История развития микробиологии кроссворд. История изучения микроорганизмов
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).
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.
Со времен глубокой древности, задолго до открытия микроорганизмов, человек использовал такие микробиологические процессы, как сбраживание виноградного сока, скисание молока, приготовление теста. В старинных летописях описываются опустошительные эпидемии чумы, холеры и других заразных болезней.
Микробиология является сравнительно молодой наукой. Начало ее развития относится к концу XVII в.
Первое обстоятельное наблюдение и описание микроорганизмов принадлежит Антонию Левенгуку (1632–1723 гг.), который сам изготовлял линзы, дававшие увеличение в 200– 300 раз. В книге «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком» (1695 г.) он не только описал, но и дал зарисовки многих микроорганизмов, обнаруженных им с помощью своего «микроскопа» в различных настоях, дождевой воде, на мясе и других объектах 1 .
Открытия Левенгука вызвали живейший интерес ученых. Однако слабое развитие в XVII и XVIII вв. промышленности и сельского хозяйства, господствующее в науке схоластическое направление препятствовали развитию естественных наук, в том числе и зарождающейся микробиологии. Долгое время наука о микробах носила в основном описательный характер. Этот так называемый морфологический период развития микробиологии был малоплодотворным.
Одной из ранних работ, посвященных изучению природы и происхождения микроорганизмов, была диссертация М. М. Тереховского, опубликованная в 1775 г. Автор впервые применил экспериментальный метод исследований. Он изучал влияние на микроорганизмы нагревания и охлаждения, а также воздействия различных химических веществ. Исследования М. М. Тереховского остались малоизвестными, хотя имели большое принципиальное значение. Долго еще не было определено место микроорганизмов среди других живых существ, их роль и значение в природе и в жизни человека.
1 В 1698 г. Петр I посетил Левенгука и привез микроскоп в Россию.
Прогресс промышленности в XIX в., вызвавший развитие техники и различных отраслей естествознания, обусловил быстрое развитие микробиологии, возросло ее практическое значение. Из науки описательной микробиология превратилась в опытную науку, изучающую роль «загадочных» организмов в природе и жизни человека. Появились более совершенные микроскопы, улучшилась техника микроскопирования.
Начало нового направления в развитии микробиологии – физиологического периода связано с деятельностью французского ученого Луи Пастера (1822–1895 гг.) основоположника современной микробиологии. Пастер установил, что микроорганизмы различаются не только внешним видом, но и характером жизнедеятельности. Они вызывают разнообразные химические превращения в субстратах (средах), на которых развиваются.
Пастеру принадлежит ряд исключительно важных открытий. Он доказал, что происходящее в виноградном соке спиртовое брожение обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов – дрожжей. Это открытие опровергло господствующую в то время теорию Либиха о химической природе процесса брожения. Изучая причины болезни вина и пива, Пастер доказал, что виновниками их являются микроорганизмы. Чтобы предотвратить порчу, он предложил прогревать напитки. Этот прием применяют и в настоящее время и называют пастеризацией.
Пастер впервые обнаружил бактерии, не способные развиваться в присутствии воздуха, т. е. показал, что жизнь возможна и без кислорода.
Пастер открыл природу заразных болезней человека и животных, установил, что эти болезни возникают вследствие инфекции (заражения) особыми микробами и что каждое заболевание вызывается определенным микроорганизмом. Он разработал и научно обосновал метод предупреждения заразных болезней (предохраняющие прививки), изготовил вакцины против бешенства и сибирской язвы.
Значительным вкладом в микробиологию явились исследования немецкого ученого Роберта Коха (1843–1910 гг.). Им были введены в микробиологическую практику плотные питательные среды для выращивания микроорганизмов, что привело к разработке метода выделения микроорганизмов в так называемые чистые культуры, т. е. выращивание культур (массы клеток) каждого вида в отдельности (изолированно). Это позволило обнаружить неизвестные ранее микроорганизмы и выявить особенности жизнедеятельности отдельных представителей этого мира живых существ. Кох изучал также возбудителей многих заразных болезней (сибирской язвы, туберкулеза, холеры и др.).
Развитие микробиологии неразрывно связано с работами русских и советских ученых.
Всемирно известны работы И. И.Мечникова (1845 –1916 гг.). Он впервые разработал фагоцитарную теорию иммунитета, т. е. невосприимчивости организма к заразным болезням. С именем И. И. Мечникова тесно связано развитие микробиологии в России. Он организовал первую в России бактериологическую лабораторию (в Одессе).
