Задачі медичної мікробіології, етапи розвитку. Вдосконалення методів лабораторної діагностики інфекційних хвороб
 Скачать 154.95 Kb.
|
|
Модуль МІКРОБІОЛОГІЯ
Мікробіологія (грец. micros — малий + bios — життя + logos — учення, слово, поняття) — комплекс біологічних наук, що вивчають морфологію, фізіологію, генетику, екологію та еволюцію мікроорганізмів. До завдань мікробіології входять: 1) вивчення біо логії патогенних і нормальних для людини мікробів; 2) дослідження ролі та значення мікробів в етіології та патогенезі інфекційних хвороб; 3) розроблення й використання методів мікробіологічної діагностики, етіотропної терапії та специфічної профі лактики інфекційних захворювань людини. У розвитку мікробіології виділяють 4 етапи: І – морфологічний (А. Левенгук); II – фізіологічний (Луї Пастер, Роберт Кох та ін.); III – імунологічний (І. І. Мечников, П. Ерліх та ін.); IV – молекулярно-генетичний (сучасний); Сучасні методи мікробіологічної діагностики інфекційних захворювань. Успіхи в лікуванні та профілактиці інфекційних хвороб значною мірою залежать від своєчасної діагностики. Мікробіологія пропонує такі сучасні методи діагностики: *мікроскопічний – ґрунтується на виявленні збудника в патологічному матеріалі та його ідентифікації (визначенні виду). За допомогою мікроскопа вивчають його морфологічні (форму, розмір, взаємне розміщення клітин, рухливість, наявність спори та капсули) і тинкторіальні властивості (здатність забарвлюватися барвниками); *мікробіологічний – посів патологічного матеріалу на живильні середовища, виділення чистої культури та її ідентифікація на основі вивчення культуральних і біохімічних властивостей мікроорганізмів; нині розроблено автоматичні системи, які дозволяють протягом кількох годин визначити вид збудника, вивчити його антибіотикограму; *біологічний – уведення патологічного матеріалу лабораторним тваринам із метою моделювання в них інфекційного захворювання, виділення чистої культури збудника з подальшою ідентифікацією, виявлення токсинів; *серологічний – виявлення в крові специфічних антитіл і антигенів; *алергічний метод – виявлення підвищеної чутливості, макроорганізму до конкретного збудника або продуктів його життєдіяльності. Використовують для діагностики туберкульозу (реакція Манту), бруцельозу (реакція Бюрне) та ін.; *молекулярно-генетичний – виявлення фрагментів нуклеїнових кислот мікроорганізмів у патологічному матеріалі. Використовують молекулярні та генні ДНК- і РНК-зонди в поєднанні з ланцюговою полімеразною реакцією (ЛПР). За допомогою цього методу можна ідентифікувати будь-який об'єкт.
Дженнер і провів вакцинацію, але суті її він не зрозумів. Це вдалося французькому вченому Луї Пастеру (1822–1895). З іменем Л. Пастера пов'язаний II період розвитку мікробіології – фізіологічний. Пастер є основоположником наукової мікробіології. Він довів неможливість самозародження життя, запропонував методи стерилізації {повного знищення мікроорганізмів) та пастеризацію (більш м'яку стерилізацію), а також науково обґрунтував роль мікроорганізмів у виникненні захворювань. Л. Пастер довів, що бродіння та гниття спричинюють мікроорганізми, що дозволило іншим ученим, зокрема Лістеру та Пирогову, розробити методи асептики та методи асептики та антисептики. Л. Пастер відкрив анаероби, обґрунтував явище атенуації (ослаблення патологічних властивостей збудника), отримав вакцину проти сибірки та сказу. Л. Пастер зібрав навколо себе блискучу плеяду вчених. Серед них були і наші співвітчизники: 1.1. Мечников, О. М. Безредка, М. Ф. Гамалія, І. Г. Савченко та ін. У цю "золоту" пору мікробіології поряд з іменем Л. Пастера стало ім'я німецького вченого Роберта Коха (1843– 1910) – майстра прикладнихдосліджень. Він зробив неоціненний внесок у мікробіологію: удосконалив мікробіологічну техніку, застосував імерсійні об'єктиви, мікрофотографію; використав анілінові барвники; запропонував методи виділення чистої культури та щільні живильні середовища; відкрив збудників туберкульозу (паличку Коха) і холери; довів, що збудником сибірки є В. апігпасіз; обґрунтував теорію та практику дезінфекції (знищення патогенних мікроорганізмів). 3.