МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. С.АМАНЖОЛОВА
Кафедра биологии
РЕФЕРАТ
По дисциплине: «Биология и развитие микроорганизмов и вирусов»
На тему: «История развития микробиологии»
Выполнили:
студенты гр.УБГ-09 (А)
Грушковская
Д., Фефелова Н.
Проверила:
Каленова К.Ш.
Усть-Каменогорск,
2011
План:
Введение………………………………………………………… ………………...3
1.ОТКРЫТИЕ
МИКРООРГАНИЗМОВ……………………………………… …4
2.ОПИСАТЕЛЬНЫЙ
(МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ) ПЕРИОД В РАЗВИТИИ МИКРОБИОЛОГИИ
(КОНЕЦ 17 В. – СЕРЕДИНА 19 В.)…………………..5
2.1.Развитие
представлений о природе процессов брожения
и гниения……5
2.2.Развитие
представлений о микробной природе инфекционных
заболеваний………………………………………………… …………………….7
3.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ
ПЕРИОД (ПАСТЕРОВСКИЙ) (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА
19 ВЕКА)………………………………………………………….8
3.1. Научная
деятельность Луи Пастера…………………………………………8
3.2. Развитие микробиологии
во второй половине 19 века…………………...10
4.РАЗВИТИЕ
МИКРОБИОЛОГИИ В 20 ВЕКЕ………………………………15
Заключение.................... .............................. .............................. ............................. 18
Литература.................... .............................. .............................. ............................. 19
ВВЕДЕНИЕ
Микробиология
– это наука, изучающая строение, систематику,
физиологию, биохимию, генетику и экологию
организмов, имеющих малые размеры и невидимых
невооруженным глазом. Эти организмы получили
название микроорганизмов или микробов.
На
протяжении длительного времени человек
жил в окружении невидимых существ, использовал
продукты их жизнедеятельности (например,
при выпечке хлеба из кислого теста, приготовлении
вина и уксуса), страдал, когда эти существа
являлись причиной болезней или портили
запасы пищи, но не подозревал об их присутствии.
Не подозревал потому, что не видел, а не
видел потому, что размеры этих микросуществ
лежали много ниже того предела видимости,
на который способен человеческий глаз.
Известно, что человек с нормальным зрением
на оптимальном расстоянии (25-30 см) может
различить в виде точки предмет размером
0,07-0,08 мм. Меньше объекты человек заметить
не может. Это определяется особенностями
строения его органа зрения.
Попытки
преодолеть созданный природный
барьер и расширить возможности
человеческого глаза были сделаны давно.
Так, при археологических раскопках в
Древнем Вавилоне находили двояковыпуклые
линзы – самые простые оптические приборы.
Линзы были изготовлены из отшлифованного
горного хрусталя. Можно считать, что с
их изобретением человек сделал первый
шаг на пути в микромир.
Дальнейшее
совершенствование оптической техники
относится к 16-17 вв. и связано с
развитием астрономии. В это время
голландские шлифовальщики стекла
сконструировали первые подзорные
трубы. Оказалось, что если линзы
расположить не так, как в телескопе, то
можно получить увеличение очень мелких
предметов. Микроскоп подобного типа был
создан в 1610 г. Г.Галилеем. Изобретение
микроскопа открыло новые возможности
для изучения живой природы.
Одним
из первых микроскоп, состоящий из двух
двояковыпуклых линз, дававших увеличение
примерно в 30 раз, сконструировал и использовал
для изучения строения растений английский
физик и изобретатель Р.Гук. Рассматривая
срезы пробки, он обнаружил правильное
ячеистое строение древесной ткани. Эти
ячейки впоследствии были названы им «клетками»
и изображены в книге «Микрография». Именно
Р.Гук ввел термин «клетка» для обозначения
тех структурных единиц, из которых построен
сложный живой организм. Дальнейшее проникновение
в тайны микромира неразрывно связано
с совершенствованием оптических приборов.
1.ОТКРЫТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
Микроорганизмы
были открыты в конце 17 века, но деятельность
их и даже практическое применение известны
значительно ранее. Например, продукты
спиртового, молочнокислого, уксуснокислого
брожений приготавливались и использовались
в самые древние времена. Полезность этих
продуктов объяснялась присутствием в
них «живого духа». Однако мысль о существовании
невидимых существ начала появляться
при выяснении причин заразных болезней.
Так, Гиппократ (6 в. до н.э.), а позже Варрон
(2 в.) высказывали предположения, что заразные
болезни вызываются невидимыми существами.
Но только в 16 веке итальянский ученый
Джираламо Фракасторо пришел к заключению,
что передача болезней от человека к человеку
осуществляется при помощи мельчайших
живых существ, которым он дал название
contagium vivum. Однако доказательств таких
предположений не было.
Если
считать, что микробиология возникла
в тот момент, когда человек
увидел первые микроорганизмы, то мы можем
совершенно точно указать «день рождения»
микробиологии и имя первооткрывателя.
Этот человек – голландец Антони ван Левенгук
(1632-1723), мануфактурщик из Дельфта. Заинтересовавшись
строением льняного волокна, он отшлифовал
для себя несколько грубых линз. Позднее
Левенгук увлекся этой тонкой и кропотливой
работой и достиг большого совершенства
в деле изготовления линз, названных им
«микроскопиями». По внешней форме это
были одинарные двояковыпуклые стекла,
оправленные в серебро или латунь, однако
по своим оптическим свойствам линзы Левенгука,
дававшие увеличение в 200 – 270 раз, не знали
себе равных. Чтобы оценить их, достаточно
напомнить, что теоретический предел увеличения
двояковыпуклой линзы – 250 – 300 раз.
Не
имея естественного образования, но
обладая природной любознательностью,
Левенгук с интересом рассматривал все,
что попадалось под руку: воду из пруда,
зубной налет, настой перца, слюну, кровь
и многое другое. С 1673 г. результаты своих
наблюдений Левенгук начал посылать в
Лондонское Королевское общество, членом
которого впоследствии был избран. Всего
Левенгук написал в Лондонское Королевское
общество свыше 170 писем, а позднее завещал
ему 26 своих знаменитых «микроскопий».
Вот выдержка из одного письма: «24 апреля
1676 г. я посмотрел на воду под микроскопом
и с большим удивлением увидел в ней огромное
количество мельчайших живых существ.
Некоторые из них в длину были раза в 3
– 4 больше, чем в ширину, хотя они и не
были толще волосков, покрывающих тело
вши. Другие имели правильную овальную
форму. Был там еще и третий тип организмов
– наиболее многочисленный – мельчайшие
существа с хвостиками». Сопоставив описание,
приведенное в этом отрывке, и оптические
возможности имевшихся в распоряжении
Левенгука линз, можно сделать вывод о
том, что Левенгуку в 1676 г. впервые удалось
увидеть бактерии.
Левенгук
всюду обнаруживал микроорганизмы
и пришел к выводу, что окружающий
мир густо заселен микроскопическими
обитателями. Все виденные им микроорганизмы,
в том числе и бактерии, Левенгук считал
маленькими животными, названными им «анималькулями»,
и был убежден, что они устроены так же,
как и крупные организмы, т. е. имеют органы
пищеварения, ножки, хвостики и т.д.
Открытия
Левенгука были настолько неожиданными
и даже фантастическими, что на протяжении
почти 50 последующих лет вызывали всеобщее
изумление. Будучи в Голландии в 1698 г.,
Петр I посетил Левенгука и беседовал с
ним. Из этой поездки Петр I привез в Россию
микроскоп, а позднее, в 1716 г., в мастерских
при его дворе были изготовлены первые
отечественные микроскопы.
2.ОПИСАТЕЛЬНЫЙ (МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ) ПЕРИОД В РАЗВИТИИ МИКРОБИОЛОГИИ (КОНЕЦ 17 В. – СЕРЕДИНА 19 В.)
2.1. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения
Многие
процессы, осуществляемые микроорганизмами,
были известны человеку с незапамятных
времен. В первую очередь это гниение и
брожение. В сочинениях древних греческих
и римских авторов можно найти рецепты
приготовления вина, кислого молока, хлеба,
свидетельствующие о широком использовании
в быту брожений. В средние века алхимики
не обошли вниманием эти процессы и изучали
их наряду с другими чисто химическими
превращениями. Именно в этот период были
сделаны попытки выяснить природу процессов
брожения.
Термин
«брожение» («fermentatio») для обозначения
процессов, идущих с выделением газа,
впервые употребил голландский алхимик
Я.Б. ван Гельмонт (1577-1644). Я. ван Гельмонтом
было обнаружено сходство между газом,
образующимся при сбраживании виноградного
сока (углекислым газом), газом, выделяющимся
при сжигании угля, и газом, который появляется,
«когда уксус льют на известковые камни»,
т.е. при взаимодействии щелочи с кислотой.
На основании этого Я. ван Гельмонт пришел
к заключению, что все описанные выше химические
превращения имеют одинаковую природу.
Позднее брожения стали выделять из группы
химических процессов, сопровождающихся
газовыделением. Для обозначения материальной
движущей силы брожения, его активного
начала использовали термин «фермент».
Взгляд на брожение и гниение как на чисто
химические процессы был сформулирован
в 1697 г. немецким врачом и химиком Г.Э. Шталем
(1660-1734). По представлениям Г. Шталя, брожение
и гниение – это химические превращения,
идущие под влиянием молекул «фермента»,
которые передают присущее им внутреннее
активное движение молекулам сбраживаемого
субстрата, т.е. выступают в качестве своеобразных
катализаторов реакции. Взгляды Г. Шталя
на природу процессов гниения и брожения
полностью разделял и отстаивал один из
крупнейших химиков своего времени Ю.Либих.
