მეცნიერები მიკრობიოლოგები და მათი მიღწევები. მიკრობიოლოგიის განვითარების აბსტრაქტული ისტორია. მიკრობიოლოგიის მეცნიერების გაჩენა

რუსული მიკრობიოლოგიის ფუძემდებელია ლ.ცენკოვსკი (1822-1887). მისი კვლევის ობიექტები იყო მიკროსკოპული პროტოზოები, წყალმცენარეები და სოკოები. მან აღმოაჩინა და აღწერა პროტოზოების დიდი რაოდენობა, შეისწავლა მათი მორფოლოგია და განვითარების ციკლები. ამან მას საშუალება მისცა დაესკვნა, რომ არ არსებობდა მკვეთრი საზღვარი მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროს შორის. მან ასევე მოაწყო რუსეთში პასტერის ერთ-ერთი პირველი სადგური და შესთავაზა ჯილეხის საწინააღმდეგო ვაქცინა ("ცოცხალი ცენკოვსკის ვაქცინა").

ი.მეჩნიკოვის (1845-1916) სახელს უკავშირდება მიკრობიოლოგიაში ახალი მიმართულების - იმუნოლოგიის განვითარება. პირველად მეცნიერებაში მეჩნიკოვმა შეიმუშავა და ექსპერიმენტულად დაადასტურა იმუნიტეტის ბიოლოგიური თეორია, რომელიც ისტორიაში შევიდა, როგორც მეჩნიკოვის ფაგოციტური თეორია. ეს თეორია ეფუძნება სხეულის ფიჭური დამცავი მოწყობილობების იდეას. მეჩნიკოვმა ცხოველებზე (დაფნია, ვარსკვლავის ლარვები) ექსპერიმენტებში დაამტკიცა, რომ ლეიკოციტებს და მეზოდერმული წარმოშობის სხვა უჯრედებს აქვთ ორგანიზმში შემავალი უცხო ნაწილაკების (მათ შორის მიკრობების) დაჭერისა და მონელების უნარი. ეს ფენომენი, სახელწოდებით ფაგოციტოზი, საფუძვლად დაედო იმუნიტეტის ფაგოციტურ თეორიას და მიიღო საყოველთაო აღიარება. დასმული კითხვების შემდგომი შემუშავებით, მეჩნიკოვმა ჩამოაყალიბა ანთების ზოგადი თეორია, როგორც სხეულის დამცავი რეაქცია და შექმნა ახალი მიმართულება იმუნოლოგიაში - ანტიგენის სპეციფიკის დოქტრინა. ამჟამად ის სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება ორგანოებისა და ქსოვილების გადანერგვის პრობლემის განვითარებასთან და კიბოს იმუნოლოგიის შესწავლასთან დაკავშირებით.

მეჩნიკოვის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაშრომები სამედიცინო მიკრობიოლოგიის სფეროში მოიცავს ქოლერის პათოგენეზის და ქოლერის მსგავსი ვიბრიოების, სიფილისის, ტუბერკულოზის და მორეციდივე ცხელების ბიოლოგიას. მეჩნიკოვი არის მიკრობული ანტაგონიზმის დოქტრინის ფუძემდებელი, რომელიც საფუძვლად დაედო ანტიბიოტიკოთერაპიის მეცნიერების განვითარებას. მიკრობული ანტაგონიზმის იდეა მეჩნიკოვმა გამოიყენა სიცოცხლის ხანგრძლივობის პრობლემის განვითარებაში. სხეულის დაბერების ფენომენის შესწავლისას მეჩნიკოვი მივიდა დასკვნამდე. რომ მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზეზი არის ორგანიზმის ქრონიკული მოწამვლა მსხვილ ნაწლავში წარმოქმნილი დაშლის პროდუქტებით დამპალი ბაქტერიებით.

პრაქტიკული ინტერესია მეჩნიკოვის ადრეული ნაშრომები სოკო Isaria destructor-ის გამოყენებაზე მინდვრის მავნებელთან - მარცვლეულის ხოჭოს წინააღმდეგ საბრძოლველად. ისინი აძლევენ საფუძველს, რომ მეჩნიკოვი განიხილებოდეს სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მავნებლების კონტროლის ბიოლოგიური მეთოდის ფუძემდებლად, მეთოდი, რომელიც ამ დღეებში სულ უფრო და უფრო პოპულარული ხდება. ამრიგად, ი.ი. მეჩნიკოვი, გამოჩენილი რუსი ბიოლოგი, რომელიც აერთიანებდა ექსპერიმენტატორის, მასწავლებლის და მეცნიერული ცოდნის პროპაგანდის თვისებებს, იყო დიდი სულისკვეთებითა და მოღვაწეობით, რომლის უმაღლესი ჯილდო იყო მისთვის ნობელის პრემიის მინიჭება 1909 წელს ფაგოციტოზის კვლევისთვის. მიკრობიოლოგიის განვითარება ჩვენს ქვეყანაში ასევე მჭიდროდ არის დაკავშირებული უდიდესი მეცნიერის, მეგობრისა და კოლეგის ი.მეჩნიკოვის, ნ.ფ. გამალეია (1859-1949 წწ.). გამალეამ მთელი ცხოვრება მიუძღვნა ინფექციური დაავადებების შესწავლას და მათ პათოგენებთან საბრძოლველად ღონისძიებების შემუშავებას. გამალეამ დიდი წვლილი შეიტანა ტუბერკულოზის, ქოლერისა და ცოფის შესწავლაში, 1886 წელს ი.მეჩნიკოვთან ერთად მოაწყო პირველი პასტერის სადგური ოდესაში და პრაქტიკაში დანერგა ცოფის საწინააღმდეგო ვაქცინაცია. მან აღმოაჩინა ფრინველის ვიბრიო - ფრინველებში ქოლერის მსგავსი დაავადების გამომწვევი აგენტი - და მას ილია ილიჩის პატივსაცემად დაარქვა მეჩნიკოვის ვიბრიო. შემდეგ ადამიანის ქოლერის საწინააღმდეგო ვაქცინა იქნა მიღებული.

გამალეამ დიდი ყურადღება დაუთმო ინფექციური დაავადებების ეპიდემიოლოგიასაც. ის იყო იმუნოლოგიის დარგის მთავარი სპეციალისტი. ჩუტყვავილას ვაქცინის წარმოების ორიგინალური მეთოდის შემუშავების შემდეგ, მან პირველად შემოგვთავაზა იდეა ბაქტერიებისგან ყველაზე სრულყოფილი ანტიგენების გამოყოფისა და მათი გამოყენებით ე.წ. ქიმიური ვაქცინების მოსამზადებლად. Gamaleya იყო პირველი, ვინც დააკვირდა და აღწერა ბაქტერიების სპონტანური ლიზისის ფენომენი იმ დროისთვის უცნობი აგენტის - ბაქტერიოფაგის გავლენის ქვეშ. აქედან გამომდინარე, Gamaleya ითვლება არა მხოლოდ სამედიცინო მიკრობიოლოგიის, არამედ იმუნოლოგიისა და ვირუსოლოგიის ერთ-ერთ ფუძემდებლად.

S.N.Vinogradsky, V.L. ომელიანსკი, ბ.ლ. ისაჩენკო, დ.ი. ივანოვსკი, გ.ა. ნადსონი, რომლებიც იყვნენ ზოგადი მიკრობიოლოგიის გარკვეული მიმართულებების ფუძემდებელი. მაგალითად, ნიადაგის მიკროორგანიზმების ეკოლოგიის დოქტრინის შექმნა განუყოფლად არის დაკავშირებული რუსი მკვლევარის ს. ვინოგრადსკის (1856-1953) სახელთან. ვინოგრადსკიმ ასევე დიდი წვლილი შეიტანა მიკრობული სამყაროს ფიზიოლოგიური მრავალფეროვნების ცოდნაში. მან ჩაატარა კლასიკური სამუშაოები გოგირდის ბაქტერიებისა და რკინის ბაქტერიების ფიზიოლოგიაზე, რის შედეგადაც ბაქტერიებში ქიმიოსინთეზის აღმოჩენა მოხდა - მე-19 საუკუნის უდიდესი აღმოჩენა.

ს.ვინოგრადსკიმ დაამტკიცა, რომ არსებობს ბაქტერიები, რომლებიც დამოუკიდებლად ასინთეზირებენ ორგანულ ნივთიერებებს, მინერალური ნაერთების (წყალბადის სულფიდი, ამიაკი) და ნახშირორჟანგის და ა.შ. დაჟანგვის ენერგიის გამოყენებით. ანუ აღმოაჩინეს მიკროორგანიზმების კვების ახალი ტიპი - ავტოტროფიზმი.

ვინოგრადსკის მუდმივი მოთხოვნა იყო მიკროორგანიზმების შესწავლა მათ ბუნებრივ ჰაბიტატში ან ბუნებრივთან რაც შეიძლება ახლოს არსებულ პირობებში. ამ პრინციპით მან შეიმუშავა ნიადაგის მიკროორგანიზმების შესწავლის მარტივი და ორიგინალური მეთოდები. არჩევითი (შერჩევითი) მედიის მეთოდი გახდა საყოველთაოდ აღიარებული და ფართოდ გამოყენებული, რამაც შესაძლებელი გახადა ბუნებრივი გარემოდან რიგი ახალი მიკროორგანიზმების იზოლირება და მათი როლის განსაზღვრა ნივთიერებების ციკლში.

ს. ვინოგრადსკიმ გამოაქვეყნა 300-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომი ნიადაგის მიკროორგანიზმების ეკოლოგიასა და ფიზიოლოგიაზე. ის სამართლიანად ითვლება ნიადაგის მიკრობიოლოგიის მამად. რუსული მიკრობიოლოგიის ერთ-ერთი გამორჩეული ფუძემდებელი ასევე უნდა იყოს ს. ვინოგრადსკის სტუდენტი ვ. ომალიანსკი (1867-1928). ის იყო არა მხოლოდ გამორჩეული მეცნიერი, არამედ ნიჭიერი მასწავლებელი და მიკრობიოლოგიის მიღწევების პოპულარიზაცია. ვ.ომელიანსკის, ისევე როგორც პასტერს, ჰქონდა ღრმა ცოდნა ქიმიის დარგში, რაც საფუძვლად დაედო მის და მიკროორგანიზმების ეკოლოგიურ შესწავლას. ვ. ომელიანსკის სამეცნიერო ინტერესების სპექტრი ძალიან ფართოა, მაგრამ მისი კვლევის ძირითადი მიმართულება დაკავშირებულია ბუნებაში ნივთიერებათა ციკლის შესწავლასთან, რომელშიც მან მნიშვნელოვანი როლი აკისრია მიკროორგანიზმებს. ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროცესების შესწავლისას მან პირველმა გამოყო ცელულოზის დამშლელი ბაქტერიები, აღწერა მათი ფიზიოლოგია და თავად პროცესის ქიმია.

ომელიანსკიმ ღრმად და სრულყოფილად შეისწავლა აზოტის ციკლში ჩართული მიკროორგანიზმები, განსაკუთრებით თავისუფალი აზოტის ფიქსატორები და ნიტრიფიკატორები. ომელიანსკის ერთ-ერთი უახლესი ნამუშევარი "მიკროორგანიზმების როლი კლდეების ამინდში" მიეკუთვნება კვლევის ახალ სფეროს. ამ ნაშრომმა საფუძველი ჩაუყარა გეოლოგიურ მიკრობიოლოგიას.

ომელიანსკის დიდი დამსახურებაა პირველი რუსული სახელმძღვანელოს „მიკრობიოლოგიის საფუძვლების“ შექმნა, რომელიც გამოიცა 1909 წელს და გაიარა 9 გამოცემა. მასში ომელიანსკიმ შეაჯამა მიკრობიოლოგიური კვლევის შედეგები და მისცა ციკლის ზოგადი დიაგრამები ცალკეული ელემენტების ბუნებაში, მათ შორის აზოტი, ნახშირბადი, გოგირდი და რკინა. ათწლეულების მანძილზე ეს სახელმძღვანელო სპეციალისტებისთვის საცნობარო წიგნად იქცა.

მიკრობიოლოგიაში ეკოლოგიური მიმართულება წარმატებით შეიმუშავა ბ.ლ. ისაჩენკო (1871-1948). ფართოდ გახდა ცნობილი სამუშაოები წყლის მიკრობიოლოგიის სფეროში. ის იყო პირველი, ვინც შეისწავლა მიკროორგანიზმების განაწილება არქტიკულ ოკეანეში და მიუთითა მათი მნიშვნელოვანი როლი გეოლოგიურ პროცესებში და წყლის ობიექტებში ნივთიერებების მიმოქცევაში.

საშინაო და მსოფლიო მიკრობიოლოგიის განვითარებაში დიდი წვლილი შეიტანა დ.ი. ივანოვსკი (1864-1920), რომელმაც აღმოაჩინა მცენარეული ვირუსები 1892 წელს და ამით საფუძველი ჩაუყარა ახალ მეცნიერებას - ვირუსოლოგიას. ხაზს უსვამს ივანოვსკის კვლევის მნიშვნელობას, ინგლისელმა ვირუსოლოგმა ნ.პირემ დაწერა: „ივანოვსკის აღმოჩენის უზარმაზარი მნიშვნელობა თეორიული საბუნებისმეტყველო მეცნიერებისთვის მდგომარეობს იმაში, რომ მან აღმოაჩინა ცილის სხეულების არსებობის ახალი ფორმა“. ივანოვსკის იდეებმა გადამწყვეტი როლი ითამაშა ვირუსოლოგიის შემდგომ ბრწყინვალე წარმატებებში, რის შედეგადაც აღმოაჩინეს ადამიანების, ცხოველების, მცენარეების და მიკროორგანიზმების უმეტესი ვირუსული დაავადებების გამომწვევი აგენტები. ამერიკელი ვირუსოლოგ სტენლის დასკვნის მიხედვით, ივანოვსკის სახელი ვირუსოლოგიაში ისევე უნდა განიხილებოდეს, როგორც პასტერისა და კოხის სახელები მიკრობიოლოგიაში.

10. სფერული ფორმები(კოკები) - 0,5 - 1,0 მიკრონი ზომის სფერული ბაქტერიები; უჯრედების ურთიერთგანლაგების მიხედვით გამოიყოფა მიკროკოკები, დიპლოკოკები, სტრეპტოკოკები, ტეტრაკოკები, სარცინა და სტაფილოკოკები.

მიკროკოკები (ლათ. პატარა) - ცალკე განლაგებული უჯრედები ან "პაკეტების" სახით.

დიპლოკოკები (ლათ. ორმაგი) - განლაგებულია წყვილებად, ვინაიდან უჯრედები გაყოფის შემდეგ არ შორდებიან.

სტრეპტოკოკები (ბერძნულიდან streptos - ჯაჭვი) არის მრგვალი ან მოგრძო ფორმის უჯრედები, რომლებიც ქმნიან ჯაჭვს იმავე სიბრტყეში უჯრედების გაყოფის და მათ შორის კავშირის შენარჩუნების გამო გაყოფის ადგილზე.

სარცინები (ლათინურიდან sarcina - შეკვრა, ბალი) - განლაგებულია 8 ან მეტი კოკის პაკეტის სახით, რადგან ისინი წარმოიქმნება უჯრედების გაყოფის დროს სამ ურთიერთ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში.

სტაფილოკოკები (ბერძნულიდან staphyle - ყურძნის მტევანი) არის კოკები, რომლებიც განლაგებულია ყურძნის მტევნის სახით სხვადასხვა სიბრტყეში დაყოფის შედეგად.

ღეროს ფორმის ბაქტერიები განსხვავდება ზომით, უჯრედის ბოლოების ფორმით და უჯრედების შედარებითი განლაგებით. უჯრედის სიგრძე მერყეობს 1.0-დან 8.0-მდე, სისქე 0.5-დან 2.0 მკმ-მდე. წნელები შეიძლება იყოს რეგულარული (E. coli) ან არარეგულარული (corynebacteria) ფორმის, განშტოების ჩათვლით, როგორიცაა აქტინომიცეტები. ოდნავ მოხრილ ღეროებს ვიბრიოს (Vibrio cholerae) უწოდებენ. ღეროს ფორმის ბაქტერიების უმეტესობა განლაგებულია შემთხვევით, რადგან უჯრედები გაყოფის შემდეგ იშლება.

ელემენტარული სხეულები ეპითელურ უჯრედში შედიან ენდოციტოზის გზით უჯრედშიდა ვაკუოლის წარმოქმნით. უჯრედის შიგნით ისინი ფართოვდებიან და გარდაიქმნებიან გამყოფ რეტიკულურ სხეულებად, ქმნიან მტევანებს ვაკუოლებში (ჩანართები). ელემენტარული სხეულები წარმოიქმნება რეტიკულური სხეულებისგან, რომლებიც ტოვებენ უჯრედებს ეგზოციტოზის ან უჯრედების ლიზისით.

მიკოპლაზმა არის პატარა ბაქტერია (0,15 - 1,0 μm), გარშემორტყმული ციტოპლაზმური მემბრანით და უჯრედის კედლის გარეშე. უჯრედის კედლის არარსებობის გამო, მიკოპლაზმები ოსმოსურად მგრძნობიარეა. მათ აქვთ მრავალფეროვანი ფორმა: კოკოიდური, ძაფისებრი, კოლბის ფორმის. ეს ფორმები ჩანს მიკოპლაზმების სუფთა კულტურების ფაზა-კონტრასტული მიკროსკოპით. პათოგენური მიკოპლაზმები იწვევენ ქრონიკულ ინფექციებს - მიკოპლაზმოზს.

აქტინომიცეტები არის განშტოებული, ძაფისებრი ან ღეროს ფორმის გრამდადებითი ბაქტერიები. მათ მიიღეს სახელი (ბერძნული აქტისიდან - ray, mykes - სოკო) დაზიანებულ ქსოვილებში დრუზენის წარმოქმნის გამო - მჭიდროდ გადახლართული ძაფების გრანულები სხივების სახით, რომელიც ვრცელდება ცენტრიდან და მთავრდება კოლბის ფორმის გასქელებებით. აქტინომიცეტები შეიძლება დაიყოს მიცელიუმის ფრაგმენტაციის გზით, ღეროების ფორმის და კოკოიდური ბაქტერიების მსგავს უჯრედებად. აქტინომიცეტების საჰაერო ჰიფებზე შეიძლება ჩამოყალიბდეს სპორები, რომლებიც ემსახურება გამრავლებას. აქტინომიცეტის სპორები, როგორც წესი, არ არის სითბოს მდგრადი.

აქტინომიცეტებთან საერთო ფილოგენეტიკური ტოტი ქმნიან ეგრეთ წოდებულ ნოკარდიფორმულ (ნოკარდიოფორმულ) აქტინომიცეტებს - კვერთხის ფორმის, არარეგულარული ფორმის ბაქტერიების კოლექტიური ჯგუფი. მათი ინდივიდუალური წარმომადგენლები ქმნიან განშტოების ფორმებს. მათ შორისაა ბაქტერიები Corynebacterium, bdycobacterium, Hocardia და ა.შ.

ნოკარდის მსგავსი აქტინომიცეტები გამოირჩევიან უჯრედულ კედელში შაქრის არაბინოზის, გალაქტოზის, აგრეთვე მიკოლის მჟავებისა და დიდი რაოდენობით ცხიმოვანი მჟავების არსებობით. მიკოლის მჟავები და უჯრედის კედლის ლიპიდები განსაზღვრავენ ბაქტერიების, კერძოდ, ტუბერკულოზისა და კეთრის მიკობაქტერიების მჟავას წინააღმდეგობას (ზიელ-ნილსენის მიხედვით შეღებვისას ისინი წითელია, ხოლო მჟავა რეზისტენტული ბაქტერიები და ქსოვილის ელემენტები, ნახველი ლურჯია).

ჩახლართული ფორმებია სპირალური ფორმის ბაქტერიები, მაგალითად სპირილა, რომელსაც აქვს საცობის ფორმის ჩახლართული უჯრედების გარეგნობა. პათოგენური სპირილა მოიცავს გამომწვევ აგენტს სოდოკუს (ვირთხის ნაკბენის დაავადება). ჩახლართულში ასევე შედის Campylobacter, Helicobacter, რომლებსაც მფრინავი თოლიას ფრთის მსგავსი მოსახვევები აქვთ; ბაქტერიები, როგორიცაა სპიროქეტები, ასევე ახლოს არის მათთან.

სპიროქეტები თხელი, გრძელი, ხვეული (სპირალური ფორმის) ბაქტერიებია, რომლებიც სპირილუმისგან განსხვავდებიან თავიანთი მობილურობით უჯრედებში მოქნილი ცვლილებების გამო. სპიროქეტებს აქვთ გარე მემბრანის უჯრედის კედელი, რომელიც გარშემორტყმულია პროტოპლაზმური ცილინდრით ციტოპლაზმური მემბრანით. უჯრედის კედლის გარე მემბრანის ქვეშ (პერიპლაზმაში) არის პერიპლაზმური ფიბრილები (ფლაგელა), რომლებიც თითქოს სპიროქეტის პროტოპლაზმური ცილინდრის ირგვლივ ტრიალებენ, მას სპირალურ ფორმას აძლევს (სპიროქეტის პირველადი ხვეულები). ფიბრილები მიმაგრებულია უჯრედის ბოლოებზე და მიმართულია ერთმანეთისკენ. ფიბრილების მეორე ბოლო თავისუფალია. ფიბრილების რაოდენობა და განლაგება განსხვავდება სახეობებში. ფიბრილები მონაწილეობენ სპიროქეტების მოძრაობაში, რაც უჯრედებს აძლევს ბრუნვის, ღუნვის და ტრანსლაციის მოძრაობას. ამ შემთხვევაში, სპიროქეტები ქმნიან მარყუჟებს, ხვეულებს და მოსახვევებს, რომლებსაც მეორად ხვეულებს უწოდებენ.

სპიროქეტები კარგად ვერ აღიქვამენ საღებავებს. მათი შეღებვა ხდება რომანოვსკი-გიემსას მეთოდით ან ვერცხლისფერით, ხოლო ცოცხალი სახით მათი გამოკვლევა ხდება ერთკონტრასტული ან ბნელი ველის მიკროსკოპის გამოყენებით.

ლეპტოსპირას (გვარის ლეპტოსპირა) აქვს არაღრმა და ხშირი ხვეულები - გრეხილი თოკის სახით. ამ სპიროქეტების ბოლოები მრგვალია, როგორც კაკვები, ბოლოებში შესქელებით. მეორადი კულულების ფორმირება, ისინი იღებენ ასოების S ან C ფორმას; აქვს 2 ღერძული ძაფი. პათოგენური წარმომადგენელი L. დაკითხავს იწვევს ლეპტოსპიროზს.

