Mennesket er omgivet af et habitat, som vi ikke kan se visse komponenter af. Og da der udover mennesker og dyr også findes et mikrokosmos, der direkte eller indirekte påvirker hele miljøet, skal det undersøges. Mikrobiologi er en videnskab, hvis metoder og mål er rettet mod at studere levende mikroorganismer, mønstrene for deres udvikling og liv, såvel som træk ved interaktion med naturen og direkte med mennesker, er mikrobiologi.
Mikrobiologiens fremgang
Som en del af et standard universitetskursus kaldet "Mikrobiologi", omfatter forelæsninger materialer relateret til videnskabens historie. Desuden skiller en beskrivende periode sig ud i sin udvikling, som begyndte med opfindelsen af mikroskopet og overvejelsen af de første bakterier. Så blev nye organismer gradvist afsløret for videnskaben, og deres betydning blev mere forståelig for mennesket. Samtidig blev patogener, der forårsager sygdomme hos mennesker, opdaget yderligere.
Periode fra1880 til 1890, som betragtes som mikrobiologiens "guldalder", præget af det største antal opdagelser på det tidspunkt. Og fortjenesten af Robert Koch (billedet nedenfor), som udviklede metoder til at isolere mikrober fra foci, kan ikke ignoreres. Efterfølgende er der allerede udviklet andre metoder til påvisning af mikroorganismer. Deres egenskaber og rolle i biocenoser såvel som i menneskeliv blev undersøgt mere detaljeret.
Forskernes bidrag til udviklingen af videnskab
Den første videnskabsmand, der forsøgte at systematisere mikroverdenens organismer, var Otto Friedrich Müller. Han identificerede 379 separate typer mikroorganismer. Han tildelte dem til visse klasser. Mikrobiologi, sanitet og epidemiologi var endnu ikke blevet indført i praksis, og mikrober blev allerede forstået som separate organismer, der lever i en verden, der er utilgængelig for det menneskelige øje.
Studierne af Louis Pasteur og Robert Koch hjalp med at genkende denne verden og lære mere om den. Sidstnævnte var i stand til at udvikle principperne for isolering af mikroorganismer fra testmaterialet taget fra syge mennesker, og Pasteur konkluderede (sammen med Koch) at mikrober er årsagerne til infektiøse patologier. Forresten, på et tidspunkt, hvor infektioner bidrog mest til den samlede forekomst, var disse undersøgelsers rolle meget vigtig.
Allerede derefter dukker der mange nye navne op i videnskabens historie. Sådan udviklede mikrobiologien sig. Forskere ydede et enormt bidrag til denne store sag og glorificerede deres navne. Som eksempel kan vi nævne sådanne forskere 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 og andre. Selvfølgelig er dette ikke en komplet liste over videnskabens lyskilder, og endnu mere kunne vi ikke beskrive alle deres fordele inden for rammerne af artiklen. Et kursus kaldet "Mikrobiologi" (forelæsninger og praktiske øvelser) undersøger i detaljer mange af resultaterne af disse videnskabsmænds forskning.
Udviklede områder inden for mikrobiologi
På det nuværende udviklingsstadium af enhver videnskab bliver forskningsmetoderne forbedret, hvilket betyder, at der er muligheder for en mere fuldstændig undersøgelse af visse mikroorganismer og deres egenskaber. Som et resultat bliver der gjort opdagelser, der tillader indirekte eller direkte at anvende viden om mikrober i enhver industri. Af denne grund er mikrobiologi ikke kun et teoretisk vidensfelt. Dette er en videnskab med nogle grene:
- generel mikrobiologi;
- medicinsk (mykologi, bakteriologi, virologi, protozoologi);
- veterinær;
- industriel;
- agricultural;
- gren af sanitær mikrobiologi;
- akvatisk mikrobiologi.
Medicinsk mikrobiologi er en komplet videnskab, herunder mykologi, bakteriologi, protozoologi, virologi, sanitet og immunologi. Metoder er blevet udviklet til at identificere patogener af infektionssygdomme og bruge effektive lægemidler til at behandle dem, for at forhindre sygdomme, der tidligere førte til pandemier med enorme dødelighedsrater.
