Mokslininkai mikrobiologai ir jų pasiekimai. Anotacija mikrobiologijos raidos istorija. Mikrobiologijos mokslo atsiradimas

Rusijos mikrobiologijos pradininkas – L. Cenkovskis (1822-1887). Jo tyrimų objektai buvo mikroskopiniai pirmuonys, dumbliai ir grybai. Jis atrado ir aprašė daugybę pirmuonių, ištyrė jų morfologiją ir vystymosi ciklus. Tai leido jam padaryti išvadą, kad tarp augalų ir gyvūnų pasaulio nėra ryškios ribos. Jis taip pat organizavo vieną pirmųjų Pasteur stočių Rusijoje ir pasiūlė vakciną nuo juodligės („gyva Cenkovskio vakcina“).

I. Mečnikovo (1845-1916) vardas siejamas su naujos mikrobiologijos krypties – imunologijos – raida. Pirmą kartą moksle Mechnikovas sukūrė ir eksperimentiškai patvirtino biologinę imuniteto teoriją, kuri įėjo į istoriją kaip Mechnikovo fagocitų teorija. Ši teorija remiasi ląstelių apsauginių kūno įtaisų idėja. Mechnikovas, atlikdamas eksperimentus su gyvūnais (dafnijomis, jūrų žvaigždžių lervomis), įrodė, kad leukocitai ir kitos mezoderminės kilmės ląstelės turi galimybę užfiksuoti ir suvirškinti svetimas daleles (įskaitant mikrobus), kurios patenka į organizmą. Šis reiškinys, vadinamas fagocitoze, sudarė fagocitinės imuniteto teorijos pagrindą ir sulaukė visuotinio pripažinimo. Toliau plėtodamas iškeltus klausimus, Mechnikovas suformulavo bendrą uždegimo, kaip apsauginės organizmo reakcijos, teoriją ir sukūrė naują imunologijos kryptį – antigeno specifiškumo doktriną. Šiuo metu ji tampa vis svarbesnė plėtojant organų ir audinių transplantacijos problemą bei tiriant vėžio imunologiją.

Svarbiausi Mechnikovo darbai medicinos mikrobiologijos srityje – choleros patogenezės ir į cholerą panašių vibrionų, sifilio, tuberkuliozės, pasikartojančios karštinės biologijos tyrimai. Mechnikovas yra mikrobų antagonizmo doktrinos, kuri buvo antibiotikų terapijos mokslo plėtros pagrindas, įkūrėjas. Mikrobų antagonizmo idėją Mechnikovas panaudojo kurdamas ilgaamžiškumo problemą. Tyrinėdamas kūno senėjimo reiškinį, Mechnikovas padarė išvadą. Kad svarbiausia jo priežastis – lėtinis organizmo apsinuodijimas skilimo produktais, kuriuos storojoje žarnoje gamina puvimo bakterijos.

Praktiškai įdomūs yra ankstyvieji Mechnikovo darbai apie grybo Isaria destructor panaudojimą kovojant su lauko kenkėju – javų vabalu. Jie suteikia pagrindo laikyti Mechnikovą biologinio kovos su žemės ūkio augalų kenkėjais metodo įkūrėju, o šis metodas vis labiau pritaikomas ir populiarėja šiais laikais. Taigi, I.I. Mechnikovas, puikus rusų biologas, sujungęs eksperimentuotojo, mokytojo ir mokslo žinių skleidėjo savybes, buvo didelės dvasios ir darbo žmogus, kurio aukščiausias apdovanojimas buvo Nobelio premijos įteikimas 1909 m. už fagocitozės tyrimus. Mikrobiologijos raida mūsų šalyje taip pat glaudžiai susijusi su didžiausio mokslininko, draugo ir kolegos I. Mechnikovo vardu N.F. Gamaleja (1859-1949). Gamaleya visą savo gyvenimą paskyrė infekcinių ligų tyrimams ir kovos su jų sukėlėjais priemonių kūrimui. Gamaleja daug prisidėjo tiriant tuberkuliozę, cholerą ir pasiutligę, 1886 m. kartu su I. Mečnikovu Odesoje suorganizavo pirmąją Pastero stotį, įvedė vakcinaciją nuo pasiutligės. Jis atrado paukščių vibrio – į cholerą panašių paukščių ligų sukėlėją – ir pavadino jį Mechnikovo vibrio Iljos Iljičiaus garbei. Tada buvo gauta vakcina nuo žmogaus choleros.

Gamaleja taip pat daug dėmesio skyrė infekcinių ligų epidemiologijai. Jis buvo pagrindinis imunologijos srities specialistas. Sukūręs originalų raupų vakcinos gamybos metodą, jis pirmiausia pasiūlė iš bakterijų išskirti pačius pilniausius antigenus ir panaudoti juos vadinamosioms cheminėms vakcinoms gaminti. Gamaleja pirmoji pastebėjo ir aprašė spontaniško bakterijų lizės reiškinį veikiant tuo metu nežinomam agentui – bakteriofagui. Todėl Gamaleja laikoma ne tik viena iš medicinos mikrobiologijos, bet ir imunologijos bei virusologijos įkūrėjų.

S.N.Vinogradskis, V.L. Omeljanskis, B.L. Isachenko, D.I. Ivanovskis, G.A. Nadsonas, kurie buvo tam tikrų bendrosios mikrobiologijos krypčių įkūrėjai. Pavyzdžiui, dirvožemio mikroorganizmų ekologijos doktrinos sukūrimas yra neatsiejamai susijęs su rusų tyrinėtojo S. Vinogradskio (1856-1953) vardu. Winogradsky taip pat labai prisidėjo prie mikrobų pasaulio fiziologinės įvairovės pažinimo. Jis atliko klasikinius sieros ir geležies bakterijų fiziologijos darbus, kurių metu buvo atrasta bakterijų chemosintezė – didžiausias XIX amžiaus atradimas.

S. Winogradsky įrodė, kad yra bakterijų, kurios savarankiškai sintetina organines medžiagas, naudodamos mineralinių junginių (vandenilio sulfido, amoniako) oksidacijos energiją ir anglies dioksidą ir kt. Tai yra, buvo atrastas naujas mikroorganizmų mitybos tipas - autotrofizmas.

Nuolatinis Winogradsky reikalavimas buvo ištirti mikroorganizmus jų natūralioje buveinėje arba sąlygomis, kurios būtų kuo artimesnės natūralioms. Vadovaudamasis šiuo principu, jis sukūrė paprastus ir originalius dirvožemio mikroorganizmų tyrimo metodus. Visuotinai pripažintas ir plačiai taikomas tapo pasirenkamųjų (selektyvinių) terpių metodas, leidžiantis iš natūralios aplinkos išskirti nemažai naujų mikroorganizmų ir nustatyti jų vaidmenį medžiagų cikle.

S. Winogradsky paskelbė per 300 mokslinių straipsnių apie dirvožemio mikroorganizmų ekologiją ir fiziologiją. Jis pagrįstai laikomas dirvožemio mikrobiologijos tėvu. Vienas iš iškilių Rusijos mikrobiologijos pradininkų turėtų būti ir S. Vinogradskio studentas V.L. Omaljanskis (1867-1928). Jis buvo ne tik puikus mokslininkas, bet ir talentingas mokytojas bei mikrobiologijos laimėjimų populiarintojas. V. Omeljanskis, kaip ir Pasteras, turėjo gilių žinių chemijos srityje, kurios sudarė pagrindą jo ir ekologiniams mikroorganizmų tyrimams. V. Omeljanskio mokslinių interesų spektras labai platus, tačiau pagrindinė jo tyrimų kryptis susijusi su medžiagų ciklo gamtoje tyrimais, kuriuose nemažą vaidmenį jis skyrė mikroorganizmams. Tyrinėdamas organinių medžiagų skilimo procesus, jis pirmasis išskyrė celiuliozę ardančias bakterijas, aprašė jų fiziologiją ir paties proceso chemiją.

Omelyansky giliai ir visapusiškai ištyrė azoto cikle dalyvaujančius mikroorganizmus, ypač laisvai gyvenančius azoto fiksatorius ir nitrifikatorius. Vienas iš naujausių Omeljanskio darbų „Mikroorganizmų vaidmuo uolienų atmosferoje“ priklauso naujai tyrimų sričiai. Šis darbas sudarė geologinės mikrobiologijos pagrindą.

Didelis Omeljanskio nuopelnas yra pirmojo rusų kalbos vadovėlio „Mikrobiologijos pagrindai“ sukūrimas, kuris buvo išleistas 1909 m. ir išėjo 9 leidimai. Jame Omelyansky apibendrino mikrobiologinių tyrimų rezultatus ir pateikė bendras atskirų elementų, įskaitant azotą, anglį, sierą ir geležį, ciklo diagramas. Dešimtmečius šis vadovėlis buvo specialistų žinynas.

Ekologinę kryptį mikrobiologijoje sėkmingai sukūrė B.L. Isačenka (1871-1948). Darbai vandens mikrobiologijos srityje tapo plačiai žinomi. Jis pirmasis ištyrė mikroorganizmų pasiskirstymą Arkties vandenyne ir atkreipė dėmesį į jų svarbų vaidmenį geologiniuose procesuose bei medžiagų apykaitos vandens telkiniuose.

D.I. labai prisidėjo prie šalies ir pasaulio mikrobiologijos plėtros. Ivanovskis (1864-1920), kuris 1892 m. atrado augalų virusus ir taip padėjo pamatus naujam mokslui - virusologijai. Pabrėždamas Ivanovskio tyrimų svarbą, anglų virusologas N. Pirie rašė: „Didžiulė Ivanovskio atradimo reikšmė teoriniam gamtos mokslui slypi tame, kad jis atrado naują baltymų kūnų egzistavimo formą“. Ivanovskio idėjos suvaidino lemiamą vaidmenį tolimesnėms ryškioms virusologijos sėkmėms, dėl kurių buvo atrasti daugelio žmonių, gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų virusinių ligų sukėlėjai. Remiantis amerikiečių virusologo Stanley išvada, Ivanovskio vardas virusologijoje turėtų būti vertinamas taip pat, kaip ir Pasteur bei Koch vardai mikrobiologijoje.

10. Sferinės formos(kokai) - sferinės 0,5 - 1,0 mikrono dydžio bakterijos; Pagal tarpusavio ląstelių išsidėstymą išskiriami mikrokokai, diplokokai, streptokokai, tetrakokai, sarkinai ir stafilokokai.

Mikrokokai (lot. maži) - atskirai esančios ląstelės arba „paketų“ pavidalu.

Diplokokai (lot. dvigubi) – yra išsidėstę poromis, kadangi po dalijimosi ląstelės neatsiskiria.

Streptokokai (iš graikų kalbos streptos – grandinė) yra apvalios arba pailgos formos ląstelės, kurios susidaro grandinę dėl ląstelių dalijimosi toje pačioje plokštumoje ir išlaikančios ryšį tarp jų dalijimosi vietoje.

Sarcinai (iš lotynų kalbos sarcina - ryšulėlis, ryšulėlis) - yra išdėstyti 8 ar daugiau kokosų paketų pavidalu, nes jie susidaro dalijantis ląstelėms trijose viena kitai statmenose plokštumose.

Stafilokokai (iš graikų kalbos staphyle - vynuogių kekė) yra kokos, išsidėstę vynuogių kekės pavidalu dėl padalijimo į skirtingas plokštumas.

Strypo formos bakterijos skiriasi dydžiu, ląstelių galų forma ir santykiniu ląstelių išsidėstymu. Ląstelės ilgis svyruoja nuo 1,0 iki 8,0, storis nuo 0,5 iki 2,0 µm. Strypai gali būti taisyklingos (E. coli) arba netaisyklingos formos (korinebakterijos), įskaitant šakojančius, pavyzdžiui, aktinomicetus. Šiek tiek išlenkti strypai vadinami vibrionais (Vibrio cholerae). Dauguma lazdelės formos bakterijų yra išsidėsčiusios atsitiktinai, nes po dalijimosi ląstelės atsiskiria.

Elementarieji kūnai patenka į epitelio ląstelę endocitozės būdu, susidarant tarpląstelinei vakuolei. Ląstelės viduje jie didėja ir virsta besidalijančiais tinkliniais kūneliais, suformuodami sankaupas vakuolėse (inkliuzuose). Elementarieji kūnai susidaro iš tinklinių kūnų, kurie palieka ląsteles egzocitozės arba ląstelių lizės būdu.

Mikoplazmos yra mažos bakterijos (0,15–1,0 µm), apsuptos citoplazmine membrana ir be ląstelės sienelės. Dėl to, kad nėra ląstelės sienelės, mikoplazmos yra osmosiškai jautrios. Jie būna įvairių formų: kokoidiniai, siūliniai, kolbos formos. Šios formos matomos atliekant fazinio kontrasto grynųjų mikoplazmų kultūrų mikroskopiją. Patogeninės mikoplazmos sukelia lėtines infekcijas – mikoplazmozę.

Aktinomicetai yra išsišakojusios, siūliškos arba lazdelės formos gramteigiamos bakterijos. Jie gavo savo pavadinimą (iš graikų actis - spindulėlis, mykes - grybas) dėl to, kad paveiktuose audiniuose susidarė drusenas - glaudžiai susipynusių siūlų granulės spindulių pavidalu, besitęsiančių iš centro ir baigiant kolbos formos sustorėjimais. Aktinomicetai gali suskaidyti grybieną į ląsteles, panašias į lazdelės formos ir kokoidines bakterijas. Ant aktinomicetų oro hifų gali susidaryti sporos, kurios tarnauja dauginimuisi. Aktinomicetų sporos dažniausiai nėra atsparios karščiui.

Bendrą filogenetinę šaką su aktinomicetais sudaro vadinamieji nokardiforminiai (nokardioforminiai) aktinomicetai – kolektyvinė lazdelės formos, netaisyklingos formos bakterijų grupė. Atskiri jų atstovai formuoja išsišakojusias formas. Tai apima Corynebacterium, bdycobacterium, Hocardia ir kt. genčių bakterijas.

Nocardi tipo aktinomicetai išsiskiria tuo, kad ląstelės sienelėje yra cukrų arabinozė, galaktozė, taip pat mikolio rūgštys ir didelis kiekis riebalų rūgščių. Mikolio rūgštys ir ląstelių sienelių lipidai lemia bakterijų atsparumą rūgštims, ypač tuberkuliozės mikobakterijų ir raupsų (dažant pagal Ziehl-Neelsen, jie yra raudoni, o rūgštims neatsparios bakterijos ir audinių elementai, skrepliai yra mėlyni).

Susuktos formos yra spiralės formos bakterijos, pavyzdžiui, spirilė, kurios atrodo kaip kamščiatraukio formos vingiuotos ląstelės. Patogeninė spirila apima sukėlėją sodoku (žiurkės įkandimo ligą). Prie vingiuotų taip pat priskiriamos kampilobakterijos, helikobakterijos, kurių išlinkimai lyg skraidančios žuvėdros sparnas; joms taip pat artimos bakterijos, tokios kaip spirochetos.

Spirochetai yra plonos, ilgos, vingiuotos (spiralės formos) bakterijos, kurios nuo spirilumo skiriasi savo mobilumu dėl ląstelių lenkimo pokyčių. Spirochetai turi išorinę membranos ląstelės sienelę, supančią protoplazminį cilindrą su citoplazmine membrana. Po išorine ląstelės sienelės membrana (periplazmoje) yra periplazminės fibrilės (flagella), kurios, tarsi sukdamosi aplink protoplazminį spirochetos cilindrą, suteikia jai spiralės formą (pirminės spirochetos garbanos). Fibrilės yra pritvirtintos prie ląstelės galų ir nukreiptos viena į kitą. Kitas fibrilių galas yra laisvas. Fibrilių skaičius ir išsidėstymas įvairiose rūšyse skiriasi. Fibrilės dalyvauja spirochetų judėjime, suteikdamos ląstelėms sukimosi, lenkimo ir transliacijos judesius. Šiuo atveju spirochetos sudaro kilpas, garbanas ir lenkimus, kurie vadinami antrinėmis garbanomis.

Spirochetai blogai suvokia dažus. Jie nudažyti Romanovskio-Giemsos metodu arba sidabruojant, o gyvoje formoje tiriami naudojant vieno kontrasto arba tamsaus lauko mikroskopiją.

Leptospira (Leptospira gentis) turi seklias ir dažnas garbanas - susuktos virvės pavidalu. Šių spirochetų galai yra išlenkti kaip kabliukai su pastorinimais galuose. Formuodami antrines garbanas, jie įgauna raidžių S arba C formą; turi 2 ašinius sriegius. Patogeninis atstovas L. tardo sukelia leptospirozę.

