Mikrobiológia je to, čo veda? Lekárska mikrobiológia

Osoba je obklopená biotopom, ktorého niektoré komponenty nemôžeme vidieť. A pretože okrem človeka a zvierat je aj mikrokozmos, ktorý priamo alebo nepriamo ovplyvňuje celé prostredie, treba ho študovať. Veda, ktorej metódy a ciele smerujú k štúdiu živých mikroorganizmov, zákony o ich vývine a živote, ako aj o zvláštnostiach interakcie s prírodou a priamo s človekom, je mikrobiológia.

Tvorba mikrobiológie

V rámci štandardného univerzitného kurzu s názvom "Mikrobiológia" prednášky obsahujú materiály súvisiace s históriou vedy. A vo svojom vývoji sa rozlišuje popisné obdobie, ktoré začalo vynálezom mikroskopu a úvahami o prvých baktériách. Potom sa novým organizmom postupne otvorili vedomosti a ich význam sa stal pre človeka zrozumiteľnejším. Súčasne boli objavené patogény spôsobujúce ľudské ochorenia.

Obdobie od 1880 do 1890, ktoré sa považuje za "zlatý vek" mikrobiológie, je poznačené najväčším počtom objavov v tej dobe. A zásluhy Roberta Kocha (na fotografii nižšie), ktorý vyvinul metódy na izolovanie baktérií z ohniskov, nemôže zostať bez pozornosti. Následne už boli vyvinuté ďalšie metódy na detekciu mikroorganizmov. Ich vlastnosti a úloha v biocenózach, ako aj v ľudskom živote boli podrobnejšie skúmané.

Príspevok vedcov k rozvoju vedy

Otto Friedrich Müller sa stal prvým vedcom, ktorý sa snažil systematizovať organizmy mikrosvety. Vybral 379 samostatných druhov mikroorganizmov. Vzal ich do určitých tried. Mikrobiológia, kanalizácia a epidemiológia ešte neboli zavedené do praxe a mikróby už mali predstavu, že sú samostatnými organizmami žijúcimi v neprístupnom svete.

Rozpoznať tento svet a dozvedieť sa viac o tom pomohol výskumu Louis Pasteur a Robert Koch. Ten bol schopný vyvinúť princípy izolácie mikroorganizmov zo študovaného materiálu od chorých a Pasteur (spoločne s Kochom) dospel k záveru, že mikróby sú príčinou infekčných patológií. Mimochodom, v čase, keď infekcie významne prispeli k celkovej chorobnosti, úloha týchto štúdií bola veľmi dôležitá.

Potom sa v histórii vedy objavuje mnoho nových mien. Tak sa vyvinula mikrobiológia. Vedci prispeli veľkým prínosom k tejto veľkej veci a oslavovali ich mená. Ako príklad môžeme uviesť takých výskumníkov ako MV Beyerink, SN Vinogradský, G. Kh. Gram, II Mechnikov, DI Ivanovskii, LS Cenkovský, E. A. Behring , ZA Waxman, A. Calmette, RF Peyton a ďalšie. Samozrejme, toto nie je úplný zoznam vedy svetla, a ešte viac, nemohli sme opísať všetky svoje zásluhy v rámci článku. Kurz s názvom "Mikrobiológia" (prednášky a praktické cvičenia) podrobne skúma mnohé výsledky výskumu týchto vedcov.

Rozvinuté oblasti mikrobiológie

V súčasnej fáze vývoja akejkoľvek vedy sa zlepšujú výskumné metódy, čo znamená, že existujú príležitosti na kompletnejšie štúdium určitých mikroorganizmov a ich vlastností. Výsledkom sú objavy, ktoré vám umožňujú nepriamo alebo priamo uplatniť poznatky o mikrónoch vo všetkých oblastiach riadenia. Z tohto dôvodu nie je mikrobiológia len teoretická oblasť vedomostí. Toto je veda, ktorá má niektoré odvetvia:

• Všeobecná mikrobiológia;
• Lekárske (mykológia, bakteriológia, virológia, protozoológia);
• veterinárne;
• priemyselná;
• poľnohospodárstva;
• Odbor sanitárnej mikrobiológie;
• Mikrobiológia vody.

Lekárska mikrobiológia je plnohodnotná veda vrátane mykológie, baktérie, protozoológie, virológie, sanitácie a imunológie. Boli vyvinuté metódy identifikácie infekčných agens a používania účinných liekov na ich liečbu, aby sa zabránilo chorobám, ktoré predtým viedli k pandémiám s obrovskou úmrtnosťou.