Immunologi på grund af kompleksiteten af de biokemiske processer af immunitet forgrenede sig næsten fra mikrobiologi til en separat videnskab. I dag er det kombineret med onkologi og allergologi. Samtidig er andre grene af mikrobiologi ikke mindre vigtige: de giver os mulighed for at evaluere udsigterne for genteknologisk brug af mikrober, for at foreslå udviklingen af klimaet og biocenoser i havet og landet. Også vigtig er den potentielle brug af mikroorganismer i landbruget til at bekæmpe skadedyr eller til at øge afgrødeudbyttet.
Mål for mikrobiologi
Hver separat gren af mikrobiologi har sine egne mål og metoder, der gør det muligt at opnå dem. Den medicinske mikrobiologi har især til formål at studere det størst mulige antal patogene og opportunistiske mikroorganismer, deres interaktion med den menneskelige krop samt mulige måder at modvirke kontakt med infektioner og behandle dem på.
Forbedring af mikrobiel diagnostik, eliminering af foci af patogen mikroflora i biosfæren, samt vaccineprofylakse supplerer metoderne inden for medicinsk mikrobiologi. På samme tid, på grund af manglende finansiering og på grund af den mulige risiko for forstyrrelse af processer i biocenoser, er det endnu ikke muligt helt at slippe af med patogener af infektionssygdomme. Men selv på nuværende stadie kan sanitet og hygiejne, mikrobiologi og immunologi reducere antallet af sådanne patologier og deres komplikationer betydeligt.
Industriel mikrobiologi har til formål at studere egenskaberne af mikrober, der kangælder på forskellige produktionsstadier. Især er de mest lovende områder af sådanne videnskabelige udviklinger brugen af bakterier til nedbrydning af industriaffald. I landbrugsmikrobiologi er målet den potentielle anvendelse af bittesmå organismer til at øge afgrødeudbyttet og muligvis bekæmpe skadedyr og ukrudt.
Veterinær mikrobiologi, som medicinsk mikrobiologi, studerer patogener i dyr. Metoder til at opdage lidelser, deres diagnose og behandling hos vores mindre venner er lige så relevante som hos mennesker. Akvatisk mikrobiologi beskæftiger sig med studiet af sammensætningen af mikroorganismer i havene med det formål at systematisere viden og deres potentielle anvendelse i industri eller landbrug.
Sanitær mikrobiologi studerer fødevarer og opdager mikrober i dem. Dets mål er fortsat at forbedre metoderne, der gør det muligt at afprøve partier af fødevarer. Den anden opgave er at modvirke epidemier af infektionssygdomme og optimere betingelserne for, at mennesker kan opholde sig på forskellige institutioner, der er farlige set fra kontaktinfektionsepidemien.
Generel mikrobiologi
Generel mikrobiologi er en videnskab, hvis metoder giver dig mulighed for at studere alle mikroorganismer i forskellige levesteder. Det er basisindustrien, der leverer den resulterende information til industriel, landbrugs-, veterinær- og medicinsk mikrobiologi. Hun studerer bakterier og deres familier, mikroorganismers evne til at vokse på forskellige næringsmedier, mønstrene for bosættelse af visse klimatiskezoner.
Gendrift er også en af bakteriologernes hovedinteresser, da denne mekanisme gør det muligt for bakterier at erhverve nye evner over korte perioder. En af de mest uønskede er antibiotikaresistens. Fremkomsten af nye stammer af bakterier, der er resistente over for et bestemt antimikrobielt lægemiddel, komplicerer den medicinske mikrobiologis opgaver betydeligt.
Men det er ikke alt. Generel mikrobiologi er videnskaben om vira, svampe og protozoer. Dette er også læren om immunitet. I overensstemmelse med visse interesser blev der også skelnet adskilte grene af videnskaben: virologi, mykologi, protozoologi, immunologi. Nye data opnået under undersøgelsen af stammer af bakterier, svampe og vira vil blive anvendt i enhver anden gren af mikrobiologien og er af en vis betydning.
Bakteriologi
Bakteriens rige anses for at være det mest talrige blandt alle de andre, der studeres af mikrobiologi. På grund af dette er emner om bakterieforskning de mest snævre. At tildele en bestemt organisme til en art kræver en grundig undersøgelse af dens morfologi og biokemiske processer. For eksempel fermenterer mange bakterier i tarmgruppen glucose og tildeles en specifik gruppe baseret på dette kriterium.
