Människan är omgiven av en livsmiljö, som vi inte kan se vissa komponenter av. Och eftersom det förutom människor och djur också finns ett mikrokosmos som direkt eller indirekt påverkar hela miljön behöver det studeras. Mikrobiologi är en vetenskap vars metoder och mål är inriktade på att studera levande mikroorganismer, mönster för deras utveckling och liv, samt egenskaperna hos interaktion med naturen och direkt med människor, är mikrobiologi.
Mikrobiologins framväxt
Som en del av en standard universitetskurs som heter "Mikrobiologi", innehåller föreläsningar material relaterat till vetenskapens historia. Dessutom sticker en beskrivande period ut i dess utveckling, som började med uppfinningen av mikroskopet och övervägandet av de första bakterierna. Sedan avslöjades gradvis nya organismer för vetenskapen, och deras betydelse blev mer begriplig för människan. Samtidigt upptäcktes ytterligare patogener som orsakar mänskliga sjukdomar.
Period från1880 till 1890, vilket anses vara mikrobiologins "guldålder", märkt av det största antalet upptäckter vid den tiden. Och förtjänsten hos Robert Koch (bilden nedan), som utvecklade metoder för att isolera mikrober från foci, kan inte ignoreras. Därefter har andra metoder för detektion av mikroorganismer redan utvecklats. Deras egenskaper och roll i biocenoser, såväl som i mänskligt liv, studerades mer i detalj.
Forskarnas bidrag till vetenskapens utveckling
Den första vetenskapsmannen som försökte systematisera mikrovärldens organismer var Otto Friedrich Müller. Han identifierade 379 olika typer av mikroorganismer. Han anvisade dem till vissa klasser. Mikrobiologi, sanitet och epidemiologi hade ännu inte införts i praktiken, och mikrober förstods redan som separata organismer som lever i en värld otillgänglig för det mänskliga ögat.
Studierna av Louis Pasteur och Robert Koch hjälpte till att känna igen denna värld och lära sig mer om den. Den senare kunde utveckla principerna för att isolera mikroorganismer från testmaterialet som tagits från sjuka människor, och Pasteur (tillsammans med Koch) drog slutsatsen att mikrober är orsakerna till infektionspatologier. Förresten, vid en tidpunkt då infektioner bidrog mest till den totala incidensen, var dessa studiers roll mycket viktig.
Redan efter det dyker många nya namn upp i vetenskapshistorien. Så utvecklades mikrobiologin. Forskare gjorde ett enormt bidrag till denna stora sak och glorifierade deras namn. Som exempel kan vi nämna sådana forskare som 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 och andra. Naturligtvis är detta inte en komplett lista över vetenskapens ljus, och ännu mer så kunde vi inte beskriva alla deras förtjänster inom ramen för artikeln. En kurs som heter "Mikrobiologi" (föreläsningar och praktiska övningar) undersöker i detalj många av resultaten av dessa forskares forskning.
Utvecklade områden inom mikrobiologi
I det nuvarande utvecklingsstadiet av någon vetenskap, förbättras forskningsmetoderna, vilket innebär att det finns möjligheter för en mer komplett studie av vissa mikroorganismer och deras egenskaper. Som ett resultat görs upptäckter som tillåter att indirekt eller direkt tillämpa kunskap om mikrober i vilken bransch som helst. Av denna anledning är mikrobiologi inte bara ett teoretiskt kunskapsområde. Det här är en vetenskap med vissa grenar:
- allmän mikrobiologi;
- medicinsk (mykologi, bakteriologi, virologi, protozoologi);
- veterinär;
- industriell;
- agricultural;
- branch of sanitary microbiology;
- vattenmikrobiologi.
Medicinsk mikrobiologi är en komplett vetenskap, inklusive mykologi, bakteriologi, protozoologi, virologi, sanitet och immunologi. Metoder har utvecklats för att identifiera patogener av infektionssjukdomar och använda effektiva läkemedel för att behandla dem, för att förebygga sjukdomar som tidigare ledde till pandemier med enorma dödligheter.
