Vedci mikrobiológovia a ich úspechy. Abstraktné dejiny vývoja mikrobiológie. Vznik vedy mikrobiológie

Zakladateľom ruskej mikrobiológie je L. Tsenkovskij (1822-1887). Predmetom jeho výskumu boli mikroskopické prvoky, riasy a huby. Objavil a opísal veľké množstvo prvokov, študoval ich morfológiu a vývojové cykly. To mu umožnilo dospieť k záveru, že medzi svetom rastlín a zvierat neexistuje ostrá hranica. Zorganizoval tiež jednu z prvých Pasteurových staníc v Rusku a navrhol vakcínu proti antraxu („živá vakcína Tsenkovského“).

Meno I. Mečnikova (1845-1916) sa spája s rozvojom nového smeru v mikrobiológii – imunológie. Po prvýkrát vo vede Mechnikov vyvinul a experimentálne potvrdil biologickú teóriu imunity, ktorá vošla do histórie ako Mechnikovova fagocytárna teória. Táto teória je založená na myšlienke bunkových ochranných zariadení tela. Mečnikov pri pokusoch na zvieratách (dafnie, larvy hviezdice) dokázal, že leukocyty a iné bunky mezodermálneho pôvodu majú schopnosť zachytávať a tráviť cudzie častice (vrátane mikróbov), ktoré vstupujú do tela. Tento jav, nazývaný fagocytóza, vytvoril základ fagocytárnej teórie imunity a získal všeobecné uznanie. Mečnikov ďalej rozvíjal nastolené otázky a formuloval všeobecnú teóriu zápalu ako ochrannej reakcie tela a vytvoril nový smer v imunológii - doktrínu antigénovej špecifickosti. V súčasnosti nadobúda čoraz väčší význam v súvislosti s rozvojom problematiky transplantácií orgánov a tkanív a so štúdiom nádorovej imunológie.

Medzi najvýznamnejšie Mečnikovove práce v oblasti lekárskej mikrobiológie patria štúdie patogenézy cholery a biológie cholery podobných vibri, syfilisu, tuberkulózy a recidivujúcej horúčky. Mechnikov je zakladateľom doktríny mikrobiálneho antagonizmu, ktorá slúžila ako základ pre rozvoj vedy o antibiotickej terapii. Myšlienku mikrobiálneho antagonizmu použil Mechnikov pri vývoji problému dlhovekosti. Pri štúdiu fenoménu starnutia tela Mechnikov dospel k záveru. Že jeho najvýznamnejšou príčinou je chronická otrava organizmu hnilobnými produktmi, ktoré v hrubom čreve produkujú hnilobné baktérie.

Prakticky zaujímavé sú Mečnikovove rané práce o využití huby Isaria destructor na boj proti poľnému škodcovi - obilnému chrobákovi. Dávajú dôvod považovať Mečnikova za zakladateľa biologickej metódy boja proti škodcom poľnohospodárskych rastlín, metódy, ktorá v súčasnosti nachádza čoraz väčšie uplatnenie a popularitu. Takže I.I. Mečnikov, vynikajúci ruský biológ, ktorý spájal kvality experimentátora, učiteľa a propagátora vedeckého poznania, bol človekom veľkého ducha a práce, ktorého najvyšším ocenením bolo udelenie Nobelovej ceny v roku 1909 za výskum fagocytózy. Rozvoj mikrobiológie u nás je úzko spätý aj s menom najväčšieho vedca, priateľa a kolegu I. Mečnikova, N.F. Gamaleya (1859-1949). Gamaleya zasvätil celý svoj život štúdiu infekčných chorôb a vývoju opatrení na boj proti ich patogénom. Gamaleya zásadne prispel k štúdiu tuberkulózy, cholery a besnoty, v roku 1886 spolu s I. Mečnikovom zorganizoval prvú Pasteurovu stanicu v Odese a zaviedol do praxe očkovanie proti besnote. Objavil vtáčie vibrio – pôvodcu cholery podobnej choroby u vtákov – a na počesť Iľju Iľjiča ho pomenoval Mečnikov vibrio. Potom bola získaná vakcína proti ľudskej cholere.

Gamaleya venoval veľkú pozornosť aj epidemiológii infekčných chorôb. Bol významným odborníkom v oblasti imunológie. Po vyvinutí originálneho spôsobu výroby vakcíny proti kiahňam najprv navrhol myšlienku izolácie najkompletnejších antigénov z baktérií a ich použitie na prípravu takzvaných chemických vakcín. Gamaleya ako prvý pozoroval a opísal fenomén spontánnej lýzy baktérií pod vplyvom v tom čase neznámeho agens – bakteriofága. Preto je Gamaleya považovaný nielen za jedného zo zakladateľov lekárskej mikrobiológie, ale aj imunológie a virológie.

S.N.Vinogradsky, V.L. Omelyansky, B.L. Isachenko, D.I. Ivanovský, G.A. Nadson, ktorí boli zakladateľmi určitých smerov vo všeobecnej mikrobiológii. Vznik napríklad náuky o ekológii pôdnych mikroorganizmov je nerozlučne spätý s menom ruského bádateľa S. Vinogradského (1856-1953). Winogradsky tiež veľmi prispel k poznaniu fyziologickej rozmanitosti mikrobiálneho sveta. Uskutočnil klasické práce o fyziológii sírnych baktérií a železitých baktérií, ktorých výsledkom bol objav chemosyntézy v baktériách – najväčší objav 19. storočia.

S. Winogradsky dokázal, že existujú baktérie, ktoré nezávisle syntetizujú organickú hmotu, využívajúc energiu oxidácie minerálnych zlúčenín (sírovodík, amoniak) a oxidu uhličitého atď. To znamená, že bol objavený nový typ výživy mikroorganizmov - autotrofizmus.

Winogradského stálou požiadavkou bolo študovať mikroorganizmy v ich prirodzenom prostredí alebo podmienkach čo najbližšie k prirodzeným. Podľa tohto princípu vyvinul jednoduché a originálne metódy na štúdium pôdnych mikroorganizmov. Všeobecne uznávanou a široko používanou sa stala metóda elektívnych (selektívnych) médií, ktorá umožňuje izolovať množstvo nových mikroorganizmov z prírodného prostredia a určiť ich úlohu v kolobehu látok.

S. Winogradsky publikoval viac ako 300 vedeckých prác o ekológii a fyziológii pôdnych mikroorganizmov. Právom je považovaný za otca pôdnej mikrobiológie. Jedným z vynikajúcich zakladateľov ruskej mikrobiológie by mal byť aj študent S. Vinogradského V.L. Omalyansky (1867-1928). Bol nielen pozoruhodným vedcom, ale aj talentovaným učiteľom a popularizátorom výdobytkov mikrobiológie. V. Omeljanskij mal podobne ako Pasteur hlboké znalosti v oblasti chémie, ktoré tvorili základ pre jeho a ekologické štúdium mikroorganizmov. Spektrum vedeckých záujmov V. Omeljanského je veľmi široké, no hlavný smer jeho výskumu súvisí so štúdiom kolobehu látok v prírode, v ktorom prisúdil významnú úlohu mikroorganizmom. Pri štúdiu procesov rozkladu organickej hmoty ako prvý izoloval baktérie rozkladajúce celulózu, opísal ich fyziológiu a chémiu samotného procesu.

Omelyansky hlboko a komplexne študoval mikroorganizmy zapojené do cyklu dusíka, najmä voľne žijúce fixátory dusíka a nitrifikátory. Jedna z najnovších prác Omelyanského „Úloha mikroorganizmov pri zvetrávaní hornín“ patrí do novej oblasti výskumu. Táto práca vytvorila základ geologickej mikrobiológie.

Omeljanského veľkou zásluhou je vytvorenie prvej ruskej učebnice „Základy mikrobiológie“, ktorá vyšla v roku 1909 a prešla 9 vydaniami. Omelyansky v ňom zhrnul výsledky mikrobiologického výskumu a uviedol všeobecné diagramy kolobehu v prírode jednotlivých prvkov vrátane dusíka, uhlíka, síry a železa. Po desaťročia bola táto učebnica referenčnou knihou pre odborníkov.

Ekologický smer v mikrobiológii úspešne rozvinul B.L. Isačenko (1871-1948). Práce v oblasti vodnej mikrobiológie sa stali všeobecne známymi. Ako prvý študoval distribúciu mikroorganizmov v Severnom ľadovom oceáne a poukázal na ich dôležitú úlohu v geologických procesoch a v obehu látok vo vodných útvaroch.

D.I. významne prispel k rozvoju domácej a svetovej mikrobiológie. Ivanovský (1864-1920), ktorý v roku 1892 objavil rastlinné vírusy a položil tak základ novej vede - virológii. Anglický virológ N. Pirie zdôraznil dôležitosť Ivanovského výskumu a napísal: „Obrovský význam Ivanovského objavu pre teoretickú prírodnú vedu spočíva v tom, že objavil novú formu existencie proteínových teliesok.“ Ivanovského myšlienky zohrali rozhodujúcu úlohu v následných brilantných úspechoch virológie, v dôsledku ktorých boli objavení pôvodcovia väčšiny vírusových ochorení ľudí, zvierat, rastlín a mikroorganizmov. Podľa záveru amerického virológa Stanleyho treba meno Ivanovského vo virológii posudzovať v rovnakom svetle ako mená Pasteura a Kocha v mikrobiológii.

10. Sférické tvary(koky) - guľovité baktérie s veľkosťou 0,5 - 1,0 mikrónu; Podľa vzájomného usporiadania buniek sa rozlišujú mikrokoky, diplokoky, streptokoky, tetrakoky, sarcina a stafylokoky.

Mikrokoky (lat. malé) - samostatne umiestnené bunky alebo vo forme „balíkov“.

Diplokoky (lat. double) – sú usporiadané do párov, keďže bunky sa po delení neoddelia.

Streptokoky (z gréckeho streptos - reťazec) sú bunky okrúhleho alebo podlhovastého tvaru, ktoré tvoria reťazec v dôsledku delenia buniek v rovnakej rovine a udržiavania spojenia medzi nimi v mieste delenia.

Sarciny (z lat. sarcina – zväzok, bal) – sú usporiadané do podoby balíčkov po 8 a viacerých kokoch, keďže vznikajú pri delení buniek v troch na seba kolmých rovinách.

Stafylokoky (z gréckeho staphyle - strapec hrozna) sú koky nachádzajúce sa vo forme strapca v dôsledku delenia v rôznych rovinách.

Baktérie v tvare tyčiniek sa líšia veľkosťou, tvarom zakončení buniek a vzájomným usporiadaním buniek. Dĺžka bunky sa pohybuje od 1,0 do 8,0, hrúbka od 0,5 do 2,0 um. Tyčinky môžu mať pravidelný (E. coli) alebo nepravidelný tvar (korynebaktérie), vrátane rozvetvených, ako sú aktinomycéty. Mierne zakrivené tyčinky sa nazývajú vibriá (Vibrio cholerae). Väčšina baktérií v tvare tyčinky je usporiadaná náhodne, pretože bunky sa po rozdelení od seba vzdialia.

Elementárne telieska vstupujú do epitelovej bunky endocytózou s tvorbou intracelulárnej vakuoly. Vo vnútri bunky sa zväčšujú a premieňajú na deliace sa retikulárne telieska, vytvárajúce zhluky vo vakuolách (inklúzie). Elementárne telieska sú tvorené z retikulárnych teliesok, ktoré opúšťajú bunky exocytózou alebo bunkovou lýzou.

Mykoplazmy sú malé baktérie (0,15 - 1,0 µm), obklopené cytoplazmatickou membránou a bez bunkovej steny. V dôsledku absencie bunkovej steny sú mykoplazmy osmoticky citlivé. Majú rôzne tvary: kokoidné, vláknité, v tvare banky. Tieto formy sú viditeľné pod mikroskopiou s fázovým kontrastom čistých kultúr mykoplaziem. Patogénne mykoplazmy spôsobujú chronické infekcie - mykoplazmózu.

Aktinomycéty sú rozvetvené, vláknité alebo tyčinkovité grampozitívne baktérie. Dostali svoje meno (z gréckeho actis - lúč, mykes - huba) v dôsledku tvorby drúz v postihnutých tkanivách - granúl tesne prepletených nití vo forme lúčov vyčnievajúcich zo stredu a končiacich zhrubnutiami v tvare banky. Aktinomycéty sa môžu deliť fragmentáciou mycélia na bunky podobné tyčinkovitým a kokoidným baktériám. Na vzdušných hýfach aktinomycét sa môžu vytvárať spóry, ktoré slúžia na rozmnožovanie. Spóry aktinomycét zvyčajne nie sú odolné voči teplu.

Spoločnú fylogenetickú vetvu s aktinomycétami tvoria takzvané nokardiformné (nokardioformné) aktinomycéty - kolektívna skupina tyčinkovitých baktérií nepravidelného tvaru. Ich jednotliví zástupcovia tvoria rozvetvené formy. Patria sem baktérie rodov Corynebacterium, bdycobacterium, Hocardia atď.

Aktinomycéty podobné Nocardi sa vyznačujú prítomnosťou cukrov arabinózy, galaktózy, ako aj mykolových kyselín a veľkého množstva mastných kyselín v bunkovej stene. Kyseliny mykolové a lipidy bunkovej steny určujú odolnosť baktérií voči kyselinám, najmä mykobaktérií tuberkulózy a lepry (pri farbení podľa Ziehla-Neelsena sú červené a baktérie a tkanivové prvky nerezistentné voči kyselinám, spútum sú modré).

Svinuté formy sú špirálovité baktérie, napríklad spirilla, ktoré majú vzhľad stočených buniek v tvare vývrtky. Patogénna spirilla zahŕňa pôvodcu sodoku (choroba uhryznutia potkanom). Medzi spletité patria aj Campylobacter, Helicobacter, ktoré majú krivky ako krídlo lietajúcej čajky; baktérie ako spirochéty sú im tiež blízke.

Spirochety sú tenké, dlhé, stočené (špirálovité) baktérie, ktoré sa líšia od spirillum svojou pohyblivosťou v dôsledku ohybových zmien v bunkách. Spirochety majú vonkajšiu membránovú bunkovú stenu obklopujúcu protoplazmatický valec s cytoplazmatickou membránou. Pod vonkajšou membránou bunkovej steny (v periplazme) sa nachádzajú periplazmatické vlákna (bičíky), ktoré akoby sa krútili okolo protoplazmatického valca spirochéty, dávajú jej špirálovitý tvar (primárne kučery spirochéty). Fibrily sú pripojené ku koncom bunky a smerujú k sebe. Druhý koniec fibríl je voľný. Počet a usporiadanie fibríl sa medzi druhmi líši. Fibrily sa podieľajú na pohybe spirochét, dávajú bunkám rotačný, ohýbací a translačný pohyb. V tomto prípade spirochéty tvoria slučky, kučery a ohyby, ktoré sa nazývajú sekundárne kučery.

Spirochety nevnímajú dobre farbivá. Farbia sa metódou Romanovského-Giemsu alebo postriebrením a v živom stave sa skúmajú pomocou jednokontrastnej mikroskopie alebo mikroskopie v tmavom poli.

Leptospiry (rod Leptospira) majú plytké a časté kučery - vo forme skrúteného lana. Konce týchto spirochét sú zakrivené ako háčiky so zhrubnutím na koncoch. Vytvárajú sekundárne kučery a nadobúdajú tvar písmen S alebo C; majú 2 axiálne závity. Patogénny zástupca L. interrogates spôsobuje leptospirózu.

