ЛЕКЦИЯ 1

Теоретическое занятие.

Классификация микроорганизмов. Понятия род, вид, штамм, клон. Основные отличия эунариот, прокариот и вирусов.

Морфология бактерий. Формы бактериальных клеток.

Особенности метаболизма бактерий. Дыхание.

Распространение микроорганизмов в природе.

Нормальная микрофлора человека и ее значение.

ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МИКРОБИОЛОГИИ.

Живой покров нашей планеты составляют растения, животные и микроорганизмы, последние не составляют однородной в систематическом отношении группы. Название имеет собирательное значение, оно объединяет все живые существа, имеющие микроскопические размеры и слабую морфологическую дифференцировку.

Термин «микробиология» происходит от греческих слов: micros –малый, bios – жизнь, logos – наука, т.е. наука о жизни малых. Предметом изучения микробиологии является особый мир существ невидимых невооруженным глазом, величина которых колеблется от нескольких нм до 0,1-1 мм. К ним относятся в преимущественно одноклеточные организмы – бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли, простейшие и неклеточные – вирусы. Микробиология изучает закономерности их жизни и развития: строение, физиологию, биохимию, генетику и экологию микроорганизмов, а также изменения, вызываемые ими в организме людей, животных, растений и неживой природе.

Таким образом, микробиология является наукой, изучающей жизнь и развитие мельчайших организмов – микроорганизмов – в единстве со средой их обитания.

По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы таких наук как физика, биология, биоорганическая химия, молекулярная биология, генетика, цитология, иммунология. Как и всякая наука, микробиология подразделятся на общую и частную. Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях организации жизни – молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой. Предметом частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека. К частным разделам микробиологии относятся: промышленная (раздел биотехнология), сельскохозяйственная, морская, радиационная, космическая, санитарная, ветеринарная, фармацевтическая, клиническая и медицинская.

Предметом медицинской микробиологии являются болезнетворные (патогенные) микроорганизмы, вызывающие заболевание у человека, а также непатогенные микроорганизмы, находящиеся в организме человека и в окружающей среде и имеющие значение для его здоровья.

Цель медицинской микробиологии – глубокое изучение структуры и важнейших биологических свойств патогенных микробов, взаимоотношения их с организмом человека в определенных условиях природной и социальной среды, совершенствование методов микробиологической диагностики, разработка новых, более эффективных лечебных и профилактических препаратов, решение такой важной проблемы, как ликвидация и предупреждение инфекционных болезней.

Задачи медицинской микробиологии:

• разработка специфических препаратов для профилактики и лечения инфекционных заболеваний;

• санитарно-бактериологический контроль микробного загрязнения пищевых продуктов, лекарственного сырья, воды, почвы, помещений и других объектов;

• диагностика с помощью микробиологических методов, инфекционных заболеваний, носительства, обнаружение патогенных возбудителей в организме и во внешней среде.

Современная медицинская микробиология стала обширной научной дисциплиной. Она подразделяется на бактериологию – науку о бактериях, возбудителях ряда инфекционных заболеваний; вирусологию – учение о вирусах; иммунологию – науку о механизмах защиты организма от патогенных и непатогенных агентов; микологию, изучающую патогенные для организма грибы, протозоологию, объектами которой являются патогенные одноклеточные организмы.

Краткий исторический очерк развития микробиологии.

Микробиология прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Уже в V-VI тысячелетии до н.э. человек пользовался плодами деятельности микроорганизмов, даже не подозревая об их существовании. Виноделие, хлебопечение, сыроделение, выделка кож – не что иное, как процессы, происходящие с участием микроорганизмов. Тогда же, в древности, учёные и мыслители предполагали, что многие болезни вызываются какими-то посторонними невидимыми причинами, имеющими живую природу. Следовательно, микробиология зародилась задолго до нашей эры. В своём развитии она прошла несколько этапов, не столько связанных хронологически, сколько обусловленных основными достижениями и открытиями.

Историю развития микробиологии можно разделить на пять этапов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, молекулярно-генетический.

Эвристический период (IV – III тысячелетие до н.э. – XVI в. н.э.) Этот период связан с логическими и методическими приёмами нахождения истины, т.е. эвристикой, а не какими - либо экспериментами и доказательствами. В этот период высказывались различные предположения о природе возникновения инфекционных заболеваний.

Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) предложил, теорию миазмов (миазмы – мелкие невидимые животные), согласно которой причиной эпидемий является насыщенный болезнетворными испарениями воздух.