Immunologi på grund av komplexiteten i de biokemiska processerna för immunitet förgrenade sig nästan från mikrobiologi till en separat vetenskap. Idag kombineras det med onkologi och allergologi. Samtidigt är andra grenar av mikrobiologi inte mindre viktiga: de tillåter oss att utvärdera utsikterna för genteknikanvändning av mikrober, för att föreslå utvecklingen av klimat och biocenoser i havet och på marken. Viktigt är också den potentiella användningen av mikroorganismer i jordbruket för att bekämpa skadedjur eller för att öka skördarna.
Mål för mikrobiologi
Varje separat gren av mikrobiologi har sina egna mål och metoder som gör att de kan uppnås. Den medicinska mikrobiologin syftar särskilt till att studera största möjliga antal patogena och opportunistiska mikroorganismer, deras interaktion med människokroppen, samt möjliga sätt att motverka kontakt med infektioner och behandla dem.
Förbättring av mikrobiell diagnostik, eliminering av foci av patogen mikroflora i biosfären, samt vaccinprofylax kompletterar metoderna för medicinsk mikrobiologi. Samtidigt, på grund av bristande finansiering och på grund av den möjliga risken för störningar av processer i biocenoser, är det ännu inte möjligt att helt bli av med patogener av infektionssjukdomar. Men även på nuvarande stadium kan sanitet och hygien, mikrobiologi och immunologi avsevärt minska antalet sådana patologier och deras komplikationer.
Industriell mikrobiologi syftar till att studera egenskaperna hos mikrober som kantillämpas i olika produktionsled. I synnerhet är de mest lovande områdena för sådan vetenskaplig utveckling användningen av bakterier för nedbrytning av industriavfall. Inom jordbruksmikrobiologi är målet den potentiella tillämpningen av små organismer för att öka skörden och eventuellt bekämpa skadedjur och ogräs.
Veterinär mikrobiologi, som medicinsk mikrobiologi, studerar patogener hos djur. Metoder för att upptäcka åkommor, deras diagnos och behandling hos våra mindre vänner är lika relevanta som hos människor. Akvatisk mikrobiologi handlar om studiet av sammansättningen av mikroorganismer i haven i syfte att systematisera kunskap och deras potentiella tillämpning inom industri eller jordbruk.
Sanitär mikrobiologi studerar livsmedelsprodukter och upptäcker mikrober i dem. Dess mål kvarstår att förbättra metoderna som tillåter att partier av livsmedelsprodukter testas. Den andra uppgiften är att motverka epidemier av infektionssjukdomar och optimera förutsättningarna för människor att vistas på olika institutioner som är farliga ur kontaktinfektionsepidemin.
Allmän mikrobiologi
Allmän mikrobiologi är en vetenskap vars metoder gör att du kan studera vilka mikroorganismer som helst i olika livsmiljöer. Det är basindustrin som tillhandahåller den resulterande informationen till industriell, jordbruks-, veterinär- och medicinsk mikrobiologi. Hon studerar bakterier och deras familjer, mikroorganismers förmåga att växa på olika näringsmedier, bosättningsmönstren för vissa klimatförhållandenzoner.
Gendrift är också ett av bakteriologernas huvudintressen, eftersom denna mekanism tillåter bakterier att förvärva nya förmågor under korta tidsperioder. En av de mest oönskade är antibiotikaresistens. Uppkomsten av nya bakteriestammar som är resistenta mot ett visst antimikrobiellt läkemedel komplicerar avsevärt den medicinska mikrobiologins uppgifter.
Men det är inte allt. Allmän mikrobiologi är vetenskapen om virus, svampar och protozoer. Detta är också läran om immunitet. I enlighet med vissa intressen särskiljdes också separata vetenskapsgrenar: virologi, mykologi, protozoologi, immunologi. Nya data som erhållits under studiet av stammar av bakterier, svampar och virus kommer att användas inom alla andra grenar av mikrobiologi och är av viss betydelse.
Bakteriologi
Bakteriernas rike anses vara det mest talrika bland alla andra som studeras av mikrobiologi. På grund av detta är ämnen om bakterieforskning de mest snäva. Att tilldela en viss organism till en art kräver en grundlig studie av dess morfologi och biokemiska processer. Till exempel, många bakterier i tarmgruppen fermenterar glukos och tilldelas en specifik grupp baserat på detta kriterium.