Priemerná veľkosť baktérií je 0,5-5 mikrónov. Escherichia coli má napríklad rozmery 0,3-1 x 1-6 mikrónov, Staphylococcus aureus má priemer 0,5-1 mikrónu, Bacillus subtilis 0,75 x 2-3 mikróny. Najväčšou známou baktériou je Thiomargarita namibiensis, dosahujúca veľkosť 750 mikrónov (0,75 mm). Druhým je Epulopiscium fishelsoni, ktorý má priemer 80 mikrónov a dĺžku až 700 mikrónov a žije v tráviacom trakte chirurgickej ryby Acanthurus nigrofuscus. Achromatium oxaliferum dosahuje veľkosti 33 x 100 mikrónov, Beggiatoa alba - 10 x 50 mikrónov. Spirochety môžu rásť až do dĺžky 250 µm s hrúbkou 0,7 µm. Baktérie zároveň zahŕňajú najmenšie organizmy s bunkovou štruktúrou. Mycoplasma mycoides má veľkosť 0,1 – 0,25 mikrónov, čo je podobná veľkosť veľkých vírusov, ako sú tabaková mozaika, kravské kiahne alebo chrípka. Podľa teoretických výpočtov sa sférická bunka s priemerom menším ako 0,15-0,20 mikrónov stáva neschopnou samostatnej reprodukcie, pretože fyzicky neobsahuje všetky potrebné biopolyméry a štruktúry v dostatočnom množstve.

Boli však opísané nanobaktérie, ktoré sú menšie ako „prijateľná“ veľkosť a sú veľmi odlišné od bežných baktérií. Na rozdiel od vírusov sú schopné samostatného rastu a reprodukcie (extrémne pomalé). Zatiaľ sú málo skúmané, spochybňuje sa ich živá povaha.

Pri lineárnom zvyšovaní polomeru bunky sa jej povrch zväčšuje v pomere k druhej mocnine polomeru a jej objem v pomere ku kocke, preto je u malých organizmov pomer povrchu k objemu vyšší ako u väčších, čo pre prvých znamená aktívnejšiu výmenu látok s okolím. Metabolická aktivita, meraná rôznymi ukazovateľmi, na jednotku biomasy je vyššia v malých formách ako vo veľkých. Preto malé veľkosti aj pre mikroorganizmy poskytujú baktériám a archaeám výhody v rýchlosti rastu a reprodukcie v porovnaní so zložitejšími eukaryotmi a určujú ich dôležitú ekologickú úlohu.

11. Všeobecná schéma štruktúry bakteriálnej bunky je znázornená na obrázku 2. Vnútorná organizácia bakteriálnej bunky je zložitá. Každá systematická skupina mikroorganizmov má svoje špecifické štrukturálne znaky.

Bunková stena. Bakteriálna bunka je pokrytá hustou membránou. Táto povrchová vrstva, nachádzajúca sa mimo cytoplazmatickej membrány, sa nazýva bunková stena (obr. 2, 14). Stena plní ochranné a podporné funkcie a tiež dáva bunke trvalý, charakteristický tvar (napríklad tvar tyče alebo kokusu) a predstavuje vonkajšiu kostru bunky. Táto hustá škrupina robí baktérie podobné rastlinným bunkám, čo ich odlišuje od živočíšnych buniek, ktoré majú mäkké škrupiny. Vo vnútri bakteriálnej bunky je osmotický tlak niekoľkonásobne, niekedy aj desaťnásobne vyšší ako vo vonkajšom prostredí. Preto by bunka rýchlo praskla, ak by nebola chránená takou hustou, tuhou štruktúrou, akou je bunková stena.

Hrúbka bunkovej steny je 0,01-0,04 mikrónov. Tvorí od 10 do 50 % sušiny baktérií. Množstvo materiálu, ktorý tvorí bunkovú stenu, sa počas rastu baktérií mení a zvyčajne sa zvyšuje s vekom.

Hlavnou štrukturálnou zložkou stien, základom ich tuhej štruktúry u takmer všetkých doteraz študovaných baktérií, je mureín (glykopeptid, mukopeptid). Ide o organickú zlúčeninu komplexnej štruktúry, ktorá zahŕňa cukry nesúce dusík - aminocukry a 4-5 aminokyselín. Aminokyseliny bunkovej steny majú navyše nezvyčajný tvar (D-stereoizoméry), ktorý sa v prírode vyskytuje len zriedka.

Jednotlivé časti bunkovej steny, jej zložky, tvoria komplexnú, pevnú štruktúru.

Pomocou metódy farbenia, ktorú prvýkrát navrhol v roku 1884 Christian Gram, možno baktérie rozdeliť do dvoch skupín: gram-pozitívne a gram-negatívne. Gram-pozitívne organizmy sú schopné viazať niektoré anilínové farbivá, ako je kryštálová violeť, a po ošetrení jódom a následne alkoholom (alebo acetónom) si zachovajú komplex jód-farbivo. Tie isté baktérie, v ktorých je tento komplex zničený pod vplyvom etylalkoholu (bunky sa odfarbia), sú klasifikované ako gramnegatívne.

Chemické zloženie bunkových stien grampozitívnych a gramnegatívnych baktérií je odlišné.

V grampozitívnych baktériách zloženie bunkových stien zahŕňa okrem mukopeptidov aj polysacharidy (komplexné, vysokomolekulárne cukry), teichoové kyseliny (komplexné zlúčeniny v zložení a štruktúre, pozostávajúce z cukrov, alkoholov, aminokyselín a kyseliny fosforečnej). ). Polysacharidy a kyseliny teichoové sú spojené s kostrou steny - mureínom. Akú štruktúru tvoria tieto zložky bunkovej steny grampozitívnych baktérií, zatiaľ nevieme. Pomocou elektronických fotografií tenkých rezov (vrstvenie) sa v stenách nezistili žiadne grampozitívne baktérie. Pravdepodobne sú všetky tieto látky veľmi úzko prepojené.

Steny gramnegatívnych baktérií sú komplexnejšie v chemickom zložení, obsahujú značné množstvo lipidov (tukov) spojených s bielkovinami a cukrami do komplexných komplexov - lipoproteínov a lipopolysacharidov. Vo všeobecnosti je v bunkových stenách gramnegatívnych baktérií menej mureínu ako v grampozitívnych baktériách. Štruktúra steny gramnegatívnych baktérií je tiež zložitejšia. Pomocou elektrónového mikroskopu sa zistilo, že steny týchto baktérií sú viacvrstvové (obr. 6).

Vnútornú vrstvu tvorí mureín. Nad tým je širšia vrstva voľne zabalených molekúl bielkovín. Táto vrstva je zase pokrytá vrstvou lipopolysacharidu. Najvyššiu vrstvu tvoria lipoproteíny.

Bunková stena je priepustná: cez ňu živiny voľne prechádzajú do bunky a metabolické produkty odchádzajú do prostredia. Veľké molekuly s vysokou molekulovou hmotnosťou neprechádzajú cez obal.

Kapsula. Bunková stena mnohých baktérií je zvrchu obklopená vrstvou slizničného materiálu – kapsulou (obr. 7). Hrúbka kapsuly môže byť mnohonásobne väčšia ako priemer samotnej bunky a niekedy je taká tenká, že ju možno vidieť len cez elektrónový mikroskop – mikrokapsulu.

Kapsula nie je podstatnou súčasťou bunky, vzniká v závislosti od podmienok, v ktorých sa baktérie nachádzajú. Slúži ako ochranný obal bunky a podieľa sa na metabolizme vody, chráni bunku pred vysychaním.

Chemickým zložením kapsúl sú najčastejšie polysacharidy. Niekedy pozostávajú z glykoproteínov (komplexné komplexy cukrov a bielkovín) a polypeptidov (rod Bacillus), v zriedkavých prípadoch z vlákniny (rod Acetobacter).

Slizovité látky vylučované do substrátu niektorými baktériami spôsobujú napríklad hlienovo-vláknitú konzistenciu pokazeného mlieka a piva.

Cytoplazma. Celý obsah bunky, s výnimkou jadra a bunkovej steny, sa nazýva cytoplazma. Kvapalná, bezštruktúrna fáza cytoplazmy (matrix) obsahuje ribozómy, membránové systémy, mitochondrie, plastidy a iné štruktúry, ako aj rezervné živiny. Cytoplazma má mimoriadne zložitú, jemnú štruktúru (vrstevnatú, zrnitú). Pomocou elektrónového mikroskopu bolo odhalených veľa zaujímavých detailov bunkovej štruktúry.

Vonkajšia lipoprotoidná vrstva bakteriálneho protoplastu, ktorá má špeciálne fyzikálne a chemické vlastnosti, sa nazýva cytoplazmatická membrána (obr. 2, 15).

Vo vnútri cytoplazmy sú všetky životne dôležité štruktúry a organely.

Veľmi dôležitú úlohu zohráva cytoplazmatická membrána – reguluje vstup látok do bunky a uvoľňovanie produktov látkovej premeny smerom von.

Cez membránu môžu živiny vstúpiť do bunky v dôsledku aktívneho biochemického procesu zahŕňajúceho enzýmy. Okrem toho v membráne dochádza k syntéze niektorých bunkových zložiek, najmä zložiek bunkovej steny a puzdra. Napokon cytoplazmatická membrána obsahuje najdôležitejšie enzýmy (biologické katalyzátory). Usporiadané usporiadanie enzýmov na membránach umožňuje regulovať ich aktivitu a zabrániť deštrukcii niektorých enzýmov inými. S membránou sú spojené ribozómy – štruktúrne častice, na ktorých sa syntetizuje proteín. Membrána pozostáva z lipoproteínov. Je dostatočne pevná a dokáže zabezpečiť dočasnú existenciu bunky bez obalu. Cytoplazmatická membrána tvorí až 20 % suchej hmoty bunky.

Medzi plazmatickou membránou a bunkovou stenou existuje spojenie vo forme desmóz – mostíkov. Z cytoplazmatickej membrány často vznikajú invaginácie – invaginácie do bunky. Tieto invaginácie tvoria špeciálne membránové štruktúry v cytoplazme nazývané mezozómy. Niektoré typy mezozómov sú telá oddelené od cytoplazmy vlastnou membránou. Vo vnútri týchto membránových vakov je zabalených množstvo vezikúl a tubulov (obr. 2). Tieto štruktúry vykonávajú v baktériách rôzne funkcie. Niektoré z týchto štruktúr sú analógmi mitochondrií. Iné vykonávajú funkcie endoplazmatického retikula alebo Golgiho aparátu. Invagináciou cytoplazmatickej membrány vzniká aj fotosyntetický aparát baktérií. Po invaginácii cytoplazmy membrána pokračuje v raste a vytvára stohy (tabuľka 30), ktoré sa analogicky s granulami rastlinných chloroplastov nazývajú tylakoidné stohy. V týchto membránach, ktoré často vypĺňajú väčšinu cytoplazmy bakteriálnej bunky, sú lokalizované pigmenty (bakteriochlorofyl, karotenoidy) a enzýmy (cytochrómy), ktoré vykonávajú proces fotosyntézy.

Cytoplazma baktérií obsahuje ribozómy, častice syntetizujúce proteíny s priemerom 200A. V klietke je ich viac ako tisíc. Ribozómy pozostávajú z RNA a proteínu. V baktériách je veľa ribozómov voľne umiestnených v cytoplazme, niektoré z nich môžu byť spojené s membránami.

Ribozómy sú centrá syntézy bielkovín v bunke. Zároveň sa často navzájom spájajú a vytvárajú agregáty nazývané polyribozómy alebo polyzómy.

Cytoplazma bakteriálnych buniek často obsahuje granuly rôznych tvarov a veľkostí. Ich prítomnosť však nemožno považovať za nejaký trvalý znak mikroorganizmu, zvyčajne do značnej miery súvisí s fyzikálnymi a chemickými podmienkami prostredia. Mnohé cytoplazmatické inklúzie sú zložené zo zlúčenín, ktoré slúžia ako zdroj energie a uhlíka. Tieto rezervné látky sa tvoria pri dostatočnom zásobení organizmu živinami a naopak sa využívajú vtedy, keď sa organizmus nachádza vo výživovo menej priaznivých podmienkach.

V mnohých baktériách sa granuly skladajú zo škrobu alebo iných polysacharidov - glykogénu a granulózy. Niektoré baktérie, keď rastú v médiu bohatom na cukor, majú vo vnútri bunky kvapôčky tuku. Ďalším rozšíreným typom zrnitých inklúzií je volutín (granule metachromatínu). Tieto granuly pozostávajú z polymetafosfátu (rezervná látka obsahujúca zvyšky kyseliny fosforečnej). Polymetafosfát slúži ako zdroj fosfátových skupín a energie pre telo. Baktérie majú väčšiu pravdepodobnosť akumulácie volutínu za neobvyklých nutričných podmienok, ako sú médiá bez obsahu síry. V cytoplazme niektorých sírnych baktérií sú kvapky síry.

Okrem rôznych štruktúrnych zložiek sa cytoplazma skladá z kvapalnej časti - rozpustnej frakcie. Obsahuje bielkoviny, rôzne enzýmy, t-RNA, niektoré pigmenty a zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou – cukry, aminokyseliny.

V dôsledku prítomnosti nízkomolekulárnych zlúčenín v cytoplazme vzniká rozdiel v osmotickom tlaku bunkového obsahu a vonkajšieho prostredia, pričom tento tlak môže byť pre rôzne mikroorganizmy rôzny. Najvyšší osmotický tlak je pozorovaný u grampozitívnych baktérií - 30 atm, u gramnegatívnych baktérií je oveľa nižší - 4-8 atm.

Jadrový aparát. Jadrová látka, kyselina deoxyribonukleová (DNA), je lokalizovaná v centrálnej časti bunky.

Baktérie nemajú také jadro ako vyššie organizmy (eukaryoty), ale majú svoj analóg – „jadrový ekvivalent“ – nukleoid (pozri obr. 2, 8), ktorý je evolučne primitívnejšou formou organizácie jadrovej hmoty. Mikroorganizmy, ktoré nemajú skutočné jadro, ale majú jeho analóg, sú klasifikované ako prokaryoty. Všetky baktérie sú prokaryoty. V bunkách väčšiny baktérií je väčšina DNA sústredená na jednom alebo viacerých miestach. V eukaryotických bunkách sa DNA nachádza v špecifickej štruktúre – jadre. Jadro je obklopené membránou.

V baktériách je DNA zbalená menej pevne, na rozdiel od skutočných jadier; Nukleoid nemá membránu, jadierko ani sadu chromozómov. Bakteriálna DNA nie je spojená s hlavnými proteínmi – histónmi – a nachádza sa v nukleoide vo forme zväzku fibríl.

Flagella. Niektoré baktérie majú na povrchu štruktúry príveskov; Najrozšírenejšie z nich sú bičíky - orgány pohybu baktérií.

Bičík je ukotvený pod cytoplazmatickou membránou pomocou dvoch párov diskov. Baktérie môžu mať jeden, dva alebo veľa bičíkov. Ich umiestnenie je rôzne: na jednom konci bunky, na dvoch, po celej ploche atď. (obr. 9). Bakteriálne bičíky majú priemer 0,01-0,03 mikrónov, ich dĺžka môže byť mnohonásobne väčšia ako dĺžka bunky. Bakteriálne bičíky pozostávajú z proteínu - bičíka - a sú to skrútené špirálové vlákna.

23 Enzýmy alebo enzýmy (z lat.fermentum, grécky ζύμη, ἔνζυμον - kvas) - zvyčajne bielkovinové molekuly alebo molekuly RNA (ribozýmy) alebo ich komplexy, ktoré urýchľujú (katalyzujú) chemické reakcie v živých systémoch. Reaktanty v enzýmovo katalyzovanej reakcii sa nazývajú substráty a výsledné látky sa nazývajú produkty. Enzýmy sú substrátovo špecifické (ATPáza katalyzuje rozklad iba ATP a fosforyláza kináza fosforyluje iba fosforylázu). Aktivitu enzýmov možno regulovať aktivátormi a inhibítormi (aktivátory pribúdajú, inhibítory ubúdajú) Na ribozómoch sa syntetizujú proteínové enzýmy, v jadre sa syntetizuje RNA.

