическим исследованием сибирской язвы. Открытие первого болезнетворного микроба обычно приписывают Давэну, который в 1850 г. обнаружил сибиреязвенные бациллы в крови больной овцы, но это открытие не получило признания.
В г. Бомсте в 1880-х годах возникла эпидемия сибирской язвы. У заболевших овец Кох обнаружил палочки. Не имея лаборатории, Кох работал у себя работал в комнате, которую снимал и где проводил также прием больных, без специальной посуды, используя вместо термостата керосиновую лампу. Кроме микроскопа, молодой исследователь не имел даже самого простого оборудования; переливки крови от заболевших овец домашним мышам, добываемым им самим, он производил заостренной палочкой, прожигая ее в огне свечки.
Кох разработал методы окрашивания бактерий анилиновыми красителями – метилфиолетом и фуксином. Кроме того, он все время стремился найти более совершенные методы культивирования микроорганизмов, в частности, выделения чистых культур микробов. У павших мышей Р. Кох находил такие же палочки и тончайшие нити, завивающиеся в клубки, как и у заболевших овец. Возникла гипотеза о переносе сибирской язвы найденными им микроорганизмами. Для доказательства своей гипотезы он делал посевы на питательную среду, взятую из бычьего глаза. Многократные пересевы позволили ученому обнаружить не только палочки различной длины и тончайшие нити, но и споры, которые, как он доказал, долгое время сохраняются во влажной земле.
Коху впервые удалось применить для выращивания бактерий плотные питательные среды на основе агар-агара, полученного из морских водорослей. В 1881г. он опубликовал работу «К вопросы об исследовании патогенных микроорганизмов», в которой излагал методику приготовления плотных питательных сред и методы выращивания чистых культур микроорганизмов. Имя Роберта Коха принято связывать главным образом с открытием возбудителя туберкулеза.
Действительно, 100 лет назад (24/III 1882 г.) после 6 лет упорного труда Кох находит возбудителя туберкулеза «палочки Коха» и доказывает инфекционную природу данного заболевания. Ученый сообщил о своем открытии, совершившем переворот в современной ему науке. Однако к этому открытию Р. Кох подошел не сразу; оно завершило ряд основополагающих работ, открывших эру медицинской бактериологии. Вскоре после туберкулезной палочки Кох открывает возбудителя холеры «вибрион Коха» и доказывает, что эта болезнь распространяется через загрязненную воду. Благодаря своим работам Кох приобрел мировую известность. В Берлине был построен для него институт – институт Коха.
К работам Пастера Кох относился ревностно и с недоверием, т.к. Пастер был химиком, а Кох – медиком. После блестящих результатов экспериментов Пастера с сибиреязвенной палочкой, а именно вакциной, Кох с иронией заметил: «Это слишком хорошо, чтобы быть правдоподобным». Однако сам не устоял от искушением осчастливить человечество вакциной от туберкулеза. В 1890 на международном съезде врачей он сообщил, что полученный им экстракт из туберкулезных бактерий – туберкулин, после введения больным способен излечить туберкулез.
Известность и авторитет Коха были настолько велики, что никто и не мог допустить мысль о том, что он мог ошибиться. В Берлин стали съезжаться тысячи больных туберкулезом. Однако оказалось, что туберкулин не только не излечивает, но в отдельных случаях даже обостряет процесс, приводя к смерти больного. Из этой истории вышел грандиозный скандал, однако имя Коха, как основателя медицинской микробиологии, стоит рядом с именем Пастера.
В нарождавшуюся эру бактериологии, в период между серединой 70-х и 80-х годов XIX века Р. Коху принадлежит ряд крупных исследований, позволивших его современникам назвать ученого “отцом бактериологии”. При изучении возбудителя сибирской язвы Р. Кох использовал домашних серых мышей, применил вареный картофель как плотную питательную среду для выращивания болезнетворных микроорганизмов; он первым ввел окраску бактерий, использовал в бактериологических исследованиях мясо-пептонный желатин и агар.