Imunológia sa kvôli zložitosti biochemických procesov imunity skoro rozpadla z mikrobiológie na samostatnú vedu. Dnes je kombinovaná s onkológiou a alergológiou. Súčasne nie sú iné odvetvia mikrobiológie menej dôležité: umožňujú posúdiť vyhliadky na používanie mikróbov v genetickom inžinierstve, navrhnúť vývoj klímy a biocenóz oceánu a pôdy. Dôležitá je aj potenciálna perspektíva využívania mikroorganizmov v poľnohospodárstve na boj proti parazitom alebo na zvýšenie výnosov plodín.

Ciele mikrobiológie

Každá samostatná oblasť mikrobiológie má svoje vlastné ciele a metódy, ktoré im umožňujú dosiahnuť. Konkrétne, lekárska mikrobiológia sa zameriava na štúdium čo najväčšieho počtu patogénnych a podmienene patogénnych mikroorganizmov, ich interakcie s ľudským telom, ako aj na možné spôsoby, ako potlačiť kontakty s infekciami a ich liečbou.

Zlepšenie mikrobiálnej diagnostiky, eliminácia ložísk patogénnej mikroflóry v biosfére, ako aj prevencia proti očkovaniu dopĺňajú metódy medicínskej mikrobiológie. Súčasne z dôvodu nedostatku finančných prostriedkov a kvôli možnému riziku narušenia procesov v biocenózach neexistuje spôsob, ako sa úplne zbaviť patogénov infekčných chorôb. Avšak už v súčasnej fáze môže sanitácia a hygiena, mikrobiológia a imunológia výrazne znížiť počet takých patológií a ich komplikácií.

Priemyselná mikrobiológia sa zameriava na štúdium vlastností mikróbov, ktoré sa dajú použiť v rôznych štádiách výroby. Obzvlášť najsľubnejšími oblasťami tohto vedeckého vývoja sú použitie baktérií na rozklad priemyselných odpadov. V poľnohospodárskej mikrobiológii je cieľom potenciálne využitie najmenších organizmov na zvýšenie výnosu plodín a možnú kontrolu škodcov a burín.

Veterinárna mikrobiológia, rovnako ako lekárske, štúdie patogénov u zvierat. Metódy na identifikáciu ochorení, ich diagnostiku a liečbu v priateľoch našich menších sú rovnako dôležité ako ľudia. Mikrobiológia vody sa zaoberá štúdiom zloženia mikroorganizmov Svetového oceánu s cieľom systematizovať vedomosti a ich potenciálne využitie v priemysle alebo poľnohospodárstve.

Sanitárna mikrobiológia skúma potravinárske výrobky a identifikuje v nich mikróby. Jeho cieľom je zlepšiť metódy, ktoré umožňujú kontrolu dávky potravinových výrobkov. Druhou úlohou je bojovať proti epidémiám infekčných ochorení a optimalizovať režimy vyhľadávania ľudí v rôznych inštitúciách, ktoré sú nebezpečné z hľadiska epidémie kontaktných infekcií.

Všeobecná mikrobiológia

Všeobecná mikrobiológia je veda, ktorej metódy umožňujú študovať akékoľvek mikroorganizmy v rôznych biotopoch. Je to základný priemysel, ktorý poskytuje informácie získané z priemyselnej, poľnohospodárskej, veterinárnej a lekárskej mikrobiológie. Študuje baktérie a ich rodiny, schopnosť mikroorganizmov rásť na rôznych živných médiách, spôsoby osídlenia určitých klimatických zón.

Génový drift je tiež jedným z hlavných záujmov bakteriológov, pretože tento mechanizmus umožňuje baktériám získať nové schopnosti pre krátke časové obdobia. Jednou z najviac nežiadúcich je antibiotická rezistencia. Vznik nových kmeňov baktérií rezistentných na špecifický antimikrobiálny prípravok výrazne komplikuje úlohy lekárskej mikrobiológie.

Ale to nie je všetko. Všeobecná mikrobiológia je veda vírusov, húb, prvokov. Toto je tiež doktrína imunity. V súlade s určitými záujmami sa odlišujú oddelené vedecké vedy: virológia, mykológia, protozoológia, imunológia. Nové údaje získané pri štúdiu kmeňov baktérií, húb a vírusov sa budú aplikovať v akejkoľvek inej oblasti mikrobiológie a majú určitý význam.

bakteriológie

Kráľovstvo baktérií je považované za najpočetnejšie medzi všetkými ostatnými, ktoré mikrobiologické štúdie. Témy bakteriálneho výskumu kvôli tomu sú najužšie. Na priradenie určitého organizmu jedinému druhu je potrebné dôkladné štúdium jeho morfológie a biochemických procesov. Napríklad mnohé baktérie intestinálnej skupiny fermentujú glukózu a na základe tohto kritéria patria ku konkrétnej skupine.