Однако эта точка зрения принималась не
всеми исследователями.
Одна
из первых догадок о связи описанных
Левенгуком «глобул» (дрожжей) с явлениями
брожения и гниения принадлежит
французскому натуралисту Ж.Л.Л. Бюффону
(1707-1788). Весьма близко подошел к пониманию
роли дрожжей в процессе брожения французский
химик А.Лавуазье (1743-1794), изучавший количественно
химические превращения сахара при спиртовом
брожении. В 1793 г. он писал: «Достаточно
немного пивных дрожжей, чтобы дать первый
толчок к брожению: оно потом продолжается
само собой. Я доложу в другом месте о действии
фермента в целом». Однако сделать это
ему не удалось: А. Лавуазье стал жертвой
террора французской буржуазной революции.
С
30-х годов 19 века начинается период
интенсивных микроскопических наблюдений.
В 1827 г. французский химик Ж. Демазьер (1783-1862)
описал строение дрожжей Mycoderma cerevisiae, формирующих
пленку на поверхности пива, и, будучи
убежденным в том, что это – мельчайшие
животные, отнес их к инфузориям. Однако
в работе Ж.Демазьера нет никаких указаний
на возможную связь процесса брожения
с развивающейся на поверхности бродящей
жидкости пленкой. Спустя 10 лет французский
ботаник Ш. Каньяр де Латур (1777-1859) предпринял
тщательное микроскопическое исследование
осадка, образующегося при спиртовом брожении,
и пришел к выводу, что он состоит из живых
существ, жизнедеятельность которых и
является причиной брожения. Почти одновременно
немецкий естествоиспытатель Ф. Кютцинг
(1807-1893), исследуя образование уксуса из
спирта, обратил внимание на слизистую
массу, имеющую вид пленки на поверхности
жидкости, содержащей спирт. Изучая слизистую
массу, Ф. Кютцинг установил, что она состоит
из микроскопических живых организмов
и имеет непосредственное отношение к
накоплению уксуса в среде. К аналогичным
выводам пришел другой немецкий естествоиспытатель
Т. Шванн (1810-1882).
Таким
образом, Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг
и Т. Шванн независимо друг от друга и почти
одновременно пришли к заключению о связи
процессов брожения с жизнедеятельностью
микроскопических живых существ. Основной
вывод из этих исследований был четко
сформулирован Ф.Кютцингом: «Мы теперь
должны каждый процесс брожения рассматривать
иначе, чем до сих пор их рассматривала
химия. Весь процесс спиртового брожения
зависит от присутствия дрожжей, уксуснокислого
- от наличия уксусной матки».
Однако
идеи о биологической природе
«фермента» брожения, высказанные тремя
исследователями, не получили признания.
Более того, они были подвергнуты
суровой критике со стороны приверженцев
теории физико-химической природы брожения,
обвинивших своих научных противников
в «легкомыслии в выводах» и отсутствии
каких-либо доказательств, подтверждающих
эту «странную гипотезу». Господствовавшей
оставалась теория физико-химической
природы процессов брожения.
2.2.Развитие представлений о микробной природе инфекционных заболеваний
Еще
древнегреческий врач Гиппократ (ок.
460-377 гг. до н.э.) высказал предположение
о том, что заразные болезни вызываются
невидимыми живыми существами. Авиценна
(ок. 980-1037 гг.) в «Каноне медицины»
писал о «невидимых» возбудителях
чумы, оспы и других заболеваний. Подобные
мысли можно обнаружить и в трудах итальянского
врача, астронома и поэта Дж.Фракастро
(1478-1553 гг.).
В
том, что инфекционные болезни вызываются
живыми микроскопическими существами,
был глубоко убежден русский
врач-эпидемиолог Д.С. Самойлович (1744-1805),
пытавшийся под микроскопом обнаружить
возбудителя чумы. Это ему не удалось из-за
несовершенства микроскопов и микроскопической
техники. Однако разработанные Д.С.Самойловичем
в соответствии с его идеей меры по дезинфекции
и изоляции больных оказались весьма эффективными
в борьбе с эпидемиями и получили широкую
известность во всем мире.
Стоит
упомянуть, что современник Д. Самойловича
М. Тереховский (1740-1796) – первый русский
протистолог - экспериментатор установил
живую природу простейших и в 1775 г. впервые
в мире применил к микроорганизмам экспериментальный
метод исследования, определяя влияние
температуры, электрических разрядов,
сулемы, опия, кислот и щелочей на их жизнеспособность.
Изучая в строго контролируемых условиях
движение, рост и размножение микроорганизмов,
Тереховский первый указал, что делению
предшествуют рост и увеличение размеров.
Он также доказал невозможность самопроизвольного
зарождения простейших в различных прокипяченных
жидкостях (настоях). Свои наблюдения он
изложил в работе «О наливочном хаосе
Линнея».
В
1827 г. итальянский естествоиспытатель
А. Басси (1773-1856), изучая заболевание шелковичных
червей, обнаружил передачу болезни при
переносе микроскопического грибка от
больной особи к здоровой. Таким образом,
А. Басси впервые удалось экспериментально
доказать микробную природу этого заболевания.
Идея о микробной природе инфекционных
болезней в течение долгого времени не
получала признания. Господствующей была
теория, согласно которой причинами заболеваний
считали различные нарушения течения
химических процессов в организме.
В 1846 г. немецкий анатом Ф. Генле (1809-1885)
в книге «Руководство по рациональной
патологии» четко определил основные
положения для распознавания инфекционных
заболеваний. Позднее идеи Ф. Генле, сформулированные
в общей форме (самому Ф. Генле не удалось
увидеть ни одного возбудителя инфекционных
заболеваний человека), были экспериментально
обоснованы Р.Кохом и вошли в науку под
названием «триада Генле-Коха».
3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (ПАСТЕРОВСКИЙ) (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА 19 ВЕКА)
3.1. Научная деятельность Луи Пастера
Начало
физиологического периода относится
к 60-м годам 19 века и связано с деятельностью
выдающегося французского ученого, химика
по специальности, Луи Пастера (1822-1895).
Микробиология обязана Пастеру не только
своим бурным развитием, но и становлением
как науки. С именем Пастера связаны наиболее
крупные открытия, принесшие ему мировую
известность: брожение (1857), самопроизвольное
зарождение (1860), болезни вина и пива (1865),
болезни шелковичных червей (1868), инфекция
и вакцины (1881), бешенство (1885).
Пастер
свою научную деятельность начал
с работ по кристаллографии. Им было
обнаружено, что при перекристаллизации
солей оптически неактивной рацемической
винной кислоты образуется два типа кристаллов.
Раствор, приготовленный из кристаллов
одного типа, вращает плоскость поляризованного
света вправо, из кристаллов другого типа
– влево. Далее Пастером было обнаружено,
что плесневый гриб, выросший в растворе
рацемической винной кислоты, потребляет
только одну из изомерных форм (правовращающую).
Это наблюдение позволило Пастеру сделать
вывод о специфическом воздействии микроорганизмов
на субстраты и послужило теоретической
основой для последующего изучения физиологии
микроорганизмов. Наблюдения Пастера
над низшим плесневым грибком привлекли
его внимание к микроорганизмам вообще.
В
1854 г. Пастер получил должность штатного
профессора в университете г. Лилля.
Именно здесь он начал свои микробиологические
исследования, положившие начало микробиологии
как самостоятельной научной дисциплине.
Поводом
для начала изучения процессов брожения
послужило обращение к Пастеру
лилльского фабриканта с просьбой помочь
выяснить причины систематических
неудач в сбраживании свекловичного
сока для получения спирта. Результаты
исследований, опубликованные в конце
1857 г., с несомненностью доказывали, что
процесс спиртового брожения является
результатом жизнедеятельности определенной
группы микроорганизмов – дрожжей и происходит
в условиях без доступа воздуха.
Почти
одновременно с изучением спиртового
брожения Пастер приступил к изучению
молочнокислого брожения и также
показал, что этот вид брожения вызывается
микроорганизмами, названными им «молочнокислыми
дрожжами». Итоги исследований Пастер
изложил в опубликованных работах «Мемуар
о молочнокислом брожении».
Действительно,
результаты исследований Пастера - не
просто новые научные данные, это смелое
опровержение господствовавшей тогда
теории физико-химической природы брожения,
поддерживаемой и отстаиваемой крупнейшими
научными авторитетами того времени: И.
Берцелиусом, Э. Митчерлихом, Ю. Либихом.
Молочнокислое брожение – наиболее простой
«химический» процесс распада молекулы
сахара на две триозы, и доказательство
того, что этот распад связан с жизнедеятельностью
микроскопических организмов, являлось
весомым аргументом, поддерживающим теорию
биологической природы брожений.
Вторым
аргументом в поддержку биологической
природы брожений было экспериментальное
доказательство Пастером возможности
осуществлять спиртовое брожение на среде,
не содержащей белка. Согласно химической
теории брожения последнее есть результат
каталитической активности «фермента»,
которым является вещество белковой природы.
Изучение
маслянокислого брожения привело Пастера
к выводу, что жизнь некоторых микроорганизмов
не только может протекать в отсутствие
свободного кислорода, но последний вреден
для них. Результаты этих наблюдений были
опубликованы в 1861 г. в сообщении, озаглавленном
«Анималькули-инфузории, живущие без свободного
кислорода и вызывающие брожение». Обнаружение
отрицательного влияния свободного кислорода
на процесс маслянокислого брожения было,
пожалуй, последним моментом, полностью
опровергавшим теорию химической природы
брожений, поскольку именно кислороду
отводилась роль соединения, дававшего
первый толчок к внутреннему движению
белковым частицам «фермента». Серией
исследований в области брожений Пастер
убедительно доказал несостоятельность
химической теории брожений, вынудив своих
противников признать их заблуждения.