Från en viss gemenskap av organismer kommer en stam att isoleras ytterligare - en ren bakteriekultur. Alla dess individer kommer att kännetecknas av samma genetiska material, samma som hos andra medlemmar av samma art. Och viktigast av allt, alla dessa bakterier kommerbete sig på samma sätt inom befolkningen som lever i denna miljö. Under andra förhållanden muterar och anpassar sig samma kultur fritt, varför en ny stam bildas. Det kan skilja sig åt i en annan uppsättning enzymer och virulensfaktorer. Därför kommer hans förmåga att orsaka sjukdom vara annorlunda.
Virology
Bland alla levande organismer är virus de mest atypiska. De är defekta, oförmögna att metabolisera, och för reproduktion har de v alt parasitismens taktik. Det är viktigt att dessa också är de mest fantastiska patogenerna av allt som mikrobiologi (virologi) studerar. Immunologi handlar också om studier av virus, eftersom många av dem kan undertrycka immunförsvaret och orsaka cancer.
Virus är mycket enkla organismer med ännu inte helt förstådda funktionsmekanismer. De kan inte metabolisera näringsämnen, utan förblir vid liv. Eftersom de inte har några strukturer som är ansvariga för livet, finns de fortfarande. Dessutom kan ett virus ses som ett genetiskt material med mekanismer för att introducera det i celler där reproduktion kommer att äga rum.
Det är uppenbart att denna mekanism för introduktion och reproduktion är "designad" på ett sådant sätt att den kringgår alla tänkbara skyddsbarriärer i cellen. Ett exempel är HIV-viruset, som trots immunsystemets kraftfulla skydd lätt och enkelt infekterar en person och leder till immunbrist. Därför bör mikrobiologi och immunologi gemensamt ta itu med detta problem och leta efter sätt att lösa det. MENeftersom virus blir mer kapabla på grund av den häpnadsväckande mutationshastigheten måste mekanismer för att bekämpa dessa patogener utvecklas så snabbt som möjligt.
Mykologi
Mykologi är den gren inom allmän mikrobiologi som studerar mögel. Dessa organismer tenderar att orsaka sjukdomar hos människor, djur och grödor. Mögelsvampar förstör maten och på grund av att de kan bilda sporer är de praktiskt taget osårbara. Men även om de har ett litet antal virulensfaktorer och reproducerar sig ganska långsamt, är deras bidrag till den totala förekomsten litet.
Svampar är fortfarande de mest anpassade organismerna för att leva under de mest extrema förhållanden på land. De lever sällan under vattnet, men trivs i medelhög till hög luftfuktighet. Och, anmärkningsvärt, svampar växer på skrovet på rymdfarkoster i omloppsbanor nära jorden, och bebodde också skrovet på den skadade kärnkraftsreaktorn i Tjernobyl. Med tanke på den enorma motståndskraften mot dessa mikrobiella kontrollfaktorer måste livsmedelsmikrobiologi och sanitet utvecklas mer aktivt. Detta bör underlättas av utvecklingen av mykologi och andra grenar av allmän mikrobiologi.
Protozoologi
Mikrobiologi studerar också protozoer. Dessa är encelliga organismer som skiljer sig från bakterier i sin större storlek och närvaron av en cellkärna. På grund av sin närvaro är de mer anpassade till stationära miljöförhållanden.miljö snarare än att dynamiskt förändras. Men de kan orsaka sjukdomar inte mindre än andra.
Enligt statistik från WHO beror ungefär en fjärdedel av alla sjukdomsfall på malaria. Även om det är omöjligt att klara av det helt, eftersom det finns flera typer av plasmodium. Det betyder att vikten av att ytterligare studera alla protister i allmänhet och Plasmodium i synnerhet är mycket stor.
Immunologi
I USSRs forskningsinstitut för mikrobiologi utfördes många studier av det mänskliga immunsystemet. Utvecklingen på dem är fortfarande svår att ansöka om behandling, men de är nu oumbärliga för diagnos. Vi talar om den serologiska diagnosen av ett antal infektionssjukdomar. Det är mikrobiologi som klinisk medicin har att tacka för närvaron i sin arsenal av en så värdefull diagnostisk metod.