ბაქტერიების საშუალო ზომაა 0,5-5 მიკრონი. მაგალითად, Escherichia coli-ს აქვს ზომები 0,3-1 1-6 მიკრონი, Staphylococcus aureus-ის დიამეტრი 0,5-1 მიკრონი, Bacillus subtilis 0,75 2-3 მიკრონი. ყველაზე დიდი ცნობილი ბაქტერიაა Thiomargarita namibiensis, რომლის ზომა 750 მიკრონს (0,75 მმ) აღწევს. მეორე არის Epulopiscium fishelsoni, რომელსაც აქვს დიამეტრი 80 მიკრონი და სიგრძე 700 მიკრონი და ცხოვრობს ქირურგიული თევზის Acanthurus nigrofuscus-ის საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში. Achromatium oxaliferum აღწევს ზომებს 33 100 მიკრონი, Beggiatoa alba - 10 50 მიკრონი. სპიროქეტები შეიძლება გაიზარდოს 250 მკმ-მდე სიგრძით 0,7 მკმ სისქით. ამავდროულად, ბაქტერიები მოიცავს უჯრედული სტრუქტურის მქონე უმცირეს ორგანიზმებს. Mycoplasma mycoides არის 0,1-0,25 მიკრონი ზომის, რაც მსგავსია ისეთი დიდი ვირუსების, როგორიცაა თამბაქოს მოზაიკა, ძროხის ან გრიპი. თეორიული გათვლებით, 0,15-0,20 მიკრონიზე ნაკლები დიამეტრის მქონე სფერული უჯრედი ხდება დამოუკიდებელი რეპროდუქციის უნარის არარსებობა, რადგან ის ფიზიკურად არ შეიცავს ყველა საჭირო ბიოპოლიმერს და სტრუქტურას საკმარისი რაოდენობით.

თუმცა, აღწერილია ნანობაქტერიები, რომლებიც უფრო მცირეა ვიდრე "მისაღები" ზომა და ძალიან განსხვავდება ჩვეულებრივი ბაქტერიებისგან. მათ, ვირუსებისგან განსხვავებით, შეუძლიათ დამოუკიდებელი ზრდა და გამრავლება (ძალიან ნელი). ისინი ჯერჯერობით ნაკლებად არიან შესწავლილი, მათი ცოცხალი ბუნება კითხვის ნიშნის ქვეშ დგება.

უჯრედის რადიუსის წრფივი ზრდით, მისი ზედაპირი იზრდება რადიუსის კვადრატის პროპორციულად, ხოლო მოცულობა კუბის პროპორციულად, შესაბამისად, მცირე ორგანიზმებში ზედაპირისა და მოცულობის თანაფარდობა უფრო მაღალია, ვიდრე დიდებში. რაც პირველებისთვის ნიშნავს ნივთიერებების უფრო აქტიურ გაცვლას გარემოსთან. მეტაბოლური აქტივობა, გაზომილი სხვადასხვა მაჩვენებლებით, ბიომასის ერთეულზე უფრო მაღალია მცირე ფორმებში, ვიდრე დიდებში. ამიტომ, მიკროორგანიზმების მცირე ზომებიც კი აძლევს ბაქტერიებსა და არქეებს უპირატესობებს ზრდისა და გამრავლების ტემპში უფრო რთულ ევკარიოტებთან შედარებით და განსაზღვრავს მათ მნიშვნელოვან ეკოლოგიურ როლს.

11. ბაქტერიული უჯრედის სტრუქტურის ზოგადი დიაგრამა ნაჩვენებია ნახატზე 2. ბაქტერიული უჯრედის შინაგანი ორგანიზაცია რთულია. მიკროორგანიზმების თითოეულ სისტემატურ ჯგუფს აქვს საკუთარი სპეციფიკური სტრუქტურული მახასიათებლები.

უჯრედის კედელი. ბაქტერიული უჯრედი დაფარულია მკვრივი გარსით. ამ ზედაპირულ ფენას, რომელიც მდებარეობს ციტოპლაზმური მემბრანის გარეთ, ეწოდება უჯრედის კედელს (ნახ. 2, 14). კედელი ასრულებს დამცავ და დამხმარე ფუნქციებს და ასევე აძლევს უჯრედს მუდმივ, დამახასიათებელ ფორმას (მაგალითად, ღეროს ან კოკუსის ფორმას) და წარმოადგენს უჯრედის გარე ჩონჩხს. ეს მკვრივი გარსი ბაქტერიებს მცენარეთა უჯრედების მსგავსს ხდის, რაც მათ განასხვავებს ცხოველური უჯრედებისგან, რომლებსაც რბილი ჭურვი აქვთ. ბაქტერიული უჯრედის შიგნით ოსმოსური წნევა რამდენჯერმე და ზოგჯერ ათჯერ მეტია ვიდრე გარე გარემოში. ამიტომ, უჯრედი სწრაფად გასკდებოდა, თუ ის არ იქნებოდა დაცული ისეთი მკვრივი, ხისტი სტრუქტურით, როგორიც არის უჯრედის კედელი.

უჯრედის კედლის სისქეა 0,01-0,04 მიკრონი. იგი შეადგენს ბაქტერიების მშრალი მასის 10-დან 50%-მდე. მასალის რაოდენობა, რომელიც ქმნის უჯრედის კედელს, იცვლება ბაქტერიების ზრდის დროს და ჩვეულებრივ იზრდება ასაკთან ერთად.

კედლების მთავარი სტრუქტურული კომპონენტი, მათი ხისტი სტრუქტურის საფუძველი დღემდე შესწავლილ თითქმის ყველა ბაქტერიაში, არის მურეინი (გლიკოპეპტიდი, მუკოპეპტიდი). ეს არის რთული სტრუქტურის ორგანული ნაერთი, რომელიც მოიცავს აზოტის შემცველ შაქარს - ამინო შაქარს და 4-5 ამინომჟავას. უფრო მეტიც, უჯრედის კედლის ამინომჟავებს აქვთ უჩვეულო ფორმა (D-სტერეოიზომერები), რომელიც იშვიათად გვხვდება ბუნებაში.

უჯრედის კედლის შემადგენელი ნაწილები, მისი კომპონენტები ქმნიან რთულ, ძლიერ სტრუქტურას.

შეღებვის მეთოდის გამოყენებით პირველად 1884 წელს კრისტიან გრამის მიერ შემოთავაზებული ბაქტერიები შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: გრამდადებითი და გრამუარყოფითი. გრამდადებით ორგანიზმებს შეუძლიათ შეაერთონ ზოგიერთი ანილინის საღებავი, როგორიცაა კრისტალური იისფერი და იოდით და შემდეგ ალკოჰოლით (ან აცეტონით) დამუშავების შემდეგ შეინარჩუნონ იოდის საღებავის კომპლექსი. იგივე ბაქტერიები, რომლებშიც ეს კომპლექსი ნადგურდება ეთილის სპირტის ზემოქმედებით (უჯრედები უფერულდება), კლასიფიცირდება როგორც გრამუარყოფითი.

გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ბაქტერიების უჯრედის კედლების ქიმიური შემადგენლობა განსხვავებულია.

გრამდადებით ბაქტერიებში უჯრედის კედლების შემადგენლობაში, მუკოპეპტიდების გარდა, შედის პოლისაქარიდები (კომპლექსური, მაღალმოლეკულური შაქრები), ტეიქოინის მჟავები (კომპლექსური ნაერთები შემადგენლობითა და სტრუქტურით, რომელიც შედგება შაქრებისგან, ალკოჰოლებისგან, ამინომჟავებისგან და ფოსფორის მჟავისგან. ). პოლისაქარიდები და ტეიქოინის მჟავები დაკავშირებულია კედლის ჩარჩოსთან - მურეინთან. ჩვენ ჯერ არ ვიცით, რა სტრუქტურას ქმნიან გრამდადებითი ბაქტერიების უჯრედის კედლის ეს კომპონენტები. თხელი სექციების ელექტრონული ფოტოების გამოყენებით (ფენა) კედლებში გრამდადებითი ბაქტერიები არ გამოვლენილა. ალბათ ყველა ეს ნივთიერება ძალიან მჭიდროდ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან.

გრამუარყოფითი ბაქტერიების კედლები ქიმიური შემადგენლობით უფრო რთულია; ისინი შეიცავს მნიშვნელოვან რაოდენობას ლიპიდებს (ცხიმებს), რომლებიც დაკავშირებულია ცილებთან და შაქრებთან კომპლექსურ კომპლექსებში - ლიპოპროტეინებსა და ლიპოპოლისაქარიდებში. გრამუარყოფითი ბაქტერიების უჯრედის კედლებში ზოგადად ნაკლები მურეინია, ვიდრე გრამდადებით ბაქტერიებში. გრამუარყოფითი ბაქტერიების კედლის სტრუქტურა ასევე უფრო რთულია. ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით დადგინდა, რომ ამ ბაქტერიების კედლები მრავალშრიანია (სურ. 6).

შიდა ფენა შედგება მურეინისგან. ამის ზემოთ არის თავისუფლად შეფუთული ცილის მოლეკულების უფრო ფართო ფენა. ეს ფენა თავის მხრივ დაფარულია ლიპოპოლისაქარიდის ფენით. ზედა ფენა შედგება ლიპოპროტეინებისგან.

უჯრედის კედელი გამტარია: მისი მეშვეობით საკვები ნივთიერებები თავისუფლად გადადის უჯრედში, ხოლო მეტაბოლური პროდუქტები გამოდის გარემოში. მაღალი მოლეკულური წონის დიდი მოლეკულები არ გადის გარსში.

კაფსულა. მრავალი ბაქტერიის უჯრედის კედელი ზემოდან არის გარშემორტყმული ლორწოვანი მასალის ფენით - კაფსულა (სურ. 7). კაფსულის სისქე შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს თავად უჯრედის დიამეტრს და ზოგჯერ იმდენად თხელია, რომ მისი დანახვა მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპის - მიკროკაფსულის საშუალებით შეიძლება.

კაფსულა არ არის უჯრედის არსებითი ნაწილი, ის იქმნება იმის მიხედვით, თუ რა პირობებში აღმოჩნდებიან ბაქტერიები. ის ემსახურება როგორც უჯრედის დამცავ საფარს და მონაწილეობს წყლის მეტაბოლიზმში, იცავს უჯრედს გამოშრობისგან.

კაფსულების ქიმიური შემადგენლობა ყველაზე ხშირად არის პოლისაქარიდები. ზოგჯერ ისინი შედგება გლიკოპროტეინების (შაქრებისა და ცილების რთული კომპლექსები) და პოლიპეპტიდებისგან (გვარი Bacillus), იშვიათ შემთხვევებში - ბოჭკოებისგან (გვარის Acetobacter).

ზოგიერთი ბაქტერიის მიერ სუბსტრატში გამოყოფილი ლორწოვანი ნივთიერებები იწვევენ, მაგალითად, გაფუჭებული რძისა და ლუდის ლორწოვან-ძაფიან კონსისტენციას.

ციტოპლაზმა. უჯრედის მთელ შიგთავსს, გარდა ბირთვისა და უჯრედის კედლისა, ციტოპლაზმა ეწოდება. ციტოპლაზმის თხევადი, უსტრუქტურო ფაზა (მატრიცა) შეიცავს რიბოზომებს, მემბრანულ სისტემებს, მიტოქონდრიებს, პლასტიდებს და სხვა სტრუქტურებს, აგრეთვე სარეზერვო საკვებ ნივთიერებებს. ციტოპლაზმას აქვს უკიდურესად რთული, წვრილი სტრუქტურა (ფენოვანი, მარცვლოვანი). ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით უჯრედის სტრუქტურის ბევრი საინტერესო დეტალი გამოვლინდა.

ბაქტერიული პროტოპლასტის გარე ლიპოპროტოიდულ ფენას, რომელსაც აქვს განსაკუთრებული ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, ეწოდება ციტოპლაზმური მემბრანა (ნახ. 2, 15).

ციტოპლაზმის შიგნით არის ყველა სასიცოცხლო სტრუქტურები და ორგანელები.

ციტოპლაზმური მემბრანა ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს - ის არეგულირებს ნივთიერებების შეღწევას უჯრედში და მეტაბოლური პროდუქტების გარედან გამოყოფას.

მემბრანის მეშვეობით საკვები ნივთიერებები შეიძლება შევიდნენ უჯრედში აქტიური ბიოქიმიური პროცესის შედეგად, რომელიც მოიცავს ფერმენტებს. გარდა ამისა, მემბრანაში ხდება ზოგიერთი უჯრედის კომპონენტის სინთეზი, ძირითადად უჯრედის კედლისა და კაფსულის კომპონენტები. და ბოლოს, ციტოპლაზმური მემბრანა შეიცავს ყველაზე მნიშვნელოვან ფერმენტებს (ბიოლოგიურ კატალიზატორებს). მემბრანებზე ფერმენტების მოწესრიგებული განლაგება შესაძლებელს ხდის მათი აქტივობის რეგულირებას და ზოგიერთი ფერმენტის სხვების მიერ განადგურების პრევენციას. მემბრანასთან ასოცირდება რიბოსომები - სტრუქტურული ნაწილაკები, რომლებზეც სინთეზირებულია ცილა. მემბრანა შედგება ლიპოპროტეინებისგან. ის საკმარისად ძლიერია და შეუძლია უზრუნველყოს უჯრედის დროებითი არსებობა გარსის გარეშე. ციტოპლაზმური მემბრანა შეადგენს უჯრედის მშრალი მასის 20%-მდე.

პლაზმურ მემბრანასა და უჯრედის კედელს შორის არის კავშირი დესმოსის - ხიდების სახით. ციტოპლაზმური მემბრანა ხშირად იწვევს ინვაგინაციებს - უჯრედში შეღწევას. ეს ინვაგინაციები ქმნიან სპეციალურ მემბრანულ სტრუქტურებს ციტოპლაზმაში, რომელსაც ეწოდება მეზოსომები. ზოგიერთი ტიპის მეზოსომა არის ციტოპლაზმიდან გამოყოფილი სხეულები საკუთარი მემბრანით. ამ მემბრანულ ტომრებში შეფუთულია მრავალი ვეზიკულა და მილაკი (ნახ. 2). ეს სტრუქტურები ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს ბაქტერიებში. ამ სტრუქტურებიდან ზოგიერთი მიტოქონდრიის ანალოგია. სხვები ასრულებენ ენდოპლაზმური რეტიკულუმის ან გოლჯის აპარატის ფუნქციებს. ციტოპლაზმური მემბრანის ინვაგინაციით წარმოიქმნება ბაქტერიების ფოტოსინთეზური აპარატიც. ციტოპლაზმის ინვაგინაციის შემდეგ, მემბრანა აგრძელებს ზრდას და აყალიბებს წყობებს (ცხრილი 30), რომლებსაც მცენარეთა ქლოროპლასტის გრანულების ანალოგიით, თილაკოიდური წყობები ეწოდება. ამ მემბრანებში, რომლებიც ხშირად ავსებენ ბაქტერიული უჯრედის ციტოპლაზმის უმეტეს ნაწილს, ლოკალიზებულია პიგმენტები (ბაქტერიოქლოროფილი, კაროტინოიდები) და ფერმენტები (ციტოქრომები), რომლებიც ახორციელებენ ფოტოსინთეზის პროცესს.

ბაქტერიების ციტოპლაზმა შეიცავს რიბოზომებს, ცილის სინთეზირებელ ნაწილაკებს 200A დიამეტრით. გალიაში ათასზე მეტია. რიბოზომები შედგება რნმ-ისა და ცილისგან. ბაქტერიებში, მრავალი რიბოსომა თავისუფლად მდებარეობს ციტოპლაზმაში, ზოგიერთი მათგანი შეიძლება ასოცირებული იყოს მემბრანებთან.

რიბოსომები უჯრედში ცილის სინთეზის ცენტრებია. ამავდროულად, ისინი ხშირად უკავშირდებიან ერთმანეთს და ქმნიან აგრეგატებს, რომლებსაც პოლირიბოსომები ან პოლისომები ეწოდებათ.

ბაქტერიული უჯრედების ციტოპლაზმა ხშირად შეიცავს სხვადასხვა ფორმისა და ზომის გრანულებს. თუმცა, მათი არსებობა არ შეიძლება ჩაითვალოს მიკროორგანიზმის ერთგვარ მუდმივ ნიშან-თვისებად; ეს ჩვეულებრივ დიდწილად დაკავშირებულია გარემოს ფიზიკურ და ქიმიურ პირობებთან. ბევრი ციტოპლაზმური ჩანართები შედგება ნაერთებისგან, რომლებიც ენერგიისა და ნახშირბადის წყაროა. ეს სარეზერვო ნივთიერებები წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ორგანიზმს მიეწოდება საკმარისი საკვები ნივთიერებები და, პირიქით, გამოიყენება, როცა ორგანიზმი აღმოჩნდება კვების თვალსაზრისით ნაკლებად ხელსაყრელ პირობებში.

ბევრ ბაქტერიაში გრანულები შედგება სახამებლის ან სხვა პოლისაქარიდების - გლიკოგენისა და გრანულოზასგან. ზოგიერთ ბაქტერიას, როდესაც იზრდება შაქრით მდიდარ გარემოში, აქვს ცხიმის წვეთები უჯრედის შიგნით. მარცვლოვანი ჩანართების კიდევ ერთი გავრცელებული ტიპია ვოლუტინი (მეტაქრომატინის გრანულები). ეს გრანულები შედგება პოლიმეტაფოსფატისგან (სარეზერვო ნივთიერება, რომელიც შეიცავს ფოსფორმჟავას ნარჩენებს). პოლიმეტაფოსფატი ემსახურება როგორც ფოსფატის ჯგუფების და ენერგიის წყაროს ორგანიზმისთვის. ბაქტერიები უფრო მეტად აგროვებენ ვოლუტინს უჩვეულო კვების პირობებში, როგორიცაა გოგირდისგან თავისუფალი გარემო. ზოგიერთი გოგირდის ბაქტერიის ციტოპლაზმაში არის გოგირდის წვეთები.

სხვადასხვა სტრუქტურული კომპონენტების გარდა, ციტოპლაზმა შედგება თხევადი ნაწილისგან - ხსნადი ფრაქციისგან. შეიცავს ცილებს, სხვადასხვა ფერმენტებს, ტ-რნმ-ს, ზოგიერთ პიგმენტს და დაბალმოლეკულურ ნაერთებს - შაქარს, ამინომჟავებს.

ციტოპლაზმაში დაბალი მოლეკულური ნაერთების არსებობის შედეგად წარმოიქმნება განსხვავება უჯრედული შიგთავსისა და გარე გარემოს ოსმოსურ წნევაში და ეს წნევა შეიძლება განსხვავებული იყოს სხვადასხვა მიკროორგანიზმებისთვის. ყველაზე მაღალი ოსმოსური წნევა შეინიშნება გრამდადებით ბაქტერიებში - 30 ატმ, გრამუარყოფით ბაქტერიებში გაცილებით დაბალია - 4-8 ატმ.

ბირთვული აპარატურა. ბირთვული ნივთიერება, დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ), ლოკალიზებულია უჯრედის ცენტრალურ ნაწილში.

ბაქტერიებს არ აქვთ ისეთი ბირთვი, როგორიც არის უმაღლესი ორგანიზმები (ევკარიოტები), მაგრამ აქვთ მისი ანალოგი - "ბირთვული ეკვივალენტი" - ნუკლეოიდი (იხ. სურ. 2, 8), რომელიც არის ბირთვული მატერიის ორგანიზების ევოლუციურად უფრო პრიმიტიული ფორმა. მიკროორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ ნამდვილი ბირთვი, მაგრამ აქვთ მისი ანალოგი, კლასიფიცირდება როგორც პროკარიოტები. ყველა ბაქტერია პროკარიოტებია. ბაქტერიების უმეტესობის უჯრედებში დნმ-ის ძირითადი ნაწილი კონცენტრირებულია ერთ ან რამდენიმე ადგილას. ეუკარიოტულ უჯრედებში დნმ განლაგებულია სპეციფიკურ სტრუქტურაში - ბირთვში. ბირთვი გარშემორტყმულია გარსით.

ბაქტერიებში დნმ ნაკლებად მჭიდროდ არის შეფუთული, განსხვავებით ნამდვილი ბირთვებისგან; ნუკლეოიდს არ აქვს მემბრანა, ბირთვი ან ქრომოსომების ნაკრები. ბაქტერიული დნმ არ არის დაკავშირებული მთავარ ცილებთან - ჰისტონებთან და მდებარეობს ნუკლეოიდში ბოჭკოების შეკვრის სახით.

ფლაგელა. ზოგიერთ ბაქტერიას აქვს დანამატის სტრუქტურები ზედაპირზე; მათგან ყველაზე გავრცელებულია flagella - ბაქტერიების მოძრაობის ორგანოები.

ფლაგელუმი მიმაგრებულია ციტოპლაზმური მემბრანის ქვეშ ორი წყვილი დისკის გამოყენებით. ბაქტერიას შეიძლება ჰქონდეს ერთი, ორი ან ბევრი დროშა. მათი მდებარეობა განსხვავებულია: უჯრედის ერთ ბოლოში, ორზე, მთელ ზედაპირზე და ა.შ. (სურ. 9). ბაქტერიულ დროშებს აქვთ დიამეტრი 0,01-0,03 მიკრონი, მათი სიგრძე შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს უჯრედის სიგრძეს. ბაქტერიული დროშები შედგება ცილისგან - ფლაგელინისგან - და გრეხილი სპირალური ძაფებია.

23 ფერმენტები ან ფერმენტები (ლათ.ფერმენტუმი, ბერძენი ζύμη, ἔνζυμον - საფუარი) - ჩვეულებრივ ცილის მოლეკულები ან რნმ-ის მოლეკულები (რიბოზიმები) ან მათი კომპლექსები, რომლებიც აჩქარებენ (კატალიზებენ) ქიმიურ რეაქციებს ცოცხალ სისტემებში. რეაგენტებს ფერმენტით კატალიზირებულ რეაქციაში ეწოდება სუბსტრატები, ხოლო მიღებულ ნივთიერებებს - პროდუქტები. ფერმენტები სუბსტრატს სპეციფიკურია (ATP-აზა კატალიზებს მხოლოდ ატფ-ის დაშლას, ხოლო ფოსფორილაზა კინაზა ფოსფორილილატებს მხოლოდ ფოსფორილაზას). ფერმენტის აქტივობა შეიძლება დარეგულირდეს აქტივატორებითა და ინჰიბიტორებით (აქტივატორები მატულობენ, ინჰიბიტორები მცირდება). ცილის ფერმენტები სინთეზირდება რიბოსომებზე, ხოლო რნმ – ბირთვში.