За работы по исследованию анаэробиоза
в 1861 г. Пастер получил премию французской
Академии наук и медаль Лондонского Королевского
общества. Итог двадцатилетним исследованиям
в области брожений был подведен Пастером
в «Исследовании о пиве, его болезнях,
их причинах, способах сделать его устойчивым,
с приложением новой теории брожения»
(1876).
В
1865 г. французское правительство
обратилось к Пастеру с просьбой
помочь шелководам, терпевшим большие
убытки из-за болезней шелковичных
червей. Около пяти лет посвятил Пастер
изучению этого вопроса и пришел к выводу,
что болезни шелковичных червей вызываются
определенными микроорганизмами. Пастер
детально изучил течение болезни – пебрины
шелковичных червей и разработал практические
рекомендации по борьбе с заболеванием:
он предложил искать под микроскопом в
телах бабочек и куколок возбудителей
заболевания, отделять заболевшие особи
и уничтожать их и т.д.
Установив
микробную природу инфекционных
заболеваний шелковичных червей,
Пастер пришел к мысли, что болезни
животных и человека также обусловлены
воздействием микроорганизмов. Первой
его работой в этом направлении было доказательство
того, что родильная горячка, широко распространенная
в описываемый период, вызывается определенным
микроскопическим возбудителем. Пастер
выявил возбудителя горячки, показал,
что причина ее – пренебрежение правилами
антисептики со стороны медицинского
персонала, и разработал методы защиты
от проникновения возбудителя в организм.
Дальнейшие
работы Пастера в области изучения
инфекционных заболеваний привели к открытию
им возбудителей куриной холеры, остеомиелита,
гнойных абсцессов, одного из возбудителей
газовой гангрены. Таким путем Пастер
показал и доказал, что каждое заболевание
порождается специфическим микроорганизмом.
В
1879 г. при изучении куриной холеры Пастер
разработал метод получения культур микробов,
которые утрачивают способность быть
возбудителем заболевания, т. е. теряют
вирулентность, и использовал это открытие
для предохранения организма от последующего
заражения. Последнее легло в основу создания
теории иммунитета.
Изучение
инфекционных болезней Пастером сочеталось
с разработкой мер для активной
борьбы с ними. На основе методики получения
ослабленных культур вирулентных
микроорганизмов, названных «вакцинами»,
Пастер нашел способы борьбы с сибирской
язвой и бешенством. Вакцины Пастера получили
всемирное распространение. Учреждения,
где проводятся прививки против бешенства,
в честь Пастера названы Пастеровскими
станциями.
Работы
Пастера были по достоинству оценены
его современниками и получили международное
признание. В 1888 г. для Пастера на средства,
собранные по международной подписке,
был построен в Париже научно-исследовательский
институт, носящий в настоящее время его
имя. Пастер был первым директором этого
института. Открытия Л.Пастера показали,
как разнообразен, необычен, активен невидимый
простым глазом микромир и какое огромное
поле деятельности представляет его изучение.
3.2. Развитие микробиологии во второй половине 19 века
Оценивая
успехи, достигнутые микробиологией во
второй половине 19 века, французский исследователь
П.Теннери в работе «Исторический очерк
развития естествознания в Европе» писал:
«Перед лицом бактериологических открытий
история других естественных наук за последние
десятилетия 19 столетия кажется несколько
бледней».
Успехи
микробиологии в этот период непосредственно
связаны с новыми идеями и методическими
подходами, внесенными в микробиологические
исследования Л.Пастером. В числе
первых, кто оценил значение открытий
Пастера, был английский хирург Дж.
Листер, он понял, что причина большого
процента смертных случаев после операций
– во-первых, заражение ран бактериями
из-за незнания и, во-вторых, несоблюдения
элементарных правил антисептики.
Одним
из основоположников медицинской микробиологии
наряду с Пастером явился немецкий микробиолог
Р.Кох (1843-1910), занимавшийся изучением возбудителей
инфекционных заболеваний. Свои исследования
Кох начал еще будучи сельским врачом
с изучения сибирской язвы и в 1877 г. опубликовал
работу, посвященную возбудителю этого
заболевания – Bacillus anthracis. Вслед за этим
внимание Коха привлекла другая тяжелая
и широко распространенная болезнь того
времени – туберкулез. В 1882 г. Кох сообщил
об открытии возбудителя туберкулеза,
который в его честь был назван «палочкой
Коха». (В 1905 г. за исследование туберкулеза
Коху была присуждена Нобелевская премия.)
Коху принадлежит также открытие в 1883
г. возбудителя холеры.
Большое
внимание Кох уделял разработке микробиологических
методов исследования. Он сконструировал
осветительный аппарат, предложил метод
микрофотографирования бактерий, разработал
приемы окрашивания бактерий анилиновыми
красителями и предложил способ выращивания
микроорганизмов на твердых питательных
средах с использованием желатины. Получение
бактерий в виде чистых культур открыло
новые подходы для более углубленного
изучения их свойств и послужило толчком
для дальнейшего бурного развития микробиологии.
Были выделены чистые культуры возбудителей
холеры, туберкулеза, дифтерии, чумы, сапа,
крупозного воспаления легких.
Кох
экспериментально обосновал выдвинутые
ранее Ф. Генле положения о распознавании
инфекционных заболеваний, которые вошли
в науку под названием «триада Генле-Коха»
(позднее, правда, оказалось, что она приложима
не для всех возбудителей инфекций).
Родоначальником
русской микробиологии является
Л. Ценковский (1822-1887). Объектом его исследований
были микроскопические простейшие, водоросли,
грибы. Он открыл и описал большое число
простейших, изучал их морфологию и циклы
развития. Это позволило ему сделать вывод
об отсутствии резкой границы между миром
растений и животных. Им также была организована
одна из первых Пастеровских станций в
России и предложена вакцина против сибирской
язвы («живая вакцина Ценковского»).
С
именем И. Мечникова (1845-1916) связано развитие
нового направления в микробиологии –
иммунологии. Впервые в науке Мечниковым
была разработана и экспериментально
подтверждена биологическая теория иммунитета,
вошедшая в историю как фагоцитарная теория
Мечникова. В основу этой теории положено
представление о клеточных защитных приспособлениях
организма. Мечников в опытах на животных
(дафниях, личинках морской звезды) доказал,
что лейкоциты и другие клетки мезодермального
происхождения обладают способностью
захватывать и переваривать чужеродные
частицы (в т.ч. и микробов), попадающие
в организм. Это явление, названное фагоцитозом,
легло в основу фагоцитарной теории иммунитета
и получило всеобщее признание. Развивая
далее поднятые вопросы, Мечников сформулировал
общую теорию воспаления как защитную
реакцию организма и создал новое направление
в иммунологии – учение об антигенной
специфичности. В настоящее время оно
приобретает все большее значение в связи
с разработкой проблемы пересадки органов
и тканей, изучения иммунологии рака.
К
числу важнейших работ Мечникова в области
медицинской микробиологии относятся
исследования патогенеза холеры и биологии
холероподобных вибрионов, сифилиса, туберкулеза,
возвратного тифа. Мечников является основоположником
учения о микробном антагонизме, послужившем
основой для развития науки об антибиотикотерапии.
Идея о микробном антагонизме была использована
Мечниковым при разработке проблемы долголетия.
Изучая явление старения организма, Мечников
пришел к заключению. Что важнейшей причиной
его является хроническое отравление
организма продуктами гниения, вырабатываемыми
в толстом кишечнике гнилостными бактериями.
Практический
интерес представляют ранние работы
Мечникова по использованию гриба
Isaria destructor для борьбы с вредителем полей
– хлебным жуком. Они дают основание считать
Мечникова основоположником биологического
метода борьбы с вредителями сельскохозяйственных
растений, метода, который в наши дни находит
все более широкое применение и популярность.
Таким
образом, И.И. Мечников – выдающийся русский
биолог, сочетавший качества экспериментатора,
педагога и пропагандиста научных знаний,
был человеком великого духа и труда, высшей
наградой которого явилось присвоение
ему в 1909 г. Нобелевской премии за исследования
по фагоцитозу.
Одним
из крупнейших ученых в области микробиологии
является друг и соратник И. Мечникова
Н.Ф. Гамалея (1859-1949). Всю свою жизнь Гамалея
посвятил изучению инфекционных болезней
и разработке мер борьбы с их возбудителями.
Гамалея внес крупнейший вклад в изучение
туберкулеза, холеры, бешенства, в 1886 г.
вместе с И. Мечниковым организовал в Одессе
первую пастеровскую станцию и ввел в
практику прививки против бешенства. Он
открыл птичий вибрион – возбудителя
холероподобного заболевания птиц – и
в честь Ильи Ильича назвал его вибрионом
Мечникова. Затем была получена вакцина
против холеры человека.
и т.д.................
Микробиология играет огромную роль в развитии человечества. Становление науки началось еще 5-6 веке до н. э. Уже тогда предполагали, что многие болезни вызваны невидимыми живыми существами. Краткая история развития микробиологии, которая описана в нашей статье, позволит выяснить, как образовалась наука.
Общая информация о микробиологии. Предмет и задачи
Микробиология - это наука, которая изучает жизнедеятельность и строение микроорганизмов. Микробы невозможно увидеть невооруженным глазом. Они могут иметь как растительное, так и животное происхождение. Микробиология - Для изучения мельчайших оорганизмов используются методы других предметов, таких как физика, химия, биология, цитология.