Fra et bestemt samfund af organismer vil en stamme blive yderligere isoleret - en ren bakteriekultur. Alle dens individer vil være karakteriseret ved det samme genetiske materiale, det samme som hos andre medlemmer af samme art. Og vigtigst af alt, vil alle disse bakterieropføre sig på samme måde i befolkningen, der bor i dette miljø. Under andre forhold muterer og tilpasser den samme kultur sig frit, hvorfor der dannes en ny stamme. Det kan variere i et andet sæt enzymer og virulensfaktorer. Derfor vil hans evne til at forårsage sygdom være anderledes.
Virology
Blandt alle levende organismer er vira de mest atypiske. De er defekte, ude af stand til at metabolisere, og til reproduktion har de valgt parasitismens taktik. Det er vigtigt, at disse også er de mest fantastiske patogener af alt, hvad mikrobiologi (virologi) studerer. Immunologi beskæftiger sig også med studiet af vira, fordi mange af dem kan undertrykke immunsystemet og forårsage kræft.
Viruser er meget simple organismer med endnu ikke fuldt forståede funktionsmekanismer. De kan ikke omsætte næringsstoffer, men forbliver i live. Uden strukturer, der er ansvarlige for livet, eksisterer de stadig. Desuden kan en virus opfattes som et genetisk materiale med mekanismer til at indføre det i celler, hvor reproduktion vil finde sted.
Det er indlysende, at denne mekanisme for introduktion og reproduktion er "designet" på en sådan måde, at den omgår alle tænkelige beskyttende barrierer i cellen. Et eksempel er HIV-virussen, som på trods af immunsystemets kraftige beskyttelse nemt og enkelt inficerer en person og fører til immundefekt. Derfor bør mikrobiologi og immunologi i fællesskab håndtere dette problem og lede efter måder at løse det på. MENefterhånden som vira bliver mere kapable på grund af den forbløffende mutationshastighed, skal mekanismer til at bekæmpe disse patogener udvikles så hurtigt som muligt.
Mykologi
Mykologi er den gren af generel mikrobiologi, der studerer skimmelsvampe. Disse organismer har tendens til at forårsage sygdom hos mennesker, dyr og afgrøder. Skimmelsvampe ødelægger maden, og på grund af det faktum, at de er i stand til at danne sporer, er de praktisk t alt usårlige. Men selvom de har et lille antal virulensfaktorer og formerer sig ret langsomt, er deres bidrag til den samlede forekomst lille.
Svampe er fortsat de mest tilpassede organismer til at leve under de mest ekstreme forhold på landjorden. De lever sjældent under vandet, men trives under middel til høj luftfugtighed. Og bemærkelsesværdigt vokser svampe på rumfartøjets skrog i kredsløb nær Jorden og beboede også skroget på den beskadigede Tjernobyl-atomkraftværksreaktor. I betragtning af den enorme modstandsdygtighed over for disse mikrobielle kontrolfaktorer, skal fødevaremikrobiologi og sanitet udvikles mere aktivt. Dette bør lettes af udviklingen af mykologi og andre grene af generel mikrobiologi.
Protozoologi
Mikrobiologi studerer også protozoer. Disse er encellede organismer, der adskiller sig fra bakterier i deres større størrelse og tilstedeværelsen af en cellekerne. På grund af dets tilstedeværelse er de mere tilpassede til stationære miljøforhold.miljø i stedet for at ændre sig dynamisk. De kan dog forårsage sygdomme ikke mindre end andre.
Ifølge statistikker leveret af WHO skyldes omkring en fjerdedel af alle sygdomstilfælde malaria. Mens det er umuligt at klare det helt, fordi der er flere typer plasmodium. Det betyder, at vigtigheden af yderligere undersøgelse af alle protister generelt og Plasmodium i særdeleshed er meget stor.
Immunologi
I USSR's forskningsinstitut for mikrobiologi blev der udført mange undersøgelser af det menneskelige immunsystem. Udviklingen på dem er stadig svære at søge til behandling, men de er nu uundværlige for diagnosticering. Vi taler om den serologiske diagnose af en række infektionssygdomme. Det er mikrobiologi, som klinisk medicin skylder tilstedeværelsen i sit arsenal af en så værdifuld diagnostisk metode.