ფერმენტების ფუნქციები

ფერმენტები წარმოდგენილია ყველა ცოცხალ უჯრედში და ხელს უწყობს ზოგიერთი ნივთიერების (სუბსტრატების) გარდაქმნას სხვებად (პროდუქტებად). ფერმენტები მოქმედებენ როგორც კატალიზატორები ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე თითქმის ყველა ბიოქიმიურ რეაქციაში - ისინი კატალიზებენ 4000-ზე მეტ სხვადასხვა ბიოქიმიურ რეაქციას. ფერმენტები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ცხოვრების ყველა პროცესში, ხელმძღვანელობენ და არეგულირებენ ორგანიზმში მეტაბოლიზმს.

ყველა კატალიზატორის მსგავსად, ფერმენტები აჩქარებენ როგორც წინა, ისე საპირისპირო რეაქციებს, ამცირებს პროცესის აქტივაციის ენერგიას. ამ შემთხვევაში, ქიმიური წონასწორობა არ იცვლება არც წინ და არც უკან. ფერმენტების გამორჩეული თვისება არაცილოვან კატალიზატორებთან შედარებით არის მათი მაღალი სპეციფიკა - ზოგიერთი სუბსტრატის ცილებთან შეკავშირების მუდმივი შეიძლება მიაღწიოს 10−10 მოლ/ლ ან ნაკლებს. თითოეულ ფერმენტის მოლეკულას შეუძლია შეასრულოს რამდენიმე ათასიდან რამდენიმე მილიონამდე "ოპერაცია" წამში. მაგალითად, ფერმენტ რენინის ერთი მოლეკულა, რომელიც შეიცავს ხბოს კუჭის ლორწოვან გარსს, აფუჭებს დაახლოებით 106 მოლეკულას რძის კაზეინოგენს 10 წუთში 37 °C ტემპერატურაზე. უფრო მეტიც, ფერმენტების ეფექტურობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე არაცილოვანი კატალიზატორების ეფექტურობა - ფერმენტები აჩქარებენ რეაქციებს მილიონობით და მილიარდჯერ, არაცილოვანი კატალიზატორები - ასობით და ათასობით ჯერ. აგრეთვე კატალიზურად სრულყოფილი ფერმენტი

ფერმენტების ძირითადი თვისებები

ფერმენტებს, როგორც ცილებს, აქვთ ორგანული ნაერთების ამ კლასისთვის დამახასიათებელი მთელი რიგი თვისებები, რომლებიც განსხვავდება არაორგანული კატალიზატორების თვისებებისგან.

ფერმენტების თერმული მდგრადობა. ქიმიური რეაქციების სიჩქარე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ამიტომ ფერმენტებით კატალიზირებული რეაქციები ასევე მგრძნობიარეა ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ. დადგენილია, რომ ბიოქიმიური რეაქციების უმრავლესობის სიჩქარე იზრდება 2-ჯერ ტემპერატურის 10°C-ით მატებასთან ერთად და, პირიქით, მცირდება 2-ჯერ ტემპერატურის 10°C-ით კლებისას. ამ მაჩვენებელს ტემპერატურის კოეფიციენტი ეწოდება. თუმცა, ფერმენტის ცილოვანი ბუნების გამო, ტემპერატურის მატებასთან ერთად თერმული დენატურაცია შეამცირებს ფერმენტის ეფექტურ კონცენტრაციას რეაქციის სიჩქარის შესაბამისი შემცირებით. ამრიგად, ტემპერატურაზე, რომელიც არ აღემატება 45-50 ° C, რეაქციის სიჩქარე იზრდება ქიმიური კინეტიკური თეორიის მიხედვით. 50°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ფერმენტის ცილის თერმული დენატურაცია იწყებს დიდ გავლენას რეაქციის სიჩქარეზე, რაც იწვევს ფერმენტული პროცესის სრულ შეწყვეტას (ნახ. 4.16).

ამგვარად, თერმოლულობა, ანუ მგრძნობელობა გაზრდილი ტემპერატურის მიმართ, ფერმენტების ერთ-ერთი დამახასიათებელი თვისებაა, რომელიც მკვეთრად განასხვავებს მათ არაორგანული კატალიზატორებისგან. ამ უკანასკნელის თანდასწრებით, ტემპერატურის მატებასთან ერთად რეაქციის სიჩქარე ექსპონენტურად იზრდება (იხ. მრუდი „a“ ნახ. 4.16-ზე). 100°C ტემპერატურაზე თითქმის ყველა ფერმენტი კარგავს აქტივობას (გამონაკლისია, ცხადია, კუნთოვანი ქსოვილის ერთი ფერმენტი - მიოკინაზა, რომელიც უძლებს 100°C-მდე გათბობას). თბილსისხლიან ცხოველებში ფერმენტების უმეტესობის მოქმედებისთვის ოპტიმალური ტემპერატურაა 40°C; ამ პირობებში, რეაქციის სიჩქარე მაქსიმალურია რეაქტიული მოლეკულების კინეტიკური ენერგიის ზრდის გამო. დაბალ ტემპერატურაზე (0°C და ქვემოთ), ფერმენტები, როგორც წესი, არ ნადგურდება, თუმცა მათი აქტივობა თითქმის ნულამდე ეცემა. ყველა შემთხვევაში მნიშვნელოვანია შესაბამისი ტემპერატურის ზემოქმედების დრო. ამჟამად, პეპსინთან, ტრიპსინთან და სხვა რიგ ფერმენტებთან დაკავშირებით, დადასტურებულია პირდაპირი კავშირის არსებობა.

ბრინჯი. 4.17. ფერმენტის მიერ კატალიზებული რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება pH-ზე (ისარი მიუთითებს pH ოპტიმალურზე).

ფერმენტის ინაქტივაციის სიჩქარესა და ცილის დენატურაციის ხარისხს შორის. გასათვალისწინებელია, რომ ფერმენტების თერმოლიანობაზე აუცილებლად მოქმედებს სუბსტრატის კონცენტრაცია, გარემოს pH და სხვა ფაქტორები. ფერმენტის აქტივობის დამოკიდებულება გარემოს pH-ზე. ფერმენტები, როგორც წესი, ყველაზე აქტიურია წყალბადის იონის კონცენტრაციის ვიწრო ზონაში, რაც ცხოველური ქსოვილებისთვის ძირითადად შეესაბამება ევოლუციის პროცესში განვითარებულ ფიზიოლოგიურ pH მნიშვნელობებს 6.0-8.0. გრაფიკულად დახატვისას, ზარის ფორმის მრუდი აქვს სპეციფიკური წერტილი, სადაც ფერმენტი ავლენს მაქსიმალურ აქტივობას; ამ წერტილს ეწოდება გარემოს ოპტიმალური pH ამ ფერმენტის მოქმედებისთვის (სურ. 4.17). წყალბადის იონების კონცენტრაციაზე ფერმენტის აქტივობის დამოკიდებულების დადგენისას, რეაქცია ტარდება საშუალო pH-ის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე, ჩვეულებრივ ოპტიმალურ ტემპერატურაზე და სუბსტრატის საკმარისად მაღალი (გაჯერებული) კონცენტრაციების არსებობით. მაგიდაზე ცხრილი 4.3 გვიჩვენებს ოპტიმალური pH მნიშვნელობებს რიგი ფერმენტებისთვის.

ცხრილში მოცემული მონაცემებიდან. 4.3 ჩანს, რომ ფერმენტის მოქმედების pH ოპტიმალური მდგომარეობს ფიზიოლოგიურ მნიშვნელობებში. გამონაკლისს წარმოადგენს პეპსინი, რომლის pH ოპტიმალურია 2.0 (pH 6.0 ის არ არის აქტიური და სტაბილური). ეს აიხსნება, პირველ რიგში, ფერმენტის მოლეკულის სტრუქტურული ორგანიზებით და მეორეც, იმით, რომ პეპსინი არის კუჭის წვენის კომპონენტი, რომელიც შეიცავს თავისუფალ მარილმჟავას, რომელიც ქმნის ოპტიმალურ მჟავე გარემოს ამ ფერმენტის მოქმედებისთვის. მეორე მხრივ, არგინაზას pH ოპტიმალური მდგომარეობს მაღალ ტუტე ზონაში (დაახლოებით 10.0); ღვიძლის უჯრედებში ასეთი გარემო არ არსებობს; ამიტომ, in vivo, არგინაზა აშკარად არ ფუნქციონირებს მის ოპტიმალურ pH ზონაში.

თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, გარემოს pH-ის ცვლილებების გავლენა ფერმენტის მოლეკულაზე გავლენას ახდენს მჟავე და ძირითადი ჯგუფების იონიზაციის მდგომარეობასა და ხარისხზე (კერძოდ, დიკარბოქსილის ამინომჟავების COOH ჯგუფი, ცისტეინის SH ჯგუფი. ჰისტიდინის იმიდაზოლის აზოტი, NH 2 ჯგუფის ლიზინი და ა.შ.). გარემოს ოპტიმალური pH-დან მკვეთრი ცვლილებით, ფერმენტებს შეუძლიათ განიცადონ კონფორმაციული ცვლილებები, რაც გამოიწვევს აქტივობის დაკარგვას დენატურაციის ან ფერმენტის მოლეკულის მუხტის ცვლილების გამო. საშუალო pH-ის სხვადასხვა მნიშვნელობებზე აქტიური ცენტრი შეიძლება იყოს ნაწილობრივ იონიზებული ან არაიონიზირებული ფორმით, რაც გავლენას ახდენს ცილის მესამეულ სტრუქტურაზე და, შესაბამისად, აქტიური ფერმენტ-სუბსტრატის კომპლექსის ფორმირებაზე. გარდა ამისა, მნიშვნელოვანია სუბსტრატებისა და კოფაქტორების იონიზაციის მდგომარეობა.

ფერმენტის სპეციფიკა. ფერმენტებს აქვთ მოქმედების მაღალი სპეციფიკა. ეს თვისება ხშირად მნიშვნელოვნად განასხვავებს მათ არაორგანული კატალიზატორებისგან. ამრიგად, წვრილად დაფქულ პლატინას და პალადუმს შეუძლიათ სხვადასხვა სტრუქტურის ათიათასობით ქიმიური ნაერთის რედუქციის (მოლეკულური წყალბადის მონაწილეობით) კატალიზირება. ფერმენტის მაღალი სპეციფიკა განისაზღვრება, როგორც აღინიშნა, ფერმენტის სუბსტრატის მოლეკულებსა და აქტიური ცენტრის უნიკალურ სტრუქტურულ ორგანიზაციას შორის კონფორმაციული და ელექტროსტატიკური კომპლემენტარობით, რაც უზრუნველყოფს "აღიარებას", მაღალ აფინურობას და შერჩევითობას. ერთი რეაქცია ათასობით სხვა ქიმიური რეაქციისგან, რომელიც ერთდროულად ხდება ცოცხალ არსებებში.უჯრედებში.

მოქმედების მექანიზმიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ფარდობითი (ან ჯგუფის) და აბსოლუტური სპეციფიკის მქონე ფერმენტებს. ამრიგად, ზოგიერთი ჰიდროლიზური ფერმენტის მოქმედებისთვის ყველაზე დიდი მნიშვნელობა აქვს სუბსტრატის მოლეკულაში არსებული ქიმიური ბმის ტიპს. მაგალითად, პეპსინი ერთნაირად ანადგურებს ცხოველური და მცენარეული წარმოშობის ცილებს, მიუხედავად იმისა, რომ ეს ცილები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან როგორც ქიმიური სტრუქტურით, ასევე ამინომჟავების შემადგენლობით, ასევე ფიზიკურ-ქიმიური თვისებებით. თუმცა პეპსინი არ ანადგურებს არც ნახშირწყლებს და არც ცხიმებს. ეს აიხსნება იმით, რომ პეპსინის გამოყენების წერტილი, მოქმედების ადგილი არის პეპტიდი -CO-NH ბმა. ლიპაზის მოქმედებისთვის, რომელიც ახორციელებს ცხიმების ჰიდროლიზს გლიცეროლად და ცხიმოვან მჟავებად, მსგავსი ადგილია ესტერული ბმა. ტრიფსინს, ქიმოტრიფსინს, პეპტიდაზებს, ფერმენტებს, რომლებიც აჰიდროლიზებენ α-გლიკოზიდურ ბმებს (მაგრამ არა ცელულოზაში არსებულ β-გლიკოზიდურ ბმებს) პოლისაქარიდებში და ა.შ. აქვთ მსგავსი ჯგუფის სპეციფიკა. როგორც წესი, ეს ფერმენტები მონაწილეობენ საჭმლის მონელების პროცესში და მათი ჯგუფის სპეციფიკა არის უფრო სავარაუდოა, რომ ყველაფერს აქვს გარკვეული ბიოლოგიური მნიშვნელობა. ზოგიერთ უჯრედშიდა ფერმენტს ასევე აქვს შედარებითი სპეციფიკა, მაგალითად, ჰექსოკინაზა, რომელიც კატალიზებს თითქმის ყველა ჰექსოზის ფოსფორილირებას ატფ-ის თანდასწრებით, თუმცა ამავდროულად უჯრედებში არის თითოეული ჰექსოზის სპეციფიკური ფერმენტები, რომლებიც ასრულებენ ერთსა და იმავე ფოსფორილირებას (იხ. თავი 10).

მოქმედების აბსოლუტური სპეციფიკა არის ფერმენტის უნარი, მოახდინოს მხოლოდ ერთი სუბსტრატის ტრანსფორმაციის კატალიზება. ნებისმიერი ცვლილება (მოდიფიკაცია) სუბსტრატის სტრუქტურაში მას მიუწვდომელს ხდის ფერმენტის მოქმედებისთვის. ასეთი ფერმენტების მაგალითებია არგინაზა, რომელიც ანადგურებს არგინინს ბუნებრივ პირობებში (ორგანიზმში), ურეაზა, რომელიც ახდენს შარდოვანას დაშლას და ა.შ.

არსებობს ეგრეთ წოდებული სტერეოქიმიური სპეციფიკის არსებობის ექსპერიმენტული მტკიცებულება, ოპტიკურად იზომერული L- და D-ფორმების ან ქიმიური ნივთიერებების გეომეტრიული (ცის- და ტრანს-) იზომერების არსებობის გამო. ამრიგად, ცნობილია L- და D-ამინომჟავების ოქსიდაზები, თუმცა ბუნებრივ ცილებში მხოლოდ L-ამინომჟავები გვხვდება. ოქსიდაზას თითოეული ტიპი მოქმედებს მხოლოდ მის სპეციფიკურ სტერეოიზომერზე.

სტერეოქიმიური სპეციფიკის ნათელი მაგალითია ბაქტერიული ასპარტატ დეკარბოქსილაზა, რომელიც კატალიზებს CO 2-ის მოცილებას მხოლოდ L-ასპარტინის მჟავიდან, გარდაქმნის მას L-ალანინად. სტერეოსპეციფიკურობას ავლენს ფერმენტები, რომლებიც ახდენენ კატალიზირებას და სინთეზურ რეაქციებს. ამრიგად, ამიაკის და α-კეტოგლუტარატისგან, ყველა ცოცხალ ორგანიზმში სინთეზირდება L-იზომერგლუტამინის მჟავა, რომელიც ბუნებრივი ცილების ნაწილია. თუ ნაერთი არსებობს ცის და ტრანს იზომერების სახით ორმაგი ბმის გარშემო ატომების ჯგუფების სხვადასხვა განლაგებით, მაშინ, როგორც წესი, ამ გეომეტრიული იზომერებიდან მხოლოდ ერთი შეიძლება იყოს სუბსტრატი ფერმენტის მოქმედებისთვის. მაგალითად, ფუმარაზა კატალიზებს მხოლოდ ფუმარინის მჟავას (ტრანს იზომერი) გარდაქმნას, მაგრამ არ მოქმედებს მალეინის მჟავაზე (ცის იზომერი):

ამრიგად, მათი მოქმედების მაღალი სპეციფიკის გამო, ფერმენტები უზრუნველყოფენ, რომ მხოლოდ გარკვეული ქიმიური რეაქციები დიდი რაოდენობით შესაძლო გარდაქმნებიდან მოხდეს მაღალი სიჩქარით უჯრედების მიკროსივრცეში და მთელ ორგანიზმში, რითაც არეგულირებს მეტაბოლიზმის ინტენსივობას.

ფერმენტების როლი მეტაბოლიზმში.

მიკრობიოლოგია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კაცობრიობის ისტორიაში. ამ მეცნიერების წარმოშობა თარიღდება ჩვენს წელთაღრიცხვამდე VI - V საუკუნეებით. ე. იმ შორეულ დროში ადამიანები უკვე იწყებდნენ იმის გააზრებას, რომ დაავადებები ასე არ ჩნდება. და ეს ხდება მიკროსკოპული, თვალისთვის უხილავი მიკროორგანიზმების გამო. როგორ გაჩნდა და ჩამოყალიბდა მეცნიერება?

რა არის მიკრობიოლოგია?

მიკრობიოლოგია არის მეცნიერება, რომელიც იკვლევს და სწავლობს სხვადასხვა მიკროორგანიზმების სასიცოცხლო პროცესებს, რომელთა დანახვა სპეციალური აღჭურვილობის გარეშე შეუძლებელია. მათ შეიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა სახის წარმოშობა: მცენარეული, ცხოველური. ერთ-ერთი ფუნდამენტური მეცნიერებაა მიკრობიოლოგია. მისი სიღრმისეული შესწავლისთვის გამოიყენება მრავალი სხვა მეცნიერება, კერძოდ:

• ქიმია;
• ფიზიკა;
• ციტოლოგია;
• ბიოლოგია და ა.შ.

არსებობს მხოლოდ ორი სახის მიკრობიოლოგია: ზოგადი, ინდივიდუალური. ზოგადი მიკრობიოლოგია ეხება სხვადასხვა დონეზე მცირე მიკროორგანიზმების სტრუქტურისა და სიცოცხლის პროცესების შესწავლას. ხოლო ინდივიდუალური მიკრობიოლოგია (ან კერძო) ეხება მიკრობების ცალკეული ტიპების შესწავლას.

მე-19 საუკუნეში მედიცინის, კერძოდ მიკრობიოლოგიის მიღწევებმა ხელი შეუწყო იმუნოლოგიის ჩამოყალიბებას, რომელიც დღეს ზოგად ბიოლოგიურ დისციპლინად ითვლება. მიკრობიოლოგიის განვითარებაში შეიძლება გამოიყოს სამი ძირითადი ეტაპი:

1. იმის გამოვლენა, რომ ბუნებაში მართლაც არის პატარა მიკროორგანიზმები, რომელთა აღმოჩენაც სპეციალური აღჭურვილობის გარეშე შეუძლებელია.
2. სახეობების დიფერენციაცია.
3. იმუნიტეტის და დაავადებების (ინფექციური) შესწავლა.

მიკრობიოლოგიის მთავარი ამოცანაა მიკროორგანიზმების თვისებების დეტალური შესწავლა. ამ მიზნით გამოიყენება სპეციალური აღჭურვილობა, მაგალითად, მიკროსკოპები. მათი დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ პატარა ორგანიზმები და განსაზღვროთ მათი ფორმა და მდებარეობა. მედიცინაში ტარდება ექსპერიმენტი, როდესაც მცირე მიკროორგანიზმები განზრახ ჩანერგილია ჯანმრთელ ცხოველში. ეს ხელს უწყობს ინფექციის ყოველი ეტაპის რეკონსტრუქციას და შესწავლას.

ფრანგი მკვლევარი ლუი პასტერი

1822 წლის 27 დეკემბერს აღმოსავლეთ საფრანგეთში დაიბადა მომავალი დიდი მეცნიერი ლუი პასტერი. ადრეულ ასაკში დაინტერესდა ხელოვნების სფეროთი. მაგრამ მოგვიანებით იგი დაინტერესდა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებით. სწავლობდა პარიზში Ecole Superieure-ში. სწავლის დასრულების შემდეგ მას განზრახული ჰქონდა გამხდარიყო მეცნიერების მასწავლებელი.

XIX საუკუნის 48 წელს ლუიმ წარმოადგინა საკუთარი სამეცნიერო კვლევის შედეგები. სწორედ მან წარმოადგინა მტკიცებულება, რომ ღვინის მჟავა შეიცავს 2 ტიპის კრისტალებს, რომლებიც აპოლარიზებენ შუქს სრულიად განსხვავებული გზით. ეს მნიშვნელოვანი მოვლენა იყო მისი ბრწყინვალე წარმატების დასაწყისი მეცნიერებაში.

ლუი პასტერი არის მიკრობიოლოგიის შემქმნელი. სანამ მისი მუშაობა დაიწყება, მეცნიერები მხოლოდ ვარაუდობდნენ, რომ საფუარი ქმნიდა ქიმიურ პროცესს. ლუი პასტერმა კი, მთელი რიგი კვლევების ჩატარების შემდეგ, შეძლო ამ ფაქტის დამტკიცება. მან აღმოაჩინა, რომ ასეთი მიკროორგანიზმების 2 ტიპი არსებობს: ზოგი აყალიბებს ალკოჰოლს, ზოგი კი ანადგურებს მას. მოგვიანებით მან გაარკვია, რომ ნელი გაცხელებით ნადგურდება არასაჭირო ბაქტერიები, რამაც საგრძნობლად გაზარდა ალკოჰოლის შემცველი პროდუქტების ხარისხი.

მეცნიერი ასევე დაინტერესდა საკვებზე ობის წარმოქმნით. მოგვიანებით მან დაამტკიცა, რომ გაფუჭებას იწვევს გარემოში არსებული სპორები. რაც უფრო ნაკლებია ისინი სივრცეში, მით უფრო ნელა ფუჭდება საკვები.

მისმა კვლევამ ხელი შეუწყო საფრანგეთის აბრეშუმის მრეწველობის გადარჩენას. და ასევე ბევრი ადამიანის სიცოცხლე, რადგან სწორედ მან გამოიგონა ცოფის ვაქცინა.

გერმანელი მეცნიერი რობერტ კოხი

კოხ რობერტი ითვლება პასსერის თანამედროვედ. მისი დაბადება 1843 წლის დეკემბერში მოხდა. 23 წლისამ დაამთავრა სამედიცინო უნივერსიტეტი და მიიღო დიპლომი, რის შემდეგაც მუშაობდა რამდენიმე სამედიცინო დაწესებულებაში.

მისი მნიშვნელოვანი კარიერა დაიწყო ბაქტერიოლოგად მუშაობით. მან შეისწავლა ჯილეხი ავადმყოფ ცხოველებზე. მისმა კვლევამ აჩვენა, რომ ინფიცირებულ პირებს აქვთ ბევრი უცხო მიკროორგანიზმი, რაც ჯანმრთელ ცხოველებს არ აქვთ. ეს ბაქტერიები ღეროს ფორმის იყო.