Существует общая и частная микробиология. Первая изучает строение и жизнедеятельность микроорганизмов на всех уровнях. Предмет изучения частной - отдельные представители микромира.
Достижения медицинской микробиологии в 19 веке способствовали развитию иммунологии, которая сегодня является общебиологической наукой. Становление микробиологии происходило в три этапа. На первом было установлено, что в природе существуют бактерии, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. На втором этапе становления были дифференцированы виды, а на третьем началось изучение иммунитета и инфекционных заболеваний.
Задачи микробиологии - изучение свойств бактерий. Для исследований используют приборы для микроскопии. Благодаря этому можно увидеть форму, расположение и структуру бактерий. Нередко ученые подсаживают микроорганизмы здоровым животным. Это необходимо для воспроизведения инфекционных процессов.
Пастер Луи
Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года на востоке Франции. В детстве он увлекался искусством. Со временем его начали привлекать естественные науки. Когда Луи Пастеру исполнился 21 год, он отправился в Париж для обучения в Высшей школе, после окончания которой должен был стать преподавателем естествознания.
В 1848 году Луи Пастер представил в Парижской академии наук результаты своей научной работы. Он доказал, что в винной кислоте есть два типа кристаллов, которые по-разному поляризуют свет. Это было блестящим началом его карьеры ученого.
Пастер Луи - это основатель микробиологии. Ученые до начала его деятельности предполагали, что дрожжи образуют химический процесс. Однако именно Пастер Луи, проведя ряд исследований, доказал, что образование алкоголя при брожении связано с процессом жизнедеятельности мельчайших организмов - дрожжей. Он выяснил, что существует два типа таких бактерий. Один вид создает алкоголь, а другой - так называемую молочную кислоту, которая портит спиртосодержащие напитки.
На этом ученый не остановился. Через некоторое время он выяснил, что при нагревании до 60 градусов по Цельсию нежелательные бактерии погибают. Он рекомендовал технику постепенного подогревания виноделам и поварам. Однако первое время они относились к такому методу отрицательно, считая, что это испортит качество продукции. Со временем они поняли, что такой способ действительно положительно сказывается на процессе изготовления алкоголя. Сегодня метод Пастера Луи известен как пастеризация. Он используется при сохранении не только спиртосодержащих напитков, но и других продуктов.
Ученый нередко задумывался об образовании плесени на продуктах. После ряда исследований, он понял, что пища портится только в том случае, если она на протяжении длительного периода времени контактирует с воздухом. Однако если воздух нагреть до 60 градусов по Цельсию, процесс гниения останавливается на некоторое время. Не портятся продукты и высоко в Альпах, где воздух разреженный. Ученый доказал, что плесень образуется из-за спор, которые находятся в окружающей среде. Чем меньше их в воздухе, тем медленнее портится пища.
Популярность ученого росла. В 1867 году Наполеон III распорядился предоставить Пастеру хорошо оснащенную лабораторию. Именно там ученый создал прививку от бешенства, благодаря которой он стал известен по всей Европе. Умер Пастер 28 сентября 1895 года. Основателя микробиологии похоронили со всеми государственными почестями.
Кох Роберт
Вклад ученых в микробиологию позволил сделать массу открытий в медицине. Благодаря этому человечество знает, как избавиться от многих опасных для здоровья заболеваний. Считается, что Кох Роберт - это современник Пастера. Ученый родился в декабре 1843 года. С детства он интересовался природой. В 1866 году он окончил обучение в университете и получил медицинский диплом. После этого работал в нескольких больницах.
Роберт Кох начал деятельность бактериолога. Он сосредоточился на изучении сибирской язвы. Кох изучал под микроскопом кровь больных животных. Ученый нашел в ней массу микроорганизмов, которые отсутствуют у здоровых представителей фауны. Роберт Кох решил привить их мышам. Подопытные погибли спустя сутки, а в их крови присутствовали такие же микроорганизмы. Ученый выяснил, что сибирскую язву вызывают которые имеют форму палочки.
После успешных исследований Роберт Кох начал задумываться об изучении туберкулеза. Это неслучайно, ведь в Германии (место рождения и проживания ученого) от данного заболевания погибал каждый седьмой житель. В то время врачи еще не знали, как бороться с туберкулезом. Они считали, что это наследственное заболевание.
Для своих первых исследований Кох использовал труп молодого рабочего, который погиб от чахотки. Он исследовал все внутренние органы и не обнаружил никаких болезнетворных бактерий. Затем ученый решил окрашивать препараты и рассматривать их на стекле. Однажды, рассматривая под микроскопом такой препарат, окрашенный в синий цвет, Кох заметил между тканями легких маленькие палочки. Он привил их морской свинке. Животное погибло спустя несколько недель. В 1882 году Роберт Кох рассказал на заседании Общества врачей о результатах своего исследования. Позже он попытался создать вакцину от туберкулеза, которая, к сожалению, не помогла, но применяется до сих пор при диагностировании заболевания.
Краткая история развития микробиологии в то время вызывала интерес у многих. Вакцина от туберкулеза была создана только спустя несколько лет после смерти Коха. Однако это не уменьшает его заслуги в исследовании данного заболевания. В 1905 году ученый был удостоен Нобелевской премии. Бактерии туберкулеза получили название в честь исследователя - палочка Коха. Умер ученый в 1910 году.
Виноградский Сергей Николаевич
Сергей Николаевич Виноградский - это известный бактериолог, который сделал огромный вклад в развитие микробиологии. Родился он в 1856 году в Киеве. Его отец был состоятельным юристом. Сергей Николаевич после окончания местной гимназии получил образование в Консерватории Санкт-Петербурга. В 1877 году он поступил на второй курс естественного факультета. Окончив его в 1881 году, ученый посвятил себя изучению микробиологии. В 1885 году он поехал для обучения в Страсбург.
Сегодня Сергей Николаевич Виноградский считается основателем экологии микроорганизмов. Он изучал грунтовое микробное сообщество и разделил все микроорганизмы, живущие в нем, на автохтонных и аллохтонных. В 1896 году Виноградский сформулировал представление о жизни на Земле как о системе взаимосвязанных биогеохимических циклов, которые катализируют живые существа. Его последняя научная работа была посвящена систематике бактерий. Умер ученый в 1953 году.
Возникновение микробиологии
Краткая история развития микробиологии, описанная в нашей статье, позволит выяснить, как человечество начало борьбу с опасными заболеваниями. С процессами жизнедеятельности бактерий человек сталкивался задолго до их открытия. Люди сквашивали молоко, использовали брожение теста и вина. В трудах врача из Древней Греции были названы предположения о связи опасных заболеваний и особых болезнетворных испарений.
Подтверждение было получено Антони ван Левенгуком. Стачивая стекла, он смог создать линзы, которые увеличивали исследуемый предмет более чем в 100 раз. Благодаря этому он смог рассмотреть все окружающие его объекты.
Он выяснил, что на них проживают мельчайшие организмы. Полная и краткая история развития микробиологии началась именно с результатов исследований Левенгука. Он не смог доказать предположения о причинах заразных заболеваний, но практическая деятельность врачей со времен древности подтверждала их. Законы индусов предусматривали профилактические мероприятия. Известно, что специальной обработке поддавались вещи и жилища больных людей.
В 1771 году военный врач Москвы впервые производит дезинфекцию вещей больных чумой и делает прививки людям, которые контактировали с переносчиками заболевания. Темы по микробиологии разнообразны. Наиболее интересной считается та, которая описывает создание прививки от оспы. Она с давних времен использовалась персами, турками и китайцами. Ослабленные бактерии вводились в тело человека, потому что считалось, что так болезнь протекает легче.
(английский врач) заметил, что большинство людей, которые не болели оспой, не заражаются при близком контакте с переносчиками заболевания. Наиболее часто это наблюдалось у доярок, которые заражались при доении коров больных коровьей оспой. Исследования врача длились 10 лет. В 1796 году Дженнер ввел кровь больной коровы здоровому мальчику. Спустя некоторое время он попытался привить ему бактерии заболевшего человека. Так была создана прививка, благодаря которой человечество избавилось от заболевания.
Вклад отечественных ученых
Открытия в микробиологии, сделанные учеными со всего мира, позволяет понять, как справиться почти с любым заболеванием. Немалый вклад в развитие науки внесли отечественные исследователи. В 1698 году Петр I познакомился с Левенгуком. Тот продемонстрировал ему микроскоп и показал ряд предметов в увеличенном виде.
Во время образования микробиологии как науки Лев Семенович Ценковский опубликовал свою работу, в которой он отнес микроорганизмы к растительным организмам. Он также использовал метод Пастера для угнетения сибирской язвы.
Немалую роль в микробиологии сыграл Илья Ильич Мечников. Он считается одним из основоположников науки о бактериях. Ученый создал теорию иммунитета. Он доказал, что многие клетки организма могут угнетать вирусные бактерии. Его исследования стали основой для изучения воспаления.
Микробиология, вирусология и иммунология, а также сама медицина в то время вызывали огромный интерес почти у каждого. Мечников исследовал человеческий организм и пытался понять, почему он стареет. Ученый желал найти способ, который позволил бы продлить жизнь. Он считал, что ядовитые вещества, которые образуются из-за жизнедеятельности гнилостных бактерий, отравляют человеческий организм. По мнению Мечникова, необходимо заселить тело молочнокислыми микроорганизмами, которые угнетают гнилостных. Ученый считал, что таким образом можно существенно продлить жизнь.
Мечников изучал множество опасных заболеваний, таких как тиф, туберкулез, холера и другие. В 1886 году он создал бактериологическую станцию и школу микробиологов в Одессе (Украина).
