Човекът е заобиколен от местообитание, определени компоненти на което не можем да видим. И тъй като освен хората и животните има и микрокосмос, който пряко или косвено влияе върху цялата околна среда, той трябва да бъде изследван. Микробиологията е наука, чиито методи и цели са насочени към изучаване на живите микроорганизми, моделите на тяхното развитие и живот, както и особеностите на взаимодействието с природата и директно с хората, е микробиологията.
Възходът на микробиологията
Като част от стандартен университетски курс, наречен "Микробиология", лекциите включват материали, свързани с историята на науката. Освен това в развитието му се откроява описателен период, който започва с изобретяването на микроскопа и разглеждането на първите бактерии. Тогава на науката постепенно се разкриват нови организми и тяхното значение става по-разбираемо за човека. В същото време, патогени, които причиняват човешки заболявания, бяха допълнително открити.
Период от1880 до 1890 г., която се счита за „златния век“на микробиологията, белязана от най-голям брой открития по това време. И заслугата на Робърт Кох (на снимката по-долу), който разработи методи за изолиране на микроби от огнища, не може да бъде пренебрегната. Впоследствие вече са разработени други методи за откриване на микроорганизми. Техните свойства и роля в биоценозите, както и в човешкия живот, бяха проучени по-подробно.
Приносът на учените към развитието на науката
Първият учен, който се опита да систематизира организмите на микросвета, е Ото Фридрих Мюлер. Той идентифицира 379 отделни вида микроорганизми. Той ги разпределил в определени класове. Микробиологията, санитарните условия и епидемиологията все още не са били въведени в практиката и микробите вече са били разбирани като отделни организми, живеещи в свят, недостъпен за човешкото око.
Изследванията на Луи Пастьор и Робърт Кох помогнаха да разпознаем този свят и да научим повече за него. Последният успя да разработи принципите за изолиране на микроорганизми от тестовия материал, взет от болни хора, а Пастьор (заедно с Кох) стигна до заключението, че микробите са причинителите на инфекциозни патологии. Между другото, във време, когато инфекциите са имали най-значителен принос за общата заболеваемост, ролята на тези изследвания беше много важна.
Вече след това се появяват много нови имена в историята на науката. Така се развива микробиологията. Учените дадоха огромен принос за тази велика кауза, прославяйки имената си. Като пример можем да посочим такива изследователи като M. V. Бейеринк, С. Н. Виноградски, Г. Х. Грам, И. И. Мечников, Д. И. Ивановски, Л. С. Ценковски, Е. А. Беринг, З. А. Ваксман, А. Калмет, Р. Ф. Пейтън и др. Разбира се, това не е пълен списък на светилата на науката и още повече, че не бихме могли да опишем всичките им достойнства в рамките на статията. Курс, наречен "Микробиология" (лекции и практически упражнения), разглежда подробно много от резултатите от изследванията на тези учени.
Разработени области на микробиологията
На настоящия етап от развитието на всяка наука се усъвършенстват изследователските методи, което означава, че има възможности за по-пълно изследване на определени микроорганизми и техните характеристики. В резултат на това се правят открития, които позволяват косвено или пряко да се прилагат знания за микробите във всяка индустрия. Поради тази причина микробиологията не е само теоретична област на знанието. Това е наука с някои клонове:
- обща микробиология;
- медицински (микология, бактериология, вирусология, протозоология);
- ветеринар;
- индустриален;
- селскостопански;
- отрасъл по санитарна микробиология;
- водна микробиология.
Медицинската микробиология е цялостна наука, включваща микология, бактериология, протозоология, вирусология, санитария и имунология. Разработени са методи за идентифициране на патогени на инфекциозни заболявания и използване на ефективни лекарства за тяхното лечение, за предотвратяване на заболявания, които преди това са довели до пандемии с огромна смъртност.
Имунологията поради сложността на биохимичните процеси на имунитета почти се разклонява от микробиологията в отделна наука. Днес се комбинира с онкология и алергология. В същото време други клонове на микробиологията са не по-малко важни: те ни позволяват да оценим перспективите за използване на микроби в генното инженерство, да предложим развитието на климата и биоценозите на океана и сушата. Също така важно е потенциалното използване на микроорганизми в селското стопанство за контрол на вредителите или за увеличаване на добивите.
Цели на микробиологията
Всеки отделен клон на микробиологията има свои собствени цели и методи, които позволяват тяхното постигане. По-специално, медицинската микробиология има за цел да изучава максималния възможен брой патогенни и опортюнистични микроорганизми, тяхното взаимодействие с човешкото тяло, както и възможни начини за противодействие на контакта с инфекции и тяхното лечение.
Подобряване на микробната диагностика, елиминиране на огнища на патогенна микрофлора в биосферата, както и ваксинална профилактика допълват методите на медицинската микробиология. В същото време, поради липса на финансиране и поради възможен риск от нарушаване на процесите в биоценозите, все още не е възможно напълно да се отървем от патогени на инфекциозни заболявания. Въпреки това, дори на настоящия етап, санитарно-хигиенните, микробиологията и имунологията могат значително да намалят броя на подобни патологии и техните усложнения.
