Pintu masukMesej mengenai sejarah perkembangan mikrobiologi. Peringkat utama dalam pembangunan mikrobiologi
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN SAINS REPUBLIK KAZAKHSTAN
UNIVERSITI NEGERI KAZAKHSTAN TIMUR DIBERI NAMA S.AMANZHOLOVA
Jabatan Biologi
ABSTRAK
Disiplin: "Biologi dan pembangunan mikroorganisma dan virus"
Mengenai topik: "Sejarah perkembangan mikrobiologi"
Diisi oleh: pelajar kumpulan UBG-09 (A)
Grushkovskaya D., Fefelova N.
Disemak oleh: Kalenova K.Sh.
Ust-Kamenogorsk, 2011
Pelan:
Pengenalan………………………………………………………………………………3
1. PENEMUAN MIKROORGANISMA……………………………………………………………… …4
2. TEMPOH DESKRIPTIF (MORFOLOGI) DALAM PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI (AKHIR ABAD 17 – PERTENGAHAN ABAD 19)…………………..5
2.1.Perkembangan idea tentang sifat proses penapaian dan pereputan……5
2.2.Perkembangan idea tentang sifat mikrob penyakit berjangkit………………………………………………………………………… …………………….7
3. ZAMAN FISIOLOGI (PASTERIAN) (SETENGAH KEDUA ABAD KE-19)……………………………………………………………………………….8
3.1. Aktiviti saintifik Louis Pasteur……………………………………………………8
3.2. Perkembangan mikrobiologi pada separuh kedua abad ke-19………………………………10
4. PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI PADA ABAD KE-20……………………………………15
Kesimpulan..................... ................................ ................................... ................ ... .......... 18
Kesusasteraan.......................... ....................... .......... ................................. ...... ............. .......... 19
PENGENALAN
Mikrobiologi ialah sains yang mengkaji struktur, sistematik, fisiologi, biokimia, genetik dan ekologi organisma yang bersaiz kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Organisma ini dipanggil mikroorganisma atau mikrob.
Untuk masa yang lama, manusia hidup dikelilingi oleh makhluk yang tidak kelihatan, menggunakan produk aktiviti penting mereka (contohnya, apabila membakar roti dari doh masam, menyediakan wain dan cuka), menderita apabila makhluk ini menyebabkan penyakit atau bekalan makanan yang rosak, tetapi tidak. mengesyaki kehadiran mereka. Saya tidak mengesyaki kerana saya tidak melihat, dan saya tidak melihat kerana saiz makhluk mikro ini terletak jauh di bawah had keterlihatan yang mana mata manusia mampu. Adalah diketahui bahawa seseorang yang mempunyai penglihatan normal pada jarak optimum (25-30 cm) boleh membezakan objek berukuran 0.07-0.08 mm dalam bentuk titik. Seseorang tidak dapat melihat objek yang lebih kecil. Ini ditentukan oleh ciri-ciri struktur organ penglihatannya.
Percubaan untuk mengatasi halangan semula jadi yang dicipta dan mengembangkan keupayaan mata manusia telah dilakukan sejak lama dahulu. Oleh itu, semasa penggalian arkeologi di Babylon Purba, kanta biconvex ditemui - instrumen optik paling mudah. Kanta itu diperbuat daripada kristal batu yang digilap. Kita boleh menganggap bahawa dengan ciptaan mereka, manusia mengambil langkah pertama dalam laluan ke dunia mikro.
Peningkatan lanjut teknologi optik bermula pada abad ke-16 dan ke-17. dan dikaitkan dengan perkembangan astronomi. Pada masa ini, pengisar kaca Belanda mereka bentuk teleskop pertama. Ternyata jika kedudukan kanta berbeza daripada teleskop, anda boleh membesarkan objek yang sangat kecil. Mikroskop jenis ini dicipta pada tahun 1610 oleh G. Galileo. Penciptaan mikroskop membuka peluang baru untuk mengkaji alam hidup.
Salah satu mikroskop pertama, yang terdiri daripada dua kanta biconvex yang memberikan peningkatan kira-kira 30 kali ganda, telah direka dan digunakan untuk mengkaji struktur tumbuhan oleh ahli fizik dan pencipta Inggeris R. Hooke. Memeriksa bahagian gabus, dia menemui struktur selular biasa tisu kayu. Sel-sel ini kemudiannya dipanggil "sel" olehnya dan digambarkan dalam buku "Mikrografi". Ia adalah R. Hooke yang memperkenalkan istilah "sel" untuk menamakan unit struktur dari mana organisma hidup yang kompleks dibina. Penembusan lebih lanjut ke dalam rahsia dunia mikro berkait rapat dengan penambahbaikan instrumen optik.
1.PENEMUAN MIKROORGANISMA
Mikroorganisma ditemui pada akhir abad ke-17, tetapi aktiviti mereka dan juga aplikasi praktikal diketahui lebih awal. Sebagai contoh, produk penapaian alkohol, asid laktik dan asid asetik telah disediakan dan digunakan pada zaman yang paling kuno. Kegunaan produk ini dijelaskan oleh kehadiran "semangat hidup" di dalamnya. Walau bagaimanapun, idea tentang kewujudan makhluk yang tidak kelihatan mula muncul apabila mengenal pasti punca penyakit berjangkit. Oleh itu, Hippocrates (abad ke-6 SM), dan kemudiannya Varro (abad ke-2) mencadangkan bahawa penyakit berjangkit disebabkan oleh makhluk yang tidak kelihatan. Tetapi hanya pada abad ke-16, saintis Itali Gialamo Fracastoro membuat kesimpulan bahawa penularan penyakit dari orang ke orang dilakukan dengan bantuan makhluk hidup terkecil, yang mana dia memberi nama contagium vivum. Bagaimanapun, tiada bukti untuk andaian sedemikian.
Jika kita mengandaikan bahawa mikrobiologi timbul pada masa manusia melihat mikroorganisma pertama, maka kita boleh dengan tepat menunjukkan "hari lahir" mikrobiologi dan nama penemu. Lelaki ini ialah lelaki Belanda Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), pengeluar dari Delft. Berminat dengan struktur gentian rami, dia menggilap beberapa kanta kasar untuk dirinya sendiri. Kemudian, Leeuwenhoek mula berminat dengan kerja yang halus dan teliti ini dan mencapai kesempurnaan yang hebat dalam pembuatan kanta, yang dipanggilnya "mikroskopi". Dalam bentuk luaran, ini adalah cermin mata biconvex tunggal yang dibingkai dalam perak atau loyang, tetapi dalam sifat optiknya, kanta Leeuwenhoek, yang memberikan pembesaran 200 - 270 kali, tidak mempunyai persamaan. Untuk menilai mereka, cukup untuk mengingati bahawa had teori pembesaran kanta biconvex ialah 250 - 300 kali.
Tidak mempunyai pendidikan semula jadi, tetapi mempunyai rasa ingin tahu semula jadi, Leeuwenhoek melihat dengan penuh minat pada segala yang datang ke tangan: air kolam, plak gigi, infusi lada, air liur, darah dan banyak lagi. Dari 1673, Leeuwenhoek mula menghantar hasil pemerhatiannya kepada Royal Society of London, di mana beliau kemudiannya dipilih sebagai ahli. Secara keseluruhan, Leeuwenhoek menulis lebih 170 surat kepada Royal Society of London, dan kemudiannya mewariskan 26 "mikroskopi"nya yang terkenal. Berikut adalah petikan dari satu surat: "Pada 24 April 1676, saya melihat air di bawah mikroskop dan dengan sangat terkejut melihat di dalamnya sejumlah besar makhluk hidup yang kecil. Sebahagian daripada mereka adalah 3-4 kali lebih panjang daripada lebar, walaupun mereka tidak lebih tebal daripada bulu yang menutupi badan kutu. Yang lain mempunyai bentuk bujur biasa. Terdapat juga jenis organisma ketiga - yang paling banyak - makhluk kecil dengan ekor." Dengan membandingkan penerangan yang diberikan dalam petikan ini dan keupayaan optik kanta yang digunakan oleh Leeuwenhoek, kita boleh membuat kesimpulan bahawa Leeuwenhoek adalah orang pertama yang melihat bakteria pada tahun 1676.
Leeuwenhoek menemui mikroorganisma di mana-mana dan membuat kesimpulan bahawa dunia di sekelilingnya padat dengan penduduk mikroskopik. Leeuwenhoek menganggap semua mikroorganisma yang dilihatnya, termasuk bakteria, adalah haiwan kecil, yang dipanggilnya "haiwan", dan yakin bahawa ia berstruktur dengan cara yang sama seperti organisma besar, iaitu, mereka mempunyai organ pencernaan, kaki, ekor, dll. .d.
Penemuan Leeuwenhoek adalah sangat tidak dijangka dan bahkan hebat sehingga selama hampir 50 tahun berikutnya ia menyebabkan keheranan sejagat. Semasa di Belanda pada tahun 1698, Peter I melawat Leeuwenhoek dan bercakap dengannya. Dari perjalanan ini, Peter I membawa mikroskop ke Rusia, dan kemudian, pada tahun 1716, mikroskop domestik pertama telah dihasilkan di bengkel di mahkamahnya.
2. TEMPOH DESKRIPTIF (MORFOLOGI) DALAM PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI (AKHIR ABAD 17 – PERTENGAHAN ABAD 19)
2.1. Perkembangan idea tentang sifat proses penapaian dan pereputan
Banyak proses yang dijalankan oleh mikroorganisma telah diketahui manusia sejak dahulu lagi. Pertama sekali, ini adalah reput dan penapaian. Dalam tulisan pengarang Yunani dan Rom kuno, seseorang boleh menemui resipi untuk membuat wain, susu masam, dan roti, yang menunjukkan penggunaan penapaian yang meluas dalam kehidupan seharian. Pada Zaman Pertengahan, ahli alkimia tidak mengabaikan proses ini dan mengkajinya bersama-sama dengan transformasi kimia yang lain. Dalam tempoh inilah percubaan dibuat untuk mengetahui sifat proses penapaian.
Istilah "penapaian" ("fermentatio") untuk menunjukkan proses yang melibatkan pembebasan gas pertama kali digunakan oleh ahli alkimia Belanda J.B. van Helmont (1577-1644). J. van Helmont menemui persamaan antara gas yang terbentuk semasa penapaian jus anggur (karbon dioksida), gas yang dibebaskan apabila arang batu dibakar, dan gas yang muncul "apabila cuka dituangkan pada batu kapur," i.e. apabila alkali bertindak balas dengan asid. Berdasarkan ini, J. van Helmont membuat kesimpulan bahawa semua transformasi kimia yang diterangkan di atas adalah sifat yang sama. Kemudian, penapaian mula dibezakan daripada kumpulan proses kimia yang disertai dengan pembebasan gas. Untuk menunjukkan daya penggerak bahan penapaian, prinsip aktifnya, istilah "enzim" digunakan. Pandangan tentang penapaian dan pembusukan sebagai proses kimia semata-mata telah dirumuskan pada tahun 1697 oleh doktor dan ahli kimia Jerman G.E. Stalem (1660-1734). Menurut idea G. Stahl, penapaian dan pembusukan adalah transformasi kimia yang berlaku di bawah pengaruh molekul "enzim", yang menghantar pergerakan aktif dalaman yang wujud kepada molekul substrat yang boleh ditapai, i.e. bertindak sebagai sejenis pemangkin untuk tindak balas. Pandangan G. Stahl tentang sifat proses pereputan dan penapaian telah dikongsi dan dipertahankan sepenuhnya oleh salah seorang ahli kimia terhebat pada zamannya, J. Liebig. Walau bagaimanapun, pandangan ini tidak diterima oleh semua penyelidik.
Salah satu tekaan pertama tentang hubungan antara "globul" (yis) yang diterangkan oleh Leeuwenhoek dan fenomena penapaian dan pembusukan adalah milik naturalis Perancis J.L.L. Buffon (1707-1788). Ahli kimia Perancis A. Lavoisier (1743-1794), yang secara kuantitatif mengkaji perubahan kimia gula semasa penapaian alkohol, hampir memahami peranan yis dalam proses penapaian. Pada tahun 1793 dia menulis: "Ragi bir sedikit sudah cukup untuk memberi dorongan pertama kepada penapaian: ia kemudiannya berterusan dengan sendirinya. Saya akan melaporkan di tempat lain mengenai tindakan enzim secara umum." Walau bagaimanapun, dia gagal melakukan ini: A. Lavoisier menjadi mangsa keganasan revolusi borjuasi Perancis.
Dari 30-an abad ke-19, tempoh pemerhatian mikroskopik intensif bermula. Pada tahun 1827, ahli kimia Perancis J. Demasier (1783-1862) menerangkan struktur yis Mycoderma cerevisiae, yang membentuk filem pada permukaan bir, dan, kerana yakin bahawa ini adalah haiwan terkecil, mengklasifikasikannya sebagai ciliates. Walau bagaimanapun, dalam kerja J. Demaziere tidak ada petunjuk kemungkinan sambungan antara proses penapaian dan filem yang berkembang di permukaan cecair penapaian. Sepuluh tahun kemudian, ahli botani Perancis C. Cagnard de Latour (1777-1859) melakukan pemeriksaan mikroskopik menyeluruh terhadap sedimen yang terbentuk semasa penapaian alkohol dan membuat kesimpulan bahawa ia terdiri daripada makhluk hidup, yang aktiviti pentingnya adalah punca penapaian. Hampir serentak, naturalis Jerman F. Kützing (1807-1893), semasa mengkaji pembentukan cuka daripada alkohol, menarik perhatian kepada jisim mukus yang kelihatan seperti filem pada permukaan cecair yang mengandungi alkohol. Mengkaji jisim mukus, F. Kützing mendapati bahawa ia terdiri daripada organisma hidup mikroskopik dan secara langsung berkaitan dengan pengumpulan cuka di alam sekitar. Seorang lagi naturalis Jerman T. Schwann (1810-1882) membuat kesimpulan yang sama.
Oleh itu, C. Cagniard de Latour, F. Kützing dan T. Schwann, secara bebas antara satu sama lain dan hampir serentak, membuat kesimpulan tentang hubungan antara proses penapaian dan aktiviti penting makhluk hidup mikroskopik. Kesimpulan utama daripada kajian-kajian ini telah dirumuskan dengan jelas oleh F. Kützing: “Sekarang kita mesti mempertimbangkan setiap proses penapaian secara berbeza daripada yang dianggap oleh kimia setakat ini. Keseluruhan proses penapaian alkohol bergantung kepada kehadiran yis, manakala penapaian asid asetik bergantung kepada kehadiran ibu asid asetik.
