1. Определение предмета микробиологии, отрасли, задачи медицинской микробиологии.

Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о мельчайших невидимых невооруженным взглядом живых объектах – микроорганизмах, закономерностях их развития и тех изменениях, которые они вызывают в среде обитания и в окружающей среде.

Термин «микроорганизмы» ввел французский ученый Седдило в конце XIX века.

Медецинская микробиология изучает патогенные и условно патогенные для человека микроорганизмы, их экологию и распространение, методы их выявления и индефикации, а так же вопросы эпидемиалогии, специфической терапии, и профилактики вызываемых ими забовеваний.

МИКРОБИОЛОГИЯ (греч.mikros — малый, лат.bios — жизнь) — наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа, названные микроорганизмами, или микробами, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами, населяющими нашу планету, - животными, растениями и человеком.

МИКРОБИОЛОГИЯ — наука, которая изучает микробы во всем многообразии их отношений с организмом человека.

В процессе развития микробиологии были разработаны оригинальные методы исследования, многие заимствованы из других дисциплин — биофизики, биохимии, генетики, цитологии и т.д.

За всю историю своего развития перед микробиологией так же, как и другими естественными науками, стояли определенные цели и задачи, успешное развитие которых способствовало научному и общественному прогрессу всего человечества. Это в свою очередь стимулировало развитие специализированных РАЗДЕЛОВ микробиологии.

Так сформировались общая, техническая, с\х, ветеринарная, медицинская, санитарная, морская, космическая микробиология.

ОБЩАЯ микробиология изучает наиболее общие закономерности, свойственные каждой группе перечисленных микроорганизмов: структуру, метаболизм, генетику, экологию и т.д.

Основной задачей ТЕХНИЧЕСКОЙ (промышленной) микробиологии является разработка биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, витаминов, ферметов, спиртов, органических кислот, антибиотиков и др.

СЕЛЬСКО ХОЗЯЙСТВЕННАЯ микробиология занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для изготовления удобрений, вызывают заболевания растений, и другими проблемами.

ВЕТЕРИНАРНАЯ микробиоллгия изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы их биологической диагностики, спецйифической профилактики и этиотропного лечения, направленного на уничтожение микробов-возбудителей в организме больного животного.

Предметом изучения МЕДИЦИНСКОЙ микробиологии являются болезнетворные (патогенные) и условно-патогенные для человека микроорганизмы, а также разработка методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения вызываемых ими инфекционных заболеваний.

Однако с медицинской микробиологией сформировалась иммунология, которая занимается изучением специфических механизмов защиты организмов людей и животных от болезнетворных микроорганизмов и другими проблемами.

Предметом изучения САНИТАРНОЙ микробиологии, тесно связанной с медицинской и ветеринарной микрбиологией, является санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и напитков.

2. Методы исследования в микробиологии.

3. Значение микробиологии в работе провизора.

Основной целью изучения микробиологии и иммунологии в подготовке провизоров явл. приобретение студентами знаний, умений и навыков, кот. позволят им на современном уровне, в соответствии с квалификационной характеристикой, выполнять проф. обязанности в части, касающейся микробиологических и иммунологических аспектов их деят. Будущий провизор должен располагать знаниями: о биологических св-вах микробов, их роли в природе и в жизни чела, о распр. в биосфере; о влиянии микробов на процесс изготовления лек-в, о применении бактерий и вирусов в биотехнологии; значении микробов в инфекц и неинфекц патологии чела; об иммунной сис-ме и особенностях ее функционирования; о препаратах, обеспечивающих специф. Диаг., терапию и профил. Инфекц. и неинфекц заб, о способах иммунокоррекции. Наряду со св-вами микроорганизмов - возбуд инфекц болезней, предусматривается изучение вопросов, касающихся путей заражения и механизмов распр. Инфекц. болезней, патогенеза и клинич. проявлений, мер специф. и неспециф. Профил. и противоэпидем мероприятий при инфекц болезнях. Важное место в профес. деят провизора занимают вопросы асептики, антисептики и стерилизации, хранения и контроля лекарственного сырья и готовых л с, соблюдение правил санитарно-гигиенического и противоэпидемического режима и техники безопасности при работе с микроорганизмами.

4. Основные этапы развития микробиологии.

Выделяют 5 исторических периода развития и становления микробиологии как науки.

1. Эвристический период.