კოხი მოგვიანებით დაინტერესდა ტუბერკულოზით. პირველი კვლევები ჩატარდა მოხმარების შედეგად დაღუპული მუშის გვამზე. ორგანოების დეტალურმა შესწავლამ არ გამოიწვია პათოგენური ბაქტერიების იდენტიფიცირება. შემდეგ კოხმა შესთავაზა, რომ ნიმუშები ფერადი უნდა ყოფილიყო. და მართლაც, მეცნიერმა შენიშნა ფილტვების ქსოვილებს შორის ჩხირები. ამის შემდეგ რობერტ კოხმა ტუბერკულოზის საწინააღმდეგო ვაქცინა შეიმუშავა, მაგრამ მან დაავადება ვერ განკურნა, მაგრამ 100%-ით დაადგინა, იყო თუ არა პაციენტი ინფიცირებული. ეს ვაქცინა დღესაც გამოიყენება.

მიკრობიოლოგიის მეცნიერების გაჩენა

ადამიანი მიკროორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის ეფექტს უფრო ადრე შეხვდა, ვიდრე მათი ოფიციალური აღმოჩენა. ხალხი შეგნებულად ადუღებდა რძეს, ადუღებდა ცომს და ღვინოს. ძველი ბერძენი მეცნიერის ნაშრომებშიც კი აღმოჩნდა სტრიქონები იმის შესახებ, თუ რას გვთავაზობს ის დაავადებებსა და სახიფათო პათოგენურ ორთქლებს შორის ურთიერთობის შესახებ.

ენტონი ვან ლეუვენჰუკმა დაადასტურა ეს ვარაუდები მის მიერ გამოგონილი გამადიდებელი შუშის დახმარებით. მისი დახმარებით ენტონიმ შეძლო მიმდებარე ობიექტების შემოწმება. აღმოჩნდა, რომ ამ ობიექტებზე პატარა ორგანიზმები ცხოვრობენ, რომლებიც შეუიარაღებელი თვალით უხილავია. მაგრამ მან ვერასოდეს შეძლო დაემტკიცებინა მათი მონაწილეობა საშიში დაავადებების მქონე ადამიანების დაინფიცირებაში.

დაავადების თავიდან აცილების მიზნით სახლის პროფილაქტიკური მკურნალობა უზრუნველყოფდნენ ინდუსებს. 1771 წელს მოსკოვში სამხედრო ექიმმა პირველად გამოიყენა ჭირით დაავადებული ადამიანების ნივთების დეზინფექცია და ასევე აცრა მათ, ვისაც კონტაქტი ჰქონდა ინფიცირებულებთან.

ყველაზე მომხიბლავი ამბავი ჩუტყვავილას ვაქცინაციის აღმოჩენას ეხება. მას ასევე იყენებდნენ სპარსელები, თურქები და ჩინელები. ეს ასე მოხდა: დასუსტებული ბაქტერიები შეჰყავდათ ადამიანს, რადგან ითვლებოდა, რომ ამ გზით დაავადება უფრო ადვილი იქნებოდა. ინგლისელმა ექიმმა ედვარდ ჯენერმა აღნიშნა, რომ ადამიანების უმეტესობა, ვისაც ჩუტყვავილა არ აქვს, არ დაინფიცირებულა ინფიცირებულებთან მჭიდრო კონტაქტით. ეს ფაქტი შენიშნეს რძიანებში, რომლებიც კონტაქტში იყვნენ ჩუტყვავილით დაავადებულ ძროხებთან. ამ ფაქტის შესწავლა დაახლოებით 10 წელი გაგრძელდა. შედეგად, მეცნიერმა დაავადებული ძროხის სისხლი ჯანმრთელ ბიჭს გაუკეთა. მოგვიანებით ჯენერმა ახალგაზრდას ავადმყოფის ჩანასახები ჩაუნერგა. ასე აღმოაჩინეს ვაქცინა, რომლის წყალობითაც ადამიანები გათავისუფლდნენ ამ საშინელი დაავადებისგან.

ადგილობრივი მეცნიერების კვლევა

მიკრობიოლოგიის სფეროში ყველაზე ცნობილი აღმოჩენები, რომლებიც მთელ მსოფლიოში მეცნიერმა მკვლევარებმა გააკეთეს, ცხადყოფს, რომ თითქმის ნებისმიერი დაავადების დაძლევა შესაძლებელია. ადგილობრივმა მკვლევარებმა დიდი ინვესტიცია ჩადეს თანამედროვე მეცნიერების ჩამოყალიბებაში. პიტერ I-მა 1698 წელს გაიცნო ლეუვენჰუკი, რომელმაც, თავის მხრივ, აჩვენა მას მიკროსკოპის მოქმედება.

ლ.ს. ცენკოვსკიმ გამოაქვეყნა თავისი სამეცნიერო კვლევა, რომელშიც მიკროორგანიზმები იყო კლასიფიცირებული, როგორც მცენარეული წარმოშობის ორგანიზმები. მან ასევე გამოიყენა პასტერის მეთოდები ჯილეხის წინააღმდეგ ბრძოლაში.

ი.ი. მეჩნიკოვმა ჩამოაყალიბა იმუნიტეტის თეორია. მან მოიტანა ძლიერი არგუმენტები, რომ სხეულის მრავალ უჯრედს აქვს ყველა შანსი, დათრგუნოს ვირუსული ბაქტერიები დამოუკიდებლად. მისი კვლევები გახდა ანთების შესწავლის საფუძველი. მეჩნიკოვმა შეისწავლა ადამიანის სხეული და ცდილობდა გაეგო, რატომ დაბერდა იგი. პროფესორს სურდა ეპოვა მეთოდი, რომელიც გაზრდიდა სიცოცხლის ხანგრძლივობას. მას სჯეროდა, რომ ტოქსიკური ელემენტები, რომლებიც წარმოიქმნება ფუფუნებადი მიკროორგანიზმების მოქმედების დროს, წამლავს ადამიანის სხეულს. მეჩნიკოვის აზრით, ორგანიზმი უნდა იყოს დასახლებული ფერმენტირებული რძის მიკროორგანიზმებით, რომლებიც თრგუნავენ მავნე მიკროორგანიზმებს. პროფესორს მიაჩნდა, რომ ამ გზით სიცოცხლის ხანგრძლივობის საგრძნობლად გაზრდა შეიძლებოდა.

მეჩნიკოვმა შეისწავლა მრავალი სერიოზული დაავადება: ტუბერკულოზი, ტიფი, ქოლერა და მრავალი სხვა.

ტექნიკური მიკრობიოლოგია

ტექნიკური მიკრობიოლოგია სწავლობს ბაქტერიებს, რომლებიც გამოიყენება ვიტამინებისა და გარკვეული ნივთიერებების წარმოებაში. მთავარ პრობლემად ამ სფეროში მიჩნეულია სამეცნიერო და ტექნიკური ტექნიკის ზრდა წარმოებაში (განსაკუთრებით კვების სექტორში).

სამრეწველო მიკრობიოლოგიის დაუფლება სპეციალისტს მიმართავს წარმოების აბსოლუტურად ყველა ზოგადად მიღებული სანიტარული სტანდარტის მტკივნეული დაცვის აუცილებლობაზე. ამ მეცნიერების შესწავლით შეგიძლიათ თავიდან აიცილოთ მრავალი პროდუქტის გაფუჭება. საკითხს უფრო მეტად სწავლობენ კვების მრეწველობის მომავალი ექსპერტები.

ინოვაციური ტექნოლოგიები

მიკრობიოლოგია არის ინოვაციური ტექნოლოგიების საფუძველი. მიკროორგანიზმები და მათი სამყარო ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე შესწავლილი. მეცნიერთა უმეტესობა დარწმუნებულია, რომ მიკროორგანიზმების დახმარებით შესაძლებელია ისეთი ტექნოლოგიების შემუშავება, რომლებსაც ანალოგი არ ექნებათ. სწორედ ბიოტექნოლოგია გახდება უახლესი ტექნოლოგიური აღმოჩენების საფუძველი.

ნავთობისა და ქვანახშირის საბადოების შესწავლისას გამოიყენება ბაქტერიები. საიდუმლო არ არის, რომ საწვავის მარაგი უკვე იწურება. ამიტომ, მეცნიერები უკვე რეკომენდაციას უწევენ მიკრობიოლოგიური მეთოდების გამოყენებას ალკოჰოლის განახლებადი წყაროებიდან მოპოვებისთვის.

მიკრობიოლოგიური ტექნოლოგიები ხელს შეუწყობს გარემოსდაცვითი და ენერგეტიკული პრობლემების დაძლევას. თუმცა წარმოუდგენელია, რომ ორგანული ნარჩენების მიკრობიოლოგიური დამუშავება შესაძლებელს ხდის გარემოს გაწმენდას, აგრეთვე ბიოგაზის მიღებას, რომელიც არ ჩამოუვარდება ბუნებრივ აირს. ამ ტიპის საწვავის მოპოვების მეთოდი არ საჭიროებს დიდ ხარჯებს. დღეს ბუნებაში არის დიდი რაოდენობით გამოყენებული მასალა დასამუშავებლად.

არაერთი თანამედროვე მეცნიერი თვლის, რომ მომავალში სწორედ ბიოლოგია საშუალებას მისცემს გადალახოს მრავალი ენერგეტიკული და გარემოსდაცვითი სიძნელე, რომელსაც აქვს ყველა შანსი გამოჩნდეს უმოკლეს დროში.

მიკრობიოლოგიამ გაიარა განვითარების გრძელი გზა, რომელიც შეფასებულია მრავალი ათასწლეულზე. უკვე V-IV ათასწლეულში ძვ.წ. ადამიანი ტკბებოდა მიკროორგანიზმების მოქმედების ნაყოფით, მათი არსებობის ცოდნის გარეშე. მეღვინეობა, პურის ცხობა, ყველის დამზადება, ტყავის გარუჯვა სხვა არაფერია, თუ არა მიკროორგანიზმების მონაწილეობით მიმდინარე პროცესები. შემდეგ, ძველ დროში, მეცნიერები და მოაზროვნეები თვლიდნენ, რომ მრავალი დაავადება გამოწვეული იყო ცოცხალი ბუნების ზოგიერთი გარე უხილავი მიზეზით.

შესაბამისად, მიკრობიოლოგია წარმოიშვა ჩვენს წელთაღრიცხვამდე დიდი ხნით ადრე. მისი განვითარების პროცესში მან გაიარა რამდენიმე ეტაპი, რომლებიც არც ისე დაკავშირებულია ქრონოლოგიურად, როგორც განსაზღვრული იყო ძირითადი მიღწევებითა და აღმოჩენებით.

მიკრობიოლოგიის განვითარების ისტორია შეიძლება დაიყოს ხუთ ეტაპად: ევრისტიკული, მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური, იმუნოლოგიური და მოლეკულური გენეტიკური.

ევრისტიკული პერიოდი (ძვ. წ. IV-IIV ათასწლეული - ახ. წ. XVI ს.) დაკავშირებულია უფრო ჭეშმარიტების ძიების ლოგიკურ და მეთოდოლოგიურ მეთოდებთან, ე.ი. ევრისტიკა, ვიდრე ნებისმიერი ექსპერიმენტი და მტკიცებულება. იმდროინდელი მოაზროვნეები (ჰიპოკრატე, რომაელი მწერალი ვარო და სხვ.) გამოთქვამდნენ ვარაუდებს ინფექციური დაავადებების, მიასმებისა და პატარა უხილავი ცხოველების ბუნებაზე. ეს იდეები ჩამოყალიბდა თანმიმდევრულ ჰიპოთეზაში მრავალი საუკუნის შემდეგ იტალიელი ექიმის დ. ფრაკასტოროს (1478 - 1553) ნაშრომებში, რომელმაც გამოთქვა იდეა ცოცხალი კონტაგიუმის (contagium vivum), რომელიც იწვევს დაავადებას. უფრო მეტიც, თითოეული დაავადება გამოწვეულია საკუთარი ინფექციით. დაავადებებისგან თავის დასაცავად მათ ურჩევდნენ პაციენტის იზოლირებას, კარანტინს, ნიღბების ტარებას და საგნების ძმრით მკურნალობას.

ამრიგად, დ.ფრაკასტორო იყო ეპიდემიოლოგიის, ანუ დაავადების წარმოქმნის მიზეზების, პირობებისა და მექანიზმების და მათი პრევენციის მეთოდების მეცნიერების ერთ-ერთი ფუძემდებელი.

თუმცა უხილავი პათოგენების არსებობის დადასტურება მიკროსკოპის გამოგონების შემდეგ გახდა შესაძლებელი. მიკროორგანიზმების აღმოჩენაში პრიორიტეტი ეკუთვნის ჰოლანდიელ მოყვარულ ნატურალისტს ანტონიო ლეუვენჰუკს (1b32 - 1723). თეთრეულის ვაჭარს ა.ლევენგუკს უყვარდა მინის დაფქვა და მიიყვანა ეს ხელოვნება სრულყოფილებამდე, ააშენა მიკროსკოპი, რომელმაც შესაძლებელი გახადა განსახილველი ობიექტების 300-ჯერ გადიდება.

მიკროსკოპის ქვეშ სხვადასხვა საგნების შესწავლისას (წვიმის წყალი, ინფუზიები, კბილის ნადები, სისხლი, განავალი, სპერმა) ა.ლეუვენჰუკმა დააკვირდა ყველაზე პატარა ცხოველებს, რომლებსაც მან უწოდა animalculi. ა. ლივენჰუკი რეგულარულად აცნობებდა თავის დაკვირვებებს ლონდონის სამეფო საზოგადოებას და 1695 წელს მან შეაჯამა ისინი წიგნში „ენტონი ლივენჰუკის მიერ აღმოჩენილი ბუნების საიდუმლოებები“.

ამრიგად, A. Leeuwenhoek-ის მიერ მიკროსკოპის გამოგონებით იწყება მიკრობიოლოგიის განვითარების შემდეგი ეტაპი, რომელსაც მორფოლოგიური ეწოდება.

ა. ლივენჰუკის აღმოჩენამ მიიპყრო სპეციალისტების დიდი ყურადღება და მას უამრავი სტუდენტი და მიმდევარი ჰყავდა. თუმცა, კითხვები მიკროორგანიზმების გარეგნობის, მათი ცხოვრების პირობების, დანიშნულებისა და ადამიანის დაავადებების წარმოქმნაში მონაწილეობის შესახებ გაურკვეველი დარჩა. ამ კითხვებზე შემდგომში მკაფიო პასუხები მრავალი მეცნიერის კვლევებში მიეცა.

მიუხედავად იმისა, რომ დაავადებების გაჩენა დაკავშირებული იყო ახლა აღმოჩენილ მიკროორგანიზმებთან, საჭირო იყო პირდაპირი მტკიცებულება. და ისინი მოიპოვა რუსმა ეპიდემიოლოგმა დ.სამოილოვიჩმა (1744 - 1805 წწ.). იმის დასამტკიცებლად, რომ ჭირი გამომწვევი იყო სპეციალური გამომწვევი აგენტით, ჭირით დაავადებული ადამიანის ბუბოს სეკრეტით დაავადდა და ჭირით დაავადდა. საბედნიეროდ, დ.სამოილოვიჩი გადარჩა. შემდგომში გმირული ექსპერიმენტები თვითინფექციაზე კონკრეტული მიკროორგანიზმის ინფექციურობის დასამტკიცებლად ჩაატარეს რუსი ექიმები გ.ნ.მინხი და ო.ო.მოჩუტკოვსკი, ი.ი.მეჩნიკოვი და სხვები.

მიკროორგანიზმების გარეგნობისა და რეპროდუქციის მეთოდის საკითხი გადაწყდა სპონტანური წარმოშობის მაშინდელ დომინანტურ თეორიასთან დავა. მიუხედავად იმისა, რომ იტალიელმა მეცნიერმა ლ.სპალანზანმა XVIII საუკუნის შუა ხანებში. დააკვირდა ბაქტერიების დაყოფას მიკროსკოპის ქვეშ, მოსაზრება, რომ ისინი თვითონ წარმოიქმნება (წარმოიქმნება ლპობისგან, ჭუჭყისგან და ა.შ.) არ უარყო.

ეს გააკეთა გამოჩენილმა ფრანგმა მეცნიერმა ლუი პასტერმა (1822 - 1895), რომელმაც მახვილგონივრული ექსპერიმენტით, რომელიც ბრწყინვალე იყო თავისი სიმარტივით, აჩვენა, რომ სპონტანური თაობა არ არსებობს. ლ. პასტერმა მოათავსა სტერილური ბულიონი კოლბაში, რომელიც დაუკავშირდა ატმოსფერულ ჰაერს მოხრილი S- ფორმის მილის მეშვეობით. ასეთ არსებითად ღია კოლბაში ბულიონი დიდი ხნის განმავლობაში დგომისას გამჭვირვალე რჩებოდა, რადგან მილის გამრუდება არ აძლევდა საშუალებას მიკროორგანიზმებს ჰაერიდან მტვერით შეაღწიონ კოლბაში.

მიკრობიოლოგიის სწრაფი განვითარება XIX საუკუნეში. გამოიწვია მრავალი ინფექციური დაავადების გამომწვევი აგენტების აღმოჩენა (ჯილეხი, ჭირი, ტეტანუსი, დიფტერია, დიზენტერია, ქოლერა, ტუბერკულოზი და სხვ.).

საბოლოოდ, 1892 წელს რუსმა ბოტანიკოსმა დ.ი.ივანოვსკიმ (1864. 1920) აღმოაჩინა ვირუსები - ვირა სამეფოს წარმომადგენლები. ეს ცოცხალი არსებები გადიოდნენ ფილტრებით, რომლებიც ინარჩუნებდნენ ბაქტერიებს და ამიტომ უწოდეს გაფილტვრად ვირუსებს. ჯერ აღმოაჩინეს თამბაქოს დაავადების გამომწვევი ვირუსი, რომელიც ცნობილია როგორც "თამბაქოს მოზაიკა", შემდეგ კი ფეხით-პირის ღრუს დაავადების ვირუსი, ყვითელი ცხელება და მრავალი სხვა ვირუსი. თუმცა, ვირუსული ნაწილაკების დანახვა მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპის გამოგონების შემდეგ გახდა შესაძლებელი, ვინაიდან ვირუსები არ ჩანს სინათლის მიკროსკოპებში. დღეისათვის ვირუსების სამეფო (ვირა) მოიცავს ვირუსების 1000-მდე პათოგენურ სახეობას. სულ ახლახან იქნა აღმოჩენილი არაერთი ახალი ვირუსი, მათ შორის შიდსის გამომწვევი ვირუსი.

უდავოა, რომ ახალი ვირუსებისა და ბაქტერიების აღმოჩენის პერიოდი გაგრძელდება. ახალი მიკროორგანიზმების აღმოჩენას თან ახლდა არა მხოლოდ მათი სტრუქტურის, არამედ სასიცოცხლო აქტივობის შესწავლაც. ამიტომ მე-19 საუკუნეს, განსაკუთრებით მის მეორე ნახევარს, ჩვეულებრივ უწოდებენ ფიზიოლოგიურ პერიოდს მიკრობიოლოგიის განვითარებაში. ეს ეტაპი დაკავშირებულია ლ.პასტერის სახელთან, რომელიც გახდა სამედიცინო მიკრობიოლოგიის, ასევე იმუნოლოგიისა და ბიოტექნოლოგიის ფუძემდებელი.

მრავალმხრივმა განათლებულმა, ბრწყინვალე ექსპერიმენტატორმა, საფრანგეთის მედიცინის აკადემიის წევრმა ლ. პასტერმა არაერთი გამორჩეული აღმოჩენა გააკეთა. 1857 წლიდან 1885 წლამდე მოკლე პერიოდში მან დაამტკიცა, რომ დუღილი (რძის მჟავა, ალკოჰოლური, ძმარმჟავა) არ არის ქიმიური პროცესი, არამედ გამოწვეულია მიკროორგანიზმებით. უარყო სპონტანური წარმოშობის თეორია; აღმოაჩინა ანაერობიოზის ფენომენი, ე.ი. ჟანგბადის არარსებობის პირობებში მიკროორგანიზმების ცხოვრების შესაძლებლობა. საფუძველი ჩაუყარა დეზინფექციას, ასეპტიკას და ანტისეპტიკას; აღმოაჩინა ვაქცინაციის გზით ინფექციური დაავადებებისგან დაცვის საშუალება.

ლ.პასტერის ბევრმა აღმოჩენამ უზარმაზარი პრაქტიკული სარგებელი მოუტანა კაცობრიობას. გახურებით (პასტერიზაციით) დამარცხდა მიკროორგანიზმებით გამოწვეული ლუდისა და ღვინის, რძემჟავა პროდუქტების დაავადებები; დაინერგა ანტისეპტიკები ჭრილობების ჩირქოვანი გართულებების თავიდან ასაცილებლად; L. Pasteur-ის პრინციპებზე დაყრდნობით, შემუშავებულია მრავალი ვაქცინა ინფექციურ დაავადებებთან საბრძოლველად.

თუმცა, ლ. პასტერის ნაშრომების მნიშვნელობა სცილდება მხოლოდ ამ პრაქტიკულ მიღწევებს. ლ.პასტერმა მიიყვანა მიკრობიოლოგია და იმუნოლოგია ფუნდამენტურად ახალ პოზიციებზე, აჩვენა მიკროორგანიზმების როლი ადამიანების ცხოვრებაში, ეკონომიკაში, მრეწველობაში, ინფექციურ პათოლოგიაში და ჩამოაყალიბა პრინციპები, რომლითაც მიკრობიოლოგია და იმუნოლოგია ვითარდება ჩვენს დროში.

ლ.პასტერი, გარდა ამისა, იყო გამოჩენილი მასწავლებელი და მეცნიერების ორგანიზატორი. პარიზის პასტერის ინსტიტუტი, რომელიც დაარსდა 1888 წელს საჯარო სახსრებით, დღემდე ერთ-ერთი წამყვანი სამეცნიერო დაწესებულებაა მსოფლიოში. შემთხვევითი არ არის, რომ ადამიანის იმუნოდეფიციტის ვირუსი (აივ) აღმოაჩინა ამ ინსტიტუტის მეცნიერმა ლ.მონტანიერმა (ამერიკელმა რ. გალოსთან ერთად).

მიკრობიოლოგიის განვითარების ფიზიოლოგიურ პერიოდს ასევე უკავშირდება გერმანელი მეცნიერის რობერტ კოხის სახელი, რომელმაც შეიმუშავა ბაქტერიების სუფთა კულტურების მოპოვების მეთოდები, მიკროსკოპის დროს ბაქტერიების შეღებვა და მიკროფოტოგრაფიის დროს. ასევე ცნობილია რ.კოხის მიერ ჩამოყალიბებული კოხის ტრიადა, რომელიც დღემდე გამოიყენება დაავადების გამომწვევი აგენტის დასადგენად.

ლ.პასტერის მუშაობამ ვაქცინაციაზე გახსნა ახალი ეტაპი მიკრობიოლოგიის განვითარებაში, რომელსაც სამართლიანად უწოდებენ "იმუნოლოგიურს".

