Omul este înconjurat de un habitat, pe care anumite componente nu le putem vedea. Și întrucât, pe lângă oameni și animale, există și un microcosmos care afectează direct sau indirect întregul mediu, acesta trebuie studiat. Microbiologia este o știință ale cărei metode și obiective vizează studierea microorganismelor vii, a tiparelor de dezvoltare și de viață a acestora, precum și a caracteristicilor interacțiunii cu natura și direct cu oamenii, este microbiologia.
Ascensiunea microbiologiei
Ca parte a unui curs universitar standard numit „Microbiologie”, prelegerile includ materiale legate de istoria științei. Mai mult, în dezvoltarea sa se remarcă o perioadă descriptivă, care a început odată cu inventarea microscopului și luarea în considerare a primelor bacterii. Apoi, noi organisme au fost dezvăluite treptat științei, iar semnificația lor a devenit mai ușor de înțeles pentru om. În același timp, au fost descoperiți în continuare agenți patogeni care cauzează boli umane.
Perioada de la1880 până în 1890, care este considerată „epoca de aur” a microbiologiei, marcată de cel mai mare număr de descoperiri la acea vreme. Iar meritul lui Robert Koch (foto de mai jos), care a dezvoltat metode pentru izolarea microbilor din focare, nu poate fi ignorat. Ulterior, au fost deja dezvoltate și alte metode de detectare a microorganismelor. Proprietățile și rolul lor în biocenoze, precum și în viața umană, au fost studiate mai detaliat.
Contribuția oamenilor de știință la dezvoltarea științei
Primul om de știință care a încercat să sistematizeze organismele microlumii a fost Otto Friedrich Müller. El a identificat 379 de tipuri separate de microorganisme. I-a repartizat la anumite clase. Microbiologia, salubritatea și epidemiologia nu fuseseră încă introduse în practică, iar microbii erau deja înțeleși ca organisme separate care trăiesc într-o lume inaccesibilă ochiului uman.
Studiile lui Louis Pasteur și Robert Koch au ajutat la recunoașterea acestei lumi și la aflarea mai multe despre ea. Acesta din urmă a reușit să dezvolte principiile pentru izolarea microorganismelor din materialul de testat prelevat de la persoanele bolnave, iar Pasteur (împreună cu Koch) a concluzionat că microbii sunt agenții cauzatori ai patologiilor infecțioase. Apropo, într-o perioadă în care infecțiile aveau cea mai semnificativă contribuție la incidența generală, rolul acestor studii era foarte important.
Deja după aceea, multe nume noi apar în istoria științei. Așa s-a dezvoltat microbiologia. Oamenii de știință au adus o contribuție uriașă la această mare cauză, gloriind numele lor. Ca exemplu, putem cita astfel de cercetători precum M. V. Beijerink, S. N. Vinogradsky, G. Kh. Gram, I. I. Mechnikov, D. I. Ivanovsky, L. S. Tsenkovsky, E. A. Bering, Z. A. Waksman, A. Calmette, R. F. Peyton și alții. Desigur, aceasta nu este o listă completă a luminilor științei și, cu atât mai mult, nu le-am putea descrie toate meritele în cadrul articolului. Un curs numit „Microbiologie” (prelegeri și exerciții practice) examinează în detaliu multe dintre rezultatele cercetării acestor oameni de știință.
Domenii dezvoltate de microbiologie
În stadiul actual de dezvoltare a oricărei științe, metodele de cercetare sunt îmbunătățite, ceea ce înseamnă că există oportunități pentru un studiu mai complet al anumitor microorganisme și al caracteristicilor acestora. Drept urmare, se fac descoperiri care permit aplicarea indirectă sau directă a cunoștințelor despre microbi în orice industrie. Din acest motiv, microbiologia nu este doar un domeniu teoretic de cunoaștere. Aceasta este o știință cu câteva ramuri:
- microbiologie generală;
- medicale (micologie, bacteriologie, virologie, protozoologie);
- veterinar;
- industrial;
- agricole;
- ramură a microbiologiei sanitare;
- microbiologie acvatică.
Microbiologia medicală este o știință completă, inclusiv micologie, bacteriologie, protozoologie, virologie, salubritate și imunologie. Au fost dezvoltate metode pentru a identifica agenții patogeni ai bolilor infecțioase și pentru a folosi medicamente eficiente pentru a le trata, pentru a preveni bolile care au condus anterior la pandemii cu rate uriașe de mortalitate.