Det er vigtigt, at alle afdelinger for epidemiologi og mikrobiologi på en eller anden måde påvirker begrebet immunitet. Og begge discipliner gør udstrakt brug af vacciner. Deres udvikling er også resultatet af immunologers og mikrobiologers videnskabelige arbejde. De er de mest effektive forebyggende foranst altninger til at begrænse (og i nogle tilfælde endda eliminere) sandsynligheden for infektion gennem kontakt med et patogent vir alt eller bakterielt patogen. Vacciner er i øjeblikket ved at blive udviklet mod HIV og vira, der forårsager kræft.
Mikrobiologiens metode
At studere en bestemt mikroorganisme betyder at bestemme træk ved dens morfologi, at vurdere fuldstændigheden af de biokemiske reaktioner, som den er i stand til, at genkende dens RNA,tildele til et bestemt kongerige og navngive stammen. Dette er den mængde arbejde, der skal udføres, når du åbner en ny afgrøde. Hvis mikroben allerede er kendt (bestemt af egenskaberne ved fermenteringen af næringsmediesubstrater eller af cellevæggen), så er det nødvendigt at tilskrive den til en specifik stamme. Enhver af disse opgaver kræver standardiserede metoder og bestemt udstyr.
Medicinsk mikrobiologi har også sine egne opgaver: at finde årsagen til en sygdom i biologiske væsker og væv, der er mål for virulente infektioner, at identificere tilstedeværelsen af et patogen ved hjælp af serologiske markører, at bestemme en persons følsomhed overfor visse sygdomme. Disse opgaver løses med mikrobiologiske, mikroskopiske, biologiske, serologiske og allergiske metoder.
I lærebogen kaldet "Mikrobiologi" beskriver Vorobyov A. V., at mikroskopi er en grundlæggende, men ikke den vigtigste metode til at studere mikroben. Det kan være lys, elektronisk, fasekontrast, mørkfelt og fluorescerende. Forfatteren påpeger også, at kultur anses for at være den vigtigste mikrobiologiske metode, som gør det muligt at dyrke en koloni af mikrober, der findes i patientens biologiske væsker og medier.
Kulturelle metoder kan være virologiske og bakteriologiske. Oftest kræver forskning blod, urin, spyt, opspyt, cerebrospinalvæske. Fra dem kan du isolere organismen og så den på et næringsmedium. Dette er nødvendigt for diagnosticering, fordi koncentrationen af mikrober i det biologiske materiale er meget lav, ogkulturmetoden giver dig mulighed for at øge mængden af patogen flora.
I lærebogen om disciplinen "Mikrobiologi" beskriver Vorobyov A. V. med medforfattere de biologiske metoder til at studere mikrober. De er baseret på isolering af specifikke toksiner, der er karakteristiske for enten en gruppe af bakteriearter eller kun én stamme. Allergiske metoder er forbundet med bakterielle toksiners egenskaber til at forårsage allergi (eller sensibilisering) i makroorganismen, når den er inficeret. Et eksempel er Mantoux-testen. Serologiske metoder er til gengæld reaktioner med specifikke antistoffer og antigener fra bakterier. Dette giver dig mulighed for hurtigt og præcist at bestemme tilstedeværelsen af en mikrobe i et væv eller flydende materiale taget fra en patient.
Store fremskridt inden for medicinsk mikrobiologi
Mikrobiologi er en vigtig videnskab for praktisk medicin, som i løbet af sin korte eksistens har reddet et stort antal liv. Det mest sigende eksempel er opdagelsen af mikrober, der er ansvarlige for infektionssygdomme. Dette gjorde det muligt at få det første antibiotikum. Takket være ham blev et stort antal soldater reddet fra en sårinfektion.
Efterfølgende begyndte brugen af antibiotika at vokse, og i dag giver det mulighed for komplekse operationer. I betragtning af, at mange infektioner ikke kan helbredes uden brug af antibiotika, vender deres tilstedeværelse simpelthen op og ned på al medicin og gør det muligt at redde mange liv. Denne præstation er på niveau med vaccineprofylakse, som også tillodredde mange patienter fra poliovirus, hepatitis B og kopper. Og nu udvikles immunologiske metoder til at bekæmpe kræft.
