Cilvēku ieskauj biotops, kura atsevišķas sastāvdaļas mēs nevaram saskatīt. Un tā kā bez cilvēkiem un dzīvniekiem eksistē arī mikrokosmoss, kas tieši vai netieši ietekmē visu vidi, tas ir jāpēta. Mikrobioloģija ir zinātne, kuras metodes un mērķi ir vērsti uz dzīvo mikroorganismu, to attīstības un dzīves modeļu, kā arī mijiedarbības ar dabu un tieši ar cilvēku iezīmju izpēti, ir mikrobioloģija.
Mikrobioloģijas uzplaukums
Kā daļa no standarta universitātes kursa ar nosaukumu "Mikrobioloģija" lekcijās tiek iekļauti ar zinātnes vēsturi saistīti materiāli. Turklāt tās attīstībā izceļas aprakstošs periods, kas sākās ar mikroskopa izgudrošanu un pirmo baktēriju apsvēršanu. Tad zinātnei pamazām atklājās jauni organismi, un to nozīme kļuva cilvēkam saprotamāka. Tajā pašā laikā tika atklāti patogēni, kas izraisa cilvēku slimības.
Periods noNo 1880. līdz 1890. gadam, kas tiek uzskatīts par mikrobioloģijas "zelta laikmetu", kas tajā laikā iezīmējās ar vislielāko atklājumu skaitu. Un nevar ignorēt Roberta Koha nopelnus (attēlā zemāk), kurš izstrādāja metodes mikrobu izolēšanai no perēkļiem. Pēc tam jau ir izstrādātas citas metodes mikroorganismu noteikšanai. To īpašības un nozīme biocenozēs, kā arī cilvēka dzīvē tika pētīta sīkāk.
Zinātnieku ieguldījums zinātnes attīstībā
Pirmais zinātnieks, kurš mēģināja sistematizēt mikropasaules organismus, bija Otto Frīdrihs Millers. Viņš identificēja 379 atsevišķus mikroorganismu veidus. Viņš tos iedalīja noteiktās klasēs. Mikrobioloģija, sanitārija un epidemioloģija vēl nebija ieviesta praksē, un mikrobi jau tika saprasti kā atsevišķi organismi, kas dzīvo cilvēka acīm nepieejamā pasaulē.
Luisa Pastēra un Roberta Koha pētījumi palīdzēja atpazīt šo pasauli un uzzināt par to vairāk. Pēdējais varēja izstrādāt principus mikroorganismu izolēšanai no slimiem cilvēkiem ņemtā testa materiāla, un Pastērs (kopā ar Kohu) secināja, ka mikrobi ir infekcijas patoloģiju izraisītāji. Starp citu, laikā, kad infekcijas deva vislielāko ieguldījumu kopējā saslimstībā, šiem pētījumiem bija ļoti liela nozīme.
Jau pēc tam zinātnes vēsturē parādās daudzi jauni vārdi. Tā attīstījās mikrobioloģija. Zinātnieki sniedza milzīgu ieguldījumu šajā lielajā lietā, slavinot viņu vārdus. Kā piemēru varam minēt tādus pētniekus kā M. V. Beijerinks, S. N. Vinogradskis, G. Kh. Grams, I. I. Mečņikovs, D. I. Ivanovskis, L. S. Cenkovskis, E. A. Bērings, Z. A. Vaksmans, A. Kalmets, R. F. Peitons un citi. Protams, tas nav pilnīgs zinātnes spīdekļu saraksts, un vēl jo vairāk, mēs nevarējām aprakstīt visus viņu nopelnus raksta ietvaros. Kursā ar nosaukumu "Mikrobioloģija" (lekcijas un praktiskie vingrinājumi) tiek detalizēti apskatīti daudzi šo zinātnieku pētījumu rezultāti.