роботи Коха та їх вплив на прогрес мікробіології Німецький лікар і бактеріолог Генріх Герман Роберт Кох народився в Клаусталь-Целлерфельді 11 грудня 1843 р. Кох знайшов, що в околицях Вольштейна поширена сибірська виразка, ендемічне захворювання, що викликається бактерією Bacillus anthracis і поширюється серед великої рогатої худоби й овець, уражає легені, викликає карбункули шкіри і зміни лімфовузлів. Незабаром Кох почав вивчати за допомогою мікроскопа збудника, що ймовірно викликав сибірську виразку. Провівши серію ретельних, методичних експериментів, Кох установив, що єдиною причиною сибірської виразки була бактерія Bacillus anthracis. Він довів також, що епідеміологічні особливості сибірської виразки, тобто взаємозв'язок між різними факторами, що визначають частоту і географічний розподіл інфекційного захворювання, обумовлені циклом розвитку цієї бактерії. Дослідження Коха Bacillus-anthracis уперше довели бактеріальне походження захворювання. У 1881 р. Кох опублікував роботу «Методи вивчення патогенних організмів» ("Methods for the Study of Pathogenic Organisms"), у якій описав спосіб вирощування мікробів у твердих середовищах. Цей спосіб мав важливе значення для ізолювання і вивчення чистих бактеріальних культур. Найбільшого тріумфу Кох досяг 24 березня 1882 р., коли він оголосив про те, що зумів виділити бактерію, що викликає туберкульоз. У той час це захворювання було одним з головних причин смертності. У публікаціях Коха із проблем туберкульозу вперше були позначені принципи, що потім стали називатися постулатами Коха. Вивчення Кохом туберкульозу було перервано, коли він за завданням німецького уряду в складі наукової експедиції виїхав у Єгипет і Індію з метою спробувати визначити причину захворювання холерою. Працюючи в Індії, Кох оголосив, що він виділив мікроб, що викликає це захворювання. Відкриття Коха зробили його одним з тих особ, хто визначає напрямки розвитку охорони здоров'я, і зокрема відповідальним за координацію досліджень і практичних заходів у боротьбі з такими інфекційними захворюваннями, як черевний тиф, малярія, чума великої рогатої худоби, сонна хвороба . 4.Мечніков і його внесок у вчення про несприятливість до інфекційних хвороб 1886 – Мечніков разом з Гамалією заснував в Одесі першу в Росії бактеріологічну станцію (тепер Вірусології і епідеміології Одеський науково-дослідний інститут). Мечніков створив першу російську школу мікробіологів, імунологів, патологів. 1887 – на запрошення Пастера Мечніков переїхав до Парижа, де організував лабораторію при Пастерівському університеті, якою завідував до самої смерті. Мечніков установив спільні закономірності в розвитку хребетних та безхребетних тварин, запропонував теорію багатоклітинних організмів. Лейкоцити не тільки розносяться з током крові, а можуть самостійно пересуватися за допомогою псевдоніжок. Проходячи крізь стінки капілярів лейкоцити рухаються до скупчення хвороботворних мікробів і за допомогою псевдоніжок захоплюють та перетравлюють їх. Це явище було відкрито Мечніковим у 1908 р і названо фагоцитозом (Нобелівська премія). В певних випадках (при пересадці органів) фагоцитарна властивість лейкоцитів може бути шкідлива. Лейкоцити реагують на пересаджені органи так, як на хвороботворні організми, фагоцитують їх, руйнують. Тому при проведенні таких операцій фагоцитоз пригнічують різними речовинами. Мечніков також є творцем клітинного імунітету!!! Його роботи дали дуже великий внесок у вчення про несприятливість до інфекційних хвороб 5. Ерліх, борде як основоположники вчення про гуморальний імунітет У 1891 р. у статті Пауля Ерліха (Paul Ehrlich, 1854—1915) противомікробні речовини крові автор назвала терміном "антитіло" (по-німецькому antikorper), тому що бактерій у той час називали терміном "korper" — мікроскопічні тельця. Але П.Ерліха "відвідало" глибоке теоретичне прозріння. Незважаючи на те, що факти того часу свідчили, що в крові не контактували з мікробом тварини чи людини не визначаються антитіла проти даного мікроба, П.Ерліх якимсь образом усвідомив, що і до контакту з конкретним мікробом в организмі вже є антитіла у вигляді, що він назвав "бічними ланцюгами". Як ми тепер знаємо, це саме так, і "бічні ланцюги" Ерліха — це докладно вивчені в наш час рецеп-тори лімфоцитів для антигенів. Пізніше цей же напрям думок П.