Imunologia din cauza complexității proceselor biochimice ale imunității aproape s-a ramificat de la microbiologie într-o știință separată. Astăzi este combinată cu oncologia și alergologia. În același timp, alte ramuri ale microbiologiei nu sunt mai puțin importante: ele ne permit să evaluăm perspectivele de utilizare a microbilor prin inginerie genetică, să sugerăm dezvoltarea climei și a biocenozelor oceanului și pământului. De asemenea, importantă este utilizarea potențială a microorganismelor în agricultură pentru a controla dăunătorii sau pentru a crește randamentul culturilor.
Obiective ale microbiologiei
Fiecare ramură separată a microbiologiei are propriile obiective și metode care permit atingerea lor. În special, microbiologia medicală își propune să studieze numărul maxim posibil de microorganisme patogene și oportuniste, interacțiunea acestora cu corpul uman, precum și posibilele modalități de a contracara contactul cu infecțiile și de a le trata.
Îmbunătățirea diagnosticului microbian, eliminarea focarelor de microfloră patogenă din biosferă, precum și profilaxia vaccinală completează metodele microbiologiei medicale. În același timp, din cauza lipsei de finanțare și din cauza posibilului risc de perturbare a proceselor în biocenoze, nu este încă posibil să se scape complet de agenții patogeni ai bolilor infecțioase. Cu toate acestea, chiar și în stadiul actual, salubritatea și igiena, microbiologia și imunologia pot reduce semnificativ numărul de astfel de patologii și complicațiile acestora.
Microbiologia industrială își propune să studieze proprietățile microbilor care potse aplică în diferite etape de producție. În special, cele mai promițătoare domenii ale unor astfel de dezvoltări științifice sunt utilizarea bacteriilor pentru descompunerea deșeurilor industriale. În microbiologia agricolă, scopul este aplicarea potențială a organismelor mici pentru a crește randamentul culturilor și, eventual, a controla dăunătorii și buruienile.
Microbiologia veterinară, ca și microbiologia medicală, studiază agenții patogeni la animale. Metodele de depistare a afecțiunilor, diagnosticul și tratamentul lor la prietenii noștri mai mici sunt la fel de relevante ca și la oameni. Microbiologia acvatică se ocupă cu studiul compoziției microorganismelor din oceane cu scopul de a sistematiza cunoștințele și potențiala aplicare a acestora în industrie sau agricultură.
Microbiologia sanitară studiază produsele alimentare și detectează microbii din ele. Scopul său rămâne acela de a îmbunătăți metodele care permit testarea loturilor de produse alimentare. A doua sarcină este de a contracara epidemiile de boli infecțioase și de a optimiza condițiile de ședere a oamenilor în diverse instituții periculoase din punct de vedere al epidemiei de infecții de contact.
Microbiologie generală
Microbiologia generală este o știință ale cărei metode vă permit să studiați orice microorganisme din diverse habitate. Este industria de bază care furnizează informațiile rezultate microbiologiei industriale, agricole, veterinare și medicale. Ea studiază bacteriile și familiile lor, capacitatea microorganismelor de a crește pe diferite medii nutritive, modelele de așezare a anumitor condiții climatice.zone.
Deriva genetică este, de asemenea, unul dintre principalele interese ale bacteriologilor, deoarece acest mecanism permite bacteriilor să dobândească noi abilități pe perioade scurte de timp. Una dintre cele mai nedorite este rezistența la antibiotice. Apariția de noi tulpini de bacterii rezistente la un anumit medicament antimicrobian complică semnificativ sarcinile microbiologiei medicale.
Dar asta nu este tot. Microbiologia generală este știința virușilor, ciupercilor și protozoarelor. Aceasta este și doctrina imunității. În conformitate cu anumite interese, s-au distins și ramuri separate ale științei: virologie, micologie, protozoologie, imunologie. Datele noi obținute în timpul studiului tulpinilor de bacterii, ciuperci și viruși vor fi aplicate în orice altă ramură a microbiologiei și au o oarecare importanță.
Bacteriologie
Regatul bacteriilor este considerat cel mai numeros dintre toate celel alte care sunt studiate de microbiologie. Din această cauză, subiectele despre cercetarea bacteriilor sunt cele mai înguste. Pentru a atribui un anumit organism unei specii necesită un studiu amănunțit al morfologiei și proceselor biochimice ale acestuia. De exemplu, multe bacterii din grupul intestinal fermentează glucoza și sunt alocate unui anumit grup pe baza acestui criteriu.