Det är viktigt att alla avdelningar för epidemiologi och mikrobiologi på något sätt påverkar begreppet immunitet. Och båda disciplinerna använder sig i stor utsträckning av vacciner. Deras utveckling är också resultatet av immunologers och mikrobiologers vetenskapliga arbete. De är de mest effektiva förebyggande åtgärderna för att begränsa (och i vissa fall till och med eliminera) sannolikheten för infektion genom kontakt med en patogen viral eller bakteriell patogen. Vacciner utvecklas för närvarande mot HIV och virus som orsakar cancer.
Methodology of microbiology
Att studera en viss mikroorganism innebär att bestämma egenskaperna hos dess morfologi, att bedöma fullständigheten av de biokemiska reaktioner som den är kapabel till, att känna igen dess RNA,tilldela ett visst kungarike och namnge stammen. Detta är mängden arbete som måste göras när du öppnar en ny gröda. Om mikroben redan är känd (bestäms av egenskaperna hos jäsningen av näringsmediesubstrat eller av cellväggen), måste den tillskrivas en specifik stam. Alla dessa uppgifter kräver standardiserade metoder och viss utrustning.
Medicinsk mikrobiologi har också sina egna uppgifter: att hitta orsaken till en sjukdom i biologiska vätskor och vävnader som är mål för virulenta infektioner, att identifiera förekomsten av en patogen med serologiska markörer, att fastställa en persons känslighet för vissa sjukdomar. Dessa uppgifter löses med mikrobiologiska, mikroskopiska, biologiska, serologiska och allergiska metoder.
I läroboken som heter "Microbiology" beskriver Vorobyov A. V. att mikroskopi är en grundläggande, men inte den huvudsakliga metoden för att studera mikroben. Det kan vara ljust, elektroniskt, faskontrast, mörkt fält och fluorescerande. Författaren påpekar också att odling anses vara den viktigaste mikrobiologiska metoden, som möjliggör odling av en koloni av mikrober som finns i patientens biologiska vätskor och media.
Kulturella metoder kan vara virologiska och bakteriologiska. Oftast kräver forskning blod, urin, saliv, sputum, cerebrospinalvätska. Från dem kan du isolera organismen och så den på ett näringsmedium. Detta är nödvändigt för diagnos, eftersom koncentrationen av mikrober i det biologiska materialet är mycket låg, ochkulturmetoden låter dig öka volymen av patogen flora.
I läroboken om disciplinen "Mikrobiologi" beskriver Vorobyov A. V. med medförfattare de biologiska metoderna för att studera mikrober. De är baserade på isolering av specifika toxiner som är karakteristiska för antingen en grupp av bakteriearter eller endast en stam. Allergiska metoder är förknippade med bakterietoxiners egenskap att orsaka allergier (eller sensibilisering) i makroorganismen när de är infekterade. Ett exempel är Mantoux-testet. Serologiska metoder är i sin tur reaktioner med specifika antikroppar och antigener från bakterier. Detta gör att du snabbt och exakt kan fastställa närvaron av en mikrob i en vävnad eller flytande material som tagits från en patient.
Stora framsteg inom medicinsk mikrobiologi
Mikrobiologi är en viktig vetenskap för praktisk medicin, som under sin korta existens har räddat ett stort antal liv. Det mest talande exemplet är upptäckten av mikrober som är ansvariga för infektionssjukdomar. Detta gjorde det möjligt att få den första antibiotikan. Tack vare honom räddades ett stort antal soldater från en sårinfektion.
Sedermera började användningen av antibiotika expandera, och idag möjliggör detta komplexa operationer. Med tanke på att många infektioner inte kan botas utan användning av antibiotika vänder deras närvaro helt enkelt upp och ner på all medicin och gör det möjligt att rädda många liv. Denna prestation är i nivå med vaccinprofylax, som också tilläträdda många patienter från poliovirus, hepatit B och smittkoppor. Och nu utvecklas immunologiska metoder för att bekämpa cancer.