Ерліх "застосував" до фармакології: у своїй теорії хіміотерапії він припускав передіснування в організмі рецепторів для лікарських речовин. У 1908 р. П.Ерліху вручили Нобелівську премію за гуморальну теорію імунітету. Наукова суперечка між клітинною (І.І.Мечников і його учіі) і гуморальної (П.Ерліх і його прихильники) теоріями імунітету тривав більш 30 років і сприяв розвитку імунології як науки. у 1919 р. Ж. Борде отримав нобілевску премію за відкриття системи комплементу, дослідження в області імунології і бактеріології, 6. Дослідження Івановського – важливий етап становлення вірусології Завдяки Д.Івановському наука про віруси — вірусологія має точну дату народження — 12 лютого 1892 р. Саме в той день ще нікому не відомий 28-літній випускник Петебурзького університету фізіолог рослин Д. І. Івановський доклав на засіданні Академії наук про свої спостереження над тютюновою мозаїкою. У тому ж році в бюлетені Академії наук була опублікована класична робота молодого вченого «Про дві хвороби тютюну», що з'явилася підсумком майже 5-літніх спостережень Д. І. Івановського, початих ще в студентські роки і проводилися на Україні, у Бессарабії і Криму У чому полягала суть досліджень вченого? Він експериментально довів, що відома хвороба тютюну — тютюнова мозаїка — викликається деяким агентом, що легко проходить через так звані бактеріальні фільтри (дрібні сита, що затримують усі відомі бактерії). Такий звільнений від бактерій прозорий сік Д. І. Івановський вводив здоровим рослинам. Листи їх жовтіли, скручувалися, зрештою рослини гинул. Цей досвід з фільтруванням і зараженням можна було повторювати без кінця з тим же результатом. Д. І. Івановський приблизно на чверть століття (величезний термін для науки) випередив час. Зробити це у відношенні вірусів, як ми тепер добре розуміємо, неможливо, а припустити, що є щось менше, ніж мікроби, у період тодішнього панування мікробіології здавалося блюзнірством чи неуцтвом. Але адже саме це стверджував Д.І. Івановський! Відкриття Д. І. Івановського набагато випередило час і стало по-справжньому зрозуміло лише через багато років, але комплекс методів, використаних ним у роботі (ультрафільтрація, пасування на живих організмах, мікроскопія уражених тканин), відразу ж були покладені в основу дослідження дрібних організмів. Завдяки ним через 5 років (у 1897 р.) німецькі учені Леффлер і П. Фрош відкрили вірус ящура — перший вірус, який вражає тварин. Надалі виявлення нових вірусів відбувається все частіше. За перші 25 років було відкрито 13 вірусів, які вражають людини, тварин, рослини і бактерії. Згадаємо, що тоді ще не існувало сучасних методів культивування і мікроскопії вірусів, тому всі ці відкриття робилися на основі принципів, розроблених основоположником вірусології Д. І. Івановським. Однак «золоте століття» вірусології почався після того, як ця молода наука відзначила свій 50-літній ювілей. До цього часу були розроблені основні прийоми роботи з вірусами і виросло перше покоління вірусологів. Відкриття нових вірусів стало майже ординарним явищем. Їх стали виявляти цілими групами. Словом, за наступних 25 років було відкрито вже більш 1000 вірусів, з яких близько 500 відповідальні за захворювання людинІ. Тепер ні в кого не викликає сумнівів, що віруси є постійними супутниками всього живих: тварин, рослин, бактерій. Але повернемося до Д. І. Івановського. Результати 7. Українська мікробіологічна школа. Праці Заболотного, Дроботько, Дяченко, Пяткіна та ін. Данило Заболотний (1866–1929), син селянина з с. Чоботарки (тепер с. Заболотне) на Вінничині, закінчив природничий відділ фізико-математичного факультету Одеського (Новоросійського) університету і медичний факультет Київського університету. Будучи ще студентом, він виконав низку наукових праць під керівництвом І.