<<
>>

МИКРОБИОЛОГИЯ И ЕЕ РАЗВИТИЕ

Микробиология выделилась в самостоятельную научную дисциплину из поро­дившей ее науки биологии. Любая отрасль знаний лишь тогда может считаться наукой, когда она имеет свой предмет изучения и свои, присущие ей, методы иссле­дования.

Предметом изучения микробиологии является особый мир существ, неви­димых невооруженным глазом, величина которых колеблется от нескольких нм до 0.1-1 мм. Отсюда возникло и название науки «Микробиология», которое состоит из сочетания греческих слов micros - малый, bios - жизнь, logos - учение.

Таким образом микробиология является наукой, изучающей жизнь и разви­тие мельчайших организмов - микроорганизмов - в их единстве со средой оби­тания.

В связи с той огромной ролью, которую микроорганизмы играют в природе, за­дачи микробиологии весьма многообразны. Происходит постоянная дифференциация ее на самостоятельные научные разделы и дисциплины. В настоящее время самостоя­тельное значение имеют общая микробиология - изучает общие закономерности функционирования микроорганизмов, промышленная микробиология - важнейший раздел современной биотехнологии, сельскохозяйственная микробиология, космиче­ская микробиология, санитарная микробиология, ветеринарная микробиология и ме­дицинская микробиология.

Предмет медицинской микробиологии - это болезнетворные (патогенные) микроорганизмы, вызывающие заболевания у человека, а также непатогенные мик­роорганизмы, находящиеся в организме человека и в окружающей среде и имеющие значение для его здоровья.

Задачи медицинской микробиологии:

- диагностика с помощью микробиологических методов инфекционных заболе­ваний, носительства, обнаружение патогенных возбудителей в организме и во внеш­ней среде;

- санитарно-бактериологический контроль микробного загрязнения пищевых продуктов, лекарственного сырья, воды, почвы, помещений и других объектов;

- разработка специфических препаратов для профилактики и лечения инфекци­онных заболеваний.

В своем развитии микробиология прошла длительный и сложный, но весьма успешный и плодотворный путь.

Начиная с ранних этапов становления науки, врачи и естествоиспытатели стре­милисьвыяснить причины инфекционных болезней. Еще древние ученые Гиппократ, Лукреций, Плиний, Гален высказывали гипотезы о живой природе возбудителей за­разных заболеваний. Авиценна считал, что причиной возникновения заразных болез­ней являются невидимые глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воду и воздух.

Голландский ученый А. Левенгук(1632-1723) был первым, кто увидел и описал микробы. С помощью простой лупы, дающей увеличение в 160-300 раз, он наблюдал

простейших, эритроциты, сперматозоиды. В 1678 г. А. Левенгук опубликовал письма об animalcula viva- «живых зверьках», которых он обнаружил в воде, различных настоях, испражнениях, зубном налете и зарисовал. В 1695 г. им издан труд «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком». Этот период был чисто морфологиче­ским, т.к. описывались лишь общая форма микроорганизмов.

Русский врач Д.С. Самойлович(1742-1810) высказал мысль о том, что «...чума вызывается особливым и совсем отменным существом». Наблюдая за чумой, он при­шел к выводу, что для предупреждения заболеваний следует вводить в организм ослабленное заразное начало. Для доказательства правильности своего предположе­ния, Самойлович самоотверженно произвел опаснейший опыт, привив себе в 1771 г. заразный материал, взятый от человека, выздоравливающего от бубонной формы чу­мы. Одна из главных научных заслуг Д.С. Самойловича - идея о возможности созда­ния искусственного иммунитета против чумы с помощью прививок. За глубокое изу­чение вопросов борьбы с чумой Д.С. Самойлович был избран почетным членом 12 западноевропейских академий наук.

В это же время (конец 18 - начало 19 в.в.) английский врач Э. Дженнер опубли­ковал свои наблюдения о результатах прививок против оспы. Он доказал, что привив­ки людям коровьей оспы предохраняют их от заражения натуральной оспой. Откры­тие Э.

Дженнера вооружило медицину могущественным средством для успешной борьбы с этой болезнью.

В первой половине XIX века были выявлены первые микроорганизмы - возбуди­тели инфекционных заболеваний. В 1839 г. И. Шенлейн установил, что фавус (парша) вызывается болезнетворным грибом, в 1843 г. Д. Гурбиобнаружил возбудителя три­хофитии (стригущего лишая), в 1849-1854 гг. А. Поллендером, К. Давеном и Ф.А. Брауэллем был описан возбудитель сибирской язвы.