Funkcie enzýmov

Enzýmy sú prítomné vo všetkých živých bunkách a pomáhajú premieňať niektoré látky (substráty) na iné (produkty). Enzýmy pôsobia ako katalyzátory takmer vo všetkých biochemických reakciách prebiehajúcich v živých organizmoch – katalyzujú viac ako 4000 rôznych biochemických reakcií. Enzýmy hrajú dôležitú úlohu vo všetkých životných procesoch, usmerňujú a regulujú metabolizmus tela.

Ako všetky katalyzátory, aj enzýmy urýchľujú dopredné aj spätné reakcie, čím znižujú aktivačnú energiu procesu. V tomto prípade sa chemická rovnováha neposúva dopredu ani dozadu. Charakteristickým znakom enzýmov v porovnaní s neproteínovými katalyzátormi je ich vysoká špecifickosť - väzbová konštanta niektorých substrátov na proteín môže dosiahnuť 10-10 mol/l alebo menej. Každá molekula enzýmu je schopná vykonať niekoľko tisíc až niekoľko miliónov „operácií“ za sekundu. Napríklad jedna molekula enzýmu renín, ktorý sa nachádza v žalúdočnej sliznici teľaťa, zrazí za 10 minút pri teplote 37 °C asi 10 6 molekúl mliečneho kazeinogénu. Okrem toho je účinnosť enzýmov oveľa vyššia ako účinnosť neproteínových katalyzátorov - enzýmy zrýchľujú reakcie milióny a miliardy krát, neproteínové katalyzátory - stovky a tisíce krát. Pozri tiež Katalyticky dokonalý enzým

ZÁKLADNÉ VLASTNOSTI ENZÝMOV

Enzýmy, ktoré sú proteínmi, majú množstvo vlastností charakteristických pre túto triedu organických zlúčenín, ktoré sa líšia od vlastností anorganických katalyzátorov.

Tepelná labilita enzýmov. Rýchlosť chemických reakcií závisí od teploty, takže enzýmom katalyzované reakcie sú citlivé aj na zmeny teploty. Zistilo sa, že rýchlosť väčšiny biochemických reakcií sa zvyšuje 2-krát so zvýšením teploty o 10 °C a naopak klesá 2-krát so znížením teploty o 10 °C. Tento ukazovateľ sa nazýva teplotný koeficient. V dôsledku proteínovej povahy enzýmu však tepelná denaturácia so zvyšujúcou sa teplotou zníži účinnú koncentráciu enzýmu so zodpovedajúcim znížením rýchlosti reakcie. Pri teplote nepresahujúcej 45–50 °C sa teda rýchlosť reakcie zvyšuje podľa teórie chemickej kinetiky. Pri teplotách nad 50°C začína mať veľký vplyv na rýchlosť reakcie tepelná denaturácia enzýmového proteínu, čo vedie k úplnému zastaveniu enzymatického procesu (obr. 4.16).

Termolabilita alebo citlivosť na zvýšenú teplotu je teda jednou z charakteristických vlastností enzýmov, ktorá ich výrazne odlišuje od anorganických katalyzátorov. V prítomnosti posledne menovaného sa rýchlosť reakcie zvyšuje exponenciálne so zvyšujúcou sa teplotou (pozri krivku „a“ na obr. 4.16). Pri teplote 100°C strácajú takmer všetky enzýmy svoju aktivitu (výnimkou je, samozrejme, jeden enzým svalového tkaniva - myokináza, ktorý znesie zahriatie až na 100°C). Optimálna teplota pre pôsobenie väčšiny enzýmov u teplokrvných živočíchov je 40°C; za týchto podmienok je rýchlosť reakcie maximálna v dôsledku zvýšenia kinetickej energie reagujúcich molekúl. Pri nízkych teplotách (0°C a menej) sa enzýmy spravidla neničia, hoci ich aktivita klesá takmer na nulu. Vo všetkých prípadoch je dôležitý čas vystavenia vhodnej teplote. V súčasnosti je pre pepsín, trypsín a množstvo ďalších enzýmov dokázaná existencia priameho vzťahu

Ryža. 4.17. Závislosť rýchlosti enzýmom katalyzovanej reakcie od pH (šípka označuje pH optimum).

medzi rýchlosťou inaktivácie enzýmov a stupňom denaturácie bielkovín. Treba si uvedomiť, že termolabilitu enzýmov určite ovplyvňuje koncentrácia substrátu, pH prostredia a ďalšie faktory. Závislosť aktivity enzýmov od pH prostredia. Enzýmy sú zvyčajne najaktívnejšie v úzkej zóne koncentrácie vodíkových iónov, ktorá pre živočíšne tkanivá zodpovedá najmä fyziologickým hodnotám pH 6,0–8,0 vyvinutým v procese evolúcie. Pri grafickom vynesení má zvonovitá krivka špecifický bod, v ktorom enzým vykazuje maximálnu aktivitu; tento bod sa nazýva optimálne pH prostredia pre pôsobenie tohto enzýmu (obr. 4.17). Pri určovaní závislosti aktivity enzýmu na koncentrácii vodíkových iónov sa reakcia uskutočňuje pri rôznych hodnotách pH média, zvyčajne pri optimálnej teplote a prítomnosti dostatočne vysokých (saturačných) koncentrácií substrátu. V tabuľke V tabuľke 4.3 sú uvedené optimálne hodnoty pH pre množstvo enzýmov.

Z údajov v tabuľke. 4.3 je vidieť, že pH optimum pôsobenia enzýmu leží vo fyziologických hodnotách. Výnimkou je pepsín, ktorého pH optimum je 2,0 (pri pH 6,0 nie je aktívny a stabilný). Vysvetľuje sa to po prvé štruktúrnou organizáciou molekuly enzýmu a po druhé tým, že pepsín je zložkou žalúdočnej šťavy s obsahom voľnej kyseliny chlorovodíkovej, ktorá vytvára optimálne kyslé prostredie pre pôsobenie tohto enzýmu. Na druhej strane, pH optimum arginázy leží vo vysoko alkalickej zóne (okolo 10,0); V pečeňových bunkách takéto prostredie neexistuje, preto in vivo argináza zjavne nefunguje v zóne optimálneho pH.

Vplyvom zmien pH prostredia na molekulu enzýmu je podľa moderných koncepcií ovplyvnenie stavu a stupňa ionizácie kyslých a zásaditých skupín (najmä COOH skupiny dikarboxylových aminokyselín, SH skupiny cysteínu). imidazolový dusík histidínu, NH2 skupina lyzín atď.). Pri prudkých posunoch od optimálneho pH prostredia môžu enzýmy podliehať konformačným zmenám, ktoré vedú k strate aktivity v dôsledku denaturácie alebo zmeny náboja molekuly enzýmu. Pri rôznych hodnotách pH média môže byť aktívne centrum v čiastočne ionizovanej alebo neionizovanej forme, čo ovplyvňuje terciárnu štruktúru proteínu a tým aj tvorbu aktívneho komplexu enzým-substrát. Okrem toho je dôležitý stav ionizácie substrátov a kofaktorov.

Špecifickosť enzýmu. Enzýmy majú vysokú špecifickosť účinku. Táto vlastnosť ich často výrazne odlišuje od anorganických katalyzátorov. Jemne mletá platina a paládium teda môžu katalyzovať redukciu (za účasti molekulárneho vodíka) desiatok tisíc chemických zlúčenín rôznych štruktúr. Vysoká špecifickosť enzýmu je určená, ako už bolo poznamenané, konformačnou a elektrostatickou komplementaritou medzi molekulami substrátu enzýmu a jedinečnou štruktúrnou organizáciou aktívneho centra, ktoré poskytuje „rozpoznanie“, vysokú afinitu a selektivitu pre výskyt jedna reakcia z tisícov iných chemických reakcií prebiehajúcich súčasne v živých veciach.bunky.

V závislosti od mechanizmu účinku sa rozlišujú enzýmy s relatívnou (alebo skupinovou) a absolútnou špecifickosťou. Pre pôsobenie niektorých hydrolytických enzýmov má teda najväčší význam typ chemickej väzby v molekule substrátu. Napríklad pepsín rozkladá bielkoviny živočíšneho a rastlinného pôvodu v rovnakej miere, a to aj napriek tomu, že tieto bielkoviny sa od seba výrazne líšia tak chemickou štruktúrou a zložením aminokyselín, ako aj fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Pepsín však nerozkladá ani sacharidy, ani tuky. Vysvetľuje to skutočnosť, že miestom aplikácie, miestom účinku pepsínu je väzba peptid -CO-NH. Pre pôsobenie lipázy, ktorá katalyzuje hydrolýzu tukov na glycerol a mastné kyseliny, je podobným miestom esterová väzba. Podobnú skupinovú špecifickosť majú trypsín, chymotrypsín, peptidázy, enzýmy, ktoré hydrolyzujú α-glykozidové väzby (ale nie β-glykozidové väzby prítomné v celulóze) v polysacharidoch atď. Typicky sa tieto enzýmy podieľajú na procese trávenia a ich skupinová špecifickosť je pravdepodobnejšie všetko má určitý biologický význam. Niektoré vnútrobunkové enzýmy sú tiež vybavené relatívnou špecifickosťou, napríklad hexokináza, ktorá katalyzuje fosforyláciu takmer všetkých hexóz v prítomnosti ATP, hoci v bunkách súčasne existujú enzýmy špecifické pre každú hexózu, ktoré vykonávajú rovnakú fosforyláciu (pozri Kapitola 10).

Absolútna špecifickosť účinku je schopnosť enzýmu katalyzovať transformáciu iba jedného substrátu. Akékoľvek zmeny (úpravy) v štruktúre substrátu ho znemožňujú pôsobeniu enzýmu. Príkladmi takýchto enzýmov sú argináza, ktorá rozkladá arginín v prirodzených podmienkach (v tele), ureáza, ktorá katalyzuje rozklad močoviny atď.

Existujú experimentálne dôkazy o existencii takzvanej stereochemickej špecifickosti v dôsledku existencie opticky izomérnych L- a D-foriem alebo geometrických (cis- a trans-) izomérov chemických látok. Známe sú teda oxidázy L- a D-aminokyselín, hoci v prírodných proteínoch sa nachádzajú iba L-aminokyseliny. Každý typ oxidázy pôsobí iba na svoj špecifický stereoizomér.

Jasným príkladom stereochemickej špecifickosti je bakteriálna aspartát dekarboxyláza, ktorá katalyzuje odstraňovanie CO 2 len z kyseliny L-asparágovej a premieňa ho na L-alanín. Stereošpecifickosť prejavujú enzýmy, ktoré katalyzujú a syntetické reakcie. Z amoniaku a α-ketoglutarátu sa teda vo všetkých živých organizmoch syntetizuje kyselina L-izomerglutámová, ktorá je súčasťou prírodných bielkovín. Ak zlúčenina existuje vo forme cis a trans izomérov s rôznym usporiadaním skupín atómov okolo dvojitej väzby, potom spravidla len jeden z týchto geometrických izomérov môže slúžiť ako substrát pre pôsobenie enzýmu. Napríklad fumaráza katalyzuje konverziu iba kyseliny fumarovej (trans izomér), ale nepôsobí na kyselinu maleínovú (cis izomér):

Enzýmy teda vďaka svojej vysokej špecifickosti účinku zabezpečujú, že v mikropriestore buniek a celého organizmu prebiehajú vysokou rýchlosťou len určité chemické reakcie z obrovského množstva možných premien, čím regulujú intenzitu metabolizmu.

Úloha enzýmov v metabolizme.

Mikrobiológia hrá dôležitú úlohu v histórii ľudstva. Vznik tejto vedy sa datuje do 6. – 5. storočia pred Kristom. e. V tých vzdialených časoch si už ľudia začínali uvedomovať, že choroby nevznikajú len tak. A to sa deje kvôli mikroskopickým, okom neviditeľným mikroorganizmom. Ako veda vznikla a ako sa formovala?

Čo je mikrobiológia?

Mikrobiológia je veda, ktorá sa zaoberá výskumom a štúdiom životných procesov rôznych mikroorganizmov, ktoré nie je možné vidieť bez špeciálneho vybavenia. Môžu mať rôzne druhy pôvodu: rastlinný, živočíšny. Jednou zo základných vied je mikrobiológia. Na jeho hĺbkové štúdium sa používa mnoho ďalších vied, a to:

• chémia;
• fyzika;
• cytológie;
• biológia atď.

Existujú len dva typy mikrobiológie: všeobecná, individuálna. Všeobecná mikrobiológia sa zaoberá štúdiom štruktúry a životných procesov malých mikroorganizmov na rôznych úrovniach. A individuálna mikrobiológia (alebo súkromná) sa zaoberá štúdiom jednotlivých druhov mikróbov.

V 19. storočí pokroky v oblasti medicíny, najmä mikrobiológie, prispeli k vytvoreniu imunológie, ktorá je dnes považovaná za všeobecnú biologickú disciplínu. Vo vývoji mikrobiológie možno rozlíšiť tri hlavné etapy:

1. Odhalenie skutočnosti, že v prírode skutočne existujú malé mikroorganizmy, ktoré nie je možné odhaliť bez špeciálneho vybavenia.
2. Diferenciácia druhov.
3. Štúdium imunity a chorôb (infekčných).

Hlavnou úlohou mikrobiológie je podrobné štúdium vlastností mikroorganizmov. Na tento účel sa používajú špeciálne zariadenia, napríklad mikroskopy. S ich pomocou môžete vidieť malé organizmy a určiť ich tvar a umiestnenie. V medicíne sa praktizuje experiment, keď sa do zdravého zvieraťa zámerne implantujú malé mikroorganizmy. To pomáha pri rekonštrukcii a štúdiu každého štádia infekcie.

Francúzsky objaviteľ Louis Pasteur

27. decembra 1822 sa vo východnom Francúzsku narodil budúci veľký vedec Louis Pasteur. Už v ranom veku sa zaujímal o oblasť umenia. Neskôr sa však začal zaujímať o prírodné vedy. Študoval v Paríži na Ecole Superieure. Po ukončení štúdia bol predurčený stať sa učiteľom prírodných vied.

V roku 48 19. storočia Louis prezentoval výsledky vlastného vedeckého výskumu. Bol to on, kto poskytol dôkazy, že kyselina vínna obsahuje 2 typy kryštálov, ktoré polarizujú svetlo úplne odlišným spôsobom. Táto významná udalosť znamenala začiatok jeho skvelého úspechu vo vede.

Louis Pasteur je tvorcom mikrobiológie. Pred začatím jeho práce vedci len predpokladali, že chemický proces tvoria kvasinky. A Louis Pasteur po vykonaní série štúdií dokázal túto skutočnosť dokázať. Zistil, že existujú 2 typy takýchto mikroorganizmov: niektoré tvoria alkohol, zatiaľ čo iné ho ničia. Neskôr sa mu podarilo zistiť, že pomalým zahrievaním sa ničia nepotrebné baktérie, ktoré výrazne zvýšili kvalitu produktov s obsahom alkoholu.

Vedca zaujímal aj vznik plesní na potravinách. Neskôr dokázal, že plesnivosť spôsobujú spóry v prostredí. Čím menej ich je v priestore, tým pomalšie sa jedlo kazí.

Jeho výskum pomohol zachrániť hodvábny priemysel vo Francúzsku. A tiež veľa ľudských životov, keďže to bol on, kto vynašiel vakcínu proti besnote.

Nemecký vedec Robert Koch

Koch Robert je považovaný za súčasníka Pastsera. Jeho narodenie nastalo v decembri 1843. Vo veku 23 rokov ukončil lekársku univerzitu a získal diplom, po ktorom pracoval vo viacerých zdravotníckych zariadeniach.

