L'uomo è circondato da un habitat, di cui alcuni componenti non siamo in grado di vedere. E poiché, oltre all'uomo e agli animali, c'è anche un microcosmo che colpisce direttamente o indirettamente l'intero ambiente, è necessario studiarlo. La microbiologia è una scienza i cui metodi e obiettivi sono volti a studiare i microrganismi viventi, i modelli del loro sviluppo e vita, nonché le caratteristiche dell'interazione con la natura e direttamente con l'uomo, è la microbiologia.
L'ascesa della microbiologia
Come parte di un corso universitario standard chiamato "Microbiologia", le lezioni includono materiali relativi alla storia della scienza. Inoltre, nel suo sviluppo spicca un periodo descrittivo, iniziato con l'invenzione del microscopio e la considerazione dei primi batteri. Quindi nuovi organismi furono gradualmente rivelati alla scienza e il loro significato divenne più comprensibile per l'uomo. Allo stesso tempo, sono stati ulteriormente scoperti agenti patogeni che causano malattie umane.
Periodo da1880-1890, che è considerata l'"età d'oro" della microbiologia, segnata dal maggior numero di scoperte in quel momento. E il merito di Robert Koch (nella foto sotto), che ha sviluppato metodi per isolare i microbi dai focolai, non può essere ignorato. Successivamente sono già stati sviluppati altri metodi per la rilevazione di microrganismi. Le loro proprietà e il loro ruolo nelle biocenosi, così come nella vita umana, sono stati studiati più in dettaglio.
Il contributo degli scienziati allo sviluppo della scienza
Il primo scienziato che ha cercato di sistematizzare gli organismi del micromondo è stato Otto Friedrich Müller. Ha identificato 379 tipi separati di microrganismi. Li ha assegnati a determinate classi. La microbiologia, i servizi igienico-sanitari e l'epidemiologia non erano ancora stati introdotti nella pratica e i microbi erano già intesi come organismi separati che vivono in un mondo inaccessibile all'occhio umano.
Gli studi di Louis Pasteur e Robert Koch hanno aiutato a riconoscere questo mondo e a conoscerlo meglio. Quest'ultimo è stato in grado di sviluppare i principi per isolare i microrganismi dal materiale di prova prelevato da persone malate e Pasteur (insieme a Koch) ha concluso che i microbi sono gli agenti causali delle patologie infettive. A proposito, in un momento in cui le infezioni davano il contributo più significativo all'incidenza complessiva, il ruolo di questi studi era molto importante.
Già dopo, molti nuovi nomi compaiono nella storia della scienza. Così si è sviluppata la microbiologia. Gli scienziati hanno dato un enorme contributo a questa grande causa, glorificando i loro nomi. Ad esempio, possiamo citare ricercatori come M. V. Beijerink, S. N. Vinogradsky, G. Kh. Gram, I. I. Mechnikov, D. I. Ivanovsky, L. S. Tsenkovsky, E. A. Bering, Z. A. Waksman, A. Calmette, R. F. Peyton e altri. Naturalmente, questo non è un elenco completo dei luminari della scienza e, ancor di più, non potremmo descrivere tutti i loro meriti nel quadro dell'articolo. Un corso chiamato "Microbiologia" (lezioni ed esercitazioni pratiche) esamina in dettaglio molti dei risultati della ricerca di questi scienziati.
Aree sviluppate della microbiologia
Allo stadio attuale di sviluppo di qualsiasi scienza, i metodi di ricerca vengono migliorati, il che significa che ci sono opportunità per uno studio più completo di alcuni microrganismi e delle loro caratteristiche. Di conseguenza, vengono fatte scoperte che consentono di applicare indirettamente o direttamente la conoscenza sui microbi in qualsiasi settore. Per questo motivo, la microbiologia non è solo un campo teorico della conoscenza. Questa è una scienza con alcune branche:
- microbiologia generale;
- medico (micologia, batteriologia, virologia, protozoologia);
- veterinario;
- industriale;
- agricoltura;
- ramo di microbiologia sanitaria;
- microbiologia acquatica.
La microbiologia medica è una scienza completa, che include micologia, batteriologia, protozoologia, virologia, igiene e immunologia. Sono stati sviluppati metodi per identificare i patogeni delle malattie infettive e utilizzare farmaci efficaci per curarli, per prevenire malattie che in precedenza portavano a pandemie con tassi di mortalità enormi.