Ближайшим соратником И. И. Мечникова был Η. Φ. Гамалея (1859–1949 гг.), изучивший многие вопросы медицинской микробиологии. Η. Φ. Гамалея организовал в Одессе (в 1886 г.) первую в России станцию по прививкам против бешенства (вторую в мире после Пастеровской станции в Париже). Вся его деятельность была направлена на решение важнейших вопросов здравоохранения в нашей стране.
Большое значение для развития микробиологии, особенно сельскохозяйственной, имели труды С. Н. Виноградского (1856 – 1953 гг.). Он открыл процесс нитрификации, установил существование особых бактерий, которые способны ассимилировать углекислый газ из воздуха, используя в процессе синтеза органических веществ химическую энергию реакции окисления аммиака до азотной кислоты. Так была доказана возможность ассимиляции углекислого газа без участия хлорофилла и солнечной энергии. Этот процесс в отличие от фотосинтеза зеленых растений был назван хемосинтезом.
С. Н. Виноградский открыл явление фиксации атмосферного азота анаэробными бактериями. Им также найдены бактерии анаэробного разложения пектиновых веществ, что в дальнейшем позволило исследователям (И. А. Макринову, Г. Л. Сели-беру и др.) разработать теорию и приемы мочки волокнистых растений – льна, конопли и др.
В своих исследованиях С. Н. Виноградский пользовался разработанным им оригинальным методом выращивания микроорганизмов с применением специальных – элективных (избирательных) – питательных сред и условий, приближенных к естественному обитанию микроорганизмов. Этот метод получил широкое применение во всех областях микробиологии. Он позволил не только открыть новые виды микроорганизмов, но и более глубоко изучить известные.
Учеником и сотрудником С. Н. Виноградского был В. Л. Омелянский (1867–1928 гг.). Вместе с С. Н. Виноградский он изучал вопросы нитрификации, фиксации атмосферного азота и другие проблемы микробиологии. В. Л. Омелянский создал первый русский учебник по микробиологии «Основы микробиологии» и первое русское «Практическое руководство по микробиологии». Эти книги до сих пор не утратили своей ценности.
Большим вкладом в развитие общей микробиологии явились труды А. А. Имшенецкого, Ε. Η. Мишустина, С. И. Кузнецова, Н. Д. Иерусалимского, Ε. Η. Кондратьевой и других советских ученых.
В развитии технической микробиологии важную роль сыграли работы С. П. Костычева, С. Л. Иванова и А. И. Лебедева, изучавших процесс спиртового брожения.
На основании исследований С. П. Костычева и В. С. Бутке-вича химизма образования органических кислот грибами в нашей стране в 1930 г, было организовано производство лимонной кислоты.
В. Η. Шапошников и А. Я. Мантейфель изучали и внедрили в заводскую практику способ производства молочной кислоты с помощью бактерий. Исследования В. Н. Шапошникова и Ф. М. Чистякова дали возможность еще в начале 30-х годов организовать в заводском масштабе производство ацетона и бутилового спирта с помощью бактерий.
В. Н. Шапошников написал первый в СССР учебник «Техническая микробиология» (1947 г.), за который в 1950 г. получил Государственную премию.
В области пищевой микробиологии, непосредственно связанной с товароведением, большая роль принадлежит Я. Я. Никитинскому (1878–1941 гг.). Он создал курс пищевой микробиологии и совместно с Б. С. Алеевым написал специальный курс микробиологии скоропортящихся пищевых продуктов, а также руководство к практическим работам по микробиологии для студентов, изучающих товароведение продовольственных товаров. Труды Я. Я· Никитинского и его учеников положили начало широкому развитию микробиологии консервного производства и холодильного хранения скоропортящихся пищевых продуктов. Значительные успехи в области микробиологии молока и молочных продуктов были достигнуты школой С. А. Королева (1876 – 1932 гг.) в Вологодском молочном институте А.Ф.Войткевичем (1875–1950 гг.) в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.
В последующем микробиология молочного дела развивалась в работах В. М. Богданова, Н. С. Королевой, А. М. Скородумовой, Л. А. Банниковой.
Большой вклад в теорию и практику холодильного хранения пищевых продуктов внес Φ. Μ. Чистяков (1898–1959 гг.).
До Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране насчитывались единичные бактериологические учреждения. В настоящее время в стране имеется широкая сеть научно-исследовательских учреждений по различным разделам микробиологической науки, организованы отделы микробиологии при Академии наук СССР и республиканских академиях. Имеется значительное число производств, в технологии которых главное место занимают микробиологические процессы. Возникают новые отрасли биохимической промышленности, основанные на применении плесневых грибов, бактерий и других микроорганизмов. В 1960 г. создана микробиологическая промышленность, в технологических процессах которой используются микроорганизмы – продуценты ценнейших биологически активных веществ (антибиотиков, белка, аминокислот, ферментов, витаминов, гормонов и др.).
Получила развитие и микробиология пищевых продуктов. Все крупные отрасли пищевой промышленности имеют научно-исследовательские институты, в состав которых входят лаборатории, изучающие микробиологию данной отрасли производства. На всех предприятиях пищевой промышленности созданы заводские и цеховые микробиологические лаборатории, контролирующие производство и качество готовой продукции.
«Трудно переоценить роль микроорганизмов на нашей планете,– указывал академик В. О. Таусон,– скорее можно недооценить то значение, которое имеет мир этих существ для всего живого, настолько многообразна их деятельность и грандиозны ее последствия».
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981–1985 годы и на период до 1990 года уделено большое внимание дальнейшему развитию пищевой промышленности, общественного питания и торговли. Предусматривается увеличение выпуска готовых к употреблению продуктов, полуфабрикатов, кулинарных изделий, улучшение их качества и ассортимента, обогащение продуктов белками, витаминами и другими полезными компонентами. Многие из этих компонентов могут быть микробного происхождения, в том числе и белок. Предусматривается i осуществить мероприятия по ускоренному развитию производств на основе микробного синтеза, обеспечить рост выпуска продукции в 1,8–1,9 раза, значительно увеличить производство товарного кормового микробиального белка и лизина, а также антибиотиков для кормовых и ветеринарных целей, кормовых витаминов, микробиологических средств защиты растений, ферментных препаратов, бактериальных удобрений и другой продукции микробного синтеза.
Создание электронного микроскопа и разработка новых методов исследований микроорганизмов позволяют изучать их на молекулярном уровне, что в свою очередь дает возможность более глубоко познать свойства микробов, их химическую деятельность, лучше использовать и управлять микробиологическими процессами.
Микробиологической науке принадлежит большая роль в выполнении основной задачи, поставленной перед пищевой и легкой промышленностью, торговлей и общественным питанием,– наиболее полном удовлетворении постоянно растущих потребностей советского народа.
1 Материалы XXVI съезда КПСС. М.: Политиздат, 1981, с. 170.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
По дисциплине: «Микробиология»
На тему: «История развития микробиологии»
Выполнил: студент, ММУ № 17, группы, 42 М-9
Степаненко Мирослав
Микробиологпя (от греч. mikros -- малый, bios -- жизнь, logos -- учение) -- наука о малой жизни, объектом изучения которой являются микроорганизмы. Особенность их -- простота и очень малый размер.
Микробиологию можно подразделить на общую и частную. Общая микробиология изучает строение, физиологию, биохимию, генетику, экологию и эволюцию микробов. Частная микробиология по объектам изучения делится на медицинскую, ветеринарную, сельскохозяйственную, морскую, космическую, техническую.
Основной задачей медицинской микробиологии является изучение патогенных для человека микробов, механизмов инфекции, методов лабораторной диагностики, специфической терапии и профилактики инфекционных заболеваний человека.
Исторический путь развития древнейшей науки микробиологии можно разбить на 5 этапов, в зависимости от уровня и методов познания мира микробов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, молекулярно-генетический.
Эвристический этап связан с неожиданными находками и догадками о существовании на Земле невидимых живых существ, вызывающих болезни.
Микробы существовали на нашей планете задолго до появления животных и человека, о чем догадывались уже древние мыслители и ученые. Еще в III -- IУ вв. до н.э. основоположник античной медицины Гиппократ считал, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми частицами, которые он называл миазмами, выделяемыми в болотистых и других местностях. Ибн Сина (Авиценна) (980-1037) писал в Каноне врачебной науки) о том, что причиной чумы, оспы и других болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воздух и воду.