Многие тысячелетия человечество пользовалось плодами жизнедеятельности микроорганизмов, не подозревая об их существовании. Хотя мысль о наличии в природе невидимых живых существ возникала у многих исследователей. Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о том, что «миазмы», обитающие в болотах, вызывают различные болезни у человека, попадая в его организм через рот. В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо в труде «О контагиях, контагиозных болезнях и лечении» (1546 г.): заражение человека может происходить тремя путями – при непосредственном соприкосновении, опосредованно (через предмет) и на расстоянии, но при обязательном участии контагий («зародышей болезней»). Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было.

2. Описательный период (морфологический) – охватывает вторую половину XVIII века и продолжается до середины XIX века. Связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 г. Гансом и Захарием Янсенами, но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антоний Левенгук (1632-1723 гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» (анималькусов) в дождевой воде, зубном налете и других материалах. Зарисованные им формы микроорганизмов были удивительно правдивы.

В этот же период в 1771 г. выдающийся русский врач Данило Самойлович (1744-1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Д.С. Самойлович был убежденным сторонником живой природы возбудителя чумы и за 100 с лишним лет до открытия этого микроба пытался обнаружить его. Лишь несовершенство микроскопов того времени помешало ему сделать это. Он предположил возможность искусственного создания невосприимчивости к инфекционному агенту и даже предпринял попытку создания противочумной вакцины. Эти исследования предшествовали работам Э. Дженнера. Работы Д.С. Самойловича внесли большой вклад в разработку мероприятий по борьбе с чумой.

В 1796 г. Эдвард Дженнер (1749-1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой.

3. Физиологический период (Пастеровский) (вторая половина XIX века) – «золотой век» микробиологии. С момента обнаружения микроорганизмов, возник вопрос не только об их роли в патологии человека, но и об их устройстве, биологических свойствах, процессах жизнедеятельности, экологии и т.д. Поэтому с середины XIX века началось интенсивное изучение физиологии бактерий.

Л. Пастер (1822-1895 гг.) – основатель французской школы микробиологии (химик по образованию, талантливый экспериментатор, сделал ряд фундаментальных открытий во многих областях науки, в том числе и в микробиологии), его основные достижения:

• открытие бактериальной природы брожения и гниения при изучение болезней вина и

пива;

• предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации;

• доказательство невозможности самопроизвольного зарождения жизни (если

стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, сообщающуюся с воздухом через спиральную трубку, то бульон не прорастет, т.к бактерии осядут на изогнутых частях трубки);

• создание основ вакцинного дела;

• разработка и получение вакцины против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;

• открытие возбудителей сибирской язвы (Bacillus anthracis), родовой горячки (стрептококки), фурункулеза (стафилококки).

Р. Кох (1843-1910 гг.) – основатель школы немецких микробиологов, его достижения:

• внедрение в практику микробиологии анилиновых красителей, иммерсионной системы, плотных питательных сред;

• открытие возбудителей туберкулеза и холеры у человека;

• сформулирована триаду критериев, по которым можно было установить связь инфекционного заболевания с определенным микроорганизмом (триада Генле-Коха – эти принципы до Коха выдвигал Генле, а Кох сформулировал и развил):

1. микроб, предполагаемый в качестве возбудителя болезни, всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяясь при других болезнях и от здоровых людей;

2. данный микроб должен быть выделен в чистой культуре;

3. чистая культура этого микроба должна вызывать у экспериментального животного заболевание с клинической и паталогоанатомической картиной, свойственной заболеванию человека.

Сейчас эта триада имеет относительное значение, установление роли микроорганизма в развитии инфекционного заболевания не всегда укладывается в рамки триады.

4. Иммунологический период (конец XIX – начало XX веков), связан с работами И.И. Мечникова и П. Эрлиха.

И.И. Мечников (1845-1916 гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета).

Пауль Эрлих (1854-1915 гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами.

В 1908 г. И.И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.

Конец XIX ознаменовался эпохальным открытием царства вирусов.

Д.И. Ивановский (1864-1920 гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом.

1928 г. – А. Флеминг, изучая явления микробного антагонизма, получил нестабильный пенициллин.

А в 1940 г. – Г. Флори и Э. Чейн получили стабильную форму пенициллина.

Отечественный пенициллин был разработан в 40-е годы прошлого столетия ленинградским микробиологом З.В. Ермольевой.

5. Современный период (начался в середине XX века) связан с научно-технической революцией в естествознании.

1944 г. – О. Эвери, К. Мак-Леод, К. Мак-Карти доказали роль ДНК в передаче наследственной информации.