Индустриалната микробиология има за цел да изучава свойствата на микробите, които могатприлага се на различни етапи на производство. По-специално, най-обещаващите области на подобни научни разработки са използването на бактерии за разлагане на промишлени отпадъци. В селскостопанската микробиология целта е потенциалното приложение на малки организми за увеличаване на добивите и евентуално контрол на вредители и плевели.
Ветеринарната микробиология, подобно на медицинската микробиология, изучава патогени при животните. Методите за откриване на заболявания, тяхното диагностициране и лечение при нашите по-малки приятели са толкова актуални, колкото и при хората. Водната микробиология се занимава с изучаването на състава на микроорганизмите в океаните с цел систематизиране на знанията и тяхното потенциално приложение в индустрията или селското стопанство.
Санитарната микробиология изучава хранителните продукти и открива микроби в тях. Целта му остава да усъвършенства методите, които позволяват да бъдат тествани партиди хранителни продукти. Втората задача е противодействие на епидемиите от инфекциозни заболявания и оптимизиране на условията за престой на хората в различни институции, които са опасни от гледна точка на епидемията от контактни инфекции.
Обща микробиология
Общата микробиология е наука, чиито методи ви позволяват да изучавате всякакви микроорганизми в различни местообитания. Това е основната индустрия, която предоставя получената информация на промишлената, селскостопанската, ветеринарната и медицинската микробиология. Тя изучава бактериите и техните семейства, способността на микроорганизмите да се развиват върху различни хранителни среди, моделите на заселване на определени климатични условия.зони.
Дейфът на гени също е един от основните интереси на бактериолозите, тъй като този механизъм позволява на бактериите да придобият нови способности за кратки периоди от време. Една от най-нежеланите е антибиотичната резистентност. Появата на нови щамове бактерии, резистентни към определено антимикробно лекарство, значително усложнява задачите на медицинската микробиология.
Но това не е всичко. Общата микробиология е наука за вируси, гъбички и протозои. Това е и доктрината за имунитета. В съответствие с определени интереси бяха обособени и отделни клонове на науката: вирусология, микология, протозоология, имунология. Новите данни, получени по време на изследването на щамове бактерии, гъбички и вируси, ще бъдат приложени във всеки друг клон на микробиологията и са от известно значение.
Бактериология
Царството на бактериите се счита за най-многобройното сред всички останали, изучавани от микробиологията. Поради това темите за изследване на бактериите са най-тесни. Приписването на определен организъм към един вид изисква задълбочено проучване на неговата морфология и биохимични процеси. Например, много бактерии от чревната група ферментират глюкозата и се причисляват към конкретна група въз основа на този критерий.
От определена общност от организми ще бъде допълнително изолиран щам - чиста бактериална култура. Всички негови индивиди ще се характеризират с един и същ генетичен материал, същият като този на други представители на същия вид. И най-важното е, че всички тези бактерии ще го направятсе държат по същия начин сред населението, живеещо в тази среда. При други условия същата култура свободно мутира и се адаптира, поради което се образува нов щам. Може да се различава в различен набор от ензими и фактори на вирулентност. Следователно способността му да причинява заболяване ще бъде различна.
Вирология
Сред всички живи организми вирусите са най-нетипичните. Те са дефектни, не са способни на метаболизъм и за размножаване са избрали тактиката на паразитизъм. Важно е, че това са и най-невероятните патогени от всички, които микробиологията (вирусологията) изучава. Имунологията също се занимава с изучаване на вируси, защото много от тях могат да потиснат имунната система и да причинят рак.
Вирусите са много прости организми с все още не напълно разбрани механизми на функциониране. Те не могат да метаболизират хранителните вещества, но остават живи. Тъй като нямат структури, отговорни за живота, те все още съществуват. Освен това вирусът може да се разглежда като генетичен материал с механизми за въвеждането му в клетките, където ще се осъществи възпроизвеждане.
Очевидно е, че този механизъм на въвеждане и размножаване е "проектиран" по такъв начин, че да заобиколи всички възможни защитни бариери на клетката. Пример за това е вирусът ХИВ, който въпреки мощната защита на имунната система лесно и просто заразява човек и води до имунодефицит. Затова микробиологията и имунологията трябва съвместно да се справят с този проблем, като търсят начини за решаването му. НОтъй като вирусите стават по-способни поради удивителната скорост на мутация, механизмите за борба с тези патогени трябва да бъдат разработени възможно най-бързо.
Микология
Микологията е клон на общата микробиология, който изучава плесени. Тези организми са склонни да причиняват болести при хора, животни и култури. Плесените развалят храната и поради факта, че могат да образуват спори, те са практически неуязвими. Въпреки това, въпреки че имат малък брой фактори на вирулентност и се възпроизвеждат доста бавно, техният принос към общата заболеваемост е малък.