Во второй половине XIX века появились более усовершенствованные микроско­пы, намного улучшилась техника микроскопирования. В изучении микроорганизмов стали уделять внимание биохимическим процессам - способности микробов фермен­тировать органические вещества.

Второй период развития микробиологии как самостоятельной биологической науки связан с именем гениального французского ученого, химика и микробиолога Л. Пастера(1822-1895). Л. Пастер установил, что процессы брожения вызываются мик­роорганизмами, причем каждый вид брожения - определенным видом. Им было вы­яснено, что гниение - результат жизнедеятельности микроорганизмов. Большое зна­чение имели работы Пастера о болезнях вина и пива, шелковичных червей, вызван­ных микроорганизмами. Он предложил и метод их предупреждения, названный позд­нее «пастеризацией» (прогревание при 600С).

Исследования Пастера о возбудителях куриной холеры, сибирской язвы, бешен­ства положили начало применению прививок.

Л. Пастер разработал методику исследований, обеспечивающую предохранение питательных сред от попадания в них микробов.

Благодаря открытиям Пастера хирургия обогатилась совершенными методами борьбы с нагноительными процессами ран. Английский хирург Д. Листер ввел в хи­

рургию принцип антисептики (обеззараживание ран химическими дезинфицирующи­ми веществами).

Большое значение в развитии медицинской микробиологии имели открытия немецкого ученого Р. Коха(1843-1910), который обогатил микробиологию более со­вершенными методами исследования. Им и его учениками в практику лабораторной техники были введены плотные питательные среды (картофель, желатин, свернутая сыворотка, мясопептонный агар), анилиновые красители, иммерсионная система, микрофотографирование, методика исследования микробов в живом виде, известная под названием «висячая капля».

Р. Кох произвел подробное исследование раневых инфекций, разработал способ выделения в чистой культуре патогенных бактерий. Исследования специфических возбудителей позволили ему экспериментально подтвердить критерии развития ин­фекционных болезней, ранее сформулированные Генле. В настоящее время они из­вестны как «триада Генле-Коха»:

Должен быть обнаружен микроорганизм в каждом случае конкретного инфек­ционного заболевания.

Такой микроорганизм не выявляется при других болезнях как случайный и не­патогенный паразит.

После изоляции из организма больного и выделения чистой культуры патоген­ный микроорганизм должен вызвать аналогичное заболевание у восприимчивого жи­вотного.

Эти постулаты позволили конкретизировать инфекционные заболевания, хотя в настоящее время стало ясно, что не все они соответствуют инфекциям человека (в частности пункт 3).

Благодаря усовершенствованию техники и методики микробиологических ис­следований, Р. Кох окончательно установил этиологию сибирской язвы (1876), от­крыл возбудителей туберкулеза (1882), холеры (1883) и получил из культур туберку­лезных микобактерий туберкулин (туберкулин Коха).

В ходе исторического развития микробиологии возникли и стали бурно разви­ваться новые биологические науки - иммунология, вирусология, учение об антибио­тиках.

Выдающийся русский ученый И.И. Мечников вместе с П. Эрлихом считается ос­новоположником иммунологии. Кроме того, много внимания И.И. Мечников уделял выяснению причин преждевременного старения и борьбе за долголетие человека. Им было заложено начало учения об антагонизме микробов, впоследствии использован­ного при получении антибиотиков. Совместно с французским микробиологом Э. Ру в 1903 г. И.И. Мечников разработал метод воспроизведения экспериментального сифи­лиса.

И.И. Мечников был организатором первой в России бактериологической станции в Одессе. Им была создана большая школа микробиологов (Г.Н. Габричевский, А.М. Безредка, И.Г. Савченко, Л.А. Тарасевич, Н.Ф. Гамалея, Д.К. Заболотный, Н.Я. Чи- стович и Ф.Я. Чистович).

В 1888 г. французские ученые Э. Ру и А. Иерсен установили, что возбудитель дифтерии продуцирует биологический яд (токсин), и выяснили его значение в разви­

тии болезни. Немецкий ученый Э. Беринг(1890 г.) и японский исследователь С. Ки- тазато путем повторных введений животным небольших доз столбнячного или диф­терийного токсина изготовили соответствующие иммунные сыворотки, предохраня­ющие животных от смертельного отравления токсинами. Э. Ру в институте Пастера получил противодифтерийную сыворотку и применил ее для лечения детей, больных дифтерией. В России противодифтерийная сыворотка была изготовлена Г.Н. Габри­чевским в 1894 г.