Основоположник морфологического периода голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632--1723) сконструировал микроскоп с увеличением в ЗОО раз. Рассматривая под ним капли воды, зубной налет, различные настои, он всюду находил мельчайших «зверюшек» -- amimalcula. Первые наблюдения Левенгук опубликовал ё трудах Лондонского королевского общества. В 1695 г. была издана его книга «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком», где были описаны микроорганизмы с точки зрения их формы, подвижности, окраски - Открытие микробов и доказательство их патогенности для человека связано с именами таких известных ученых и врачей, как д. С. Самойловпч (1744-1805), Р. Кох (1843-1910), И. И. Мечников (1845- 1916), Н.Ф.Гамалея (1859-1949) и многих других. микробиология патогенность человек кох
За это время открыто и описано более 2000 видов бактерий и грибов -- возбудителей болезней человека.
В конце ХIХ века было доказано, что причиной болезней человека и животных могут быть не только бактерии, но и простейшие: амебы, лейшмании, плазмодии малярии и др. Эти открытия послужили основой для создания науки протозоологии -- учения о болезнях, вызываемых простейшими. Основоположниками протозоологии были русские исследователи Ф.А.Леш (1840-1 903), выявивший возбудителя амебиаза, П.Ф.Боровскпй (1863-1 932), изучивший лейшманиоз, и французский врач АЛаверан (1845-1922), описавший возбудителя малярии.
Начало физиологического периода относится к 60-м годам ХIХ в. и связано с деятельностью выдающегося французского ученого Луп Пастера (1822--1895), который заложил основы изучения микроорганизмов с точки зрения их физиологии. Он установил биологическую природу спиртового, масляно-кислого и молочнокислого брожений. Изучил болезни вина и пива и разработал способы предохранения их от порчи.
Общебиологическое значение имеют работы Пастера по самопроизвольному зарождению жизни. На простых и убедительных примерах он показал, что в стерильных бульонах, закрытых ватными пробками во избежание контакта с воздухом, самозарождение микроорганизмов из неживой природы в условиях развитой жизни невозможно. В 1860 г. Пастер как ученый-биолог был награжден премией Парижской Академии наук.
Занимаясь вопросами брожения и гниения, Пастер решал одновременно и практические задачи. Им предложен метод пасте ри зации.
Большое значение для развития микробиологии в этот период имели исследования немецкого ученого Роберта Коха (1813--1910). Он предложил методику получения чистых культур на питательных средах, стал применять в практике изучения микроорганизмов анилиновые красители.
Кох открыл возбудителей холеры и туберкулеза. Возбудитель туберкулеза был назван палочкой Коха. Из него Кох получил препарат туберкулин, который хотел использовать для лечения больных туберкулезом. Однако на практике он себя не оправдал, зато оказался хорошим диагностическим средством и помог в создании ценных противотуберкулезных препаратов. Одним из таких препаратов явилась вакцина BCG, полученная французским микробиологом, учеником Пастера, Альбертом Капьметтом совместно с Шарлем Гереном (название вакцины по заглавным буквам фамилий -- Callmett и Geren). Кох и его ученики открыли также возбудителей дифтерии, столбняка, брюшного тифа, гонореи.
Развитие микробиологии тесно связано также с работами русских и советских ученых. Основоположником общей микробиологии в России следует назвать Льва Семеновича Ценковского (1822--1887), опубликовавшего свою работу до низших водорослях и инфузориях», в которой установил близость бактерий и сине-зеленых водорослей. Он также создал вакцину против сибирской язвы, до настоящего времени успешно применяемую в ветеринарной практике.
Илья Ильич Мечников (1845--1916) занимался вопросами медицинской микробиологии. Изучал взаимоотношения бактерии и «хозяина» и установил, что воспалительный процесс -- реакция организма на внедрившиеся микробы; разработал фагоцитарную теорию иммунитета. 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.
Развитие микробиологии тесно связано с именем крупнейшего ученого, друга и соратника И. И. Мечникова Н. Ф. Гамалеп (1859-- 1949). Всю жизнь он посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями. Он открыл возбудителя холероподобного заболевания птиц, разработал вакцину против холеры человека и оригинальный метод получения оспенной вакцины. Гамалея первый описал лизис бактерий под влиянием бактериофага.
Он организовал первую в России станцию по прививкам против бешенства, принимал участие в ликвидации оспы. Н. Ф. Гамалея является не только одним из основоположников медицинской микробиологии, но и иммунологии и вирусологии.
