1. История развития микробиологии: описательный, физиологический этапы.

Микробиология – наука о живых организмах, не видимых невооруженным человеческим глазом, размерами менее 1 мм.  - м/о участвуют в глобальном круговороте элементов, причем ряд стадий был бы невозможен без них, например фиксация молекулярного азота, денитрификация или минерализация сложных органических веществ;  - на деятельности м/о основан целый ряд необходимых человеку производств (хлебопечение, пивоварение, виноделие, получение молочнокислых продуктов, производство различных индивидуальных химических веществ, антибиотиков, гормонов, ферментов и т.д.);  - м/о используются для очистки окружающей среды от различных природных и антропогенных загрязнений;  - многие м/о являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, а также вызывают порчу продуктов питания и различных промышленных материалов;  - м/о могут служить инструментами и модельными системами для других дисциплин, например генной инженерии.

Описательный период. Этот период развития микробиологии берет начало от первых наблюдений голландского естествоиспытателя Антония ван Левенгука (1632–1723), который, изготовив микроскоп, увеличивающий объект в 160–300 раз, сумел увидеть и описать все основные формы бактерий, назвав их animalcula viva (живые зверьки). В 1695 г. был издан труд «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком».

Одним из первых ученых, пытавшихся доказать роль микробов в возникновении заразных болезней, был русский врач Данило Самой­лович (1724 - 1805). Работая на эпидемии чумы, которая в те годы была в России, Самойлович высказал блестящую мысль о том, что существует мельчайший живой возбудитель этой страшной болезни. С помощью микроскопа он пытался найти его в органах умерших людей. Самойлович был глубоко убежден, что чума вызывается "неким особ­ливым и совсем отменным существом". Он пытался получить искусс­твенную невосприимчивость к чуме. Во время вскрытия чумного бу­бона Самоулович заразился и переболел этой болезнью в легкой форме. Убедившись в возможности переболеть чумой в легкой форме, он предложил проводить прививки против чумы, причем в качестве материала для прививки рекомендовал брать гной из созревшего бу­бона, так, как только такой бубон содержит ослабленный яд. Ре­зультаты своих исследований Самойлович опубликовал в монографии, опубликованной в Страсбурге в 1782 г. Эти исследования произвели большое впечатление на западноевропейских ученых. Дижонская ака­демия наук так характеризовала труды Самойловича: "В сочинениях его предъявляются такие предметы, о коих даже никто не помышлял, ибо ни в каких преданиях древних и новых врачей не упоминается чтобы яд, столь лютый, каков есть язвенный, мог быть удобно ук­рощен".

После исследований Левенгука были сделаны попытки доказать роль микробов в происхождении инфекционных заболеваний. В 1840 г. в печати появилась статья Ф. Генле «О миазмах и контагиях», где автор обосновал этиологическое значение микробов в происхождении инфекционных заболеваний, впоследствии названное триадой Генле–Коха:

1) предполагаемый возбудитель должен с постоянством обнаруживаться при определенной болезни и не встречаться при других заболеваниях и у здоровых людей; 2) патогенный микроб должен быть выделен из организма в чистом виде; 3) должна быть доказана способность микроба вызывать соответствующее заболевание у экспериментальных животных. В период описательной микробиологии были установлены возбудители фавуса (И. Шенлейн, 1839) и стригущего лишая (И. Груби, 1843), в крови больных животных обнаружены бациллы сибирской язвы (А. Поллендер, 1849; К. Давен, 1850)

Физиологический период развития. Разрозненные факты описательного периода микробиологии были обобщены и приумножены основателем микробиологии и современной медицины французским ученым Луи Пастером (1822–1895), с именем которого связано развитие второго, физиологического периода микробиологии и эпохальные открытия сущности брожения (1857), невозможности самопроизвольного зарождения (1860), причин порчи пива и вина (1865), болезней шелковичных червей (1868), микробной обусловленности и заразности инфекционных болезней (1881), методов изготовления вакцин и способов предохранения от куриной холеры, сибирской язвы и бешенства (1882–1885). Из науки описательной микробиология стала наукой экспери­ментальной со второй половины XIX века. Такой расцвет микробио­логии был подготовлен развитием естествознания в эти годы, что в свою очередь связано с подъемом промышленности и сельскохозяйс­твенного производства. Микробиологическая наука вступила в новый этап развития - физиологический. Он связан прежде всего с именем гениального французского ученого Луи Пастера (1822-1895). С вопросами микробиоло­гии Пастер столкнулся при изучении процессов брожения. В те вре­мена в науке брожение считалось чисто химическим процессом. Пас­тер, выращивая плесневые грибы в среде с рацемической винной кислотой, наблюдал, что брожению подвергается только правовраща­ющая часть. Ученый предположил, что брожение связано с жизнью и точными опытами доказал, что брожение происходит под действием микробов. Более того, он установил, что различные типы брожения: уксуснокислое, молочнокислое, маслянокислое, - вызываются строго определенными видами микробов, т.е., что брожение - процесс спе­цифический.