მიკროორგანიზმების შესუსტების (დასუსტების) პრინციპი მგრძნობიარე ცხოველის გავლით ან მიკროორგანიზმების არახელსაყრელ პირობებში შენახვით (ტემპერატურა, გაშრობა) საშუალებას აძლევდა ლ. პასტერს მიეღო ცოფის, ჯილეხის და ქათმის ქოლერის საწინააღმდეგო ვაქცინები; ეს პრინციპი ჯერ კიდევ გამოიყენება ვაქცინების მომზადებისას. შესაბამისად, ლ.პასტერი მეცნიერული იმუნოლოგიის ფუძემდებელია, თუმცა მანამდე ცნობილი იყო ინგლისელი ექიმის ე.ჯენერის მიერ შემუშავებული ჩუტყვავილას პრევენციის მეთოდი ძროხის ყვავილით დაინფიცირების გზით. თუმცა, ეს მეთოდი არ გავრცელებულა სხვა დაავადებების პროფილაქტიკაზე.

ლ.პასტერის მუშაობის შემდეგ გამოჩნდა მრავალი კვლევა, რომელიც ცდილობდა აეხსნა ვაქცინაციის შემდეგ იმუნიტეტის ჩამოყალიბების მიზეზები და მექანიზმები. ამაში განსაკუთრებული როლი ითამაშა ი.ი.მეჩნიკოვისა და პ.ერლიხის ნამუშევრებმა.

გერმანელმა ქიმიკოსმა P. Ehrlich-მა წამოაყენა იმუნიტეტის ჰუმორული (ლათინური იუმორიდან - თხევადი) თეორია. მას სჯეროდა, რომ იმუნიტეტი წარმოიქმნება სისხლში ანტისხეულების წარმოქმნის შედეგად, რომლებიც ანეიტრალებენ შხამს. ეს დადასტურდა ანტიტოქსინების აღმოჩენით - ანტისხეულები, რომლებიც ანეიტრალებენ ტოქსინებს ცხოველებში, რომლებსაც გაუკეთეს დიფტერიის ან ტეტანუსის ტოქსინი (ე. ბერინგი, ს. კიტაზატო). თუმცა, ი.ი. მეჩნიკოვის (1845 - 1916) კვლევებმა აჩვენა, რომ იმუნიტეტის ფორმირებაში დიდ როლს თამაშობენ სპეციალური უჯრედები, მაკრო და მიკროფაგები. ეს უჯრედები შთანთქავს და შთანთქავს უცხო ნაწილაკებს, მათ შორის ბაქტერიებს. მეჩნიკოვის კვლევამ ფაგოციტოზის შესახებ დამაჯერებლად დაამტკიცა, რომ ჰუმორულის გარდა, არსებობს უჯრედული იმუნიტეტი. ი.ი.მეჩნიკოვი, ლ.პასტერის უახლოესი თანაშემწე და მიმდევარი, დამსახურებულად ითვლება იმუნოლოგიის ერთ-ერთ ფუძემდებლად. მისმა ნაშრომმა დაიწყო იმუნოკომპეტენტური უჯრედების შესწავლა, როგორც იმუნური სისტემის მორფოლოგიური საფუძველი, მისი ერთიანობა და ბიოლოგიური არსი. იმუნოლოგიურ პერიოდს ახასიათებს იმუნური სისტემის ძირითადი რეაქციების აღმოჩენა გენეტიკურად უცხო ნივთიერებებზე (ანტიგენებზე): ანტისხეულების წარმოქმნა და ფაგოციტოზი/დაგვიანებული ტიპის ჰიპერმგრძნობელობა (DTH), დაუყოვნებელი ტიპის ჰიპერმგრძნობელობა (IHT), ტოლერანტობა, იმუნოლოგიური მეხსიერება. HRT და HNT არის ორი რეაქცია, რომელიც საფუძვლად უდევს ალერგიას (ბერძნულიდან allos - სხვა და ergon - მოქმედება), ანუ დაავადებები, რომლებიც ხასიათდება გარკვეული კლინიკური სიმპტომებით ანტიგენზე ატიპიური, გარყვნილი რეაქციის გამო. ალერგიული რეაქციები შეიძლება მოხდეს, მაგალითად, შრატის პრეპარატებზე, ანტიბიოტიკებზე, ცხოველურ და მცენარეულ ცილებზე, სახლის მტვერზე, ფუმფულაზე, მატყლზე და ა.შ.

1915 წელს რუსმა ექიმმა მ.რაისკიმ პირველად დააკვირდა იმუნოლოგიური მეხსიერების ფენომენებს, ე.ი. ანტისხეულების სწრაფი ენერგიული გამომუშავება იმავე ანტიგენის განმეორებით მიღებისას.

შემდგომში ფ.ვერნემ ეს დაუკავშირა ორგანიზმში მეხსიერების უჯრედების - T- ლიმფოციტების - წარმოქმნას ანტიგენთან თავდაპირველი შეხვედრის შემდეგ. 1953 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა პ.მედავარმა და ჩეხმელმა მეცნიერმა მ.ჰასეკმა აღმოაჩინეს ტოლერანტობის, ტოლერანტობის, ანტიგენისადმი წინააღმდეგობის ფენომენი, ე.ი. მდგომარეობა, რომლის დროსაც იმუნური სისტემა არ რეაგირებს ანტიგენზე. თვით ანტიგენების მიმართ ტოლერანტობა ვითარდება ემბრიონულ პერიოდში და შეიძლება ხელოვნურად შეიქმნას ანტიგენის შეყვანით ემბრიონულ პერიოდში ან ბავშვის ან ცხოველის დაბადებისთანავე. იმუნოლოგიური ტოლერანტობის ფენომენი გამოიყენება ქირურგიაში ორგანოებისა და ქსოვილების გადანერგვის პრობლემის გადასაჭრელად.

ასევე უნდა აღინიშნოს ამ პერიოდში ადამიანისა და ცხოველის ნორმალური ორგანოებისა და ქსოვილების ანტიგენების და ადამიანებში და ცხოველებში ინდივიდუალური, ანტიგენური განსხვავებების აღმოჩენის მნიშვნელობა. ამ ანტიგენური განსხვავებების საერთო მითითება არის ადამიანებში სისხლის ცალკეული ტიპები. ადგილობრივმა მკვლევარმა L.A. Zilber-მა (1957) აღმოაჩინა ავთვისებიანი სიმსივნეების ანტიგენები, რაც იყო სიმსივნის საწინააღმდეგო იმუნიტეტის შესწავლის დასაწყისი.

მიკრობიოლოგიის განვითარების იმუნოლოგიურ პერიოდში შეიქმნა იმუნიტეტის არაერთი თეორია: პ.ერლიხის ჰუმორული თეორია, ი.ი.მეჩნიკოვის ფაგოციტური თეორია, ნ.ერნეს იდიოტიპური ურთიერთქმედების თეორია, ჰიპოფიზ-ჰიპოთალამურ-თირკმელზედა ჯირკვალი. P.F. Zdrodovsky-ის იმუნიტეტის რეგულირების თეორია და ა.შ. თუმცა, ყველაზე მეტად ავსტრალიელი იმუნოლოგის F. Burnet-ის (1899 - 1986) მიერ შექმნილი კლონური შერჩევის თეორია მისაღები რჩება იმუნიტეტის მრავალი ფენომენისა და მექანიზმის ასახსნელად. ამერიკელმა მეცნიერმა ს.ტანეგავამ შეიმუშავა ამ თეორიის გენეტიკური ასპექტები.

მიკრობიოლოგიამ და იმუნოლოგიამ განსაკუთრებით სწრაფი განვითარება მიიღო ჩვენი საუკუნის 50-60-იან წლებში. ამას შეუწყო ხელი შემდეგმა მიზეზებმა:

· უმნიშვნელოვანესი აღმოჩენები მოლეკულური ბიოლოგიის, გენეტიკის, ბიოორგანული ქიმიის დარგში;

· ახალი მეცნიერებების გაჩენა, როგორიცაა გენეტიკური ინჟინერია, ბიოტექნოლოგია, კომპიუტერული მეცნიერება;

· ახალი მეთოდებისა და სამეცნიერო აღჭურვილობის შექმნა, რომელიც საშუალებას გვაძლევს ღრმად შევიღოთ ცოცხალი ბუნების საიდუმლოებები.

ამრიგად, 50-იანი წლებიდან დაიწყო მოლეკულური გენეტიკური პერიოდი მიკრობიოლოგიისა და იმუნოლოგიის განვითარებაში, რომელიც ხასიათდება არაერთი ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი სამეცნიერო მიღწევებითა და აღმოჩენებით. Ესენი მოიცავს:

· მრავალი ვირუსისა და ბაქტერიის მოლეკულური სტრუქტურისა და მოლეკულური ბიოლოგიური ორგანიზაციის გაშიფვრა; სიცოცხლის უმარტივესი ფორმების, „ინფექციური ცილის“ პრიონის აღმოჩენა;

· ზოგიერთი ანტიგენის ქიმიური სტრუქტურისა და ქიმიური სინთეზის გაშიფვრა. მაგალითად, ლიზოზიმის ქიმიური სინთეზი, შიდსის ვირუსის პეპტიდები (რ.ვ. პეტროვი, ვ.ტ. ივანოვი და სხვ.);

· ახალი ანტიგენების აღმოჩენა, მაგალითად სიმსივნური ანტიგენები (L.A. Zilber და სხვები), ჰისტოთავსებადობის ანტიგენები (HLA სისტემა);

· ანტისხეულები-იმუნოგლობულინების სტრუქტურის გაშიფვრა;

· ვირუსული ანტიგენების მიღების მიზნით ცხოველური და მცენარეული უჯრედების კულტივირების და მათი ინდუსტრიული მასშტაბით ზრდის მეთოდის შემუშავება;

· რეკომბინანტული ბაქტერიების და რეკომბინანტული ვირუსების წარმოება. ვირუსებისა და ბაქტერიების ცალკეული გენების სინთეზი. ბაქტერიებისა და ვირუსების რეკომბინანტული შტამების მიღება, რომლებიც აერთიანებენ მშობლების ინდივიდის თვისებებს ან იძენენ ახალ თვისებებს;

· ჰიბრიდომების შექმნა იმუნური B-ლიმფოციტების, ანტისხეულების მწარმოებლებისა და კიბოს უჯრედების შერწყმით მონოკლონური ანტისხეულების წარმოქმნით

· იმუნომოდულატორების, იმუნოციტოკინების (ინტერლეიკინები, ინტერფერონები, მიელოპეპტიდები და სხვ.), იმუნური სისტემის ენდოგენური ბუნებრივი რეგულატორების აღმოჩენა და მათი გამოყენება სხვადასხვა დაავადების პროფილაქტიკისა და მკურნალობისთვის;

· ვაქცინების (B ჰეპატიტის ვაქცინა, მალარიის, აივ ანტიგენები და სხვა ანტიგენები), ბიოლოგიურად აქტიური პეპტიდების (ინტერფერონები, ინტერლეუკინები, ზრდის ფაქტორები და სხვ.) მიღება ბიოტექნოლოგიური მეთოდებისა და გენეტიკური ინჟინერიის ტექნიკის გამოყენებით;

· ბუნებრივი ან სინთეზური ანტიგენების და მათი ფრაგმენტების, ასევე ხელოვნური მატარებლის საფუძველზე სინთეზური ვაქცინების შემუშავება. დამხმარე (ასისტენტი). იმუნური სტიმულატორი;

· თანდაყოლილი და შეძენილი იმუნოდეფიციტების შესწავლა, მათი როლი იმუნოპათოლოგიაში და იმუნოკორექტირებელი თერაპიის შემუშავება. იმუნოდეფიციტის გამომწვევი ვირუსების აღმოჩენა;

· ინფექციური და არაინფექციური დაავადებების დიაგნოსტიკის ფუნდამენტურად ახალი მეთოდების შემუშავება (ფერმენტული იმუნოანალიზი, რადიოიმუნოანალიზი, იმუნობლოტირება, ნუკლეინის მჟავას ჰიბრიდიზაცია). ამ მეთოდებზე დაფუძნებული ტესტის სისტემების შექმნა ჩვენებისთვის, მიკროორგანიზმების იდენტიფიცირებისთვის, ინფექციური და არაინფექციური დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის (სიმსივნეები, გულ-სისხლძარღვთა, აუტოიმუნური, ენდოკრინული და ა. ორგანოთა გადანერგვა და ა.შ.)

იმუნიტეტის თეორიები. იმუნიტეტის თეორიების შემუშავება. იმუნიტეტის ფაგოციტური თეორია. ი.ი.მეჩნიკოვი

ინფექციური დაავადებების განვითარებაში პათოგენური მიკროორგანიზმების როლის იდენტიფიცირებამ და იმუნიტეტის ხელოვნურად შექმნის შესაძლებლობამ აიძულა იმ ფაქტორების შესწავლა, რომლებიც იცავს ორგანიზმს ინფექციური აგენტებისგან.

პასტერმა შემოგვთავაზა ამოწურული ძალის თეორია; ამ თეორიის თანახმად, „იმუნიტეტი“ წარმოადგენს მდგომარეობას, რომელშიც ადამიანის ორგანიზმი (როგორც მკვებავი საშუალება) არ უწყობს ხელს მიკრობების განვითარებას.

თუმცა, ავტორი სწრაფად მიხვდა, რომ მის თეორიას არ შეეძლო აეხსნა მთელი რიგი დაკვირვებები. კერძოდ, პასტერმა აჩვენა, რომ თუ ქათამს ჯილეხით აინფიცირებთ და ფეხებს ცივ წყალში შეინახავთ, მას დაავადება განუვითარდება (ნორმალურ პირობებში ქათმები ჯილეხის მიმართ იმუნიტეტი არიან). ფენომენის განვითარებამ გამოიწვია სხეულის ტემპერატურის დაქვეითება 1-2 °C-ით, ანუ არ შეიძლება იყოს საუბარი ორგანიზმში მკვებავი საშუალების რაიმე დაქვეითებაზე.

იმუნიტეტის ფაგოციტური თეორია. ი.ი.მეჩნიკოვი

1883 წელს გაჩნდა იმუნიტეტის თეორია, რომელიც ეფუძნება ჩარლზ დარვინის ევოლუციური სწავლებებს და ცხოველებში მონელების შესწავლას ბიოლოგიური განვითარების სხვადასხვა ეტაპზე. ახალი თეორიის ავტორმა ი.ი. მეჩნიკოვმა აღმოაჩინა ნივთიერებების უჯრედშიდა მონელების მსგავსება ამებებში, კოელენტერატების ენდოდერმის უჯრედებში და მეზენქიმული წარმოშობის ზოგიერთ უჯრედში (სისხლის მონოციტები, ქსოვილის მაკროფაგები). მეჩნიკოვმა ბერძნულიდან შემოიღო ტერმინი "ფაგოციტები". ფაგები, ჭამა, + კიტოები, უჯრედი და მოგვიანებით შესთავაზეს მათი დაყოფა მიკროფაგებად და მაკროფაგებად. ამ დაყოფას ასევე შეუწყო ხელი პ.ერლიხის მიღწევებმა, რომელმაც შეღებვის გზით განასხვავა ლეიკოციტების რამდენიმე სახეობა. კლასიკურ ნაშრომებში ანთების შედარებითი პათოლოგიის შესახებ, ი.ი. მეჩნიკოვმა დაამტკიცა ფაგოციტური უჯრედების როლი პათოგენების აღმოფხვრაში. 1901 წელს პარიზში გამოიცა მისი მონუმენტური საბოლოო ნაშრომი "იმუნიტეტი ინფექციურ დაავადებებში".

ფაგოციტური თეორიის გავრცელებაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს ე. რუსა და ი. ი. მეჩნიკოვის სტუდენტებმა (ა. მ. ბეზრედკა, ი. გ. სავჩენკო, ლ. ა. ტარასევიჩი, ფ. ია. ჩისტოვიჩი, ვ. ი. ისაევი).

მეჩნიკოვი (1845–1916)

გამოჩენილი რუსი მეცნიერი. 1882 წელს, რუსი ბუნებისმეტყველებისა და ექიმების კონგრესზე, მეჩნიკოვმა წარმოთქვა თავისი ცნობილი მოხსენება "სხეულის დაცვის შესახებ", რომელშიც მან ღრმა მეცნიერული დასაბუთება მისცა სხეულის იმუნიტეტს ინფექციური დაავადებების მიმართ. ამ თეორიას იმუნიტეტის ფაგოციტური თეორია ეწოდება. ამ თეორიის ჩამოყალიბება საფუძვლად დაედო მის დაკვირვებებს უჯრედშიდა მონელებაზე სხვადასხვა ზღვის ცხოველებში (მედუზა, ღრუბლები, მოლუსკები და ა.შ.). მეჩნიკოვმა ამ ცხოველების სხეულში აღმოაჩინა სპეციალური, "მოხეტიალე" უჯრედები, რომლებიც ხვდებიან, იჭერენ და შთანთქავენ სხეულში შემავალ ყველა უცხო სხეულს, მათ შორის სხვადასხვა მიკრობებს. მან "მოხეტიალე" უჯრედებს უწოდა ფაგოციტები, ანუ მჭამელი უჯრედები.

მეჩნიკოვმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ ფაგოციტები იცავს სხეულს და მათი მოქმედების შედეგად ვითარდება იმუნიტეტი ინფექციური დაავადებების მიმართ. სხეულის იმუნიტეტის უკვდავმა დოქტრინამ და იმუნიტეტის მისმა ბიოლოგიურმა თეორიამ ახალი ეტაპი გახსნა მედიცინის განვითარებაში. ამ აღმოჩენისთვის 1908 წელს ი.ი.მეჩნიკოვს მიენიჭა ნობელის პრემია.

ჩარლზ ნიკოლმა ფიგურალურად უწოდა მეჩნიკოვს "მიკრობიოლოგიის პოეტი", რომელსაც მიეწერება მიკრობული ანტაგონიზმის დოქტრინის შემუშავება, რომელიც გახდა თეორიული საფუძველი ანტიბიოტიკების წარმოებისთვის, წამლები, რომლებიც გამოიყენება რიგი ინფექციური დაავადებების სამკურნალოდ. მეჩნიკოვი ასევე ფლობს ორიგინალურ კვლევებს ექსპერიმენტული სიფილისისა და ქოლერის შესახებ.

მეჩნიკოვმა შეისწავლა სიბერის მიზეზები. მიაჩნია, რომ „სიბერე არის დაავადება, რომელიც უნდა განიხილებოდეს“, მან აღნიშნა, რომ ის ვითარდება ორგანიზმის ქრონიკული ინტოქსიკაციის გავლენის ქვეშ, რომელიც გამოწვეულია ნაწლავის მიკროფლორის წარმომადგენლების ნარჩენებით. ასეთ პროდუქტებს შორის მან შეიყვანა ინდოლი, ფენოლი და სკატოლე. გაფუჭებული ბაქტერიების გადასანაცვლებლად, მეჩნიკოვმა შესთავაზა დიეტა, რომელიც შედგებოდა ძირითადად ბოსტნეულისგან, ხილისგან და მჟავე რძისგან, რომლებიც შეიცავს რძემჟავა ბაქტერიებს, რომლებიც წარმოადგენენ ფუფრაქტიული ბაქტერიების ანტაგონისტებს.

ი.ი.მეჩნიკოვის სახელი ეროვნული აღიარებით სარგებლობს. საბჭოთა მთავრობამ დააწესა ოქროს მედალი და მეჩნიკოვის პრემია, რომელიც გაიცემა ბიოლოგიის დარგში საუკეთესო ნაშრომისთვის.

შეუძლებელია არ აღვნიშნო მ.მ. ტერეხოვსკის (1740-1796) ნამუშევრები. 1770 წლიდან ტერეხოვსკი მუშაობდა საზღვარგარეთ დაახლოებით ხუთი წლის განმავლობაში, სტრასბურგის უნივერსიტეტში, რომელიც განთქმული იყო სამედიცინო სკოლით. აქ ტერეხოვსკიმ დაიცვა სადოქტორო დისერტაცია - მისი მთავარი სამეცნიერო ნაშრომი. დისერტაციას ერქვა "ლინნეუსის კილიატთა სიბნელის სამეფო". მას დაისახა ამოცანა სხვადასხვა ინფუზიებში მიკროსკოპული არსებების გაჩენის ბუნებისა და გზების შესწავლა. ექსპერიმენტების დიდი რაოდენობის საფუძველზე, მეცნიერი მივიდა დასკვნამდე, რომ "ცხოველები" ცოცხალი არსებები არიან. ისინი იღუპებიან მაღალი ტემპერატურის, შხამებისა და ელექტრო დენისგან. ყველაზე მნიშვნელოვანი დასკვნა იყო "ცხოველების" სპონტანური წარმოქმნის შეუძლებლობა, რაც ეწინააღმდეგებოდა იმდროინდელი მრავალი მეცნიერის შეხედულებებს. ტერეხოვსკი წერდა, რომ ჰარვის (1578-1651) ცნობილი პოზიცია - "ყოველი ცოცხალი არსება კვერცხიდან მოდის" - იძენს აქსიომის ძალას.

რუსეთში დაბრუნების შემდეგ ტერეხოვსკი მუშაობდა სამედიცინო სკოლებში. 1782 წელს მას მიენიჭა პეტერბურგის გენერალური მიწის საავადმყოფოს პროფესორის წოდება და ბოტანიკური ბაღის დირექტორი (ამჟამად სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ბოტანიკური ინსტიტუტი).

1835 წელს, ამ დროისთვის დაგროვილ ფაქტებზე დაყრდნობით, კ. ერენბერგმა გამოსცა წიგნი ძალიან მნიშვნელოვანი სათაურით: „Ciliates, როგორც სრულყოფილი ორგანიზმები“. მან ქვედა არსებები 22 კლასად დაყო. წიგნს ახლდა ცილიტების ატლასი, რომელთაგან ბევრი დეტალურად იყო აღწერილი და დასახელებული ბინარული ნომენკლატურის მიხედვით. სამი კლასი მოიცავდა ბაქტერიებს.



რუსეთის ფედერაციის განათლების სამინისტრო

ტულას სახელმწიფო უნივერსიტეტი

სანიტარიული, ჰიგიენური და პრევენციული დისციპლინების დეპარტამენტი

CHESTNOVA T.V., SMOLYANINOVA O.L.

სამედიცინო მიკრობიოლოგია, ვირუსოლოგია

და იმუნოლოგია

(სამედიცინო და პრაქტიკული სახელმძღვანელო სამედიცინო უნივერსიტეტების სტუდენტებისთვის).

TULA – 2008 წ

UDC 576.8

რეცენზენტები: …………

სამედიცინო მიკრობიოლოგია, ვირუსოლოგია და იმუნოლოგია: საგანმანათლებლო და პრაქტიკული სახელმძღვანელო / რედ. M422 T.V. ჩესტნოვოი, ო.ლ. სმოლიანინოვა, –….., 2008. -….გვ.