Микробиология техническая
Техническая микробиология изучает бактерии, которые используют при создании витаминов, некоторых препаратов и заготовке продуктов. Основной задачей данной науки является интенсификация технологических процессов на производстве (чаще пищевом).
Освоение технической микробиологии ориентирует специалиста на необходимость тщательного соблюдения всех санитарных норм на производстве. Изучив данную науку, можно предупредить порчу продукта. Предмет чаще всего изучают будущие специалисты пищевой промышленности.
Дмитрий Иосифович Ивановский
Основой для создания множества других наук стала микробиология. История науки началась еще задолго до ее общественного признания. Вирусология была образована в 19 веке. Данная наука изучает не все бактерии, а лишь те, которые являются вирусными. Ее основоположником считается Дмитрий Иосифович Ивановский. В 1887 году он начал исследовать заболевания табака. Он обнаружил в клетках больного растения кристаллические вкрапления. Таким образом, он открыл возбудителей заболеваний небактериальной и непротозойной природы, которые в дальнейшем были названы вирусами.
Результаты своих исследований о больных растениях Ивановский представил на заседании Общества естествоиспытателей. Дмитрий Иосифович также активно изучал почвенную микробиологию.
Учебная литература
Микробиология - это наука, которую невозможно изучить за несколько дней. Она играет важную роль в развитии медицины. Книги по микробиологии позволяют самостоятельно изучить данную науку. В нашей статье вы можете ознакомиться с наиболее популярными.
- (2011) - это книга, которая описывает жизнедеятельность бактерий, которые проживают при высоких температурах. Они существуют на большой глубине, где тепло поступает от магмы. В книге собраны статьи различных ученых со всех уголков Российской Федерации.
- "Три жизни великого микробиолога. Документальная повесть о Сергее Николаевиче Виноградском" - это книга о величайшем ученом, автор которой Георгий Александрович Заварзин. Написана она по дневникам Виноградского. Ученым было заложено несколько крупных направлений в микробиологии (микробная, почвенная, хемосинтез). Книга будет необычайно полезна будущим врачам и просто любознательным людям.
- "Общая микробиология", написанная Гансом Шлегелем - это издание, которое позволит познакомиться с удивительным миром бактерий. Стоит отметить, что Ганс Шлегель - известный во всем мире немецкий микробиолог, который еще жив. Издание множество раз обновлялось и дополнялось. Считается, что это одна из лучших книг по микробиологии. Она кратко описывает строение, а также процесс жизнедеятельности и размножения бактерий. Книга легко читается. В ней нет лишней информации.
- "Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире" - это современная книга, написанная Джессикой Сакс и изданная в прошлом году. После улучшения санитарных условий и возникновения антибиотиков продолжительность жизни у людей существенно возросла. Книга посвящена проблеме возникновения иммунных заболеваний, которая связана с чрезмерной заботой об улучшении санитарных условий.
- "Смотри, что у тебя внутри" - это книга Роба Найта. Она была издана в прошлом году. В книге рассказывается о микробах, которые проживают в разных уголках нашего тела. Автор утверждает, что микроорганизмы играют более важную роль, чем мы думали ранее.
Основа новейших технологий
Микробиология - это основа новейших технологий. Мир бактерий изучен еще не до конца. Многие ученые не сомневаются в том, что благодаря микроорганизмам можно создавать не имеющие аналогов технологии. Биотехнология будет служить для них основой.
При разработке месторождения угля и нефти используются микроорганизмы. Не секрет, что ископаемое топливо уже заканчивается, несмотря на то, что человечество использует его на протяжении около 200 лет. В случае его исчерпания ученые рекомендуют использовать микробиологические способы получения спиртов из возобновляемых источников сырья.
Биотехнология позволяет справиться как с экологическими, так и с энергетическими проблемами. Удивительно, но микробиологическая переработка отходов органического типа позволяет не только очистить окружающую среду, но и получить биогаз, который ничуть не уступает природному. Такой метод получения топлива не требует лишних затрат. Уже сегодня в окружающей среде присутствует достаточное количество материала для переработки. Например, только в США его около 1,5 млн тонн. Однако на данный момент не продуман метод утилизации отходов от переработки.
Подводим итоги
Микробиология занимает важное место в жизни человечества. Благодаря данной науке врачи научись справляться с опасными для жизни заболеваниями. Микробиология стала также основой для создания вакцин. Известно немало величайших ученых, которые внесли вклад в данную науку. С некоторыми из них вы познакомились в нашей статье. Многие ученые, живущие в наше время, считают, что в будущем именно микробиология позволит справиться со многими экологическими и энергетическими проблемами, которые могут возникнуть уже в ближайшее время.
На протяжении тысячелетий человек жил в окружении невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности, например продукты молочнокислого, спиртового, уксуснокислого брожений, страдал от них, когда эти существа были причиной болезни, но не подозревал об их присутствии, так как размеры существ много ниже предела видимости, на который способен человеческий глаз. Догадки человека о том, что брожение, гниение и инфекционные болезни — результат воздействия невидимых существ, были давно. Гиппократ (460—377 гг. до н.э.) предполагал, что заразные болезни вызываются невидимыми живыми существами. Итальянский врач и астроном Д. Фракастро (1478—1553) пришел к заключению, что повальные болезни от человека к человеку передаются мельчайшими живыми существами, хотя доказать этого не мог.
Возникновение микробиологии как науки стало возможным после изобретения микроскопа. Первым, кто увидел и описал микроорганизмы, был голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632—1723), который сконструировал микроскоп, дававший увеличение до 300 раз. В микроскоп он рассматривал все, что попадалось под руку: воду из пруда, различные настои, кровь, зубной налет и многое другое. В просматриваемых объектах он обнаруживал мельчайшие существа, названные им живыми зверьками (анималькулями). Он установил шаровидные, палочковидные и извитые формы микробов. Книга «Тайны природы, открытые А. Левенгуком», опубликованная в 1695 г., привлекла внимание ученых многих стран к изучению микроорганизмов. Открытие Левенгука положило начало возникновению микробиологии. Однако исследования в течение многих десятилетий сводились лишь к описанию микроорганизмов.
Л.Левeнгук {1632—1723) Л.Пастер (1822—1895)
Период конца XVII до середины XIX в. вошел в историю как описательный, или морфологический. Этот период создал условие для перехода к следующему, физиологическому, этапу в развитии микробиологии. Основоположник его — выдающийся французский ученый-химик. Луи Пастер (1822—1895). Первые работы в области микробиологии, выполненные им, направлены на изучение природы брожения. В то время в науке господствовала теория Либиха, утверждавшая, что брожение и гниение — результаты окислительных процессов, обусловленных действием ферментов, и представляют чисто химическое явление, в котором микроорганизмы участия не принимают. Пастор доказал, что причина брожения и гниения — микроорганизмы, вырабатывающие различные ферменты. Каждый бродильный процесс имеет специфического возбудителя; гниение вызывается группой гнилостных бактерий и т. д. Изучая маслянокислое брожение, Пастер установил, что Вас. butyricum развивается в отсутствие кислорода воздуха и тем самым открыл явление анаэробиоза.
С именем Пастера связано решение вопроса о самопроизвольном зарождении жизни на земле. Он экспериментально доказал, что при абсолютной стерильности питательных растворов и исключении возможности последующего загрязнения извне в них невозможно появление микробов и развитие гниения. Жизнь возникает тогда, писал Пастер, когда микроорганизмы в питательный раствор проникают извне.
В 1865 г. Пастер установил, что порча вина и пива вызывается попаданием в сусло посторонних микроорганизмов или диких дрожжей и предложил производить нагревание вина и пива при температурах до 100 °С. Этот способ получил название пастеризация. В 1868 г. он установил, что болезнь шелковичных червей пебрина вызывается микробами, и разработал способ борьбы с ней. Благодаря этим открытиям возникли антисептика и асептика в хирургии. Им были открыты возбудители холеры кур, стафилококки, стрептококки, возбудитель рожи свиней, установлена этиология сибирской язвы. Занимаясь изучением природы инфекционных болезней и их возбудителей, Пастер обнаружил важное свойство патогенных микроорганизмов — способность к ослаблению вирулентности. На этой основе он разработал методы снижения (аттенуации) вирулентности микробов и успешно использовал ослабленные культуры для прививок против инфекционных болезней. Культуры микроорганизмов с ослабленной вирулентностью были названы вакцинами, а метод прививок — вакцинацией. Пастер предложил методы получения вакцин против холеры кур, сибирской язвы, бешенства. С этого времени в микробиологии наступила иммунологическая эра.
Учениками и последователями Л. Пастера были крупнейшие микробиологи Э. Ру, А. Иерсен, Э. Дюкло, Ш. Шамберлан, Г. Рамон, Ж. Борде, А. Кальмет и др.
В 1888 г. на средства, собранные по международной подписке, в Париже был построен научно-исследовательский институт для Пастера, который и до настоящего времени остается крупнейшим центром идей и знаний в области микробиологии.
Одним из основоположников микробиологии наряду с Пастором был немецкий ученый Роберт Кох (1843—1910). Им разработаны методы микробиологических исследований, впервые в практике лабораторных исследований предложены плотные питательные среды (мясо-пептонный желатин и мясо-пептонный агар), что позволило выделять и изучать чистые культуры микробов. Кох разработал методы окраски микробов анилиновыми красителями, применил для микроскопии иммерсионную систему и конденсор Аббе, а также микрофотографирование, научно обосновал теорию и практику дезинфекции. Велики заслуги его в изучении микроорганизмов как возбудителей заразных болезней. Кох выявил возбудителя сибирской язвы (1876), туберкулеза (1882), холеры человека (1883), изобрел туберкулин. Им была создана школа бактериологов, из которой вышли выдающиеся микробиологи Э. Беринг, Ф. Леффлер, Р. Пффейфер, Г. Гаффки и др.