Walau bagaimanapun, idea tentang sifat biologi "enzim" penapaian yang dinyatakan oleh ketiga-tiga penyelidik tidak diterima. Lebih-lebih lagi, mereka tertakluk kepada kritikan teruk daripada penganut teori sifat fizikokimia penapaian, yang menuduh penentang saintifik mereka "kecerobohan dalam kesimpulan" dan ketiadaan sebarang bukti yang mengesahkan "hipotesis aneh" ini. Teori sifat fizikokimia proses penapaian kekal dominan.
2.2.Perkembangan idea tentang sifat mikrob penyakit berjangkit
Malah pakar perubatan Yunani purba Hippocrates (c. 460-377 SM) mencadangkan bahawa penyakit berjangkit disebabkan oleh makhluk hidup yang tidak kelihatan. Avicenna (c. 980-1037) dalam "Canon of Medicine" menulis tentang patogen "tidak kelihatan" wabak, cacar dan penyakit lain. Pemikiran serupa boleh didapati dalam karya doktor, ahli astronomi dan penyair Itali G. Fracastro (1478-1553).
Ahli epidemiologi Rusia D.S. sangat yakin bahawa penyakit berjangkit disebabkan oleh makhluk mikroskopik yang hidup. Samoilovich (1744-1805), yang cuba mengesan agen penyebab wabak di bawah mikroskop. Dia gagal kerana ketidaksempurnaan mikroskop dan teknologi mikroskopik. Walau bagaimanapun, langkah-langkah pembasmian kuman dan pengasingan pesakit yang dibangunkan oleh D.S. Samoilovich mengikut ideanya ternyata sangat berkesan dalam memerangi wabak dan menjadi terkenal di seluruh dunia.
Perlu dinyatakan bahawa M. Terekhovsky kontemporari D. Samoilovich (1740-1796), penguji protistologi Rusia pertama, menubuhkan sifat hidup protozoa dan pada tahun 1775, buat kali pertama di dunia, menggunakan kaedah penyelidikan eksperimen untuk mikroorganisma , menentukan pengaruh suhu, nyahcas elektrik, sublimat, candu, asid dan alkali ke atas daya majunya. Mengkaji pergerakan, pertumbuhan dan pembiakan mikroorganisma di bawah keadaan yang dikawal ketat, Terekhovsky adalah orang pertama yang menunjukkan bahawa pembahagian didahului oleh pertumbuhan dan peningkatan saiz. Dia juga membuktikan kemustahilan penjanaan protozoa secara spontan dalam pelbagai cecair rebus (infus). Dia menggariskan pemerhatiannya dalam karyanya "On the Liquid Chaos of Linnaeus."
Pada tahun 1827, naturalis Itali A. Bassi (1773-1856), semasa mengkaji penyakit ulat sutera, menemui penularan penyakit itu apabila kulat mikroskopik dipindahkan dari individu yang sakit kepada yang sihat. Oleh itu, A. Bassi adalah orang pertama yang membuktikan secara eksperimen sifat mikrob penyakit ini. Idea sifat mikrob penyakit berjangkit tidak mendapat pengiktirafan untuk masa yang lama. Teori yang dominan ialah punca penyakit dianggap sebagai pelbagai gangguan dalam aliran proses kimia dalam badan.
Pada tahun 1846, ahli anatomi Jerman F. Henle (1809-1885) dalam bukunya "Manual of Rational Pathology" dengan jelas mentakrifkan prinsip asas untuk mengiktiraf penyakit berjangkit. Kemudian, idea-idea F. Henle, yang dirumuskan dalam bentuk umum (F. Henle sendiri tidak dapat melihat satu agen penyebab penyakit berjangkit manusia), telah dibuktikan secara eksperimen oleh R. Koch dan memasuki sains di bawah nama "Henle-Koch triad”.
3. TEMPOH FISIOLOGI (PASTERIAN) (SETENGAH KEDUA ABAD KE-19)
3.1. Aktiviti saintifik Louis Pasteur
Permulaan tempoh fisiologi bermula pada tahun 60-an abad ke-19 dan dikaitkan dengan aktiviti saintis Perancis yang cemerlang, seorang ahli kimia dengan profesion, Louis Pasteur (1822-1895). Mikrobiologi berhutang Pasteur bukan sahaja perkembangan pesatnya, tetapi juga pembentukannya sebagai sains. Nama Pasteur dikaitkan dengan penemuan terbesar yang membawanya kemasyhuran dunia: penapaian (1857), generasi spontan (1860), penyakit wain dan bir (1865), penyakit ulat sutera (1868), jangkitan dan vaksin (1881), rabies (1885).
Pasteur memulakan kerjaya saintifiknya dengan kerja mengenai kristalografi. Dia mendapati bahawa apabila penghabluran semula garam asid rasemik tidak aktif secara optikal, dua jenis kristal terbentuk. Penyelesaian yang disediakan daripada kristal satu jenis memutar satah cahaya terpolarisasi ke kanan, dan dari kristal jenis lain - ke kiri. Pasteur seterusnya mendapati bahawa acuan yang ditanam dalam larutan asid tartarik rasemik hanya menggunakan satu daripada bentuk isomer (dextrorotatory). Pemerhatian ini membolehkan Pasteur membuat kesimpulan tentang kesan khusus mikroorganisma pada substrat dan berfungsi sebagai asas teori untuk kajian seterusnya fisiologi mikroorganisma. Pemerhatian Pasteur terhadap acuan yang lebih rendah menarik perhatiannya kepada mikroorganisma secara umum.
Pada tahun 1854, Pasteur menerima jawatan profesor sepenuh masa di Universiti Lille. Di sinilah dia memulakan penyelidikan mikrobiologinya, yang meletakkan asas untuk mikrobiologi sebagai disiplin saintifik bebas.
Sebab untuk mula mengkaji proses penapaian adalah rayuan kepada Pasteur daripada pengeluar Lille dengan permintaan untuk membantu mengetahui sebab kegagalan sistematik dalam penapaian jus bit untuk menghasilkan alkohol. Hasil penyelidikan, yang diterbitkan pada akhir tahun 1857, sudah pasti membuktikan bahawa proses penapaian alkohol adalah hasil daripada aktiviti penting kumpulan mikroorganisma tertentu - yis dan berlaku dalam keadaan tanpa akses ke udara.
Hampir serentak dengan kajian penapaian alkohol, Pasteur mula mengkaji penapaian asid laktik dan juga menunjukkan bahawa jenis penapaian ini disebabkan oleh mikroorganisma, yang dipanggilnya "yis asid laktik." Pasteur membentangkan hasil penyelidikannya dalam karyanya yang diterbitkan "Memoir on Lactic Fermentation."
Sememangnya, hasil penyelidikan Pasteur bukan sekadar data saintifik baharu, ia adalah sanggahan berani terhadap teori dominan pada masa itu mengenai sifat fizikal dan kimia penapaian, disokong dan dipertahankan oleh pihak berkuasa saintifik terhebat pada masa itu: I. Berzelius, E . Mitscherlich, J. Liebig. Penapaian asid laktik ialah proses "kimia" yang paling mudah untuk penguraian molekul gula kepada dua trioses, dan bukti bahawa penguraian ini dikaitkan dengan aktiviti penting organisma mikroskopik adalah hujah yang kuat yang menyokong teori sifat biologi penapaian.
Hujah kedua yang menyokong sifat biologi penapaian ialah bukti eksperimen Pasteur tentang kemungkinan menjalankan penapaian alkohol dalam medium bebas protein. Menurut teori kimia penapaian, yang terakhir adalah hasil daripada aktiviti pemangkin "enzim", yang merupakan bahan sifat protein.
Kajian tentang penapaian asid butirik membawa Pasteur kepada kesimpulan bahawa kehidupan sesetengah mikroorganisma bukan sahaja boleh diteruskan tanpa ketiadaan oksigen bebas, tetapi yang terakhir berbahaya kepada mereka. Hasil pemerhatian ini diterbitkan pada tahun 1861 dalam laporan bertajuk "Animalculi-ciliates hidup tanpa oksigen bebas dan menyebabkan penapaian." Penemuan kesan negatif oksigen bebas pada proses penapaian asid butirik, mungkin, adalah titik terakhir yang sepenuhnya menyangkal teori sifat kimia penapaian, kerana ia adalah oksigen yang diberikan peranan sebatian yang memberikan dorongan pertama kepada pergerakan dalaman zarah protein "enzim". Melalui beberapa siri kajian dalam bidang penapaian, Pasteur dengan meyakinkan membuktikan ketidakkonsistenan teori kimia penapaian, memaksa penentangnya mengakui kesilapan mereka. Untuk kerjanya mengenai anaerobiosis pada tahun 1861, Pasteur menerima hadiah daripada Akademi Sains Perancis dan pingat daripada Royal Society of London. Hasil penyelidikan selama dua puluh tahun dalam bidang penapaian telah disimpulkan oleh Pasteur dalam "Penyelidikan tentang bir, penyakitnya, puncanya, cara untuk menjadikannya stabil, dengan penerapan teori penapaian baru" (1876).
Pada tahun 1865, kerajaan Perancis berpaling kepada Pasteur dengan permintaan untuk membantu petani ulat sutera yang mengalami kerugian besar akibat penyakit ulat sutera. Pasteur menumpukan kira-kira lima tahun untuk mengkaji isu ini dan membuat kesimpulan bahawa penyakit ulat sutera disebabkan oleh mikroorganisma tertentu. Pasteur mengkaji secara terperinci perjalanan penyakit - ulat sutera pebrine dan membangunkan cadangan praktikal untuk memerangi penyakit: dia mencadangkan mencari di bawah mikroskop untuk agen penyebab penyakit dalam badan rama-rama dan pupa, memisahkan individu yang berpenyakit dan memusnahkannya, dsb. .
Setelah menubuhkan sifat mikrob penyakit berjangkit ulat sutera, Pasteur mendapat idea bahawa penyakit haiwan dan manusia juga disebabkan oleh pengaruh mikroorganisma. Kerja pertamanya ke arah ini adalah untuk membuktikan bahawa demam kanak-kanak, yang meluas semasa tempoh yang diterangkan, disebabkan oleh patogen mikroskopik tertentu. Pasteur mengenal pasti agen penyebab demam, menunjukkan bahawa puncanya adalah pengabaian peraturan antiseptik di pihak kakitangan perubatan, dan membangunkan kaedah perlindungan terhadap penembusan patogen ke dalam badan.
Kerja lanjut Pasteur dalam bidang mengkaji penyakit berjangkit membawa kepada penemuannya tentang agen penyebab kolera ayam, osteomielitis, abses purulen, dan salah satu agen penyebab gangren gas. Dengan cara ini, Pasteur menunjukkan dan membuktikan bahawa setiap penyakit adalah disebabkan oleh mikroorganisma tertentu.
Pada tahun 1879, semasa mengkaji taun ayam, Pasteur membangunkan kaedah untuk mendapatkan kultur mikrob yang kehilangan keupayaan untuk menjadi agen penyebab penyakit, iaitu, kehilangan virulensi, dan menggunakan penemuan ini untuk melindungi tubuh daripada jangkitan berikutnya. Yang terakhir membentuk asas untuk penciptaan teori imuniti.
Pasteur menggabungkan kajiannya tentang penyakit berjangkit dengan pembangunan langkah-langkah untuk memerangi mereka secara aktif. Berdasarkan teknik mendapatkan kultur mikroorganisma virulen yang lemah, dipanggil "vaksin," Pasteur menemui cara untuk memerangi antraks dan rabies. Vaksin Pasteur telah tersebar luas di seluruh dunia. Institusi di mana vaksinasi terhadap rabies dijalankan dinamakan Stesen Pasteur sebagai penghormatan kepada Pasteur.
Karya Pasteur dihargai oleh orang sezamannya dan mendapat pengiktirafan antarabangsa. Pada tahun 1888, sebuah institut penyelidikan saintifik telah dibina di Paris untuk Pasteur, menggunakan dana yang diperoleh melalui langganan antarabangsa, yang kini membawa namanya. Pasteur ialah pengarah pertama institut ini. Penemuan L. Pasteur menunjukkan betapa pelbagai, luar biasa, dan aktifnya dunia mikro yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar dan betapa besarnya bidang aktiviti yang diwakili oleh kajiannya.
3.2. Perkembangan mikrobiologi pada separuh kedua abad ke-19
Menilai kejayaan yang dicapai oleh mikrobiologi pada separuh kedua abad ke-19, penyelidik Perancis P. Tennery menulis dalam karyanya "Lakaran sejarah perkembangan sains semula jadi di Eropah": "Dalam menghadapi penemuan bakteriologi, sejarah lain sains semula jadi dalam dekad terakhir abad ke-19 kelihatan agak pucat."
Kejayaan mikrobiologi dalam tempoh ini secara langsung berkaitan dengan idea-idea baru dan pendekatan metodologi yang diperkenalkan ke dalam penyelidikan mikrobiologi oleh L. Pasteur. Antara yang pertama menghargai kepentingan penemuan Pasteur ialah pakar bedah Inggeris J. Lister, beliau menyedari bahawa punca peratusan besar kematian selepas pembedahan adalah, pertama, jangkitan luka dengan bakteria akibat kejahilan dan, kedua, kegagalan untuk mematuhi dengan peraturan asas antiseptik.
Salah seorang pengasas mikrobiologi perubatan, bersama dengan Pasteur, adalah ahli mikrobiologi Jerman R. Koch (1843-1910), yang mengkaji patogen penyakit berjangkit. Koch memulakan penyelidikannya semasa masih menjadi doktor luar bandar dengan kajian antraks dan pada tahun 1877 beliau menerbitkan karya yang ditujukan kepada agen penyebab penyakit ini - Bacillus anthracis. Berikutan itu, perhatian Koch telah ditarik kepada satu lagi penyakit serius dan meluas pada masa itu - batuk kering. Pada tahun 1882, Koch mengumumkan penemuan agen penyebab tuberkulosis, yang dinamakan "bacillus Koch" sebagai penghormatan kepadanya. (Pada tahun 1905, Koch telah dianugerahkan Hadiah Nobel untuk penyelidikannya mengenai tuberkulosis.) Koch juga menemui agen penyebab kolera pada tahun 1883.
Koch memberi perhatian yang besar kepada pembangunan kaedah penyelidikan mikrobiologi. Beliau mereka bentuk alat pencahayaan, mencadangkan kaedah untuk mikrofotografi bakteria, membangunkan teknik untuk mengotorkan bakteria dengan pewarna aniline, dan mencadangkan kaedah untuk mengembangkan mikroorganisma pada media nutrien pepejal menggunakan gelatin. Mendapatkan bakteria dalam bentuk kultur tulen membuka pendekatan baru untuk kajian yang lebih mendalam tentang sifat-sifatnya dan berfungsi sebagai dorongan untuk perkembangan pesat mikrobiologi selanjutnya. Budaya tulen agen penyebab kolera, batuk kering, difteria, wabak, kelenjar, dan radang paru-paru lobar telah diasingkan.