Без понятия о специфичности невозможно было последующее развитие медицинской микробиологии.

Изучение процессов брожения привело Пастера еще к одному открытию, что некоторые микробы, в частности, возбудитель масля­нокислого брожения, развиваются только в бескислородных услови­ях. Это явление получило название анаэробиоза, то есть жизни без воздуха. Это открытие сделало переворот в учении о дыхании.

При изучении брожения Пастер невольно остановился перед следующим вопросом: откуда же берутся эти микроскопические су­щества. Иначе говоря, он столкнулся с давнишним вопросом самоза­рождения жизни - вопросом, который давно уже волновал ученых. Считалось, что микробы возникают из органических веществ той жидкости, в которой они размножаются. Французская академия наук назначила премию тому, кто внесет ясность в этот вопрос. Те уче­ные, которые пытались доказать в своих опытах, что микробы не самозарождаются, а проникают извне, тщательно стерилизовали пи­тательный бульон в плотно закрытом сосуде. Их противники возра­жали, что микробы не развиваются потому, что кипячение убивает в воздухе "воспроизводящую силу". Пастер разрешил этот спор гени­альным по своей простоте опытом: стерильный бульон находился в сосуде с горлышком, изогнутым так, что воздух в сосуд проникал свободно, а микробы оседали в изгибе трубки. Бульон оставался прозрачным. Так был решен спор о самозарождении живых микробов.

Изучая процесс гниения, Пастер доказал участие микробов в этом процессе. Сделанные им открытия были использованы для раз­работки методов асептики и антисептики, созданных английским хи­рургом Листером.

Исследования в области брожения послужили основой для реше­ния Пастером вопроса о причинах "болезни" (скисания) вина и пи­ва, причинявших значительные убытки французской промышленности. Ученый доказал, что болезни вина и пива вызываются определенными микробами и для борьбы с этим явлением предложил способ, назван­ный впоследствии пастеризацией. Логическим продолжением работ Пастера было изучение болезни шелковичных червей, которая в 1865 г. приняла размеры эпидемии, грозившей серьезно подорвать эконо­мику Франции. По поручению Французской академии Пастер провел исследования, обнаружил возбудителей болезни и предложил меры борьбы с ними.

Результаты, полученные Пастером при изучении болезней вина: пива, шелковичных червей натолкнули его на вопрос не могут ли микроскопические существа вызывать заболевания у животных и у человека. Свои исследования в области заразных болезней Пастер начал с сибирской язвы, исследовал пути распространения этого заболевания. Доклад об этом 30-го апреля 1878 г. на заседании

С этого времени Пастер все свои силы отдает изучению возбу­дителей инфекционных заболеваний человека и животных. Он открыл возбудителей куриной холеры, родильной горячки, остеомиелита, одного из возбудителей газовой гангрены.

Пастер разработал научные основы получения живых вакцин пу­тем ослабления вирулентности (аттенуации) микроорганизмов. Рабо­тая с микробами куриной холеры, он столкнулся с фактом, что про­стоявшая длительное время пробирке культура этого микроба теряет свою вирулентность. Курица, зараженная этой культурой, не погиб­ла. По ходу работы этот случай был неудавшимся экспериментом. Поэтому через несколько дней эта же курица была заражена свежей вирулентной культурой, однако результат был парадоксальным: ку­рица оказалась невосприимчивой к заражению. У Пастера возникло предположение о возможности получения ослабленных культур для создания невосприимчивости. В этом его убеждало также успешное применение прививок против оспы Дженнером, над исследованиями которого Пастер неоднократно задумывался и впоследствии назвал такие аттенуированные микробы вакцинами, чтобы увековечить па­мять Э. Дженнера, применившего для прививок вирус коровьей оспы (лат. vacca - корова). Таким образом Дженнер открыл единичный факт, общий принцип получения живых вакцин открыт Л. Пастером. Он получил вакцины против куриной холеры, сибирской язвы. Завер­шением блестящей научной деятельности Пастера было создание вак­цины против бешенства. Первая прививка этой вакциной была прове­дена 6 июля 1885 г. Мальчик, искусанный бешеным животным, был спасен от смерти с помощью пастеровской антирабической вакцины. К Пастеру стали обращаться за помощью люди из разных стран, и к 1 марта 1886 г. в Париже было привито 350 человек. Одной из пер­вых стран, где было налажено производство антирабической вакци­ны, была Россия. В июне 1886 г. Н.Ф. Гамалея привез из Парижа двух кроликов - носителей вакцинного штамма, и в Одессе была ор­ганизована Пастеровская станция, в которой начали готовить вак­цину и проводить прививки против бешенства.