Роберт Кох (1843—1910) И. И. Мечников (1845—1916)
Велика заслуга в развитии микробиологии И. И. Мечникова (1845—1916;. К числу важнейших работ в области микробиологии относятся его исследования патогенеза холеры человека, сифилиса, туберкулеза, возвратного тифа. Он является основоположником учения о микробном антагонизме, ставшем основой для развития науки об антибиотикотерапии. На принципе антагонизма ученый обосновал теорию долголетия и предложил для продления человеческой жизни использовать простоквашу, которая впоследствии была названа мечниковской. В 1886 г. он организовал первую в России бактериологическую станцию. С именем Мечникова связано развитие нового направления в микробиологии — иммунологии — учения о невосприимчивости организма к инфекционным болезням (иммунитет). Мечниковым создана фагоцитарная теория иммунитета, раскрыта сущность воспаления как защитной реакции организма. Немало учеников Мечникова впоследствии стали крупными микробиологами: Н. Ф. Гамалея, А. М. Безредка, Л. А. Тарассвич, Г. Н. Габричевский и др.
Велики заслуги в становлении микробиологии Н. Ф. Гамалеи (1859—1949). Его научные работы посвящены изучению инфекции и иммунитета, изменчивости бактерий, профилактике сыпного тифа, холеры, туберкулеза и других болезней. Им открыт птичий вибрион (холероподобное заболевание птиц), названный в честь Мечникова его именем. Гамалея впервые (в 1898 г.) наблюдал и описал явление спонтанного лизиса бактерий под влиянием неизвестного в то время агента — бактериофага, принимал активное участие в создании первой бактериологической станции в России и ввел в практику прививки против бешенства.
Л. С. Ценковский (1822—1887) Д. И. Ивановский (1864—1920)
Г. Н. Габричевский (1860—1907) первым начал читать курс бактериологии в Московском университете. В 1893 г. выпустил учебник «Медицинская микробиология», в 1895 г. создал в Москве первый бактериологический институт. С первых дней работы института приступил к изготовлению противодифтерийной сыворотки, затем ввел ее во врачебную практику. Установил значение гемолитического стрептококка как возбудителя скарлатины, разработал и предложил вакцину против этой болезни. Изучил кишечную палочку и ее роль в патологии человека.
Основоположник русской микробиологии Л. С. Ценковский (1822-1887) впервые установил близость бактерий и сине-зеленых водорослей и описал явление симбиоза; обосновал классификацию микробов, отнеся бактерии к растительным организмам; открыл возбудителя клека и разработал способы его предупреждения в сахарном производстве. Используя принцип аттенуации микробов, он в 1883 г. изготовил вакцины I и II против сибирской язвы, которые применяли для вакцинации животных более 70 лет.
Многим обязана микробиология русскому ученому Д. И. Ивановскому (1864—1920), создавшему новый раздел этой науки — вирусологию. В 1892 г. им был установлен возбудитель мозаичной болезни табака, получивший название фильтрующегося вируса.
Основоположник общей и почвенной микробиологии С. Н. Виноградский (1856—1953) разработал накопительные питательные среды, выделил и изучил азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии почвы, установил роль микробов в круговороте азота, углерода, фосфора, железа и серы; впервые доказал существование бактерий, самостоятельно синтезирующих органические вещества, что позволило открыть новый тип питания микробов — аутотрофизм.
Славную страницу в историю ветеринарной микробиологии внесли отечественные микробиологи Е. М. Земмер, И. И. Щукевич, И. М. Садовский, А. В. Дедюлин, А. Ф. Конев, А. А. Раевский и многие др. Крупнейшим вкладом в мировую науку явилось почти одновременное изготовление в 1891 г. русскими учеными X. И. Гельманом и О. И. Кальнингом маллеина для аллергической диагностики сапа.
Большой вклад в развитие ветеринарной микробиологии по изучению патогенеза, разработке диагностики и средств специфической профилактики многих инфекционных болезней животных внесли Г. М. Андреевский, П. Н. Андреев, А. М. Владимиров, С. Н. Вышелеский, Д. С. Руженцев, М. Г. Тартаковский и многие другие.
Н. А. Михин (1872—1946) — один из основоположников ветеринарной микробиологии в нашей стране — открыл возбудителя лептоспироза крупного рогатого скота, разработал методику изготовления формолвакцины против паратифа телят и противоколибактериозной сыворотки, а также методику гипериммунизации лошадей при получении противосибиреязвенной сыворотки. Он является автором первого в стране учебника «Курс частной микробиологии для ветеринарных врачей и студентов».
За период советской власти одновременно с развитием ветеринарной науки росла и совершенствовалась школа ветеринарных микробиологов, давшая нашей стране плеяду ученых-микробиологов: Н. Н. Гинсбург, Я. Е. Коляков, В. В. Кузьмин, И. И. Кулсско, B. Т. Котов, С. Г. Колесов, Я. Р. Коваленко, Н. В. Лихачев, C. Я. Любашенко, С. А. Муромцев, М. Д. Полыковский, И. В. Поддубский, А. А. Поляков, А. X. Саркисов, П. С. Соломкин, М. К. Юсковец, Р. А. Цион, П. А. Триленко и многих других, внесших значительный вклад в изучение возбудителей инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, создание новых и совершенствование известных вакцин, иммунных сывороток и диагностических препаратов, что позволило ликвидировать некоторые инфекционные болезни и обеспечить благополучие наших хозяйств по многим из них.
ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ. МОРФОЛОГИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ БАКТЕРИЙ.
1. Предмет и задачи медицинской микробиологии.
2. История развития микробиологии.
3. Морфология бактерий.
4. Физиология бактерий.
5. Классификация бактерий.
6. Методы изучения морфологии и свойств бактерий.
Предмет и задачи медицинской микробиологии.
Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о микроорганизмах, закономерностях их развития и тех изменениях, которые они вызывают в среде обитания и в окружающей среде.
Размеры микроорганизмов < 0,1 мм, величина их измеряется в мкм.
Микробиология включает разделы:
o Общая – занимается изучением общих закономерностей микроорганизмов.
o Техническая – занимается разработкой биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически-активных веществ: белков, витаминов, ферментов, антибиотиков, спиртов.
o Сельскохозяйственная – занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для приготовления удобрений, вызывают заболевания растений и др..
o Ветеринарная – изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения животных.
o Санитарная – изучает санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, её влияние на здоровье человека и разрабатывает мероприятия, предупреждающие неблагоприятные воздействия болезнетворных микробов.
o Морская – изучает микрофлору морей и океанов.
o Космическая – изучает микрофлору космического пространства, влияние космических условий на свойства микроорганизмов и микрофлору организма человека.
o Медицинская – изучает микроорганизмы патогенные и условно-патогенные для человека, их экологию и распространённость, методы их выделения и идентификации, а также занимается разработкой методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний.
История развития микробиологии.
Выделяют пять исторических периода развития и становления микробиологии как науки.
I.Эвристический период связан скорее с логическими и методическими приемами нахождения истины, чем с какими-либо экспериментами и доказательствами.
Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных.
В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо в труде «О контагиях, контагиозных болезнях и лечении» (1546г.), где высказал идею о живом контагии «зародышей болезни», который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом. Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было.
II.Описательный период (морфологический) связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 году голландскими учёными Гансом и Захарием Янсенами , но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антонио Левенгук (1632 – 1723гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» («анималькулей», от лат. animalcula , зверушка) в дождевой воде, зубном налёте и других материалах.
В этот же период в 1771 г. русский врач Данило Самойлович (1744 – 1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Чтобы доказать, что чума вызывается особым возбудителем, он заразил себя отделяемым бубона больного чумой человека и заболел чумой. К счастью, Д. Самойлович остался жив.
Эдвард Дженнер (1749 – 1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой.
III.Физиологический период (Пастеровский) – «золотой век» микробиологии.
Л. Пастер (1822 – 1895 гг.)– основатель французской школы микробиологии, его основные достижения:
Брожение и гниение – микробный процесс;
Самопроизвольное зарождение не возможно;
Болезни вина и пива;
Болезни шелковичных червей;
Вакцина против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;
Предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации.
Р. Кох (1843 – 1910 гг.)– основатель школы немецких микробиологов, его достижения:
Выделил палочку сибирской язвы;
Выделил возбудителя туберкулеза и холеры;
Внедрил в практику микробиологии анилиновые красители, иммерсионную систему, плотные питательные среды.
IV. Иммунологический период связан с работами И. И. Мечникова и П. Эрлиха.
И. И. Мечников (1845-1916гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета).
Пауль Эрлих (1854-1915гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами.
В 1908 г. И. И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.
Д. И. Ивановский (1864-1920гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом.
1928 г. – А. Флеминг , изучая явления микробного антагонизма, получил нестабильный пенициллин.
А в 1940 г. – Г. Флори и Э. Чейн получили стабильную форму пенициллина.
V. Современный период (молекулярно – генетический) связан с научно-технической революцией в естествознании.
1944 г. – Доказана роль ДНК в передаче наследственной информации. (О. Эвери, К. Мак-Леод, К. Мак-Карти)
1953 г. – Расшифровка структуру ДНК Д. Уотсон и Ф. Крик .