Основоположником эпидемиологии считается д. К. Забологлный (1866--1920). Он изучал чуму в Индии, Китае, Шотландии; холеру -- на Кавказе, Украине, в Петербурге. В результате им получены научные доказательства о роли диких грызунов как хранителей возбудителя чумы в природе. Им установлены пути заноса холеры, роль бациллоносительства в распространении заболевания, изучена биология возбудителя в природе и разработаны эффективные методы диагностики холеры.
С. Н. Виноградский (1856--1953) внес большой вклад в исследование физиологии серобактерий, нитрифицирующих и железобактерий; открыл хемосинтез у бактерий -- величайшее открытие ХIХ века. Виноградским изучены азотфиксирующие бактерии и открыт новый тип питания микроорганизмов -- автотрофизм. Ученый опубликовал более ЗОО научных работ, посвященных экологии и физиологии почтенных микроорганизмов. Его по праву считают отцом почтенной микробиологии.
Большой вклад в область технической микробиологии внесли В. Н. Шапошников Я. Я. Никитинский (1878--1941). Шапошников написал первый учебник по технической микробиологии, а труды Никитинского и его учеников положили начало развитию микробиологии консервного производства и холодильного хранения скоропортящихся пищевых продуктов. Значительные успехи в области микробиологии молока и молочных продуктов достигнуты школой С. А. Королева (1876--1932) и др.
Экологическое направление в микробиологии успешно развивалось Б. Л. Исаченко (1871--1948). Всеобщую известность приобрели его работы в области водной микробиологии. Он впервые исследовал распространение микроорганизмов в Северном Ледовитом океане и указал на их роль в экологических процессах и в круговоротах веществ в водоемах.
Ведущая роль в изучении изменчивостей микроорганизмов принадлежит работам Г. А. Надсона (1867--1940). Он впервые выделил в чистую культуру и исследовал зеленую бактерию, а также взаимоотношения между микроорганизмами (антагонизм, симбиоз). Научный интерес представляют работы ученого об участии микроорганизмов в круговоротах железа, серы и кальция. Он впервые указал на перспективы развития геологической микробиологии. Надсон допускал возможность сохранения жизнеспособности микроорганизмов в космосе, подчеркивая значение лучей короткой волны в изменении их наследственности и таким образом заложил основу космической микробиологии.
Использован ная литература
1. Микробиология/Под ред. Ф.К.Черкесс. -- М.: Медицина, 1987. -- 512 с.
2. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учебник: А.А.Воробьев, Ю.С.Кривошеин, А.С.Быков и др.; Под ред. А.А.Воробьева, Ю.С.Кривошеина. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр Академия, 2002. -- 224с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История развития микробиологии как науки о строении, биологии, экологии микробов. Науки, входящие в комплекс микробиологии, классификация бактерий как живых организмов. Принцип вакцинации, методы, повышающие резистентность человека к микроорганизмам.
презентация , добавлен 18.04.2019
История развития микробиологии, задачи и связь с другими науками. Роль микробов в народном хозяйстве и патологии животных. Изучение плесеней и дрожжей. Микрофлора животных, почвы и кормов. Понятие и значение антибиотиков, стерилизации и пастеризации.
шпаргалка , добавлен 04.05.2014
Наука, изучающая микроорганизмы, их систематику, морфологию, физиологию, наследственность и изменчивость. Методы и цели микробиологии, этапы становления. Ученые, внесшие существенный вклад в развитии микробиологии, ее практическое значение и достижения.
презентация , добавлен 14.12.2017
Предмет, задачи и этапы развития микробиологии, ее значение для врача. Систематика и номенклатура микроорганизма. Механизмы резистентности бактерий к антибиотикам. Генетика бактерий, учение об инфекции и иммунитете. Общая характеристика антигенов.
курс лекций , добавлен 01.09.2013
Понятие микробиологии и ее основные вопросы. История развития данной науки, основные периоды: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярногенетический. Описание методов проведения реакций Вассермана, Видаля и Райта.
реферат , добавлен 16.05.2013
История развития микробиологии. Эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический этапы развития микробиологии. Диссертация Луи Пастера. Работы в области химии, брожения. Изучение инфекционных заболеваний.
презентация , добавлен 21.12.2016
Микроорганизмы как важный фактор естественного отбора в человеческой популяции. Их влияние на круговорот веществ в природе, нормальное существование и патологии растений, животных, человека. Основные этапы развития микробиологии, вирусологии, иммунологии.