Jeho významná kariéra začala prácou bakteriológa. Študoval antrax na chorých zvieratách. Jeho výskum odhalil, že infikovaní jedinci majú veľa cudzích mikroorganizmov, ktoré zdravé zvieratá nemajú. Tieto baktérie mali tvar tyčinky.

Koch sa neskôr začal zaujímať o tuberkulózu. Prvé štúdie boli vykonané na mŕtvole robotníka, ktorý zomrel na konzumáciu. Podrobná štúdia orgánov neviedla k identifikácii patogénnych baktérií. Koch potom navrhol, aby boli vzorky zafarbené. A skutočne, vedec si všimol nejaké tyčinky medzi pľúcnymi tkanivami. Potom Robert Koch vyvinul vakcínu proti tuberkulóze, ktorá však nedokázala vyliečiť chorobu, ale na 100% určila, či je pacient infikovaný alebo nie. Táto vakcína sa používa dodnes.

Vznik vedy mikrobiológie

S účinkami vitálnej činnosti mikroorganizmov sa človek stretol oveľa skôr, ako bol ich oficiálny objav. Ľudia zámerne kvasili mlieko, kvasené cesto a víno. Dokonca aj v dielach starovekého gréckeho vedca sa našli riadky o tom, čo naznačuje o vzťahu medzi chorobami a nebezpečnými patogénnymi výparmi.

Anthony van Leeuwenhoek tieto dohady potvrdil pomocou lupy, ktorú vynašiel. S jeho pomocou sa Anthonymu podarilo preskúmať okolité predmety. Ukázalo sa, že na týchto objektoch, ktoré sú voľným okom neviditeľné, žijú malé organizmy. Nikdy však nedokázal dokázať ich účasť na infikovaní ľudí nebezpečnými chorobami.

Preventívnu liečbu domova s ​​cieľom predchádzať chorobám zabezpečovali hinduisti. V roku 1771 v Moskve vojenský lekár prvýkrát použil dezinfekciu vecí ľudí nakazených morom a zaočkoval aj tých, ktorí boli v kontakte s nakazenými.

Najfascinujúcejší príbeh je o objave očkovania proti kiahňam. Používali ho aj Peržania, Turci a Číňania. Stalo sa to takto: oslabené baktérie boli zavlečené do človeka, pretože sa verilo, že takto bude choroba ľahšia. Anglický lekár Edward Jenner poznamenal, že väčšina ľudí, ktorí nemajú kiahne, sa nenakazila blízkym kontaktom s nakazenými ľuďmi. Túto skutočnosť si všimli u dojičiek, ktoré boli v kontakte s kravami nakazenými kiahňami. Štúdium tejto skutočnosti trvalo približne 10 rokov. Výsledkom bolo, že vedec vstrekol krv chorej kravy do zdravého chlapca. Neskôr Jenner mladého muža naočkoval zárodkami chorého človeka. Takto bola objavená vakcína, vďaka ktorej boli ľudia oslobodení od tejto hroznej choroby.

Výskum domácich vedcov

Najznámejšie objavy v oblasti mikrobiológie uskutočnené vedeckými výskumníkmi z celého sveta jasne ukazujú, že takmer každú chorobu možno prekonať. Domáci výskumníci urobili obrovské investície do formovania modernej vedy. Peter I. sa v roku 1698 zoznámil s Leeuwenhoekom, ktorý mu zase ukázal fungovanie mikroskopu.

L.S. Tsenkovsky publikoval svoj vedecký výskum, v ktorom boli mikroorganizmy klasifikované ako organizmy rastlinného pôvodu. Pasteurove metódy využíval aj v boji proti antraxu.

I.I. Mechnikov vytvoril teóriu imunity. Uviedol silné argumenty, že početné bunky tela majú všetky šance potlačiť vírusové baktérie samy o sebe. Jeho štúdie sa stali základom pre štúdium zápalu. Mechnikov študoval ľudské telo a snažil sa pochopiť, prečo starne. Profesor chcel nájsť metódu, ktorá by predĺžila dĺžku života. Veril, že toxické prvky vznikajúce pri činnosti hnilobných mikroorganizmov otravujú ľudský organizmus. Podľa Mečnikova by telo malo byť osídlené fermentovanými mliečnymi mikroorganizmami, ktoré potláčajú škodlivé mikroorganizmy. Profesor veril, že týmto spôsobom sa môže výrazne zvýšiť dĺžka života.

Mechnikov študoval veľké množstvo závažných chorôb: tuberkulózu, týfus, choleru a mnoho ďalších.

Technická mikrobiológia

Technická mikrobiológia študuje baktérie, ktoré sa využívajú pri výrobe vitamínov a niektorých látok. Za hlavný problém v tejto oblasti sa považuje rast vedeckých a technických techník vo výrobe (najmä v potravinárskom sektore).

Zvládnutie priemyselnej mikrobiológie nasmeruje špecialistu na potrebu starostlivého dodržiavania absolútne všetkých všeobecne uznávaných hygienických noriem vo výrobe. Štúdiom tejto vedy môžete zabrániť znehodnoteniu mnohých produktov. Téme sa venujú skôr budúci odborníci v potravinárskom priemysle.

Inovatívne technológie

Mikrobiológia je základom inovatívnych technológií. Mikroorganizmy a ich svet ešte nie sú úplne preskúmané. Väčšina vedcov je presvedčená, že s pomocou mikroorganizmov je možné vyvinúť technológie, ktoré nebudú mať analógy. Práve biotechnológia sa stane základom pre najnovšie technologické objavy.

Pri prieskume ložísk ropy a uhlia sa využívajú baktérie. Nie je žiadnym tajomstvom, že zásoby paliva sa už míňajú. Vedci preto už teraz odporúčajú používanie mikrobiologických metód na extrakciu alkoholov z obnoviteľných zdrojov.

Mikrobiologické technológie pomôžu prekonať environmentálne a energetické problémy. Neuveriteľne však mikrobiologické spracovanie organických zvyškov umožňuje čistiť životné prostredie, ako aj získavať bioplyn, ktorý nie je horší ako zemný plyn. Tento typ spôsobu získavania paliva nevyžaduje veľké náklady. Dnes je v prírode naokolo veľké množstvo použitého materiálu na spracovanie.

Mnohí moderní vedci sa domnievajú, že v budúcnosti je to práve biológia, ktorá umožní prekonať mnohé energetické a environmentálne ťažkosti, ktoré majú všetky šance objaviť sa v čo najkratšom čase.

Mikrobiológia prešla dlhou vývojovou cestou, ktorá sa odhaduje na mnoho tisícročí. Už v V-IV tisícročí pred Kr. človek si užíval plody činnosti mikroorganizmov bez toho, aby vedel o ich existencii. Výroba vína, pečenie chleba, výroba syra, činenie koží nie sú nič iné ako procesy, ktoré prebiehajú za účasti mikroorganizmov. Potom, v staroveku, vedci a myslitelia predpokladali, že mnohé choroby sú spôsobené nejakými vonkajšími neviditeľnými príčinami živej prírody.

V dôsledku toho mikrobiológia vznikla dávno pred naším letopočtom. Vo svojom vývoji prešiel niekoľkými etapami, ktoré nesúviseli ani tak chronologicky, ako skôr podľa hlavných úspechov a objavov.

História vývoja mikrobiológie sa dá rozdeliť do piatich etáp: heuristická, morfologická, fyziologická, imunologická a molekulárne genetická.

Heuristické obdobie (IV-IIV tisícročie pred Kristom - 16. storočie n. l.) sa spája skôr s logickými a metodologickými metódami hľadania pravdy, t.j. heuristike ako pri akýchkoľvek experimentoch a dôkazoch. Vtedajší myslitelia (Hippokratés, rímsky spisovateľ Varro atď.) vyslovovali domnienky o povahe infekčných chorôb, miazmách a malých neviditeľných živočíchoch. Tieto myšlienky boli sformulované do koherentnej hypotézy o mnoho storočí neskôr v spisoch talianskeho lekára D. Fracastora (1478 - 1553), ktorý vyjadril myšlienku živého contagia (contagium vivum), ktoré spôsobuje choroby. Okrem toho je každá choroba spôsobená vlastnou nákazou. Na ochranu pred chorobami sa im odporúčalo izolovať pacienta, karanténa, nosiť masky a ošetrovať predmety octom.

D. Fracastoro bol teda jedným zo zakladateľov epidemiológie, teda vedy o príčinách, podmienkach a mechanizmoch vzniku chorôb a spôsoboch ich prevencie.

Dôkaz o existencii neviditeľných patogénov sa však stal možným po vynáleze mikroskopu. Prioritu v objavovaní mikroorganizmov má holandský amatérsky prírodovedec Antonio Leeuwenhoek (1b32 - 1723). Obchodník s plátnom A. Levenguk mal záľubu v brúsení skla a toto umenie doviedol k dokonalosti, keď zostrojil mikroskop, ktorý umožňoval zväčšiť predmetné predmety 300-krát.

Študovaním rôznych predmetov pod mikroskopom (dažďová voda, infúzie, zubný povlak, krv, výkaly, spermie) A. Leeuwenhoek pozoroval najmenšie živočíchy, ktoré nazval animalculi. A. Leeuwenhoek pravidelne hlásil svoje pozorovania Kráľovskej spoločnosti v Londýne a v roku 1695 ich zhrnul v knihe „The Secrets of Nature Discovered by Anthony Leeuwenhoek“.

Vynálezom mikroskopu A. Leeuwenhoekom sa teda začína ďalšia etapa vývoja mikrobiológie, ktorá sa nazýva morfologická.

Objav A. Leeuwenhoeka vzbudil obrovskú pozornosť odborníkov a mal množstvo študentov a nasledovníkov. Otázky týkajúce sa vzhľadu mikroorganizmov, ich životných podmienok, účelu a účasti na výskyte ľudských chorôb však zostali nejasné. Tieto otázky následne dostali jasné odpovede v štúdiách mnohých vedcov.

Hoci vznik chorôb bol spojený s teraz objavenými mikroorganizmami, bol potrebný priamy dôkaz. A získal ich ruský epidemiológ D. Samoilovič (1744 - 1805). Aby dokázal, že mor bol spôsobený zvláštnym patogénom, nakazil sa výlučkami bubo človeka trpiaceho morom a ochorel na mor. Našťastie D. Samoilovič prežil. Následne hrdinské pokusy so samoinfekciou na preukázanie nákazlivosti konkrétneho mikroorganizmu uskutočnili ruskí lekári G. N. Minkh a O. O. Mochutkovskij, I. I. Mečnikov a ďalší.

Otázka spôsobu vzhľadu a rozmnožovania mikroorganizmov bola vyriešená v spore s vtedy dominantnou teóriou spontánnej tvorby. Napriek tomu, že taliansky vedec L. Spallanzani v polovici 18. stor. pozorovali delenie baktérií pod mikroskopom, názor, že sa generujú samy (vznikajú z hniloby, špiny a pod.), nebol vyvrátený.

Urobil to vynikajúci francúzsky vedec Louis Pasteur (1822 - 1895), ktorý vtipným experimentom brilantným vo svojej jednoduchosti ukázal, že spontánna generácia neexistuje. L. Pasteur umiestnil sterilný bujón do banky, ktorá komunikovala s atmosférickým vzduchom cez zakrivenú trubicu v tvare S. V takejto v podstate otvorenej banke zostal bujón pri dlhšom státí priehľadný, pretože zakrivenie skúmavky neumožnilo mikroorganizmom preniknúť s prachom zo vzduchu do banky.

Prudký rozvoj mikrobiológie v 19. storočí. viedli k objaveniu pôvodcov mnohých infekčných chorôb (antrax, mor, tetanus, záškrt, úplavica, cholera, tuberkulóza atď.).

Napokon v roku 1892 ruský botanik D.I.Ivanovskij (1864. 1920) objavil vírusy – predstaviteľov virového kráľovstva. Tieto živé tvory prešli cez filtre, ktoré zadržiavali baktérie, a preto sa nazývali filtrovateľné vírusy. Najprv bol objavený vírus, ktorý spôsobuje ochorenie tabaku známe ako „tabaková mozaika“, potom vírus slintačky a krívačky, žltej zimnice a mnoho ďalších vírusov. Vírusové častice však bolo možné vidieť až po vynáleze elektrónového mikroskopu, pretože vírusy nie sú viditeľné vo svetelných mikroskopoch. K dnešnému dňu ríša vírusov (vira) zahŕňa až 1000 patogénnych druhov vírusov. Len nedávno bolo objavených množstvo nových vírusov, vrátane vírusu, ktorý spôsobuje AIDS.

Niet pochýb, že obdobie objavov nových vírusov a baktérií bude pokračovať. Objavenie nových mikroorganizmov sprevádzalo štúdium nielen ich štruktúry, ale aj životnej aktivity. Preto sa 19. storočie, najmä jeho druhá polovica, zvyčajne nazýva fyziologickým obdobím vo vývoji mikrobiológie. Táto etapa je spojená s menom L. Pasteura, ktorý sa stal zakladateľom lekárskej mikrobiológie, ale aj imunológie a biotechnológie.

Všestranne vzdelaný, brilantný experimentátor, člen Francúzskej akadémie medicíny L. Pasteur urobil množstvo vynikajúcich objavov. V krátkom období od roku 1857 do roku 1885 dokázal, že kvasenie (kyselina mliečna, lieh, kyselina octová) nie je chemický proces, ale spôsobujú ho mikroorganizmy. Vyvrátil teóriu spontánnej generácie; objavil fenomén anaerobiózy, t.j. možnosť života mikroorganizmov v neprítomnosti kyslíka. Položil základy dezinfekcie, asepsie a antiseptík; objavil spôsob, ako sa chrániť pred infekčnými chorobami prostredníctvom očkovania.

Mnohé objavy L. Pasteura priniesli ľudstvu obrovské praktické výhody. Zahrievaním (pasterizáciou) boli porazené choroby piva a vína, produkty kyseliny mliečnej spôsobené mikroorganizmami; na prevenciu hnisavých komplikácií rán boli zavedené antiseptiká; Na základe princípov L. Pasteura boli vyvinuté mnohé vakcíny na boj proti infekčným chorobám.

Význam diel L. Pasteura však ďaleko presahuje len tieto praktické úspechy. L. Pasteur priviedol mikrobiológiu a imunológiu do zásadne nových pozícií, ukázal úlohu mikroorganizmov v živote ľudí, ekonomike, priemysle, infekčnej patológii a stanovil princípy, podľa ktorých sa mikrobiológia a imunológia v našej dobe rozvíja.

L. Pasteur bol okrem toho vynikajúcim učiteľom a organizátorom vedy. Pasteurov inštitút v Paríži, založený v roku 1888 z verejných zdrojov, je dodnes jednou z popredných vedeckých inštitúcií na svete. Nie je náhoda, že vírus ľudskej imunodeficiencie (HIV) objavil vedec tohto ústavu L. Montagnier (v rovnakom čase ako Američan R. Gallo).

Fyziologické obdobie vo vývoji mikrobiológie sa spája aj s menom nemeckého vedca Roberta Kocha, ktorý vyvinul metódy na získavanie čistých kultúr baktérií, farbenie baktérií pri mikroskopii a mikrofotografiu. Známa je aj Kochova triáda formulovaná R. Kochom, ktorá sa dodnes používa na identifikáciu pôvodcu ochorenia.

Práca L. Pasteura o očkovaní otvorila novú etapu vo vývoji mikrobiológie, právom nazývanú „imunologická“.