1958 г. – Описание явления иммунологической толерантности (П. Медавар и Гашек)
1959 г. – Смоделировали молекулу иммуноглобулина (Р. Портер и Д. Эдельман) .
В 60-70 гг. появились работы по генетике бактерий, становление генной инженерии.
1982 г. – Открыли ВИЧ(Р. Галло, 1883 г. Л. Монтанье ).
Морфология бактерий.
По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов.
1.Шаровидные или кокки.
2.Палочковидные.
3.Извитые.
4.Ветвящиеся.
I. Кокковидные бактерии (кокки) по характеру взаиморасположения после деления подразделяются на:
1.Микрококки - клетки расположенные в одиночку. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают.
2.Диплококки - это парные клетки, к ним относятся гонококки, менингококки, пневмококки.
3.Стрептококки - размножающиеся клетки сохраняют связь (не расходятся), образуя цепочки. Много патогенных микроорганизмов - возбудители ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов.
4.Тетракокки - имеют вид тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют.
5.Сарцины - имеют вид пакетов из 8, 16 и более кокков. Часто обнаруживают в воздухе. Болезнетворных форм нет.
6.Стафилококки - образуют скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно - воспалительные.
II. Палочковидные формы микроорганизмов (палочки):
1.Бактерии - палочки, не образующие спор (кишечная палочка, дизентерийная, туберкулезные, дифтерийные и др.).
2.Бациллы - аэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (бациллы сибирской язвы).
3.Клостридии - анаэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры больше диаметра клетки, в связи с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку (возбудитель столбняка, ботулизма, газовой гангрены).
Необходимо иметь в виду, что термин “бактерия” часто используют для обозначения всех микробов - прокариот. В более узком (морфологическом) значении бактерии - палочковидные формы прокариот, не имеющих спор.
III. Извитые формы микроорганизмов:
1.Вибрионы - имеют один изгиб, могут быть в форме запятой, короткого завитка (холерный вибрион).
2.Спириллы - имеют 2- 3 завитка (возбудитель Содоку - болезнь укуса крыс).
3.Спирохеты - имеют различное число завитков. Из большого числа спирохет наибольшее медицинское значение имеют представители трех родов - трептонемы, боррелии, лептоспиры.
IV. Ветвящиеся бактерии - палочковидные бактерии, которые могут иметь разветвления в форме латинской буквы «Y», встречающиеся у бифидобактерий . Также могут быть представленными в виде нитевидных разветвленных клеток, способных переплетаться, образуя мицелий, что наблюдается у актиномицет .
Помимо истинных бактерии имеются и другие более или менее отличающиеся от них. Это спирохеты, риккетсии, хламидии, актиномицеты и микоплазмы.
Спирохеты - тонкие длинные извитые (спиралевидной формы), грамотрицательные бактерии. Они подвижны, передвигаются волнообразным сокращением тела. Некоторые спирохеты вызывают заболевания человека (возвратный тиф, сифилис).
У человека хламидии вызывают хламидиозы, проявляющиеся поражением глаз (трахома, конъюнктивит), урогенитального тракта, легких и др.
Актиномицеты (или лучистые грибы) имеют вид небольших или длинных разветвленных тонких нитей. Патогенные формы вызывают актиномикоз.
Микоплазмы - мелкие бактерии (0,15-1 мкм), окруженные только цитоплазматической мембраной и не имеющие клеточной стенки. Имеют разнообразную форму: кокковидную, нитевидную, колбовидную. Микоплазмы вызывают у человека атипичную пневмонию и поражения мочеполового тракта.
Физиология бактерий.
Питание бактерий
Дыхание бактерий.
Путем дыхания (или биологическое окисление) микроорганизмы добывают энергию.
По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы:
1) облигатные (обязательные) аэробы могут расти только при наличии кислорода (микобактерии туберкулеза);
2) облигатные анаэробы растут на среде без кислорода, который для них токсичен (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка, бактероиды);
3) факультативные анаэробы (аэробы) могут расти как при наличии кислорода, так и без него(кишечная палочка, возбудители брюшного тифа, паратифа).
Похожая информация.
Этапы развития микробиологии связаны между собой не столько хронологически, сколько обусловлены основными достижениями и откры тиями, поэтому многие исследователи выделяют различные периоды, но чаще всего следующие: эвристический, морфологический, физиологиче ский, иммунологический и молекулярногенетический.
ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (IV III вв. до н.э. XVI в.)
Связан скорее с логическими и методическими приемами нахожде ния истины, то есть эвристикой, чем с какимилибо экспериментами и до казательствами. Мыслители этого периода (Гиппократ, римский писатель Варрон, Авиценна и др.) высказывали предположения о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных. Эти представления были сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочине ниях итальянского врача Д. Фракасторо (1478 1553 гг.), высказавшего идею о живом контагии (contagium vivum), который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения от болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ноше ние масок, обработка предметов уксусом.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (XVII ПЕРВАЯ ПОЛОВИНА XIX вв.)
Начинается с открытия микроорганизмов А. Левенгуком. На этом этапе было подтверждено повсеместное распространение микроорганиз мов, описаны формы клеток, характер движения, места обитания многих представителей микромира. Окончание этого периода знаменательно тем, что накопленные к этому времени знания о микроорганизмах и научно методический уровень (в частности, наличие микроскопической техники) позволили ученым разрешить три очень важные (основные) для всех есте ственных наук проблемы: изучение природы процессов брожения и гние ния, причины возникновения инфекционных заболеваний, проблему само зарождения микроорганизмов.
Изучение природы процессов брожения и гниения. Термин «бро жение» (fermentatio) для обозначения всех процессов, идущих с выделени ем газа, впервые употребил голландский алхимик Я.Б. Гельмонт (1579
1644 гг.). Многие ученые пытались дать определение этому процессу и объяснить его. Но ближе всех к пониманию роли дрожжей в процессе брожения подошел французский химик А.Л. Лавуазье (1743 1794 гг.) при изучении количественных химических превращений сахара при спиртовом брожении, но он не успел завершить свою работу, так как стал жертвой террора французской буржуазной революции. Многие ученые изучали процесс брожения, но к заключению о связи процессов брожения с жизне деятельностью микроскопических живых существ одновременно, незави симо друг от друга пришли французский ботаник Ш. Каньяр де Латур (ис следовал осадок при спиртовом брожении и обнаружил живых существ), немецкие естествоиспытатели Ф. Кютцинг (при образовании уксуса обра тил внимание на слизистую пленку на поверхности, которая также состоя ла из живых организмов) и Т. Шванн. Но их исследования были подверг нуты суровой критике сторонниками теории физикохимической природы брожения. Их обвинили в «легкомыслии в выводах» и отсутствии доказа тельств.
Вторая основная проблема о микробной природе инфекционных заболеваний также была решена в морфологический период развития микробиологии. Первыми высказали предположения о том, что заболева ния вызывают невидимые существа, древнегреческий врач Гиппократ (ок. 460 377 гг. до н.э.), Авиценна (ок. 980 1037 гг.) и др. Несмотря на то, что появление болезней теперь уже связывалось с открытыми микроор ганизмами, необходимы были прямые доказательства. И они были полу чены р усским врачом эпидемио логом Д.С. Самойло вичем (1744 1805 гг.). Микроскопы того времени имели увеличение примерно в 300 раз и не позволяли обнаружить возбудителя чумы, для выявления которого, как сейчас известно, необходимо увеличение в 800 1000 раз. Чтобы дока зать, что чума вызывается особым возбудителем, он заразил себя отделяе мым бубона больного чумой человека и заболел чумой. К счастью, Д.С. Самойлович остался жив. Впоследствии героические опыты по само заражению для доказательства заразности того или иного микроорганизма провели русские врачи Г.Н. Минх и О.О. Мочутковский, И.И. Мечников и др. Но приоритет в решении вопроса о микробной природе инфекционных заболеваний принадлежит итальянскому естествоисп ытателю А. Баси (1773 1856 гг.), который впервые экспериментально установил микроб ную природу заболевания шелковичных червей, он обнаружил передачу болезни при переносе микроскопического грибка от больной особи к здо ровой. Но большинство исследователей были убеждены в том, что причи нами всех заболеваний являются нарушения течения химических процес сов в организме.
Третья проблема о способе появления и размножения микроор ганизмов была решена в споре с господствовавшей тогда теорией самоза рождения. Несмотря на то, что итальянский ученый Л. Спалланцани в се редине XVIII в. наблюдал под микроскопом деление бактерий, мнение о том, что они самозарождаются (возникают из гнили, грязи и т.д.), не было опровергнуто. Это было сделано выдающимся французским ученым Луи Пастером (1822 1895 гг.), который своими работами положил начало со временной микробиологии.
В этот же период начиналось развитие микробиологии в России. Ос новоположником русской микробиологии является Л.Н. Ценковский (1822 1887 гг.). Объекты его исследований простейшие, водоросли, грибы. Он открыл и описал большое число простейших, изучил их морфологию и циклы развития, показал, что нет резкой границы между миром растений и животных. Им была организована одна из первых пастеровских станций в России и предложена вакцина против сибирской язвы (живая вакцина Цен ковского).
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА XIX в.) Бурное развитие микробиологии в XIX в. привело к открытию многих микроорганизмов: клубеньковых бактерий, нитрифицирующих бактерий, возбудителей многих инфекционных болезней (сибирская язва, чума, столбняк, дифтерия, холера, туберкулез и др.), вируса табачной мозаики, вируса ящура и др. Открытие новых микроорганизмов сопровождалось изучением не только их строения, но и их жизнедеятельности, то есть на смену морфологосистематическому изучению первой половины XIX в. пришло физиологическое изучение микроорганизмов, основанное на точном эксперименте. Поэтому вторую половину XIX в. принято называть физиологическим периодом в развитии микробиологии.