Dintr-o anumită comunitate de organisme, o tulpină va fi mai izolată - o cultură bacteriană pură. Toți indivizii săi vor fi caracterizați de același material genetic, același cu cel al altor membri ai aceleiași specii. Și cel mai important, toate aceste bacterii o vor facese comportă la fel în cadrul populaţiei care trăieşte în acest mediu. În alte condiții, aceeași cultură mută și se adaptează liber, motiv pentru care se formează o nouă tulpină. Poate diferi într-un set diferit de enzime și factori de virulență. Prin urmare, capacitatea lui de a provoca boli va fi diferită.
Virologie
Dintre toate organismele vii, virușii sunt cei mai atipici. Sunt defecte, incapabili de metabolism, iar pentru reproducere au ales tactica parazitismului. Este important ca aceștia să fie și cei mai uimitori agenți patogeni dintre toate studiile de microbiologie (virologie). Imunologia se ocupă și de studiul virușilor, deoarece mulți dintre aceștia pot suprima sistemul imunitar și pot provoca cancer.
Virușii sunt organisme foarte simple, cu mecanisme de funcționare încă neînțelese pe deplin. Ei nu pot metaboliza nutrienții, dar rămân în viață. Neavând structuri responsabile de viață, ele încă există. Mai mult, un virus poate fi gândit ca un material genetic cu mecanisme de introducere a acestuia în celulele unde va avea loc reproducerea.
Este evident că acest mecanism de introducere și reproducere este „proiectat” în așa fel încât să ocolească toate barierele de protecție imaginabile ale celulei. Un exemplu este virusul HIV, care, în ciuda protecției puternice a sistemului imunitar, infectează ușor și simplu o persoană și duce la imunodeficiență. Prin urmare, microbiologia și imunologia ar trebui să se ocupe împreună de această problemă, căutând modalități de a o rezolva. DARpe măsură ce virusurile devin mai capabile datorită ratei uimitoare de mutație, mecanismele de combatere a acestor agenți patogeni trebuie dezvoltate cât mai repede posibil.
Micologie
Micologia este ramura microbiologiei generale care studiază mucegaiurile. Aceste organisme tind să provoace boli la oameni, animale și culturi. Mucegaiurile strica alimentele si datorita faptului ca sunt capabile sa formeze spori sunt practic invulnerabile. Cu toate acestea, deși au un număr mic de factori de virulență și se reproduc destul de lent, contribuția lor la incidența generală este mică.
Ciupercile rămân cele mai adaptate organisme pentru a trăi în cele mai extreme condiții pe uscat. Rareori trăiesc sub apă, dar se dezvoltă în condiții de umiditate medie până la mare. Și, în mod remarcabil, ciupercile cresc pe corpurile navelor spațiale pe orbitele apropiate de Pământ și, de asemenea, au locuit în carcasa reactorului avariat al centralei nucleare de la Cernobîl. Având în vedere rezistența enormă la acești factori de control microbian, microbiologia alimentară și salubritatea trebuie dezvoltate mai activ. Acest lucru ar trebui să fie facilitat de dezvoltarea micologiei și a altor ramuri ale microbiologiei generale.
Protozoologie
Microbiologia studiază și protozoarele. Acestea sunt organisme unicelulare care diferă de bacterii prin dimensiunea lor mai mare și prezența unui nucleu celular. Datorită prezenței sale, acestea sunt mai adaptate la condițiile de mediu staționare.mediu mai degrabă decât în schimbare dinamică. Cu toate acestea, pot provoca boli nu mai puțin decât altele.
Conform statisticilor furnizate de OMS, aproximativ un sfert din toate cazurile de boală se datorează malariei. Deși este imposibil să-i faci față complet, deoarece există mai multe tipuri de plasmodium. Aceasta înseamnă că importanța studierii în continuare a tuturor protiștilor în general și a Plasmodiumului în special este foarte mare.
Imunologie
În Institutul de Cercetare de Microbiologie al URSS au fost efectuate multe studii asupra sistemului imunitar uman. Evoluțiile asupra lor sunt încă greu de aplicat pentru tratament, dar sunt acum indispensabile pentru diagnostic. Vorbim despre diagnosticul serologic al unui număr de boli infecțioase. Medicina clinică o datorează microbiologiei prezenței în arsenalul său a unei metode de diagnostic atât de valoroase.