Princíp zoslabovania (oslabovania) mikroorganizmov prechodom cez vnímavé zviera alebo udržiavaním mikroorganizmov v nepriaznivých podmienkach (teplota, sušenie) umožnil L. Pasteurovi získať vakcíny proti besnote, antraxu a slepačej cholere; tento princíp sa stále používa pri príprave vakcín. V dôsledku toho je L. Pasteur zakladateľom vedeckej imunológie, hoci pred ním bola známa metóda prevencie kiahní infikovaním ľudí kravskými kiahňami, ktorú vyvinul anglický lekár E. Jenner. Táto metóda však nebola rozšírená na prevenciu iných ochorení.

Po práci L. Pasteura sa objavili mnohé štúdie, ktoré sa snažili vysvetliť príčiny a mechanizmy vzniku imunity po očkovaní. Výnimočnú úlohu v tom zohrali diela I. I. Mečnikova a P. Ehrlicha.

P. Ehrlich, nemecký chemik, predložil humorálnu (z lat. humor - tekutá) teóriu imunity. Veril, že imunita vzniká v dôsledku tvorby protilátok v krvi, ktoré neutralizujú jed. Potvrdil to objav antitoxínov – protilátok, ktoré neutralizujú toxíny u zvierat, ktorým bol injekčne podaný difterický alebo tetanový toxín (E. Bering, S. Kitazato). Štúdie I. I. Mečnikova (1845 - 1916) však ukázali, že hlavnú úlohu pri vytváraní imunity zohrávajú špeciálne bunky, makro- a mikrofágy. Tieto bunky absorbujú a trávia cudzie častice, vrátane baktérií. Výskum I. I. Mechnikova o fagocytóze presvedčivo dokázal, že okrem humorálnej existuje aj bunková imunita. I. I. Mečnikov, najbližší asistent a nasledovník L. Pasteura, je právom považovaný za jedného zo zakladateľov imunológie. Jeho práca znamenala začiatok štúdia imunokompetentných buniek ako morfologického základu imunitného systému, jeho jednoty a biologickej podstaty. Imunologické obdobie je charakterizované objavením hlavných reakcií imunitného systému na geneticky cudzorodé látky (antigény): tvorba protilátok a fagocytóza/precitlivenosť oneskoreného typu (DTH), precitlivenosť okamžitého typu (IHT), tolerancia, imunologická pamäť. HRT a HNT sú dve reakcie, ktoré sú základom alergie (z gréckeho allos – iné a ergon – pôsobenie), t. j. ochorenia charakterizované určitými klinickými príznakmi v dôsledku atypickej, zvrátenej reakcie na antigén. Alergické reakcie sa môžu vyskytnúť napríklad na sérové ​​prípravky, antibiotiká, živočíšne a rastlinné bielkoviny, domáci prach, páperie, vlnu atď.

V roku 1915 ruský lekár M. Raisky prvýkrát pozoroval fenomény imunologickej pamäte, t.j. rýchla energetická tvorba protilátok pri opakovanom podávaní toho istého antigénu.

Následne to F. Vernet spojil s tvorbou pamäťových buniek v tele – T-lymfocytov – po prvotnom stretnutí s antigénom. V roku 1953 anglický vedec P. Medawar a český vedec M. Hašek objavili fenomén tolerancie, tolerancie, odolnosti voči antigénu, t.j. stav, pri ktorom imunitný systém nereaguje na antigén. Tolerancia voči vlastným antigénom sa vyvíja počas embryonálneho obdobia a môže byť umelo vytvorená zavedením antigénu počas embryonálneho obdobia alebo bezprostredne po narodení dieťaťa alebo zvieraťa. Fenomén imunologickej tolerancie sa využíva v chirurgii na riešenie problému transplantácie orgánov a tkanív.

Treba tiež poznamenať dôležitosť objavu antigénov normálnych orgánov a tkanív ľudí a zvierat v tomto období a individuálnych, antigénnych rozdielov u ľudí a zvierat. Spoločným znakom týchto antigénnych rozdielov sú jednotlivé krvné skupiny u ľudí. Domáci bádateľ L.A.Zilber (1957) objavil antigény zhubných nádorov, čo bol začiatok štúdia protinádorovej imunity.

V imunologickom období rozvoja mikrobiológie vzniklo množstvo teórií imunity: humorálna teória P. Ehrlicha, fagocytárna teória I. I. Mečnikova, teória idiotypických interakcií N. Erneho, hypofýza-hypotalamo-nadobličky. teória regulácie imunity P. F. Zdrodovského a i. Najviac však Pre vysvetlenie mnohých javov a mechanizmov imunity zostáva prijateľná teória klonálnej selekcie, ktorú vytvoril austrálsky imunológ F. Burnet (1899 - 1986). Americký vedec S. Tanegawa vyvinul genetické aspekty tejto teórie.

Mikrobiológia a imunológia zaznamenali obzvlášť rýchly rozvoj v 50-60-tych rokoch nášho storočia. Prispeli k tomu tieto dôvody:

· najvýznamnejšie objavy v oblasti molekulárnej biológie, genetiky, bioorganickej chémie;

· vznik nových vied, akými sú genetické inžinierstvo, biotechnológia, informatika;

· vytváranie nových metód a vedeckých zariadení, ktoré nám umožňujú preniknúť hlbšie do tajov živej prírody.

Od 50. rokov sa tak vo vývoji mikrobiológie a imunológie začalo molekulárne genetické obdobie, ktoré sa vyznačuje množstvom zásadne dôležitých vedeckých úspechov a objavov. Tie obsahujú:

· dešifrovanie molekulárnej štruktúry a molekulárnej biologickej organizácie mnohých vírusov a baktérií; objavenie najjednoduchších foriem života, priónu „infekčného proteínu“;

· dešifrovanie chemickej štruktúry a chemická syntéza niektorých antigénov. Napríklad chemická syntéza lyzozýmu, peptidov vírusu AIDS (R.V. Petrov, V.T. Ivanov atď.);

· objavenie nových antigénov, napríklad nádorových antigénov (L.A. Zilber a iné), histokompatibilných antigénov (HLA systém);

· dešifrovanie štruktúry protilátok-imunoglobulínov;

· vývoj metódy na kultiváciu živočíšnych a rastlinných buniek a ich pestovanie v priemyselnom meradle s cieľom získať vírusové antigény;

· produkcia rekombinantných baktérií a rekombinantných vírusov. Syntéza jednotlivých génov vírusov a baktérií. Získavanie rekombinantných kmeňov baktérií a vírusov, ktoré kombinujú vlastnosti rodičovských jedincov alebo získavajú nové vlastnosti;

· tvorba hybridómov fúziou imunitných B-lymfocytov, producentov protilátok a rakovinových buniek za vzniku monoklonálnych protilátok

· objavenie imunomodulátorov, imunocytokínov (interleukíny, interferóny, myelopeptidy a pod.), endogénnych prirodzených regulátorov imunitného systému a ich využitie na prevenciu a liečbu rôznych ochorení;

· získavanie vakcín (vakcína proti hepatitíde B, malária, HIV antigény a iné antigény), biologicky aktívnych peptidov (interferóny, interleukíny, rastové faktory atď.) pomocou biotechnologických metód a techník genetického inžinierstva;

· vývoj syntetických vakcín na báze prírodných alebo syntetických antigénov a ich fragmentov, ako aj umelého nosiča. adjuvans (asistent). stimulant imunity;

· štúdium vrodených a získaných imunodeficiencií, ich úlohy v imunopatológii a vývoji imunokorekčnej terapie. Objav vírusov, ktoré spôsobujú imunodeficiencie;

· vývoj zásadne nových metód diagnostiky infekčných a neinfekčných ochorení (enzýmové imunotesty, rádioimunotesty, imunoblotting, hybridizácia nukleových kyselín). Vytvorenie testovacích systémov založených na týchto metódach na indikáciu, identifikáciu mikroorganizmov, diagnostiku infekčných a neinfekčných ochorení (nádorové, kardiovaskulárne, autoimunitné, endokrinné a pod.), ako aj detekciu porúch pri určitých stavoch (tehotenstvo, transfúzia krvi). transplantácia orgánov a pod.)

Teórie imunity. Vývoj teórií imunity. Fagocytárna teória imunity. I. I. Mečnikov

Identifikácia úlohy patogénnych mikroorganizmov pri rozvoji infekčných ochorení a možnosť umelého vytvorenia imunity podnietili štúdium faktorov, ktoré chránia telo pred infekčnými agens.

Pasteur navrhol teóriu vyčerpanej moci; Podľa tejto teórie „imunita“ predstavuje stav, v ktorom ľudské telo (ako živné médium) nepodporuje vývoj mikróbov.

Autor si však rýchlo uvedomil, že jeho teória nedokáže vysvetliť množstvo pozorovaní. Pasteur najmä ukázal, že ak kura nakazíte antraxom a jeho nohy budete držať v studenej vode, ochorenie sa u neho rozvinie (za normálnych podmienok sú kurčatá voči antraxu imúnne). Rozvoj fenoménu spôsobil zníženie telesnej teploty o 1-2 °C, čiže o nejakom vyčerpaní živnej pôdy v tele nemohlo byť ani reči.

Fagocytárna teória imunity. I. I. Mečnikov

V roku 1883 sa objavila teória imunity, založená na evolučnom učení Charlesa Darwina a založená na štúdiu trávenia u zvierat v rôznych štádiách biologického vývoja. Autor novej teórie I. I. Mečnikov objavil podobnosť intracelulárneho trávenia látok u améb, endodermálnych buniek koelenterátov a niektorých buniek mezenchymálneho pôvodu (krvné monocyty, tkanivové makrofágy). Mechnikov zaviedol termín „fagocyty“ z gréčtiny. fágy, jesť, + kytos, bunka a neskôr navrhol ich delenie na mikrofágy a makrofágy. Toto rozdelenie uľahčili aj úspechy P. Ehrlicha, ktorý farbením rozlíšil niekoľko typov leukocytov. V klasických prácach o komparatívnej patológii zápalu I. I. Mechnikov dokázal úlohu fagocytujúcich buniek pri eliminácii patogénov. V roku 1901 vyšla v Paríži jeho monumentálna záverečná práca „Imunita pri infekčných chorobách“.

K šíreniu fagocytárnej teórie významne prispeli práce E. Rouxa a študentov I. I. Mečnikova (A. M. Bezredka, I. G. Savčenko, L. A. Tarasevič, F. Ja. Chistovič, V. I. Isajev).

I. I. Mečnikov (1845 – 1916)

Vynikajúci ruský vedec. V roku 1882 na kongrese ruských prírodovedcov a lekárov Mečnikov predniesol svoju slávnu reč „O obrane tela“, v ktorej hlboko vedecky zdôvodnil imunitu tela voči infekčným chorobám. Táto teória sa nazýva fagocytárna teória imunity. Vytvorenie tejto teórie bolo založené na jeho pozorovaniach intracelulárneho trávenia u rôznych morských živočíchov (medúzy, špongie, mäkkýše atď.). Mechnikov objavil v tele týchto zvierat špeciálne, „túlavé“ bunky, ktoré sa stretávajú, zachytávajú a požierajú všetky cudzie telá vstupujúce do tela vrátane rôznych mikróbov. „Túlavé“ bunky nazval fagocyty, t.j. bunky jedákov.

Mečnikov zdôraznil, že fagocyty chránia telo a v dôsledku ich činnosti sa vytvára imunita voči infekčným chorobám. Nesmrteľná doktrína imunity tela a jej biologická teória imunity otvorili novú etapu vo vývoji medicíny. Za tento objav v roku 1908 dostal I. I. Mečnikov Nobelovu cenu.

Charles Niccol obrazne nazval Mečnikova „básnikom mikrobiológie“, ktorému sa pripisuje vypracovanie doktríny mikrobiálneho antagonizmu, ktorá sa stala teoretickým základom pre výrobu antibiotík, liekov používaných na liečbu množstva infekčných chorôb. Mečnikov vlastní aj originálny výskum experimentálneho syfilisu a cholery.

Mechnikov študoval príčiny staroby. V domnení, že „staroba je choroba, ktorá sa musí liečiť“, poukázal na to, že vzniká pod vplyvom chronickej intoxikácie organizmu odpadovými produktmi zástupcov črevnej mikroflóry. Medzi takéto produkty zaradil indol, fenol a skatol. Na vytesnenie hnilobných baktérií Mečnikov navrhol stravu pozostávajúcu predovšetkým zo zeleniny, ovocia a kyslého mlieka, ktoré obsahujú baktérie mliečneho kvasenia, ktoré sú antagonistami hnilobných baktérií.

Meno I. I. Mečnikova sa teší národnému uznaniu. Sovietska vláda zriadila zlatú medailu a Mečnikovovu cenu, ktorá sa udeľuje za najlepšiu prácu v oblasti biológie

Nemožno si nevšimnúť diela M. M. Terekhovského (1740-1796). Od roku 1770 pôsobil Terekhovskij asi päť rokov v zahraničí, na univerzite v Štrasburgu, ktorá bola známa svojou lekárskou fakultou. Terekhovskij tu obhájil doktorandskú prácu - svoju hlavnú vedeckú prácu. Dizertačná práca mala názov „Kráľovstvo temnoty Linného Ciliates“. Dalo si za úlohu skúmať povahu a spôsoby vzniku mikroskopických tvorov v rôznych nálevniciach. Na základe veľkého počtu experimentov vedec dospel k záveru, že „zvieratá“ sú živé bytosti. Umierajú na vysoké teploty, jedy a elektrický prúd. Najdôležitejším záverom bola nemožnosť spontánneho generovania „zvierat“, čo bolo v rozpore s názormi mnohých vedcov tej doby. Terekhovsky napísal, že známa pozícia Harveyho (1578-1651) - „každá živá vec pochádza z vajíčka“ - nadobúda silu axiómy.

Po návrate do Ruska Terekhovsky pracoval na lekárskych fakultách. V roku 1782 mu bola potvrdená hodnosť profesora Všeobecnej zemskej nemocnice v Petrohrade a riaditeľa Botanickej záhrady (dnes Botanický ústav Akadémie vied ZSSR).

V roku 1835 vydal K. Ehrenberg na základe faktov nazhromaždených do tejto doby knihu s veľmi významným názvom: „Ciliates ako dokonalé organizmy“. Nižšie bytosti rozdelil do 22 tried. Ku knihe bol priložený atlas nálevníkov, z ktorých mnohé boli podrobne opísané a pomenované podľa binárnej nomenklatúry. Tieto tri triedy zahŕňali baktérie.



MINISTERSTVO ŠKOLSTVA RUSKEJ FEDERÁCIE

ŠTÁTNA UNIVERZITA TULA

Katedra sanitárnych, hygienických a preventívnych disciplín

CHESTNOVA T.V., SMOLYANINOVA O.L.

LEKÁRSKA MIKROBIOLÓGIA, VIRUZOLÓGIA

A IMUNOLÓGIA

(Vzdelávacia a praktická príručka pre študentov lekárskych vysokých škôl).

TULA – 2008

MDT 576,8

Recenzenti: …………

Lekárska mikrobiológia, virológia a imunológia: Edukačná a praktická príručka / Ed. M422 T.V. Chestnovoy, O.L. Smolyaninova, –….., 2008. –….s.

Vzdelávaciu a praktickú príručku napísali pracovníci katedry sanitárno-hygienických a preventívnych disciplín Štátnej univerzity v Tule v súlade s oficiálne schválenými programami výučby mikrobiológie (bakteriológia, virológia, mykológia, protozoológia) a imunológie pre študentov lekárskych univerzít všetky fakulty.

Edukačná a praktická príručka popisuje bakteriologické laboratórium, načrtáva mikroskopické metódy výskumu, základy prípravy živných pôd, obsahuje informácie o morfológii, systematike a fyziológii baktérií, húb, prvokov a vírusov. Uvádza sa aj charakteristika rôznych patogénnych mikroorganizmov, vírusov a metódy ich laboratórneho výskumu.