Тит Лукреций Кар в оде «О природе вещей» (I в. н.э.), предполагал, что каждая заразная болезнь зарождается «семенами», а спартанский философ Фукидид возбудителей инфекции назвал contagium animatum или живым контагием – термином, который в прилагательном падеже «контагиозность» до сих пор применяется в медицине как синоним слова «заразность».

Ибн Сина (Авиценна) (980-1037 гг. н.э.) считал, что причиной возникновения заразных болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воду и воздух.

Фракастро Д. (1478-1553), высказал идею о живом контагии (contagium vivum), который вызывает болезни, при этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения от болезни им были рекомендованы: изоляция больного, ношение масок, обработка предметов уксусом. Таким образом, Д.Фракастро был одним из основоположников эпидемиологии.

Морфологический период (с XYII века). В этот период описывались наблюдаемые представители микромира, общая форма микроорганизмов.

Морфологический период берёт начало от первых наблюдений голландского естествоиспытателя Антония Ван Левенгука (1632-1723), который, изготовив микроскоп, увеличивающий объекты до 300 раз, сумел увидеть и описать все основные формы бактерий и простейших. В 1678 г. Левенгук опубликовал письма об animalcula viva – «живых зверьках», которых он обнаружил в воде, различных настоях, испражнениях, зубном налёте и зарисовал. А в 1695 году был издан труд «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком при помощи микроскопа».

Физиологический период. В этот период изучались биологические свойства микробов: обмен веществ, дыхание, рост и размножение, культивирование на питательных средах, разрабатывалась номенклатура и классификация.

Данный период связан с именем гениального французского учёного, химика и микробиолога Л.Пастера (1822-1895). Л.Пастер установил, что процессы брожения и гноения вызываются микроорганизмами, причём каждый вид брожения – отдельным микробом. Он изучил болезни пива, вина, шелковичных червей и предложил метод их предупреждения, названный позднее «пастеризацией».

Пастер доказал, что микроорганизмы находятся в воздухе; опроверг положение о самозарождении бактерий, обосновал этиологическую роль микробов в возникновении инфекционных болезней; открыл анаэробный тип дыхания.

Исследования Пастера о возбудителях куриной холеры, сибирской язвы, бешенства положили начало применению прививок и методов создания вакцин.

Благодаря открытиям Пастера хирургия обогатилась совершенными методами борьбы с нагноительными процессами ран. Английский хирург Д.Листер ввёл в хирургию принцип асептики.

Большое значение имели работы Р.Коха, который разработал метод выделения чистых культур, на плотных питательных средах, ввёл в практику агар-агар, желатин, свёрнутую сыворотку; предложил методы окраски бактерий анилиновыми красителями, усовершенствовал микроскоп, использовал микрофотографию, методику исследования микробов в живом виде («висячая капля»).

Р.Кох окончательно установил этиологию сибирской язвы (1876), открыл возбудителя туберкулёза – палочка Коха (1882), холеры – запятая Коха (1883), получил из культур туберкулёзных микобактерий туберкулин (туберкулин Коха).

Иммунологический период характеризуется открытием основных реакций иммунной системы на генетически чужеродные для организма вещества.

Д анный период связан с именами выдающегося русского ученого И.И.Мечникова (1845-1916), разработавшего фагоцитарную теорию иммунитета и Пауля Эрлиха (1854-1915), создавшего гуморальную теорию иммунитета.

Молекулярно-генетический период начался с середины 50-х годов XX столетия. Этот период характеризуется рядом принципиально важных научных достижений и открытий. К ним относятся:

• расшифровка молекулярной структуры и молекулярно-биологической организации многих вирусов и бактерий; открытие простейших форм жизни – «инфекционного белка» - приона;

• расшифровка химического строения некоторых антигенов (Сел Д.,1971);

• открытие опухолевых антигенов (Л.А.Зильбер и др.), антигенов гистосовместимости;

• расшифровка строения антител-иммуноглобулинов (Эдельман Д, Портер Р.,1959);

• получение рекомбинантных бактерий и рекомбинантных вирусов;

• создание гибридом;

• открытие иммуномодуляторов - иммуноцитокинов (интерлейкины,интерфероны);

• разработка синтетических вакцин на основе природных;

• изучение врожденных и приобретенных иммунодефицитов, открытие вируса вызывающего иммунодефицит;

• разработка принципиально новых способов диагностики инфекционных и неинфекционных болезней.

Перечислены только наиболее крупные достижения молекулярно-генетического периода в развитии микробиологии и иммунологии. За это время был открыт ряд новых вирусов и бактерий, созданы новые вакцины и другие, профилактические и диагностические препараты.