реферат , добавлен 21.01.2010
шпаргалка , добавлен 13.01.2012
Возникновение микробиологии как науки. Изобретение микроскопа Левенгуком. Изучение природы брожения. Заслуги Р. Коха в изучении микроорганизмов как возбудителей заразных болезней. Исследование инфекции и иммунитета. Развитие ветеринарной микробиологии.
презентация , добавлен 27.05.2015
Главные направления научной деятельности Э. Чаргаффа. Биография и исследовательские работы Р. Коха. Методы изучения патогенных организмов Р. Коха. Обнаружение Кохом сибирской язвы. Анализ медицинской практики Коха. Изучение Кохом туберкулеза и холеры.
Микробы появились на нашей планете раньше, чем животные и человек. Доказано, что патогенные микробы существовали и в древние времена. Об этом свидетельствует обнаружение антигенов болезнетворных бактерий, например возбудителя чумы, в останках древних захоронений (мумиях). Уже до открытия микробов люди догадывались о существовании внешних факторов, вызывающих болезни. Следовательно, можно сказать, что микробиология возникла еще до нашей эры и прошла длительный путь развития. В соответствии с уровнем знаний о микробах, с появлением новых открытий и методов, а также формированием новых направлений историю микробиологии можно разбить на пять периодов: 1) эвристический; 2) морфологический; 3) физиологический; 4) иммунологический; 5) молекулярно-генетический.
Эвристический период
Этот период начинается с момента, когда Гиппократ (III – IV в. до н.э.) высказал догадку (эвристика – догадка) о том, что болезни, передающиеся от человека к человеку, вызываются невидимыми, неживыми веществами. Эти вещества он назвал «миазмами». Нужно сказать, что в древности, не зная о существовании микробов, люди пользовались плодами деятельности микробов – виноделием, пивоварением, выпечкой хлеба и т.д.
Только в XV – XVI вв. итальянский врач и поэт Джералимо Фракасторо (1476 – 1553) обосновал мнение о том, что вызывают болезни «живые контагии», которые передают болезни через воздух или через предметы, что эти существа живут в окружающей среде и для борьбы с болезнями необходима изоляция больного, уничтожение контагий и т.д. Кстати, Фракасторо за эти работы считают основоположником эпидемиологии.
Таким образом, за два тысячелетия ученые прошли путь от догадок и предположений к убеждению, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми живыми существами.
Морфологический период
Этот период начинается с конца XVII – начала XVIII в., когда голландский естествоиспытатель Антоний ван Левенгук (1632 – 1723) открыл бактерий. Созданный им микроскоп увеличивал предметы в 150 – 300 раз. Рассматривая все подряд (воду, кровь, налет с зубов и др.), Левенгук обнаружил множество живых «зверушек», которых он назвал «анималькулюсы». Систематически делая зарисовки и описания, он направлял письма в Лондонское королевское научное общество. Эти письма печатались в научных журналах, а потом, в 1695 г., была издана книга под названием «Тайны природы, открытия Антони ван Левенгуком при помощи микроскопа». Таким образом, Левенгук положил начало морфологическому периоду, который продолжается и до наших дней. Первым из россиян, кто увидел микробов, был Петр Великий, посетивший Левенгука в Голландии; он же привез микроскоп в Россию, а первым исследователем был врач М.М.Тереховский(1740 – 0796).
После открытия Левенгука началось победное шествие микробиологии. Открывались новые бактерии, грибы, простейшие, а в конце XIX в. были открыты вирусы. Чтобы доказать этиологическую роль микробов в патологии человека, велись исследования на животных, а также опыты по самозаражению. Следует отметить смелые опыты русского эпидемиолога Данилы Самойловича (1724 – 1810), который заразил себя отделяемым бубона больного чумой. Исторически известен ряд опытов по самозаражению материалами или культурами возбудителей, взятыми от больного холерой (Петенгофер, И.И. Мечников, Д.К. Заболотный, Н.Ф. Гамалея), сыпным тифом (Г.Н. Минх), чумой (В.П. Смирнов), вирусом полиомиелита (М.Н. Чумаков) и др.
Конец XIX в. ознаменовался открытием вирусов. В 1892 году русский ботаник Д.И. Ивановский (1864 – 1920) открыл царство вирусов при изучении мозаичной болезни табака. Затем были открыты многие вирусы, поражающие человека, животных, растения и бактерий. В первой половине XX в. оформилась самостоятельная дисциплина – вирусология, а в 1992 году весь мир отметил 100 – летие со дня открытия вирусов Д.И. Ивановским.