Vidutinis bakterijų dydis yra 0,5-5 mikronai. Pavyzdžiui, Escherichia coli matmenys yra 0,3-1 x 1-6 mikronai, Staphylococcus aureus skersmuo yra 0,5-1 mikronai, Bacillus subtilis 0,75 x 2-3 mikronai. Didžiausia žinoma bakterija yra Thiomargarita namibiensis, kurios dydis siekia 750 mikronų (0,75 mm). Antrasis – 80 mikronų skersmens ir iki 700 mikronų ilgio Epulopiscium fishelsoni, gyvenantis chirurginės žuvies Acanthurus nigrofuscus virškinamajame trakte. Achromatium oxaliferum pasiekia 33 x 100 mikronų dydį, Beggiatoa alba - 10 x 50 mikronų. Spirochetai gali užaugti iki 250 µm ilgio ir 0,7 µm storio. Tuo pačiu metu bakterijos apima mažiausius organizmus, turinčius ląstelinę struktūrą. Mycoplasma mycoides yra 0,1–0,25 mikrono dydžio, o tai panašu į didelių virusų, tokių kaip tabako mozaika, karvių raupai ar gripas, dydį. Remiantis teoriniais skaičiavimais, sferinė ląstelė, kurios skersmuo mažesnis nei 0,15–0,20 mikrono, tampa nepajėgi savarankiškai daugintis, nes joje fiziškai nėra pakankamai visų reikiamų biopolimerų ir struktūrų.

Tačiau buvo aprašytos nanobakterijos, kurios yra mažesnės už „priimtiną“ dydį ir labai skiriasi nuo įprastų bakterijų. Jie, skirtingai nei virusai, gali savarankiškai augti ir daugintis (labai lėtai). Jie iki šiol mažai tyrinėti, abejojama jų gyvąja prigimtimi.

Linijiškai didėjant ląstelės spinduliui, jos paviršius didėja proporcingai spindulio kvadratui, o tūris – proporcingai kubui, todėl mažuose organizmuose paviršiaus ir tūrio santykis yra didesnis nei didesniuose, o tai pirmiesiems reiškia aktyvesnį medžiagų apykaitą su aplinka. Metabolinis aktyvumas, matuojamas įvairiais rodikliais, vienam biomasės vienetui yra didesnis mažose formose nei didelėse. Todėl net ir mikroorganizmų maži dydžiai suteikia bakterijoms ir archejoms pranašumų augimo ir dauginimosi greičiui, palyginti su sudėtingesniais eukariotais, ir lemia jų svarbų ekologinį vaidmenį.

11. Bendra bakterijos ląstelės sandaros schema parodyta paveiksle 2. Bakterijos ląstelės vidinė organizacija yra sudėtinga. Kiekviena sisteminė mikroorganizmų grupė turi savo specifines struktūrines ypatybes.

Ląstelių sienelės. Bakterijos ląstelė yra padengta tankia membrana. Šis paviršinis sluoksnis, esantis už citoplazminės membranos, vadinamas ląstelės sienele (2, 14 pav.). Siena atlieka apsaugines ir atramines funkcijas, taip pat suteikia ląstelei nuolatinę, būdingą formą (pavyzdžiui, lazdelės ar kokoso formą) ir vaizduoja išorinį ląstelės skeletą. Šis tankus apvalkalas daro bakterijas panašias į augalų ląsteles, o tai išskiria jas nuo gyvūnų ląstelių, turinčių minkštus apvalkalus. Bakterijos ląstelės viduje osmosinis slėgis yra kelis kartus, o kartais ir dešimtis kartų didesnis nei išorinėje aplinkoje. Todėl ląstelė greitai plyštų, jei jos neapsaugotų tokia tanki, standi struktūra kaip ląstelės sienelė.

Ląstelės sienelės storis 0,01-0,04 mikrono. Jis sudaro nuo 10 iki 50% sausos bakterijų masės. Medžiagos, sudarančios ląstelės sienelę, kiekis keičiasi augant bakterijoms ir paprastai didėja su amžiumi.

Pagrindinis sienų struktūrinis komponentas, jų standžios struktūros pagrindas beveik visose iki šiol tirtose bakterijose yra mureinas (glikopeptidas, mukopeptidas). Tai sudėtingos struktūros organinis junginys, į kurį įeina azotą pernešantys cukrūs – amino cukrūs ir 4-5 aminorūgštys. Be to, ląstelės sienelės aminorūgštys turi neįprastą formą (D-stereoizomerai), kuri gamtoje randama retai.

Sudedamosios ląstelės sienelės dalys, jos komponentai sudaro sudėtingą, tvirtą struktūrą.

Naudojant dažymo metodą, kurį 1884 m. pirmą kartą pasiūlė Christianas Gramas, bakterijas galima suskirstyti į dvi grupes: gramteigiamas ir gramneigiamas. Gramteigiami organizmai sugeba surišti kai kuriuos anilino dažus, pavyzdžiui, krištolo violetinę, ir po apdorojimo jodu, o po to alkoholiu (arba acetonu) išlaiko jodo ir dažų kompleksą. Tos pačios bakterijos, kuriose šis kompleksas sunaikinamas veikiant etilo alkoholiui (ląstelių spalva pasikeičia), priskiriamos gramneigiamoms.

Gramteigiamų ir gramneigiamų bakterijų ląstelių sienelių cheminė sudėtis skiriasi.

Gramteigiamų bakterijų ląstelių sienelių sudėtis, be mukopeptidų, apima polisacharidus (sudėtingus, didelės molekulinės masės cukrų), teico rūgštis (sudėtingus junginius ir struktūrą, sudarytus iš cukrų, alkoholių, aminorūgščių ir fosforo rūgšties ). Polisacharidai ir teiko rūgštys siejami su sienelės karkasu – mureinu. Kol kas nežinome, kokią struktūrą sudaro šie gramteigiamų bakterijų ląstelės sienelės komponentai. Naudojant elektronines plonų pjūvių nuotraukas (sluoksniavimą), gramteigiamų bakterijų sienose neaptikta. Tikriausiai visos šios medžiagos yra labai glaudžiai tarpusavyje susijusios.

Gramneigiamų bakterijų sienelės yra sudėtingesnės cheminės sudėties, jose yra daug lipidų (riebalų), susijusių su baltymais ir cukrumi į sudėtingus kompleksus - lipoproteinus ir lipopolisacharidus. Gramneigiamų bakterijų ląstelių sienelėse paprastai yra mažiau mureino nei gramteigiamų bakterijų. Gramneigiamų bakterijų sienelių struktūra taip pat yra sudėtingesnė. Naudojant elektroninį mikroskopą, nustatyta, kad šių bakterijų sienelės yra daugiasluoksnės (6 pav.).

Vidinis sluoksnis susideda iš mureino. Virš jo yra platesnis laisvai supakuotų baltymų molekulių sluoksnis. Šis sluoksnis savo ruožtu yra padengtas lipopolisacharido sluoksniu. Viršutinį sluoksnį sudaro lipoproteinai.

Ląstelės sienelė pralaidi: per ją į ląstelę laisvai patenka maistinės medžiagos, o medžiagų apykaitos produktai išeina į aplinką. Didelės molekulės, turinčios didelę molekulinę masę, nepraeina pro apvalkalą.

Kapsulė. Daugelio bakterijų ląstelės sienelę iš viršaus gaubia gleivinės medžiagos sluoksnis – kapsulė (7 pav.). Kapsulės storis gali būti daug kartų didesnis nei pačios ląstelės skersmuo, o kartais ji būna tokia plona, ​​kad ją galima pamatyti tik per elektroninį mikroskopą – mikrokapsulę.

Kapsulė nėra esminė ląstelės dalis, ji susidaro priklausomai nuo sąlygų, kuriomis atsiduria bakterijos. Jis tarnauja kaip apsauginis ląstelės apvalkalas ir dalyvauja vandens apykaitoje, saugo ląstelę nuo išsausėjimo.

Kapsulių cheminė sudėtis dažniausiai yra polisacharidai. Kartais jie susideda iš glikoproteinų (sudėtingų cukrų ir baltymų kompleksų) ir polipeptidų (bacillus genties), retais atvejais - iš skaidulų (Acetobacter genties).

Gleivinės medžiagos, kurias kai kurios bakterijos išskiria į substratą, sukelia, pavyzdžiui, sugedusio pieno ir alaus gleivinę-styguotą konsistenciją.

Citoplazma. Visas ląstelės turinys, išskyrus branduolį ir ląstelės sienelę, vadinamas citoplazma. Skystoje, bestruktūriškoje citoplazmos (matricos) fazėje yra ribosomų, membraninių sistemų, mitochondrijų, plastidžių ir kitų struktūrų, taip pat rezervinių maistinių medžiagų. Citoplazma turi itin sudėtingą, smulkią struktūrą (sluoksniuota, granuliuota). Naudojant elektroninį mikroskopą, buvo atskleista daug įdomių ląstelės struktūros detalių.

Ypatingų fizinių ir cheminių savybių turintis bakterijų protoplasto išorinis lipoprotoidinis sluoksnis vadinamas citoplazmine membrana (2, 15 pav.).

Citoplazmos viduje yra visos gyvybiškai svarbios struktūros ir organelės.

Labai svarbų vaidmenį atlieka citoplazminė membrana – ji reguliuoja medžiagų patekimą į ląstelę ir medžiagų apykaitos produktų išskyrimą į išorę.

Per membraną maistinės medžiagos gali patekti į ląstelę dėl aktyvaus biocheminio proceso, kuriame dalyvauja fermentai. Be to, membranoje vyksta kai kurių ląstelių komponentų, daugiausia ląstelės sienelės ir kapsulės komponentų, sintezė. Galiausiai citoplazminėje membranoje yra svarbiausi fermentai (biologiniai katalizatoriai). Tvarkingas fermentų išsidėstymas ant membranų leidžia reguliuoti jų veiklą ir užkirsti kelią kai kurių fermentų sunaikinimui kitų. Su membrana yra susijusios ribosomos – struktūrinės dalelės, ant kurių sintetinamas baltymas. Membrana susideda iš lipoproteinų. Jis yra pakankamai tvirtas ir gali užtikrinti laikiną ląstelės egzistavimą be apvalkalo. Citoplazminė membrana sudaro iki 20% sausos ląstelės masės.

Tarp plazminės membranos ir ląstelės sienelės yra jungtis desmosų – tiltelių pavidalu. Citoplazminė membrana dažnai sukelia invaginacijas – invaginacijas į ląstelę. Dėl šių invaginacijų citoplazmoje susidaro specialios membranos struktūros, vadinamos mezosomomis. Kai kurios mezosomų rūšys yra kūnai, atskirti nuo citoplazmos savo membrana. Daugybė pūslelių ir kanalėlių yra susikaupę šių membraninių maišelių viduje (2 pav.). Šios struktūros bakterijose atlieka įvairias funkcijas. Kai kurios iš šių struktūrų yra mitochondrijų analogai. Kiti atlieka endoplazminio tinklo arba Golgi aparato funkcijas. Invaginuojant citoplazminę membraną, susidaro ir bakterijų fotosintezės aparatas. Po citoplazmos įsiskverbimo membrana toliau auga ir formuojasi krūvelės (30 lentelė), kurios pagal analogiją su augalų chloroplastų granulėmis vadinamos tilakoidų krūvelėmis. Šiose membranose, kurios dažnai užpildo didžiąją bakterijų ląstelės citoplazmos dalį, yra lokalizuoti pigmentai (bakteriochlorofilas, karotenoidai) ir fermentai (citochromai), kurie vykdo fotosintezės procesą.

Bakterijų citoplazmoje yra ribosomų, baltymus sintezuojančių dalelių, kurių skersmuo 200A. Narvelyje jų yra daugiau nei tūkstantis. Ribosomos susideda iš RNR ir baltymų. Bakterijose daugelis ribosomų yra laisvai išsidėstę citoplazmoje, kai kurios iš jų gali būti susijusios su membranomis.

Ribosomos yra baltymų sintezės centrai ląstelėje. Tuo pačiu metu jie dažnai jungiasi vienas su kitu, sudarydami agregatus, vadinamus poliribosomomis arba polisomomis.

Bakterijų ląstelių citoplazmoje dažnai būna įvairių formų ir dydžių granulių. Tačiau jų buvimo negalima laikyti kažkokiu nuolatiniu mikroorganizmo požymiu, dažniausiai tai daugiausia susiję su fizinėmis ir cheminėmis aplinkos sąlygomis. Daugelis citoplazminių inkliuzų yra sudaryti iš junginių, kurie yra energijos ir anglies šaltinis. Šios rezervinės medžiagos susidaro, kai organizmas aprūpinamas pakankamu kiekiu maistinių medžiagų, ir, atvirkščiai, panaudojamos, kai organizmas atsiduria mažiau palankiose mitybos požiūriu.

Daugelyje bakterijų granulės susideda iš krakmolo ar kitų polisacharidų – glikogeno ir granulozės. Kai kurios bakterijos, auginamos daug cukraus turinčioje terpėje, ląstelės viduje turi riebalų lašelius. Kitas plačiai paplitęs granuliuotų intarpų tipas yra volutinas (metachromatino granulės). Šios granulės susideda iš polimetafosfato (rezervinės medžiagos, kurioje yra fosforo rūgšties likučių). Polimetafosfatas yra fosfatų grupių ir energijos šaltinis organizmui. Bakterijos labiau linkusios kaupti volutiną neįprastomis mitybos sąlygomis, pavyzdžiui, terpėje be sieros. Kai kurių sieros bakterijų citoplazmoje yra sieros lašelių.

Be įvairių struktūrinių komponentų, citoplazmą sudaro skystoji dalis – tirpi frakcija. Jame yra baltymų, įvairių fermentų, t-RNR, kai kurių pigmentų ir mažos molekulinės masės junginių – cukrų, aminorūgščių.

Dėl mažos molekulinės masės junginių buvimo citoplazmoje susidaro skirtumas tarp ląstelių turinio ir išorinės aplinkos osmosinio slėgio, kuris skirtingiems mikroorganizmams gali skirtis. Didžiausias osmosinis slėgis stebimas gramteigiamų bakterijų - 30 atm, gramneigiamų bakterijų - daug mažesnis - 4-8 atm.

Branduolinis aparatas. Branduolinė medžiaga dezoksiribonukleino rūgštis (DNR) yra lokalizuota centrinėje ląstelės dalyje.

Bakterijos neturi tokio branduolio kaip aukštesni organizmai (eukariotai), tačiau turi savo analogą – „branduolinį ekvivalentą“ – nukleoidą (žr. 2, 8 pav.), kuris yra evoliuciškai primityvesnė branduolinės medžiagos organizavimo forma. Mikroorganizmai, neturintys tikrojo branduolio, bet turintys jo analogą, priskiriami prokariotams. Visos bakterijos yra prokariotai. Daugumos bakterijų ląstelėse didžioji dalis DNR yra sutelkta vienoje ar keliose vietose. Eukariotinėse ląstelėse DNR yra specifinėje struktūroje – branduolyje. Šerdį gaubia membrana.

Bakterijose DNR yra ne taip sandariai supakuota, kitaip nei tikrieji branduoliai; Nukleoidas neturi membranos, branduolio ar chromosomų rinkinio. Bakterijų DNR nėra susijusi su pagrindiniais baltymais – histonais – ir yra nukleoide fibrilių pluošto pavidalu.

Flagella. Kai kurios bakterijos turi priedų struktūras paviršiuje; Labiausiai paplitę iš jų yra žvyneliai – bakterijų judėjimo organai.

Žiedynas tvirtinamas po citoplazmine membrana naudojant dvi poras diskų. Bakterijos gali turėti vieną, dvi arba daug žvynelių. Jų vieta yra skirtinga: viename ląstelės gale, dviejuose, per visą paviršių ir kt. (9 pav.). Bakterijų žvyneliai yra 0,01–0,03 mikrono skersmens, jų ilgis gali būti daug kartų didesnis už ląstelės ilgį. Bakterijų žvyneliai susideda iš baltymo – flagelino – ir yra susuktos spiralės gijos.

23 Fermentai arba fermentai (iš lat.fermentum, graikų ζύμη, ἔνζυμον – raugas) – dažniausiai baltymų molekulės arba RNR molekulės (ribozimai) arba jų kompleksai, greitinantys (katalizuojantys) chemines reakcijas gyvose sistemose. Reagentai fermentų katalizuojamoje reakcijoje vadinami substratais, o susidariusios medžiagos – produktais. Fermentai yra specifiniai substratui (ATPazė katalizuoja tik ATP skilimą, o fosforilazės kinazė fosforilina tik fosforilazę). Fermentų aktyvumą galima reguliuoti aktyvatoriais ir inhibitoriais (aktyvatorių daugėja, inhibitorių mažėja).Ribosomose sintetinami baltyminiai fermentai, o branduolyje – RNR.