Еще будучи студентом Геттингенского университета, Кох встретился с профессором Ф. Генле и заинтересовался его работами, посвященными инфекционным процессам. В 1840 г. Генле в статьях обратил внимание на живую природу агента, вызывающего различные раневые инфекции, но прямых доказательств своей гипотезы Генле привести не смог.
Кох возобновил исследования Ф. Генле, посвященные раневым инфекциям. Он доказал, что возбудители острых специфически протекающих процессов в ранах могут быть перенесены от животного к животному и что инфекция ран может быть вызвана различными морфологически отличающимися друг от друга возбудителями.
Здесь ученый близко подошел к знаменитой триаде Генле — Коха, т. е. к трем положениям, лишь на основании которых то или иное инфекционное заболевание можно связать с определенным возбудителем:
1) микроб должен всегда обнаруживаться у больного при данной инфекции и отсутствовать при других;
2) возбудитель каждой инфекции должен быть выделен в чистой культуре в виде хорошо очерченного морфологически микроорганизма;
3) у зараженных чистой культурой животных проявления болезни должны быть аналогичны обнаруженным у исследуемого больного, они обусловливаются числом и распределением микробов.
Эти положения неминуемо должны были привести ученого к поискам возбудителей других заразных болезней. Кох до конца своей жизни продолжал активную исследовательскую работу, возглавил экспедицию по борьбе с чумой рогатого скота в Восточную Африку, создал предохранительную желчную сыворотку против чумы рогатого скота, выезжал в экспедиции по изучению малярии на Яве и Новой Гвинее, поехал во главе экспедиции в Центральную Африку на борьбу с сонной болезнью. За год до смерти ученый выступил в Академии наук в Берлине с докладом «Об эпидемиологии туберкулеза».
Вся дальнейшая история развития такой науки, как микробиология, связана с именами учеников 2-х школ: Парижской школы Пастера и берлинской школы Коха.
За 25 лет история развития микробиологии насчитывает множество открытий, так, открыто большинство бактерий, вызывающих заболевания у человека, были разработаны методы искусственной иммунизации, а также меры профилактики многих болезней. Конец 19 – начало 20 веков ознаменовался самым грандиозным переворотом в медицине за всю историю человечества. Таким образом, понадобилось всего несколько десятилетий от первых работ Р.Коха до открытия всех основных возбудителей различных заболеваний.
Неясной оставалась большая группа болезней, при которых не удавалось выделить микроба-возбудителя (корь, свинка, грипп, полиомиелит, бешенство, ящур).
В 1892 русский ботаник Д.И.Ивановский обнаружил новое явление: сок растений табака, пораженных мозаичной болезнью, оставался инфекционным после пропускания через очень мелкие фильтры, задерживающие бактерии. Так был открыт новый класс возбудителей, гораздо более мелких, чем бактерии. Их назвали вирусами. В отличие от бактерий, вирусы не имеют клеточного строения и способны размножаться внутри живой клетки, поэтому не растут на питательных средах. В начале 20 века возникла новая наука – вирусология. Она достигла рассвета в 50-70 гг..
Почти одновременно с возникновением такой науки, как медицинская микробиология началось развитие иммунологии – науки о невосприимчивости к инфекционным заболеваниям. Основоположником иммунологии является Пастер – автор живых ослабленных вакцин. Однако сам термин «вакцина» в честь его предшественника – англичанина Э.Дженнера.
История развития микробиологии. Молекулярно-генетический этап
Развивался во второй половине 20 веке, в генетике, биотехнологии, генной инженерии, цитологии дало толчок к развитии микробиологии и иммунологии (молекул и генетических аспектов). Была расшифрована молекулярная структура бактерий и вирусов, строение и состав генома, структура факторов иммунной защиты. В результате достижения в микробиологии и иммунологии 20 века в обеспечили успехи в борьбе с инфекционными болезнями, открыли новые пути и методы диагностики и терапии неинфекционных болезней, связанных с нарушением иммунной системы.