Koch secara eksperimen membuktikan peruntukan yang sebelum ini dikemukakan oleh F. Henle mengenai pengiktirafan penyakit berjangkit, yang memasuki sains di bawah nama "triad Henle-Koch" (kemudian, bagaimanapun, ternyata ia tidak terpakai untuk semua agen berjangkit).
Pengasas mikrobiologi Rusia ialah L. Tsenkovsky (1822-1887). Objek kajiannya ialah protozoa mikroskopik, alga, dan kulat. Dia menemui dan menerangkan sejumlah besar protozoa, mengkaji morfologi dan kitaran perkembangannya. Ini membolehkannya membuat kesimpulan bahawa tidak ada sempadan yang tajam antara dunia tumbuhan dan haiwan. Beliau juga menganjurkan salah satu stesen Pasteur pertama di Rusia dan mencadangkan vaksin terhadap antraks ("vaksin hidup Tsenkovsky").
Nama I. Mechnikov (1845-1916) dikaitkan dengan perkembangan arah baru dalam mikrobiologi - imunologi. Buat pertama kalinya dalam sains, Mechnikov mengembangkan dan secara eksperimen mengesahkan teori biologi imuniti, yang turun dalam sejarah sebagai teori fagosit Mechnikov. Teori ini berdasarkan idea peranti pelindung selular badan. Mechnikov, dalam eksperimen ke atas haiwan (daphnia, larva bintang laut), membuktikan bahawa leukosit dan sel lain yang berasal dari mesodermal mempunyai keupayaan untuk menangkap dan mencerna zarah asing (termasuk mikrob) yang masuk ke dalam badan. Fenomena ini, yang dipanggil fagositosis, membentuk asas kepada teori imuniti fagositik dan telah menerima pengiktirafan sejagat. Membangunkan lagi persoalan yang dibangkitkan, Mechnikov merumuskan teori umum keradangan sebagai tindak balas perlindungan badan dan mencipta arah baru dalam imunologi - doktrin kekhususan antigen. Pada masa ini, ia menjadi semakin penting berkaitan dengan perkembangan masalah pemindahan organ dan tisu dan kajian imunologi kanser.
Kerja-kerja terpenting Mechnikov dalam bidang mikrobiologi perubatan termasuk kajian tentang patogenesis kolera dan biologi vibrios seperti kolera, sifilis, tuberkulosis, dan demam berulang. Mechnikov adalah pengasas doktrin antagonisme mikrob, yang berfungsi sebagai asas untuk pembangunan sains terapi antibiotik. Idea antagonisme mikrob digunakan oleh Mechnikov dalam membangunkan masalah umur panjang. Mempelajari fenomena penuaan badan, Mechnikov sampai pada kesimpulannya. Sebab yang paling penting ialah keracunan kronik badan dengan produk pereputan yang dihasilkan dalam usus besar oleh bakteria reput.
Kepentingan praktikal adalah karya awal Mechnikov mengenai penggunaan pemusnah kulat Isaria untuk memerangi perosak ladang - kumbang bijirin. Mereka memberi alasan untuk menganggap Mechnikov sebagai pengasas kaedah biologi mengawal perosak tumbuhan pertanian, kaedah yang semakin meningkat aplikasi dan populariti hari ini.
Oleh itu, I.I. Mechnikov, ahli biologi Rusia yang cemerlang yang menggabungkan kualiti seorang penguji, guru dan penganjur pengetahuan saintifik, adalah seorang yang mempunyai semangat dan kerja yang hebat, yang anugerah tertingginya ialah penganugerahan Hadiah Nobel kepadanya pada tahun 1909 untuk penyelidikannya mengenai fagositosis.
Salah seorang saintis terbesar dalam bidang mikrobiologi ialah rakan dan rakan sekerja I. Mechnikov N.F. Gamaleya (1859-1949). Gamaleya menumpukan seluruh hidupnya untuk mengkaji penyakit berjangkit dan pembangunan langkah-langkah untuk memerangi patogen mereka. Gamaleya membuat sumbangan besar kepada kajian tuberkulosis, taun, dan rabies pada tahun 1886, bersama-sama dengan I. Mechnikov, beliau menganjurkan stesen Pasteur pertama di Odessa dan memperkenalkan vaksinasi terhadap rabies ke dalam amalan. Dia menemui vibrio burung - agen penyebab penyakit seperti taun pada burung - dan menamakannya Mechnikov vibrio sebagai penghormatan kepada Ilya Ilyich. Kemudian vaksin terhadap taun manusia diperolehi.
dll.............
pengenalan
Mikrobiologi(dari bahasa Yunani micros - kecil, bios - kehidupan, logos - pengajaran) - sains yang mengkaji struktur, aktiviti kehidupan dan ekologi mikroorganisma bentuk hidupan terkecil asal tumbuhan atau haiwan, tidak dapat dilihat dengan mata kasar.
Mikrobiologi mengkaji semua wakil mikrokosmos (bakteria, kulat, protozoa, virus). Pada terasnya, mikrobiologi adalah sains biologi asas. Untuk mengkaji mikroorganisma, dia menggunakan kaedah daripada sains lain, terutamanya fizik, biologi, kimia bioorganik, biologi molekul, genetik, sitologi dan imunologi. Seperti mana-mana sains, mikrobiologi dibahagikan kepada umum dan khusus. Mikrobiologi am mengkaji corak struktur dan aktiviti penting mikroorganisma pada semua peringkat. molekul, selular, populasi; genetik dan hubungannya dengan alam sekitar. Subjek kajian mikrobiologi swasta adalah wakil individu dari dunia mikro, bergantung pada manifestasi dan pengaruhnya terhadap alam sekitar, alam hidup, termasuk manusia. Cawangan khas mikrobiologi termasuk: perubatan, veterinar, pertanian, teknikal, marin, dan mikrobiologi angkasa.
Mikrobiologi perubatan mengkaji mikroorganisma patogen kepada manusia: bakteria, virus, kulat, protozoa. Bergantung kepada sifat mikroorganisma patogen yang sedang dikaji, mikrobiologi perubatan dibahagikan kepada bakteriologi, virologi, mikologi, dan protozoologi.
Setiap disiplin ini menjawab soalan berikut: morfologi dan fisiologi, i.e. menjalankan jenis penyelidikan mikroskopik dan lain-lain, mengkaji metabolisme, pemakanan, pernafasan, keadaan pertumbuhan dan pembiakan, ciri genetik mikroorganisma patogen; peranan mikroorganisma dalam etiologi dan patogenesis penyakit berjangkit; manifestasi klinikal utama dan kelaziman penyakit yang disebabkan; diagnosis khusus, pencegahan dan rawatan penyakit berjangkit; ekologi mikroorganisma patogen.
Mikrobiologi perubatan juga merangkumi mikrobiologi sanitari, klinikal dan farmaseutikal mikrobiologi sanitari mengkaji mikroflora persekitaran, hubungan mikroflora dengan badan, pengaruh mikroflora dan produk metaboliknya terhadap kesihatan manusia, dan membangunkan langkah-langkah untuk mencegah kesan buruk mikroorganisma. pada manusia. Fokus pada Mikrobiologi Klinikal. Peranan mikroorganisma oportunistik dalam kejadian penyakit manusia, diagnosis dan pencegahan penyakit ini. Mikrobiologi farmaseutikal mengkaji penyakit berjangkit tumbuhan ubatan, kerosakan tumbuhan ubatan dan bahan mentah di bawah pengaruh mikroorganisma, pencemaran produk ubat semasa proses penyediaan, serta bentuk dos siap, kaedah asepsis dan antiseptik, pembasmian kuman dalam pengeluaran produk ubat, teknologi untuk mendapatkan ubat diagnostik, pencegahan dan terapeutik mikrobiologi dan imunologi .
Mikrobiologi veterinar mengkaji isu yang sama seperti mikrobiologi perubatan, tetapi berkaitan dengan mikroorganisma yang menyebabkan penyakit haiwan.
Mikroflora tanah, flora, pengaruhnya terhadap kesuburan, komposisi tanah, penyakit tumbuhan berjangkit, dll. merupakan tumpuan mikrobiologi pertanian.
Mikrobiologi marin dan angkasa kajian, masing-masing, mikroflora laut dan takungan dan angkasa lepas dan planet lain.
Mikrobiologi teknikal, yang merupakan sebahagian daripada bioteknologi, membangunkan teknologi untuk mendapatkan pelbagai produk daripada mikroorganisma untuk ekonomi dan perubatan negara (antibiotik, vaksin, enzim, protein, vitamin). Asas bioteknologi moden ialah kejuruteraan genetik.
Sejarah perkembangan mikrobiologi
Mikrobiologi telah melalui laluan pembangunan yang panjang, dianggarkan selama ribuan tahun. Sudah dalam milenium V.VI SM. manusia menikmati hasil aktiviti mikroorganisma tanpa mengetahui kewujudannya. Pembuatan wain, pembakar roti, pembuatan keju, pembalut kulit. tidak lebih daripada proses yang berlaku dengan penyertaan mikroorganisma. Kemudian, pada zaman dahulu, saintis dan pemikir mengandaikan bahawa banyak penyakit disebabkan oleh beberapa sebab yang tidak dapat dilihat dari alam semula jadi.
Akibatnya, mikrobiologi berasal lama sebelum era kita. Dalam perkembangannya, ia melalui beberapa peringkat, tidak begitu berkaitan secara kronologi seperti yang ditentukan oleh pencapaian dan penemuan utama.
Sejarah perkembangan mikrobiologi boleh dibahagikan kepada lima peringkat: heuristik, morfologi, fisiologi, imunologi dan genetik molekul.
TEMPOH HEURISTIC (IV III abad SM. XVI abad) Ia lebih dikaitkan dengan kaedah logik dan metodologi untuk mencari kebenaran, iaitu heuristik, berbanding dengan sebarang eksperimen dan bukti. Pemikir zaman ini (Hippocrates, penulis Rom Varro, Avicenna, dll.) membuat andaian tentang sifat penyakit berjangkit, miasmas, dan haiwan kecil yang tidak kelihatan. Idea-idea ini telah dirumuskan menjadi hipotesis yang koheren berabad-abad kemudian dalam tulisan doktor Itali D. Fracastoro (1478-1553), yang menyatakan idea contagium hidup (contagiumvivum), yang menyebabkan penyakit. Lebih-lebih lagi, setiap penyakit disebabkan oleh penularannya sendiri. Untuk melindungi diri mereka daripada penyakit, mereka disyorkan untuk mengasingkan pesakit, kuarantin, memakai topeng, dan merawat objek dengan cuka.
Oleh itu, D. Fracastoro adalah salah seorang pengasas epidemiologi, iaitu, sains punca, keadaan dan mekanisme pembentukan penyakit dan kaedah pencegahannya Dengan penciptaan mikroskop oleh A. Leeuwenhoek, peringkat seterusnya dalam pembangunan mikrobiologi bermula, dipanggil morfologi.
Leeuwenhoek adalah seorang peniaga kain dengan profesionnya, memegang jawatan sebagai bendahari bandar, dan dari 1679 dia juga seorang pembuat wain.
Leeuwenhoek sendiri menggilap kanta ringkas, yang sangat optik sempurna sehingga memungkinkan untuk melihat mikroorganisma terkecil (pembesaran linear 160 kali).
Dia menunjukkan pemerhatian yang luar biasa dan ketepatan penerangan yang menakjubkan pada zamannya. Dia adalah orang pertama yang menggambarkan acuan tumbuh pada daging; kemudian dia menggambarkan "haiwan hidup" dalam hujan dan air perigi, pelbagai infusi, dalam najis, dan dalam plak gigi. A. Levenguk menjalankan semua penyelidikan seorang diri, tidak mempercayai sesiapa. Dia memahami dengan jelas perbezaan antara pemerhatian dan tafsiran mereka.
Pada tahun 1698, A. Leeuwenhoek menjemput Tsar Peter the Great Rusia, yang berada di Belanda pada masa itu. Raja gembira dengan apa yang dilihatnya melalui mikroskop. A. Levenguk memberi Peter dua mikroskop. Mereka berkhidmat sebagai permulaan kajian mikroorganisma di Rusia.
Pada tahun 1675, A. van Leeuwenhoek memperkenalkan istilah mikrob, bakteria, protozoa ke dalam sains. Penemuan A. Leeuwenhoek tentang dunia mikroorganisma memberi dorongan yang kuat kepada kajian makhluk misteri ini. Selama satu abad, semakin banyak mikroorganisma baru ditemui dan diterangkan. "Berapa banyak keajaiban yang tersembunyi oleh makhluk kecil ini dalam diri mereka sendiri," tulis A. van Leeuwenhoek.
TEMPOH MORFOLOGI (XVII - SETENGAH PERTAMA abad XIX) Ia bermula dengan penemuan mikroorganisma oleh A. Leeuwenhoek. Pada peringkat ini, pengedaran mikroorganisma di mana-mana telah disahkan, bentuk sel, sifat pergerakan, dan habitat banyak wakil mikrokosmos telah diterangkan. Penghujung tempoh ini adalah penting kerana pengetahuan tentang mikroorganisma yang terkumpul pada masa ini dan tahap metodologi saintifik (khususnya, kehadiran teknologi mikroskopik) membolehkan saintis menyelesaikan tiga masalah (asas) yang sangat penting untuk semua sains semula jadi: mengkaji sifat proses penapaian dan pereputan, punca penyakit berjangkit, masalah asal usul mikroorganisma.
Kajian tentang sifat penapaian dan proses pereputan. Istilah "penapaian" (fermentatio) untuk menandakan semua proses yang melibatkan pembebasan gas pertama kali digunakan oleh ahli alkimia Belanda J.B. Helmont (1579-1644). Ramai saintis telah cuba mentakrifkan dan menjelaskan proses ini. Tetapi yang paling dekat untuk memahami peranan yis dalam proses penapaian ialah ahli kimia Perancis A.L. Lavoisier (1743-1794) semasa mengkaji transformasi kimia kuantitatif gula semasa penapaian alkohol, tetapi dia tidak mempunyai masa untuk menyelesaikan kerjanya, kerana dia menjadi mangsa keganasan revolusi borjuasi Perancis.