Fermentų funkcijos

Fermentai yra visose gyvose ląstelėse ir padeda kai kurias medžiagas (substratus) paversti kitomis (produktais). Fermentai veikia kaip katalizatoriai beveik visose gyvuose organizmuose vykstančiose biocheminėse reakcijose – jie katalizuoja daugiau nei 4000 skirtingų biocheminių reakcijų. Fermentai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį visuose gyvybės procesuose, nukreipia ir reguliuoja organizmo medžiagų apykaitą.

Kaip ir visi katalizatoriai, fermentai pagreitina tiek pirmines, tiek atvirkštines reakcijas, sumažindami proceso aktyvavimo energiją. Šiuo atveju cheminė pusiausvyra nesislenka nei pirmyn, nei atgal. Išskirtinis fermentų bruožas, lyginant su nebaltyminiais katalizatoriais, yra didelis jų specifiškumas – kai kurių substratų prisijungimo prie baltymų konstanta gali siekti 10–10 mol/l ar mažiau. Kiekviena fermento molekulė gali atlikti nuo kelių tūkstančių iki kelių milijonų „operacijų“ per sekundę. Pavyzdžiui, viena fermento renino molekulė, esanti veršelio skrandžio gleivinėje, 37 °C temperatūroje per 10 minučių sutraukia apie 10 6 pieno kazeinogeno molekules. Be to, fermentų efektyvumas yra daug didesnis nei nebaltyminių katalizatorių – fermentai reakcijas pagreitina milijonus ir milijardus kartų, nebaltyminiai – šimtus ir tūkstančius kartų. Taip pat žr. Kataliziškai tobulas fermentas

PAGRINDINĖS FERMENTŲ SAVYBĖS

Fermentai, būdami baltymai, turi nemažai šiai organinių junginių klasei būdingų savybių, kurios skiriasi nuo neorganinių katalizatorių savybių.

Fermentų terminis labilumas. Cheminių reakcijų greitis priklauso nuo temperatūros, todėl fermentų katalizuojamos reakcijos taip pat jautrios temperatūros pokyčiams. Nustatyta, kad daugumos biocheminių reakcijų greitis temperatūrai pakilus 10°C padidėja 2 kartus, o temperatūrai nukritus 10°C, atvirkščiai, sumažėja 2 kartus. Šis indikatorius vadinamas temperatūros koeficientu. Tačiau dėl fermento baltyminio pobūdžio terminis denatūravimas didėjant temperatūrai sumažins efektyvią fermento koncentraciją ir atitinkamai sumažės reakcijos greitis. Taigi ne aukštesnėje kaip 45–50°C temperatūroje reakcijos greitis didėja pagal cheminės kinetikos teoriją. Aukštesnėje nei 50°C temperatūroje fermento baltymo terminis denatūravimas pradeda daryti didelę įtaką reakcijos greičiui, todėl fermentinis procesas visiškai nutrūksta (4.16 pav.).

Taigi termolabilumas arba jautrumas padidėjusiai temperatūrai yra viena iš būdingų fermentų savybių, kurios ryškiai skiria juos nuo neorganinių katalizatorių. Esant pastariesiems, reakcijos greitis didėja eksponentiškai didėjant temperatūrai (žr. kreivę „a“ 4.16 pav.). Esant 100°C temperatūrai, beveik visi fermentai praranda savo veiklą (vienintelė išimtis, aišku, yra vienas raumenų audinio fermentas – miokinazė, galinti atlaikyti kaitinimą iki 100°C). Optimali temperatūra šiltakraujų gyvūnų daugumos fermentų veikimui yra 40°C; tokiomis sąlygomis reakcijos greitis yra didžiausias dėl reaguojančių molekulių kinetinės energijos padidėjimo. Žemoje temperatūroje (0°C ir žemesnėje temperatūroje) fermentai, kaip taisyklė, nesunaikinami, nors jų aktyvumas nukrenta beveik iki nulio. Visais atvejais svarbus tinkamos temperatūros poveikio laikas. Šiuo metu įrodytas tiesioginis pepsino, tripsino ir daugelio kitų fermentų ryšys.

Ryžiai. 4.17. Fermentų katalizuojamos reakcijos greičio priklausomybė nuo pH (rodyklė rodo pH optimalų).

tarp fermentų inaktyvacijos greičio ir baltymų denatūravimo laipsnio. Pažymėtina, kad fermentų termolaliumui neabejotinai įtakos turi substrato koncentracija, aplinkos pH ir kiti veiksniai. Fermentų aktyvumo priklausomybė nuo aplinkos pH. Fermentai dažniausiai yra aktyviausi siauroje vandenilio jonų koncentracijos zonoje, kuri gyvūnų audiniams daugiausia atitinka fiziologines pH reikšmes 6,0–8,0, susidariusias evoliucijos procese. Nubraižant grafiškai, varpelio formos kreivė turi konkretų tašką, kuriame fermentas demonstruoja didžiausią aktyvumą; šis taškas vadinamas optimaliu aplinkos pH šio fermento veikimui (4.17 pav.). Nustatant fermento aktyvumo priklausomybę nuo vandenilio jonų koncentracijos, reakcija vykdoma esant skirtingoms terpės pH vertėms, dažniausiai esant optimaliai temperatūrai ir esant pakankamai didelėms (sotinančioms) substrato koncentracijoms. Lentelėje 4.3 lentelėje parodytos optimalios daugelio fermentų pH vertės.

Iš lentelėje pateiktų duomenų. 4.3 matyti, kad fermento veikimo pH optimalus yra fiziologinių verčių ribose. Išimtis yra pepsinas, kurio pH optimalus yra 2,0 (esant pH 6,0 jis nėra aktyvus ir stabilus). Tai paaiškinama, pirma, fermento molekulės struktūrine struktūra ir, antra, tuo, kad pepsinas yra skrandžio sulčių, turinčių laisvos druskos rūgšties, komponentas, kuri sukuria optimalią rūgštinę aplinką šio fermento veikimui. Kita vertus, arginazės pH optimalus yra labai šarminėje zonoje (apie 10,0); Kepenų ląstelėse tokios aplinkos nėra, todėl in vivo arginazė nefunkcionuoja optimalioje pH zonoje.

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, aplinkos pH pokyčių poveikis fermento molekulei turi įtakos rūgščių ir bazinių grupių (ypač COOH grupės dikarboksilo aminorūgščių grupės, cisteino SH grupės) jonizacijos būsenai ir laipsniui. , histidino imidazolo azotas, NH 2 grupės lizinas ir kt.). Staigiai pasikeitus nuo optimalaus aplinkos pH, fermentai gali patirti konformacinius pokyčius, dėl kurių gali sumažėti jų aktyvumas dėl denatūracijos arba pasikeitus fermento molekulės krūviui. Esant skirtingoms terpės pH vertėms, aktyvus centras gali būti iš dalies jonizuotas arba nejonizuotas, o tai turi įtakos tretinei baltymo struktūrai ir atitinkamai aktyvaus fermento-substrato komplekso susidarymui. Be to, svarbi substratų ir kofaktorių jonizacijos būsena.

Fermento specifiškumas. Fermentai pasižymi dideliu veikimo specifiškumu. Ši savybė dažnai labai išskiria juos nuo neorganinių katalizatorių. Taigi, smulkiai sumalta platina ir paladis gali katalizuoti dešimčių tūkstančių įvairių struktūrų cheminių junginių redukciją (dalyvaujant molekuliniam vandeniliui). Kaip minėta, didelį fermento specifiškumą lemia konformacinis ir elektrostatinis fermento substrato molekulių komplementarumas ir unikali aktyvaus centro struktūrinė organizacija, užtikrinanti „atpažinimą“, didelį afinitetą ir selektyvumą. viena reakcija iš tūkstančių kitų cheminių reakcijų, vienu metu vykstančių gyvuose daiktuose.ląstelėse.

Pagal veikimo mechanizmą išskiriami santykinio (arba grupinio) ir absoliutaus specifiškumo fermentai. Taigi, kai kurių hidrolizinių fermentų veikimui didžiausią reikšmę turi substrato molekulėje esančio cheminio ryšio tipas. Pavyzdžiui, pepsinas vienodai skaido gyvūninės ir augalinės kilmės baltymus, nepaisant to, kad šie baltymai labai skiriasi vienas nuo kito tiek chemine struktūra, tiek aminorūgščių sudėtimi, tiek fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis. Tačiau pepsinas neskaido nei angliavandenių, nei riebalų. Tai paaiškinama tuo, kad panaudojimo taškas, pepsino veikimo vieta yra peptidinė -CO-NH jungtis. Veikiant lipazei, kuri katalizuoja riebalų hidrolizę į glicerolį ir riebalų rūgštis, panaši vieta yra esterio jungtis. Panašų grupės specifiškumą turi ir tripsinas, chimotripsinas, peptidazės, fermentai, hidrolizuojantys α-glikozidinius ryšius (bet ne celiuliozėje esančius β-glikozidinius ryšius) ir kt.. Paprastai šie fermentai dalyvauja virškinimo procese, o jų grupinis specifiškumas yra greičiausiai viskas turi tam tikrą biologinę prasmę. Kai kurie tarpląsteliniai fermentai taip pat turi santykinį specifiškumą, pavyzdžiui, heksokinazė, kuri katalizuoja beveik visų heksozių fosforilinimą esant ATP, nors tuo pačiu metu ląstelėse yra kiekvienai heksozei būdingų fermentų, kurie atlieka tą patį fosforilinimą (žr. 10 skyrius).

Absoliutus veikimo specifiškumas – tai fermento gebėjimas katalizuoti tik vieno substrato transformaciją. Bet kokie substrato struktūros pokyčiai (modifikacijos) daro jį neprieinamą fermento veikimui. Tokių fermentų pavyzdžiai yra arginazė, kuri natūraliomis sąlygomis (kūne) skaido argininą, ureazė, katalizuojanti karbamido skaidymą ir kt.

Yra eksperimentinių įrodymų, kad egzistuoja vadinamasis stereocheminis specifiškumas, atsirandantis dėl optiškai izomerinių L ir D formų arba geometrinių (cis- ir trans-) izomerų cheminių medžiagų. Taigi L- ir D-aminorūgščių oksidazės yra žinomos, nors natūraliuose baltymuose yra tik L-amino rūgštys. Kiekvienas oksidazių tipas veikia tik savo specifinį stereoizomerą.

Ryškus stereocheminio specifiškumo pavyzdys yra bakterinė aspartato dekarboksilazė, kuri katalizuoja CO 2 pašalinimą tik iš L-asparto rūgšties, paverčiant ją L-alaninu. Stereospecifiškumą demonstruoja fermentai, kurie katalizuoja ir sintetines reakcijas. Taigi iš amoniako ir α-ketoglutarato visuose gyvuose organizmuose sintetinama L-izomerglutamo rūgštis, kuri yra natūralių baltymų dalis. Jei junginys egzistuoja cis ir trans izomerų pavidalu su skirtingu atomų grupių išdėstymu aplink dvigubą jungtį, tada, kaip taisyklė, tik vienas iš šių geometrinių izomerų gali būti fermento veikimo substratas. Pavyzdžiui, fumarazė katalizuoja tik fumaro rūgšties (trans izomero) konversiją, bet neveikia maleino rūgšties (cis izomero):

Taigi dėl didelio veikimo specifiškumo fermentai užtikrina, kad ląstelių mikroerdvėje ir visame organizme dideliu greičiu įvyktų tik tam tikros cheminės reakcijos iš daugybės galimų transformacijų, taip reguliuojant medžiagų apykaitos intensyvumą.

Fermentų vaidmuo metabolizme.

Mikrobiologija vaidina svarbų vaidmenį žmonijos istorijoje. Šio mokslo kilmė siekia VI – V amžių pr. e. Tais tolimais laikais žmonės jau ėmė suprasti, kad ligos taip neatsiranda. O taip nutinka dėl mikroskopinių, akiai nematomų mikroorganizmų. Kaip atsirado ir susiformavo mokslas?

Kas yra mikrobiologija?

Mikrobiologija – tai mokslas, tiriantis įvairių mikroorganizmų gyvybės procesus, kurių neįmanoma pamatyti be specialios įrangos. Jie gali būti skirtingos kilmės: augalinės, gyvūninės. Vienas iš pagrindinių mokslų yra mikrobiologija. Norint atlikti išsamų tyrimą, naudojami daugelis kitų mokslų, būtent:

• chemija;
• fizika;
• citologija;
• biologija ir kt.

Yra tik du mikrobiologijos tipai: bendroji, individuali. Bendroji mikrobiologija nagrinėja įvairių lygių mažų mikroorganizmų sandarą ir gyvenimo procesus. O individuali mikrobiologija (arba privati) užsiima atskirų mikrobų tipų tyrimais.

XIX amžiuje pažanga medicinos, ypač mikrobiologijos, srityje prisidėjo prie imunologijos, kuri šiandien laikoma bendra biologijos disciplina, formavimosi. Mikrobiologijos raidoje galima išskirti tris pagrindinius etapus:

1. Atskleidžiant faktą, kad gamtoje tikrai yra mažų mikroorganizmų, kurių be specialios įrangos aptikti nepavyks.
2. Rūšių diferenciacija.
3. Imuniteto ir ligų (infekcinių) tyrimas.

Pagrindinis mikrobiologijos uždavinys – išsamus mikroorganizmų savybių tyrimas. Tam naudojama speciali įranga, pavyzdžiui, mikroskopai. Jų pagalba galite pamatyti mažus organizmus ir nustatyti jų formą bei vietą. Medicinoje eksperimentuojamas, kai į sveiką gyvūną sąmoningai implantuojami maži mikroorganizmai. Tai padeda atkurti ir ištirti kiekvieną infekcijos etapą.

Prancūzų tyrinėtojas Louisas Pasteuras

1822 m. gruodžio 27 d. rytų Prancūzijoje gimė būsimasis didis mokslininkas Louisas Pasteuras. Dar ankstyvoje vaikystėje domėjosi meno sritimi. Tačiau vėliau susidomėjo gamtos mokslais. Mokėsi Paryžiuje Ecole Superieure. Baigęs mokslus jam buvo lemta tapti gamtos mokslų mokytoju.

19 amžiaus 48-aisiais Louisas pristatė savo mokslinių tyrimų rezultatus. Būtent jis pateikė įrodymų, kad vyno rūgštyje yra 2 rūšių kristalai, kurie visiškai skirtingai poliarizuoja šviesą. Šis reikšmingas įvykis pažymėjo jo puikios sėkmės moksle pradžią.

Louisas Pasteuras yra mikrobiologijos kūrėjas. Prieš pradedant jo darbą, mokslininkai tik manė, kad mielės sudaro cheminį procesą. Ir Louis Pasteur, atlikęs daugybę tyrimų, sugebėjo įrodyti šį faktą. Jis išsiaiškino, kad yra 2 tokių mikroorganizmų rūšys: vieni formuoja alkoholį, o kiti jį naikina. Vėliau jam pavyko išsiaiškinti, kad lėtai kaitinant sunaikinamos nereikalingos bakterijos, o tai gerokai padidino alkoholio turinčių produktų kokybę.

Mokslininką domino ir pelėsių susidarymas ant maisto produktų. Vėliau jis įrodė, kad pelėsius sukelia aplinkoje esančios sporos. Kuo jų mažiau erdvėje, tuo lėčiau genda maistas.

Jo tyrimai padėjo išsaugoti šilko pramonę Prancūzijoje. Taip pat daug žmonių gyvybių, nes būtent jis išrado vakciną nuo pasiutligės.

Vokiečių mokslininkas Robertas Kochas

Kochas Robertas laikomas Pastserio amžininku. Jo gimimas įvyko 1843 m. gruodžio mėn. Būdamas 23 metų baigė medicinos universitetą ir gavo diplomą, kurį baigęs dirbo keliose gydymo įstaigose.

Jo reikšminga karjera prasidėjo nuo bakteriologo darbo. Jis tyrė juodligę ant sergančių gyvūnų. Jo tyrimai atskleidė, kad užsikrėtę asmenys turi daug svetimų mikroorganizmų, kurių sveiki gyvūnai neturi. Šios bakterijos buvo lazdelės formos.