История развития микробиологии. Предмет и задачи микробиологии
Микробиология – наука, изучающая мельчайшие, невидимые простым глазом организмы, называемые микробами. Главные источники, откуда микроорганизмы попадают в пищевые продукты, – почва, воздух и вода.
Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в воздухе, почве, пище, на окружающих нас предметах, на поверхности и внутри нашего организма. Такое широкое распространение микробов свидетельствует об их значительной роли в природе и жизни человека. Микроорганизмы обуславливают круговорот веществ в природе, осуществляют расщепление органических соединений и синтез белка.
С помощью микроорганизмов происходят важные производственные процессы : хлебопечение, производство ферментов, гормонов, антибиотиков и других веществ.
Наряду с полезными микроорганизмами существует группа патогенных микробов – возбудители различных заболеваний человека, животных, растений.
Микроорганизмы были открыты в конце 18 века, но микробиология как наука сформировалась только в начале 19 века, после гениальных открытий французского ученого Луи Пастера.
В связи с огромной ролью и задачами микробиологи не могут справится со всеми вопросами в пределах одной дисциплины и в следствие этого происходит ее дифференцировка в различные дисциплины.
Микробиология общая – изучает морфологию, физиологию, биохимию микроорганизмов, их роль в круговороте веществ и распространение в природе.
Микробиология техническая – изучает микробов участвующих в производстве антибиотиков, спиртов, витаминов, также разработка методов защиты материалов от воздействия микроорганизмов.
Микробиология сельскохозяйственная – изучает роль и значение микробов в формирование структуры почвы, ее плодородия, минерализация и питание растений.
Микробиология ветеринарная – изучает возбудители заболеваний у животных, разрабатывает методы специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний.
Микробиология медицинская – рассматривает свойства патогенных и условно – патогенных микробов, их роль в развитие инфекционного процесса и иммунного ответа, разрабатывает методы лабораторной диагностики и специфической профилактики и терапии инфекционных заболеваний.
Вирусология – изучает неклеточные микробы – вирусы, их природу, химический состав, взаимоотношение с клеткой хозяина, механизмы внутриклеточного паразитизма и т.д.
Микробиология медицинская, вирусология, иммунология. Задачи дисциплин.
Микробиология. Основные методы исследования.
Микрометод – основан на выделение чистой культуры возбудителя и ее последующей идентификации на основании морфологических, культурных, биохимических, антигенных (серологических) и других признаков.
Микробиологические исследования осуществляются реже, чем бактериологические, поскольку микроскопическая диагностика микозов достаточно надежна.
Вирусологический метод – является наиболее достоверным в диагностике вирусных инфекций. Однако он трудоемок, что связано с приготовлением клеточных культур.
Все микробиологические исследования наиболее информативны и достоверны, особенно если они подтверждены дополнительными серологическими данными (выявление антител к выявленному возбудителю или возбудителям).
Биопробы.
Основаны на неодинаковой чувствительности разных лабораторных животных к определенным микроорганизмам. Данный метод заключается в выражении животных определенного вида, возраста и массы тела чистым культурам микробов или исследуемым материалам.
Иммунологические методы.
Включают серодиагностику, кожно-аллергические пробы, методы оценки клеточного (Т-системы) и гуморального (В-системы) иммунитета.
Серодиагностика основана на обнаружении специфических антител в сыворотке крови больного человека и определении накопления их в процессе заболевания.
В последнем случае сроки исследования значительно удлиняются и ответ может быть получен из серологической лаборатории в период реконвалесценции, что придает данному методу ретроспективный характер.
Кожно-аллергические пробы применяются для выявления гиперчувствительности к различного рода антигенам (аллергенам) при диагностике ряда инфекционных заболеваний (туберкулез, бруцеллез, туляремия и др.), а также атопий и других неинфекционных аллергических состояний.