Attīstītās mikrobioloģijas jomas
Jebkuras zinātnes pašreizējā attīstības stadijā tiek pilnveidotas pētniecības metodes, kas nozīmē, ka pastāv iespējas pilnīgāk izpētīt atsevišķus mikroorganismus un to īpašības. Rezultātā tiek veikti atklājumi, kas ļauj netieši vai tieši pielietot zināšanas par mikrobiem jebkurā nozarē. Šī iemesla dēļ mikrobioloģija nav tikai teorētiska zināšanu joma. Šī ir zinātne ar dažām nozarēm:
- vispārējā mikrobioloģija;
- medicīna (mikoloģija, bakterioloģija, virusoloģija, protozooloģija);
- veterinārā;
- industriālā;
- lauksaimniecība;
- sanitārās mikrobioloģijas nozare;
- ūdens mikrobioloģija.
Medicīnas mikrobioloģija ir pilnīga zinātne, tostarp mikoloģija, bakterioloģija, protozooloģija, virusoloģija, sanitārija un imunoloģija. Ir izstrādātas metodes, lai identificētu infekcijas slimību patogēnus un izmantotu efektīvas zāles to ārstēšanai, lai novērstu slimības, kas iepriekš izraisīja pandēmijas ar milzīgu mirstības līmeni.
Imunoloģija imunitātes bioķīmisko procesu sarežģītības dēļ gandrīz sazaroja no mikrobioloģijas atsevišķā zinātnē. Mūsdienās to apvieno ar onkoloģiju un alergoloģiju. Tajā pašā laikā ne mazāk svarīgas ir arī citas mikrobioloģijas nozares: tās ļauj izvērtēt mikrobu gēnu inženierijas izmantošanas perspektīvas, ieteikt okeāna un sauszemes klimata un biocenožu attīstību. Svarīga ir arī iespējamā mikroorganismu izmantošana lauksaimniecībā kaitēkļu apkarošanai vai ražas palielināšanai.
Mikrobioloģijas mērķi
Katrai atsevišķai mikrobioloģijas nozarei ir savi mērķi un metodes, kas ļauj tos sasniegt. Jo īpaši medicīniskās mikrobioloģijas mērķis ir izpētīt maksimāli iespējamo patogēno un oportūnistisko mikroorganismu skaitu, to mijiedarbību ar cilvēka ķermeni, kā arī iespējamos veidus, kā novērst saskari ar infekcijām un tās ārstēt.
Mikrobu diagnostikas pilnveidošana, patogēnās mikrofloras perēkļu likvidēšana biosfērā, kā arī vakcīnu profilakse papildina medicīniskās mikrobioloģijas metodes. Tajā pašā laikā finansējuma trūkuma un iespējamā procesu traucējumu riska dēļ biocenozēs pagaidām nav iespējams pilnībā atbrīvoties no infekcijas slimību ierosinātājiem. Tomēr pat pašreizējā stadijā sanitārija un higiēna, mikrobioloģija un imunoloģija var ievērojami samazināt šādu patoloģiju un to komplikāciju skaitu.
Rūpnieciskās mikrobioloģijas mērķis ir izpētīt to mikrobu īpašības, kas spējpielietot dažādos ražošanas posmos. Jo īpaši daudzsološākās šādas zinātnes attīstības jomas ir baktēriju izmantošana rūpniecisko atkritumu sadalīšanai. Lauksaimniecības mikrobioloģijā mērķis ir potenciāli izmantot sīkus organismus, lai palielinātu ražu un, iespējams, kontrolētu kaitēkļus un nezāles.
Veterinārā mikrobioloģija, tāpat kā medicīniskā mikrobioloģija, pēta dzīvnieku patogēnus. Metodes kaites noteikšanai, to diagnostikai un ārstēšanai mūsu mazākajiem draugiem ir tikpat aktuālas kā cilvēkiem. Ūdens mikrobioloģija nodarbojas ar okeānu mikroorganismu sastāva izpēti ar mērķi sistematizēt zināšanas un to iespējamo pielietojumu rūpniecībā vai lauksaimniecībā.
Sanitārā mikrobioloģija pēta pārtikas produktus un atklāj tajos mikrobus. Tās mērķis joprojām ir uzlabot metodes, kas ļauj pārbaudīt pārtikas produktu partijas. Otrs uzdevums ir novērst infekcijas slimību epidēmijas un optimizēt apstākļus, lai cilvēki varētu uzturēties dažādās iestādēs, kas ir bīstamas no kontaktinfekciju epidēmijas viedokļa.