Ramai saintis mengkaji proses penapaian, tetapi ahli botani Perancis C. Cagnard de Latour (mengkaji sedimen semasa penapaian alkohol dan menemui makhluk hidup), dan naturalis Jerman F. Kützing (semasa pembentukan cuka, dia menarik perhatian kepada filem mukus. di permukaan, yang juga terdiri daripada organisma hidup) dan T. Schwann. Tetapi penyelidikan mereka telah dikritik hebat oleh penyokong teori sifat fizikokimia penapaian. Mereka dituduh "sembrono dalam kesimpulan mereka" dan kekurangan bukti. Masalah utama kedua mengenai sifat mikrob penyakit berjangkit juga telah diselesaikan semasa tempoh morfologi perkembangan mikrobiologi.
Yang pertama mencadangkan bahawa penyakit disebabkan oleh makhluk yang tidak kelihatan ialah pakar perubatan Yunani purba Hippocrates (c. 460-377 SM), Avicenna (c. 980-1037), dan lain-lain. Walaupun pada hakikatnya rupa penyakit kini dikaitkan dengan penyakit terbuka. mikroorganisma, bukti langsung diperlukan. Dan mereka adalah doktor separa Cheny-Rusia, ahli epidemiologi D.S. Samoilovich (1744 1805). Mikroskop pada masa itu mempunyai pembesaran kira-kira 300 kali dan tidak membenarkan pengesanan agen penyebab wabak, untuk pengecaman yang, seperti yang diketahui sekarang, pembesaran 800-1000 kali diperlukan. Untuk membuktikan bahawa wabak itu disebabkan oleh patogen khas, dia menjangkiti dirinya dengan rembesan bubo seseorang yang menderita wabak dan menjadi sakit dengan wabak tersebut.
Nasib baik, D.S. Samoilovich masih hidup. Selepas itu, eksperimen heroik mengenai jangkitan diri untuk membuktikan kejangkitan mikroorganisma tertentu telah dijalankan oleh doktor Rusia G.N. Minh dan O.O. Mochutkovsky, I.I. Mechnikov dan lain-lain tetapi keutamaan dalam menyelesaikan isu sifat mikrob penyakit berjangkit adalah milik naturalis Itali A. Basi (1773-1856), yang merupakan yang pertama secara eksperimen mewujudkan sifat mikrob penyakit ulat sutera penularan penyakit apabila kulat mikroskopik dipindahkan daripada individu yang sakit kepada yang sihat. Tetapi kebanyakan penyelidik yakin bahawa punca semua penyakit adalah gangguan dalam aliran proses kimia dalam badan. Masalah ketiga mengenai kaedah penampilan dan pembiakan mikroorganisma telah diselesaikan dalam pertikaian dengan teori penjanaan spontan yang dominan ketika itu.
Walaupun fakta bahawa saintis Itali L. Spallanzaniv pada pertengahan abad ke-18. memerhatikan pembahagian bakteria di bawah mikroskop, pendapat bahawa mereka menjana sendiri (timbul daripada reput, kotoran, dll.) tidak disangkal. Ini dilakukan oleh saintis Perancis yang luar biasa Louis Pasteur (1822-1895), yang, dengan karyanya, meletakkan asas untuk mikrobiologi moden. Dalam tempoh yang sama, perkembangan mikrobiologi di Rusia bermula. Pengasas mikrobiologi Rusia ialah L.N. Tsenkovsky (1822-1887). Objek kajiannya ialah protozoa, alga, dan kulat. Dia menemui dan menerangkan sejumlah besar protozoa, mengkaji morfologi dan kitaran perkembangan mereka, dan menunjukkan bahawa tidak ada sempadan yang tajam antara dunia tumbuhan dan haiwan. Beliau menganjurkan salah satu stesen Pasteur pertama di Rusia dan mencadangkan vaksin terhadap antraks (vaksin Tsenkovsky hidup).
ZAMAN FISIOLOGI (SETENGAH KEDUA abad ke-19)
Perkembangan pesat mikrobiologi pada abad ke-19. membawa kepada penemuan banyak mikroorganisma: bakteria nodul, bakteria nitrifikasi, agen penyebab banyak penyakit berjangkit (antraks, wabak, tetanus, difteria, kolera, batuk kering, dll.), virus mozek tembakau, virus penyakit kaki dan mulut, dll. . datang kajian fisiologi mikroorganisma, berdasarkan eksperimen yang tepat.
Oleh itu, separuh kedua abad ke-19. Adalah lazim untuk memanggil tempoh fisiologi dalam perkembangan mikrobiologi. Tempoh ini dicirikan oleh penemuan yang luar biasa dalam bidang mikrobiologi, dan tanpa keterlaluan ia boleh dipanggil Pasteursky sebagai penghormatan kepada saintis Perancis yang cemerlang L. Pasteur, kerana aktiviti saintifik saintis ini merangkumi semua masalah utama yang berkaitan dengan kehidupan mikroorganisma. . Yang pertama dari sezaman L. Pasteur yang menghargai kepentingan penemuannya ialah pakar bedah Inggeris J. Lister (1827-1912), yang, berdasarkan pencapaian L. Pasteur, mula-mula memperkenalkan ke dalam amalan perubatan rawatan semua instrumen pembedahan dengan asid karbolik, pembasmian kuman bilik bedah dan mencapai pengurangan dalam bilangan kematian selepas operasi.
Kelebihan utama Pasteur ialah dia adalah orang pertama yang menghubungkan mikroorganisma dengan proses yang disebabkannya. Penyelidikan Pasteur mengakhiri perdebatan selama berabad-abad tentang kemungkinan asal usul kehidupan secara spontan. Dia secara eksperimen membuktikan bahawa dalam media nutrien di mana mikroorganisma dibunuh, kehidupan tidak timbul walaupun apabila bersentuhan dengan udara, jika mereka tidak hadir dalam yang terakhir.
Penemuan Pasteur:
1. Menetapkan bahawa proses penapaian adalah bersifat mikrobiologi, dan setiap jenis penapaian disebabkan oleh patogen spesifiknya sendiri.
2. Semasa mengkaji penyakit bir dan wain, beliau mendapati bahawa kecacatan ini disebabkan oleh perkembangan mikroorganisma asing. Beliau mencadangkan kaedah memerangi mikroflora asing - pasteurisasi.
3. Menjelaskan bahawa penyakit berjangkit adalah bersifat mikrobiologi dan timbul akibat mikroorganisma patogen yang memasuki badan. L. Pasteur mencadangkan kaedah memerangi penyakit berjangkit dengan bantuan vaksinasi, yang mana budaya mikroorganisma dengan kesan patogenik yang lemah (vaksin) digunakan.
4. Terbukti bahawa sesetengah mikroorganisma boleh wujud tanpa oksigen, i.e. menemui fenomena anaerobiosis. Dengan mengkaji bakteria asid butirik, dia menunjukkan bahawa udara berbahaya kepada mereka. Keputusan ini menyebabkan ribut protes, kerana ia diakui bahawa tanpa molekul oksigen kehidupan adalah mustahil. Oleh itu, Louis Pasteur adalah pengasas semua bidang utama mikrobiologi moden.
Pasteur menjalankan penyelidikannya yang cemerlang di sebuah makmal kecil, yang, dalam kata-katanya, "kekurangan cahaya, udara dan ruang." Pada tahun 1988, di Paris, menggunakan dana yang diperoleh melalui langganan, Institut Pasteur dibuka, untuk pembinaan yang mana kerajaan Rusia memberikan sumbangan besar. Ramai ahli mikrobiologi terkenal, termasuk Rusia, bekerja di institut ini. Ahli sejarah Institut Pasteur A. Delane secara berseloroh berkata bahawa dia tidak tahu sama ada pada akhir abad ke-19 Institut Pasteur adalah institusi Perancis atau Rusia-Perancis.
Salah seorang pengasas mikrobiologi perubatan ialah Robert Koch (1843-1910), yang membangunkan kaedah untuk mendapatkan kultur tulen bakteria, mengotorkan bakteria semasa mikroskop, dan mikrofotografi. Triad Koch yang dirumuskan oleh R. Koch juga diketahui, yang masih digunakan untuk mengenal pasti agen penyebab penyakit ini. Pada tahun 1877, R. Koch mengasingkan agen penyebab antraks, pada tahun 1882 agen penyebab tuberkulosis, dan pada tahun 1905 beliau telah dianugerahkan Hadiah Nobel untuk penemuan agen penyebab kolera.
Dalam tempoh fisiologi, iaitu pada tahun 1867, M.S. Voronin menggambarkan bakteria nodul, dan hampir 20 tahun kemudian G. Gelriegel dan G. Wilfahrt menunjukkan keupayaan mereka untuk membetulkan nitrogen. Ahli kimia Perancis T. Schlesing dan A. Münz mengesahkan sifat mikrobiologi nitrifikasi (1877), dan pada tahun 1882 P. Deguerin menubuhkan sifat denitrifikasi, sifat penguraian anaerobik sisa tumbuhan.
Saintis Rusia P.A. Kostychev mencipta teori sifat mikrobiologi proses pembentukan tanah.
Akhirnya, pada tahun 1892, ahli botani Rusia D.I Ivanovsky (1864-1920) menemui virus mozek tembakau. Pada tahun 1898, tanpa mengira D.I. Ivanovsky, virus yang sama telah diterangkan oleh M. Beyerinck. Kemudian virus penyakit kaki dan mulut ditemui (F. Leffler, P. Frosh, 1897), demam kuning (W. Reed, 1901) dan banyak lagi virus lain. Walau bagaimanapun, ia menjadi mungkin untuk melihat zarah virus hanya selepas penciptaan mikroskop elektron, kerana ia tidak dapat dilihat dalam mikroskop cahaya. Sehingga kini, kerajaan virus merangkumi sehingga 1000 spesies patogen. Baru-baru ini beberapa virus baru ditemui oleh D.I Ivanovsky, termasuk virus yang menyebabkan AIDS.
Tidak dinafikan bahawa tempoh penemuan virus dan bakteria baharu serta kajian morfologi dan fisiologinya berterusan sehingga kini.
S.N. Winogradsky (1856-1953) dan ahli mikrobiologi Belanda M. Beijerinck (1851-1931) memperkenalkan prinsip mikroekologi untuk mengkaji mikroorganisma. S.N. Winogradsky mencadangkan untuk mewujudkan keadaan tertentu (elektif) yang memungkinkan untuk pembangunan keutamaan satu kumpulan mikroorganisma, ditemui pada tahun 1893 penetap nitrogen anaerobik, yang dinamakannya Clostridiumpasterianum sebagai penghormatan kepada Pasteur, dan mikroorganisma terpencil dari tanah yang mewakili yang sama sekali baru. jenis hidupan dan dipanggil chemolithoautotrophic.
Prinsip mikroekologi juga dibangunkan oleh M. Beyerinck dan digunakan untuk pengasingan pelbagai kumpulan mikroorganisma. 8 tahun selepas penemuan S.N. Winogradsky mengasingkan pengasing nitrogen Azotobacterchroococcum dalam keadaan aerobik, mengkaji fisiologi bakteria nodul, proses denitrifikasi dan pengurangan sulfat, dsb. Kedua-dua penyelidik ini adalah pengasas arah ekologi mikrobiologi, yang dikaitkan dengan kajian peranan mikroorganisma dalam kitaran bahan di alam semula jadi. Menjelang akhir abad ke-19. Pembezaan mikrobiologi kepada beberapa bidang khas dirancang: umum, perubatan, tanah.
TEMPOH IMUNOLOGI (AWAL abad XX)
Dengan kedatangan abad kedua puluh. Tempoh baru dalam mikrobiologi bermula, yang diketuai oleh penemuan abad ke-19.
Karya L. Pasteur mengenai vaksinasi, I.I. Mechnikov pada fagositosis, P. Ehrlich mengenai teori imuniti humoral merupakan kandungan utama peringkat ini dalam pembangunan mikrobiologi, yang berhak menerima gelaran imunologi.
Paul Ehrlich (1854-1915) pakar perubatan Jerman, ahli bakteriologi dan biokimia, salah seorang pengasas imunologi dan kemoterapi, yang mengemukakan teori imuniti humoral (daripada cecair humor Latin). Dia percaya bahawa imuniti timbul akibat pembentukan antibodi dalam darah yang meneutralkan racun. Ini disahkan oleh penemuan antibodi antitoksin yang meneutralkan toksin dalam haiwan yang disuntik dengan toksin difteria atau tetanus (E. Behring, S. Kitazato).
Pada tahun 1883, beliau merumuskan teori imuniti fagositik. Kekebalan manusia terhadap jangkitan semula telah diketahui sejak sekian lama, tetapi sifat fenomena ini tidak jelas walaupun selepas
I.I. Pendekar tentang bagaimana vaksinasi terhadap banyak penyakit digunakan secara meluas. I.I. Mechnikov menunjukkan bahawa pertahanan badan terhadap bakteria patogen adalah tindak balas biologi yang kompleks, yang berdasarkan keupayaan fagosit (makro dan mikrofaj) untuk menangkap dan memusnahkan badan asing yang masuk ke dalam badan, termasuk bakteria. Penyelidikan oleh I.I. Kerja Mechnikov mengenai fagositosis dengan meyakinkan membuktikan bahawa, sebagai tambahan kepada humoral, terdapat imuniti selular.
I.I. Mechnikov dan P. Ehrlich adalah lawan saintifik selama bertahun-tahun, masing-masing secara eksperimen membuktikan kesahihan teorinya. Selepas itu, ternyata tidak ada percanggahan antara imuniti humoral dan fagositik, kerana mekanisme ini melindungi tubuh bersama-sama. Dan pada tahun 1908 I.I. Mechnikov, bersama-sama dengan P. Ehrlich, telah dianugerahkan Hadiah Nobel untuk membangunkan teori imuniti.
Tempoh imunologi dicirikan oleh penemuan tindak balas utama sistem imun kepada bahan asing secara genetik (antigen): pembentukan antibodi dan fagositosis, hipersensitiviti jenis tertunda (DTH), hipersensitiviti jenis segera (IHT), toleransi, ingatan imunologi.
Mikrobiologi dan imunologi berkembang terutamanya dengan pesat pada tahun 50-an dan 60-an. kedua puluh
berabad-abad. Ini difasilitasi oleh penemuan paling penting dalam bidang biologi molekul, genetik, dan kimia bioorganik; kemunculan sains baharu: kejuruteraan genetik, biologi molekul, bioteknologi, sains komputer; penciptaan kaedah baru dan penggunaan peralatan saintifik.
