Микробиология как наука. Задачи и методы исследования в микробиологии. Микробиология
 Скачать 21.86 Kb.
|
|
Микробиология как наука. Задачи и методы исследования в микробиологии. Микробиология (от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, т.е. учение о малых формах жизни) - наука, изучающая организмы, неразличимые невооруженным глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмы (микробы). Предмет микробиологии – микроорганизмы, их морфология, физиология, генетика, систематика, экология и взаимоотношения с другими формами жизни. Для медицинской микробиологии – патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. Микроорганизмы — наиболее древняя форма организации жизни на Земле, они появились задолго до возникновения растений и животных — примерно 3-4 млрд. лет тому назад. Задачи микробиологии: Изучить наиболее общие закономерности, свойственные каждой микроорганизмов: структуру, метаболизм, генетику, экологию и т. д. Основной задачей технической микробиологии является разработка биотехнологии синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, ферментов, витаминов, спиртов, органических веществ, антибиотиков и др. Сельскохозяйственная микробиология занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для приготовления удобрений, вызывают заболевания растений и др. Ветеринарная микробиология изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы их биологической диагностики, специфической профилактики и этиотропного лечения, направленного на уничтожение микробов-возбудителей в организме больного животного. Задачи медицинской микробиологии: 1. Изучение биологии патогенных (болезнетворных) и нормальных для человека микробов. 2. Изучение роли микробов в возникновении, развитии инфекционных (заразных) болезней и формировании иммунного ответа макроорганизма ("хозяина"). 3. Разработка методов микробиологической диагностики, специфического лечения и профилактики инфекционных болезней человека. Методы исследования в микробиологии: Микроскопический - изучение морфологии микробов в окрашенном и неокрашенном состоянии с помощью различных типов микроскопов. Микробиологический (бактериологические , микологические , вирусологические). Метод основан на выделение чистой культуры возбудителя и ее последующей идентификации. Химический Экспериментальный (биологический) - заражение микробами лабораторных животных. Иммунологический (в диагностике инфекций) - изучение ответных специфических реакций макроорганизма на контакт с микробами. Основные периоды в развитии микробиологии и иммунологии. Выделяют следующие периоды: Начальный период Вторая половина XIII века по середину XIX. Он связан с созданием Левенгуком простейшего микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых невооруженным взглядом. Пастеровский период Луи Пастер является основоположником микробиологии как науки. Его исследования: брожение роль микробов в круговороте веществ в природе и самопроизвольном зарождении. Они составили теоретическую базу современной микробиологии. Пастер установил, что в определенных условиях патогенные микробы теряют свою вирулентность. На основе этого открытия он создает вакцины. Рядом с именем Пастера встало имя Роберта Коха, выдающегося мастера прикладных исследований, он открыл возбудителя сибирской язвы, холеры, туберкулеза и других микроорганизмов. Третий период Первая половина XX века. Развитие микробиологии, иммунологии и вирусологии. Здесь важным является открытия Ивановского – возбудители мозаичной болезни табака. Были открыты фильтрующиеся инфекционные агенты - вирусы, L-формы бактерий, микоплазмы. Более интенсивно развивались прикладные аспекты иммунологии. П.Эрлиху разработать гуморальную теорию иммунитета. Мечников – теория фагоцитоза. Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929г. А.Флеминг открыл пенициллин. Современный период. Создание электронного микроскопа сделало видимым мир вирусов и макромолекулярных соединений. Изучение генов, строение вирусов, бактерий на молекулярном уровне. Генная инженерия, расшифровка геномов. Изучена роль ДНК в передаче наследственных признаков. Революция в иммунологии. Она стала наукой, изучающей не только инфекции и защиту от них, но и изучающая механизмы самозащиты организма от всего генетически чужеродного, поддержании целостности организма. 3. Основоположники микробиологии. Л.Пастер изучение микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие промышленной микробиологии, выяснение роли микроорганизмов в кругообороте веществ в природе, открытие анаэробных микроорганизмов, разработка принципов асептики, разработка методов стерилизации, ослабление (аттенуации) вирулентности. Степень патогенности – вирулентность. Таким образом, если ослабить вирулентность, то можно получить вакцину. получение вакцин (вакцинных штаммов) – холера и бешенство. Пастеру принадлежит честь открытия стафилококков, стрептококков Р.