Мечникова і В. Підвисоцького. Разом з І. Савченком Заболотний у 1893 р., на багато років раніше від О. Безредки, в дослідах на собі довів, що холерна вакцина, прийнята через рот, забезпечує від захворювання на холеру. Все своє життя Д. Заболотний особливу увагу приділяє вивченню шляхів поширення чуми та її лікування. Він вивчає її в Індії, Аравії, Монголії, Китаї, в Поволжі, Казахстані, Забайкаллі. Під час експедиції в Монголію Заболотний заражається чумою. В 1911 році він доводить зв’язок поширення чуми з гризунами тарбаганами. Вивчаючи сифіліс, він за два роки до Шаудіна і Гофмана відкриває спірохету, але не опубліковує цього. В 1898 р. Заболотний засновує першу в Росії кафедру бактеріології в Петербурзькому жіночому медичному інституті, яку очолює протягом багатьох років. В 1920 р. він засновує в Одесі першу в світі самостійну кафедру епідеміології. В 1927 р. Заболотний видав перший на російській мові оригінальний підручник “Основы зпидемиологии”. У 1922 р. Д. Заболотного було обрано академіком Академії наук УРСР, у 1928 р. – президентом її, в 1926 р. – академіком Академії наук СРСР. В складі Академії наук УРСР він організує Інститут мікробіології, який носить тепер його ім’я. Особливу увагу Заболотний приділяв поширенню санітарної освіти серед населення, йому належить багато популярних праць санітарно-медичного характеру. Поховано Д. Заболотного, за його заповітом, в с.Чоботарці, поруч з дружиною, яка багато років учителювала в цьому селі. В хаті Заболотного в с. Чоботарці створено музей його імені. На могилі Д. Заболотного написано: “Тут поховано тіло померлого Президента Всеукраїнської Академії наук Данила Кириловича Заболотного, селянина с. Чоботарка”. Дроботько Віктор (1885 с. (Дігтярі (смт)), Сумщина — 1966) — мікробіолог та епідеміолог. Дійсний член АН УРСР, з 1931 р. науковий співробітник Інституту Мікробіології ім. Д. Заболотного АН УРСР у Києві, згодом його керівник. Мав понад 100 наукових праць з питань мікробіології риносклероми, кишкових інфекцій, харчових отруєнь, туберкульози тощо. В. Дроботько працював також у напрямку вивчення антибіотиків із вищих рослин.Автор антимікробного препарату - іманін. Належить низка наукових відкриттів. Започаткував новий напрямок - мікотоксикологія. Дяченко вивчав патогенімікроорганізми!!! Пяткін вивчав вірусологію, фізіологію мікроорганізмів та навіть написав книжку «мікробіологія» для студентів- медиків 8. Мікроскопічний метод діагностики інфекційних хвороб. Принципи мікроскопічного дослідження з використанням імерсійного, люмінесцентного, електронного мікроскопів. Принципи організації, апаратура, режим роботи в бактеріологічній лабораторії. Основна мета - встановлення етіологічного агента інфекційної хвороби – збудника, що спричинив її виникнення Ефективність мікробіологічної діагностики залежить від правильного вибору і забору досліджуваного матеріалу. Матеріал для дослідження: -Прижиттєва діагностика: Мокротиння, Гній, Рановий вміст, Сеча, Випорожнення, Секрети слизових оболонок, Кров, ліквор, Пунктати лімфатичних вузлів -Постмортальна діагностика: трупний матеріал -Об‘єкти зовнішнього середовища: ґрунт, вода, повітря, залишки харчових продуктів Мікроскопічний метод діагностики належить до прямих (направлені на виявлення самого збудника в матеріалі від хворого) методів мікробіологічної діагностики Мікроскопічний метод: 1)Світлова мікроскопія - сухим об’єктивом - водно-імерсійним об’єктивом - оліє-імерсійним об’єктивом - темнопольна мікроскопія - фазовоконтрастна мікроскопія - інтерференційна мікроскопія 2)Люмінісцентна мікроскопія 3)Електронна мікроскопія Мікроскопічний метод оснований на виявленні збудника в досліджуваному матеріалі, розпізнаванні його за характерними морфологічними ознаками. Метод має орієнтовне значення і є ефективним за умов наявності в матеріалі 106 мікроорганізмів / мл, г матеріалу. Мікроскопія препаратів за допомогою імерсійної системи дає можливість визначити морфологію бактерій з метою ідентифікації збудника для постановки діагнозу інфекційного захворювання. Морфологію вивчають: В нативних мазках-препаратах, В фарбованих мазках-препаратах, В препаратах для електронної мікроскопії Критерії діагностики: форма клітини, розташування, ультраструктурні, компоненти, відношення до складних методів забарвлення, рухливість, внутрішньоклітинний паразитизм Електронна мікроскопія: Застосовують для ідентифікації вірусів в дослідному матеріалі основана на виявленні імунних комплексів за допомогою електронного мікроскопу |