Vėliau Kochas susidomėjo tuberkulioze. Pirmieji tyrimai buvo atlikti su darbuotojo, mirusio nuo vartojimo, lavonu. Išsamus organų tyrimas nepadėjo nustatyti patogeninių bakterijų. Tada Kochas pasiūlė, kad pavyzdžiai turėtų būti spalvoti. Ir iš tiesų, mokslininkas pastebėjo kažkokius pagaliukus tarp plaučių audinių. Vėliau Robertas Kochas sukūrė vakciną nuo tuberkuliozės, tačiau ji negalėjo išgydyti ligos, tačiau 100% nustatė, ar pacientas buvo užsikrėtęs, ar ne. Ši vakcina naudojama ir šiandien.

Mikrobiologijos mokslo atsiradimas

Žmogus su mikroorganizmų gyvybinės veiklos padariniais susidūrė daug anksčiau nei buvo oficialus jų atradimas. Žmonės sąmoningai raugindavo pieną, raugindavo tešlą ir vyną. Net senovės graikų mokslininko darbuose buvo rasta eilučių apie tai, ką jis siūlo apie ligų ir pavojingų patogeninių garų ryšį.

Anthony van Leeuwenhoekas patvirtino šiuos spėjimus naudodamas savo išrastą padidinamąjį stiklą. Su jo pagalba Anthony galėjo ištirti aplinkinius objektus. Paaiškėjo, kad ant šių plika akimi nematomų objektų gyvena maži organizmai. Tačiau jis niekada negalėjo įrodyti jų dalyvavimo užkrečiant žmones pavojingomis ligomis.

Induistai numatė profilaktinį namų gydymą, kad būtų išvengta ligų. 1771 metais Maskvoje karo gydytojas pirmą kartą dezinfekavo maru užsikrėtusių žmonių daiktus, taip pat skiepijo tuos, kurie turėjo kontaktą su užsikrėtusiais.

Įspūdingiausia istorija yra apie skiepų nuo raupų atradimą. Jį taip pat naudojo persai, turkai ir kinai. Atsitiko taip: žmogui buvo suneštos nusilpusios bakterijos, nes buvo tikima, kad taip liga bus lengviau. Anglų gydytojas Edwardas Jenneris pastebėjo, kad dauguma žmonių, kurie neserga raupais, neužsikrėtė artimo kontakto su užsikrėtusiais žmonėmis metu. Šį faktą pastebėjo melžėjos, kurios bendravo su raupais užsikrėtusiomis karvėmis. Šio fakto tyrimas truko apie 10 metų. Dėl to mokslininkas suleido sergančios karvės kraujo sveikam berniukui. Vėliau Jenner įskiepijo jaunuolį sergančio žmogaus mikrobais. Taip buvo atrasta vakcina, kurios dėka žmonės buvo išlaisvinti nuo šios baisios ligos.

Namų mokslininkų tyrimai

Žymiausi atradimai mikrobiologijos srityje, padaryti mokslininkų iš viso pasaulio, leidžia suprasti, kad beveik bet kokią ligą galima įveikti. Krašto mokslininkai į šiuolaikinio mokslo formavimą investavo didžiules investicijas. Petras I 1698 m. susipažino su Leeuwenhoeku, kuris savo ruožtu parodė jam, kaip veikia mikroskopas.

L.S. Cenkovskis paskelbė savo mokslinius tyrimus, kuriuose mikroorganizmai buvo priskirti augalinės kilmės organizmams. Jis taip pat naudojo Pastero metodus kovoje su juodlige.

I.I. Mechnikovas sukūrė imuniteto teoriją. Jis pateikė svarių argumentų, kad daugelis kūno ląstelių turi visas galimybes pačios slopinti virusines bakterijas. Jo tyrimai tapo uždegimo tyrimo pagrindu. Mechnikovas tyrinėjo žmogaus kūną ir siekė suprasti, kodėl jis sensta. Profesorius norėjo rasti metodą, kuris padidintų gyvenimo trukmę. Jis manė, kad toksiški elementai, atsirandantys puvimo mikroorganizmų veiklos metu, nuodija žmogaus organizmą. Mechnikovo teigimu, organizmas turėtų būti apgyvendintas fermentuoto pieno mikroorganizmais, kurie slopina kenksmingus mikroorganizmus. Profesorius tikėjo, kad tokiu būdu galima gerokai pailginti gyvenimo trukmę.

Mechnikovas ištyrė daugybę sunkių ligų: tuberkuliozę, vidurių šiltinę, cholerą ir daugelį kitų.

Techninė mikrobiologija

Techninė mikrobiologija tiria bakterijas, kurios naudojamos vitaminų ir tam tikrų medžiagų gamyboje. Pagrindine problema šioje srityje laikomas mokslinių ir techninių metodų augimas gamyboje (ypač maisto sektoriuje).

Pramoninės mikrobiologijos įvaldymas nukreipia specialistą į poreikį kruopščiai laikytis absoliučiai visų visuotinai priimtų sanitarinių standartų gamyboje. Studijuodami šį mokslą galite išvengti daugelio produktų gedimo. Šią temą daugiau nagrinėja būsimi maisto pramonės ekspertai.

Inovatyvios technologijos

Mikrobiologija yra novatoriškų technologijų pagrindas. Mikroorganizmai ir jų pasaulis dar nėra iki galo ištirti. Dauguma mokslininkų įsitikinę, kad mikroorganizmų pagalba galima sukurti technologijas, kurios neturės analogų. Būtent biotechnologijos taps naujausių technologijų atradimų pagrindu.

Tyrinėjant naftos ir anglies telkinius, naudojamos bakterijos. Ne paslaptis, kad degalų atsargos jau baigiasi. Todėl mokslininkai jau dabar rekomenduoja naudoti mikrobiologinius alkoholio gavybos metodus iš atsinaujinančių šaltinių.

Mikrobiologinės technologijos padės įveikti aplinkos ir energijos problemas. Neįtikėtina, tačiau mikrobiologinis organinių likučių apdorojimas leidžia išvalyti aplinką, taip pat gauti biodujų, kurios nenusileidžia gamtinėms dujoms. Šis kuro išgavimo būdas nereikalauja didelių išlaidų. Šiandien gamtoje yra daug perdirbimui naudojamos medžiagos.

Daugybė šiuolaikinių mokslininkų mano, kad ateityje būtent biologija leis įveikti daugybę energijos ir aplinkosaugos sunkumų, kurie turi visas galimybes atsirasti per trumpiausią įmanomą laiką.

Mikrobiologija nuėjo ilgą vystymosi kelią, kuris buvo vertinamas daugelį tūkstantmečių. Jau V-IV tūkstantmetyje pr. žmogus mėgavosi mikroorganizmų veiklos vaisiais, nežinodamas apie jų egzistavimą. Vyno gamyba, duonos kepimas, sūrio gamyba, odos rauginimas yra ne kas kita, kaip procesai, vykstantys dalyvaujant mikroorganizmams. Tada senovėje mokslininkai ir mąstytojai manė, kad daugelį ligų sukelia kažkokios pašalinės nematomos gyvosios gamtos priežastys.

Vadinasi, mikrobiologija atsirado gerokai prieš mūsų erą. Vystydamasi ji perėjo kelis etapus, ne tiek susijusius chronologiškai, kiek nulemtus pagrindinių pasiekimų ir atradimų.

Mikrobiologijos raidos istoriją galima suskirstyti į penkis etapus: euristinį, morfologinį, fiziologinį, imunologinį ir molekulinį genetinį.

Euristinis laikotarpis (IV-IIV tūkst. pr. Kr. – XVI a. po Kr.) labiau siejamas su loginiais ir metodologiniais tiesos paieškos metodais, t.y. euristika nei su jokiais eksperimentais ir įrodymais. To meto mąstytojai (Hipokratas, romėnų rašytojas Varras ir kt.) darė prielaidas apie infekcinių ligų, miazmų, mažų nematomų gyvūnų prigimtį. Šios idėjos buvo suformuluotos į nuoseklią hipotezę po daugelio šimtmečių italų gydytojo D. Fracastoro (1478 - 1553) raštuose, kurie išreiškė idėją apie gyvą užkratą (contagium vivum), kuris sukelia ligas. Be to, kiekvieną ligą sukelia jos užkratas. Norint apsisaugoti nuo ligų, buvo rekomenduota ligonį izoliuoti, karantinuoti, dėvėti kaukes, apdoroti daiktus actu.

Taigi D. Fracastoro buvo vienas epidemiologijos, tai yra mokslo apie ligų atsiradimo priežastis, sąlygas ir mechanizmus bei jų prevencijos metodus, pradininkų.

Tačiau nematomų patogenų egzistavimo įrodymas tapo įmanomas po to, kai buvo išrastas mikroskopas. Mikroorganizmų atradimo prioritetas priklauso olandų gamtininkui mėgėjui Antonio Leeuwenhoek (1b32 - 1723). Lino pirklys A. Levengukas pamėgo stiklo šlifavimą ir šį meną ištobulino, sukonstravo mikroskopą, leidžiantį aptariamus objektus padidinti 300 kartų.

Mikroskopu tyrinėdamas įvairius objektus (lietaus vandenį, antpilus, dantų apnašas, kraują, išmatas, spermą), A. Leeuwenhoekas stebėjo mažiausius gyvūnus, kuriuos pavadino animalculi. A. Leeuwenhoekas reguliariai pranešdavo apie savo pastebėjimus Londono karališkajai draugijai, o 1695 m. apibendrino juos knygoje „Anthony Leeuwenhoek atrastos gamtos paslaptys“.

Taigi, A. Leeuwenhoekui išradus mikroskopą, prasideda kitas mikrobiologijos raidos etapas, vadinamas morfologiniu.

A. Leeuwenhoeko atradimas sulaukė didžiulio specialistų dėmesio, jis turėjo daug mokinių ir pasekėjų. Tačiau klausimai apie mikroorganizmų atsiradimą, jų gyvenimo sąlygas, paskirtį, dalyvavimą žmonių ligų atsiradime liko neaiškūs. Į šiuos klausimus vėliau buvo pateikti aiškūs atsakymai daugelio mokslininkų tyrimuose.

Nors ligų atsiradimas buvo siejamas su dabar atrastais mikroorganizmais, reikėjo tiesioginių įrodymų. O juos gavo rusų epidemiologas D. Samoilovičius (1744 - 1805). Norėdamas įrodyti, kad marą sukėlė specialus sukėlėjas, jis užsikrėtė maru sergančio žmogaus bubo išskyromis ir susirgo maru. Laimei, D. Samoilovičius išgyveno. Vėliau herojiškus savęs užkrėtimo eksperimentus, įrodančius konkretaus mikroorganizmo užkrečiamumą, atliko rusų gydytojai G. N. Minchas ir O. O. Mochutkovskis, I. I. Mečnikovas ir kt.

Mikroorganizmų atsiradimo ir dauginimosi būdo klausimas buvo išspręstas ginče su tuo metu vyravusia spontaniškos generacijos teorija. Nepaisant to, kad italų mokslininkas L. Spallanzani XVIII a. mikroskopu stebėjo bakterijų dalijimąsi, nuomonė, kad jos pačios generuojasi (kyla nuo puvimo, nešvarumų ir pan.), nepaneigta.

Tai padarė žymus prancūzų mokslininkas Louisas Pasteuras (1822–1895), kuris šmaikščiu savo paprastumu nuostabiu eksperimentu parodė, kad spontaniškos kartos nėra. L. Pasteuras įdėjo į kolbą sterilų sultinį, kuris per lenktą S formos vamzdelį susisiekė su atmosferos oru. Tokioje iš esmės atviroje kolboje sultinys ilgai stovint išliko skaidrus, nes vamzdelio išlinkimas neleido mikroorganizmams prasiskverbti su dulkėmis iš oro į kolbą.

Sparti mikrobiologijos raida XIX a. paskatino atrasti daugelio infekcinių ligų (juodligės, maro, stabligės, difterijos, dizenterijos, choleros, tuberkuliozės ir kt.) sukėlėjus.

Galiausiai 1892 metais rusų botanikas D.I.Ivanovskis (1864.1920) atrado virusus – virusų karalystės atstovus. Šios gyvos būtybės praeidavo per filtrus, kurie sulaikydavo bakterijas, todėl buvo vadinami filtruojamais virusais. Pirmiausia buvo atrastas virusas, sukeliantis tabako ligą, vadinamą „tabako mozaika“, vėliau – snukio ir nagų ligos virusas, geltonoji karštinė ir daugelis kitų virusų. Tačiau pamatyti virusines daleles tapo įmanoma tik išradus elektroninį mikroskopą, nes šviesos mikroskopuose virusai nematomi. Iki šiol virusų karalystė (virusas) apima iki 1000 patogeninių virusų rūšių. Tik neseniai buvo atrasta nemažai naujų virusų, įskaitant AIDS sukeliantį virusą.

Neabejotina, kad naujų virusų ir bakterijų atradimų laikotarpis tęsis. Atrandant naujus mikroorganizmus buvo tiriama ne tik jų sandara, bet ir gyvybė. Todėl XIX amžius, ypač jo antroji pusė, mikrobiologijos raidoje dažniausiai vadinamas fiziologiniu laikotarpiu. Šis etapas siejamas su L. Pasteur, tapusio medicininės mikrobiologijos, taip pat imunologijos ir biotechnologijų įkūrėju, vardu.

Daugiapusis išsilavinęs, genialus eksperimentuotojas, Prancūzijos medicinos akademijos narys L. Pasteuras padarė nemažai puikių atradimų. Per trumpą laikotarpį nuo 1857 iki 1885 metų jis įrodė, kad fermentacija (pieno rūgštis, alkoholinė, acto rūgštis) nėra cheminis procesas, o sukeliamas mikroorganizmų. Paneigė spontaniškos kartos teoriją; atrado anaerobiozės reiškinį, t.y. galimybė mikroorganizmams gyventi be deguonies. Pakloti dezinfekcijos, aseptikos ir antiseptikų pagrindus; atrado būdą apsisaugoti nuo infekcinių ligų skiepijant.

Daugelis L. Pasteur atradimų žmonijai atnešė milžiniškos praktinės naudos. Kaitinant (pasterizuojant) buvo įveiktos mikroorganizmų sukeltos alaus ir vyno ligos, pieno rūgšties produktai; pradėti naudoti antiseptikai, siekiant išvengti pūlingų žaizdų komplikacijų; Remiantis L. Pasteur principais, buvo sukurta daug vakcinų, skirtų kovai su infekcinėmis ligomis.

Tačiau L. Pasteur darbų reikšmė toli peržengia tik šiuos praktinius pasiekimus. L. Pasteuras iškėlė mikrobiologiją ir imunologiją į iš esmės naujas pozicijas, parodė mikroorganizmų vaidmenį žmonių gyvenime, ekonomikoje, pramonėje, infekcinėje patologijoje, išdėstė principus, kuriais vadovaujantis vystosi mikrobiologija ir imunologija mūsų laikais.

Be to, L. Pasteuras buvo puikus mokytojas ir mokslo organizatorius. Pasteur institutas Paryžiuje, įkurtas 1888 m. viešosiomis lėšomis, iki šiol yra viena iš pirmaujančių mokslo institucijų pasaulyje. Neatsitiktinai žmogaus imunodeficito virusą (ŽIV) atrado šio instituto mokslininkas L. Montagnier (tuo pačiu metu kaip ir amerikietis R. Gallo).

Fiziologinis laikotarpis mikrobiologijos raidoje taip pat siejamas su vokiečių mokslininko Roberto Kocho vardu, kuris sukūrė grynųjų bakterijų kultūrų gavimo, bakterijų dažymo mikroskopijos metu ir mikrofotografijos metodus. Taip pat žinoma R. Kocho suformuluota Kocho triada, kuri iki šiol naudojama ligos sukėlėjui nustatyti.

L. Pasteur darbas skiepijimo srityje atvėrė naują mikrobiologijos raidos etapą, teisėtai vadinamą „imunologiniu“.

Mikroorganizmų susilpninimo (silpninimo) principas perėjus per imlų gyvūną arba laikant mikroorganizmus nepalankiomis sąlygomis (temperatūra, džiovinimas) leido L. Pasteur gauti vakcinas nuo pasiutligės, juodligės, vištų choleros; šis principas vis dar naudojamas ruošiant vakcinas. Vadinasi, L. Pasteuras yra mokslinės imunologijos pradininkas, nors iki jo buvo žinomas anglų gydytojo E. Jennerio sukurtas raupų profilaktikos metodas, užkrečiant žmones karvių raupais. Tačiau šis metodas nebuvo taikomas kitų ligų profilaktikai.

Po L. Pasteur darbo atsirado daug tyrimų, kuriuose buvo bandoma paaiškinti imuniteto susidarymo po vakcinacijos priežastis ir mechanizmus. Išskirtinį vaidmenį čia suvaidino I. I. Mechnikovo ir P. Ehrlicho darbai.