Imunologi adalah asas untuk pembangunan kaedah makmal untuk diagnosis, pencegahan dan rawatan penyakit berjangkit dan banyak penyakit tidak berjangkit, serta pembangunan ubat imunobiologi (vaksin, imunoglobulin, imunomodulator, alergen, ubat diagnostik). Pembangunan dan pengeluaran persediaan imunobiologi dijalankan oleh immunobiotechnology, cabang imunologi bebas. Mikrobiologi dan imunologi perubatan moden telah mencapai kejayaan besar dan memainkan peranan yang besar dalam diagnosis, pencegahan dan rawatan penyakit berjangkit dan banyak penyakit tidak berjangkit yang berkaitan dengan gangguan sistem imun (onkologi, penyakit autoimun, pemindahan organ dan tisu, dsb. ).
TEMPOH GENETIK MOLEKUL (Sejak 50-an abad kedua puluh)
Ia dicirikan oleh beberapa pencapaian dan penemuan saintifik yang penting secara asas:
1. Mentafsir struktur molekul dan organisasi biologi molekul bagi banyak virus dan bakteria; penemuan bentuk kehidupan paling mudah bagi protein prion "berjangkit".
2. Mentafsir struktur kimia dan sintesis kimia beberapa antigen.
Sebagai contoh, sintesis kimia lysozyme (D. Sela, 1971), peptida virus AIDS (R.V. Petrov, V.T. Ivanov, dll.).
3. Mentafsir struktur antibodi imunoglobulin (D. Edelman, R. Porter, 1959).
4. Pembangunan kaedah untuk mengkultur sel haiwan dan tumbuhan dan membesarkannya pada skala industri untuk mendapatkan antigen virus.
5. Mendapatkan bakteria rekombinan dan virus rekombinan.
6. Penciptaan hibridoma melalui gabungan limfosit B imun yang menghasilkan antibodi dan sel kanser untuk menghasilkan antibodi monoklonal (D. Keller, C. Milstein, 1975).
7. Penemuan imunomodulator immunocytokinin (interleukin, interferon, myelopeptides, dll.) pengawal selia semula jadi endogen sistem imun dan penggunaannya untuk pencegahan dan rawatan pelbagai penyakit.
8. Pengeluaran vaksin menggunakan kaedah bioteknologi dan teknik kejuruteraan genetik (hepatitis B, malaria, antigen HIV dan antigen lain) dan peptida aktif secara biologi (interferon, interleukin, faktor pertumbuhan, dll.).
9. Pembangunan vaksin sintetik berdasarkan antigen semulajadi atau sintetik dan serpihannya.
10. Penemuan virus yang menyebabkan immunodeficiencies.
11. Pembangunan kaedah asas baru untuk mendiagnosis penyakit berjangkit dan tidak berjangkit (immunoassay enzim, radioimmunoassays, immunoblotting, hibridisasi asid nukleik).
Penciptaan sistem ujian berdasarkan kaedah ini untuk petunjuk, pengenalpastian mikroorganisma, diagnosis penyakit berjangkit dan tidak berjangkit. Pada separuh kedua abad kedua puluh. Pembentukan arah baru dalam mikrobiologi berterusan, disiplin baru dengan objek penyelidikan mereka sendiri (virologi, mikologi) bercabang daripadanya, dan arah yang berbeza dalam objektif penyelidikan sedang dikenal pasti (mikrobiologi am, teknikal, pertanian, mikrobiologi perubatan, genetik mikroorganisma, dsb.). Banyak bentuk mikroorganisma telah dikaji dan kira-kira pertengahan 50-an. abad yang lalu, A. Kluyver (1888-1956) dan K. Neel (1897-1985) merumuskan teori kesatuan biokimia kehidupan.
Reaksi Wasserman(RW atau EDS-Express Diagnostics of Syphilis) ialah kaedah lapuk untuk mendiagnosis sifilis menggunakan tindak balas serologi. Pada masa ini digantikan oleh mikrotindak balas pemendakan (ujian anticardiolipin, MP, RPR - RapidPlasmaReagin). Dinamakan sempena ahli imunologi Jerman August Wasserman<#"justify">Ini adalah tindak balas aglutinasi yang digunakan untuk mendiagnosis demam kepialu dan beberapa penyakit kepialu-paratifoid.
Dicadangkan pada tahun 1896 oleh doktor Perancis F. Widal (1862-1929). V. r. adalah berdasarkan keupayaan antibodi (aglutinin), terbentuk dalam badan semasa penyakit dan berterusan untuk masa yang lama selepas pemulihan, untuk menyebabkan lekatan mikroorganisma kepialu (aglutinin) dikesan dalam darah pesakit dari minggu ke-2; daripada penyakit.
Untuk melakukan tindak balas Vidal, 2-3 ml darah diambil dengan picagari dari vena cubital dan dibiarkan membeku. Gumpalan yang terhasil dipisahkan, dan serum disedut ke dalam tabung uji bersih dan 3 baris pencairan serum pesakit disediakan daripadanya dari 1:100 hingga 1:800 seperti berikut: 1 ml (20 titis) larutan fisiologi adalah dituangkan ke dalam semua tabung uji; kemudian dengan menggunakan pipet yang sama, tuangkan 1 ml serum, dicairkan 1:50, ke dalam tabung uji pertama, campurkan dengan garam, dengan itu mendapatkan pencairan 1:100 dari tabung uji ini, pindahkan 1 ml serum ke dalam ujian seterusnya tiub, campurkan dengan garam, dapatkan pencairan 1: 200 juga terima pencairan 1:400 dan 1:800 dalam setiap tiga baris.
Tindak balas aglutinasi Wiedzl dijalankan dalam isipadu 1 ml cecair, jadi 1 ml dikeluarkan dari tabung uji terakhir selepas mencampurkan cecair. 1 ml larutan garam tanpa serum dituangkan ke dalam tiub kawalan yang berasingan. Kawalan ini dilakukan untuk memeriksa kemungkinan aglutinasi spontan antigen (diagnosticum) dalam setiap baris (kawalan antigen). 2 titis diagnosticum diselitkan ke dalam semua tabung uji setiap baris yang sepadan dengan inskripsi. Tripod diletakkan dalam termostat selama 2 jam pada 37 °C dan kemudian dibiarkan pada suhu bilik selama sehari. Tindak balas akan diambil kira dalam pelajaran seterusnya.
Sera pesakit mungkin mengandungi antibodi khusus dan kumpulan, yang berbeza dalam ketinggian titer. Tindak balas aglutinasi spesifik biasanya diteruskan ke titer yang lebih tinggi. Tindak balas dianggap positif jika aglutinasi berlaku dalam sekurang-kurangnya tiub pertama dengan pencairan 1:200. Ia biasanya berlaku dalam pencairan besar. Jika aglutinasi kumpulan dengan dua atau tiga antigen diperhatikan, maka agen penyebab penyakit itu dianggap sebagai mikrob yang mana aglutinasi berlaku dalam pencairan serum tertinggi.
Para saintis domestik membuat sumbangan besar kepada pembangunan mikrobiologi:
I.I. Mechnikov(1845-1916) mencipta teori imuniti fagositik, berdasarkan keupayaan sel-sel makroorganisma untuk menentang badan asing; antagonisme yang ditubuhkan antara asid laktik dan bakteria putrefaktif; bekerja dengan patogen penyakit berjangkit. Pada tahun 1908 beliau dianugerahkan Hadiah Nobel.
L.S. Tsenkovsky(1822-1877) membangunkan kaedah memerangi antraks dalam bentuk vaksinasi. Di samping itu, beliau membuktikan sifat bakteria enap cemar gula dan membangunkan cara untuk menghalangnya dalam pengeluaran gula.
DI. Ivanovsky (1886-1920) dianggap sebagai pengasas virologi. Semasa mengkaji penyakit mozek tembakau, dia menemui mikroorganisma yang melalui penapis biologi. Mikroorganisma ini dipanggil virus. Ini adalah dorongan untuk penemuan agen penyebab penyakit kaki dan mulut dan cacar, tidak dapat dilihat dalam mikroskop cahaya konvensional.
S.N. Vinogradsky(1856-1953) - pengasas mikrobiologi tanah, menubuhkan peranan mikroorganisma dalam kitaran bahan di alam semula jadi. Beliau membangunkan kaedah untuk mengasingkan kumpulan individu mikroorganisma menggunakan media nutrien terpilih.
V.L. Omelyansky (1867-1928) – pelajar S.N. Winogradsky, menemui agen penyebab penapaian selulosa, mengkaji proses nitrifikasi, penetapan nitrogen, serta ekologi mikroorganisma tanah. V.L. Omelyansky menulis buku teks pertama mengenai mikrobiologi am di Rusia pada tahun 1909, yang telah melalui sepuluh edisi dan masih menjadi buku rujukan untuk ahli mikrobiologi. Pada tahun 1923, beliau menerbitkan "Panduan Praktikal Mikrobiologi" pertama di negara kita.
Sejak zaman purba, jauh sebelum penemuan mikroorganisma, manusia telah menggunakan proses mikrobiologi seperti penapaian jus anggur, pemasam susu, dan penyediaan doh. Kronik kuno menggambarkan wabak wabak, taun dan penyakit berjangkit lain yang dahsyat.
Mikrobiologi adalah sains yang agak muda. Permulaan perkembangannya bermula pada akhir abad ke-17.
Pemerhatian dan penerangan terperinci pertama mikroorganisma adalah milik Anthony Leeuwenhoek (1632–1723), yang sendiri menghasilkan kanta yang memberikan pembesaran 200–300 kali. Dalam buku "The Secrets of Nature Discovered by Anthony Leeuwenhoek" (1695), dia bukan sahaja menerangkan, tetapi juga memberikan lakaran banyak mikroorganisma yang ditemuinya dengan bantuan "mikroskop"nya dalam pelbagai infusi, air hujan, pada daging dan lain-lain. objek 1.
Penemuan Leeuwenhoek membangkitkan minat paling mendalam para saintis. Walau bagaimanapun, pembangunan yang lemah pada abad ke-17 dan ke-18. industri dan pertanian, hala tuju skolastik yang dominan dalam sains menghalang perkembangan sains semula jadi, termasuk mikrobiologi yang baru muncul. Untuk masa yang lama, sains mikrob sebahagian besarnya bersifat deskriptif. Tempoh morfologi yang dipanggil dalam perkembangan mikrobiologi ini tidak membuahkan hasil.
Salah satu karya terawal yang dikhaskan untuk mengkaji sifat dan asal usul mikroorganisma ialah disertasi M. M. Terekhovsky, diterbitkan pada tahun 1775. Penulis adalah orang pertama yang menggunakan kaedah penyelidikan eksperimen. Beliau mengkaji kesan pemanasan dan penyejukan terhadap mikroorganisma, serta kesan pelbagai bahan kimia. Penyelidikan M. M. Terekhovsky masih kurang diketahui, walaupun ia mempunyai kepentingan asas yang besar. Untuk masa yang lama, tempat mikroorganisma di kalangan makhluk hidup lain, peranan dan kepentingannya dalam alam semula jadi dan dalam kehidupan manusia masih belum ditentukan.
1 Pada tahun 1698, Peter I melawat Leeuwenhoek dan membawa mikroskop ke Rusia.
Kemajuan industri pada abad ke-19, yang menyebabkan perkembangan teknologi dan pelbagai cabang sains semula jadi, membawa kepada perkembangan pesat mikrobiologi, dan kepentingan praktikalnya meningkat. Daripada sains deskriptif, mikrobiologi telah bertukar menjadi sains eksperimen yang mengkaji peranan organisma "misteri" dalam alam semula jadi dan kehidupan manusia. Mikroskop yang lebih maju telah muncul, dan teknik mikroskopi telah bertambah baik.
Permulaan arah baru dalam pembangunan mikrobiologi - tempoh fisiologi - dikaitkan dengan aktiviti saintis Perancis Louis Pasteur (1822-1895), pengasas mikrobiologi moden. Pasteur menetapkan bahawa mikroorganisma berbeza bukan sahaja dalam penampilan, tetapi juga dalam sifat aktiviti kehidupan mereka. Mereka menyebabkan pelbagai transformasi kimia dalam substrat (media) di mana ia berkembang.
Pasteur bertanggungjawab untuk beberapa penemuan yang sangat penting. Beliau membuktikan bahawa penapaian alkohol yang berlaku dalam jus anggur disebabkan oleh aktiviti penting mikroorganisma - yis. Penemuan ini menyangkal teori Liebig tentang sifat kimia proses penapaian, yang dominan pada masa itu. Dengan mengkaji punca penyakit dalam wain dan bir, Pasteur membuktikan bahawa mikroorganisma adalah puncanya. Untuk mengelakkan kerosakan, dia mencadangkan memanaskan minuman. Teknik ini masih digunakan sehingga kini dan dipanggil pempasteuran.
Pasteur adalah orang pertama yang menemui bakteria yang tidak dapat berkembang dengan kehadiran udara, iaitu, dia menunjukkan bahawa kehidupan mungkin tanpa oksigen.
Pasteur menemui sifat penyakit berjangkit pada manusia dan haiwan, menetapkan bahawa penyakit ini timbul akibat jangkitan (jangkitan) dengan mikrob khas dan setiap penyakit disebabkan oleh mikroorganisma tertentu. Beliau membangunkan dan secara saintifik mengesahkan kaedah untuk mencegah penyakit berjangkit (vaksinasi pencegahan), dan menghasilkan vaksin terhadap rabies dan antraks.
Sumbangan penting kepada mikrobiologi ialah penyelidikan saintis Jerman Robert Koch (1843–1910). Beliau memperkenalkan media nutrien pepejal untuk pertumbuhan mikroorganisma ke dalam amalan mikrobiologi, yang membawa kepada pembangunan kaedah untuk mengasingkan mikroorganisma ke dalam apa yang dipanggil kultur tulen, iaitu kultur tumbuh (jisim sel) setiap spesies secara berasingan (secara berasingan). Ini memungkinkan untuk menemui mikroorganisma yang tidak diketahui sebelum ini dan mengenal pasti ciri-ciri aktiviti kehidupan wakil individu dunia makhluk hidup ini. Koch juga mengkaji agen penyebab banyak penyakit berjangkit (antraks, tuberkulosis, kolera, dll.).
Perkembangan mikrobiologi berkait rapat dengan karya saintis Rusia dan Soviet.
Karya I. I. Mechnikov terkenal di dunia (1845 –1916 gg.). Beliau adalah orang pertama yang membangunkan teori imuniti fagositik, iaitu, imuniti badan terhadap penyakit berjangkit. Perkembangan mikrobiologi di Rusia berkait rapat dengan nama I.I. Dia menganjurkan makmal bakteriologi pertama di Rusia (di Odessa).