Z určitého spoločenstva organizmov v budúcnosti bude izolovaný kmeň - čistá bakteriálna kultúra. Všetci jeho jedinci budú charakterizovaní rovnakým genetickým materiálom, rovnakým ako u iných zástupcov toho istého druhu. A čo je najdôležitejšie, všetky tieto baktérie sa budú správať rovnako v rámci populácie, ktorá sídli v tomto prostredí. V iných podmienkach táto rovnaká kultúra voľne mutuje a prispôsobuje, čím vzniká nový kmeň. Môže sa odlišovať inou skupinou enzýmov a virulentných faktorov. Preto jeho schopnosť spôsobiť ochorenie bude iná.

virológie

Zo všetkých živých organizmov sú vírusy najtypickejšie. Sú defektné, neschopné metabolizmu a zvolili si parazitnú taktiku pre reprodukciu. Je dôležité, aby to boli aj tie najpôsobivejšie patogény zo všetkých mikrobiologických štúdií (virológia). Imunológia sa tiež zaoberá štúdiou vírusov, pretože mnohé z nich sú schopné potlačiť imunitu a spôsobiť rakovinu.

Vírusy sú veľmi jednoduché organizmy, ktoré ešte nie sú úplne pochopené mechanizmy fungovania. Nemôžu metabolizovať živiny, ale zostávajú nažive. Bez štruktúr zodpovedných za životnú činnosť stále existujú. Okrem toho môže byť vírus predstavovaný ako genetický materiál s mechanizmami jeho zavedenia do buniek, kde sa uskutoční reprodukcia.

Je zrejmé, že tento mechanizmus zavedenia a reprodukcie je "navrhnutý" takým spôsobom, aby obišiel všetky možné ochranné bariéry bunky. Príkladom je vírus HIV, ktorý napriek silnej ochrane imunitného systému ľahko a jednoducho infikuje osobu a vedie k imunodeficiencii. Preto by mikrobiológia a imunológia mali spoločne riešiť tento problém a hľadať spôsoby, ako ho vyriešiť. A keďže vírusy majú viac príležitostí kvôli ohromujúcej rýchlosti mutácie, je potrebné čo najrýchlejšie vyvinúť mechanizmy na boj proti týmto patogénom.

mykológia

Mykológia je odvetvie všeobecnej mikrobiológie, ktorá študuje formy. Tieto organizmy majú tendenciu spôsobovať choroby človeka, zvierat a poľnohospodárstva. Plodové huby kazia potraviny a vzhľadom na to, že sú schopné vytvárať spory, takmer nezraniteľné. Napriek tomu, že majú malý počet faktorov virulencie a reprodukujú pomaly, ich podiel na celkovom výskyte je nízky.

Huby zostávajú najviac prispôsobenými organizmami pre život v extrémnych podmienkach na zemi. Oni zriedka žijú pod vodou, ale cítia sa vynikajúci v podmienkach strednej a vysokej vlhkosti. A čo je pozoruhodné, huby rastú na trupoch kozmickej lode v obežných dráhach blízkej zeme a tiež na plášti poškodeného reaktora v jadrovej elektrárni v Černobyle. Vzhľadom na obrovskú odolnosť voči faktorom, ktoré kontrolujú tieto mikroorganizmy, by sa mala aktívnejšie rozvíjať mikrobiológia potravín a hygieny. Toto by malo byť podporované rozvojom mykológie a ďalších oblastí všeobecnej mikrobiológie.

protozoology

Mikrobiológia tiež študuje prvoky. Jedná sa o jednobunkové organizmy, ktoré sa líšia od baktérií väčšími veľkosťami a prítomnosťou bunkového jadra. Vzhľadom na svoju prítomnosť sú viac prispôsobené stacionárnym podmienkam prostredia než dynamicky sa meniacim. Avšak sú schopné spôsobiť choroby nie menej často ako iné.

Podľa štatistík poskytnutých WHO je asi štvrtina všetkých prípadov ochorenia pripísaná malárii. Aj keď nie je možné s ním úplne zvládnuť, pretože existuje niekoľko typov plazmód. Z tohto dôvodu je dôležitosť ďalšieho štúdia všetkých protistrov vo všeobecnosti a najmä plazmódia veľmi veľká.

imunológie

V Mikrobiologickom ústave ZSSR boli vykonané mnohé štúdie ľudského imunitného systému. Vývoj na nich je stále ťažké aplikovať na liečbu, ale sú teraz nevyhnutné pre diagnostiku. Ide o sérologickú diagnózu mnohých infekčných ochorení. Mikrobiológia je klinická medicína povinná mať vo svojom arzenáli takú cennú diagnostickú metódu.