Открытие и появление новых видов микробов, а также изменение патогенных свойств уже известных микробов вполне закономерно, так как, с одной стороны, совершенствуются методы микробиологии, а с другой, представители микромира эволюционируют с общими законами биологии и генетики. Только за последние 20 – 30 лет открыто новых и выявлено измененных вариантов известных микробов более трех десятков. Все они объединены в группу опасных непредсказуемых инфекций.
В будущем человека также ожидает появление новых или измененных возбудителей инфекционных болезней. Примером может служить возрастающая роль в патологии человека вирусов Т- клеточного лейкоза, вирусов гепатита, прионов и др.
Физиологический период
С момента обнаружения микробов, естественно, возник вопрос не только об их роли в патологии человека, но и об устройстве, биологических свойствах, процессах жизнедеятельности, экологии и т.д.
Поэтому с середины XIX века началось интенсивное изучение физиологии бактерий. Этот период, который начинался с XIX века и продолжается до наших дней, условно был назван физиологическим периодом в развитии микробиологии.
Большую роль в этот период сыграли работы выдающегося французского ученого Луи Пастера (1822 – 1895). Будучи химиком по образованию, обладая широкой эрудицией, талантом экспериментатора и мудростью организатора науки, Л. Пастер сделал ряд принципиальных основополагающих открытий во многих областях науки, что позволило ему стать основоположником ряда наук: микробиологии, биотехнологии, дезинфектологиии, стереохимии.
Л. Пастер открыл:
1. Природу брожения;
2. Анаэробиоз;
3. Опроверг теорию самозарождения;
4. Обосновал принцип стерилизации;
5. Разработал принцип вакцинации и способы получения вакцин.
В 26 лет Л. Пастер защитил докторскую диссертацию «О мышьяковистых соединениях калия, натрия и аммиака», в которой он доказал, что при выращивании грибов усваиваются лишь определенные стереоизомеры. Таким образом, Л.Пастер стал основоположником стереохимии.
До Пастера господствовала химическая теория брожения Либиха. Пастер сделал открытие, доказав, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксусное) – это биологическое явление, которое вызывается микробами и их ферментами, т.е. Пастер стал основоположником биотехнологии.
До Пастера бытовала теория самозарождения всего живого, т.е. считалось, что животные не только происходили друг от друга, но и возникают самопроизвольно (лягушки рождаются из ила и т.д.). Таким образом, сомозарождались и микробы. Пастер своими опытами опроверг это положение. Он доказал, что если стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, которая сообщается с воздухом через спиральную стеклянную трубку, то бульон не прорастет, так как бактерии с частицами пыли из воздуха будут осаждаться на изогнутых частях спиральной трубки и не попадут в бульон.
Пастер доказал также, что некоторые бактерии не просто не переносят кислород, но живут и размножаются именно только в бескислородной среде. Таким образом, было открыто явление анаэробиоза, а группа микробов получила название анаэробов.
Доказательство роли микробов в ферментативных процессах привело Пастера к решению ряда практических задач, в частности к разработке способа борьбы с болезнями вина путем прогревания его при 50 - 60˚С с целью уничтожения бактерий. Этот способ, названный затем пастеризацией, широко используется в наши дни в пищевой промышленности.
Значительный вклад в развитие микробиологии в этот период внес немецкий бактериолог Роберт Кох (1843 – 1910), который предложил окраску бактерий, микрофотосъемку, способ получения чистых культур, а также знаменитую триаду Генле – Коха по установлению этиологической роли микробов в инфекционных заболеваниях. Согласно триаде, для доказательства роли микробов в возникновении специфической болезни необходимы три условия:
1. Чтобы микроб обнаруживался только у больного и не обнаруживался у здоровых людей и больных другими болезнями;
2. Должна быть получена чистая культура микроба;
3. Микроб должен вызвать аналогичное заболевание при заражении животных.
Эти принципы до Коха выдвигал Генле, Кох их сформулировал и развил. В наше время эта триада имеет относительное значение, так как иногда трудно воспроизвести болезнь у животных (например, ВИЧ-инфекция) и нередко возбудитель обнаруживается у здоровых лиц (носительство).
Таким образом, изучение биологических и физиологических свойств микроорганизмов с конца XIX в. и в течение всего XX в. привело к познанию глубинных процессов жизнедеятельности бактерий, вирусов и простейших.