Rakan sekutu terdekat I.I. Mechnikov ialah N. Φ. Gamaleya (1859–1949), yang mengkaji banyak isu mikrobiologi perubatan. N. Φ. Gamaleya menganjurkan di Odessa (pada tahun 1886) stesen vaksinasi anti-rabies pertama di Rusia (yang kedua di dunia selepas stesen Pasteur di Paris). Semua aktiviti beliau adalah bertujuan untuk menyelesaikan isu kesihatan yang paling penting di negara kita.
Kerja-kerja S. N. Vinogradsky (1856 - 1953) sangat penting untuk pembangunan mikrobiologi, terutamanya pertanian. Beliau menemui proses nitrifikasi, mewujudkan kewujudan bakteria khas yang mampu mengasimilasikan karbon dioksida dari udara, menggunakan tenaga kimia pengoksidaan ammonia kepada asid nitrik dalam proses sintesis bahan organik. Oleh itu, kemungkinan mengasimilasikan karbon dioksida tanpa penyertaan klorofil dan tenaga suria telah terbukti. Proses ini, berbeza dengan fotosintesis tumbuhan hijau, dipanggil chemosynthesis.
S. N. Vinogradsky menemui fenomena penetapan nitrogen atmosfera oleh bakteria anaerobik. Dia juga menemui bakteria untuk penguraian anaerobik bahan pektin, yang kemudiannya membenarkan penyelidik (I. A. Makrinov, G. L. Seliber, dll.) untuk membangunkan teori dan kaedah retting tumbuhan berserabut - rami, rami, dll.
Dalam penyelidikannya, S. N. Vinogradsky menggunakan kaedah asal yang dibangunkannya untuk pertumbuhan mikroorganisma menggunakan media khas - terpilih (selektif) - nutrien dan keadaan berhampiran dengan habitat semula jadi mikroorganisma. Kaedah ini telah digunakan secara meluas dalam semua bidang mikrobiologi. Ia membenarkan bukan sahaja penemuan jenis mikroorganisma baru, tetapi juga kajian yang lebih mendalam tentang yang diketahui.
Seorang pelajar dan kolaborator S. N. Vinogradsky ialah V. L. Omelyansky (1867–1928). Bersama S. N. Vinogradsky, beliau mengkaji isu-isu nitrifikasi, penetapan nitrogen atmosfera dan masalah mikrobiologi lain. V. L. Omelyansky mencipta buku teks Rusia pertama mengenai mikrobiologi, "Asas Mikrobiologi," dan "Panduan Praktikal Mikrobiologi" Rusia yang pertama. Buku-buku ini masih tidak hilang nilainya.
Sumbangan besar kepada pembangunan mikrobiologi am adalah karya A. A. Imshenetsky, E. N. Mishustin, S.I. Kuznetsov, N.D. Ierusalimsky, E. N. Kondratieva dan saintis Soviet yang lain.
Karya S.P. Kostychev, S.L. Ivanov dan A.I. Lebedev, yang mengkaji proses penapaian alkohol, memainkan peranan penting dalam pembangunan mikrobiologi teknikal.
Berdasarkan penyelidikan S.P. Kostychev dan V.S. Butkevich mengenai kimia pembentukan asid organik oleh kulat di negara kita pada tahun 1930, pengeluaran asid sitrik telah dianjurkan.
V. N. Shaposhnikov dan A. Ya Manteifel mengkaji dan memperkenalkan ke dalam amalan kilang kaedah untuk menghasilkan asid laktik menggunakan bakteria. Penyelidikan oleh V.N. Shaposhnikov dan F.M. Chistyakov memungkinkan, pada awal 1930-an, untuk mengatur pengeluaran aseton dan butil alkohol pada skala kilang menggunakan bakteria.
V. N. Shaposhnikov menulis buku teks pertama di USSR, "Mikrobiologi Teknikal" (1947), yang mana beliau menerima Hadiah Negara pada tahun 1950.
Dalam bidang mikrobiologi makanan, secara langsung berkaitan dengan sains komoditi, peranan utama adalah milik Ya. Beliau mencipta kursus dalam mikrobiologi makanan dan, bersama-sama dengan B. S. Aleev, menulis kursus khas mengenai mikrobiologi makanan mudah rosak, serta panduan untuk kerja amali dalam mikrobiologi untuk pelajar yang mempelajari perdagangan makanan. Karya Ya Ya Nikitinsky dan pelajarnya menandakan permulaan perkembangan meluas mikrobiologi pengeluaran pengetinan dan penyimpanan produk makanan mudah rosak dalam peti sejuk. Kemajuan yang ketara dalam bidang mikrobiologi susu dan produk tenusu dicapai oleh sekolah S. A. Korolev (1876 - 1932) di Institut Tenusu Vologda oleh A. F. Voitkevich (1875 - 1950) di Akademi Pertanian Moscow yang dinamakan sempena K. A. Timiryazev .
Selepas itu, mikrobiologi tenusu berkembang dalam karya V. M. Bogdanov, N. S. Koroleva, A. M. Skorodumova, L. A. Bannikova.
Φ memberi sumbangan besar kepada teori dan amalan penyimpanan makanan dalam peti sejuk. M. Chistyakov (1898–1959).
Sebelum Revolusi Sosialis Oktober Besar, hanya terdapat beberapa institusi bakteriologi di negara kita. Pada masa ini, negara ini mempunyai rangkaian luas institusi penyelidikan dalam pelbagai bidang sains mikrobiologi telah dianjurkan di Akademi Sains USSR dan akademi republik. Terdapat sejumlah besar industri dalam teknologi yang mana proses mikrobiologi menduduki tempat utama. Cawangan baru industri biokimia muncul, berdasarkan penggunaan acuan, bakteria dan mikroorganisma lain. Pada tahun 1960, industri mikrobiologi telah dicipta, dalam proses teknologi yang mana mikroorganisma digunakan - pengeluar bahan aktif biologi yang paling berharga (antibiotik, protein, asid amino, enzim, vitamin, hormon, dll.).
Mikrobiologi produk makanan juga telah mendapat perkembangan. Semua cabang utama industri makanan mempunyai institut penyelidikan, termasuk makmal yang mengkaji mikrobiologi cabang pengeluaran ini. Semua perusahaan industri makanan telah menubuhkan makmal mikrobiologi kilang dan bengkel yang mengawal pengeluaran dan kualiti produk siap.
"Sukar untuk menilai terlalu tinggi peranan mikroorganisma di planet kita," kata ahli akademik V.O Tauson, "sebaliknya, seseorang boleh memandang rendah kepentingan dunia makhluk ini untuk semua makhluk hidup, aktiviti mereka sangat pelbagai dan akibatnya adalah. sangat besar.”
Dalam Arah Utama Pembangunan Ekonomi dan Sosial USSR untuk 1981–1985 dan untuk tempoh sehingga 1990, banyak perhatian diberikan kepada perkembangan selanjutnya industri makanan, katering awam dan perdagangan. Ia dirancang untuk meningkatkan pengeluaran produk sedia untuk dimakan, produk separuh siap, produk masakan, meningkatkan kualiti dan rangkaiannya, dan memperkayakan produk dengan protein, vitamin dan komponen berguna lain. Kebanyakan komponen ini mungkin berasal dari mikrob, termasuk protein. Menyediakan i melaksanakan langkah-langkah untuk mempercepatkan pembangunan pengeluaran berdasarkan sintesis mikrob, memastikan peningkatan dalam pengeluaran produk sebanyak 1.8-1.9 kali, dengan ketara meningkatkan pengeluaran protein mikrob dan lisin suapan komersial, serta antibiotik untuk makanan dan tujuan veterinar, vitamin makanan, tumbuhan agen pelindung mikrobiologi, persediaan enzim, baja bakteria dan produk lain sintesis mikrob.
Penciptaan mikroskop elektron dan pembangunan kaedah baru untuk mengkaji mikroorganisma memungkinkan untuk mengkajinya di peringkat molekul, yang seterusnya memungkinkan untuk memahami dengan lebih mendalam sifat-sifat mikrob, aktiviti kimianya, dan penggunaan dan kawalan yang lebih baik. proses mikrobiologi.
Sains mikrobiologi memainkan peranan yang besar dalam memenuhi tugas utama yang ditetapkan untuk industri makanan dan ringan, perdagangan dan katering awam - kepuasan paling lengkap terhadap keperluan rakyat Soviet yang sentiasa berkembang.
1 Bahan-bahan Kongres XXVI CPSU. M.: Politizdat, 1981, hlm. 170.
Sejarah perkembangan mikrobiologi
Mikrobiologi (dari bahasa Yunani micros - kecil, bios - kehidupan, logos - kajian, iaitu kajian tentang bentuk kehidupan kecil) ialah sains yang mengkaji organisma yang tidak dapat dibezakan (tidak dapat dilihat) dengan mata kasar dengan apa-apa jenis optik, yang dipanggil mikroorganisma (mikrob).
Subjek mikrobiologi ialah morfologi, fisiologi, genetik, sistematik, ekologi dan hubungannya dengan bentuk hidupan lain.
DALAM taksonomi mikroorganisma sangat pelbagai. Ia termasuk prion, virus, bakteria, alga, kulat, protozoa, dan juga haiwan multiselular mikroskopik.
Berdasarkan kehadiran dan struktur sel, semua alam hidup boleh dibahagikan kepada prokariot (tanpa nukleus sejati), eukariota (dengan nukleus) dan bentuk hidupan tanpa struktur selular. Yang terakhir memerlukan sel untuk kewujudannya, i.e. adalah bentuk kehidupan intrasel(Gamb. 1).
Berdasarkan tahap organisasi genom, kehadiran dan komposisi sistem sintesis protein dan dinding sel, semua makhluk hidup dibahagikan kepada 4 kerajaan kehidupan: eukariota, eubacteria, archaebacteria, virus dan plasmid.
Prokariot, yang menggabungkan eubacteria dan archaebacteria, termasuk bakteria, alga bawah (biru-hijau), spirochetes, actinomycetes, archaebacteria, rickettsia, chlamydia, dan mycoplasma. Protozoa, yis dan kulat eukariotik berfilamen.
Mikroorganisma adalah wakil dari semua kerajaan kehidupan yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Mereka menduduki peringkat terendah (paling kuno) evolusi, tetapi memainkan peranan penting dalam ekonomi, peredaran bahan di alam semula jadi, dalam kewujudan normal dan patologi tumbuhan, haiwan, dan manusia.
Mikroorganisma telah menghuni Bumi 3-4 bilion tahun dahulu, jauh sebelum kemunculan tumbuhan dan haiwan yang lebih tinggi. Mikrob mewakili kumpulan hidupan yang terbesar dan paling pelbagai. Mikroorganisma sangat meluas dalam alam semula jadi dan merupakan satu-satunya bentuk bahan hidup yang mendiami mana-mana substrat (tabiat) yang paling pelbagai, termasuk organisma yang lebih teratur dalam dunia haiwan dan tumbuhan.
Boleh dikatakan bahawa tanpa mikroorganisma, kehidupan dalam bentuk modennya adalah mustahil.
Mikroorganisma mencipta atmosfera, menjalankan peredaran bahan dan tenaga dalam alam semula jadi, memecahkan sebatian organik dan mensintesis protein, menyumbang kepada kesuburan tanah, pembentukan minyak dan arang batu, luluhawa batu, dan banyak lagi fenomena semula jadi.
Dengan bantuan mikroorganisma, proses pengeluaran penting dijalankan - penaik, pembuatan wain dan pembuatan bir, pengeluaran asid organik, enzim, protein makanan, hormon, antibiotik dan ubat-ubatan lain.
Mikroorganisma, seperti tiada bentuk kehidupan lain, dipengaruhi oleh pelbagai faktor semula jadi dan antropik (berkaitan dengan aktiviti manusia), yang, memandangkan jangka hayatnya yang pendek dan kadar pembiakan yang tinggi, menyumbang kepada evolusi pesatnya.
Yang paling terkenal ialah mikroorganisma patogen (mikrob patogen) - patogen yang menyebabkan penyakit pada manusia, haiwan, tumbuhan, dan serangga. Mikroorganisma yang memperoleh sifat patogenik untuk manusia dalam proses evolusi (keupayaan untuk menyebabkan penyakit) menyebabkan wabak yang meragut jutaan nyawa. Sehingga hari ini, penyakit berjangkit yang disebabkan oleh mikroorganisma kekal sebagai salah satu punca utama kematian dan menyebabkan kerosakan yang ketara kepada ekonomi.
Kebolehubahan mikroorganisma patogen adalah daya penggerak utama dalam pembangunan dan penambahbaikan sistem untuk melindungi haiwan dan manusia yang lebih tinggi daripada segala-galanya yang asing (maklumat genetik asing). Selain itu, mikroorganisma sehingga baru-baru ini merupakan faktor penting dalam pemilihan semula jadi dalam populasi manusia (contohnya, wabak dan penyebaran kumpulan darah moden). Pada masa ini, virus immunodeficiency manusia (HIV) telah menceroboh tempat suci manusia - sistem imunnya.
Peringkat utama dalam pembangunan mikrobiologi, virologi dan imunologi
1.Pengetahuan empirikal(sebelum penciptaan mikroskop dan kegunaannya untuk mengkaji dunia mikro).
J. Fracastoro (1546) mencadangkan sifat hidup agen penyakit berjangkit - contagium vivum.
2.Tempoh morfologi mengambil masa kira-kira dua ratus tahun.
Antonie van Leeuwenhoek pada tahun 1675 pertama kali menerangkan protozoa, pada tahun 1683 - bentuk utama bakteria. Ketidaksempurnaan instrumen (pembesaran maksimum mikroskop X300) dan kaedah untuk mengkaji dunia mikro tidak menyumbang kepada pengumpulan pesat pengetahuan saintifik tentang mikroorganisma.
3.Tempoh fisiologi(sejak 1875) - era L. Pasteur dan R. Koch.
L. Pasteur - kajian asas mikrobiologi proses penapaian dan pereputan, perkembangan mikrobiologi industri, penjelasan peranan mikroorganisma dalam peredaran bahan di alam semula jadi, penemuan mikroorganisma anaerobik, pembangunan prinsip asepsis, kaedah pensterilan, melemahkan (pelemahan) virulensi dan pengeluaran vaksin (strain vaksin).
R. Koch - kaedah mengasingkan kultur tulen pada media nutrien pepejal, kaedah pewarnaan bakteria dengan pewarna aniline, penemuan agen penyebab antraks, kolera (koma Koch), batuk kering (bacillus Koch), meningkatkan teknik mikroskopi. Pembuktian eksperimen bagi kriteria Henle, yang dikenali sebagai postulat Henle-Koch (triad).
4.Tempoh imunologi.