Методы оценки иммунологического состояния организма человека включают ряд тестов, по которым судят о количестве и функциональной активности Т- и В – лимфоцитов.
Предмет и методы микробиологии. Микробиология — наука, изучающая строение, систематику, физиологию, биохимию, генетику и экологию организмов, имеющих малые размеры и невидимых невооруженным глазом. Эти организмы получили название микроорганизмов или микробов (от греч. micros — малый).
Краткий исторический очерк развития микробиологии.
1. Честь открытия микромира принадлежит голландскому ученому Антони ван Левенгуку (1632—1723). Сконструировав микроскоп, дающий увеличение в 160—300 раз, он описал «живых зверьков», населяющих зубной налет, испражнения, воду, различные настои.
2. Гениальные открытия Луи Пастера (1822—1895) определили начало качественно нового —физиологического периода в микробиологической науке. Л. Пастер впервые доказал, что причиной процессов брожения и гниения, протекающих в природе, является ферментативная активность микроорганизмов. Изучая суть процесса брожения, он открыл возможность «жизни без кислорода», т. е. новый тип анаэробного дыхания, свойственный некоторым микробам. Работы Л. Пастера по изучению инфекционных заболеванийживотных и человека (болезнь шелковичных червей, куриная холера, сибирская язва, бешенство) заложили основы медицинской
микробиологии.
3. Ценный вклад в развитие медицинской микробиологии внес Р. Кох (1843—1910). Он разработал методы посева и выделения микроорганизмов в чистую культуру, ввел в практику окраску микробов анилиновыми красителями, иммерсионную систему микроскопирования и микрофотографию. Р. Кох изучил возбудителя сибирской язвы (1876), открыл возбудителей туберкулеза (1882) и холеры (1883).
4. Развитие микробиологии неразрывно связано с именами русских ученых. Одним из основоположников микробиологии в России был Л. С. Ценковский (1822—1887). установлена близость бактерий к сине-зеленым водорослям, бактерии отнесены к растительным организмам.
5. Удивительно многогранна была научная деятельность И. И. Мечникова (1845—1916). С его именем связано развитие нового направления в микробиологии — иммунологии (невосприимчивость организма к инфекциям). Классические работы И. И. Мечникова по внутриклеточному пищеварению позволили ему создать фагоцитарную теорию иммунитета.
6. Ближайшим соратником И. И. Мечникова был Н. Ф. Гамалея (1859—1949). Ему принадлежат оригинальные теории инфекции и иммунитета, крупные исследования по изучению туберкулеза, холеры и бешенства. В 1898 г. Н. Ф. Гамалея впервые описал явление бактериофагии — растворение бактерий под влиянием особого агента.
Трудами отечественных ученых заложен прочный фундамент эколого-физиологического направления в микробиологии. Развитие экологии почвенных микроорганизмов неразрывно связано с именами С. Н. Виноградского (1856—1953) и В. Л. Омелянского (1867—1928). Применив оригинальный метод элективных питательных сред, С. Н. Виноградский на примере ряда групп почвенных микроорганизмов (нитрифицирующих, серных и железобактерий) открыл новый хемолитоавтотрофныи тип питания микробов.
В. Л. Омелянский был не только выдающимся ученым, но и прекрасным педагогом. Его исследования связаны с изучением роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
Экологическое направление в области водной микробиологии успешно развивал Б. Л. Исаченко (1871 —1948). Он впервые указал на роль микроорганизмов в круговороте веществ в водоемах.
Отцом вирусологии по праву считается Д. И. Ивановский (1864—1920), впервые в 1892 г. применивший метод фильтрации для выделения инфекционного агента — вируса табачной мозаики..
В 1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик расшифровали строение молекулы ДНК, раскрыли генетический код и механизмы репликации ДНК и регуляции синтеза белка, единые для всех живых организмов.