Эти открытия послужили основой для приготовления лечебных сывороток про­тив ботулизма, газовой анаэробной инфекции, укуса ядовитых змей и др.

Немецкий исследователь П. Эрлих (1854-1915) создал теорию гуморального им­мунитета, вокруг которой возникла длительная и упорная борьба мнений, разделив­шая ученых на два лагеря: сторонников П. Эрлиха и его противников во главе с И.И. Мечниковым. Эта полемика вызвала бурный поток исследований вопросов иммуни­тета и привела к большим практическим результатам: были разработаны более со­вершенные лабораторные методы диагностики инфекционных болезней, получены вакцины против брюшного тифа, холеры, чумы и других болезней. Благодаря широ­кой дискуссии было установлено, что невосприимчивость к инфекционным заболева­ниям зависит как от клеточного, так и от гуморального иммунитета. В 1908 г. за раз­работку учения об иммунитете И.И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобе­левская премия.

12 февраля 1892 г. Д.И. Ивановский на заседании Российской Академии наук со­общил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Очень скоро выяснилось, что вирусы вызывают заболевания не только у растений, но и у человека, животных, бактерий.

В ХХ веке были проведены весьма важные исследования в области специфиче­ской профилактики заразных болезней. В 1924-1925 гг. Г. Рамон разработал метод из­готовления анатоксинов (обезвреженных формалином токсинов), с помощью которых стали успешно проводиться прививки против дифтерии и столбняка. Были получены вакцинные препараты из живых, но ослабленных возбудителей против туберкулеза (А. Кальметт и Ш. Герен,1919), чумы (Г. Жирар и Ж. Робик,1931), желтой лихорад­ки (М. Тейлер,1936), туляремии (Н.А. Гайский, Б.Я. Эльберт,1939-1942), полиомие­лита (А. Себин,1954-1958).

Совершенствование уже известных бактериологических методов позволило вы­делить новые патогенные бактерии - бледную спирохету, лептоспиры, боррелии, риккетсии, хламидии и др. Были открыты фильтрующиеся инфекционные агенты - вирусы, L-формы бактерий, микоплазмы. Более интенсивно развивались прикладные аспекты иммунологии: были разработаны многие диагностические реакции (Вассер­мана, Видаля, Вейля-Феликса и др.)

Второй важной вехой этого периода явились становление и первые сенсацион­ные успехи химиотерапии инфекционных болезней. Ее основные принципы заложили П.Л. Романовский и П. Эрлих, которого считают основоположником химиотерапии. Первым истинно этиотропным препаратом явился сальварсан - 606-е производное атоксила, изученное Эрлихом. Позднее были синтезированы синтетические аналоги хинина, первые сульфаниламиды и антибиотики.

Создание электронного микроскопа сделало видимым мир вирусов и макромоле­кулярных соединений. На бактериях О. Эвери, К. Маклеод и М. МакКарти доказали роль ДНК в передаче наследственных признаков. Расшифровка основных принципов кодирования генетической информации в ДНК бактерий, а также универсальность генетического кода бактерий и вирусов позволили установить общие молекулярно­генетические закономерности, свойственные высшим организмам. Расшифровка ге­нома кишечной палочки сделала возможными искусственное конструирование генов и пересадку отдельных генов из одних клеток в другие. Исследования в области мо­лекулярной вирусологии показали способность вирусной ДНК встраиваться в геном чувствительной клетки, а также позволили идентифицировать различные вирусы на уровне молекулярной структуры.

Одновременно произошла существенная переоценка классических понятий в иммунологии: возникли представления о структуре и функциях иммунной системы, объединившие концепции инфекционной и неинфекционной иммунологии. Были установлены основные популяции иммунокомпетентных клеток и их функции; выяс­нены закономерности развития аутоиммунопатологии и иммунологической толерант­ности. В медицинскую практику прочно вошли понятия об иммунодефицитах и реак­циях гиперчувствительности. Восьмидесятые годы XX века завершились окончатель­ным доказательством правоты клонально-селекционной теории генетического кон­троля иммунных реакций, предложенной Ф. Бернетом в 1957 г.