1953 г. – Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК.

В 60-70 гг. появились работы по генетике бактерий, становление генной инженерии.

1958 г. – П. Медавар и Гашек описали явление иммунологической толерантности. 1959 г. – Р. Портер и Д. Эдельман смоделировали молекулу иммуноглобулина.

1982 г. – Р. Галло, 1883 г. Л. Монтанье открыли ВИЧ.

5. Луи Пастер, его открытия в области микробиологии.

Л. Пастер (1822-1895 гг.) – основатель французской школы микробиологии (химик по образованию, талантливый экспериментатор, сделал ряд фундаментальных открытий во многих областях науки, в том числе и в микробиологии), его основные достижения:

 открытие бактериальной природы брожения и гниения при изучение болезней вина и

пива;

 предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации;

 доказательство невозможности самопроизвольного зарождения жизни (если

стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, сообщающуюся с воздухом через спиральную трубку, то бульон не прорастет, т.к бактерии осядут на изогнутых частях трубки);

 создание основ вакцинного дела;

 разработка и получение вакцины против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;

 открытие возбудителей сибирской язвы (Bacillus anthracis), родовой горячки (стрептококки), фурункулеза (стафилококки).

6. Работы Роберта Коха, их значение в области микробиологии.

Р. Кох (1843-1910 гг.) – основатель школы немецких микробиологов, его достижения:

• внедрение в практику микробиологии анилиновых красителей, иммерсионной системы, плотных питательных сред;

• открытие возбудителей туберкулеза и холеры у человека;

• сформулирована триаду критериев, по которым можно было установить связь инфекционного заболевания с определенным микроорганизмом (триада Генле-Коха – эти принципы до Коха выдвигал Генле, а Кох сформулировал и развил):

4. микроб, предполагаемый в качестве возбудителя болезни, всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяясь при других болезнях и от здоровых людей;

5. данный микроб должен быть выделен в чистой культуре;

6. чистая культура этого микроба должна вызывать у экспериментального животного заболевание с клинической и паталогоанатомической картиной, свойственной заболеванию человека.

Сейчас эта триада имеет относительное значение, установление роли микроорганизма в развитии инфекционного заболевания не всегда укладывается в рамки триады.

7. Роль отечественных ученых в развитии микробиологии

Отечественным ученым принадлежит немало крупных достижений и открытий, внесших существенный вклад в развитие микробиологии.

В ранний период развития микробиологии большое значение имели работы русских исследователей М.М. Тереховского (1740-1796 гг.) и Д.С. Самойловича. Работы М.М. Тереховского были посвящены изучению влияния на микроорганизмы различных физических и химических воздействий, первым разработал подходы к термическому обеззараживанию различных объектов. К сожалению, его работы были мало известны в то время.

Русский ботаник Л.С. Ценковский (1822-1887 гг.), отнесший бактерии к растениям, разработал вакцину против сибирской язвы, которую успешно применял для вакцинации скота; описал 43 новых вида микроорганизмов; начал читать лекции о бактериях в Петербургском университете в середине 50-х годов XIX века.

Г.Н. Минх (1836-1896 гг.) и О.О. Мочутковский (1845-1903 гг.) в опытах самозаражения доказали инфекционную природу возбудителя возвратного сыпного тифа.

Д.К. Заболотный (1866-1929 гг.) – крупнейший организатор борьбы с чумой, доказал природную очаговость чумы, установил пути передачи инфекции от животных, тем самым заложив основы отечественной эпидемиологии. В 1898 г. создал 1-ю кафедру микробиологии в Петербургском женском медицинском институте.

Г.Н. Габричевский (1860-1907 гг.) – первый русский бактериолог, открыл на частной основе Бактериологический институт при Московском университете в 1896 г., автор «Руководства к клинической бактериологии для врачей и студентов» и учебника «Медицинская бактериология». Имеет много работ по лечению и профилактике скарлатины, малярии и возвратного тифа. В 1894 г. получил первую противочумную сыворотку, которую сначала испытывал на себе.

Н.Ф. Гамалея (1859-1949 гг.) – выдающийся русский микробиолог, ученик Пастера, автор многих работ, посвященных проблемам бешенства, холеры и др., разработал основы получения химических вакцин, в 1886 г. организовал и открыл в Одессе первую в России и вторую в мире Пастеровскую станцию, где проводились прививки против бешенства.