საგანმანათლებლო და პრაქტიკული სახელმძღვანელო დაიწერა ტულას სახელმწიფო უნივერსიტეტის სანიტარულ-ჰიგიენური და პრევენციული დისციპლინების განყოფილების თანამშრომლების მიერ მიკრობიოლოგიის (ბაქტერიოლოგია, ვირუსოლოგია, მიკოლოგია, პროტოზოოლოგია) და იმუნოლოგიის სწავლების ოფიციალურად დამტკიცებული პროგრამების შესაბამისად სამედიცინო უნივერსიტეტების სტუდენტებისთვის. ყველა ფაკულტეტი.

სასწავლო და პრაქტიკული სახელმძღვანელო აღწერს ბაქტერიოლოგიურ ლაბორატორიას, ასახავს მიკროსკოპული კვლევის მეთოდებს, საკვები ნივთიერებების მომზადების საფუძვლებს და შეიცავს ინფორმაციას ბაქტერიების, სოკოების, პროტოზოების და ვირუსების მორფოლოგიაზე, სისტემატიკასა და ფიზიოლოგიაზე. ასევე მოცემულია სხვადასხვა პათოგენური მიკროორგანიზმების, ვირუსების მახასიათებლები და მათი ლაბორატორიული კვლევის მეთოდები.

ზოგადი მიკრობიოლოგია

შესავალი……………………………………………………………………………………………………………

მიკრობიოლოგიის განვითარების მოკლე ისტორია…………………………………………………………

თემა 1. მიკროორგანიზმების მორფოლოგია და კლასიფიკაცია………………………………………..

1.1. მიკრობიოლოგიური ლაბორატორიები, მათი აღჭურვილობა, უსაფრთხოების ძირითადი ზომები და მათში მუშაობის წესები……………………………………………………………………………………….

1.2. მიკროორგანიზმების სტრუქტურა და კლასიფიკაცია ………………………………………………………………………

1.3. ბაქტერიების (პროკარიოტების) სტრუქტურა და კლასიფიკაცია………………………………………………………………

1.4. სოკოს სტრუქტურა და კლასიფიკაცია…………………………………………………………………

1.5. პროტოზოების სტრუქტურა და კლასიფიკაცია……………………………………………………………

1.6. ვირუსების სტრუქტურა და კლასიფიკაცია ………………………………………………………………

ტესტი თემაზე ………………………………………………………………………………………..

თემა 2. მიკროსკოპია………………………………………………………………………………..

2.1. მიკროსკოპები, მათი სტრუქტურა, მიკროსკოპის ტიპები, მიკროორგანიზმების მიკროსკოპის ტექნიკა, მიკროსკოპით მუშაობის წესები………………………………………………………………

2.2. მიკროსკოპული პრეპარატების მომზადებისა და შეღებვის მეთოდები……………………..

ტესტი თემაზე ………………………………………………………………………………………………….

თემა 3. მიკროორგანიზმების ფიზიოლოგია…………………………………………………………………….

3.1. ბაქტერიების ზრდა და რეპროდუქცია. რეპროდუქციის ფაზები ………………………………………………………………

3.2 საკვები ნივთიერებები, მათი კლასიფიკაციის პრინციპები, მოთხოვნები საკვები ნივთიერებების მიმართ, მიკროორგანიზმების გაშენების მეთოდები………………………………………………..

3.3. ბაქტერიების კვება………………………………………………………………………………………….

3.4. ბაქტერიული უჯრედის მეტაბოლიზმი…………………………………………………………………….

3.5. პლასტიკური გაცვლის სახეები…………………………………………………………………………………………

3.6. წმინდა კულტურების იზოლირების პრინციპები და მეთოდები. ბაქტერიული ფერმენტები, მათი იდენტიფიკაცია. ინტრასპეციფიკური იდენტიფიკაცია (ეპიდემიოლოგიური მარკირება)………………………………

3.7. სოკოების, პროტოზოების, ვირუსების ფიზიოლოგიის თავისებურებები და მათი გაშენება………………

3.8. ბაქტერიოფაგები, მათი სტრუქტურა, კლასიფიკაცია და გამოყენება…………………………………………………………..

ტესტი თემაზე ……………………………………………………………………………………

თემა 4. გარემო პირობების გავლენა მიკროორგანიზმებზე…………………………………………..

4.1. ფიზიკური, ქიმიური და ბიოლოგიური ფაქტორების გავლენა მიკროორგანიზმებზე………….

4.2. სტერილიზაციის, დეზინფექციის, ასეპსისის და ანტისეპტიკების კონცეფცია. სტერილიზაციის მეთოდები, აღჭურვილობა. დეზინფექციის ხარისხის კონტროლი…………………………………………………………..

თემა 5. ადამიანის სხეულის ნორმალური მიკროფლორა…………………………………………………………………

5.1. ნორმოფლორა, მისი მნიშვნელობა მიკროორგანიზმებისთვის. გარდამავალი ფლორის კონცეფცია, დისბიოტიკური პირობები, მათი შეფასება, კორექციის მეთოდები………………………………………………………..

თემა 6. მიკრობების გენეტიკა. …………………………………………………………………………………………..

6.1. ბაქტერიული გენომის სტრუქტურა. ფენოტიპური და გენოტიპური ცვალებადობა. მუტაციები. ცვლილებები……………………………………………………………………………………..

მიკროორგანიზმების გენეტიკური რეკომბინაციები. გენეტიკური ინჟინერიის საფუძვლები, პრაქტიკული გამოყენება………………………………………………………………………………………………………………………….

ტესტი თემაზე ………………………………………………………………………………………..

თემა 7. ანტიმიკრობული საშუალებები………………………………………………………………………………………….

7.1. ანტიბიოტიკები ბუნებრივი და სინთეზური. ანტიბიოტიკების კლასიფიკაცია ქიმიური სტრუქტურის, მექანიზმის, სპექტრისა და მოქმედების ტიპის მიხედვით. მოპოვების მეთოდები ……………………………………

7.2. ბაქტერიების წამლისმიერი წინააღმდეგობა, მისი დაძლევის გზები. ანტიბიოტიკების მიმართ მგრძნობელობის განსაზღვრის მეთოდები………………………………………………………………………………………………

თემა 8. ინფექციის დოქტრინა……………………………………………………………………………………

8.1. ინფექციის კონცეფცია. ინფექციის ფორმები და ინფექციური დაავადებების პერიოდები. პათოგენურობა და ვირულენტობა. პათოგენურობის ფაქტორები. ბაქტერიული ტოქსინები, მათი ბუნება, თვისებები, წარმოება………………………………………………………………………………………………

8.2. ინფექციური პროცესის ეპიდემიოლოგიური ზედამხედველობის კონცეფცია. წყალსაცავის კონცეფცია, ინფექციის წყარო, გადაცემის გზები და ფაქტორები……………………………………………………………………

ტესტი თემაზე ………………………………………………………………………………………..

ზოგადი იმუნოლოგია…………………………………………………………………………………………….

თემა 9. იმუნოლოგია………………………………………………………………………………

9.1. იმუნიტეტის კონცეფცია. იმუნიტეტის სახეები. არასპეციფიკური დამცავი ფაქტორები…………….

9.2. იმუნური სისტემის ცენტრალური და პერიფერიული ორგანოები. იმუნური სისტემის უჯრედები. იმუნური პასუხის ფორმები………………………………………………………………………………

9.3. კომპლემენტი, მისი სტრუქტურა, ფუნქციები, აქტივაციის გზები. როლი იმუნიტეტში…………………….

9.4. ანტიგენები, მათი თვისებები და ტიპები. მიკროორგანიზმების ანტიგენები ……………………………………..

9.5. ანტისხეულები და ანტისხეულების წარმოქმნა. იმუნოგლობულინების სტრუქტურა. იმუნოგლობულინების კლასები და მათი თვისებები ……………………………………………………………………………………………………………

96. სეროლოგიური რეაქციები და მათი გამოყენება……………………………………………………….

9.7. იმუნოდეფიციტის მდგომარეობები. ალერგიული რეაქციები. იმუნოლოგიური მეხსიერება. იმუნოლოგიური ტოლერანტობა. აუტოიმუნური პროცესები………………………………………………………………

9.8. იმუნოპროფილაქსია, იმუნოთერაპია………………………………………………………

პირადი მიკრობიოლოგია………………………………………………………………………………

თემა 10. ნაწლავური ინფექციების პათოგენები……………………………………………………………

10.1. სალმონელა…………………………………………………………………………………..

10.2. შიგელა……………………………………………………………………………………………………………….

10.3. ეშერიხია………………………………………………………………………………………………………………………………….

10.4. ვიბრიო ქოლერა…………………………………………………………………………………

10.5. იერსინია………………………………………………………………………………

თემა 11. საკვებით გამოწვეული ტოქსიკური ინფექციები. საკვები ტოქსიკოზი…………………………………………………………

11.1. PTI-ს ზოგადი მახასიათებლები და პათოგენები……………………………………………………………

11.2. ბოტულიზმი………………………………………………………………………………………..

თემა 12. ჩირქოვან-ანთებითი დაავადებების პათოგენები……………………………………………………………

12.1. პათოგენური კოკები (სტრეპტოკოკები, სტაფილოკოკები)……………………………………………………………………..

12.2. გრამუარყოფითი ბაქტერიები (Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella, Proteus)…

12.3. ჭრილობის ანაერობული კლოსტრიდიული და არაკლოსტრიდიული ინფექციები…………………………

თემა 13. ბაქტერიული ჰაერწვეთოვანი ინფექციების პათოგენები………………………………….

13.1. კორინებაქტერია…………………………………………………………………………………

13.2. ბორდეტელა……………………………………………………………………………………………………………

13.3. მენინგოკოკები………………………………………………………………………………………..

13.4. მიკობაქტერია…………………………………………………………………………………

13.5. ლეგიონელა……………………………………………………………………………………

თემა 14. სქესობრივი გზით გადამდები დაავადებების (სგგდ) პათოგენები…………………………

14.1. ქლამიდია ………………………………………………………………………………………..

14.2. სიფილისის გამომწვევი აგენტი…………………………………………………………………………………………

14.3. გონოკოკები………………………………………………………………………………………

თემა 15. რაქიციული დაავადებების პათოგენები……………………………………………………………………………………

თემა 16. ბაქტერიული ზოონოზური ინფექციების გამომწვევი………………………………….

16.1. ფრანსისელა…………………………………………………………………………………………

16.2. ბრუცელა………………………………………………………………………………………….

16.3 ჯილეხის გამომწვევი აგენტი………………………………………………………………………………………

16.4. ჭირის გამომწვევი აგენტი………………………………………………………………………………

16.5. ლეპტოსპირა……………………………………………………………………………..

თემა 17. პათოგენური პროტოზოა………………………………………………………………………………

17.1. პლაზმოდიუმის მალარია………………………………………………………………………………

17.2. ტოქსოპლაზმა………………………………………………………………………………………………………………………….

17.3. ლეიშმანია…………………………………………………………………………………..

17.4. ამებიოზის გამომწვევი აგენტი……………………………………………………………………………

17.5. ჯიარდია…………………………………………………………………………………………………………

თემა 18. პათოგენური სოკოებით გამოწვეული დაავადებები………………………………………………………..

კერძო ვირუსოლოგია…………………………………………………………………………………

თემა 19. მწვავე რესპირატორული ვირუსული ინფექციების პათოგენები………………………………………………………………………………………………

19.1. გრიპის ვირუსები…………………………………………………………………………………….

19.2. პარაგრიპი. კომპიუტერის ვირუსები………………………………………………………………………………………………

19.3. ადენოვირუსები…………………………………………………………………………………………………………

19.4. რინოვირუსები…………………………………………………………………………………..

19.5. რეოვირუსები…………………………………………………………………………………….

თემა 20. ვირუსული ჰაერწვეთოვანი ინფექციების პათოგენები…………………………………………..

20.1. წითელას და ყბაყურას ვირუსები…………………………………………………………………………………

20.2. ჰერპესის ვირუსი…………………………………………………………………………………

20.3. წითურას ვირუსი……………………………………………………………………………………

თემა 21. პოქსივირუსები…………………………………………………………………………………

21.1. ჩუტყვავილას გამომწვევი აგენტი…………………………………………………………………………………………

თემა 22. ენტეროვირუსული ინფექციები………………………………………………………………..

22.1. პოლიოვირუსი………………………………………………………………………………

22.2. ECHO ვირუსები. კოქსაკის ვირუსები……………………………………………………………………………

თემა 23. რეტროვირუსები……………………………………………………………………………………..

23.1. აივ ინფექციის გამომწვევი აგენტი………………………………………………………………………………………..

თემა 24. არბოვირუსული ინფექციები……………………………………………………………………………………….

24.1. რაბდოვირუსები…………………………………………………………………………………………

24.2. ფლავივირუსები………………………………………………………………………………………………………

24.3. ჰანტავირუსები……………………………………………………………………………………

თემა 25. ვირუსული ჰეპატიტის გამომწვევი აგენტები………………………………………………………………………………………

25.1. A ჰეპატიტის ვირუსი………………………………………………………………………………….

25.2. B ჰეპატიტის ვირუსი ………………………………………………………………………………..

25.3. C ჰეპატიტის ვირუსი……………………………………………………………………………..

ნაწილი პირველი. ზოგადი მიკრობიოლოგია

შესავალი.

მიკრობიოლოგია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს მიკროსკოპულ არსებებს, რომლებსაც მიკროორგანიზმებს უწოდებენ, მათ ბიოლოგიურ მახასიათებლებს, სისტემატიკას, ეკოლოგიას და სხვა ორგანიზმებთან ურთიერთობას.

მიკროორგანიზმებს მიეკუთვნება ბაქტერიები, აქტინომიცეტები, სოკოები, მათ შორის ძაფისებრი სოკოები, საფუარი, პროტოზოები და არაუჯრედული ფორმები - ვირუსები, ფაგები.

მიკროორგანიზმები ბუნებაში უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ - ისინი ახორციელებენ ორგანული და არაორგანული (N, P, S და სხვ.) ნივთიერებების მიმოქცევას, მინერალიზებენ მცენარეთა და ცხოველთა ნარჩენებს. მაგრამ მათ შეუძლიათ დიდი ზიანი მიაყენონ - ზიანი მიაყენონ ნედლეულს, საკვებ პროდუქტებს და ორგანულ მასალებს. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ტოქსიკური ნივთიერებების წარმოქმნა.

მრავალი სახის მიკროორგანიზმი არის დაავადების გამომწვევი აგენტი ადამიანებში, ცხოველებში და მცენარეებში.

ამავდროულად, მიკროორგანიზმები ამჟამად ფართოდ გამოიყენება ეროვნულ ეკონომიკაში: სხვადასხვა ტიპის ბაქტერიებისა და სოკოების დახმარებით მიიღება ორგანული მჟავები (ძმრის, ლიმონის და ა.შ.), ალკოჰოლები, ფერმენტები, ანტიბიოტიკები, ვიტამინები და საკვების საფუარი. . მიკრობიოლოგიური პროცესების საფუძველზე მოქმედებს საცხობი, მეღვინეობა, ხარშვა, რძის პროდუქტების წარმოება, ხილისა და ბოსტნეულის დუღილი, აგრეთვე კვების მრეწველობის სხვა დარგები.

ამჟამად მიკრობიოლოგია იყოფა შემდეგ განყოფილებებად:

სამედიცინო მიკრობიოლოგია - სწავლობს პათოგენურ მიკროორგანიზმებს, რომლებიც იწვევენ ადამიანის დაავადებებს და შეიმუშავებს ამ დაავადებების დიაგნოსტიკის, პროფილაქტიკისა და მკურნალობის მეთოდებს. სწავლობს მათი გავრცელების გზებსა და მექანიზმებს და მათთან ბრძოლის მეთოდებს. სამედიცინო მიკრობიოლოგიის კურსის მიმდებარედ არის ცალკე კურსი - ვირუსოლოგია.

ვეტერინარული მიკრობიოლოგია სწავლობს პათოგენურ მიკროორგანიზმებს, რომლებიც იწვევენ დაავადებებს ცხოველებში.

ბიოტექნოლოგია იკვლევს მიკროორგანიზმების განვითარების მახასიათებლებსა და პირობებს, რომლებიც გამოიყენება ეროვნულ ეკონომიკასა და მედიცინაში გამოყენებული ნაერთებისა და წამლების მისაღებად. იგი შეიმუშავებს და აუმჯობესებს ფერმენტების, ვიტამინების, ამინომჟავების, ანტიბიოტიკების და სხვა ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების ბიოსინთეზის სამეცნიერო მეთოდებს. ბიოტექნოლოგიას ასევე ეკისრება ამოცანა, შეიმუშაოს ზომები ნედლეულის, საკვებისა და ორგანული მასალების მიკროორგანიზმების მიერ გაფუჭებისგან დასაცავად და მათი შენახვისა და გადამუშავების დროს წარმოქმნილი პროცესების შესწავლის მიზნით.

ნიადაგის მიკრობიოლოგია სწავლობს მიკროორგანიზმების როლს ნიადაგის ფორმირებასა და ნაყოფიერებაში და მცენარეთა კვებაში.

წყლის მიკრობიოლოგია სწავლობს წყლის ობიექტების მიკროფლორას, მის როლს კვების ჯაჭვებში, ნივთიერებების ციკლში, სასმელი და ჩამდინარე წყლების დაბინძურებასა და დამუშავებაში.

მიკროორგანიზმების გენეტიკა, როგორც ერთ-ერთი ყველაზე ახალგაზრდა დისციპლინა, იკვლევს მიკროორგანიზმების მემკვიდრეობისა და ცვალებადობის მოლეკულურ საფუძველს, მუტაგენეზის პროცესების ნიმუშებს, შეიმუშავებს მეთოდებსა და პრინციპებს მიკროორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის კონტროლისა და ახალი შტამების მისაღებად მრეწველობაში, სოფლის მეურნეობაში და მედიცინაში გამოსაყენებლად. .

მიკრობიოლოგიის განვითარების მოკლე ისტორია.

მიკროორგანიზმების აღმოჩენის დამსახურება ეკუთვნის ჰოლანდიელ ნატურალისტ ა.ლეუვენჰუკს (1632-1723), რომელმაც შექმნა პირველი მიკროსკოპი 300-ჯერ გადიდებით. 1695 წელს მან გამოაქვეყნა წიგნი "ბუნების საიდუმლოებები" კოკის, ჯოხებისა და სპირილების ნახატებით. ამან დიდი ინტერესი გამოიწვია ბუნებისმეტყველთა შორის. იმდროინდელი მეცნიერების მდგომარეობა მხოლოდ ახალი სახეობების (მორფოლოგიური პერიოდის) აღწერის საშუალებას იძლეოდა.

ფიზიოლოგიური პერიოდის დასაწყისი დაკავშირებულია დიდი ფრანგი მეცნიერის ლუი პასტერის (1822-1895) მოღვაწეობასთან. პასტერის სახელს უკავშირდება მიკრობიოლოგიის სფეროში უდიდესი აღმოჩენები: მან გამოიკვლია დუღილის ბუნება, დაადგინა სიცოცხლის შესაძლებლობა ჟანგბადის გარეშე (ანაერობიოზი), უარყო სპონტანური წარმოშობის თეორია და გამოიკვლია ღვინის გაფუჭების მიზეზები და ლუდი. მან შესთავაზა საკვების გაფუჭების პათოგენებთან ბრძოლის ეფექტური გზები (პასტერიზაცია), შეიმუშავა ვაქცინაციის პრინციპი და ვაქცინების მიღების მეთოდები.

რ.კოხმა, პასტერის თანამედროვემ, შემოიღო თესვა მყარ საკვებ ნიადაგზე, მიკროორგანიზმების დათვლა, სუფთა კულტურების იზოლირება და მასალების სტერილიზაცია.

მიკრობიოლოგიის განვითარების იმუნოლოგიური პერიოდი დაკავშირებულია რუსი ბიოლოგის სახელთან I.I. მეჩნიკოვი, რომელმაც აღმოაჩინა სხეულის იმუნიტეტის დოქტრინა ინფექციური დაავადებების მიმართ (იმუნიტეტი), იყო იმუნიტეტის ფაგოციტური თეორიის ფუძემდებელი და აღმოაჩინა ანტაგონიზმი მიკრობებში. პარალელურად ი.ი. მეჩნიკოვმა შეისწავლა ინფექციური დაავადებებისადმი იმუნიტეტის მექანიზმები მთავარი გერმანელი მკვლევარის პ. ერლიხის მიერ, რომელმაც შექმნა ჰუმორული იმუნიტეტის თეორია.

გამალეა ნ.ფ. - იმუნოლოგიისა და ვირუსოლოგიის ფუძემდებელმა, აღმოაჩინა ბაქტერიოფაგია.

DI. ივანოვსკიმ პირველად აღმოაჩინა ვირუსები და გახდა ვირუსოლოგიის ფუძემდებელი. ნიკიტსკის ბოტანიკურ ბაღში თამბაქოს მოზაიკის დაავადების შესწავლისას, რომელმაც უზარმაზარი ზიანი მიაყენა თამბაქოს პლანტაციებს, 1892 წელს. აღმოჩნდა, რომ ყირიმში გავრცელებული ეს დაავადება გამოწვეულია ვირუსით.

ნ.გ. გაბრიჩევსკიმ მოსკოვში მოაწყო პირველი ბაქტერიოლოგიური ინსტიტუტი. მას ეკუთვნის ნაშრომები ალისფერი ცხელების, დიფტერიის, ჭირისა და სხვა ინფექციების შესწავლაზე. მან მოსკოვში მოაწყო დიფტერიის საწინააღმდეგო შრატის წარმოება და წარმატებით გამოიყენა ბავშვების სამკურნალოდ.

პ.ფ. ზდროდოვსკი არის იმუნოლოგი და მიკრობიოლოგი, რომელიც ცნობილია თავისი ფუნდამენტური შრომით იმუნიტეტის ფიზიოლოგიაზე, აგრეთვე რიკეტსიოლოგიისა და ბრუცელოზის სფეროში.

ვ.მ. ჟდანოვი არის მთავარი ვირუსოლოგი, პლანეტაზე ჩუტყვავილას გლობალური აღმოფხვრის ერთ-ერთი ორგანიზატორი, რომელიც იდგა მოლეკულური ვირუსოლოგიისა და გენეტიკური ინჟინერიის საწყისებზე.

მ.პ. ჩუმაკოვი არის იმუნობიოტექნოლოგი და ვირუსოლოგი, პოლიომიელიტისა და ვირუსული ენცეფალიტის ინსტიტუტის ორგანიზატორი, პოლიომიელიტის ორალური ვაქცინის ავტორი.