Vokiečių chemikas P. Ehrlichas iškėlė humoralinę (iš lot. humoras – skystas) imuniteto teoriją. Jis tikėjo, kad imunitetas atsiranda dėl to, kad kraujyje susidaro antikūnai, kurie neutralizuoja nuodus. Tai patvirtino atrasti antitoksinai – antikūnai, neutralizuojantys toksinus gyvūnams, kuriems buvo suleista difterijos ar stabligės toksino (E. Beringas, S. Kitazato). Tačiau I. I. Mechnikovo (1845 - 1916) tyrimai parodė, kad imuniteto formavime pagrindinį vaidmenį atlieka specialios ląstelės – makro- ir mikrofagai. Šios ląstelės sugeria ir virškina pašalines daleles, įskaitant bakterijas. I. I. Mechnikovo fagocitozės tyrimai įtikinamai įrodė, kad, be humoralinio, yra ir ląstelinis imunitetas. I. I. Mechnikovas, artimiausias L. Pasteur pagalbininkas ir pasekėjas, pelnytai laikomas vienu imunologijos pradininkų. Jo darbai pažymėjo imunokompetentingų ląstelių, kaip imuninės sistemos morfologinio pagrindo, jos vienybės ir biologinės esmės, tyrimo pradžią. Imunologiniam periodui būdingas pagrindinių imuninės sistemos reakcijų į genetiškai svetimas medžiagas (antigenus) atradimas: antikūnų susidarymas ir fagocitozė/uždelsto tipo padidėjęs jautrumas (DTH), greito tipo padidėjęs jautrumas (IHT), tolerancija, imunologinė atmintis. PHT ir HNT yra dvi reakcijos, kurios yra alergijos (iš graikų kalbos allos – kita ir ergon – veiksmas), t. y. ligos, kurioms būdingi tam tikri klinikiniai simptomai, atsirandantys dėl netipinės, iškreiptos reakcijos į antigeną. Alerginės reakcijos gali pasireikšti, pavyzdžiui, serumo preparatams, antibiotikams, gyvūniniams ir augaliniams baltymams, namų dulkėms, pūkams, vilnai ir kt.

1915 metais rusų gydytojas M. Raiskis pirmą kartą pastebėjo imunologinės atminties reiškinius, t.y. greita energinga antikūnų gamyba pakartotinai vartojant tą patį antigeną.

Vėliau F. Vernet tai siejo su atminties ląstelių – T limfocitų – susidarymu organizme po pirminio susidūrimo su antigenu. 1953 metais anglų mokslininkas P. Medawar ir čekų mokslininkas M. Hašekas atrado tolerancijos, tolerancijos, atsparumo antigenui fenomeną, t.y. būklė, kai imuninė sistema nereaguoja į antigeną. Tolerancija savaiminiams antigenams išsivysto embriono laikotarpiu ir gali būti dirbtinai sukurta įvedant antigeną embriono laikotarpiu arba iškart po vaiko ar gyvūno gimimo. Imunologinės tolerancijos reiškinys chirurgijoje naudojamas organų ir audinių transplantacijos problemai spręsti.

Taip pat reikėtų pažymėti, kad šiuo laikotarpiu svarbu atrasti normalių žmonių ir gyvūnų organų ir audinių antigenus bei individualius žmonių ir gyvūnų antigeninius skirtumus. Dažnas šių antigeninių skirtumų požymis yra atskiros žmonių kraujo grupės. Namų tyrinėtojas L.A.Zilberis (1957) atrado piktybinių navikų antigenus – tai buvo priešnavikinio imuniteto tyrimo pradžia.

Imunologiniu mikrobiologijos raidos laikotarpiu buvo sukurta nemažai imuniteto teorijų: P. Erlicho humoralinė, I. I. Mechnikovo fagocitų teorija, N. Ernės idiotipinės sąveikos teorija, hipofizės-pagumburio-antinksčių liaukos teorija. P. F. Zdrodovskio imuniteto reguliavimo teorija ir kt. Tačiau labiausiai Kloninės atrankos teorija, sukurta australų imunologo F. Burnet (1899 - 1986), išlieka priimtina daugeliui imuniteto reiškinių ir mechanizmų paaiškinti. Amerikiečių mokslininkas S. Tanegawa sukūrė genetinius šios teorijos aspektus.

Mikrobiologija ir imunologija ypač sparčiai vystėsi mūsų amžiaus 50–60-aisiais. Prie to prisidėjo šios priežastys:

· svarbiausi atradimai molekulinės biologijos, genetikos, bioorganinės chemijos srityse;

· naujų mokslų, tokių kaip genų inžinerija, biotechnologijos, informatika, atsiradimas;

· naujų metodų ir mokslinės įrangos kūrimas, leidžiantis giliau įsiskverbti į gyvosios gamtos paslaptis.

Taigi nuo šeštojo dešimtmečio mikrobiologijos ir imunologijos raidoje prasidėjo molekulinis genetinis laikotarpis, kuriam būdinga daugybė iš esmės svarbių mokslo laimėjimų ir atradimų. Jie apima:

· daugelio virusų ir bakterijų molekulinės struktūros ir molekulinės biologinės struktūros iššifravimas; paprasčiausių gyvybės formų – „infekcinio baltymo“ priono atradimas;

· kai kurių antigenų cheminės struktūros ir cheminės sintezės iššifravimas. Pavyzdžiui, cheminė lizocimo, AIDS viruso peptidų sintezė (R.V. Petrovas, V.T. Ivanovas ir kt.);

· naujų antigenų, pavyzdžiui, naviko antigenų (LA Zilber ir kt.), histokompatibilumo antigenų (HLA sistema), atradimas;

· antikūnų-imunoglobulinų struktūros iššifravimas;

· gyvūnų ir augalų ląstelių kultivavimo ir auginimo pramoniniu mastu metodo sukūrimas, siekiant gauti viruso antigenus;

· rekombinantinių bakterijų ir rekombinantinių virusų gamyba. Atskirų virusų ir bakterijų genų sintezė. Rekombinantinių bakterijų ir virusų padermių, kurios sujungia tėvų individų savybes arba įgyja naujų savybių, gavimas;

· hibridomų kūrimas suliejant imuninius B limfocitus, antikūnų gamintojus ir vėžines ląsteles, kad susidarytų monokloniniai antikūnai

· imunomoduliatorių, imunocitokinų (interleukinų, interferonų, mielopeptidų ir kt.), endogeninių natūralių imuninės sistemos reguliatorių atradimas ir panaudojimas įvairių ligų profilaktikai ir gydymui;

· skiepų (hepatito B vakcinos, maliarijos, ŽIV antigenų ir kitų antigenų), biologiškai aktyvių peptidų (interferonų, interleukinų, augimo faktorių ir kt.) gavimas biotechnologiniais metodais ir genų inžinerijos metodais;

· sintetinių vakcinų kūrimas natūralių ar sintetinių antigenų ir jų fragmentų bei dirbtinio nešiklio pagrindu. adjuvantas (asistentas). imuniteto stimuliatorius;

· įgimtų ir įgytų imunodeficitų, jų vaidmens imunopatologijoje ir imunokorekcinės terapijos raidoje tyrimas. Imunodeficitą sukeliančių virusų atradimas;

· iš esmės naujų infekcinių ir neinfekcinių ligų diagnostikos metodų kūrimas (fermentiniai imuniniai tyrimai, radioimuniniai tyrimai, imunoblotingas, nukleorūgščių hibridizacija). Šiais metodais pagrįstų tyrimų sistemų kūrimas indikacijai, mikroorganizmų identifikavimui, infekcinių ir neinfekcinių ligų (navikų, širdies ir kraujagyslių, autoimuninių, endokrininių ir kt.) diagnostikai, taip pat sutrikimų nustatymui esant tam tikroms būklėms (nėštumas, kraujo perpylimas). organų transplantacija ir kt.)

Imuniteto teorijos. Imuniteto teorijų kūrimas. Fagocitinė imuniteto teorija. I. I. Mechnikovas

Patogeninių mikroorganizmų vaidmens infekcinių ligų vystymuisi nustatymas ir galimybė dirbtinai sukurti imunitetą paskatino ištirti veiksnius, apsaugančius organizmą nuo infekcinių ligų sukėlėjų.

Pasteras pasiūlė išnaudotos galios teoriją; Pagal šią teoriją „imunitetas“ reiškia būseną, kai žmogaus kūnas (kaip maistinė terpė) nepalaiko mikrobų vystymosi.

Tačiau autorius greitai suprato, kad jo teorija negali paaiškinti daugelio pastebėjimų. Visų pirma Pasteuras parodė, kad jei užkrėssite viščiuką juodlige ir laikysite jos kojas šaltame vandenyje, ji susirgs šia liga (normaliomis sąlygomis viščiukai yra atsparūs juodligei). Reiškinio vystymasis lėmė kūno temperatūros sumažėjimą 1-2 °C, tai yra, apie jokį maistinės terpės išeikvojimą organizme negalėjo būti nė kalbos.

Fagocitinė imuniteto teorija. I. I. Mechnikovas

1883 m. pasirodė imuniteto teorija, pagrįsta Charleso Darwino evoliuciniais mokymais ir pagrįsta gyvūnų virškinimo įvairiais biologinio vystymosi etapais tyrimais. Naujosios teorijos autorius I. I. Mechnikovas atrado amebų, koelenteratų endoderminių ląstelių ir kai kurių mezenchiminės kilmės ląstelių (kraujo monocitų, audinių makrofagų) tarpląstelinio medžiagų virškinimo panašumą. Mechnikovas įvedė terminą „fagocitai“ iš graikų kalbos. fagus, valgyti, + kytos, ląstelę, o vėliau pasiūlė jas padalinti į mikrofagus ir makrofagus. Šį skirstymą palengvino ir P. Ehrlicho pasiekimai, kuris dažymo būdu išskyrė keletą leukocitų tipų. Klasikiniuose darbuose apie lyginamąją uždegimo patologiją I. I. Mechnikovas įrodė fagocitinių ląstelių vaidmenį pašalinant patogenus. 1901 m. Paryžiuje buvo išleistas monumentalus jo baigiamasis darbas „Imunitetas sergant infekcinėmis ligomis“.

Didelį indėlį į fagocitų teorijos sklaidą įnešė E. Roux ir I. I. Mechnikovo mokinių (A. M. Bezredka, I. G. Savčenko, L. A. Tarasevičius, F. Ya. Chistovich, V. I. Isaev) darbai.

I. I. Mechnikovas (1845–1916)

Nuostabus rusų mokslininkas. 1882 m. Rusijos gamtininkų ir gydytojų suvažiavime Mechnikovas pasakė savo garsiąją kalbą „Apie organizmo apsaugą“, kurioje giliai moksliškai pagrindė organizmo atsparumą infekcinėms ligoms. Ši teorija vadinama fagocitine imuniteto teorija. Šios teorijos formavimas buvo pagrįstas jo stebėjimais apie įvairių jūrų gyvūnų (medūzų, kempinių, moliuskų ir kt.) tarpląstelinį virškinimą. Mechnikovas šių gyvūnų kūne atrado specialias „klaidžiojančias“ ląsteles, kurios susitinka, sulaiko ir suryja visus į organizmą patenkančius svetimkūnius, įskaitant įvairius mikrobus. „Klaidžiojančias“ ląsteles jis pavadino fagocitais, ty valgančiomis ląstelėmis.

Mechnikovas pabrėžė, kad fagocitai saugo organizmą ir dėl jų veiklos susidaro imunitetas infekcinėms ligoms. Nemirtinga doktrina apie organizmo imunitetą ir jos biologinė imuniteto teorija atvėrė naują medicinos raidos etapą. Už šį atradimą 1908 metais I. I. Mečnikovas buvo apdovanotas Nobelio premija.

Charlesas Niccolas perkeltine prasme pavadino Mechnikovą „mikrobiologijos poetu“, kuriam priskiriama mikrobų antagonizmo doktrinos sukūrimas, kuris tapo teoriniu pagrindu gaminant antibiotikus, vaistus, naudojamus daugeliui infekcinių ligų gydyti. Mechnikovui taip pat priklauso originalūs eksperimentinio sifilio ir choleros tyrimai.

Mechnikovas tyrinėjo senatvės priežastis. Manydamas, kad „senatvė yra liga, kurią reikia gydyti“, jis atkreipė dėmesį, kad ji išsivysto esant lėtinei organizmo intoksikacijai, kurią sukelia žarnyno mikrofloros atstovų atliekos. Prie tokių produktų jis įtraukė indolą, fenolį ir skatolį. Kad išstumtų puvimo bakterijas, Mechnikovas pasiūlė dietą, kurią daugiausia sudarytų daržovės, vaisiai ir rūgpienis, kuriuose yra pieno rūgšties bakterijų, kurios yra puvimo bakterijų antagonistai.

I. I. Mechnikovo vardas turi nacionalinį pripažinimą. Sovietų valdžia įsteigė aukso medalį ir Mechnikovo premiją, kuri įteikiama už geriausią darbą biologijos srityje.

Neįmanoma nepastebėti M. M. Terekhovskio (1740-1796) darbų. Nuo 1770 metų Terekhovskis apie penkerius metus dirbo užsienyje, Strasbūro universitete, kuris garsėjo medicinos mokykla. Čia Terekhovskis apgynė daktaro disertaciją – pagrindinį savo mokslinį darbą. Disertacija buvo pavadinta „Linėjaus ciliatų tamsos karalystė“. Jame buvo nustatyta užduotis ištirti mikroskopinių būtybių atsiradimo įvairiuose užpiluose prigimtį ir būdus. Remdamasis daugybe eksperimentų, mokslininkas padarė išvadą, kad „gyvūnai“ yra gyvos būtybės. Jie miršta nuo aukštos temperatūros, nuodų ir elektros srovės. Svarbiausia išvada buvo spontaniško „gyvūnų“ generavimo neįmanoma, o tai prieštaravo daugelio to meto mokslininkų pažiūroms. Terekhovskis rašė, kad gerai žinoma Harvey (1578–1651) pozicija – „kiekvienas gyvas daiktas kyla iš kiaušinio“ – įgyja aksiomos jėgą.

Grįžęs į Rusiją, Terekhovskis dirbo medicinos mokyklose. 1782 m. patvirtintas Sankt Peterburgo bendrosios žemės ligoninės profesoriaus ir Botanikos sodo (dabar SSRS mokslų akademijos Botanikos institutas) direktoriaus laipsnis.

1835 m., remdamasis iki tol sukauptais faktais, K. Ehrenbergas išleido knygą labai reikšmingu pavadinimu: „Ciliates kaip tobuli organizmai“. Jis suskirstė žemesnes būtybes į 22 klases. Prie knygos buvo pridėtas blakstienų atlasas, daugelis jų buvo išsamiai aprašyti ir pavadinti pagal dvejetainę nomenklatūrą. Trys klasės apėmė bakterijas.



RUSIJOS FEDERACIJOS ŠVIETIMO MINISTERIJA

TULA VALSTYBINIO UNIVERSITETAS

Sanitarinių, higienos ir prevencinių disciplinų skyrius

CHESTNOVA T.V., SMOLYANINOVA O.L.

MEDICINOS MIKROBIOLOGIJA, VIRUSOLOGIJA

IR IMUNOLOGIJA

(Mokomasis ir praktinis vadovas medicinos universitetų studentams).

TULA – 2008 m

UDC 576.8

Recenzentai:…………

Medicinos mikrobiologija, virusologija ir imunologija: mokomasis ir praktinis vadovas / Red. M422 T.V. Chestnovoy, O.L. Smolyaninova, –….., 2008. -….p.

Mokomąjį ir praktinį vadovą parašė Tulos valstybinio universiteto sanitarinės-higienos ir prevencinių disciplinų katedros darbuotojai pagal oficialiai patvirtintas mikrobiologijos (bakteriologijos, virusologijos, mikologijos, protozoologijos) ir imunologijos mokymo programas medicinos universitetų studentams. visi fakultetai.

Mokomajame ir praktiniame vadove aprašoma bakteriologinė laboratorija, pateikiami mikroskopinių tyrimų metodai, maistinių terpių paruošimo pagrindai, pateikiama informacija apie bakterijų, grybų, pirmuonių ir virusų morfologiją, sisteminę ir fiziologiją. Taip pat pateikiamos įvairių patogeninių mikroorganizmų, virusų charakteristikos ir jų laboratorinių tyrimų metodai.

BENDROJI MIKROBIOLOGIJA

Įvadas…………………………………………………………………………………………………………

Trumpa mikrobiologijos raidos istorija…………………………………………………………

1 tema. Mikroorganizmų morfologija ir klasifikacija………………………………………..

1.1. Mikrobiologinės laboratorijos, jų įranga, pagrindinės saugos priemonės ir darbo jose taisyklės…………………………………………………………………………………….