I.I. Mechnikov adalah "penyair mikrobiologi" mengikut definisi kiasan Emil Roux. Dia mencipta era baru dalam mikrobiologi - doktrin imuniti (kekebalan), membangunkan teori fagositosis dan menyokong teori imuniti selular.
Pada masa yang sama, data terkumpul mengenai pengeluaran antibodi terhadap bakteria dan toksin mereka di dalam badan, yang membolehkan P. Ehrlich mengembangkan teori imuniti humoral. Dalam perbincangan jangka panjang dan bermanfaat antara penyokong teori fagositik dan humoral, banyak mekanisme imuniti telah didedahkan dan sains imunologi dilahirkan.
Ia kemudiannya mendapati bahawa imuniti keturunan dan diperoleh bergantung kepada aktiviti diselaraskan lima sistem utama: makrofaj, pelengkap, T- dan B-limfosit, interferon, sistem histokompatibiliti utama, yang menyediakan pelbagai bentuk tindak balas imun. I.I. Mechnikov dan P. Erlich pada tahun 1908. Hadiah Nobel telah dianugerahkan.
12 Februari 1892 Pada mesyuarat Akademi Sains Rusia, D.I Ivanovsky melaporkan bahawa agen penyebab penyakit mozek tembakau adalah virus yang boleh ditapis. Tarikh ini boleh dianggap sebagai hari lahir virologi, dan D.I. Ivanovsky - pengasasnya. Selepas itu, ternyata virus menyebabkan penyakit bukan sahaja pada tumbuhan, tetapi juga pada manusia, haiwan dan juga bakteria. Walau bagaimanapun, hanya selepas sifat gen dan kod genetik ditubuhkan, virus diklasifikasikan sebagai sifat hidup.
5. Peringkat penting seterusnya dalam pembangunan mikrobiologi ialah penemuan antibiotik. Pada tahun 1929 A. Fleming menemui penisilin dan era terapi antibiotik bermula, membawa kepada kemajuan revolusioner dalam bidang perubatan. Kemudian ternyata mikrob menyesuaikan diri dengan antibiotik, dan kajian tentang mekanisme rintangan dadah membawa kepada penemuan genom kedua, extrachromosomal (plasmid) bakteria.
Kajian plasmid telah menunjukkan bahawa mereka adalah organisma yang lebih ringkas daripada virus, dan, tidak seperti bakteriofaj, mereka tidak membahayakan bakteria, tetapi memberi mereka sifat biologi tambahan. Penemuan plasmid telah meluaskan pemahaman tentang bentuk kewujudan kehidupan dan kemungkinan laluan evolusinya.
6. Moden peringkat genetik molekul Perkembangan mikrobiologi, virologi dan imunologi bermula pada separuh kedua abad ke-20 berkaitan dengan pencapaian genetik dan biologi molekul, dan penciptaan mikroskop elektron.
Eksperimen ke atas bakteria telah membuktikan peranan DNA dalam penghantaran sifat keturunan. Penggunaan bakteria, virus, dan plasmid kemudiannya sebagai objek biologi molekul dan penyelidikan genetik membawa kepada pemahaman yang lebih mendalam tentang proses asas yang mendasari kehidupan. Penjelasan prinsip pengekodan maklumat genetik dalam DNA bakteria dan mewujudkan kesejagatan kod genetik memungkinkan untuk lebih memahami corak genetik molekul ciri organisma yang lebih teratur.
Penyahkodan genom Escherichia coli telah memungkinkan untuk mereka bentuk dan memindahkan gen. Sehingga kini, kejuruteraan genetik telah mencipta bidang bioteknologi baharu.
Organisasi genetik molekul bagi banyak virus dan mekanisme interaksinya dengan sel telah diuraikan, keupayaan DNA virus untuk berintegrasi ke dalam genom sel sensitif dan mekanisme asas karsinogenesis virus telah ditubuhkan.
Imunologi telah mengalami revolusi tulen, melangkaui skop imunologi berjangkit dan menjadi salah satu disiplin bioperubatan asas yang paling penting. Sehingga kini, imunologi adalah sains yang mengkaji bukan sahaja perlindungan terhadap jangkitan. Dalam pengertian moden Imunologi ialah sains yang mengkaji mekanisme pertahanan diri badan daripada segala sesuatu yang asing secara genetik, mengekalkan integriti struktur dan fungsi badan.
Imunologi pada masa ini merangkumi beberapa bidang khusus, antaranya, bersama dengan imunologi berjangkit, yang paling ketara termasuk imunogenetik, imunomorfologi, imunologi pemindahan, imunopatologi, imunohematologi, onkoimunologi, imunologi ontogenesis, vaksinologi dan imunodiagnostik gunaan.
Mikrobiologi dan virologi sebagai sains biologi asas juga termasuk beberapa disiplin saintifik bebas dengan matlamat dan objektif mereka sendiri: umum, teknikal (perindustrian), pertanian, veterinar dan yang paling penting untuk manusia. mikrobiologi perubatan dan virologi.
Mikrobiologi perubatan dan virologi mengkaji agen penyebab penyakit berjangkit manusia (morfologi, fisiologi, ekologi, ciri biologi dan genetiknya), membangunkan kaedah untuk penanaman dan pengenalannya, kaedah khusus untuk diagnosis, rawatan dan pencegahannya.
7.Prospek pembangunan .
Pada ambang abad ke-21, mikrobiologi, virologi dan imunologi mewakili salah satu bidang utama biologi dan perubatan, secara intensif membangunkan dan mengembangkan sempadan pengetahuan manusia.
Imunologi telah hampir untuk mengawal selia mekanisme pertahanan diri badan, membetulkan kekurangan imun, menyelesaikan masalah AIDS, dan memerangi kanser.
Vaksin kejuruteraan genetik baru sedang dibuat, data baru muncul mengenai penemuan agen berjangkit - agen penyebab penyakit "somatik" (ulser peptik, gastritis, hepatitis, infarksi miokardium, sklerosis, bentuk tertentu asma bronkial, skizofrenia, dll.) .
Konsep jangkitan baru dan berulang (jangkitan baru muncul dan muncul semula) muncul. Contoh pemulihan patogen lama ialah mycobacterium tuberculosis, rickettsia kumpulan demam berbintik bawaan kutu dan beberapa patogen lain jangkitan fokal semula jadi. Antara patogen baharu ialah human immunodeficiency virus (HIV), Legionella, Bartonella, Ehrlichia, Helicobacter, dan chlamydia (Chlamydiapneumoniae). Akhirnya, viroid dan prion ditemui - kelas baru agen berjangkit.
Viroid adalah agen berjangkit yang menyebabkan lesi pada tumbuhan yang serupa dengan virus, bagaimanapun, patogen ini berbeza daripada virus dalam beberapa cara: ketiadaan cangkerang protein (RNA berjangkit telanjang), sifat antigenik, untaian tunggal anular Struktur RNA (virus - hanya virus hepatitis D), saiz RNA kecil.
Prion (zarah berjangkit protein) ialah struktur protein tanpa RNA yang merupakan agen penyebab beberapa jangkitan perlahan pada manusia dan haiwan, dicirikan oleh lesi maut sistem saraf pusat jenis ensefalopati spongiform- kuru, penyakit Creutzfeldt-Jakob, sindrom Gerstmann-Straussler-Scheinker, leukospongiosis amniotrophic, bovine spongiform encephalopathy ("kegilaan" lembu), scrapie pada biri-biri, cerpelai encephalopathy, penyakit buangan kronik rusa dan rusa. Adalah diandaikan bahawa prion mungkin penting dalam etiologi skizofrenia dan miopati. Perbezaan ketara daripada virus, terutamanya kekurangan genom mereka sendiri, belum membenarkan kita menganggap prion sebagai wakil alam semula jadi.
3. Masalah mikrobiologi perubatan.
Ini termasuk yang berikut:
1. Penubuhan peranan etiologi (kausal) mikroorganisma dalam kesihatan dan penyakit.
2. Pembangunan kaedah diagnostik, pencegahan dan rawatan khusus penyakit berjangkit, petunjuk (pengesanan) dan pengenalpastian (penentuan) patogen.
3. Kawalan bakteria dan virologi persekitaran, makanan, pematuhan rejim pensterilan dan pengawasan sumber jangkitan di institusi perubatan dan kanak-kanak.
4. Memantau sensitiviti mikroorganisma terhadap antibiotik dan ubat-ubatan perubatan lain, keadaan mikrobiosenosis ( mikroflora) permukaan dan rongga badan manusia.
4.Kaedah diagnostik mikrobiologi.
Kaedah untuk diagnosis makmal ejen berjangkit adalah banyak, yang utama termasuk yang berikut.
1. Mikroskopik - menggunakan alat mikroskop. Bentuk, saiz, kedudukan relatif mikroorganisma, strukturnya, dan keupayaan untuk diwarnakan dengan pewarna tertentu ditentukan.
Kaedah utama mikroskop termasuk ringan mikroskop (dengan varieti - rendaman, medan gelap, kontras fasa, pendarfluor, dll.) dan elektronik mikroskop. Kaedah ini juga termasuk autoradiografi (kaedah pengesanan isotop).
2. Mikrobiologi (bakteriologi dan virologi) - pengasingan budaya tulen dan pengenalannya.
3. Biologi - jangkitan haiwan makmal dengan pembiakan proses berjangkit pada model sensitif (bioassay).
4. Imunologi (pilihan - serologi, alahan) - digunakan untuk mengenal pasti antigen atau antibodi patogen kepada mereka.
5. Genetik molekul - probe DNA dan RNA, tindak balas rantai polimerase (PCR) dan lain-lain lagi.
Menyimpulkan bahan yang dibentangkan, perlu diperhatikan kepentingan teori mikrobiologi moden, virologi dan imunologi. Pencapaian sains ini telah memungkinkan untuk mengkaji proses asas kehidupan di peringkat genetik molekul. Mereka menentukan pemahaman moden tentang intipati mekanisme perkembangan banyak penyakit dan arah pencegahan dan rawatan yang lebih berkesan.
kesusasteraan:
1. Pokrovsky V.I. "Mikrobiologi perubatan, imunologi, virologi." Buku teks untuk pelajar farmasi. Universiti, 2002.
2. Borisov L.B. "Mikrobiologi perubatan, virologi dan imunologi." Buku teks untuk pelajar perubatan. Universiti, 1994.
3. Vorobyov A.A. "Mikrobiologi". Buku teks untuk pelajar perubatan. Universiti, 1994.
4. Korotyaev A.I. "Mikrobiologi perubatan, virologi dan imunologi", 1998.
5. Bukrinskaya A.G. "Virologi", 1986.
Tahap perkembangan mikrobiologi berkaitan antara satu sama lain tidak begitu banyak secara kronologi kerana pencapaian dan penemuan utama, oleh itu ramai penyelidik membezakan tempoh yang berbeza, tetapi selalunya perkara berikut: heuristik, morfologi, fisiologi, imunologi dan genetik molekul.
TEMPOH HEURISTIC (IV III abad SM. XVI abad)
Ia lebih dikaitkan dengan kaedah logik dan metodologi untuk mencari kebenaran, iaitu, heuristik, berbanding dengan sebarang eksperimen dan bukti. Pemikir zaman ini (Hippocrates, penulis Rom Varro, Avicenna, dll.) membuat andaian tentang sifat penyakit berjangkit, miasmas, dan haiwan kecil yang tidak kelihatan. Idea-idea ini telah dirumuskan menjadi hipotesis yang koheren berabad-abad kemudian dalam tulisan doktor Itali D. Fracastoro (1478-1553), yang menyatakan idea contagium hidup (contagium vivum), yang menyebabkan penyakit. Lebih-lebih lagi, setiap penyakit disebabkan oleh penularannya sendiri. Untuk melindungi diri mereka daripada penyakit, mereka disyorkan untuk mengasingkan pesakit, kuarantin, memakai topeng, dan merawat objek dengan cuka.
TEMPOH MORFOLOGI (XVII - SETENGAH PERTAMA abad XIX)
Ia bermula dengan penemuan mikroorganisma oleh A. Leeuwenhoek. Pada peringkat ini, pengedaran mikroorganisma di mana-mana telah disahkan, bentuk sel, sifat pergerakan, dan habitat banyak wakil mikrokosmos telah diterangkan. Penghujung tempoh ini adalah penting kerana pengetahuan tentang mikroorganisma yang terkumpul pada masa ini dan tahap metodologi saintifik (khususnya, kehadiran peralatan mikroskopik) membolehkan saintis menyelesaikan tiga masalah (asas) yang sangat penting untuk semua sains semula jadi: mengkaji sifat proses penapaian dan pereputan, punca penyakit berjangkit, masalah asal usul mikroorganisma.
Kajian tentang sifat penapaian dan proses pereputan. Istilah "penapaian" (fermentatio) untuk menandakan semua proses yang melibatkan pembebasan gas pertama kali digunakan oleh ahli alkimia Belanda J.B. Helmont (1579
1644). Ramai saintis telah cuba mentakrifkan dan menjelaskan proses ini. Tetapi yang paling dekat untuk memahami peranan yis dalam proses penapaian ialah ahli kimia Perancis A.L. Lavoisier (1743-1794) semasa mengkaji transformasi kimia kuantitatif gula semasa penapaian alkohol, tetapi dia tidak mempunyai masa untuk menyelesaikan kerjanya, kerana dia menjadi mangsa keganasan revolusi borjuasi Perancis. Ramai saintis mengkaji proses penapaian, tetapi ahli botani Perancis C. Cagnard de Latour (mengkaji sedimen semasa penapaian alkohol dan menemui makhluk hidup) dan naturalis Jerman F Kützing (semasa pembentukan cuka, dia memberi perhatian kepada filem mukus pada permukaan, yang juga terdiri daripada organisma hidup) dan T. Schwann. Tetapi penyelidikan mereka telah dikritik hebat oleh penyokong teori sifat fizikokimia penapaian. Mereka dituduh "sembrono dalam kesimpulan mereka" dan kekurangan bukti.