Л.А. Зильбер (1894-1966 гг.) выделил вирус клещевого энцефалита и исследовал эпидемиологию этого заболевания, получил первую вакцину для специфической профилактики клещевого энцефалита. Является автором вирусно-генетической теории происхождения опухолей.

П.Ф. Здродовский – иммунолог и микробиолог, известный фундаментальными работами по физиологии иммунитета и риккетсиологии.

В.М. Жданов – крупнейший вирусолог, один из организаторов ликвидации натуральной оспы на Земле, основоположник молекулярной вирусологии и генной инженерии.

В.Д. Тимаков – известен трудами по L-формам бактерий.

М.П. Чумаков – вирусолог, организатор Института полиомиелита и вирусных энцефалитов (сейчас носит его имя), автор многих противовирусных вакцин, в том числе полиомиелитной пероральной вакцины.

А.А. Смородинцев – автор гриппозной, коревой и полиомиелитной вакцин.

8. Место микроорганизмов среди других живых существ, основные группы микроорганизмов.

Систематика (от греч. systematicos – упорядоченный) – наука, занимающаяся изучением многообразия организмов, выявлением их сходства, различий, группировкой и классификацией.

Классификация (от греч. classic – разряд, группа) – это распределение единиц по группам более высокого порядка (служит для упорядочения многообразных микроорганизмов, для определения видов).

Таксономия (греч. taxis – порядок, расположение, nomos – закон) – это особый раздел систематики, изучающий принципы классификации.

Признаки, используемые для таксономической классификации микроорганизмов:

1. Морфологические – форма, размеры, взаиморасположение, наличие спор, капсулы, жгутиков, особенности ультраструктуры;

2. Тинкториальные – способность окрашиваться;

3. Культуральные – особенности роста на жидких и плотных питательных средах: скорость, характер роста, условия культивирования;

4. Особенности питания;

5. Тип дыхания – аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы;

6. Биохимические свойства – способность ферментировать углеводы, белки, жиры;

7. Антигенные свойства – родо-, видо-, вариантоспецифичность;

8. Чувствительность к бактериофагам;

9. Химический состав – содержание основных сахаров, аминокислот, белков, жиров, микроэлементов;

10. Свойства генома – величина, молекулярная масса генома, наличие внехромосомных факторов наследственности и т.д.

Таксон – любая таксономическая группа, имеющая научное название.

Основная таксономическая категория в микробиологии – вид.

Вид – эволюционно сложившаяся совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по строению и физиологическим свойствам.

Для обозначения вида применяется бинарное название, предложенное К. Линнеем.

Схема формирования биноминального названия микроорганизмов:

Фамилия автора	РО Д	ВИ Д	Клинические признаки
			Морфология колоний
Морфология бактерий			Место обитания
			Географическое место выявления

Escherichia	coli
Эшерих – автор	кишка
Salmonella	typhi
Сальмон – автор	туман, бред
Staphylococcus	aureus
гроздья винограда, шар	золотистый цвет колоний
Clostridium	tetanus
веретено	судороги

Виды, связанные генетическим родством, объединены в роды, роды – в трибы, трибы – в семейства, семейства – в порядки, порядки – в классы, классы – в отделы, а отделы – в царства. Высшей таксономической категорией является царство.

Признаки у особей одного и того же вида могут варьировать, поэтому внутри вида выделяют варианты: серологические (сероварианты/серовары), морфологические (морфовары), по отношению к специфическим бактериофагам (фаговары), биохимические (хемовары), экологические (эковары), бактериоциновары, резистовары (отличие по устойчивости к антибиотикам) и т.д.

Помимо вида в микробиологии применяются специальные термины: штамм, клон, чистая культура, смешанная культура.

Штамм – это культура клеток одного вида, выделенная из разных источников, или из одного источника, но в разное время.

Клон – генетически однородная культура микроорганизмов, полученных из одной клетки. Чистая культура – популяция микробов одного вида, выращенных на питательной среде. Смешанная культура – культура клеток нескольких видов.

Особенности систематики микроорганизмов.

Выделяют мир микроорганизмов, который подразделяют на 3 царства:

1. Эукариоты (Eucaryotae): отделы – грибы (Fungi или Mycota) и простейшие (Protozoa).

2. Прокариоты (Procaryotae) : отделы – цианобактерии (сине-зеленые водоросли) и бактерии (35 групп по Берджи, в том числе бактерии, актиномицеты, спирохеты, риккетсии, хламидии и микоплазмы).