1.2. Mikroorganizmų struktūra ir klasifikacija……………………………………………………………………

1.3. Bakterijų (prokariotų) struktūra ir klasifikacija………………………………………………………….

1.4. Grybų struktūra ir klasifikacija……………………………………………………………..

1.5. Pirmuonių struktūra ir klasifikacija……………………………………………………….

1.6. Virusų struktūra ir klasifikacija………………………………………………………………

Testas šia tema………………………………………………………………………………………….

2 tema. Mikroskopija……………………………………………………………………………….

2.1. Mikroskopai, jų sandara, mikroskopijos tipai, mikroorganizmų mikroskopijos metodai, darbo su mikroskopu taisyklės…………………………………………………………….

2.2. Mikroskopinių preparatų paruošimo ir dažymo metodai………………………..

Testas šia tema…………………………………………………………………………………………….

3 tema. Mikroorganizmų fiziologija………………………………………………………………….

3.1. Bakterijų augimas ir dauginimasis. Dauginimosi fazės…………………………………………………………….

3.2 Maistinės terpės, jų klasifikavimo principai, reikalavimai maistinėms terpėms, mikroorganizmų auginimo būdai…………………………………………….

3.3. Bakterijų mityba……………………………………………………………………………….

3.4. Bakterijų ląstelės metabolizmas……………………………………………………………….

3.5. Plastiko mainų tipai…………………………………………………………………………………………

3.6. Grynųjų kultūrų išskyrimo principai ir metodai. Bakteriniai fermentai, jų identifikavimas. Tarprūšinis identifikavimas (epidemiologinis žymėjimas)………………………………..

3.7. Grybų, pirmuonių, virusų fiziologijos ir jų auginimo ypatumai………………

3.8. Bakteriofagai, jų struktūra, klasifikacija ir pritaikymas……………………………………………………………

Testas šia tema……………………………………………………………………………………………

4 tema. Aplinkos sąlygų įtaka mikroorganizmams………………………………………..

4.1. Fizinių, cheminių ir biologinių veiksnių poveikis mikroorganizmams………….

4.2. Sterilizacijos, dezinfekcijos, aseptikos ir antiseptikų samprata. Sterilizacijos būdai, įranga. Dezinfekcijos kokybės kontrolė………………………………………………………….

5 tema. Normali žmogaus organizmo mikroflora………………………………………………………………….

5.1. Normoflora, jos reikšmė mikroorganizmams. Laikinosios floros samprata, disbiotinės būklės, jų įvertinimas, korekcijos metodai……………………………………………………….

6 tema. Mikrobų genetika. …………………………………………………………………………………………..

6.1. Bakterijų genomo struktūra. Fenotipinis ir genotipinis kintamumas. Mutacijos. Modifikacijos……………………………………………………………………………………..

Genetinės mikroorganizmų rekombinacijos. Genų inžinerijos pagrindai, praktinis taikymas……………………………………………………………………………………………………………….

Testas šia tema………………………………………………………………………………………….

7 tema. Antimikrobinės medžiagos…………………………………………………………………………….

7.1. Natūralūs ir sintetiniai antibiotikai. Antibiotikų klasifikacija pagal cheminę struktūrą, mechanizmą, spektrą ir veikimo tipą. Gavimo būdai…………………………….

7.2. Bakterijų atsparumas vaistams, jo įveikimo būdai. Jautrumo antibiotikams nustatymo metodai……………………………………………………………………………………….

8 tema. Infekcijos doktrina…………………………………………………………………………………….

8.1. Infekcijos samprata. Infekcijos formos ir infekcinių ligų periodai. Patogeniškumas ir virulentiškumas. Patogeniškumo veiksniai. Bakteriniai toksinai, jų prigimtis, savybės, gamyba…………………………………………………………………………………………………

8.2. Infekcinio proceso epidemiologinės priežiūros samprata. Rezervuaro samprata, infekcijos šaltinis, perdavimo būdai ir veiksniai…………………………………………………………………

Testas šia tema………………………………………………………………………………………….

BENDROJI IMUNOLOGIJA……………………………………………………………………………………….

9 tema. Imunologija………………………………………………………………………………

9.1. Imuniteto samprata. Imuniteto tipai. Nespecifiniai apsauginiai faktoriai…………….

9.2. Centriniai ir periferiniai imuninės sistemos organai. Imuninės sistemos ląstelės. Imuninio atsako formos…………………………………………………………………………………

9.3. Komplementas, jo struktūra, funkcijos, aktyvavimo keliai. Vaidmuo imunitetui…………………….

9.4. Antigenai, jų savybės ir rūšys. Mikroorganizmų antigenai………………………………….

9.5. Antikūnai ir antikūnų susidarymas. Imunoglobulinų struktūra. Imunoglobulinų klasės ir jų savybės ……………………………………………………………………………………………………………

96. Serologinės reakcijos ir jų taikymas……………………………………………………….

9.7. Imunodeficito būsenos. Alerginės reakcijos. Imunologinė atmintis. Imunologinė tolerancija. Autoimuniniai procesai………………………………………………………………

9.8. Imunoprofilaktika, imunoterapija…………………………………………………….

PRIVATI MIKROBIOLOGIJA……………………………………………………………………………….

10 tema. Žarnyno infekcijų sukėlėjai………………………………………………………….

10.1. Salmonella……………………………………………………………………………………..

10.2. Shigella……………………………………………………………………………………….

10.3. Escherichia……………………………………………………………………………………………………….

10.4. Vibrio cholerae…………………………………………………………………………….

10.5. Jersinija……………………………………………………………………………….

11 tema. Per maistą plintančios toksinės infekcijos. Maisto toksikozė…………………………………………………………

11.1. Bendrosios PTI charakteristikos ir patogenai……………………………………………………….

11.2. Botulizmas………………………………………………………………………………………….

12 tema. Pūlinių-uždegiminių ligų sukėlėjai…………………………………………………………

12.1. Patogeniniai kokai (streptokokai, stafilokokai)……………………………………………………………….

12.2. Gramneigiamos bakterijos (Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella, Proteus)…

12.3. Žaizdų anaerobinės klostridinės ir ne klostridinės infekcijos………………………

13 tema. Bakterinių oru plintančių infekcijų sukėlėjai……………………………….

13.1. Korinebakterijos…………………………………………………………………………………

13.2. Bordetella……………………………………………………………………………………………………………

13.3. Meningokokai ………………………………………………………………………………….

13.4. Mikobakterijos………………………………………………………………………………….

13.5. Legionella………………………………………………………………………………………….

14 tema. Lytiniu keliu plintančių ligų (LPL) sukėlėjai………………………

14.1. Chlamidija…………………………………………………………………………………………..

14.2. Sifilio sukėlėjas………………………………………………………………………………….

14.3. Gonokokai…………………………………………………………………………………….

15 tema. Riketsinių ligų sukėlėjai………………………………………………………………………………….

16 tema. Bakterinių zoonozinių infekcijų sukėlėjai………………………………….

16.1. Francisella………………………………………………………………………………………

16.2. Brucella ………………………………………………………………………………………….

16.3. Juodligės sukėlėjas…………………………………………………………………………………..

16.4. Maro sukėlėjas…………………………………………………………………………………

16.5. Leptospira ………………………………………………………………………………….

17 tema. Patogeniniai pirmuonys………………………………………………………………………………..

17.1. Plasmodium maliarija……………………………………………………………………………….

17.2. Toksoplazma…………………………………………………………………………………….

17.3. Leishmania………………………………………………………………………………………

17.4. Amebiazės sukėlėjas……………………………………………………………………….

17.5. Giardia……………………………………………………………………………………………………………

18 tema. Patogeninių grybų sukeltos ligos………………………………………………………….

PRIVATI VIRUSOLOGIJA………………………………………………………………………………………….

19 tema. Ūminių kvėpavimo takų virusinių infekcijų sukėlėjai…………………………………………………………………………………………

19.1. Gripo virusai……………………………………………………………………………….

19.2. Paragripas. PC virusai……………………………………………………………………………………………

19.3. Adenovirusai………………………………………………………………………………………………………

19.4. Rinovirusai…………………………………………………………………………………….

19.5. Reovirusai…………………………………………………………………………………….

20 tema. Virusinių oro lašeliniu būdu plintančių infekcijų sukėlėjai……………………………………..

20.1. Tymų ir kiaulytės virusai…………………………………………………………………………………….

20.2. Herpes virusas……………………………………………………………………………………

20.3. Raudonukės virusas……………………………………………………………………………………

21 tema. Poksivirusai……………………………………………………………………………….

21.1. Raupų ​​sukėlėjas………………………………………………………………………………….

22 tema. Enterovirusinės infekcijos………………………………………………………………..

22.1. Poliovirusas…………………………………………………………………………………

22.2. ECHO virusai. Coxsackie virusai………………………………………………………………………………

23 tema. Retrovirusai……………………………………………………………………………….

23.1. ŽIV infekcijos sukėlėjas…………………………………………………………………………………….

24 tema. Arbovirusinės infekcijos…………………………………………………………………………………….

24.1. Rabdovirusai…………………………………………………………………………………….

24.2. Flavivirusai…………………………………………………………………………………………………………

24.3. Hantavirusai…………………………………………………………………………………….

25 tema. Virusinio hepatito sukėlėjai…………………………………………………………………………………

25.1. Hepatito A virusas …………………………………………………………………………….

25.2. Hepatito B virusas……………………………………………………………………………….

25.3. Hepatito C virusas………………………………………………………………………………….

PIRMA DALIS. BENDROJI MIKROBIOLOGIJA

Įvadas.

Mikrobiologija yra mokslas, tiriantis mikroskopines būtybes, vadinamas mikroorganizmais, jų biologines savybes, sistematiką, ekologiją ir ryšius su kitais organizmais.

Prie mikroorganizmų priskiriamos bakterijos, aktinomicetai, grybai, įskaitant siūlinius grybus, mielės, pirmuonys ir neląstelinės formos – virusai, fagai.

Mikroorganizmai gamtoje atlieka itin svarbų vaidmenį – vykdo organinių ir neorganinių (N, P, S ir kt.) medžiagų apykaitą, mineralizuoja augalų ir gyvūnų liekanas. Tačiau jie gali padaryti didelę žalą – pakenkti žaliavoms, maisto produktams ir organinėms medžiagoms. Dėl to gali susidaryti toksiškos medžiagos.

Daugelio rūšių mikroorganizmai yra žmonių, gyvūnų ir augalų ligų sukėlėjai.

Tuo pačiu metu mikroorganizmai šiuo metu plačiai naudojami šalies ūkyje: įvairių rūšių bakterijų ir grybų pagalba gaunamos organinės rūgštys (acto, citrinos ir kt.), alkoholiai, fermentai, antibiotikai, vitaminai, pašarinės mielės. . Mikrobiologinių procesų pagrindu veikia kepimas, vyndarystė, alaus gamyba, pieno produktų gamyba, vaisių ir daržovių fermentacija, taip pat kitos maisto pramonės šakos.

Šiuo metu mikrobiologija skirstoma į šiuos skyrius:

Medicinos mikrobiologija – tiria patogeninius mikroorganizmus, sukeliančius žmonių ligas, kuria šių ligų diagnostikos, profilaktikos ir gydymo metodus. Tyrinėja jų plitimo būdus ir mechanizmus bei kovos su jais būdus. Greta medicininės mikrobiologijos kurso yra atskiras kursas – virusologija.

Veterinarinė mikrobiologija tiria patogeninius mikroorganizmus, sukeliančius gyvūnų ligas.

Biotechnologijos tiria mikroorganizmų, naudojamų liaudies ūkyje ir medicinoje naudojamiems junginiams ir vaistams gauti, savybes ir vystymosi sąlygas. Jame kuriami ir tobulinami moksliniai fermentų, vitaminų, aminorūgščių, antibiotikų ir kitų biologiškai aktyvių medžiagų biosintezės metodai. Biotechnologijos taip pat susiduria su užduotimi kurti priemones, skirtas apsaugoti žaliavas, maistą ir organines medžiagas nuo mikroorganizmų gedimo, tirti procesus, vykstančius juos sandėliuojant ir apdorojant.

Dirvožemio mikrobiologija tiria mikroorganizmų vaidmenį dirvožemio formavimuisi ir derlingumui bei augalų mitybai.

Vandens mikrobiologija tiria vandens telkinių mikroflorą, jos vaidmenį mitybos grandinėse, medžiagų cikle, geriamųjų ir nuotekų taršoje ir valyme.

Mikroorganizmų genetika, kaip viena iš jauniausių disciplinų, nagrinėja mikroorganizmų paveldimumo ir kintamumo molekulinius pagrindus, mutagenezės procesų dėsningumus, kuria mikroorganizmų gyvybinės veiklos kontrolės metodus ir principus bei naujų padermių gavimą pramonėje, žemės ūkyje ir medicinoje. .

Trumpa mikrobiologijos raidos istorija.

Mikroorganizmų atradimo nuopelnas priklauso olandų gamtininkui A. Leeuwenhoek (1632-1723), sukūrusiam pirmąjį mikroskopą su 300 kartų padidinimu. 1695 metais jis išleido knygą „Gamtos paslaptys“ su kokosų, lazdelių, spirilių piešiniais. Tai sukėlė didelį gamtos mokslininkų susidomėjimą. To meto mokslo būklė leido aprašyti tik naujas rūšis (morfologinis laikotarpis).

Fiziologinio laikotarpio pradžia siejama su didžiojo prancūzų mokslininko Louiso Pasteuro (1822-1895) veikla. Pastero vardas siejamas su didžiausiais atradimais mikrobiologijos srityje: jis tyrė fermentacijos prigimtį, nustatė gyvybės be deguonies galimybę (anaerobiozę), atmetė savaiminio susidarymo teoriją, tyrė vynų gedimo priežastis ir alaus. Jis pasiūlė veiksmingus kovos su maisto gedimo sukėlėjais būdus (pasterizaciją), sukūrė skiepijimo principą ir vakcinų gavimo būdus.

R. Kochas, Pastero amžininkas, pristatė sėją ant kietų maistinių medžiagų, mikroorganizmų skaičiavimą, grynųjų kultūrų išskyrimą ir medžiagų sterilizavimą.

Imunologinis laikotarpis mikrobiologijos raidoje siejamas su rusų biologo I.I. Mechnikovas, atradęs doktriną apie organizmo imunitetą infekcinėms ligoms (imunitetas), buvo fagocitinės imuniteto teorijos pradininkas, atradęs antagonizmą mikrobuose. Kartu su I.I. Mechnikovas imuniteto infekcinėms ligoms mechanizmus tyrė stambus vokiečių mokslininkas P. Ehrlichas, sukūręs humoralinio imuniteto teoriją.

Gamaleja N.F. – imunologijos ir virusologijos įkūrėjas, atradęs bakteriofagiją.

DI. Ivanovskis pirmą kartą atrado virusus ir tapo virusologijos įkūrėju. Dirbdamas Nikitsky botanikos sode tirdamas tabako mozaikos ligą, padariusią didžiulę žalą tabako plantacijoms, 1892 m. nustatė, kad šią Kryme plačiai paplitusią ligą sukelia virusas.

N.G. Gabrichevskis suorganizavo pirmąjį bakteriologijos institutą Maskvoje. Jam priklauso skarlatina, difterijos, maro ir kitų infekcijų tyrimai. Maskvoje organizavo antidifterijos serumo gamybą ir sėkmingai panaudojo jį vaikų gydymui.

P.F. Zdrodovskis yra imunologas ir mikrobiologas, žinomas dėl savo pagrindinių darbų imuniteto fiziologijos, taip pat riketsiologijos ir bruceliozės srityse.

V.M. Ždanovas yra pagrindinis virusologas, vienas iš pasaulinio raupų likvidavimo planetoje organizatorių, stovėjęs prie molekulinės virusologijos ir genų inžinerijos ištakų.

M.P. Chumakovas yra imunobiotechnologas ir virusologas, Poliomielito ir virusinio encefalito instituto organizatorius, geriamosios poliomielito vakcinos autorius.

Z.V. Ermolyeva - vidaus antibiotikų terapijos įkūrėja

KAZACHSTANO RESPUBLIKOS ŠVIETIMO IR MOKSLO MINISTERIJA
RYTŲ KAZACHSTANO VALSTYBĖS UNIVERSITETAS, PAVADINTAS VARDU S.AMANZHOLOVA

Biologijos katedra

SANTRAUKA

Disciplina: „Mikroorganizmų ir virusų biologija ir vystymasis“

Tema: „Mikrobiologijos raidos istorija“

Baigė: UBG-09 (A) grupės mokiniai
Gruškovskaja D., Fefelova N.
Patikrino: Kalenova K.Sh.