На пороге XXI века микробиология составляет одно из основных направлений медицины. В настоящее время ежегодно открывают два-три новых вида микроорга­низмов. Спектр новых возбудителей достаточно широк и включает вирусы, бактерии, грибы и паразитарные микроорганизмы.

Можно без преувеличения сказать, что в настоящее время нет ни одной меди­цинской дисциплины, прогрессу которой не способствовали бы открытия в области микробиологии.

Большая заслуга в развитии микробиологии принадлежит российским ученым. Современник Л. Пастера и И.И. Мечникова Л. С. Ценковский в своих исследованиях указал на сходство бактерий с микроскопическими сине-зелеными водорослями. В 1883 г. он получил высокоэффективную, устойчивую вакцину, которая в течение бо­лее 60 лет использовалась для профилактики сибирской язвы среди сельскохозяй­ственных животных.

В конце XIX века возникла сельскохозяйственная микробиология, основателем которой был С.Н. Виноградский. В 1890 г. он открыл нитрифицирующие бактерии и изучил их значение в круговороте азота в природе.

Большую роль сыграли русские ученые в развитии медицинской протозоологии. Ф.А. Леш наблюдал в 1875 г. в испражнениях больного дизентерией амебы, которые Ф. Шаудин идентифицировал как Entamoeba coliи Entamoeba histolytica.В 1898 г. П.Ф. Боровский открыл возбудителя кожного лейшманиоза.

В 1892 г. ближайший сотрудник И.И. Мечникова Н.Ф. Гамалея(1859-1949) об­наружил явление спонтанного растворения микробов, которое, как было установлено Ф. д'Эреллем, обусловлено действием вируса бактерий - бактериофагом.

Под руководством И.И. Мечникова Н.Ф. Гамалея участвовал в создании первой бактериологической станции в России и второй в мире пастеровской станции. Его ис­следования посвящены изучению инфекции и иммунитета, изменчивости бактерий, профилактике сыпного тифа, оспы, чумы и других болезней.

Деятельность многих русских исследователей характеризуется примерами само­пожертвования как в научной, так и в практической работе. Исключительный героизм проявили И.А. Деминский, М.А. Лебедева, В.И. Турчинович-Вижникевич, И.В. Мамон­тов и др., которые заразились во время работы по изучению чумы и погибли от этой инфекции.

В 1876 г. Г.Н. Минх и О.О. Мочутковский в опытах на самих себе установили за­разность возвратного и сыпного тифа и пришли к заключению, что эти болезни пере­даются кровососущими насекомыми.

Основоположнику московской микробиологической школы Г.Н. Габричевскому (1860-1907) принадлежат труды по исследованию скарлатины, дифтерии, чумы и дру­гих инфекций. Он организовал в Москве производство противодифтерийной сыво­ротки и успешно применил ее для лечения детей, больных дифтерией.

Д.К. Заболотный(1866-1929), В.К. Высокович изучали эпидемиологию чумы. Они доказали лечебное действие противочумной сыворотки, научно обосновали эпи­демиологическую роль сурков в образовании природных очагов чумы; установили токсическое действие сывороток крови больных сифилисом на трепонемы.

Марциновский Е. И. провел исследования по борьбе с малярией, лейшманиозом, клещевым возвратным тифом, бруцеллезом, москитной лихорадкой; Л.А. Тарасевич изучал механизм действия ферментов фагоцитов, эффективность прививок против туберкулеза, методы борьбы с сыпным тифом и другими болезнями; И.Г. Савченко исследовал вопросы иммунитета при сибирской язве, холере и возвратном тифе, скарлатине и других инфекционных болезнях.

Зильбер Л.А.(1894-1966) с сотрудниками открыл вирус клещевого энцефалита и разработал метод профилактики этого заболевания; им сформулирована вирусно- генетическая теория происхождения злокачественных опухолей, исследованы меха­низмы трансформации нормальных клеток в злокачественные, в частности интегра­ции вирусных и клеточных геномов.

Ермольева З.В.(1898-1974) выяснила вопросы бактериофагии, профилактики хо­леры, получила впервые в СССР пенициллин. П.Ф. Здродовский(1890-1976) внес большой вклад в изучение механизмов развития малярии, бруцеллеза, менингококко­вой инфекции, дифтерии, и особенно природноочаговых риккетсиозов; В.Д. Тимаков (1905-1977) разработал средства и методы профилактики инфекционных болезней, раскрыл проблемы генетики микроорганизмов, вопросы бактериофагии; им разрабо­тан раздел, касающийся роли L-форм бактерий и микоплазм в инфекционной патоло­гии людей.