ზ.ვ. ერმოლიევა - შინაური ანტიბიოტიკოთერაპიის დამფუძნებელი

ყაზახეთის რესპუბლიკის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო
აღმოსავლეთ ყაზახეთის სახელობის სახელმწიფო უნივერსიტეტი S.AMANZHOLOVA

ბიოლოგიის კათედრა

ᲐᲑᲡᲢᲠᲐᲥᲢᲣᲚᲘ

დისციპლინა: "ბიოლოგია და მიკროორგანიზმების და ვირუსების განვითარება"

თემაზე: „მიკრობიოლოგიის განვითარების ისტორია“

დაასრულეს: UBG-09 (A) ჯგუფის სტუდენტები
გრუშკოვსკაია დ., ფეფელოვა ნ.
შეამოწმა: კალენოვა კ.შ.

უსტ-კამენოგორსკი, 2011 წ

Გეგმა:
შესავალი …………………………………………………………………………………...3

1. მიკროორგანიზმების აღმოჩენა……………………………………………………………………4
2. აღწერილობითი (მორფოლოგიური) პერიოდი მიკრობიოლოგიის განვითარებაში (მე-17 საუკუნის დასასრული – მე-19 საუკუნის შუა ხანები)…………………..5
2.1. იდეების შემუშავება დუღილისა და დაშლის პროცესების ბუნების შესახებ……5
2.2. იდეების შემუშავება ინფექციური დაავადებების მიკრობული ხასიათის შესახებ…………………………………………………………………………………………………….
3. ფიზიოლოგიური პერიოდი (პასტერიანი) (მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარი)………………………………………………………………………………………
3.1. ლუი პასტერის სამეცნიერო მოღვაწეობა…………………………………………………………8
3.2. მიკრობიოლოგიის განვითარება XIX საუკუნის მეორე ნახევარში………………………10
4. მიკრობიოლოგიის განვითარება მე-20 საუკუნეში…………………………………15

დასკვნა ...................................................... ................................ ...................... ...... 18

ლიტერატურა ..................................................... .......................................................... ................... 19

შესავალი

მიკრობიოლოგია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს მცირე ზომის და შეუიარაღებელი თვალით უხილავი ორგანიზმების სტრუქტურას, სისტემატიკას, ფიზიოლოგიას, ბიოქიმიას, გენეტიკასა და ეკოლოგიას. ამ ორგანიზმებს მიკროორგანიზმები ან მიკრობები უწოდებენ.
დიდი ხნის განმავლობაში ადამიანი ცხოვრობდა უხილავი არსებებით გარშემორტყმული, იყენებდა მათი სასიცოცხლო საქმიანობის პროდუქტებს (მაგალითად, მაწონი ცომისგან პურის ცხობისას, ღვინისა და ძმრის მომზადებისას), იტანჯებოდა, როდესაც ეს არსებები იწვევდნენ დაავადებებს ან გაფუჭებულ საკვებს, მაგრამ აკეთებდნენ. ეჭვი არ ეპარება მათ არსებობაში. მე არ ვეჭვობდი, რადგან ვერ ვნახე და არ დავინახე, რადგან ამ მიკრო არსებების ზომა გაცილებით დაბალი იყო იმ ხილვადობის ზღვარზე, რაც ადამიანის თვალს შეუძლია. ცნობილია, რომ ნორმალური მხედველობის მქონე ადამიანს ოპტიმალურ მანძილზე (25-30 სმ) შეუძლია წერტილის სახით 0,07-0,08 მმ ზომის ობიექტის გარჩევა. ადამიანი ვერ ამჩნევს პატარა ობიექტებს. ეს განისაზღვრება მისი მხედველობის ორგანოს სტრუქტურული მახასიათებლებით.
შექმნილი ბუნებრივი ბარიერის დაძლევისა და ადამიანის თვალის შესაძლებლობების გაფართოების მცდელობები დიდი ხნის წინ გაკეთდა. ამრიგად, ძველ ბაბილონში არქეოლოგიური გათხრების დროს აღმოაჩინეს ორმხრივამოზნექილი ლინზები - უმარტივესი ოპტიკური ინსტრუმენტები. ლინზები დამზადებულია გაპრიალებული კლდის ბროლისგან. შეგვიძლია მივიჩნიოთ, რომ მათი გამოგონებით ადამიანმა პირველი ნაბიჯი გადადგა მიკროსამყაროსკენ მიმავალ გზაზე.
ოპტიკური ტექნოლოგიის შემდგომი გაუმჯობესება მე-16 და მე-17 საუკუნეებით თარიღდება. და ასოცირდება ასტრონომიის განვითარებასთან. ამ დროს ჰოლანდიურმა მინის საფქვავებმა დააპროექტეს პირველი ტელესკოპები. აღმოჩნდა, რომ თუ ლინზები განსხვავებულად არის განლაგებული, ვიდრე ტელესკოპში, თქვენ შეგიძლიათ გაადიდოთ ძალიან პატარა ობიექტები. ამ ტიპის მიკროსკოპი შეიქმნა 1610 წელს გ.გალილეოს მიერ. მიკროსკოპის გამოგონებამ ახალი შესაძლებლობები გახსნა ცოცხალი ბუნების შესასწავლად.
ერთ-ერთი პირველი მიკროსკოპი, რომელიც შედგებოდა ორი ორმხრივამოზნექილი ლინზებისაგან, რომლებიც იმატებდნენ დაახლოებით 30-ჯერ, შეიქმნა და გამოიყენა მცენარეთა სტრუქტურის შესასწავლად ინგლისელმა ფიზიკოსმა და გამომგონებელმა რ. ჰუკმა. კორპის მონაკვეთების შესწავლისას მან აღმოაჩინა ხის ქსოვილის რეგულარული ფიჭური სტრუქტურა. ამ უჯრედებს შემდგომში მან უწოდა "უჯრედები" და ასახული იყო წიგნში "მიკროგრაფია". სწორედ რ. ჰუკმა შემოიტანა ტერმინი „უჯრედი“ იმ სტრუქტურული ერთეულების აღსანიშნავად, საიდანაც აგებულია რთული ცოცხალი ორგანიზმი. შემდგომი შეღწევა მიკროსამყაროს საიდუმლოებებში განუყოფლად არის დაკავშირებული ოპტიკური ინსტრუმენტების გაუმჯობესებასთან.

1.მიკროორგანიზმების აღმოჩენა

მიკროორგანიზმები აღმოაჩინეს მე-17 საუკუნის ბოლოს, მაგრამ მათი საქმიანობა და პრაქტიკული გამოყენებაც კი ბევრად ადრე იყო ცნობილი. მაგალითად, ალკოჰოლური, რძემჟავა და ძმარმჟავას დუღილის პროდუქტები მზადდებოდა და იყენებდნენ უძველეს დროში. ამ პროდუქტების სარგებლიანობა აიხსნება მათში "ცოცხალი სულის" არსებობით. თუმცა, უხილავი არსებების არსებობის იდეა დაიწყო ინფექციური დაავადებების გამომწვევი მიზეზების დადგენისას. ამრიგად, ჰიპოკრატე (ძვ. წ. VI ს.), მოგვიანებით კი ვარო (მე-2 საუკუნე) ვარაუდობენ, რომ ინფექციური დაავადებები გამოწვეულია უხილავი არსებებით. მაგრამ მხოლოდ მე -16 საუკუნეში იტალიელმა მეცნიერმა ჯირამამო ფრაკასტორომ მივიდა დასკვნამდე, რომ დაავადებების გადაცემა ადამიანიდან ადამიანზე ხდება ყველაზე პატარა ცოცხალი არსებების დახმარებით, რომლებსაც მან დაარქვა სახელი contagium vivum. თუმცა, ასეთი ვარაუდების მტკიცებულება არ არსებობდა.
თუ ვივარაუდებთ, რომ მიკრობიოლოგია წარმოიშვა იმ მომენტში, როდესაც ადამიანმა დაინახა პირველი მიკროორგანიზმები, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია აბსოლუტურად ზუსტად მივუთითოთ მიკრობიოლოგიის "დაბადების დღე" და აღმომჩენის სახელი. ეს კაცი არის ჰოლანდიელი ანტონი ვან ლეუვენჰუკი (1632-1723), მწარმოებელი დელფტიდან. სელის ბოჭკოს სტრუქტურით დაინტერესებული, მან რამდენიმე უხეში ლინზა გააპრიალა თავისთვის. მოგვიანებით, ლეუვენჰუკი დაინტერესდა ამ დელიკატური და შრომატევადი საქმით და მიაღწია დიდ სრულყოფილებას ლინზების წარმოებაში, რომელსაც მან "მიკროსკოპია" უწოდა. გარეგანი სახით, ეს იყო ვერცხლის ან სპილენძის ჩარჩოში ჩასმული ერთჯერადი ორმხრივამოზნექილი სათვალეები, მაგრამ მათი ოპტიკური თვისებებით Leeuwenhoek ლინზებს, რომლებიც უზრუნველყოფდნენ 200 - 270-ჯერ გადიდებას, არ ჰქონდათ ტოლი. მათი დასაფასებლად, საკმარისია გავიხსენოთ, რომ ორმხრივამოზნექილი ლინზების გადიდების თეორიული ზღვარი 250-300-ჯერ არის.
არ ჰქონდა ბუნებრივი განათლება, მაგრამ გააჩნდა ბუნებრივი ცნობისმოყვარეობა, ლეუვენჰუკი ინტერესით უყურებდა ყველაფერს, რაც ხელთ იყო: აუზის წყალი, კბილის ნადები, წიწაკის ინფუზია, ნერწყვი, სისხლი და მრავალი სხვა. 1673 წლიდან ლეუვენჰუკმა დაიწყო თავისი დაკვირვების შედეგების გაგზავნა ლონდონის სამეფო საზოგადოებაში, რომლის წევრადაც იგი აირჩიეს. საერთო ჯამში, ლეუვენჰუკმა 170-ზე მეტი წერილი დაწერა ლონდონის სამეფო საზოგადოებას, მოგვიანებით კი ანდერძით მისცა 26 მისი ცნობილი „მიკროსკოპიიდან“. გთავაზობთ ამონარიდს ერთი წერილიდან: „1676 წლის 24 აპრილს წყალს შევხედე მიკროსკოპით და დიდი გაკვირვებით დავინახე მასში დიდი რაოდენობით პატარა ცოცხალი არსება. ზოგიერთი მათგანი სიგანეზე 3-4-ჯერ გრძელი იყო, თუმცა ტილის სხეულზე დაფარულ თმებზე სქელი არ იყო. სხვებს ჰქონდათ რეგულარული ოვალური ფორმა. არსებობდა ასევე ორგანიზმების მესამე ტიპი – ყველაზე მრავალრიცხოვანი – პაწაწინა არსებები კუდით“. ამ პასაჟში მოცემული აღწერილობისა და ლივენჰუკის ხელთ არსებული ლინზების ოპტიკური შესაძლებლობების შედარებით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ლეუვენჰუკმა პირველმა დაინახა ბაქტერია 1676 წელს.
ლეუვენჰუკმა ყველგან აღმოაჩინა მიკროორგანიზმები და მივიდა დასკვნამდე, რომ მის გარშემო სამყარო მჭიდროდ იყო დასახლებული მიკროსკოპული მაცხოვრებლებით. ლეუვენჰუკმა მიიჩნია ყველა მიკროორგანიზმი, ბაქტერიების ჩათვლით, პატარა ცხოველებად, რომლებსაც უწოდა "ცხოველები" და დარწმუნებული იყო, რომ ისინი აგებულნი იყვნენ ისევე, როგორც დიდი ორგანიზმები, ანუ ჰქონდათ საჭმლის მომნელებელი ორგანოები, ფეხები, კუდები და ა.შ. დ.
ლეუვენჰუკის აღმოჩენები იმდენად მოულოდნელი და ფანტასტიკურიც კი იყო, რომ მომდევნო თითქმის 50 წლის განმავლობაში ისინი საყოველთაო გაოცებას იწვევდნენ. 1698 წელს ჰოლანდიაში ყოფნისას პიტერ I ეწვია ლეუვენჰუკს და გაესაუბრა მას. ამ მოგზაურობიდან პეტრე I-მა რუსეთში მიიტანა მიკროსკოპი, მოგვიანებით კი, 1716 წელს, მისი კარის სახელოსნოებში პირველი შიდა მიკროსკოპები დამზადდა.

2. აღწერითი (მორფოლოგიური) პერიოდი მიკრობიოლოგიის განვითარებაში (მე-17 საუკუნის დასასრული – მე-19 საუკუნის შუა ხანები)

2.1. წარმოდგენების განვითარება ფერმენტაციისა და დაშლის პროცესების ბუნების შესახებ

მიკროორგანიზმების მიერ განხორციელებული მრავალი პროცესი ადამიანისთვის ცნობილია უხსოვარი დროიდან. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის გახრწნა და დუღილი. ძველი ბერძენი და რომაელი ავტორების ნაშრომებში შეგიძლიათ იპოვოთ ღვინის, მაწონისა და პურის დამზადების რეცეპტები, რაც მიუთითებს დუღილის ფართოდ გამოყენებაზე ყოველდღიურ ცხოვრებაში. შუა საუკუნეებში ალქიმიკოსები არ უგულებელყოფდნენ ამ პროცესებს და სწავლობდნენ მათ სხვა წმინდა ქიმიურ გარდაქმნებთან ერთად. სწორედ ამ პერიოდში ცდილობდნენ გაერკვია დუღილის პროცესების ბუნება.
ტერმინი "ფერმენტაცია" ("ფერმენტაცია") გაზის გამოყოფასთან დაკავშირებული პროცესების აღსანიშნავად პირველად გამოიყენა ჰოლანდიელმა ალქიმიკოსმა ჯ.ბ. ვან ჰელმონტი (1577-1644). ჯ.ვან ჰელმონტმა აღმოაჩინა მსგავსება ყურძნის წვენის დუღილის დროს წარმოქმნილ გაზს (ნახშირორჟანგი), ნახშირის წვის დროს გამოყოფილ გაზსა და გაზს შორის, რომელიც ჩნდება „კირქვებზე ძმარს დაასხმისას“, ე.ი. როდესაც ტუტე რეაგირებს მჟავასთან. ამის საფუძველზე ჯ.ვან ჰელმონტი მივიდა დასკვნამდე, რომ ზემოთ აღწერილი ყველა ქიმიური ტრანსფორმაცია ერთნაირი ბუნებისაა. მოგვიანებით დაიწყო დუღილის გამოყოფა ქიმიური პროცესების ჯგუფიდან, რომელსაც თან ახლავს გაზების გამოყოფა. დუღილის მატერიალური მამოძრავებელი ძალის, მისი აქტიური პრინციპის აღსანიშნავად გამოიყენებოდა ტერმინი „ფერმენტი“. დუღილისა და გაფუჭების, როგორც წმინდა ქიმიური პროცესების შეხედულება ჩამოყალიბდა 1697 წელს გერმანელმა ექიმმა და ქიმიკოსმა გ.ე. სტალემი (1660-1734 წწ.). G. Stahl-ის იდეების მიხედვით, დუღილი და გახრწნა არის ქიმიური გარდაქმნები, რომლებიც ხდება „ფერმენტის“ მოლეკულების გავლენის ქვეშ, რომლებიც გადასცემენ მათ თანდაყოლილ შინაგან აქტიურ მოძრაობას ფერმენტირებადი სუბსტრატის მოლეკულებს, ე.ი. მოქმედებს როგორც ერთგვარი კატალიზატორი რეაქციისთვის. გ.შტალის შეხედულებები დაშლისა და დუღილის პროცესების ბუნებაზე მთლიანად იზიარებდა და იცავდა თავისი დროის ერთ-ერთმა უდიდესმა ქიმიკოსმა ჯ.ლიბიგმა. თუმცა, ეს მოსაზრება არ იქნა მიღებული ყველა მკვლევრის მიერ.
ერთ-ერთი პირველი ვარაუდი Leeuwenhoek-ის მიერ აღწერილი „გლობულების“ (საფუარი) და დუღილისა და გაფუჭების მოვლენებს შორის კავშირის შესახებ ეკუთვნის ფრანგ ნატურალისტს J.L.L. ბუფონი (1707-1788 წწ.). ფრანგი ქიმიკოსი A. Lavoisier (1743-1794), რომელიც რაოდენობრივად სწავლობდა შაქრის ქიმიურ გარდაქმნებს ალკოჰოლური დუღილის დროს, ძალიან ახლოს იყო დუღილის პროცესში საფუარის როლის გაგებასთან. 1793 წელს მან დაწერა: „ლუდის ცოტაოდენი საფუარი საკმარისია იმისათვის, რომ პირველი ბიძგი მისცეს დუღილს: შემდეგ ის თავისთავად გრძელდება. ზოგადად ფერმენტის მოქმედების შესახებ სხვაგან მოგახსენებთ“. თუმცა მან ეს ვერ მოახერხა: ა.ლავუაზიე საფრანგეთის ბურჟუაზიული რევოლუციის ტერორის მსხვერპლი გახდა.
XIX საუკუნის 30-იანი წლებიდან დაიწყო ინტენსიური მიკროსკოპული დაკვირვებების პერიოდი. 1827 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა J. Demasier-მა (1783-1862) აღწერა საფუარის Mycoderma cerevisiae-ს სტრუქტურა, რომელიც ლუდის ზედაპირზე ქმნის გარსს და, დარწმუნებული იყო, რომ ეს ყველაზე პატარა ცხოველებია, კლასიფიცირებულ იქნა ისინი ცილიატებად. თუმცა, ჯ.დემაზიეს ნაშრომში არ არის მითითება დუღილის პროცესსა და დუღილის ზედაპირზე წარმოქმნილ ფილას შორის შესაძლო კავშირის შესახებ. ათი წლის შემდეგ, ფრანგმა ბოტანიკოსმა C. Cagnard de Latour-მა (1777-1859) ჩაატარა ალკოჰოლური დუღილის დროს წარმოქმნილი ნალექის საფუძვლიანი მიკროსკოპული გამოკვლევა და მივიდა დასკვნამდე, რომ იგი შედგება ცოცხალი არსებებისაგან, რომელთა სასიცოცხლო აქტივობაც დუღილის მიზეზია. თითქმის ერთდროულად, გერმანელმა ნატურალისტმა ფ. კუცინგმა (1807-1893), ალკოჰოლისგან ძმრის წარმოქმნის შესწავლისას ყურადღება მიიპყრო ლორწოვან მასაზე, რომელიც სპირტის შემცველი სითხის ზედაპირზე ფილას ჰგავდა. ლორწოვანი მასის შესწავლისას ფ. კუცინგმა აღმოაჩინა, რომ იგი შედგება მიკროსკოპული ცოცხალი ორგანიზმებისგან და პირდაპირ კავშირშია გარემოში ძმრის დაგროვებასთან. ანალოგიურ დასკვნამდე მივიდა კიდევ ერთი გერმანელი ნატურალისტი ტ.შვანი (1810-1882).
ამრიგად, C. Cagniard de Latour, F. Kützing და T. Schwann, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად და თითქმის ერთდროულად მივიდნენ დასკვნამდე დუღილის პროცესებსა და მიკროსკოპული ცოცხალი არსებების სასიცოცხლო აქტივობას შორის კავშირის შესახებ. ამ კვლევების მთავარი დასკვნა მკაფიოდ ჩამოაყალიბა ფ. კუცინგმა: „ახლა ჩვენ უნდა განვიხილოთ ყოველი დუღილის პროცესი განსხვავებულად, ვიდრე ქიმია მათ აქამდე განიხილავდა. ალკოჰოლური დუღილის მთელი პროცესი დამოკიდებულია საფუარის არსებობაზე, ხოლო ძმარმჟავას დუღილი დამოკიდებულია ძმარმჟავას დედის არსებობაზე“.
თუმცა, სამი მკვლევრის მიერ გამოთქმული აზრები ფერმენტაციის „ფერმენტის“ ბიოლოგიური ბუნების შესახებ არ იქნა მიღებული. უფრო მეტიც, ისინი ექვემდებარებოდნენ მწვავე კრიტიკას დუღილის ფიზიკურ-ქიმიური ბუნების თეორიის მიმდევრების მხრიდან, რომლებიც ადანაშაულებდნენ თავიანთ მეცნიერ ოპონენტებს „დასკვნების სისულელეში“ და ამ „უცნაური ჰიპოთეზის“ დამადასტურებელი რაიმე მტკიცებულების არარსებობაში. დუღილის პროცესების ფიზიკოქიმიური ბუნების თეორია დომინანტური დარჩა.

2.2.იდეების შემუშავება ინფექციური დაავადებების მიკრობული ხასიათის შესახებ

ძველი ბერძენი ექიმი ჰიპოკრატეც კი (დაახლ. ძვ. წ. 460-377) ვარაუდობდა, რომ ინფექციურ დაავადებებს უხილავი ცოცხალი არსებები იწვევს. ავიცენა (დაახლოებით 980-1037 წწ.) „მედიცინის კანონში“ წერდა ჭირის, ჩუტყვავილას და სხვა დაავადებების „უხილავ“ პათოგენებზე. მსგავსი აზრები გვხვდება იტალიელი ექიმის, ასტრონომისა და პოეტის გ.ფრაკასტროს (1478-1553) ნაშრომებში.
რუსი ეპიდემიოლოგი დ.ს. ღრმად იყო დარწმუნებული, რომ ინფექციური დაავადებები გამოწვეულია ცოცხალი მიკროსკოპული არსებებით. სამოილოვიჩი (1744-1805), რომელიც ცდილობდა ჭირის გამომწვევი აგენტის აღმოჩენას მიკროსკოპით. მან ჩავარდა მიკროსკოპების და მიკროსკოპული ტექნოლოგიის არასრულყოფილების გამო. თუმცა, დ.ს. სამოილოვიჩის მიერ მისი იდეის შესაბამისად შემუშავებული პაციენტთა დეზინფექციისა და იზოლაციის ღონისძიებები ძალიან ეფექტური აღმოჩნდა ეპიდემიებთან ბრძოლაში და ფართოდ გახდა ცნობილი მთელ მსოფლიოში.
აღსანიშნავია, რომ დ.სამოილოვიჩის თანამედროვემ მ.ტერეხოვსკიმ (1740-1796), პირველმა რუსმა პროტისტოლოგ-ექსპერიმენტატორმა, დაადგინა პროტოზოების ცოცხალი ბუნება და 1775 წელს მსოფლიოში პირველად გამოიყენა ექსპერიმენტული კვლევის მეთოდი მიკროორგანიზმებზე. ტემპერატურის, ელექტრული გამონადენის, სუბლიმატის, ოპიუმის, მჟავების და ტუტეების გავლენის განსაზღვრა მათ სიცოცხლისუნარიანობაზე. სწავლობდა მიკროორგანიზმების მოძრაობას, ზრდას და რეპროდუქციას მკაცრად კონტროლირებად პირობებში, ტერეხოვსკი იყო პირველი, ვინც აღნიშნა, რომ გაყოფას წინ უძღვის ზრდა და ზომის ზრდა. მან ასევე დაამტკიცა პროტოზოების სპონტანური წარმოქმნის შეუძლებლობა სხვადასხვა მოხარშულ სითხეებში (ინფუზიებში). მან გამოაქვეყნა თავისი დაკვირვებები თავის ნაშრომში „ლინნეუსის მოღრუბლული ქაოსის შესახებ“.
1827 წელს იტალიელმა ნატურალისტმა ა.ბასიმ (1773-1856) აბრეშუმის ჭიების დაავადების შესწავლისას აღმოაჩინა დაავადების გადაცემა, როდესაც მიკროსკოპული სოკო ავადმყოფი ინდივიდიდან ჯანმრთელზე გადადის. ამრიგად, ა.ბასი იყო პირველი, ვინც ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ამ დაავადების მიკრობული ბუნება. ინფექციური დაავადებების მიკრობული ბუნების იდეა დიდი ხანია არ არის აღიარებული. დომინანტური თეორია იყო ის, რომ დაავადებების გამომწვევ მიზეზად ითვლებოდა ორგანიზმში ქიმიური პროცესების მიმდინარეობის სხვადასხვა დარღვევა.
1846 წელს გერმანელმა ანატომისტმა ფ.ჰენლემ (1809-1885) თავის წიგნში „რაციონალური პათოლოგიის სახელმძღვანელო“ მკაფიოდ განსაზღვრა ინფექციური დაავადებების ამოცნობის ძირითადი პრინციპები. მოგვიანებით ფ.ჰენლეს ზოგადი ფორმით ჩამოყალიბებული იდეები (თავად ფ.ჰენლემ ვერ დაინახა ადამიანის ინფექციური დაავადებების ერთი გამომწვევი აგენტი) ექსპერიმენტულად დაასაბუთა რ.კოხმა და მეცნიერებაში შევიდა სახელწოდებით „ჰენლე-კოხი“. ტრიადა”.