Кох - немецкий естествоиспытатель, ученик Пастера. метод выделения чистых культур на твердых питательных средах, способы окраски бактерий анилиновыми красителями, открытие возбудителей сибирской язвы, холеры (запятой Коха), туберкулеза (палочки Коха), совершенствование техники микроскопии. Экспериментальное обоснование критериев Хенле, известные как постулаты (триада) Хенле- Коха. Научно обосновал теорию и практику дезинфекции. Разработал методы и задачи микробиологии. 4. Роль отечественных ученых в развитии микробиологии. Ценковский Л.С. организовал производство сибиреязвенной вакцины, и 1883 успешно ее использовал для вакцинации скота. Минх. Доказал, что спирохета возвратного тифа является возбудителем заболевания. Мочутковский самозаразил себя сыпным тифом (ввел кровь больной), доказав, что возбудитель присутствует в крови больного. Леша Ф.А. Доказал, что дизентерию могут вызывать простейшие, принадлежащие амебам. Большое значение в микробиологии сыграл И.И. Мечников. Он был создателем фагоцитарной теории иммунитета. Затем он издает труд «Невосприимчивость к к инфекционным болезням». В 1886 в Одессе открыта первая бактериологическая станция, заведовал ей Мечников и его помощники Гамель Н.Ф. и Барлах Л.В. Далее станция открыта в Харькове. Заведовал Виноградский. Он работал в области общей микробиологии. Открыл серо- и железобактерии, нитрифицирующие бактерии – возбудители нитрификации в почве. Д.И. Ивановский (открыл вирус табачной мозаики, считается основателем вирусологии). Цинковский (участвовал в разработке методов прививки от сибирской язвы). Амилянский – написал первый учебник «Основы микробиологии», открыл возбудителя брожения клетчатки, изучил азотофиксирующие бактерии. Михин – положил начало ветеринарной микробиологии, открыл возбудителя лептоспироза. Шапошников – основоположник технической микробиологии. Войткевич – работал с ацидофильной палочкой, считается основоположником лечебного и диетического питания для животных. С середины 20 века микробиология как дисциплина была включена в программу обучения студентов. 5. Основы систематики и номенклатуры микроорганизмов. Согласно современной систематике, микроорганизмы к 3 царствам: I. Прокариоты: * Эубактерии 1. Грациликуты (тонкая клеточная стенка) 2. Фирмикуты (толстая клеточная стенка) 3. Тенерикуты (нет клеточной стенки) Спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы, актиномицеты. * Архебактерии 4. Мендосикуты II. Эукариоты: Животные Растения Грибы Простейшие III. Неклеточные формы жизни: Вирусы Прионы Плазмиды Категории таксономической иерархии. Для микроорганизмов приняты следующие категории (таксоны) таксономической иерархии (по восходящей): Вид – Род – Семейство – Порядок – Класс – Отдел – Царство. Обозначение микроорганизмов включает в себя название рода и вида. Род с большой буквы, вид с маленькой. Родовое название по фамилии автора или морфологии бактерий. Видовое название – по клиническим признакам, морфологии колоний, месту обитания. В настоящее время для систематики микроорганизмов используется ряд таксономических систем. 1. Нумерическая таксономия. Признает равноценность всех признаков. Для ее применения необходимо иметь информацию о многих десятках признаков. Видовая принадлежность устанавливается по числу совпадающих признаков. 2. Серотаксономия. Изучает антигены бактерий с помощью реакций с иммунными сыворотками. Наиболее часто применяется в медицинской бактериологии. Недостаток – бактерии не всегда cодержат видоспецифический антиген. 3. Хемотакcономия. Применяются физико-химические методы, с помощью которых исследуется липидный, аминокислотный состав микробной клетки и определенных ее компонентов. 4. Генная систематика. Основана на способности бактерий с гомологичными ДНК к трансформации, трансдукции и конъюгации, на анализе внехромосомных факторов наследственности – плазмид, транспозонов, фагов.еографическому месту выявления. Специализированные термины: Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющая единый генотип, проявляющийся сходными фенотипическими признаками. Вариант – особи одного вида, различающиеся по разным признакам (серовары, хемовары, культивары, морфовары, фаговары). Популяция – совокупность особей одного вида, относительно длительно обитающих на определенной территории. Культура – совокупность бактерий одного вида (чистая) или нескольких видов (смешанная), выращенная на питательной среде (жидкой или плотной). Штамм – чистая культура одного вида бактерий, выделенная в определенное время из одного источника. Колония – видимое скопление бактерий одного вида на поверхности или в глубине плотной питательной среды. Клон – культура клеток, выращенная из одного микроорганизма методом клонирования. |