VŠEOBECNÁ MIKROBIOLÓGIA

Úvod …………………………………………………………………………………………………………………

Stručná história vývoja mikrobiológie………………………………………………………………

Téma 1. Morfológia a klasifikácia mikroorganizmov…………………………………………..

1.1. Mikrobiologické laboratóriá, ich vybavenie, základné bezpečnostné opatrenia a pravidlá práce v nich…………………………………………………………………………………………..

1.2. Štruktúra a klasifikácia mikroorganizmov ………………………………………………………………………………

1.3. Štruktúra a klasifikácia baktérií (prokaryotov)……………………………………………………………………….

1.4. Štruktúra a klasifikácia húb………………………………………………………………..

1.5. Štruktúra a klasifikácia prvokov……………………………………………………….

1.6. Štruktúra a klasifikácia vírusov ………………………………………………………………

Test na tému ……………………………………………………………………………………….

Téma 2. Mikroskopia………………………………………………………………………………………..

2.1. Mikroskopy, ich štruktúra, druhy mikroskopie, mikroskopické techniky pre mikroorganizmy, pravidlá manipulácie s mikroskopom………………………………………………………………….

2.2. Metódy prípravy a farbenia mikroskopických preparátov…………………………..

Test na tému ………………………………………………………………………………………….

Téma 3. Fyziológia mikroorganizmov……………………………………………………………….

3.1. Rast a reprodukcia baktérií. Fázy rozmnožovania ………………………………………………………………….

3.2 Živné pôdy, zásady ich klasifikácie, požiadavky na živné pôdy, spôsoby kultivácie mikroorganizmov…………………………………………………..

3.3. Výživa baktérií ………………………………………………………………………………….

3.4. Metabolizmus bakteriálnej bunky……………………………………………………………………….

3.5. Typy výmeny plastov ………………………………………………………………………………………………

3.6. Princípy a metódy izolácie čistých kultúr. Bakteriálne enzýmy, ich identifikácia. Vnútrodruhová identifikácia (epidemiologické označenie)………………………………………..

3.7. Znaky fyziológie húb, prvokov, vírusov a ich kultivácie………………

3.8. Bakteriofágy, ich štruktúra, klasifikácia a použitie………………………………………………………..

Test na tému …………………………………………………………………………………………

Téma 4. Vplyv podmienok prostredia na mikroorganizmy…………………………………………..

4.1. Vplyv fyzikálnych, chemických a biologických faktorov na mikroorganizmy………….

4.2. Pojem sterilizácia, dezinfekcia, asepsa a antiseptiká. Spôsoby sterilizácie, vybavenie. Kontrola kvality dezinfekcie ……………………………………………………………….

Téma 5. Normálna mikroflóra ľudského tela……………………………………………………………….

5.1. Normoflóra, jej význam pre mikroorganizmy. Pojem prechodná flóra, dysbiotické stavy, ich hodnotenie, metódy nápravy…………………………………………………………..

Téma 6. Genetika mikróbov. …………………………………………………………………………………………..

6.1. Štruktúra bakteriálneho genómu. Fenotypová a genotypová variabilita. Mutácie. Úpravy …………………………………………………………………………………………..

Genetické rekombinácie mikroorganizmov. Základy genetického inžinierstva, praktické využitie……………………………………………………………………………………………………………………….

Test na tému ……………………………………………………………………………………….

Téma 7. Antimikrobiálne látky……………………………………………………………………………………….

7.1. Antibiotiká prírodné a syntetické. Klasifikácia antibiotík podľa chemickej štruktúry, mechanizmu, spektra a typu účinku. Spôsoby získavania ………………………………….

7.2. Odolnosť baktérií voči liekom, spôsoby, ako ju prekonať. Metódy stanovenia citlivosti na antibiotiká………………………………………………………………………………………..

Téma 8. Náuka o infekcii………………………………………………………………………………………………..

8.1. Koncept infekcie. Formy infekcie a obdobia infekčných chorôb. Patogenita a virulencia. Faktory patogenity. Bakteriálne toxíny, ich povaha, vlastnosti, produkcia……………………………………………………………………………………………………….

8.2. Koncepcia epidemiologického dohľadu nad infekčným procesom. Pojem rezervoár, zdroj infekcie, cesty a faktory prenosu………………………………………………………………………

Test na tému ……………………………………………………………………………………….

VŠEOBECNÁ IMUNOLÓGIA……………………………………………………………………………………………….

Téma 9. Imunológia………………………………………………………………………………………

9.1. Pojem imunita. Druhy imunity. Nešpecifické ochranné faktory ………………….

9.2. Centrálne a periférne orgány imunitného systému. Bunky imunitného systému. Formy imunitnej odpovede ………………………………………………………………………………………

9.3. Komplement, jeho štruktúra, funkcie, aktivačné dráhy. Úloha v imunite ………………………….

9.4. Antigény, ich vlastnosti a typy. Antigény mikroorganizmov ………………………………….

9.5. Protilátky a tvorba protilátok. Štruktúra imunoglobulínov. Triedy imunoglobulínov a ich vlastnosti …………………………………………………………………………………………………………………

96. Sérologické reakcie a ich aplikácia……………………………………………………….

9.7. Stavy imunodeficiencie. Alergické reakcie. Imunologická pamäť. Imunologická tolerancia. Autoimunitné procesy …………………………………………………………………

9.8. Imunoprofylaxia, imunoterapia ……………………………………………………….

SÚKROMNÁ MIKROBIOLÓGIA……………………………………………………………………………………….

Téma 10. Patogény črevných infekcií……………………………………………………………….

10.1. Salmonela …………………………………………………………………………………………..

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

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

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

10.5. Yersinia……………………………………………………………………………………….

Téma 11. Toxické infekcie prenášané potravinami. Toxikóza potravín ………………………………………………………………

11.1. Všeobecné charakteristiky a patogény PTI……………………………………………………….

11.2. Botulizmus ………………………………………………………………………………………….

Téma 12. Patogény purulentno-zápalových ochorení…………………………………………………………

12.1. Patogénne koky (streptokoky, stafylokoky)………………………………………………………………………..

12.2. Gramnegatívne baktérie (Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella, Proteus)…

12.3. Anaeróbne klostridiové a neklostridiové infekcie rany………………………

Téma 13. Patogény bakteriálnych infekcií prenášaných vzduchom………………………………….

13.1. Korynebaktérie ………………………………………………………………………………………

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

13.3. Meningokoky …………………………………………………………………………………..

13.4. Mykobaktérie ………………………………………………………………………………….

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

Téma 14. Patogény pohlavne prenosných chorôb (STD)………………………

14.1. Chlamýdie ………………………………………………………………………………………….

14.2. Pôvodca syfilisu ………………………………………………………………………………………….

14.3. Gonokoky ……………………………………………………………………………………….

Téma 15. Patogény rickettsiových chorôb…………………………………………………………………………………………..

Téma 16. Pôvodcovia bakteriálnych zoonotických infekcií……………………………….

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

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

16.3. Pôvodca antraxu………………………………………………………………………………………..

16.4. Pôvodca moru ………………………………………………………………………………………

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

Téma 17. Patogénne prvoky………………………………………………………………………………..

17.1. Plazmódová malária ………………………………………………………………………………….

17.2. Toxoplazma ……………………………………………………………………………………….

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

17.4. Pôvodca amébiózy……………………………………………………………………………….

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

Téma 18. Choroby spôsobené patogénnymi hubami………………………………………………………..

SÚKROMNÁ VIRUZOLÓGIA………………………………………………………………………………………………..

Téma 19. Patogény akútnych respiračných vírusových infekcií…………………………………………………………………………………………………

19.1. Vírusy chrípky ………………………………………………………………………………….

19.2. Parainfluenza. PC vírusy ………………………………………………………………………………………………

19.3. Adenovírusy………………………………………………………………………………………………………………

19.4. Rinovírusy ……………………………………………………………………………………….

19.5. Reovírusy……………………………………………………………………………………….

Téma 20. Patogény vírusových infekcií prenášaných vzduchom…………………………………………..

20.1. Vírusy osýpok a mumpsu………………………………………………………………………………………………..

20.2. Herpes vírus …………………………………………………………………………………………

20.3. Vírus rubeoly …………………………………………………………………………………………

Téma 21. Poxyvírusy……………………………………………………………………………………….

21.1. Pôvodca pravých kiahní ………………………………………………………………………………………………….

Téma 22. Enterovírusové infekcie………………………………………………………………..

22.1. Poliovírus …………………………………………………………………………………………

22.2. ECHO vírusy. Coxsackie vírusy ………………………………………………………………………………

Téma 23. Retrovírusy……………………………………………………………………………………………….

23.1. Pôvodca infekcie HIV………………………………………………………………………………………………..

Téma 24. Arbovírusové infekcie……………………………………………………………………………………………….

24.1.Rhabdovírusy……………………………………………………………………………………………….

24.2. Flavivírusy ………………………………………………………………………………………………………

24.3. Hantavírusy ……………………………………………………………………………………….

Téma 25. Pôvodcovia vírusovej hepatitídy…………………………………………………………………………………

25.1. Vírus hepatitídy A……………………………………………………………………………………….

25.2. Vírusová hepatitída B……………………………………………………………………………………….

25.3. Vírusová hepatitída C ……………………………………………………………………………….

ČASŤ PRVÁ. VŠEOBECNÁ MIKROBIOLÓGIA

Úvod.

Mikrobiológia je veda, ktorá študuje mikroskopické tvory nazývané mikroorganizmy, ich biologické vlastnosti, systematiku, ekológiu a vzťahy s inými organizmami.

Medzi mikroorganizmy patria baktérie, aktinomycéty, huby vrátane vláknitých húb, kvasinky, prvoky a nebunkové formy – vírusy, fágy.

Mikroorganizmy zohrávajú v prírode mimoriadne dôležitú úlohu – uskutočňujú obeh organických a anorganických (N, P, S, atď.) látok, mineralizujú rastlinné a živočíšne zvyšky. Môžu však spôsobiť veľké škody - spôsobiť škody na surovinách, potravinových výrobkoch a organických materiáloch. To môže viesť k tvorbe toxických látok.

Mnohé druhy mikroorganizmov sú pôvodcami chorôb u ľudí, zvierat a rastlín.

Zároveň sa v národnom hospodárstve v súčasnosti široko používajú mikroorganizmy: pomocou rôznych druhov baktérií a húb sa získavajú organické kyseliny (octová, citrónová atď.), alkoholy, enzýmy, antibiotiká, vitamíny a kŕmne kvasnice. . Pekárstvo, vinárstvo, pivovarníctvo, výroba mliečnych výrobkov, fermentácia ovocia a zeleniny, ako aj ďalšie odvetvia potravinárskeho priemyslu fungujú na báze mikrobiologických procesov.

V súčasnosti je mikrobiológia rozdelená do nasledujúcich sekcií:

Lekárska mikrobiológia – študuje patogénne mikroorganizmy, ktoré spôsobujú choroby človeka a vyvíja metódy na diagnostiku, prevenciu a liečbu týchto chorôb. Študuje spôsoby a mechanizmy ich šírenia a spôsoby boja proti nim. S kurzom lekárskej mikrobiológie susedí samostatný kurz – virológia.

Veterinárna mikrobiológia študuje patogénne mikroorganizmy, ktoré spôsobujú choroby zvierat.

Biotechnológia skúma vlastnosti a podmienky vývoja mikroorganizmov používaných na získavanie zlúčenín a liečiv používaných v národnom hospodárstve a medicíne. Vyvíja a zdokonaľuje vedecké metódy biosyntézy enzýmov, vitamínov, aminokyselín, antibiotík a iných biologicky aktívnych látok. Biotechnológia tiež stojí pred úlohou vyvinúť opatrenia na ochranu surovín, potravín a organických materiálov pred znehodnotením mikroorganizmami a študovať procesy, ktoré sa vyskytujú pri ich skladovaní a spracovaní.

Pôdna mikrobiológia študuje úlohu mikroorganizmov pri tvorbe a úrodnosti pôdy a vo výžive rastlín.

Vodná mikrobiológia študuje mikroflóru vodných plôch, jej úlohu v potravinových reťazcoch, v kolobehu látok, pri znečisťovaní a čistení pitnej a odpadovej vody.

Genetika mikroorganizmov ako jeden z najmladších odborov skúma molekulárne základy dedičnosti a variability mikroorganizmov, zákonitosti procesov mutagenézy, vyvíja metódy a princípy kontroly životnej aktivity mikroorganizmov a získavanie nových kmeňov pre využitie v priemysle, poľnohospodárstve a medicíne. .

Stručná história vývoja mikrobiológie.

Zásluhu na objave mikroorganizmov má holandský prírodovedec A. Leeuwenhoek (1632-1723), ktorý vytvoril prvý mikroskop s 300-násobným zväčšením. V roku 1695 vydal knihu „Tajomstvá prírody“ s kresbami kokov, prútov a spiríl. To vyvolalo veľký záujem medzi prírodovedcami. Vtedajší stav vedy umožňoval len opísať nové druhy (morfologické obdobie).

Začiatok fyziologického obdobia je spojený s činnosťou veľkého francúzskeho vedca Louisa Pasteura (1822-1895). Pasteurovo meno je spojené s najväčšími objavmi v oblasti mikrobiológie: skúmal povahu fermentácie, stanovil možnosť života bez kyslíka (anaerobióza), odmietol teóriu spontánnej tvorby a skúmal príčiny kazenia vín a pivo. Navrhol účinné spôsoby boja proti patogénom kazenia potravín (pasterizácia), vyvinul princíp očkovania a metódy získavania vakcín.

R. Koch, súčasník Pasteura, zaviedol výsev na tuhé živné pôdy, počítanie mikroorganizmov, izoláciu čistých kultúr a sterilizáciu materiálov.

Imunologické obdobie vo vývoji mikrobiológie je spojené s menom ruského biológa I.I. Mečnikov, ktorý objavil doktrínu imunity tela voči infekčným chorobám (imunita), bol zakladateľom fagocytárnej teórie imunity a objavil antagonizmus u mikróbov. Súčasne s I.I. Mečnikov študoval mechanizmy imunity voči infekčným chorobám významným nemeckým výskumníkom P. Ehrlichom, ktorý vytvoril teóriu humorálnej imunity.

Gamaleya N.F. - zakladateľ imunológie a virológie, objavil bakteriofágiu.

DI. Ivanovský najprv objavil vírusy a stal sa zakladateľom virológie. Počas práce v botanickej záhrade Nikitsky na štúdiu choroby tabakovej mozaiky, ktorá spôsobila obrovské škody na tabakových plantážach, v roku 1892. zistili, že túto chorobu, rozšírenú na Kryme, spôsobuje vírus.

N.G. Gabrichevsky zorganizoval prvý bakteriologický ústav v Moskve. Vlastní práce o štúdiu šarlachu, záškrtu, moru a iných infekcií. V Moskve organizoval výrobu séra proti záškrtu a úspešne ho používal na liečbu detí.

P.F. Zdrodovský je imunológ a mikrobiológ, známy svojou zásadnou prácou v oblasti fyziológie imunity, ako aj v oblasti rickettsiológie a brucelózy.

V.M. Ždanov je významný virológ, jeden z organizátorov globálnej eradikácie kiahní na planéte, ktorý stál pri počiatkoch molekulárnej virológie a genetického inžinierstva.

M.P. Chumakov je imunobiotechnológ a virológ, organizátor Inštitútu detskej obrny a vírusovej encefalitídy, autor orálnej vakcíny proti detskej obrne.

Z.V. Ermolyeva - zakladateľ domácej antibiotickej terapie

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY REPUBLIKY KAZACHSTAN
ŠTÁTNA UNIVERZITA VÝCHODNÉHO KAZACHSTANU POMENOVANÁ PO S.AMANZHOLOVÁ

Katedra biológie

ABSTRAKT

Disciplína: „Biológia a vývoj mikroorganizmov a vírusov“

Na tému: „História vývoja mikrobiológie“

Vyplnili: študenti skupiny UBG-09 (A)
Grushkovskaya D., Fefelová N.
Kontroloval: Kalenova K.Sh.