Ust-Kamenogorskas, 2011 m

Planas:
Įvadas…………………………………………………………………………3

1. MIKROORGANIZMŲ ATRADIMAS…………………………………………………………… …4
2. APRAŠOMASIS (MORFOLOGINIS) MIKROBIOLOGijos RAIDOS LAIKOTARPIS (XVII A. PABAIGA – XIX A. VIDURĖ)……………………..5
2.1.Idėjų apie rūgimo ir irimo procesų prigimtį kūrimas……5
2.2.Idėjų apie infekcinių ligų mikrobinį pobūdį kūrimas……………………………………………………………………………………….7
3. FIZIOLOGINIS LAIKOTARPIS (PASTERIJA) (XIX A. ANTRA PUSĖ)………………………………………………………………………………….8
3.1. Louis Pasteur mokslinė veikla……………………………………………………8
3.2. Mikrobiologijos raida XIX amžiaus antroje pusėje………………………10
4. MIKROBIOLOGIJA XX A. RAIDA………………………………15

Išvada.................................................. ................................................................ ...... 18

Literatūra.............................................................. ...................................................... ...................... 19

ĮVADAS

Mikrobiologija – mokslas, tiriantis mažo dydžio ir plika akimi nematomų organizmų struktūrą, sistematiką, fiziologiją, biochemiją, genetiką ir ekologiją. Šie organizmai vadinami mikroorganizmais arba mikrobais.
Ilgą laiką žmogus gyveno nematomų būtybių apsuptyje, vartojo savo gyvybinės veiklos produktus (pvz., kepdamas duoną iš rūgščios tešlos, ruošdamas vyną ir actą), kentėjo, kai šie padarai sukeldavo ligas ar sugadindavo maisto atsargas, bet. neįtaria jų buvimo. Aš neįtariau, nes nemačiau, ir nemačiau, nes šių mikrosvarbų dydis yra daug žemiau matomumo ribos, kurią gali matyti žmogaus akis. Yra žinoma, kad žmogus, turintis normalų regėjimą optimaliu atstumu (25-30 cm), gali atskirti 0,07-0,08 mm objektą taško pavidalu. Žmogus negali pastebėti mažesnių objektų. Tai lemia jo regėjimo organo struktūrinės ypatybės.
Bandymai įveikti susikurtą natūralų barjerą ir praplėsti žmogaus akies galimybes buvo seniai. Taigi, atliekant archeologinius kasinėjimus Senovės Babilone, buvo rasti abipus išgaubti lęšiai – paprasčiausi optiniai instrumentai. Lęšiai buvo pagaminti iš poliruoto kalnų krištolo. Galime manyti, kad jų išradimu žmogus žengė pirmąjį žingsnį mikropasaulio kelyje.
Tolesnis optinių technologijų tobulinimas prasidėjo XVI–XVII a. ir yra susijęs su astronomijos raida. Tuo metu olandų stiklo šlifuokliai sukūrė pirmuosius teleskopus. Paaiškėjo, kad jei lęšiai išdėstyti kitaip nei teleskope, galite padidinti labai mažus objektus. Tokio tipo mikroskopą 1610 metais sukūrė G. Galilėjus. Mikroskopo išradimas atvėrė naujas galimybes tyrinėti gyvąją gamtą.
Vieną pirmųjų mikroskopų, sudarytą iš dviejų abipus išgaubtų lęšių, kurie padidino maždaug 30 kartų, suprojektavo ir panaudojo augalų struktūrai tirti anglų fizikas ir išradėjas R. Hukas. Ištyręs kamštienos pjūvius, jis atrado taisyklingą medienos audinio ląstelių struktūrą. Vėliau šias ląsteles jis pavadino „ląstelėmis“ ir pavaizdavo knygoje „Mikrografija“. Būtent R. Hooke'as įvedė terminą „ląstelė“, kad apibūdintų tuos struktūrinius vienetus, iš kurių susideda sudėtingas gyvas organizmas. Tolesnis skverbimasis į mikropasaulio paslaptis yra neatsiejamai susijęs su optinių instrumentų tobulėjimu.

1.MIKROORGANIZMŲ ATRADIMAS

Mikroorganizmai buvo atrasti XVII amžiaus pabaigoje, tačiau jų veikla ir net praktinis pritaikymas buvo žinomi daug anksčiau. Pavyzdžiui, alkoholio, pieno rūgšties, acto rūgšties fermentacijos produktai buvo ruošiami ir naudojami seniausiais laikais. Šių produktų naudingumas buvo paaiškintas tuo, kad juose yra „gyva dvasia“. Tačiau mintis apie nematomų būtybių egzistavimą pradėjo kilti nustatant infekcinių ligų priežastis. Taigi Hipokratas (6 a. pr. Kr.), o vėliau Varras (II a.) teigė, kad infekcines ligas sukelia nematomi padarai. Tačiau tik XVI amžiuje italų mokslininkas Giralamo Fracastoro priėjo prie išvados, kad ligos perduodamos iš žmogaus žmogui padedant mažiausioms gyvoms būtybėms, kurioms jis suteikė pavadinimą contagium vivum. Tačiau tokių prielaidų įrodymų nebuvo.
Jei darytume prielaidą, kad mikrobiologija atsirado tuo metu, kai žmogus pamatė pirmuosius mikroorganizmus, tai galime visiškai tiksliai nurodyti mikrobiologijos „gimtadienį“ ir atradėjo vardą. Šis žmogus yra olandas Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), gamintojas iš Delfto. Susidomėjęs linų pluošto sandara, jis sau nublizgino keletą grubių lęšių. Vėliau Leeuwenhoekas susidomėjo šiuo subtiliu ir kruopščiu darbu ir pasiekė puikų tobulumą gamindamas lęšius, kuriuos pavadino „mikroskopija“. Išorėje tai buvo pavieniai abipus išgaubti akiniai, įrėminti iš sidabro arba žalvario, tačiau savo optinėmis savybėmis Leeuwenhoek lęšiai, kurie padidino 200–270 kartų, neturėjo lygių. Norint juos įvertinti, pakanka prisiminti, kad teorinė abipus išgaubto lęšio padidinimo riba yra 250–300 kartų.
Neturėdamas natūralaus išsilavinimo, bet turėdamas natūralų smalsumą, Leeuwenhoekas susidomėjęs žiūrėjo į viską, kas pasitaiko po ranka: tvenkinio vandenį, dantų apnašas, pipirų antpilą, seiles, kraują ir dar daugiau. Nuo 1673 m. Leeuwenhoek pradėjo siųsti savo stebėjimų rezultatus Londono karališkajai draugijai, kurios nariu vėliau buvo išrinktas. Iš viso Leeuwenhoekas parašė daugiau nei 170 laiškų Londono karališkajai draugijai, o vėliau jai paliko 26 savo garsiąją „mikroskopiją“. Štai vieno laiško ištrauka: „1676 m. balandžio 24 d. pažiūrėjau į vandenį pro mikroskopą ir su didžiule nuostaba pamačiau jame daugybę mažų gyvų būtybių. Kai kurios iš jų buvo 3-4 kartus ilgesnės nei plačios, nors ir nebuvo storesnės už utėlės ​​kūną dengiančius plaukelius. Kiti buvo įprastos ovalo formos. Taip pat buvo trečias organizmų tipas – gausiausias – mažytės būtybės su uodegomis. Palyginus šioje ištraukoje pateiktą aprašymą ir Leeuwenhoek disponuojamų lęšių optines galimybes, galime daryti išvadą, kad Leeuwenhoekas pirmasis pamatė bakterijas 1676 m.
Leeuwenhoekas visur atrado mikroorganizmus ir padarė išvadą, kad jį supantis pasaulis buvo tankiai apgyvendintas mikroskopinių gyventojų. Leeuwenhoekas visus matomus mikroorganizmus, įskaitant bakterijas, laikė mažais gyvūnais, kuriuos pavadino „gyvūnais“, ir buvo įsitikinęs, kad jų struktūra taip pat, kaip ir didelių organizmų, t. y. turi virškinimo organus, kojas, uodegas ir kt. ..d.
Leeuwenhoek atradimai buvo tokie netikėti ir net fantastiški, kad beveik 50 vėlesnių metų sukėlė visuotinį nuostabą. Būdamas Olandijoje 1698 m., Petras I aplankė Leeuwenhoeką ir su juo kalbėjosi. Iš šios kelionės Petras I į Rusiją atsivežė mikroskopą, o vėliau, 1716 m., jo rūmų dirbtuvėse buvo pagaminti pirmieji buitiniai mikroskopai.

2. APRAŠYMAS (MORFOLOGINIS) MIKROBIOLOGIJAS RAIDOS LAIKOTARPIS (XVII A. PABAIGA – 19 A. VIDURĖ)

2.1. Idėjų apie rūgimo ir skilimo procesų prigimtį kūrimas

Daugelis mikroorganizmų vykdomų procesų žmogui buvo žinomi nuo neatmenamų laikų. Visų pirma, tai yra puvimas ir fermentacija. Senovės graikų ir romėnų autorių raštuose galima rasti vyno, rūgpienio, duonos gaminimo receptų, liudijančių apie plačiai paplitusią fermentacijos naudojimą kasdieniame gyvenime. Viduramžiais alchemikai neignoravo šių procesų ir tyrinėjo juos kartu su kitomis grynai cheminėmis transformacijomis. Būtent šiuo laikotarpiu buvo bandoma išsiaiškinti rūgimo procesų prigimtį.
Terminą „fermentacija“ („fermentatio“), apibūdinantį procesus, susijusius su dujų išsiskyrimu, pirmą kartą pavartojo olandų alchemikas J.B. van Helmontas (1577-1644). J. van Helmontas atrado panašumų tarp vynuogių sulčių fermentacijos metu susidarančių dujų (anglies dioksido), dujų, išsiskiriančių deginant anglį, ir dujų, kurios atsiranda „pilant actą ant kalkakmenių“, t.y. kai šarmas reaguoja su rūgštimi. Tuo remdamasis J. van Helmontas padarė išvadą, kad visi aukščiau aprašyti cheminiai virsmai yra vienodo pobūdžio. Vėliau fermentacijas pradėta skirti nuo cheminių procesų, lydimų dujų išsiskyrimo, grupės. Medžiagai fermentacijos varomajai jėgai, jos veikliajai medžiagai apibūdinti, buvo vartojamas terminas „fermentas“. Fermentacijos ir puvimo, kaip grynai cheminių procesų, požiūrį 1697 m. suformulavo vokiečių gydytojas ir chemikas G.E. Stalemas (1660-1734). Pagal G. Stahlio idėjas, fermentacija ir puvimas – tai cheminiai virsmai, vykstantys veikiant „fermentinėms“ molekulėms, kurios perduoda jiems būdingą vidinį aktyvų judėjimą fermentuojamo substrato molekulėms, t.y. veikia kaip tam tikras reakcijos katalizatorius. G. Stahl nuomonei apie puvimo ir rūgimo procesų prigimtį visiškai pritarė ir ją gynė vienas didžiausių to meto chemikų J. Liebigas. Tačiau šiam požiūriui pritarė ne visi tyrinėtojai.
Vienas pirmųjų spėlionių apie Leeuwenhoeko aprašytų „rutuliukų“ (mielių) ryšį su rūgimo ir puvimo reiškiniais priklauso prancūzų gamtininkui J.L.L. Buffonas (1707-1788). Prancūzų chemikas A. Lavoisier (1743-1794), kiekybiškai tyrinėjęs cukraus chemines transformacijas alkoholinės fermentacijos metu, labai arti suprato mielių vaidmenį fermentacijos procese. 1793 m. jis rašė: „Pakanka šiek tiek alaus mielių, kad suteiktų pirmąjį impulsą fermentacijai: tada ji tęsiasi savaime. Apie fermento veikimą apskritai papasakosiu kitur“. Tačiau to padaryti jam nepavyko: A. Lavoisier tapo Prancūzijos buržuazinės revoliucijos teroro auka.
Nuo 19 amžiaus 30-ųjų prasidėjo intensyvių mikroskopinių stebėjimų laikotarpis. 1827 metais prancūzų chemikas J. Demasier (1783-1862) aprašė mielių Mycoderma cerevisiae struktūrą, kuri sudaro plėvelę alaus paviršiuje, ir, įsitikinęs, kad tai yra mažiausi gyvūnai, priskyrė juos prie blakstienų. Tačiau J. Demasier darbuose nėra jokių požymių, kad būtų galimas ryšys tarp fermentacijos proceso ir plėvelės, kuri susidaro fermentuojančio skysčio paviršiuje. Po dešimties metų prancūzų botanikas C. Cagnard de Latour (1777-1859) nuodugniai mikroskopu ištyrė alkoholinės fermentacijos metu susidariusias nuosėdas ir padarė išvadą, kad jos susideda iš gyvų būtybių, kurių gyvybinė veikla yra rūgimo priežastis. Beveik tuo pačiu metu vokiečių gamtininkas F. Kützingas (1807-1893), tirdamas acto susidarymą iš alkoholio, atkreipė dėmesį į gleivinę masę, kuri atrodė kaip plėvelė skysčio, kuriame yra alkoholio, paviršiuje. Tyrinėdamas gleivinę, F. Kützingas nustatė, kad ji susideda iš mikroskopinių gyvų organizmų ir yra tiesiogiai susijusi su acto kaupimu aplinkoje. Panašių išvadų padarė ir kitas vokiečių gamtininkas T. Schwannas (1810-1882).
Taigi C. Cagniard de Latour, F. Kützing ir T. Schwann, nepriklausomai vienas nuo kito ir beveik vienu metu, priėjo prie išvados apie fermentacijos procesų ryšį su mikroskopinių gyvų būtybių gyvybine veikla. Pagrindinę šių tyrimų išvadą aiškiai suformulavo F. Kützingas: „Dabar kiekvieną fermentacijos procesą turime vertinti kitaip nei iki šiol chemija. Visas alkoholinės fermentacijos procesas priklauso nuo mielių buvimo, o acto rūgšties fermentacija priklauso nuo acto rūgšties motinos buvimo.
Tačiau trijų mokslininkų išsakytos idėjos apie biologinį fermentacijos „fermento“ pobūdį nebuvo priimtos. Be to, juos griežtai kritikavo fermentacijos fizikinio ir cheminio pobūdžio teorijos šalininkai, kurie apkaltino savo mokslinius priešininkus „išvadų lengvabūdiškumu“ ir jokių įrodymų, patvirtinančių šią „keistą hipotezę“, nebuvimu. Fizikinės ir cheminės fermentacijos procesų prigimties teorija išliko dominuojanti.

2.2.Idėjų apie infekcinių ligų mikrobinį pobūdį kūrimas

Net senovės graikų gydytojas Hipokratas (apie 460–377 m. pr. Kr.) teigė, kad infekcines ligas sukelia nematomos gyvos būtybės. Avicena (apie 980–1037 m.) „Medicinos kanone“ rašė apie „nematomus“ maro, raupų ir kitų ligų sukėlėjus. Panašių minčių galima rasti ir italų gydytojo, astronomo ir poeto G. Fracastro (1478-1553) darbuose.
Rusijos epidemiologas D. S. buvo giliai įsitikinęs, kad infekcines ligas sukelia gyvi mikroskopiniai padarai. Samoilovičius (1744-1805), kuris bandė mikroskopu aptikti maro sukėlėją. Jam nepavyko dėl mikroskopų ir mikroskopinių technologijų netobulumo. Tačiau pagal jo idėją D. S. Samoilovičiaus sukurtos pacientų dezinfekavimo ir izoliavimo priemonės pasirodė esąs labai veiksmingos kovojant su epidemijomis ir tapo plačiai žinomos visame pasaulyje.
Verta paminėti, kad D. Samoilovičiaus amžininkas M. Terekhovskis (1740-1796), pirmasis rusų protistologas-eksperimentatorius, nustatė gyvąją pirmuonių prigimtį ir 1775 m. pirmą kartą pasaulyje pritaikė eksperimentinį mikroorganizmų tyrimo metodą. , nustatantis temperatūros, elektros iškrovų, sublimato, opijaus, rūgščių ir šarmų įtaką jų gyvybingumui. Tyrinėdamas mikroorganizmų judėjimą, augimą ir dauginimąsi griežtai kontroliuojamomis sąlygomis, Terekhovskis pirmasis atkreipė dėmesį į tai, kad prieš dalijimąsi auga ir didėja dydis. Jis taip pat įrodė, kad įvairiuose virintuose skysčiuose (užpiluose) neįmanoma savaime susikurti pirmuonių. Savo pastebėjimus jis išdėstė savo darbe „Apie Linėjaus chaosą“.
1827 metais italų gamtininkas A. Bassi (1773-1856), tirdamas šilkaverpių ligą, atrado ligos perdavimą, kai mikroskopinis grybelis iš sergančio individo pernešamas į sveiką. Taigi A. Bassi pirmasis eksperimentiškai įrodė šios ligos mikrobinį pobūdį. Idėja apie infekcinių ligų mikrobinį pobūdį nebuvo pripažinta ilgą laiką. Vyravo teorija, kad ligų priežastimis buvo laikomi įvairūs cheminių procesų tėkmės organizme sutrikimai.
1846 metais vokiečių anatomas F. Henle (1809-1885) knygoje „Racionalios patologijos vadovas“ aiškiai apibrėžė pagrindinius infekcinių ligų atpažinimo principus. Vėliau F. Henle idėjas, suformuluotas bendra forma (pats F. Henle negalėjo įžvelgti nė vieno žmogaus infekcinių ligų sukėlėjo), R. Kochas eksperimentiškai pagrindė ir į mokslą įėjo pavadinimu „Henle-Koch“. triada“.