3. ფიზიოლოგიური პერიოდი (პასტერიანი) (მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარი)

3.1. ლუი პასტერის სამეცნიერო მოღვაწეობა

ფიზიოლოგიური პერიოდის დასაწყისი მე-19 საუკუნის 60-იანი წლებით თარიღდება და დაკავშირებულია გამოჩენილი ფრანგი მეცნიერის, პროფესიით ქიმიკოსის, ლუი პასტერის (1822-1895) საქმიანობასთან. მიკრობიოლოგია ევალება პასტერს არა მხოლოდ სწრაფ განვითარებას, არამედ მეცნიერებად ჩამოყალიბებას. პასტერის სახელს უკავშირდება უდიდესი აღმოჩენები, რომლებმაც მას მსოფლიო პოპულარობა მოუტანა: დუღილი (1857), სპონტანური თაობა (1860), ღვინისა და ლუდის დაავადებები (1865), აბრეშუმის ჭიების დაავადებები (1868), ინფექცია და ვაქცინები (1881), ცოფი (1885 წ.).
პასტერმა სამეცნიერო კარიერა დაიწყო კრისტალოგრაფიაზე მუშაობით. მან აღმოაჩინა, რომ ოპტიკურად არააქტიური რასემიკულ მჟავას მარილების რეკრისტალიზაციისას წარმოიქმნება ორი ტიპის კრისტალები. ერთი ტიპის კრისტალებისგან მომზადებული ხსნარი ბრუნავს პოლარიზებული სინათლის სიბრტყეს მარჯვნივ, ხოლო მეორე ტიპის კრისტალებიდან - მარცხნივ. პასტერმა შემდგომში აღმოაჩინა, რომ რაცემული ღვინის მჟავას ხსნარში გაზრდილი ყალიბი მოიხმარს მხოლოდ ერთ იზომერულ ფორმას (დექსტროროტორული). ამ დაკვირვებამ პასტერს საშუალება მისცა გამოეტანა დასკვნა მიკროორგანიზმების სპეციფიკური ზემოქმედების შესახებ სუბსტრატებზე და იყო თეორიული საფუძველი მიკროორგანიზმების ფიზიოლოგიის შემდგომი შესწავლისთვის. პასტერის დაკვირვებამ ქვედა ყალიბებზე მისი ყურადღება მიიპყრო ზოგადად მიკროორგანიზმებზე.
1854 წელს პასტერმა მიიღო სრული განაკვეთის პროფესორის თანამდებობა ლილის უნივერსიტეტში. სწორედ აქ დაიწყო მან მიკრობიოლოგიური კვლევა, რამაც საფუძველი ჩაუყარა მიკრობიოლოგიას, როგორც დამოუკიდებელ სამეცნიერო დისციპლინას.
დუღილის პროცესების შესწავლის დაწყების მიზეზი იყო პასტერის მიმართვა ლილის მწარმოებლისგან, თხოვნით, დაეხმარა გაერკვიათ ჭარხლის წვენის დუღილის სისტემატური წარუმატებლობის მიზეზები ალკოჰოლის წარმოებისთვის. კვლევის შედეგებმა, რომელიც გამოქვეყნდა 1857 წლის ბოლოს, უდავოდ დაამტკიცა, რომ ალკოჰოლური დუღილის პროცესი მიკროორგანიზმების გარკვეული ჯგუფის - საფუარის სასიცოცხლო აქტივობის შედეგია და ხდება ჰაერის წვდომის გარეშე.
ალკოჰოლური დუღილის შესწავლის თითქმის ერთდროულად, პასტერმა დაიწყო რძემჟავა დუღილის შესწავლა და ასევე აჩვენა, რომ ამ ტიპის დუღილი გამოწვეულია მიკროორგანიზმებით, რომლებსაც მან უწოდა "რძის მჟავა საფუარი". პასტერმა თავისი კვლევის შედეგები წარმოადგინა თავის გამოქვეყნებულ ნაშრომებში „მემუარები ლაქტური დუღილის შესახებ“.
მართლაც, პასტერის კვლევის შედეგები არ არის მხოლოდ ახალი სამეცნიერო მონაცემები, ისინი არის გაბედული უარყოფა დუღილის ფიზიკური და ქიმიური ბუნების იმდროინდელი დომინანტური თეორიისა, რომელსაც მხარს უჭერდა და იცავდა იმ დროის უდიდესი მეცნიერული ავტორიტეტები: I. Berzelius, E. მიცჩერლიხი, ჯ.ლიბიგი. რძემჟავა დუღილი შაქრის მოლეკულის ორ ტრიოზად დაშლის უმარტივესი „ქიმიური“ პროცესია და იმის მტკიცებულება, რომ ეს დაშლა დაკავშირებულია მიკროსკოპული ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობასთან, იყო ძლიერი არგუმენტი დუღილის ბიოლოგიური ბუნების თეორიის მხარდასაჭერად.
მეორე არგუმენტი დუღილის ბიოლოგიური ბუნების მხარდასაჭერად იყო პასტერის ექსპერიმენტული მტკიცებულება ალკოჰოლური დუღილის განხორციელების შესაძლებლობის შესახებ ცილისგან თავისუფალ გარემოში. დუღილის ქიმიური თეორიის მიხედვით, ეს უკანასკნელი არის „ფერმენტის“ კატალიზური აქტივობის შედეგი, რომელიც წარმოადგენს ცილოვანი ბუნების ნივთიერებას.
ბუტირის მჟავას დუღილის შესწავლამ მიიყვანა პასტერი იმ დასკვნამდე, რომ ზოგიერთი მიკროორგანიზმების სიცოცხლე არა მხოლოდ შეიძლება გაგრძელდეს თავისუფალი ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში, არამედ ეს უკანასკნელი მათთვის საზიანოა. ამ დაკვირვების შედეგები გამოქვეყნდა 1861 წელს მოხსენებაში სათაურით „ცხოველთა ცილიტები ცხოვრობენ თავისუფალი ჟანგბადის გარეშე და იწვევენ ფერმენტაციას“. თავისუფალი ჟანგბადის უარყოფითი გავლენის აღმოჩენა ბუტირის მჟავას დუღილის პროცესზე, ალბათ, იყო ბოლო წერტილი, რომელმაც მთლიანად უარყო დუღილის ქიმიური ბუნების თეორია, რადგან სწორედ ჟანგბადს მიენიჭა ნაერთის როლი, რომელიც მისცა პირველი იმპულსი "ფერმენტის" ცილის ნაწილაკების შიდა მოძრაობისთვის. დუღილის სფეროში ჩატარებული კვლევების სერიის საშუალებით, პასტერმა დამაჯერებლად დაამტკიცა დუღილის ქიმიური თეორიის შეუსაბამობა, რითაც აიძულა მისი ოპონენტები ეღიარებინათ თავიანთი შეცდომები. 1861 წელს ანაერობიოზის შესახებ მუშაობისთვის პასტერმა მიიღო პრიზი საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემიისგან და მედალი ლონდონის სამეფო საზოგადოებისგან. დუღილის სფეროში ოცწლიანი კვლევის შედეგი შეაჯამა პასტერმა "ლუდის, მისი დაავადებების, მიზეზების, სტაბილურობის გზების, დუღილის ახალი თეორიის გამოყენებით" კვლევაში (1876).
1865 წელს საფრანგეთის მთავრობამ მიმართა პასტერს თხოვნით, დაეხმარა აბრეშუმის ჭიის ფერმერებს, რომლებიც დიდ ზარალს განიცდიდნენ აბრეშუმის ჭიის დაავადებების გამო. პასტერმა დაახლოებით ხუთი წელი დაუთმო ამ საკითხის შესწავლას და მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ აბრეშუმის ჭიის დაავადებები გამოწვეულია გარკვეული მიკროორგანიზმებით. პასტერმა დეტალურად შეისწავლა დაავადების მიმდინარეობა - პებრინის აბრეშუმის ჭიები და შეიმუშავა პრაქტიკული რეკომენდაციები დაავადების წინააღმდეგ საბრძოლველად: მან შესთავაზა პეპლებისა და ლეკვების სხეულში დაავადების გამომწვევი აგენტების მოძიება, დაავადებული პირების გამოყოფა და მათი განადგურება და ა.შ. .
აბრეშუმის ჭიების ინფექციური დაავადებების მიკრობული ბუნების დადგენის შემდეგ, პასტერი მივიდა იმ აზრამდე, რომ ცხოველებისა და ადამიანების დაავადებები ასევე გამოწვეულია მიკროორგანიზმების გავლენით. მისი პირველი ნამუშევარი ამ მიმართულებით იყო იმის დამტკიცება, რომ ბავშვის წოლითი ცხელება, რომელიც ფართოდ იყო გავრცელებული აღწერილ პერიოდში, გამოწვეული იყო გარკვეული მიკროსკოპული პათოგენით. პასტერმა დაადგინა ცხელების გამომწვევი აგენტი, აჩვენა, რომ მისი მიზეზი იყო სამედიცინო პერსონალის მხრიდან ანტისეპტიკური წესების უგულებელყოფა და შეიმუშავა დაცვის მეთოდები ორგანიზმში პათოგენის შეღწევისგან.
პასტერის შემდგომმა მუშაობამ ინფექციური დაავადებების შესწავლის სფეროში განაპირობა ქათმის ქოლერის, ოსტეომიელიტის, ჩირქოვანი აბსცესების და გაზის განგრენის ერთ-ერთი გამომწვევი აგენტის აღმოჩენა. ამ გზით პასტერმა აჩვენა და დაამტკიცა, რომ ყველა დაავადება გამოწვეულია კონკრეტული მიკროორგანიზმით.
1879 წელს, ქათმის ქოლერის შესწავლისას, პასტერმა შეიმუშავა მეთოდი მიკრობების კულტურების მისაღებად, რომლებიც კარგავენ დაავადების გამომწვევი აგენტის უნარს, ანუ კარგავენ ვირუსულობას და გამოიყენა ეს აღმოჩენა ორგანიზმის შემდგომი ინფექციისგან დასაცავად. ამ უკანასკნელმა საფუძველი ჩაუყარა იმუნიტეტის თეორიის შექმნას.
პასტერმა გააერთიანა ინფექციური დაავადებების შესწავლა მათთან აქტიური ბრძოლის ღონისძიებების შემუშავებასთან. ვირუსული მიკროორგანიზმების დასუსტებული კულტურების მოპოვების ტექნიკის საფუძველზე, სახელწოდებით „ვაქცინები“, პასტერმა იპოვა ჯილეხთან და ცოფთან ბრძოლის გზები. პასტერის ვაქცინები ფართოდ გავრცელდა მთელ მსოფლიოში. დაწესებულებებს, სადაც ცოფის საწინააღმდეგო ვაქცინაცია ტარდება, პასტერის პატივსაცემად პასტერის სადგურებს უწოდებენ.
პასტერის ნამუშევრებმა მოწონება დაიმსახურა მისმა თანამედროვეებმა და მიიღეს საერთაშორისო აღიარება. 1888 წელს პარიზში აშენდა სამეცნიერო კვლევითი ინსტიტუტი პასტერისთვის საერთაშორისო გამოწერით მოპოვებული თანხების გამოყენებით, რომელიც ამჟამად მის სახელს ატარებს. პასტერი ამ ინსტიტუტის პირველი დირექტორი იყო. ლ.პასტერის აღმოჩენებმა აჩვენა, თუ რამდენად მრავალფეროვანი, უჩვეულო და აქტიურია შეუიარაღებელი თვალით უხილავი მიკროსამყარო და რა უზარმაზარ საქმიანობას წარმოადგენს მისი შესწავლა.

3.2. მიკრობიოლოგიის განვითარება XIX საუკუნის მეორე ნახევარში

XIX საუკუნის მეორე ნახევარში მიკრობიოლოგიის მიერ მიღწეული წარმატებების შეფასებისას ფრანგი მკვლევარი პ. ტენერი თავის ნაშრომში „ევროპაში საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარების ისტორიული ესკიზი“ დაწერა: „ბაქტერიოლოგიური აღმოჩენების წინაშე, სხვათა ისტორია. მე-19 საუკუნის ბოლო ათწლეულების საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები გარკვეულწილად ფერმკრთალი ჩანს“.
მიკრობიოლოგიის წარმატებები ამ პერიოდში პირდაპირ კავშირშია ლ.პასტერის მიერ მიკრობიოლოგიურ კვლევაში დანერგილ ახალ იდეებთან და მეთოდოლოგიურ მიდგომებთან. პირველთა შორის, ვინც დააფასა პასტერის აღმოჩენების მნიშვნელობა, იყო ინგლისელი ქირურგი ჯ. ლისტერი, მან გააცნობიერა, რომ ოპერაციების შემდეგ სიკვდილის დიდი პროცენტის მიზეზი არის, პირველ რიგში, ჭრილობების ინფექცია ბაქტერიებით უცოდინრობის გამო და მეორეც, შეუსრულებლობა. ანტისეპტიკების ძირითადი წესებით.
სამედიცინო მიკრობიოლოგიის ერთ-ერთი ფუძემდებელი, პასტერთან ერთად, იყო გერმანელი მიკრობიოლოგი რ.კოხი (1843-1910), რომელიც იკვლევდა ინფექციურ დაავადებათა პათოგენებს. კოხმმა თავისი კვლევა ჯერ კიდევ სოფლის ექიმმა დაიწყო ჯილეხის შესწავლით და 1877 წელს გამოაქვეყნა ნაშრომი, რომელიც მიეძღვნა ამ დაავადების გამომწვევ აგენტს - Bacillus anthracis. ამის შემდეგ კოხის ყურადღება მიიპყრო იმ დროის კიდევ ერთმა მძიმე და გავრცელებულმა დაავადებამ - ტუბერკულოზი. 1882 წელს კოხმა გამოაცხადა ტუბერკულოზის გამომწვევი აგენტის აღმოჩენა, რომელსაც მის პატივსაცემად დაარქვეს "კოხის ბაცილი". (1905 წელს კოხს მიენიჭა ნობელის პრემია ტუბერკულოზის კვლევისთვის.) კოხმა ასევე აღმოაჩინა ქოლერის გამომწვევი აგენტი 1883 წელს.
კოხმა დიდი ყურადღება დაუთმო მიკრობიოლოგიური კვლევის მეთოდების შემუშავებას. მან დააპროექტა განათების აპარატი, შემოგვთავაზა ბაქტერიების მიკროფოტოგრაფიის მეთოდი, შეიმუშავა ბაქტერიების ანილინის საღებავებით შეღებვის ტექნიკა და შესთავაზა მიკროორგანიზმების მზარდი მკვებავი გარემოზე ჟელატინის გამოყენებით. ბაქტერიების მიღებამ სუფთა კულტურების სახით გახსნა ახალი მიდგომები მათი თვისებების უფრო ღრმა შესწავლისთვის და სტიმული იყო მიკრობიოლოგიის შემდგომი სწრაფი განვითარებისთვის. იზოლირებული იყო ქოლერის, ტუბერკულოზის, დიფტერიის, ჭირის, ჯირკვლების და წვრილი პნევმონიის გამომწვევი აგენტების სუფთა კულტურები.
კოხმა ექსპერიმენტულად დაასაბუთა ფ.ჰენლეს მიერ ადრე წამოყენებული დებულებები ინფექციური დაავადებების აღიარების შესახებ, რომელიც მეცნიერებაში შევიდა „ჰენლე-კოხის ტრიადის“ სახელწოდებით (თუმცა მოგვიანებით გაირკვა, რომ იგი არ ვრცელდება ყველა ინფექციურ აგენტზე).
რუსული მიკრობიოლოგიის ფუძემდებელია ლ.ცენკოვსკი (1822-1887). მისი კვლევის ობიექტები იყო მიკროსკოპული პროტოზოები, წყალმცენარეები და სოკოები. მან აღმოაჩინა და აღწერა პროტოზოების დიდი რაოდენობა, შეისწავლა მათი მორფოლოგია და განვითარების ციკლები. ამან მას საშუალება მისცა დაესკვნა, რომ არ არსებობდა მკვეთრი საზღვარი მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროს შორის. მან ასევე მოაწყო რუსეთში პასტერის ერთ-ერთი პირველი სადგური და შესთავაზა ჯილეხის საწინააღმდეგო ვაქცინა ("ცოცხალი ცენკოვსკის ვაქცინა").
ი.მეჩნიკოვის (1845-1916) სახელს უკავშირდება მიკრობიოლოგიაში ახალი მიმართულების - იმუნოლოგიის განვითარება. პირველად მეცნიერებაში მეჩნიკოვმა შეიმუშავა და ექსპერიმენტულად დაადასტურა იმუნიტეტის ბიოლოგიური თეორია, რომელიც ისტორიაში შევიდა, როგორც მეჩნიკოვის ფაგოციტური თეორია. ეს თეორია ეფუძნება სხეულის ფიჭური დამცავი მოწყობილობების იდეას. მეჩნიკოვმა ცხოველებზე (დაფნია, ვარსკვლავის ლარვები) ექსპერიმენტებში დაამტკიცა, რომ ლეიკოციტებს და მეზოდერმული წარმოშობის სხვა უჯრედებს აქვთ ორგანიზმში შემავალი უცხო ნაწილაკების (მათ შორის მიკრობების) დაჭერისა და მონელების უნარი. ეს ფენომენი, სახელწოდებით ფაგოციტოზი, საფუძვლად დაედო იმუნიტეტის ფაგოციტურ თეორიას და მიიღო საყოველთაო აღიარება. დასმული კითხვების შემდგომი შემუშავებით, მეჩნიკოვმა ჩამოაყალიბა ანთების ზოგადი თეორია, როგორც სხეულის დამცავი რეაქცია და შექმნა ახალი მიმართულება იმუნოლოგიაში - ანტიგენის სპეციფიკის დოქტრინა. ამჟამად ის სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება ორგანოებისა და ქსოვილების გადანერგვის პრობლემის განვითარებასთან და კიბოს იმუნოლოგიის შესწავლასთან დაკავშირებით.
მეჩნიკოვის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაშრომები სამედიცინო მიკრობიოლოგიის სფეროში მოიცავს ქოლერის პათოგენეზის და ქოლერის მსგავსი ვიბრიოების, სიფილისის, ტუბერკულოზის და მორეციდივე ცხელების ბიოლოგიას. მეჩნიკოვი არის მიკრობული ანტაგონიზმის დოქტრინის ფუძემდებელი, რომელიც საფუძვლად დაედო ანტიბიოტიკოთერაპიის მეცნიერების განვითარებას. მიკრობული ანტაგონიზმის იდეა მეჩნიკოვმა გამოიყენა სიცოცხლის ხანგრძლივობის პრობლემის განვითარებაში. სხეულის დაბერების ფენომენის შესწავლისას მეჩნიკოვი მივიდა დასკვნამდე. რომ მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზეზი არის ორგანიზმის ქრონიკული მოწამვლა მსხვილ ნაწლავში წარმოქმნილი დაშლის პროდუქტებით დამპალი ბაქტერიებით.
პრაქტიკული ინტერესია მეჩნიკოვის ადრეული ნაშრომები სოკო Isaria destructor-ის გამოყენებაზე მინდვრის მავნებელთან - მარცვლეულის ხოჭოს წინააღმდეგ საბრძოლველად. ისინი აძლევენ საფუძველს, რომ მეჩნიკოვი განიხილებოდეს სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მავნებლების კონტროლის ბიოლოგიური მეთოდის ფუძემდებლად, მეთოდი, რომელიც ამ დღეებში სულ უფრო და უფრო პოპულარული ხდება.
ამრიგად, ი.ი. მეჩნიკოვი, გამოჩენილი რუსი ბიოლოგი, რომელიც აერთიანებდა ექსპერიმენტატორის, მასწავლებლის და მეცნიერული ცოდნის პროპაგანდის თვისებებს, იყო დიდი სულისკვეთებითა და მოღვაწეობით, რომლის უმაღლესი ჯილდო იყო მისთვის ნობელის პრემიის მინიჭება 1909 წელს ფაგოციტოზის კვლევისთვის.
მიკრობიოლოგიის დარგის ერთ-ერთი უდიდესი მეცნიერია ი.მეჩნიკოვის მეგობარი და კოლეგა ნ.ფ. გამალეია (1859-1949 წწ.). გამალეამ მთელი ცხოვრება მიუძღვნა ინფექციური დაავადებების შესწავლას და მათ პათოგენებთან საბრძოლველად ღონისძიებების შემუშავებას. გამალეამ დიდი წვლილი შეიტანა ტუბერკულოზის, ქოლერისა და ცოფის შესწავლაში, 1886 წელს ი.მეჩნიკოვთან ერთად მოაწყო პირველი პასტერის სადგური ოდესაში და პრაქტიკაში დანერგა ცოფის საწინააღმდეგო ვაქცინაცია. მან აღმოაჩინა ფრინველის ვიბრიო - ფრინველებში ქოლერის მსგავსი დაავადების გამომწვევი აგენტი - და მას ილია ილიჩის პატივსაცემად დაარქვა მეჩნიკოვის ვიბრიო. შემდეგ ადამიანის ქოლერის საწინააღმდეგო ვაქცინა იქნა მიღებული.
და ა.შ.................