Usť-Kamenogorsk, 2011

Plán:
Úvod………………………………………………………………………………... 3

1. OBJAV MIKROORGANIZMOV……………………………………………………………… …4
2. POPISNÉ (MORFOLICKÉ) OBDOBIE VO VÝVOJI MIKROBIOLÓGIE (KONIEC 17. STOROČIA – POLOVINA 19. STOROČIA)………………………..5
2.1. Rozvoj predstáv o povahe procesov fermentácie a rozkladu……5
2.2. Rozvoj myšlienok o mikrobiálnej povahe infekčných chorôb………………………………………………………………………… …………………….7
3. FYZIOLOGICKÉ OBDOBIE (PASTERIAN) (DRUHÁ POLOVICA 19. STOROČIA)……………………………………………………………………………………….8
3.1. Vedecká činnosť Louisa Pasteura………………………………………………………………8
3.2. Rozvoj mikrobiológie v druhej polovici 19. storočia…………………...10
4. VÝVOJ MIKROBIOLÓGIE V 20. STOROČÍ…………………………………15

Záver ................................................................. ............................................................. ...... 18

Literatúra ................................................................. .............................................................. .............. 19

ÚVOD

Mikrobiológia je veda, ktorá študuje štruktúru, systematiku, fyziológiu, biochémiu, genetiku a ekológiu organizmov malých rozmerov, ktoré sú voľným okom neviditeľné. Tieto organizmy sa nazývajú mikroorganizmy alebo mikróby.
Po dlhú dobu žil človek obklopený neviditeľnými tvormi, používal produkty svojej životnej činnosti (napríklad pri pečení chleba z kysnutého cesta, príprave vína a octu), trpel, keď tieto stvorenia spôsobili choroby alebo pokazili zásoby potravín, ale nemajú podozrenie na ich prítomnosť. Nemal som podozrenie, pretože som nevidel, a nevidel som, pretože veľkosť týchto mikrotvorov ležala oveľa pod hranicou viditeľnosti, ktorej je ľudské oko schopné. Je známe, že osoba s normálnym videním v optimálnej vzdialenosti (25-30 cm) dokáže rozlíšiť objekt s veľkosťou 0,07-0,08 mm vo forme bodu. Menšie predmety si človek nevšimne. To je určené štrukturálnymi vlastnosťami jeho zrakového orgánu.
Pokusy prekonať vytvorenú prirodzenú bariéru a rozšíriť možnosti ľudského oka sa robili už dávno. Počas archeologických vykopávok v starovekom Babylone sa teda našli bikonvexné šošovky - najjednoduchšie optické prístroje. Šošovky boli vyrobené z lešteného horského krištáľu. Môžeme uvažovať, že ich vynálezom človek urobil prvý krok na ceste do mikrosveta.
Ďalšie zdokonaľovanie optickej techniky sa datuje do 16. a 17. storočia. a súvisí s rozvojom astronómie. V tomto čase holandskí brusiči skla navrhli prvé teleskopy. Ukázalo sa, že ak sú šošovky umiestnené inak ako v ďalekohľade, môžete zväčšiť veľmi malé predmety. Mikroskop tohto typu vytvoril v roku 1610 G. Galileo. Vynález mikroskopu otvoril nové možnosti pre štúdium živej prírody.
Jeden z prvých mikroskopov, pozostávajúci z dvoch bikonvexných šošoviek, ktoré dávali zväčšenie približne 30-krát, navrhol a použil na štúdium štruktúry rastlín anglický fyzik a vynálezca R. Hooke. Pri skúmaní častí korku objavil pravidelnú bunkovú štruktúru dreveného tkaniva. Tieto bunky následne nazval „bunky“ a zobrazil ich v knihe „Mikrografia“. Bol to R. Hooke, ktorý zaviedol termín „bunka“ na označenie tých štruktúrnych jednotiek, z ktorých je vybudovaný zložitý živý organizmus. Ďalší prienik do tajov mikrosveta je nerozlučne spojený so zdokonaľovaním optických prístrojov.

1.OBJAVENIE MIKROORGANIZMOV

Mikroorganizmy boli objavené koncom 17. storočia, no ich činnosť a dokonca aj praktické využitie boli známe oveľa skôr. Napríklad produkty fermentácie alkoholom, kyselinou mliečnou a kyselinou octovou sa pripravovali a používali v najstarších dobách. Užitočnosť týchto produktov bola vysvetlená prítomnosťou „živého ducha“ v nich. Myšlienka existencie neviditeľných tvorov sa však začala objavovať pri identifikácii príčin infekčných chorôb. Hippokrates (6. storočie pred Kristom) a neskôr Varro (2. storočie) teda navrhli, že infekčné choroby spôsobujú neviditeľné stvorenia. Ale až v 16. storočí prišiel taliansky vedec Giralamo Fracastoro na to, že prenos chorôb z človeka na človeka sa uskutočňuje pomocou najmenších živých tvorov, ktorým dal meno contagium vivum. Pre takéto predpoklady však neexistovali žiadne dôkazy.
Ak predpokladáme, že mikrobiológia vznikla v okamihu, keď človek uvidel prvé mikroorganizmy, potom môžeme úplne presne označiť „narodeniny“ mikrobiológie a meno objaviteľa. Týmto mužom je Holanďan Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), výrobca z Delftu. Zaujatý štruktúrou ľanového vlákna si pre seba vyleštil niekoľko hrubých šošoviek. Neskôr sa Leeuwenhoek začal zaujímať o túto jemnú a starostlivú prácu a dosiahol veľkú dokonalosť vo výrobe šošoviek, ktoré nazval „mikroskopia“. Vo vonkajšej forme to boli jednoduché bikonvexné okuliare orámované striebrom alebo mosadzou, ale vo svojich optických vlastnostiach sa Leeuwenhoekove šošovky, ktoré poskytovali zväčšenie 200 - 270 krát, nevyrovnali. Aby sme ich ocenili, stačí pripomenúť, že teoretická hranica zväčšenia bikonvexnej šošovky je 250 - 300 krát.
Bez prirodzeného vzdelania, ale s prirodzenou zvedavosťou sa Leeuwenhoek so záujmom pozeral na všetko, čo mu prišlo pod ruku: vodu z jazierka, zubný povlak, korenie, sliny, krv a oveľa viac. Od roku 1673 začal Leeuwenhoek posielať výsledky svojich pozorovaní Kráľovskej spoločnosti v Londýne, ktorej bol následne zvolený za člena. Celkovo Leeuwenhoek napísal viac ako 170 listov Kráľovskej spoločnosti v Londýne a neskôr jej odkázal 26 zo svojej slávnej „mikroskopie“. Tu je úryvok z jedného listu: „Dňa 24. apríla 1676 som sa pozrel na vodu pod mikroskopom a s veľkým prekvapením som v nej uvidel obrovské množstvo drobných živých tvorov. Niektoré z nich boli 3-4 krát dlhšie ako široké, hoci neboli hrubšie ako chĺpky pokrývajúce telo vši. Iné mali pravidelný oválny tvar. Existoval aj tretí typ organizmov – najpočetnejší – drobné stvorenia s chvostom.“ Porovnaním popisu uvedeného v tejto pasáži a optických schopností šošoviek, ktoré má Leeuwenhoek k dispozícii, môžeme dospieť k záveru, že Leeuwenhoek bol prvý, kto videl baktérie v roku 1676.
Leeuwenhoek všade objavil mikroorganizmy a dospel k záveru, že svet okolo neho je husto osídlený mikroskopickými obyvateľmi. Leeuwenhoek považoval všetky mikroorganizmy, ktoré videl, vrátane baktérií, za malé zvieratá, ktoré nazýval „zvieratá“ a bol presvedčený, že sú štruktúrované rovnako ako veľké organizmy, t. j. majú tráviace orgány, nohy, chvosty atď. .d.
Leeuwenhoekove objavy boli také nečakané a dokonca fantastické, že takmer 50 nasledujúcich rokov vyvolávali všeobecný úžas. Počas pobytu v Holandsku v roku 1698 Peter I. navštívil Leeuwenhoek a rozprával sa s ním. Z tejto cesty si Peter I. priniesol do Ruska mikroskop a neskôr, v roku 1716, boli v dielňach na jeho dvore vyrobené prvé domáce mikroskopy.

2. POPISNÉ (MORFOLOGICKÉ) OBDOBIE VO VÝVOJI MIKROBIOLÓGIE (KONIEC 17. STOROČIA – POLOVINA 19. STOROČIA)

2.1. Rozvoj predstáv o povahe fermentačných a hnilobných procesov

Mnohé procesy vykonávané mikroorganizmami sú človeku známe už od nepamäti. V prvom rade ide o hnilobu a kvasenie. V spisoch starých gréckych a rímskych autorov možno nájsť recepty na výrobu vína, kyslého mlieka a chleba, čo naznačuje rozšírené používanie fermentácie v každodennom živote. V stredoveku alchymisti tieto procesy neignorovali a študovali ich spolu s inými čisto chemickými premenami. Práve v tomto období sa robili pokusy zistiť povahu fermentačných procesov.
Termín „fermentácia“ („fermentatio“) na označenie procesov zahŕňajúcich uvoľňovanie plynu prvýkrát použil holandský alchymista J.B. van Helmont (1577-1644). J. van Helmont objavil podobnosti medzi plynom vznikajúcim pri kvasení hroznovej šťavy (oxid uhličitý), plynom uvoľňovaným pri spaľovaní uhlia a plynom, ktorý sa objavuje „keď sa ocot naleje na vápence“, t.j. keď zásada reaguje s kyselinou. Na základe toho J. van Helmont dospel k záveru, že všetky vyššie opísané chemické premeny sú rovnakého charakteru. Neskôr sa fermentácie začali odlišovať od skupiny chemických procesov sprevádzaných uvoľňovaním plynov. Na označenie materiálnej hnacej sily fermentácie, jej aktívneho princípu, sa použil termín „enzým“. Názor na fermentáciu a hnilobu ako čisto chemické procesy sformuloval v roku 1697 nemecký lekár a chemik G.E. Stalem (1660-1734). Fermentácia a hniloba sú podľa predstáv G. Stahla chemické premeny, ku ktorým dochádza pod vplyvom molekúl „enzýmov“, ktoré prenášajú svoj vlastný vnútorný aktívny pohyb na molekuly fermentovateľného substrátu, t.j. pôsobí ako druh katalyzátora reakcie. Názory G. Stahla na podstatu procesov hnitia a fermentácie úplne zdieľal a obhajoval jeden z najväčších chemikov svojej doby J. Liebig. Tento názor však nebol prijatý všetkými výskumníkmi.
Jeden z prvých dohadov o spojení medzi „globulami“ (kvasinkami) opísanými Leeuwenhoekom a fenoménom fermentácie a hniloby patrí francúzskemu prírodovedcovi J.L.L. Buffon (1707-1788). Francúzsky chemik A. Lavoisier (1743-1794), ktorý kvantitatívne skúmal chemické premeny cukru počas alkoholového kvasenia, sa veľmi priblížil k pochopeniu úlohy kvasiniek v procese kvasenia. V roku 1793 napísal: „Na prvý impulz kvaseniu stačí trocha pivovarských kvasníc: kvasenie potom pokračuje samo. O pôsobení enzýmu vo všeobecnosti budem informovať inde.“ To sa mu však nepodarilo: A. Lavoisier sa stal obeťou teroru francúzskej buržoáznej revolúcie.
Od 30. rokov 19. storočia sa začalo obdobie intenzívnych mikroskopických pozorovaní. V roku 1827 francúzsky chemik J. Demasier (1783-1862) opísal štruktúru kvasiniek Mycoderma cerevisiae, ktoré tvoria na povrchu piva film, a v presvedčení, že ide o najmenšie živočíchy, ich zaradil medzi nálevníky. V práci J. Demasiera však nie je žiadny náznak možnej súvislosti medzi fermentačným procesom a filmom vyvíjajúcim sa na povrchu kvasnej kvapaliny. O desať rokov neskôr sa francúzsky botanik C. Cagnard de Latour (1777-1859) podrobil dôkladnému mikroskopickému skúmaniu sedimentu vzniknutého pri alkoholovom kvasení a dospel k záveru, že pozostáva zo živých bytostí, ktorých životná činnosť je príčinou kvasenia. Takmer súčasne nemecký prírodovedec F. Kützing (1807-1893) pri štúdiu vzniku octu z alkoholu upozornil na hlienovú hmotu, ktorá na povrchu tekutiny s obsahom alkoholu vyzerala ako film. Štúdiom slizničnej hmoty F. Kützing zistil, že pozostáva z mikroskopických živých organizmov a priamo súvisí s hromadením octu v prostredí. K podobným záverom dospel aj ďalší nemecký prírodovedec T. Schwann (1810-1882).
C. Cagniard de Latour, F. Kützing a T. Schwann tak nezávisle od seba a takmer súčasne dospeli k záveru o súvislosti medzi fermentačnými procesmi a životnou činnosťou mikroskopických živých bytostí. Hlavný záver z týchto štúdií jasne formuloval F. Kützing: „Každý fermentačný proces musíme teraz posudzovať inak, ako ich doteraz považovala chémia. Celý proces alkoholovej fermentácie závisí od prítomnosti kvasiniek, zatiaľ čo fermentácia kyseliny octovej závisí od prítomnosti matky kyseliny octovej.
Myšlienky o biologickej povahe fermentačného „enzýmu“ vyjadrené tromi výskumníkmi však neboli prijaté. Okrem toho boli vystavení ostrej kritike zo strany prívržencov teórie fyzikálno-chemickej povahy fermentácie, ktorí obvinili svojich vedeckých oponentov z „frivolity v záveroch“ a absencie akýchkoľvek dôkazov potvrdzujúcich túto „čudnú hypotézu“. Dominantnou zostala teória fyzikálno-chemickej podstaty fermentačných procesov.

2.2.Rozvoj predstáv o mikrobiálnej povahe infekčných chorôb

Už staroveký grécky lekár Hippokrates (asi 460-377 pred Kr.) navrhol, že infekčné choroby spôsobujú neviditeľné živé bytosti. Avicenna (asi 980-1037) v „Kánone medicíny“ písal o „neviditeľných“ patogénoch moru, kiahní a iných chorôb. Podobné myšlienky možno nájsť v dielach talianskeho lekára, astronóma a básnika G. Fracastra (1478-1553).
Ruský epidemiológ D.S. bol hlboko presvedčený, že infekčné choroby spôsobujú živé mikroskopické tvory. Samoilovič (1744-1805), ktorý sa pokúsil odhaliť pôvodcu moru pod mikroskopom. Neuspel kvôli nedokonalosti mikroskopov a mikroskopickej techniky. Opatrenia na dezinfekciu a izoláciu pacientov vyvinuté D.S. Samoilovičom v súlade s jeho myšlienkou sa však ukázali ako veľmi účinné v boji proti epidémiám a stali sa všeobecne známymi po celom svete.
Za zmienku stojí, že súčasník D. Samoiloviča M. Terekhovsky (1740-1796), prvý ruský protistológ-experimentátor, zistil živú povahu prvokov a v roku 1775 prvýkrát na svete aplikoval experimentálnu výskumnú metódu na mikroorganizmy. , určenie vplyvu teploty, elektrických výbojov, sublimátu, ópia, kyselín a zásad na ich životaschopnosť. Štúdiom pohybu, rastu a rozmnožovania mikroorganizmov za prísne kontrolovaných podmienok Terekhovskij ako prvý poukázal na to, že deleniu predchádza rast a zväčšenie. Dokázal aj nemožnosť samovoľného vytvárania prvokov v rôznych prevarených tekutinách (nálevoch). Svoje pozorovania načrtol vo svojom diele „O Linnaeovom nalievacom chaose“.
V roku 1827 taliansky prírodovedec A. Bassi (1773-1856) pri štúdiu choroby priadky morušovej objavil prenos choroby pri prenose mikroskopickej huby z chorého jedinca na zdravého. A. Bassi bol teda prvý, kto experimentálne dokázal mikrobiálny charakter tohto ochorenia. Myšlienka mikrobiálnej povahy infekčných chorôb už dlho nebola uznaná. Dominantnou teóriou bolo, že za príčiny chorôb sa považovali rôzne poruchy toku chemických procesov v organizme.
V roku 1846 nemecký anatóm F. Henle (1809-1885) vo svojej knihe „Manuál racionálnej patológie“ jasne definoval základné princípy rozpoznávania infekčných chorôb. Neskôr myšlienky F. Henleho, formulované vo všeobecnej forme (F. Henle sám nedokázal vidieť jediného pôvodcu ľudských infekčných chorôb), experimentálne podložil R. Koch a do vedy vstúpili pod názvom „Henle-Koch triáda“.