Гъбичките остават най-приспособените организми да живеят в най-екстремните условия на сушата. Те рядко живеят под вода, но виреят в условия на средна до висока влажност. И, забележително, гъбичките растат по корпусите на космическите кораби в околоземни орбити, а също така обитават корпуса на повредения реактор на атомната електроцентрала в Чернобил. Предвид огромната устойчивост на тези микробни контролни фактори, микробиологията на храните и санитарните условия трябва да се развиват по-активно. Това трябва да бъде улеснено от развитието на микологията и други клонове на общата микробиология.
Протозоология
Микробиологията също изучава протозоите. Това са едноклетъчни организми, които се различават от бактериите по по-големия си размер и наличието на клетъчно ядро. Поради присъствието си те са по-приспособени към стационарни условия на околната среда.среда, а не динамично променяща се. Те обаче могат да причинят болести не по-малко от другите.
Според статистика, предоставена от СЗО, около една четвърт от всички случаи на заболяване се дължат на малария. Въпреки че е невъзможно да се справим напълно с него, защото има няколко вида плазмодии. Това означава, че значението на по-нататъшното изследване на всички протисти като цяло и плазмодия в частност е много голямо.
Имунология
В Научноизследователския институт по микробиология на СССР бяха проведени много изследвания на човешката имунна система. Разработките по тях все още трудно се прилагат за лечение, но вече са незаменими за диагностика. Става дума за серологична диагностика на редица инфекциозни заболявания. Именно микробиологията дължи клиничната медицина на наличието в арсенала на толкова ценен диагностичен метод.
Важно е всички отдели по епидемиология и микробиология по някакъв начин да влияят на концепцията за имунитет. И двете дисциплини използват широко ваксини. Тяхното развитие също е резултат от научната работа на имунолози и микробиолози. Те са най-ефективните превантивни мерки за ограничаване (а в някои случаи дори за премахване) на вероятността от инфекция чрез контакт с патогенен вирусен или бактериален патоген. В момента се разработват ваксини срещу ХИВ и вируси, които причиняват рак.
Методология на микробиологията
Да се изследва определен микроорганизъм означава да се определят особеностите на неговата морфология, да се оцени пълнотата на биохимичните реакции, на които е способен, да се разпознае неговата РНК,присвоете на определено царство и назовете щама. Това е количеството работа, която трябва да се свърши при отваряне на нова реколта. Ако микробът вече е известен (определя се от характеристиките на ферментацията на субстратите на хранителните среди или от клетъчната стена), тогава се изисква да се припише на специфичен щам. Всяка от тези задачи изисква стандартизирани методи и определено оборудване.
Медицинската микробиология също има свои задачи: да открие причинителя на заболяването в биологични течности и тъкани, които са мишени за вирулентни инфекции, да идентифицира наличието на патоген чрез серологични маркери, да определи чувствителността на човек към определени заболявания. Тези задачи се решават с микробиологични, микроскопични, биологични, серологични и алергични методи.
В учебника, наречен "Микробиология", Воробьов А. В. описва, че микроскопията е основен, но не и основен метод за изследване на микроба. Тя може да бъде светла, електронна, фазово-контрастна, тъмно поле и флуоресцентна. Авторът също така посочва, че културата се счита за най-важния микробиологичен метод, който позволява отглеждането на колония от микроби, открити в биологичните течности и среди на пациента.
Културните методи могат да бъдат вирусологични и бактериологични. Най-често изследването изисква кръв, урина, слюнка, храчки, цереброспинална течност. От тях можете да изолирате организма и да го посеете върху хранителна среда. Това е необходимо за диагностициране, тъй като концентрацията на микроби в биологичния материал е много ниска икултурният метод ви позволява да увеличите обема на патогенната флора.
В учебника по дисциплината "Микробиология" Воробьов А. В. със съавтори описва биологичните методи за изследване на микробите. Те се основават на изолирането на специфични токсини, характерни или за група бактериални видове, или само за един щам. Алергичните методи са свързани със свойството на бактериалните токсини да предизвикват алергии (или сенсибилизация) в макроорганизма при инфектиране. Пример за това е тестът на Манту. Серологичните методи от своя страна са реакции със специфични антитела и антигени на бактерии. Това ви позволява бързо и точно да определите наличието на микроб в тъкан или течен материал, взет от пациент.
Голям напредък в медицинската микробиология
Микробиологията е важна наука за практическата медицина, която за краткото си съществуване е спасила огромен брой животи. Най-показателният пример е откриването на микроби, отговорни за инфекциозните заболявания. Това направи възможно получаването на първия антибиотик. Благодарение на него огромен брой войници бяха спасени от инфекция на рани.
Впоследствие употребата на антибиотици започна да се разширява и днес това позволява сложни операции. Като се има предвид, че много инфекции не могат да бъдат излекувани без употребата на антибиотици, тяхното присъствие просто преобръща всички лекарства с главата надолу и прави възможно спасяването на много животи. Това постижение е наравно с ваксиналната профилактика, която също позволиспасява много пациенти от вируса на полиомиелит, хепатит В и едра шарка. И сега се разработват имунологични методи за борба с рака.