Для развития микробиологии в Беларуси важное значение имело создание круп­ных научных центров (Витебский химико-бактериологический институт, 1921; Мин­ский пастеровский институт, 1924; кафедра микробиологии медицинского факультета Белорусского государственного университета, 1923), расширение сети бактериологи­

ческих учреждений, формирование научных медицинских связей с учеными различ­ных республик и зарубежных стран.

Серьезный вклад в развитие бактериологии, вирусологии, инфекционной имму­нологии в Республике Беларусь внесли научные школы, созданные ведущими учены­ми республики Б.Я. Эльбертом и В.И. Вотяковым. Впервые в мире Б.Я. Эльберт и Н.А. Гайский разработали живую туляремийную вакцину и провели широкое испыта­ние ее на людях (1936-1945); Б.Я. Эльбертом предложен новый способ накожного применения живой туляремийной вакцины (1944), что намного упростило ее внедре­ние в практику.

Ученым Беларуси принадлежит приоритет в комплексной разработке проблем склеромы. Главными итогами проведенных исследований в 1920-30 г. (Б.Я. Эльберт, В.М. Геркес и др.) были предложены схемы классификации и дифференциации кап­сульных бактерий, изучение антигенной обособленности клебсиеллы склеромы, раз­работка схемы бактериологической и серологической диагностики склеромы.

Микробиологи Беларуси совместно с клиницистами работали над актуальной проблемой внутрибольничных инфекций и связанных с ней вопросами противомик- робных мероприятий. Разработан микробиологический мониторинг за этиологиче­ской структурой и лекарственной устойчивостью возбудителей внутрибольничных инфекций, осуществляемый в хирургических и ожоговых отделениях больниц (А.П. Красильников, А.А. Адарченко, Л.С. Змушко,1971-1996).

Начиная с 1987 г., в Беларуси ведутся работы по исследованию эпидемиологии и этиологии ВИЧ-инфекции. Белорусским НИИ эпидемиологии и микробиологии в 1989 г. впервые в СССР выделен высокопродуктивный штамм ВИЧ-1 zmb, зареги­стрированный в Национальной коллекции вирусов в Институте вирусологии им. Д.И. Ивановского. На основе его были разработаны диагностические препараты для имму- ноферментного анализа и иммуноблотинга.

II.

<< | >>
Источник: Новиков Д.К., Генералов И.И., Данющенкова Н.М. и др.. Медицинская микробиология. Витебск, 2010. 2010

Еще по теме МИКРОБИОЛОГИЯ И ЕЕ РАЗВИТИЕ:

  1. Лекция 1 Микробиология: предмет, задачи, объекты изучения. Исторические этапы развития микробиологии. Систематика, номенклатура, классификация микроорганизмов.
  2. Санитарная микробиология
  3. Лекция 30 Введение в клиническую микробиологию
  4. Лекция 14 Введение в частную медицинскую микробиологию. Пиогенные кокки.
  5. МИКРОБИОЛОГИЯ
  6. РАЗДЕЛ I. ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
  7. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
  8. РАЗДЕЛ II. ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
  9. МИКРОБИОЛОГИЯ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ
  10. РАЗДЕЛ V. КОНТРОЛЬНЫЕ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО МЕДИЦИНСКОЙ БАКТЕРИОЛОГИИ, ВИРУСОЛОГИИ, ИММУНОЛОГИИ ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
  11. РАЗДЕЛ III. ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ ПО МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
  12. Новиков Д.К., Генералов И.И., Данющенкова Н.М. и др.. Медицинская микробиология. Витебск, 2010, 2010
  13. Курс лекций по микробиологии, вирусологии, иммунологии для студентов 2-3 курсов факультета по подготовке специалистов для зарубежных стран. / Тапальский Д.В., Ильинская Т.Н., Шевцова Л.В., Лагун Л.В. — Учреждение образования «Гомельский государственный медицинский университет»,2012. — 317 с., 2012
  14. Ограничение развития устойчивости к противобактериальным препаратам
  15. РАЗВИТИЕ СТОМАТОЛОГИИ.
  16. Эмбриональное развитие матки и влагалища