Vispārējā mikrobioloģija
Vispārējā mikrobioloģija ir zinātne, kuras metodes ļauj pētīt jebkādus mikroorganismus dažādos biotopos. Tā ir bāzes nozare, kas nodrošina iegūto informāciju rūpnieciskajai, lauksaimniecības, veterinārajai un medicīnas mikrobioloģijai. Viņa pēta baktērijas un to ģimenes, mikroorganismu spēju augt uz dažādām uzturvielu barotnēm, noteiktu klimatisko apstākļu apmešanās modeļus.zonas.
Gēnu novirzīšanās ir arī viena no galvenajām bakteriologu interesēm, jo šis mehānisms ļauj baktērijām īsā laika periodā iegūt jaunas spējas. Viena no nevēlamākajām ir rezistence pret antibiotikām. Jaunu baktēriju celmu parādīšanās, kas ir rezistenti pret konkrētu pretmikrobu līdzekli, būtiski apgrūtina medicīniskās mikrobioloģijas uzdevumus.
Bet tas vēl nav viss. Vispārējā mikrobioloģija ir zinātne par vīrusiem, sēnītēm un vienšūņiem. Tā ir arī imunitātes doktrīna. Atbilstoši noteiktām interesēm tika izdalītas arī atsevišķas zinātnes nozares: virusoloģija, mikoloģija, protozooloģija, imunoloģija. Jaunie dati, kas iegūti baktēriju, sēnīšu un vīrusu celmu izpētē, tiks izmantoti jebkurā citā mikrobioloģijas nozarē un tiem ir zināma nozīme.
Bakterioloģija
Baktēriju valstība tiek uzskatīta par daudzskaitlīgāko starp visām pārējām, ko pēta mikrobioloģija. Tādēļ tēmas par baktēriju izpēti ir visšaurākās. Lai noteiktu organismu piešķirtu vienai sugai, ir rūpīgi jāizpēta tā morfoloģija un bioķīmiskie procesi. Piemēram, daudzas zarnu grupas baktērijas fermentē glikozi un tiek iedalītas noteiktai grupai, pamatojoties uz šo kritēriju.
No noteiktas organismu kopienas tiks tālāk izolēts celms - tīra baktēriju kultūra. Visiem tās indivīdiem būs tāds pats ģenētiskais materiāls, kas ir tāds pats kā citiem tās pašas sugas pārstāvjiem. Un pats galvenais, visas šīs baktērijas būsuzvesties tādā pašā veidā šajā vidē dzīvojošo iedzīvotāju vidū. Citos apstākļos viena un tā pati kultūra brīvi mutē un pielāgojas, tāpēc veidojas jauns celms. Tas var atšķirties ar dažādu enzīmu un virulences faktoru kopumu. Tāpēc viņa spēja izraisīt slimības būs atšķirīga.
Viroloģija
Starp visiem dzīviem organismiem vīrusi ir netipiskākie. Viņi ir defektīvi, vielmaiņas nespējīgi, un vairošanai izvēlējušies parazītisma taktiku. Ir svarīgi, lai tie būtu arī pārsteidzošākie patogēni no visiem mikrobioloģijas (virusoloģijas) pētījumiem. Imunoloģija nodarbojas arī ar vīrusu izpēti, jo daudzi no tiem var nomākt imūnsistēmu un izraisīt vēzi.
Vīrusi ir ļoti vienkārši organismi ar vēl pilnībā neizprastiem funkcionēšanas mehānismiem. Viņi nevar metabolizēt barības vielas, bet paliek dzīvi. Tā kā nav par dzīvību atbildīgu struktūru, tās joprojām pastāv. Turklāt vīrusu var uzskatīt par ģenētisku materiālu ar mehānismiem tā ievadīšanai šūnās, kur notiks vairošanās.