3. FIZIOLOGINIS LAIKOTARPIS (PASTERIJA) (XIX A. ANTRA PUSĖ)

3.1. Louis Pasteur mokslinė veikla

Fiziologinio laikotarpio pradžia datuojama 19 amžiaus 60-aisiais ir siejama su iškilaus prancūzų mokslininko, pagal specialybę chemiko Louiso Pasteuro (1822–1895) veikla. Mikrobiologija Pasteurui skolinga ne tik už greitą vystymąsi, bet ir už savo kaip mokslo formavimąsi. Pastero vardas siejamas su didžiausiais atradimais, atnešusiais jam pasaulinę šlovę: fermentacija (1857), spontaniška generacija (1860), vyno ir alaus ligomis (1865), šilkaverpių ligomis (1868), infekcija ir vakcinomis (1881), pasiutligė (1885 m.).
Pasteuras savo mokslinę karjerą pradėjo dirbdamas su kristalografija. Jis atrado, kad perkristalizavus optiškai neaktyvios raceminės rūgšties druskas, susidaro dviejų tipų kristalai. Tirpalas, paruoštas iš vieno tipo kristalų, suka poliarizuotos šviesos plokštumą į dešinę, o iš kito tipo kristalų - į kairę. Pasteur taip pat išsiaiškino, kad pelėsiai, užauginti raceminės vyno rūgšties tirpale, sunaudoja tik vieną izomerinę formą (dešinę sukimosi). Šis pastebėjimas leido Pasteurui padaryti išvadą apie specifinį mikroorganizmų poveikį substratams ir buvo teorinis pagrindas tolesniam mikroorganizmų fiziologijos tyrimui. Pasteur'o pastebėjimai apie žemesnius pelėsius patraukė jo dėmesį į mikroorganizmus apskritai.
1854 m. Pasteur gavo nuolatinio profesoriaus pareigas Lilio universitete. Čia jis pradėjo savo mikrobiologinius tyrimus, padėjusius mikrobiologijos, kaip savarankiškos mokslo disciplinos, pagrindus.
Priežastis pradėti tirti fermentacijos procesus buvo Lilio gamintojo kreipimasis į Pasteur su prašymu padėti išsiaiškinti sistemingų burokėlių sulčių fermentacijos gedimų, gaminant alkoholį, priežastis. Tyrimų rezultatai, paskelbti 1857 metų pabaigoje, neabejotinai įrodė, kad alkoholinės fermentacijos procesas yra tam tikros mikroorganizmų grupės – mielių – gyvybinės veiklos rezultatas ir vyksta sąlygomis, kuriose nėra oro.
Beveik kartu su alkoholinės fermentacijos tyrimu Pasteuras pradėjo tirti pieno fermentaciją ir taip pat parodė, kad tokio tipo fermentaciją sukelia mikroorganizmai, kuriuos jis pavadino „pieno rūgšties mielėmis“. Pasteuras pristatė savo tyrimų rezultatus savo paskelbtuose darbuose „Memuarai apie pieno fermentaciją“.
Išties Pastero tyrimų rezultatai nėra vien nauji moksliniai duomenys, tai drąsus tuomet vyravusios fermentacijos fizikinės ir cheminės prigimties teorijos paneigimas, palaikomas ir ginamas didžiausių to meto mokslo autoritetų: I. Berzelius, E. Mitscherlich, J. Liebig. Pieno rūgšties fermentacija yra paprasčiausias „cheminis“ cukraus molekulės skilimo į dvi triozes procesas, o įrodymas, kad šis skilimas yra susijęs su mikroskopinių organizmų gyvybine veikla, buvo galingas argumentas, patvirtinantis fermentacijos biologinio pobūdžio teoriją.
Antrasis argumentas, patvirtinantis biologinį fermentacijos pobūdį, buvo Pasteur eksperimentinis įrodymas, kad alkoholinę fermentaciją galima atlikti terpėje be baltymų. Remiantis chemine fermentacijos teorija, pastaroji yra „fermento“, kuris yra baltyminės prigimties medžiaga, katalizinio aktyvumo rezultatas.
Sviesto rūgšties fermentacijos tyrimas paskatino Pasteurą padaryti išvadą, kad kai kurių mikroorganizmų gyvybė ne tik gali tęstis, kai nėra laisvo deguonies, bet pastarasis yra jiems kenksmingas. Šių stebėjimų rezultatai buvo paskelbti 1861 m. ataskaitoje „Gyvūnų blakstienėlės, gyvenančios be laisvo deguonies ir sukeliančios fermentaciją“. Neigiamo laisvo deguonies poveikio sviesto rūgšties fermentacijos procesui atradimas, ko gero, buvo paskutinis punktas, visiškai paneigęs fermentacijos cheminės prigimties teoriją, nes būtent deguonis buvo priskirtas junginio, kuris suteikė pirmasis postūmis vidiniam „fermento“ baltymų dalelių judėjimui. Atlikdamas daugybę tyrimų fermentacijos srityje, Pasteuras įtikinamai įrodė cheminės fermentacijos teorijos nenuoseklumą, priversdamas savo oponentus pripažinti savo klaidas. Už savo darbą anaerobiozės srityje 1861 m. Pasteuras gavo Prancūzijos mokslų akademijos premiją ir Londono karališkosios draugijos medalį. Dvidešimties metų tyrimų fermentacijos srityje rezultatus Pasteur apibendrino „Alaus, jo ligų, jų priežasčių, stabilumo būdų tyrimai, taikant naują fermentacijos teoriją“ (1876).
1865 m. Prancūzijos vyriausybė kreipėsi į Pasteurą su prašymu padėti šilkaverpių augintojams, kurie patyrė didelių nuostolių dėl šilkaverpių ligų. Pasteras šiai problemai nagrinėti skyrė apie penkerius metus ir padarė išvadą, kad šilkaverpių ligas sukelia tam tikri mikroorganizmai. Pasteras nuodugniai ištyrė ligos eigą – šilkaverpius ir parengė praktines kovos su liga rekomendacijas: pasiūlė per mikroskopą ieškoti ligos sukėlėjų drugelių ir lėliukių kūnuose, atskirti sergančius individus ir juos sunaikinti ir kt. .
Nustatęs šilkaverpių infekcinių ligų mikrobinį pobūdį, Pasteras priėjo prie minties, kad gyvūnų ir žmonių ligas taip pat sukelia mikroorganizmų įtaka. Pirmasis jo darbas šia kryptimi buvo įrodyti, kad aprašytu laikotarpiu plačiai paplitusią vaikystės karštligę sukėlė tam tikras mikroskopinis patogenas. Pasteuras nustatė karščiavimo sukėlėją, parodė, kad jo priežastis buvo medicinos personalo antiseptikų taisyklių nepaisymas ir sukūrė apsaugos nuo patogeno įsiskverbimo į organizmą metodus.
Tolesnis Pastero darbas infekcinių ligų tyrimo srityje leido jam atrasti vištienos choleros, osteomielito, pūlingų abscesų sukėlėjus ir vieną iš dujinės gangrenos sukėlėjų. Tokiu būdu Pasteuras parodė ir įrodė, kad kiekvieną ligą sukelia konkretus mikroorganizmas.
1879 m., tyrinėdamas vištienos cholerą, Pasteur sukūrė metodą, kaip gauti mikrobų kultūras, kurios praranda galimybę būti ligos sukėlėju, tai yra, praranda virulentiškumą, ir panaudojo šį atradimą, kad apsaugotų organizmą nuo vėlesnės infekcijos. Pastaroji sudarė pagrindą imuniteto teorijai sukurti.
Pasteur sujungė savo infekcinių ligų tyrimą su aktyvios kovos su jomis priemonių kūrimu. Remdamasis susilpnėjusių virulentiškų mikroorganizmų kultūrų, vadinamų „vakcinomis“, gavimo metodika, Pasteur rado būdų, kaip kovoti su juodlige ir pasiutlige. Pasteur vakcinos tapo plačiai paplitusios visame pasaulyje. Įstaigos, kuriose atliekami skiepai nuo pasiutligės, Pastero garbei pavadintos Pastero stotimis.
Pastero darbai buvo įvertinti jo amžininkų ir sulaukė tarptautinio pripažinimo. 1888 m. Paryžiuje Pasteurui buvo pastatytas mokslinių tyrimų institutas, naudojant lėšas, surinktas per tarptautinį abonementą, kuris šiuo metu yra jo vardu. Pasteras buvo pirmasis šio instituto direktorius. L. Pasteur atradimai parodė, koks įvairus, neįprastas ir aktyvus yra plika akimi nematomas mikropasaulis ir kokią didžiulę veiklos sritį atstovauja jo tyrimas.

3.2. Mikrobiologijos raida XIX amžiaus antroje pusėje

Vertindamas XIX amžiaus antrosios pusės mikrobiologijos pasiektas sėkmes, prancūzų tyrinėtojas P. Tennery savo veikale „Istorinis gamtos mokslo raidos eskizas Europoje“ rašė: „Bakteriologinių atradimų akivaizdoje, kitų šalių istorija gamtos mokslai paskutiniais XIX amžiaus dešimtmečiais atrodo kiek blyškesni“.
Mikrobiologijos sėkmė šiuo laikotarpiu yra tiesiogiai susijusi su naujomis idėjomis ir metodologiniais metodais, kuriuos L. Pasteur įvedė į mikrobiologinius tyrimus. Vienas pirmųjų, įvertinusių Pastero atradimų svarbą, buvo anglų chirurgas J. Listeris, jis suprato, kad didelės dalies mirčių po operacijų priežastis yra, pirma, žaizdų užkrėtimas bakterijomis dėl nežinojimo ir, antra, reikalavimų nesilaikymas. su pagrindinėmis antiseptikų taisyklėmis .
Vienas iš medicininės mikrobiologijos pradininkų kartu su Pasteru buvo vokiečių mikrobiologas R. Kochas (1843-1910), tyrinėjęs infekcinių ligų sukėlėjus. Kochas pradėjo savo tyrimus dar būdamas kaimo gydytoju nuo juodligės tyrimo ir 1877 m. paskelbė darbą, skirtą šios ligos sukėlėjui - Bacillus anthracis. Po to Kocho dėmesį patraukė dar viena rimta ir plačiai paplitusi to meto liga – tuberkuliozė. 1882 m. Kochas paskelbė atradęs tuberkuliozės sukėlėją, kuris jo garbei buvo pavadintas „Kocho bacila“. (1905 m. Kochas buvo apdovanotas Nobelio premija už tuberkuliozės tyrimus.) Kochas taip pat atrado choleros sukėlėją 1883 m.
Kochas didelį dėmesį skyrė mikrobiologinių tyrimų metodų kūrimui. Jis sukūrė apšvietimo aparatą, pasiūlė bakterijų mikrofotografavimo metodą, sukūrė bakterijų dažymo anilino dažais būdus ir pasiūlė mikroorganizmų auginimo ant kietų maistinių medžiagų, naudojant želatiną, metodą. Bakterijų gavimas grynųjų kultūrų pavidalu atvėrė naujus būdus nuodugnesniam jų savybių tyrimui ir buvo postūmis tolesnei sparčiai mikrobiologijos raidai. Išskirtos grynosios choleros, tuberkuliozės, difterijos, maro, liaukų ir skilties pneumonijos sukėlėjų kultūros.
Kochas eksperimentiškai pagrindė anksčiau F. Henle iškeltas nuostatas dėl infekcinių ligų atpažinimo, kurios į mokslą pateko pavadinimu „Henle-Koch triada“ (tačiau vėliau paaiškėjo, kad tai taikoma ne visiems infekcijų sukėlėjams).
Rusijos mikrobiologijos pradininkas – L. Cenkovskis (1822-1887). Jo tyrimų objektai buvo mikroskopiniai pirmuonys, dumbliai ir grybai. Jis atrado ir aprašė daugybę pirmuonių, ištyrė jų morfologiją ir vystymosi ciklus. Tai leido jam padaryti išvadą, kad tarp augalų ir gyvūnų pasaulio nėra ryškios ribos. Jis taip pat organizavo vieną pirmųjų Pasteur stočių Rusijoje ir pasiūlė vakciną nuo juodligės („gyva Cenkovskio vakcina“).
I. Mečnikovo (1845-1916) vardas siejamas su naujos mikrobiologijos krypties – imunologijos – raida. Pirmą kartą moksle Mechnikovas sukūrė ir eksperimentiškai patvirtino biologinę imuniteto teoriją, kuri įėjo į istoriją kaip Mechnikovo fagocitų teorija. Ši teorija remiasi ląstelių apsauginių kūno įtaisų idėja. Mechnikovas, atlikdamas eksperimentus su gyvūnais (dafnijomis, jūrų žvaigždžių lervomis), įrodė, kad leukocitai ir kitos mezoderminės kilmės ląstelės turi galimybę užfiksuoti ir suvirškinti svetimas daleles (įskaitant mikrobus), kurios patenka į organizmą. Šis reiškinys, vadinamas fagocitoze, sudarė fagocitinės imuniteto teorijos pagrindą ir sulaukė visuotinio pripažinimo. Toliau plėtodamas iškeltus klausimus, Mechnikovas suformulavo bendrą uždegimo, kaip apsauginės organizmo reakcijos, teoriją ir sukūrė naują imunologijos kryptį – antigeno specifiškumo doktriną. Šiuo metu ji tampa vis svarbesnė plėtojant organų ir audinių transplantacijos problemą bei tiriant vėžio imunologiją.
Svarbiausi Mechnikovo darbai medicinos mikrobiologijos srityje – choleros patogenezės ir į cholerą panašių vibrionų, sifilio, tuberkuliozės, pasikartojančios karštinės biologijos tyrimai. Mechnikovas yra mikrobų antagonizmo doktrinos, kuri buvo antibiotikų terapijos mokslo plėtros pagrindas, įkūrėjas. Mikrobų antagonizmo idėją Mechnikovas panaudojo kurdamas ilgaamžiškumo problemą. Tyrinėdamas kūno senėjimo reiškinį, Mechnikovas padarė išvadą. Kad svarbiausia jo priežastis – lėtinis organizmo apsinuodijimas skilimo produktais, kuriuos storojoje žarnoje gamina puvimo bakterijos.
Praktiškai įdomūs yra ankstyvieji Mechnikovo darbai apie grybo Isaria destructor panaudojimą kovojant su lauko kenkėju – javų vabalu. Jie suteikia pagrindo laikyti Mechnikovą biologinio kovos su žemės ūkio augalų kenkėjais metodo įkūrėju, o šis metodas vis labiau pritaikomas ir populiarėja šiais laikais.
Taigi, I.I. Mechnikovas, puikus rusų biologas, sujungęs eksperimentuotojo, mokytojo ir mokslo žinių skleidėjo savybes, buvo didelės dvasios ir darbo žmogus, kurio aukščiausias apdovanojimas buvo Nobelio premijos įteikimas 1909 m. už fagocitozės tyrimus.
Vienas didžiausių mokslininkų mikrobiologijos srityje yra I. Mechnikovo draugas ir kolega N. F. Gamaleja (1859-1949). Gamaleya visą savo gyvenimą paskyrė infekcinių ligų tyrimams ir kovos su jų sukėlėjais priemonių kūrimui. Gamaleja daug prisidėjo tiriant tuberkuliozę, cholerą ir pasiutligę, 1886 m. kartu su I. Mečnikovu Odesoje suorganizavo pirmąją Pastero stotį, įvedė vakcinaciją nuo pasiutligės. Jis atrado paukščių vibrio – į cholerą panašių paukščių ligų sukėlėją – ir pavadino jį Mechnikovo vibrio Iljos Iljičiaus garbei. Tada buvo gauta vakcina nuo žmogaus choleros.
ir tt................