3. Вирусы (Vira) – ДНК- и РНК-содержащие.

Существуют две неклассифицированные формы микроорганизмов – вироиды (инфекционные ДНК/РНК) и прионы (инфекционные белки).

Особенности систематики бактерий.

Среди трудов по систематике бактерий международное признание получили работы Берджи с авторами. Первое издание «Определителя бактерий» Берджи вышло в 1923 году; с тех пор руководство неоднократно переиздавалось. Последнее издание, дополненное и переработанное, опубликовано в 2001 г.

По Берджи, царство прокариот делится на 4 отдела в зависимости от наличия у бактерий клеточной стенки и от ее состава.

1. Gracillicutes (тонкокожие) – имеют тонкую клеточную стенку (например, Грам- бактерии).

2. Firmicutes (толстокожие) – объединяют Грам+ бактерии с толстой клеточной стенкой.

3. Tenericutes (нежнокожие) – отдел представлен организмами, не имеющими клеточной стенки (микоплазмы).

4. Mendosicutes (mendosis – неправильный) – сюда вошли бактерии, имеющие клеточную стенку, но она не содержит пептидогликана (археобактерии).

Описание бактерий в определителе даются по группам, которые делятся на семейства, роды.

Всего выделено 35 групп, из них 30 содержат патогенные для человека виды.

9. Световой микроскоп с иммерсионным объективом, правила работы с ним.

Иммерсионная микроскопия (от лат. immersio — погружение) — метод микроскопического исслед малых объектов с помощью погружения объектива светового микроскопа в среду с высоким коэффициентом преломления, расположенную между микроскопическим препаратом и объективом. Для проведения исследований испол спец иммерсионные объективы (объективы для масляной иммерсии имеют чёрную полосу на оправе, вблизи от фронтальной линзы; объективы для водной иммерсии — белую полосу).

Правила работы с иммерсионной системой: 1 . уст микроскоп на малое увеличение; 2. навести максимальную освещенность (зеркало, конденсор, диафрагма); 3. Уст препарат на столик; 4. нанести каплю масла на препарат;

5. установить иммерсионный объектив; 6. опустить объектив в каплю масла при помощи макровинта;

7. наблюдая в окуляр вращать макровинт до появления изображения; 8. микровинтом уст более четкое изображение; 9. провести микроскопию мазка с описанием морфологических свойств; 10. поднять тубус вверх, снять препарат и очистить объектив от масла; 11. уст микроскоп в нейтральное положение (малое увеличение, тубус вниз).

Работа с иммерсионной системой. Объективы малого увеличения (3,5,8,9) применяют глав обр для предварительного осмотра препарата, объективы среднего увеличения (20,40) - для изучения крупных кл микроорганизмов; эти объективы называются сухими, поскольку при микроскопии между фронтальной линзой и препаратом находиться воздух. При этом благодаря различию показателей преломления воздуха (n=1) и стекла (n=1,52) часть лучей, освещающих препарат, рассеивается и не попадает в объектив. Объективы больших увеличений (85, 90) носят название иммерсионных. При работе с ними необходима максимальная освещенность препарата; устранение рассеивания, неизбежного при работе с сухими объективами, в данном случае достигается путем испол иммерсионных жидкостей, у которых показатель преломления близок к показателю преломления стекла. Вначале под малым увеличением микроскопа наводят свет и определяют на препарате участок микроскопирования. Затем на выбранное место наносят каплю иммерсии и осторожно (под контролем глаз с боку) погружают в нее фронтальную линзу иммерсионного объектива (90). Иммерсионные объективы имеют короткое фокусное расстояние (до 2,3 мм) поэтому наводить на резкость следует путем поднимания объектива, а не опускания его, т к при небольшом рабочем расстоянии можно раздавить препарат и повредить фронтальную линзу. После грубой наводки, кот проводят с помощью макрометрического винта, руки переводят на микрометрический винт и осущ точную фокусировку. По окончании работы объектив поднимают, убирают препарат, а с фронтальной линзы кусочком фильтровальной бумаги убирают иммерсию. Иммерсионное масло помогает уменьшить преломление лучей света, проходящих через препарат, поскольку оно имеет показатель преломления такой же как и у стекла. Как результат, образуется однородная среда в пространстве между объективом и слайдом, тем самым достигается условие того, что большая часть пройденного через препарат света попадает в объектив микроскопа, обеспечивая формирование более четкого изображения.