Ir acīmredzams, ka šis ievadīšanas un pavairošanas mehānisms ir "izstrādāts" tā, lai apietu visas iespējamās šūnas aizsargbarjeras. Kā piemēru var minēt HIV vīrusu, kas, neskatoties uz spēcīgo imūnsistēmas aizsardzību, viegli un vienkārši inficē cilvēku un noved pie imūndeficīta. Tāpēc mikrobioloģijai un imunoloģijai būtu kopīgi jārisina šī problēma, meklējot veidus, kā to atrisināt. BETTā kā vīrusi kļūst spējīgāki pārsteidzošā mutāciju ātruma dēļ, pēc iespējas ātrāk ir jāizstrādā mehānismi šo patogēnu apkarošanai.
Mikoloģija
Mikoloģija ir vispārējās mikrobioloģijas nozare, kas pēta pelējumu. Šie organismi mēdz izraisīt slimības cilvēkiem, dzīvniekiem un kultūraugiem. Pelējuma sēnītes sabojā pārtiku un, pateicoties tam, ka tās spēj veidot sporas, ir praktiski neievainojamas. Tomēr, lai gan tiem ir neliels virulences faktoru skaits un tie vairojas diezgan lēni, to ieguldījums kopējā sastopamības biežumā ir neliels.
Sēnes joprojām ir visvairāk pielāgotie organismi, lai dzīvotu ekstrēmākajos apstākļos uz sauszemes. Viņi reti dzīvo zem ūdens, bet plaukst vidēja un augsta mitruma apstākļos. Un, kas ir ievērojams, sēnes aug uz kosmosa kuģu korpusiem tuvu Zemei orbītā, kā arī apdzīvoja bojātā Černobiļas atomelektrostacijas reaktora korpusu. Ņemot vērā milzīgo noturību pret šiem mikrobu kontroles faktoriem, pārtikas mikrobioloģija un sanitārija ir jāattīsta aktīvāk. To vajadzētu veicināt mikoloģijas un citu vispārējās mikrobioloģijas nozaru attīstībai.
Protozooloģija
Mikrobioloģija pēta arī vienšūņus. Tie ir vienšūnu organismi, kas atšķiras no baktērijām ar lielāku izmēru un šūnas kodola klātbūtni. Pateicoties tās klātbūtnei, tie ir vairāk pielāgoti stacionāriem vides apstākļiem.vide, nevis dinamiski mainīga. Tomēr tie var izraisīt slimības ne mazāk kā citi.
Saskaņā ar PVO sniegto statistiku aptuveni ceturtā daļa no visiem saslimšanas gadījumiem ir saistīta ar malāriju. Lai gan ar to nav iespējams pilnībā tikt galā, jo ir vairāki plazmodija veidi. Tas nozīmē, ka visu protistu vispār un jo īpaši Plasmodium tālākas izpētes nozīme ir ļoti liela.
Imunoloģija
PSRS Mikrobioloģijas pētniecības institūtā tika veikti daudzi cilvēka imūnsistēmas pētījumi. To attīstību joprojām ir grūti piemērot ārstēšanai, taču tagad tās ir neaizstājamas diagnozei. Mēs runājam par vairāku infekcijas slimību seroloģisko diagnostiku. Klīniskā medicīna ir mikrobioloģija, jo tās arsenālā ir tik vērtīga diagnostikas metode.
Ir svarīgi, lai visas epidemioloģijas un mikrobioloģijas nodaļas kaut kādā veidā ietekmētu imunitātes jēdzienu. Un abās disciplīnās plaši tiek izmantotas vakcīnas. To attīstība ir arī imunologu un mikrobiologu zinātniskā darba rezultāts. Tie ir visefektīvākie preventīvie pasākumi, lai ierobežotu (un dažos gadījumos pat novērstu) inficēšanās iespējamību, saskaroties ar patogēnu vīrusu vai baktēriju patogēnu. Pašlaik tiek izstrādātas vakcīnas pret HIV un vīrusiem, kas izraisa vēzi.