Иммунологический период
Этот период в развитии микробиологии связан прежде всего с именами французского ученого Л. Пастера, российского биолога И.И. Мечникова (1843 – 1916) и немецкого химика Пауля Эрлиха (1854 – 1915). Этих ученых с полным правом можно назвать основоположниками иммунологии.
Л. Пастера открыл и разработал принцип вакцинации, И.И. Мечников – фагоцитарную теорию, П. Эрлих высказал гипотезу об антителах и развил гуморальную теорию иммунитета.
Следует отметить, что более 200лет назад английский врач Эдуард Дженнер (1749 – 1823) нашел способ создания невосприимчивости к возбудителю натуральной оспы путем прививки человеку вируса коровьей оспы. Это было величайшое открытие, но оно носило эмперический характер. И только Л. Пастер научно обосновал принцип вакцинации, способ получения вакцин и распросранил его на многие страны. Летом 1886 г. в Одессе и Перми начали работать созданные И.И. Мечниковым и его талантливым учеником Н.Ф. Гамалеей первые пастеровские станции.
Благодарное человечество за сделанные открытия на средства, собранные по международной подписке, в 1888 году построило в Париже Пастеровский институт, который работает и в наши дни. В Пастеровском институте работали такие ученые, как алеей первые пастеровскым учеником Н.И.. полученлю натуральной оспы человека путем прививки человекутных (например, ВИЧ-инфе И.И. Мечников, Э. Ру, А. Кальмет (создал вакцину ВЦЖ), А.М. Безредка (предложил метод десенсибилизации), Ж. Борде (иммунохимик), Г. Рамон (разработал метод получения анатоксинов) и многие другие.
Огромный вклад внес И.И Мечников, который за разработку теории фагоцитоза в 1908 году получил Нобелевскую премию. Кроме того, И.И Мечников увлекался процессами старения, ролью нормальной микрофлоры человека, его по праву считают родоначальником геронтологии и учения о дисбактериозах. Оппонент И.И. Мечникова, П. Эрлих за гуморальную теорию иммунитета также был удостоин в1908 году Нобелевской премии.
В 1900 году Р. Кох открыл гиперчувствительность замедленного типа, в 1902 – 1905 гг. Ш. Рише, Ж. Портье, Г.П. Сахаров описали гиперчувствительность немедленного типа, в 1950-х годах открыта толерантность к антигенам (П. Медовар, М. Гашек), иммунологическая память (Ф. Бернет). В это же время изучена структура иммуноглобулинов (Р. Портер и Э. Эдельман), открыт интерферон (А. Айзекс и Ж. Линдеман) и другие иммуномодуляторы. Кроме того, многочисленные исследования были посвящены изучению лимфоцитов и их роли в иммунитете, кооперативным взаимодействиям клеток и т.д.
Иммунология в середине XX века оформилась как самостоятельная наука, имеющая цели, задачи, структуру и классификацию.
Молекулярно-генетический период
Развитие во второй половине XX века молекулярной биологии, генетики, генной и белковой инженерии и других наук дало толчок к развитию молекулярных и генетических аспектов микробиологии.
В этот период была расшифрована молекулярная структура бактерий и вирусов, строение и состав их генома, факторы патогенности и факторы иммунной защиты.
Расшифровка генов бактерий и вирусов, их синтез позволили искусственно создать рекомбинантные ДНК и получать на их основе рекомбинантные штаммы микроорганизмов, которые широко используются для получения биологически активных веществ (гормонов, лекарственных средств, пищевых белков, сахаров и т.д.). Генная инженерия позволила получить вакцинные и диагностические препараты (вакцина против гепатита В, моноклональные антитела и др.).
Разрабатывается иммуногенетика, целью которой является генопрофилактика и генотерапия иммунодефицитов. Широко применяется в микробиологии генодиагностика (полимеразная цепная реакция).
Большие успехи достигнуты в изучении системы гистосовместимости, что решило проблемы в трансплантологии при пересадке органов и тканей, проблемы несовместимости матери и плода в акушерстве и гинекологии.
Эволюцию претерпела химио- и антибиотикотерапия инфекционных болезней. Создано огромное количество противовирусных и антибактериальных препаратов.
Таким образом, достижения в микробиологии и иммунологии не только обеспечили успехи в борьбе с инфекционными заболеваниями, но и открыли новые пути и методы диагностики и терапии неинфекционных болезней.