Je dôležité, aby všetky oddelenia epidemiológie a mikrobiológie nejako ovplyvnili koncept imunity. A obe disciplíny sú široko používané vakcíny. Ich vývoj je tiež výsledkom vedeckých prác imunológov a mikrobiológov. Sú to najefektívnejšie preventívne prostriedky umožňujúce obmedziť (av niektorých prípadoch aj vylúčiť) pravdepodobnosť infekcie pri kontakte s patogénnym vírusovým alebo bakteriálnym patogénom. Teraz vývoj vakcín proti HIV a vírusy, ktoré spôsobujú nástup rakoviny.

Metodika mikrobiológie

Štúdium určitého mikroorganizmu znamená určiť charakteristiky jeho morfológie, zhodnotiť úplnosť biochemických reakcií, počas ktorých je schopný rozpoznať svoju RNA, priradiť ju určitému kráľovstvu a pomenovať mu kmeň. Toto množstvo práce sa vyžaduje, keď sa otvorí nová kultúra. Ak je mikrób už známy (určený charakteristikami fermentácie substrátov živného média alebo na bunkovej stene), potom sa vyžaduje, aby sa odkazoval na konkrétny kmeň. Každá z týchto úloh vyžaduje dostupnosť štandardizovaných metód a špecifických zariadení.

Aj lekárska mikrobiológia má svoje vlastné úlohy: nájsť príčinu ochorenia v biologických tekutinách a v tkanivách, ktoré sú cieľom virulentných infekcií, identifikovať prítomnosť patogénu v sérologických markeroch, určiť citlivosť človeka na určité ochorenia. Tieto úlohy sú riešené mikrobiologickými, mikroskopickými, biologickými, sérologickými a alergickými metódami.

V učebnici s názvom "Mikrobiológia" Vorobyov A. V. opisuje, že mikroskopia je základnou, ale nie hlavnou, metódou na štúdium mikróbov. Môže byť ľahký, elektronický, fázový kontrast, tmavé pole a fluorescencia. Autor tiež poukazuje na to, že ako mikrobiologické metódy je najdôležitejšie považované za kultúrne, čo umožňuje kultiváciu kolónií mikróbov nachádzajúcich sa v biologických tekutinách a prostredia pacienta.

Kultúrne metódy môžu byť virologické a bakteriologické. Najčastejšie sú na výskum potrebné krv, moč, sliny, spúta, mozgovomiechová tekutina. Z nich môžete identifikovať organizmus a zasiať ho na živnom médiu. To je nevyhnutné pre diagnózu, pretože koncentrácia mikróbov v biologickom materiáli je veľmi malá a spôsob kultivácie umožňuje zvýšiť objem patogénnej flóry.

V učebnici k disciplíne "Mikrobiológia" Vorobyov AV a jeho autori opisujú biologické metódy štúdia mikróbov. Sú založené na izolácii špecifických toxínov, ktoré sú charakteristické buď pre skupinu bakteriálnych druhov, alebo len pre jeden druh. Alergické metódy sú spojené so schopnosťou bakteriálnych toxínov spôsobiť alergiu (alebo senzibilizáciu) v makroorganizme počas infekcie. Príkladom je test Mantoux. Sérologické metódy predstavujú reakcie so špecifickými protilátkami a antigénmi baktérií. To vám umožní rýchlo a presne určiť prítomnosť mikróbov v tkanive alebo tekutom materiáli odobratom od pacienta.

Veľký úspech lekárskej mikrobiológie

Mikrobiológia je dôležitou vedou pre praktickú medicínu, ktorá počas svojej krátkej existencie zachránila obrovský počet životov. Najpozoruhodnejším príkladom je objav mikróbov zodpovedných za infekčné ochorenia. To nám umožnilo získať prvé antibiotikum. Vďaka nemu z infekcie rany sa zachránilo obrovské množstvo vojakov.

Následne sa začalo rozširovať používanie antibiotík a dnes umožňuje zložité operácie. Vzhľadom na to, že mnohé infekcie sa nedajú vyliečiť bez použitia antibiotík, ich prítomnosť jednoducho premení všetok liek a umožňuje ušetriť veľa životov. Tento úspech je na rovnakej úrovni ako prevencia očkovania, ktorá tiež zachránila mnohých pacientov pred vírusom poliomyelitídy, hepatitídy B a kiahní. A teraz sa rozvíjajú imunologické metódy boja proti rakovine.