Этот период характеризуется выдающимися открытиями в области микробиологии, и его без преувеличения можно было бы назвать в честь гениального французского ученого Л. Пастера Пастеровским, потому что научная деятельность этого ученого охватывала все основные проблемы, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов. Подробнее об основ ных научных открытиях Л. Пастера и их значении для охраны здоровья людей и хозяйственной деятельности человека будет сказано в § 1.3.
Первым из современников Л. Пастера, кто оценил значение его от крытий, был английский хирург Дж. Листер (1827 1912 гг.), который, ос новываясь на достижениях Л. Пастера, впервые ввел в медицинскую прак тику обработку всех хирургических инструментов карболовой кислотой, обеззараживание операционных и добился снижения числа смертельных исходов после операций.
Одним из основоположников медицинской микробиологии является Роберт Кох (1843
1910 гг.), которому принадлежит разработка ме тодов получения чистых культур бактерий, окра ска бактерий при микроскопии, микрофотогра фии. Известна также сформулированная Р. Ко хом триада Коха, которой до сих пор пользуются при установлении возбудителя болезни. В 1877 г. Р. Кох выделил возбудителя сибирской язвы, в 1882 г. возбудителя туберкулеза, а в 1905 г. ему была присуждена Нобелевская премия за откры Р. Кох тие возбудителя холеры.
В физиологический период, а именно в 1867 г., М.С. Воронин опи сал клубеньковые бактерии, а почти через 20 лет Г. Гельригель и Г. Виль фарт показали их спо собность к азотфиксации. Французские химики Т. Шлезинг, А. Мюнц обосновали микробиологическую природу нитрифи кации (1877 г.), а в 1882 г. П. Дегерен установил природу денитрификации, природу анаэробного разложения растительных остатков. Российский уче ный П.А. Костычев создал теорию микробиологической природы процес сов почвообразования.
Наконец, в 1892 г. р усский ботаник Д. И. Ивановский (1864 1920 гг.) открыл вирус табачной мозаики. В 1898 г. независимо от Д.И. Ивановского этот же вирус был описан М. Бейеринком. Затем был открыт вирус ящура (Ф. Леффлер, П. Фрош, 1897 г.), желтой лихорадки (У. Рид, 1901 г.) и многие другие вирусы. Однако увидеть вирусные частицы стало возможным только после изобретения электронного микроскопа, так как в световые микроскопы они не видны. К настоящему времени царство вирусов насчитывает до 1000 болезнетворных видов. Только за последнее время открыт ряд новых Д. И. Ивановский вирусов, в том числе вирус, вызывающий СПИД. Несомненно, что период открытия новых ви русов и бактерий и изучения их морфологии и физиологии продолжается до настоящего времени.
С.Н. Виноградский (1856 1953 гг.) и голландский микробиолог М. Бейеринк (1851 1931 гг.) ввели микроэкологический принцип иссле дования микроорганизмов. С.Н. Виноградский предложил создавать спе цифические (элективные) условия, дающие возможность преимуществен ного развития одной группы микроорганизмов, открыл в 1893 г. анаэроб ный азотфиксатор, названный им в честь Пастера Clostridium pasterianum, выделил из почвы микроорганизмы, представляющие совершенно новый тип жизни и получившие название хемолитоавтотрофных.
Микроэкологический принцип был развит и М. Бейеринком и при менен при выделении различных групп микроорганизмов. Через 8 лет по сле открытия С.Н. Виноградским азотфиксатора М. Бейеринк выделил в аэробных условиях Azotobacter chroococcum, исследовал физиологию клу беньковых бактерий, процессы денитрификации и сульфатредукции и т.д. Оба этих исследователя являются основоположниками экологического на правления микробиологии, связанного с изучением роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
К концу XIX в. намечается дифференциация микробиологии на ряд частных направлений: общая, медицинская, почвенная.
ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (НАЧАЛО ХХ в.)
С наступлением ХХ в. начинается новый период в микробиологии, к которому привели открытия XIX в.
Работы Л. Пастера по вакцинации, И.И. Мечникова по фагоцитозу, П.Эрлиха по теории гуморального иммунитета составили основное содер жание этого этапа в развитии микробиологии, по праву получившего на звание иммунологического.
Пауль Эрлих (1854 1915 гг.) немецкий врач, бактериолог и био химик, один из основоположников иммунологии и химиотерапии, выдви нувший гуморальную (от лат. humor жидкость) теорию иммунитета. Он считал, что иммунитет возникает в результате образования в крови анти тел, которые нейтрализуют яд. Подтверждением этому было открытие ан титоксинов антител, нейтрализующих токсины у животных, которым вводили дифтерийный или столбнячный токсин (Э. Беринг, С. Китазато).
В 1883 г. он сформулировал фагоцитарную теорию иммунитета. Невосприимчивость человека к повторному заражению была известна давно, но природа этого явления была непонятна даже после
И.И. Мечников того, как стала широко применяться вакцинация против многих заболеваний. И.И. Мечников показал, что защита организма от болезне творных бактерий это сложная биологическая реакция, в основе которой лежит способность фагоцитов (макро и микрофаги) захватывать и разру шать посторонние тела, попавшие в организм, в том числе бактерии. Ис следования И.И. Мечникова по фагоцитозу убедительно доказали, что, по мимо гуморального, существует клеточный иммунитет.
И.И. Мечников и П. Эрлих были научными противниками на протя жении многих лет, каждый экспериментально доказывал справедливость своей теории. Впоследствии оказалось, что противоречия между гумо ральным и фагоцитарным иммунитетами нет, так как эти механизмы осу ществляют защиту организма совместно. И в 1908 г. И.И. Мечникову со вместно с П. Эрлихом была присуждена Нобелевская премия за разработку теории иммунитета.
Иммунологический период характеризуется открытием основных ре акций иммунной системы на генетически чужеродные вещества (антиге ны): антителообразование и фагоцитоз, гиперчувствительность замедлен ного типа (ГЗТ), гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ), толе рантность, иммунологическая память.
Особенно бурное развитие получили микробиология и иммунология в 50 60 гг. двадцатого столетия. Этому способствовали важнейшие от крытия в области молекулярной биологии, генетики, биоорганической хи мии; появление новых наук: генетической инженерии, молекулярной био логии, биотехнологии, информатики; создание новых методов и использо вание научной аппаратуры.
Иммунология является основой для разработки лабораторных мето дов диагностики, профилактики и лечения инфекционных и многих неин фекционных болезней, а также разработки иммунобиологических препара тов (вакцин, иммуноглобулинов, иммуномодуляторов, аллергенов, диагно стических препаратов). Разработкой и производством иммунобиологиче ских препаратов занимается иммунобиотехнология самостоятельный раз дел иммунологии. Современная медицинская микробиология и иммуноло гия достигли больших успехов и играют огромную роль в диагностике, профилактике и лечении инфекционных и многих неинфекционных болез ней, связанных с нарушением иммунной системы (онкологические, ауто иммунные болезни, трансплантация органов и тканей и др.).
МОЛЕКУЛЯРНОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (С 50х гг. ХХ в.)
Он характеризуется рядом принципиально важных научных достижений и открытий:
1. Расшифровка молекулярной структуры и молекулярно биологической организации многих вирусов и бактерий; открытие про стейших форм жизни «инфекционного» белка приона.
2. Расшифровка химического строения и химический синтез некото рых антигенов. Например, химический синтез лизоцима (Д. Села, 1971 г.), пептидов вируса СПИДа (Р.В. Петров, В.Т. Иванов и др.).
3. Расшифровка строения антителиммуноглобулинов (Д. Эдельман, Р. Портер, 1959 г.).
4. Разработка метода культур животных и растительных клеток и их выращивание в промышленных масштабах с целью получения вирусных антигенов.
5. Получение рекомбинантных бактерий и рекомбинантных вирусов.
6. Создание гибридом путем слияния иммунных В лимфоцитов продуцентов антител и раковых клеток с целью получения моноклональ ных антител (Д. Келлер, Ц. Мильштейн, 1975 г.).
7. Открытие иммуномодуляторов иммуноцитокининов (интерлей кины, интерфероны, миелопептиды и др.) эндогенных природных регу ляторов иммунной системы и их использование для профилактики и лече ния различных болезней.
8. Получение вакцин с помощью методов биотехнологии и приемов генетической инженерии (гепатита В, малярии, антигенов ВИЧ и други х антигенов) и биологически активных пептидов (интерфероны, интерлей кины, ростовые факторы и др.).
9. Разработка синтетических вакцин на основе природных или син тетических антигенов и их фрагментов.
10. Открытие вирусов, вызывающих иммунодефициты.
11. Разработка принципиально новых способов диагностики инфек ционных и неинфекционных болезней (иммуноферментный, радиоиммун ный анализы, иммуноблотинг, гибридизация нуклеиновых кислот). Созда ние на основе этих способов тестсистем для индикации, идентификации микроорганизмов, диагностики инфекционных и неинфекционных болез ней.
Во второй половине ХХ в. продолжается формирование новых на правлений в микробиологии, от нее отпочковываются новые дисциплины со своими объектами исследований (вирусология, микология), выделяются направления, различающиеся задачами исследования (общая микробиоло гия, техническая, сельскохозяйственная, медицинская микробиология, ге нетика микроорганизмов и т.д.). Было изучено много форм микроорганиз мов и примерно к середине 50х гг. прошлого века А. Клюйвером (1888
1956 гг.) и К. Нилем (1897 1985 гг.) была сформулирована теория биохимического единства жизни.