Este important ca toate departamentele de epidemiologie și microbiologie să afecteze cumva conceptul de imunitate. Și ambele discipline folosesc pe scară largă vaccinurile. Dezvoltarea lor este și rezultatul muncii științifice a imunologilor și microbiologilor. Sunt cele mai eficiente măsuri preventive pentru limitarea (și în unele cazuri chiar eliminarea) probabilității de infecție prin contactul cu un patogen viral sau bacterian patogen. În prezent sunt dezvoltate vaccinuri împotriva HIV și a virușilor care cauzează cancer.
Metodologia microbiologiei
A studia un anumit microorganism înseamnă a determina caracteristicile morfologiei sale, a evalua caracterul complet al reacțiilor biochimice de care este capabil, a-și recunoaște ARN-ul,atribuie unui anumit regat și denumește tulpina. Aceasta este cantitatea de muncă care trebuie făcută atunci când deschideți o nouă cultură. Dacă microbul este deja cunoscut (determinat de caracteristicile de fermentație a substraturilor mediilor nutritive sau de peretele celular), atunci este necesar să-l atribuie unei anumite tulpini. Oricare dintre aceste sarcini necesită metode standardizate și anumite echipamente.
Microbiologia medicală are, de asemenea, sarcini proprii: să găsească agentul cauzal al unei boli în fluidele și țesuturile biologice care sunt ținte pentru infecții virulente, să identifice prezența unui agent patogen prin markeri serologici, să determine sensibilitatea unei persoane la anumite boli. Aceste sarcini sunt rezolvate prin metode microbiologice, microscopice, biologice, serologice și alergice.
În manualul numit „Microbiologie”, Vorobyov A. V. descrie că microscopia este o metodă fundamentală, dar nu principala, de studiere a microbilor. Poate fi lumină, electronică, contrast de fază, câmp întunecat și fluorescent. Autorul mai subliniază că cultura este considerată cea mai importantă metodă microbiologică, care permite creșterea unei colonii de microbi găsiți în fluidele și mediile biologice ale pacientului.
Metodele culturale pot fi virologice și bacteriologice. Cel mai adesea, cercetarea necesită sânge, urină, salivă, spută, lichid cefalorahidian. Din ele, puteți izola organismul și îl puteți semăna pe un mediu nutritiv. Acest lucru este necesar pentru diagnostic, deoarece concentrația de microbi în materialul biologic este foarte scăzută șimetoda culturală vă permite să creșteți volumul florei patogene.
În manualul despre disciplina „Microbiologie” Vorobyov A. V. cu co-autori descrie metodele biologice de studiere a microbilor. Ele se bazează pe izolarea toxinelor specifice caracteristice fie unui grup de specii bacteriene, fie doar unei tulpini. Metodele alergice sunt asociate cu proprietatea toxinelor bacteriene de a provoca alergii (sau sensibilizare) în macroorganism atunci când sunt infectate. Un exemplu este testul Mantoux. Metodele serologice, la rândul lor, sunt reacții cu anticorpi și antigeni specifici bacteriilor. Acest lucru vă permite să determinați rapid și precis prezența unui microbi într-un țesut sau un material lichid prelevat de la un pacient.
Marele progrese în microbiologia medicală
Microbiologia este o știință importantă pentru medicina practică, care în scurta sa existență a salvat un număr imens de vieți. Cel mai grăitor exemplu este descoperirea microbilor responsabili de boli infecțioase. Acest lucru a făcut posibilă obținerea primului antibiotic. Datorită lui, un număr imens de soldați au fost salvați de o infecție a unei răni.
Ulterior, utilizarea antibioticelor a început să se extindă, iar astăzi acest lucru permite operații complexe. Având în vedere că multe infecții nu pot fi vindecate fără utilizarea antibioticelor, prezența lor pur și simplu dă peste cap toate medicamentele și face posibilă salvarea multor vieți. Această realizare este la egalitate cu profilaxia vaccinală, care a permis, de asemeneasalvați mulți pacienți de virusul poliomielitei, hepatita B și variola. Și acum sunt dezvoltate metode imunologice pentru a lupta împotriva cancerului.