Mikrobioloģijas metodoloģija
Pētīt noteiktu mikroorganismu nozīmē noteikt tā morfoloģijas pazīmes, novērtēt to bioķīmisko reakciju pilnīgumu, kuras tas spēj, atpazīt tā RNS,piešķirt konkrētai karaļvalstij un nosaukt celmu. Tas ir darba apjoms, kas jāpaveic, atverot jaunu kultūru. Ja mikrobs jau ir zināms (to nosaka barības vielu barotnes substrātu fermentācijas īpatnības vai šūnu siena), tad tas ir jāpiešķir konkrētam celmam. Jebkurš no šiem uzdevumiem prasa standartizētas metodes un noteiktu aprīkojumu.
Arī medicīnas mikrobioloģijai ir savi uzdevumi: atrast slimības izraisītāju bioloģiskajos šķidrumos un audos, kas ir virulentu infekciju mērķi, noteikt patogēna klātbūtni pēc seroloģiskajiem marķieriem, noteikt cilvēka jutību pret noteiktas slimības. Šos uzdevumus risina ar mikrobioloģiskām, mikroskopiskām, bioloģiskām, seroloģiskām un alerģiskām metodēm.
Mācību grāmatā "Mikrobioloģija" Vorobjovs A. V. apraksta, ka mikroskopija ir fundamentāla, bet ne galvenā mikrobu izpētes metode. Tas var būt gaišs, elektronisks, fāzes kontrasts, tumšs lauks un dienasgaismas spuldze. Autore arī norāda, ka kultivēšana tiek uzskatīta par svarīgāko mikrobioloģisko metodi, kas ļauj izaudzēt mikrobu koloniju, kas atrodama pacienta bioloģiskajos šķidrumos un barotnēs.
Kultūras metodes var būt virusoloģiskas un bakterioloģiskas. Visbiežāk pētījumiem nepieciešamas asinis, urīns, siekalas, krēpas, cerebrospinālais šķidrums. No tiem jūs varat izolēt organismu un sēt to uz barotnes. Tas nepieciešams diagnostikai, jo mikrobu koncentrācija bioloģiskajā materiālā ir ļoti zema, unkultūras metode ļauj palielināt patogēnās floras apjomu.
Mācību grāmatā par disciplīnu "Mikrobioloģija" Vorobjovs A. V. ar līdzautoriem apraksta mikrobu izpētes bioloģiskās metodes. To pamatā ir specifisku toksīnu izolēšana, kas raksturīgi vai nu baktēriju sugu grupai, vai tikai vienam celmam. Alerģiskas metodes ir saistītas ar baktēriju toksīnu īpašību izraisīt alerģiju (vai sensibilizāciju) makroorganismā, kad tas ir inficēts. Piemērs ir Mantoux tests. Savukārt seroloģiskās metodes ir reakcijas ar specifiskām baktēriju antivielām un antigēniem. Tas ļauj ātri un precīzi noteikt mikroba klātbūtni audos vai šķidrā materiālā, kas ņemts no pacienta.
Lieli sasniegumi medicīnas mikrobioloģijā
Mikrobioloģija ir nozīmīga zinātne praktiskajai medicīnai, kas savas īsās pastāvēšanas laikā ir izglābusi milzīgu skaitu dzīvību. Visspilgtākais piemērs ir tādu mikrobu atklāšana, kas ir atbildīgi par infekcijas slimībām. Tas ļāva iegūt pirmo antibiotiku. Pateicoties viņam, milzīgs skaits karavīru tika izglābti no brūces infekcijas.
Pēc tam antibiotiku lietošana sāka paplašināties, un mūsdienās tas ļauj veikt sarežģītas operācijas. Ņemot vērā, ka daudzas infekcijas nevar izārstēt bez antibiotiku lietošanas, to klātbūtne vienkārši apgriež visas zāles kājām gaisā un ļauj izglābt daudzas dzīvības. Šis sasniegums ir līdzvērtīgs vakcīnas profilaksei, kas arī ļāvaglābt daudzus pacientus no poliomielīta vīrusa, B hepatīta un bakām. Un tagad tiek izstrādātas imunoloģiskās metodes cīņai pret vēzi.