3. FYZIOLOGICKÉ OBDOBIE (PASTERIAN) (DRUHÁ POLOVICA 19. STOROČIA)

3.1. Vedecká činnosť Louisa Pasteura

Začiatok fyziologického obdobia sa datuje do 60. rokov 19. storočia a spája sa s činnosťou vynikajúceho francúzskeho vedca, povolaním chemika Louisa Pasteura (1822-1895). Mikrobiológia vďačí Pasteurovi nielen za rýchly rozvoj, ale aj za jej formovanie ako vedy. Pasteurovo meno sa spája s najväčšími objavmi, ktoré mu priniesli svetovú slávu: fermentácia (1857), spontánna tvorba (1860), choroby vína a piva (1865), choroby priadky morušovej (1868), infekcia a vakcíny (1881), besnota (1885) .
Pasteur začal svoju vedeckú kariéru prácou na kryštalografii. Zistil, že pri rekryštalizácii solí opticky neaktívnej racemickej kyseliny vznikajú dva typy kryštálov. Roztok pripravený z kryštálov jedného typu otáča rovinu polarizovaného svetla doprava a z kryštálov iného typu doľava. Pasteur ďalej zistil, že pleseň pestovaná v roztoku racemickej kyseliny vínnej konzumuje iba jednu z izomérnych foriem (pravotočivú). Toto pozorovanie umožnilo Pasteurovi vyvodiť záver o špecifických účinkoch mikroorganizmov na substráty a slúžilo ako teoretický základ pre následné štúdium fyziológie mikroorganizmov. Pasteurove pozorovania nižších plesní pritiahli jeho pozornosť k mikroorganizmom vo všeobecnosti.
V roku 1854 Pasteur získal miesto profesora na plný úväzok na univerzite v Lille. Práve tu začal svoj mikrobiologický výskum, ktorý položil základ mikrobiológii ako samostatnej vednej disciplíne.
Dôvodom začatia štúdia fermentačných procesov bola výzva na Pasteura od výrobcu z Lille so žiadosťou o pomoc pri zisťovaní príčin systematických zlyhaní pri fermentácii repnej šťavy pri výrobe alkoholu. Výsledky výskumu, publikované koncom roku 1857, nepochybne dokázali, že proces alkoholového kvasenia je výsledkom životnej činnosti určitej skupiny mikroorganizmov – kvasiniek a vyskytuje sa v podmienkach bez prístupu vzduchu.
Takmer súčasne so štúdiom alkoholového kvasenia začal Pasteur študovať mliečne kvasenie a tiež ukázal, že tento typ kvasenia spôsobujú mikroorganizmy, ktoré nazval „mliečne kvasnice“. Pasteur prezentoval výsledky svojho výskumu vo svojich publikovaných prácach „Memoár o mliečnej fermentácii“.
Výsledky Pasteurovho výskumu totiž nie sú len novými vedeckými údajmi, sú odvážnym vyvrátením vtedajšej dominantnej teórie o fyzikálnej a chemickej povahe fermentácie, ktorú podporujú a obhajujú najväčšie vedecké autority tej doby: I. Berzelius, E. Mitscherlich, J. Liebig. Mliečna fermentácia je najjednoduchší „chemický“ proces rozkladu molekuly cukru na dve triózy a dôkaz, že tento rozklad súvisí s životne dôležitou aktivitou mikroskopických organizmov, bol silným argumentom podporujúcim teóriu biologickej povahy fermentácií.
Druhým argumentom na podporu biologickej povahy fermentácie bol Pasteurov experimentálny dôkaz o možnosti uskutočniť alkoholovú fermentáciu v médiu bez obsahu bielkovín. Podľa chemickej teórie fermentácie je fermentácia výsledkom katalytickej aktivity „enzýmu“, ktorý je látkou bielkovinovej povahy.
Štúdium fermentácie kyseliny maslovej viedlo Pasteura k záveru, že život niektorých mikroorganizmov nielenže môže prebiehať v neprítomnosti voľného kyslíka, ale ten je pre ne škodlivý. Výsledky týchto pozorovaní boli publikované v roku 1861 v správe s názvom „Zvieratá-ciliáty žijúce bez voľného kyslíka a spôsobujúce fermentáciu“. Objav negatívneho vplyvu voľného kyslíka na proces fermentácie kyseliny maslovej bol možno posledným bodom, ktorý úplne vyvrátil teóriu o chemickej povahe fermentácií, keďže práve kyslíku bola prisúdená úloha zlúčeniny, ktorá dáva prvý impulz k vnútornému pohybu proteínových častíc „enzýmu“. Prostredníctvom série štúdií v oblasti fermentácií Pasteur presvedčivo dokázal nekonzistentnosť chemickej teórie fermentácií a prinútil svojich oponentov priznať svoje chyby. Za prácu o anaerobióze v roku 1861 Pasteur získal cenu Francúzskej akadémie vied a medailu Kráľovskej spoločnosti v Londýne. Výsledok dvadsaťročného výskumu v oblasti kvasenia zhrnul Pasteur v „Výskum piva, jeho chorôb, ich príčin, spôsobov, ako ho stabilizovať, s aplikáciou novej teórie kvasenia“ (1876).
V roku 1865 sa francúzska vláda obrátila na Pasteura so žiadosťou o pomoc farmárom priadky morušovej, ktorí utrpeli veľké straty v dôsledku chorôb priadky morušovej. Pasteur venoval štúdiu tejto problematiky asi päť rokov a dospel k záveru, že choroby priadky morušovej spôsobujú určité mikroorganizmy. Pasteur podrobne študoval priebeh choroby - priadky morušové a vypracoval praktické odporúčania na boj proti chorobe: navrhol pod mikroskopom hľadať pôvodcov choroby v telách motýľov a kukiel, oddeliť chorých jedincov a zničiť ich atď. .
Po zistení mikrobiálnej povahy infekčných chorôb priadky morušovej dospel Pasteur k myšlienke, že choroby zvierat a ľudí sú tiež spôsobené vplyvom mikroorganizmov. Jeho prvou prácou v tomto smere bolo dokázať, že horúčka v detskom veku, rozšírená počas opísaného obdobia, bola spôsobená určitým mikroskopickým patogénom. Pasteur identifikoval pôvodcu horúčky, ukázal, že jej príčinou bolo zanedbanie antiseptických pravidiel zo strany zdravotníckeho personálu a vyvinul metódy ochrany proti prenikaniu patogénu do organizmu.
Pasteurova ďalšia práca v oblasti štúdia infekčných chorôb viedla k jeho objaveniu pôvodcov slepačej cholery, osteomyelitídy, hnisavých abscesov a jedného z pôvodcov plynatej gangrény. Pasteur tak ukázal a dokázal, že každé ochorenie je spôsobené konkrétnym mikroorganizmom.
V roku 1879 pri štúdiu slepačej cholery Pasteur vyvinul metódu na získavanie kultúr mikróbov, ktoré strácajú schopnosť byť pôvodcom choroby, čiže strácajú virulenciu a tento objav využil na ochranu tela pred následnou infekciou. Posledne menovaný vytvoril základ pre vytvorenie teórie imunity.
Pasteur spojil svoje štúdium infekčných chorôb s vývojom opatrení na aktívny boj proti nim. Na základe techniky získavania oslabených kultúr virulentných mikroorganizmov, nazývaných „vakcíny“, Pasteur našiel spôsoby, ako bojovať proti antraxu a besnote. Pasteurove vakcíny sa rozšírili po celom svete. Inštitúcie, kde sa vykonáva očkovanie proti besnote, sa nazývajú Pasteurove stanice na počesť Pasteura.
Pasteurove diela ocenili jeho súčasníci a získali medzinárodné uznanie. V roku 1888 bol v Paríži pre Pasteura vybudovaný vedecko-výskumný ústav z prostriedkov získaných prostredníctvom medzinárodného predplatného, ​​ktorý v súčasnosti nesie jeho meno. Pasteur bol prvým riaditeľom tohto ústavu. Objavy L. Pasteura ukázali, aký rozmanitý, nezvyčajný a aktívny je voľným okom neviditeľný mikrosvet a aké obrovské pole pôsobnosti predstavuje jeho štúdium.

3.2. Rozvoj mikrobiológie v druhej polovici 19. storočia

Pri hodnotení úspechov, ktoré dosiahla mikrobiológia v druhej polovici 19. storočia, francúzsky bádateľ P. Tennery vo svojom diele „Historický náčrt vývoja prírodných vied v Európe“ napísal: „Vzhľadom na bakteriologické objavy, dejiny iných prírodných vied v posledných desaťročiach 19. storočia pôsobí o niečo bledšie.“
Úspechy mikrobiológie v tomto období priamo súvisia s novými myšlienkami a metodologickými prístupmi, ktoré do mikrobiologického výskumu zaviedol L. Pasteur. Medzi prvými, ktorí ocenili význam Pasteurových objavov, bol anglický chirurg J. Lister, uvedomil si, že dôvodom veľkého percenta úmrtí po operáciách je po prvé infekcia rán baktériami z neznalosti a po druhé nedodržiavanie so základnými pravidlami antiseptík .
Jedným zo zakladateľov lekárskej mikrobiológie bol spolu s Pasteurom nemecký mikrobiológ R. Koch (1843-1910), ktorý študoval patogény infekčných chorôb. Koch začal svoj výskum ešte ako vidiecky lekár štúdiom antraxu av roku 1877 publikoval prácu venovanú pôvodcovi tohto ochorenia - Bacillus anthracis. V nadväznosti na to upútala pozornosť Kocha ďalšia vážna a rozšírená choroba tej doby – tuberkulóza. V roku 1882 Koch oznámil objav pôvodcu tuberkulózy, ktorý bol na jeho počesť nazvaný „Kochov bacil“. (V roku 1905 dostal Koch Nobelovu cenu za výskum tuberkulózy.) Koch tiež objavil v roku 1883 pôvodcu cholery.
Koch venoval veľkú pozornosť rozvoju metód mikrobiologického výskumu. Navrhol osvetľovaciu aparatúru, navrhol metódu na mikrofotografiu baktérií, vyvinul techniky farbenia baktérií anilínovými farbivami a navrhol metódu pestovania mikroorganizmov na pevných živných pôdach pomocou želatíny. Získavanie baktérií vo forme čistých kultúr otvorilo nové prístupy k hlbšiemu štúdiu ich vlastností a poslúžilo ako impulz pre ďalší rýchly rozvoj mikrobiológie. Izolovali sa čisté kultúry pôvodcov cholery, tuberkulózy, záškrtu, moru, sopľavky a lobárnej pneumónie.
Koch experimentálne zdôvodnil ustanovenia, ktoré predtým predložil F. Henle o uznávaní infekčných chorôb, ktoré sa do vedy dostali pod názvom „Henle-Koch triáda“ (neskôr sa však ukázalo, že nie je aplikovateľné na všetky infekčné agensy).
Zakladateľom ruskej mikrobiológie je L. Tsenkovskij (1822-1887). Predmetom jeho výskumu boli mikroskopické prvoky, riasy a huby. Objavil a opísal veľké množstvo prvokov, študoval ich morfológiu a vývojové cykly. To mu umožnilo dospieť k záveru, že medzi svetom rastlín a zvierat neexistuje ostrá hranica. Zorganizoval tiež jednu z prvých Pasteurových staníc v Rusku a navrhol vakcínu proti antraxu („živá vakcína Tsenkovského“).
Meno I. Mečnikova (1845-1916) sa spája s rozvojom nového smeru v mikrobiológii – imunológie. Po prvýkrát vo vede Mechnikov vyvinul a experimentálne potvrdil biologickú teóriu imunity, ktorá vošla do histórie ako Mechnikovova fagocytárna teória. Táto teória je založená na myšlienke bunkových ochranných zariadení tela. Mečnikov pri pokusoch na zvieratách (dafnie, larvy hviezdice) dokázal, že leukocyty a iné bunky mezodermálneho pôvodu majú schopnosť zachytávať a tráviť cudzie častice (vrátane mikróbov), ktoré vstupujú do tela. Tento jav, nazývaný fagocytóza, vytvoril základ fagocytárnej teórie imunity a získal všeobecné uznanie. Mečnikov ďalej rozvíjal nastolené otázky a formuloval všeobecnú teóriu zápalu ako ochrannej reakcie tela a vytvoril nový smer v imunológii - doktrínu antigénovej špecifickosti. V súčasnosti nadobúda čoraz väčší význam v súvislosti s rozvojom problematiky transplantácií orgánov a tkanív a so štúdiom nádorovej imunológie.
Medzi najvýznamnejšie Mečnikovove práce v oblasti lekárskej mikrobiológie patria štúdie patogenézy cholery a biológie cholery podobných vibri, syfilisu, tuberkulózy a recidivujúcej horúčky. Mechnikov je zakladateľom doktríny mikrobiálneho antagonizmu, ktorá slúžila ako základ pre rozvoj vedy o antibiotickej terapii. Myšlienku mikrobiálneho antagonizmu použil Mechnikov pri vývoji problému dlhovekosti. Pri štúdiu fenoménu starnutia tela Mechnikov dospel k záveru. Že jeho najvýznamnejšou príčinou je chronická otrava organizmu hnilobnými produktmi, ktoré v hrubom čreve produkujú hnilobné baktérie.
Prakticky zaujímavé sú Mečnikovove rané práce o použití huby Isaria destructor na boj proti poľnému škodcovi – chrobákovi. Dávajú dôvod považovať Mečnikova za zakladateľa biologickej metódy boja proti škodcom poľnohospodárskych rastlín, metódy, ktorá v súčasnosti nachádza čoraz väčšie uplatnenie a popularitu.
Takže I.I. Mečnikov, vynikajúci ruský biológ, ktorý spájal kvality experimentátora, učiteľa a propagátora vedeckého poznania, bol človekom veľkého ducha a práce, ktorého najvyšším ocenením bolo udelenie Nobelovej ceny v roku 1909 za výskum fagocytózy.
Jedným z najväčších vedcov v oblasti mikrobiológie je priateľ a kolega I. Mečnikova N.F. Gamaleya (1859-1949). Gamaleya zasvätil celý svoj život štúdiu infekčných chorôb a vývoju opatrení na boj proti ich patogénom. Gamaleya zásadne prispel k štúdiu tuberkulózy, cholery a besnoty, v roku 1886 spolu s I. Mečnikovom zorganizoval prvú Pasteurovu stanicu v Odese a zaviedol do praxe očkovanie proti besnote. Objavil vtáčie vibrio – pôvodcu cholery podobnej choroby u vtákov – a na počesť Iľju Iľjiča ho pomenoval Mečnikov vibrio. Potom bola získaná vakcína proti ľudskej cholere.
atď.................