Masalah utama kedua mengenai sifat mikrob penyakit berjangkit juga telah diselesaikan semasa tempoh morfologi perkembangan mikrobiologi. Yang pertama mencadangkan bahawa penyakit disebabkan oleh makhluk ghaib ialah pakar perubatan Yunani purba Hippocrates (c. 460-377 SM), Avicenna (c. 980-1037), dll. Walaupun fakta bahawa rupa penyakit sekarang telah pun ada. dikaitkan dengan mikroorganisma yang ditemui, bukti langsung diperlukan. Dan mereka diterima oleh doktor Rusia, ahli epidemiologi D.S. Samoilovich (1744 1805). Mikroskop pada masa itu mempunyai pembesaran kira-kira 300 kali dan tidak membenarkan pengesanan agen penyebab wabak, untuk pengecaman yang, seperti yang diketahui sekarang, pembesaran 800-1000 kali diperlukan. Untuk membuktikan bahawa wabak itu disebabkan oleh patogen khas, dia menjangkiti dirinya dengan rembesan bubo seseorang yang menderita wabak dan jatuh sakit dengan wabak tersebut. Nasib baik, D.S. Samoilovich masih hidup. Selepas itu, eksperimen heroik mengenai jangkitan diri untuk membuktikan kejangkitan mikroorganisma tertentu telah dijalankan oleh doktor Rusia G.N. Minh dan O.O. Mochutkovsky, I.I. Mechnikov dan lain-lain tetapi keutamaan dalam menyelesaikan isu sifat mikrob penyakit berjangkit adalah milik naturalis Itali A. Basi (1773-1856), yang merupakan yang pertama secara eksperimen mewujudkan sifat mikrob penyakit ulat sutera penularan penyakit apabila kulat mikroskopik dipindahkan daripada individu yang sakit kepada yang sihat. Tetapi kebanyakan penyelidik yakin bahawa punca semua penyakit adalah gangguan dalam aliran proses kimia dalam badan.
Masalah ketiga, mengenai kaedah penampilan dan pembiakan mikroorganisma, telah diselesaikan dalam pertikaian dengan teori penjanaan spontan yang dominan ketika itu. Walaupun fakta bahawa saintis Itali L. Spallanzani pada pertengahan abad ke-18. memerhatikan pembahagian bakteria di bawah mikroskop, pendapat bahawa mereka menjana sendiri (timbul daripada reput, kotoran, dll.) tidak disangkal. Ini dilakukan oleh saintis Perancis yang luar biasa Louis Pasteur (1822-1895), yang, dengan karyanya, meletakkan asas untuk mikrobiologi moden.
Dalam tempoh yang sama, perkembangan mikrobiologi di Rusia bermula. Pengasas mikrobiologi Rusia ialah L.N. Tsenkovsky (1822-1887). Objek kajiannya ialah protozoa, alga, dan kulat. Dia menemui dan menerangkan sejumlah besar protozoa, mengkaji morfologi dan kitaran perkembangan mereka, dan menunjukkan bahawa tidak ada sempadan yang tajam antara dunia tumbuhan dan haiwan. Beliau menganjurkan salah satu stesen Pasteur pertama di Rusia dan mencadangkan vaksin terhadap antraks (vaksin Tsenkovsky hidup).
TEMPOH FISIOLOGI (SETENGAH KEDUA abad ke-19) Perkembangan pesat mikrobiologi pada abad ke-19. membawa kepada penemuan banyak mikroorganisma: bakteria nodul, bakteria nitrifikasi, agen penyebab banyak penyakit berjangkit (antraks, wabak, tetanus, difteria, kolera, batuk kering, dll.), virus mozek tembakau, virus penyakit kaki dan mulut, dll. . datang kajian fisiologi mikroorganisma, berdasarkan eksperimen yang tepat. Oleh itu, separuh kedua abad ke-19. Adalah lazim untuk memanggil tempoh fisiologi dalam perkembangan mikrobiologi.
Tempoh ini dicirikan oleh penemuan yang luar biasa dalam bidang mikrobiologi, dan tanpa keterlaluan ia boleh dipanggil Pasteursky sebagai penghormatan kepada saintis Perancis yang cemerlang L. Pasteur, kerana aktiviti saintifik saintis ini merangkumi semua masalah utama yang berkaitan dengan kehidupan mikroorganisma. . Butiran lanjut tentang penemuan saintifik utama L. Pasteur dan kepentingannya untuk perlindungan kesihatan manusia dan aktiviti ekonomi manusia akan dibincangkan dalam § 1.3.
Yang pertama dari sezaman L. Pasteur yang menghargai kepentingan penemuannya ialah pakar bedah Inggeris J. Lister (1827-1912), yang, berdasarkan pencapaian L. Pasteur, mula-mula memperkenalkan ke dalam amalan perubatan rawatan semua instrumen pembedahan dengan asid karbolik, pembasmian kuman bilik bedah dan mencapai pengurangan dalam bilangan kematian selepas operasi.
Salah seorang pengasas mikrobiologi perubatan ialah Robert Koch (1843
1910), yang membangunkan kaedah untuk mendapatkan kultur bakteria tulen, mengotorkan bakteria semasa mikroskop, dan mikrofotografi. Triad Koch yang dirumuskan oleh R. Kokh juga diketahui, yang masih digunakan untuk mengenal pasti agen penyebab penyakit ini. Pada tahun 1877, R. Koch mengasingkan agen penyebab antraks, pada tahun 1882, agen penyebab tuberkulosis, dan pada tahun 1905 beliau telah dianugerahkan Hadiah Nobel untuk penemuan R. Koch mengenai agen penyebab kolera.
Dalam tempoh fisiologi, iaitu pada tahun 1867, M.S. Voronin menggambarkan bakteria nodul, dan hampir 20 tahun kemudian G. Gelriegel dan G. Wilfart menunjukkan keupayaan mereka untuk membetulkan nitrogen. Ahli kimia Perancis T. Schlesing dan A. Münz mengesahkan sifat mikrobiologi nitrifikasi (1877), dan pada tahun 1882 P. Deguerin menubuhkan sifat denitrifikasi, sifat penguraian anaerobik sisa tumbuhan. Saintis Rusia P.A. Kostychev mencipta teori sifat mikrobiologi proses pembentukan tanah.
Akhirnya, pada tahun 1892, ahli botani Rusia D.I Ivanovsky (1864-1920) menemui virus mozek tembakau. Pada tahun 1898, tanpa mengira D.I. Ivanovsky, virus yang sama telah diterangkan oleh M. Beyerinck. Kemudian virus penyakit kaki dan mulut ditemui (F. Leffler, P. Frosh, 1897), demam kuning (W. Reed, 1901) dan banyak lagi virus lain. Walau bagaimanapun, ia menjadi mungkin untuk melihat zarah virus hanya selepas penciptaan mikroskop elektron, kerana ia tidak dapat dilihat dalam mikroskop cahaya. Sehingga kini, kerajaan virus merangkumi sehingga 1000 spesies patogen. Baru-baru ini beberapa virus baru ditemui oleh D.I Ivanovsky, termasuk virus yang menyebabkan AIDS. Tidak dinafikan bahawa tempoh penemuan virus dan bakteria baharu serta kajian morfologi dan fisiologinya berterusan sehingga kini.
S.N. Winogradsky (1856-1953) dan ahli mikrobiologi Belanda M. Beijerinck (1851-1931) memperkenalkan prinsip mikroekologi untuk mengkaji mikroorganisma. S.N. Winogradsky mencadangkan mewujudkan keadaan tertentu (elektif) yang memungkinkan untuk pembangunan keutamaan satu kumpulan mikroorganisma, ditemui pada tahun 1893 penetap nitrogen anaerobik, yang dinamakannya sebagai penghormatan kepada Pasteur Clostridium pasterianum, mikroorganisma terpencil dari tanah yang mewakili satu sama sekali baru. jenis hidupan dan dipanggil chemolithoautotrophic .
Prinsip mikroekologi juga dibangunkan oleh M. Beijerinck dan digunakan untuk pengasingan pelbagai kumpulan mikroorganisma. 8 tahun selepas penemuan S.N. Winogradsky, pengatur nitrogen M. Beijerinck, mengasingkan Azotobacter chroococcum dalam keadaan aerobik, mengkaji fisiologi bakteria nodul, proses denitrifikasi dan pengurangan sulfat, dsb. Kedua-dua penyelidik ini adalah pengasas arah ekologi mikrobiologi, yang dikaitkan dengan kajian peranan mikroorganisma dalam kitaran bahan di alam semula jadi.
Menjelang akhir abad ke-19. pembezaan mikrobiologi kepada beberapa bidang khas dirancang: umum, perubatan, tanah.
TEMPOH IMUNOLOGI (AWAL abad XX)
Dengan kedatangan abad kedua puluh. Tempoh baru dalam mikrobiologi bermula, yang diketuai oleh penemuan abad ke-19.
Karya L. Pasteur mengenai vaksinasi, I.I. Mechnikov pada fagositosis, P. Ehrlich mengenai teori imuniti humoral merupakan kandungan utama peringkat ini dalam pembangunan mikrobiologi, yang berhak menerima gelaran imunologi.
Paul Ehrlich (1854-1915) pakar perubatan Jerman, ahli bakteriologi dan biokimia, salah seorang pengasas imunologi dan kemoterapi, yang mengemukakan teori imuniti humoral (daripada cecair humor Latin). Dia percaya bahawa imuniti timbul akibat pembentukan antibodi dalam darah yang meneutralkan racun. Ini disahkan oleh penemuan antibodi antitoksin yang meneutralkan toksin dalam haiwan yang disuntik dengan toksin difteria atau tetanus (E. Behring, S. Kitazato).
Pada tahun 1883, beliau merumuskan teori imuniti fagositik. Kekebalan manusia terhadap jangkitan semula telah diketahui sejak sekian lama, tetapi sifat fenomena ini tidak jelas walaupun selepas
I.I. Pendekar tentang bagaimana vaksinasi terhadap banyak penyakit digunakan secara meluas. I.I. Mechnikov menunjukkan bahawa pertahanan badan terhadap bakteria patogen adalah tindak balas biologi yang kompleks, yang berdasarkan keupayaan fagosit (makro dan mikrofaj) untuk menangkap dan memusnahkan badan asing yang masuk ke dalam badan, termasuk bakteria. Penyelidikan oleh I.I. Kerja Mechnikov mengenai fagositosis dengan meyakinkan membuktikan bahawa, sebagai tambahan kepada humoral, terdapat imuniti selular.
I.I. Mechnikov dan P. Ehrlich adalah lawan saintifik selama bertahun-tahun, masing-masing secara eksperimen membuktikan kesahihan teorinya. Selepas itu, ternyata tidak ada percanggahan antara imuniti humoral dan fagositik, kerana mekanisme ini melindungi tubuh bersama-sama. Dan pada tahun 1908 I.I. Mechnikov, bersama-sama dengan P. Ehrlich, telah dianugerahkan Hadiah Nobel untuk membangunkan teori imuniti.
Tempoh imunologi dicirikan oleh penemuan tindak balas utama sistem imun kepada bahan asing secara genetik (antigen): pembentukan antibodi dan fagositosis, hipersensitiviti jenis tertunda (DTH), hipersensitiviti jenis segera (IHT), toleransi, ingatan imunologi.
Mikrobiologi dan imunologi berkembang terutamanya dengan pesat pada tahun 50-an dan 60-an. abad kedua puluh. Ini difasilitasi oleh penemuan paling penting dalam bidang biologi molekul, genetik, dan kimia bioorganik; kemunculan sains baharu: kejuruteraan genetik, biologi molekul, bioteknologi, sains komputer; penciptaan kaedah baru dan penggunaan peralatan saintifik.
Imunologi adalah asas untuk pembangunan kaedah makmal untuk diagnosis, pencegahan dan rawatan penyakit berjangkit dan banyak penyakit tidak berjangkit, serta pembangunan ubat imunobiologi (vaksin, imunoglobulin, imunomodulator, alergen, ubat diagnostik). Pembangunan dan pengeluaran persediaan imunobiologi dijalankan oleh immunobiotechnology, cabang imunologi bebas. Mikrobiologi dan imunologi perubatan moden telah mencapai kejayaan besar dan memainkan peranan yang besar dalam diagnosis, pencegahan dan rawatan penyakit berjangkit dan banyak penyakit tidak berjangkit yang berkaitan dengan gangguan sistem imun (onkologi, penyakit autoimun, pemindahan organ dan tisu, dsb. ).
TEMPOH GENETIK MOLEKUL (Sejak 50-an abad kedua puluh)
Ia dicirikan oleh beberapa pencapaian dan penemuan saintifik yang penting secara asas:
1. Mentafsir struktur molekul dan organisasi biologi molekul bagi banyak virus dan bakteria; penemuan bentuk kehidupan paling mudah bagi protein prion "berjangkit".
2. Mentafsir struktur kimia dan sintesis kimia beberapa antigen. Sebagai contoh, sintesis kimia lysozyme (D. Sela, 1971), peptida virus AIDS (R.V. Petrov, V.T. Ivanov, dll.).
3. Mentafsir struktur antibodi imunoglobulin (D. Edelman, R. Porter, 1959).
4. Pembangunan kaedah untuk mengkultur sel haiwan dan tumbuhan dan membesarkannya pada skala industri untuk mendapatkan antigen virus.
5. Mendapatkan bakteria rekombinan dan virus rekombinan.
6. Penciptaan hibridoma melalui gabungan limfosit B imun yang menghasilkan antibodi dan sel kanser untuk menghasilkan antibodi monoklonal (D. Keller, Ts. Milshtein, 1975).
7. Penemuan imunomodulator immunocytokinin (interleukin, interferon, myelopeptides, dll.) pengawal selia semula jadi endogen sistem imun dan penggunaannya untuk pencegahan dan rawatan pelbagai penyakit.
8. Pengeluaran vaksin menggunakan kaedah bioteknologi dan teknik kejuruteraan genetik (hepatitis B, malaria, antigen HIV dan antigen lain) dan peptida aktif secara biologi (interferon, interleukin, faktor pertumbuhan, dll.).
9. Pembangunan vaksin sintetik berdasarkan antigen semulajadi atau sintetik dan serpihannya.
10. Penemuan virus yang menyebabkan immunodeficiencies.
11. Pembangunan kaedah asas baru untuk mendiagnosis penyakit berjangkit dan tidak berjangkit (immunoassay enzim, radioimmunoassays, immunoblotting, hibridisasi asid nukleik). Penciptaan sistem ujian berdasarkan kaedah ini untuk petunjuk, pengenalpastian mikroorganisma, diagnosis penyakit berjangkit dan tidak berjangkit.
Pada separuh kedua abad kedua puluh. Pembentukan arah baru dalam mikrobiologi berterusan, disiplin baru dengan objek penyelidikan mereka sendiri (virologi, mikologi) tumbuh daripadanya, arah yang berbeza dalam objektif penyelidikan sedang dikenal pasti (mikrobiologi am, teknikal, pertanian, mikrobiologi perubatan, genetik mikroorganisma. , dsb.). Banyak bentuk mikroorganisma telah dikaji dan kira-kira pertengahan 50-an. abad lalu oleh A. Kluiver (1888
1956) dan K. Neel (1897-1985) merumuskan teori kesatuan biokimia kehidupan.