Большую роль в истории развития микробиологии сыграли труды немецкого ученого Р. Коха (1843–1910), который разработал метод выделения чистых культур микроорганизмов на плотных питательных средах, в частности ввел в практику агар–агар, желатину, свернутую сыворотку, кусочки овощей, предложил методы окраски бактерий анилиновыми красителями, усовершенствовал микроскоп, благодаря чему выделил и описал возбудителей сибирской язвы, туберкулеза и холеры, а его ученики и последователи к концу 19 в. открыли почти всех других возбудителей бактериальных инфекций.

Триада Коха  1.Микроорганизм должен присутствовать в материале больного 

2.Выделенный в чистой культуре, он должен вызывать ту же болезнь 

3.Возбудитель при экспериментально вызванном повторном заболевании должен снова быть выделн в чистую культуру, и эти две чистые культуры должны быть идентичны 

Иммунологический этап. Основоположником иммунологического этапа в развитии микробиологии является выдающийся русский ученый И. И. Мечников (1845–1916) – творец фагоцитарной теории иммунитета, за разработку которой ему была присуждена Нобелевская премия. Он положил начало учению об антагонизме микробов, о причинах преждевременного старения и возможности продления жизни человека, внес большой вклад в изучение туберкулеза, холеры, сифилиса. И. И. Мечников является создателем русской школы микробиологов, труды которых легли в основу развития современной медицины. Выдающуюся роль в этом сыграл И.И. Мечников (1845-1916) - ближайший помощник и последователь Л. Пастера, возглавивший впоследствии Пастеровский институт. По образованию он был зооло­гом, но значительную часть своих исследований посвятил медицине. Он создал стройную и законченную фагоцитарную теорию иммунитета. С именем И.И. Мечникова тесно связано развитие микробиологии. В России, он был учителем многих русских микробиологов

Русские ученые стояли у истоков развития многих новых разделов и научных направлений в микробиологии. В частности, в конце 19 в. А. М Безредка положил начало учению о местном иммунитете. Труды С. Н. Виноградского, открывшего нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии, легли в основу развития сельскохозяйственной микробиологии. Д. И. Ивановский в 1892 г. ) сообщил об открытии вируса и по праву является основоположником вирусологии (положил начало изучению нового царства живых существ - царства вирусов)

В героическом опыте самозаражения русский врач О.О. Мочут­ковский (1845-1903) доказал, что возбудитель сыпного тифа может быть передан здоровому человеку с кровью больного и то же дока­зал Г.Н. Минх (1836-1896) в отношении возвратного тифа. Эти опы­ты подтвердили мысль о роли кровососущих насекомых как перенос­чиков этих болезней. Основателем сельскохозяйственной микробио­логии является русский ученый С.Н. Виноградский (1856-1953).

Третий этап в развитии микробиологии - иммунологический. Он был открыт работами Л. Пастера по вакцинации. Основы нового нап­равления были созданы также работами по антитоксическому иммуни­тету. В 1888 г. Э. Ру и А. Иерсен выделили дизентерийный экзо­токсин, а затем Э. Ру и Э. Беринг получили антитоксическую про­тиводифтерийную сыворотку (Э. Беринг - лауреат Нобелевской пре­мии 1901 года). Исследования механизмов формирования невосприим­чивости к заразным болезням сложились в новую науку - иммуноло­гию.

Одновременно с И.И. Мечниковым исследованием невосприимчи­вости к инфекционным болезням занимался немецкий врач, бактерио­лог, химик П. Эрлих (1854-1916), выдвинувший гуморальную (лат. humor - жидкость) теорию иммунитета, согласно которой основу им­мунитета составляют антитела. Разносторонний ученый, П. Эрлих построил основы химиотерапии, впервые описал явление лекарствен­ной устойчивости микробов. Он создал теорию иммунитета, объясня­ющую происхождение антител и взаимодействие их с антигенами. В своей теории боковых цепей он предсказал существование рецепто­ров, специфически взаимодействующих с определенными антигенами. Эта теория была много позже подтверждена при изучении процесса образования антител на молекулярном уровне.