L'immunologia a causa della complessità dei processi biochimici dell'immunità si è quasi ramificata dalla microbiologia in una scienza separata. Oggi è combinato con l'oncologia e l'allergologia. Allo stesso tempo, altre branche della microbiologia non sono meno importanti: ci consentono di valutare le prospettive per l'uso dell'ingegneria genetica dei microbi, di suggerire lo sviluppo del clima e le biocenosi degli oceani e della terra. Altrettanto importante è il potenziale utilizzo di microrganismi in agricoltura per controllare i parassiti o aumentare i raccolti.
Obiettivi di microbiologia
Ogni ramo separato della microbiologia ha i propri obiettivi e metodi che ne consentono il raggiungimento. In particolare, la microbiologia medica mira a studiare il numero massimo possibile di microrganismi patogeni e opportunisti, la loro interazione con il corpo umano, nonché le possibili modalità per contrastare il contatto con le infezioni e curarle.
Il miglioramento della diagnostica microbica, l'eliminazione dei focolai di microflora patogena nella biosfera e la profilassi vaccinale completano i metodi di microbiologia medica. Allo stesso tempo, a causa della mancanza di fondi e del possibile rischio di interruzione dei processi nelle biocenosi, non è ancora possibile eliminare completamente i patogeni delle malattie infettive. Tuttavia, anche allo stato attuale, servizi igienico-sanitari, microbiologia e immunologia possono ridurre significativamente il numero di tali patologie e le loro complicanze.
La microbiologia industriale mira a studiare le proprietà dei microbi che possonoapplicare nelle varie fasi della produzione. In particolare, le aree più promettenti di tali sviluppi scientifici sono l'uso dei batteri per la decomposizione dei rifiuti industriali. In microbiologia agricola, l'obiettivo è la potenziale applicazione di minuscoli organismi per aumentare i raccolti e possibilmente controllare parassiti ed erbacce.
La microbiologia veterinaria, come la microbiologia medica, studia i patogeni negli animali. I metodi per rilevare i disturbi, la loro diagnosi e il trattamento nei nostri amici più piccoli sono importanti quanto negli esseri umani. La microbiologia acquatica si occupa dello studio della composizione dei microrganismi negli oceani con l'obiettivo di sistematizzare le conoscenze e la loro potenziale applicazione nell'industria o nell'agricoltura.
La microbiologia sanitaria studia i prodotti alimentari e rileva i microbi in essi contenuti. Il suo obiettivo rimane quello di migliorare i metodi che consentono di testare lotti di prodotti alimentari. Il secondo compito è contrastare le epidemie di malattie infettive e ottimizzare le condizioni di permanenza delle persone nelle varie istituzioni pericolose dal punto di vista dell'epidemia di infezioni da contatto.
Microbiologia generale
La microbiologia generale è una scienza i cui metodi consentono di studiare qualsiasi microrganismo in vari habitat. È l'industria di base che fornisce le informazioni risultanti alla microbiologia industriale, agricola, veterinaria e medica. Studia i batteri e le loro famiglie, la capacità dei microrganismi di crescere su vari mezzi nutritivi, i modelli di insediamento di determinatizone.
La deriva genica è anche uno degli interessi principali dei batteriologi, poiché questo meccanismo consente ai batteri di acquisire nuove capacità in brevi periodi di tempo. Uno dei più indesiderabili è la resistenza agli antibiotici. L'emergere di nuovi ceppi di batteri resistenti a un particolare farmaco antimicrobico complica notevolmente i compiti della microbiologia medica.
Ma non è tutto. La microbiologia generale è la scienza di virus, funghi e protozoi. Questa è anche la dottrina dell'immunità. In accordo con determinati interessi, si distinguevano anche branche separate della scienza: virologia, micologia, protozoologia, immunologia. I nuovi dati ottenuti durante lo studio di ceppi di batteri, funghi e virus saranno applicati in qualsiasi altro ramo della microbiologia e sono di una certa importanza.
Batteriologia
Il regno dei batteri è considerato il più numeroso tra tutti gli altri studiati dalla microbiologia. Per questo motivo, gli argomenti sulla ricerca sui batteri sono i più ristretti. Assegnare un determinato organismo a una specie richiede uno studio approfondito della sua morfologia e dei processi biochimici. Ad esempio, molti batteri del gruppo intestinale fermentano il glucosio e vengono assegnati a un gruppo specifico in base a questo criterio.
Da una certa comunità di organismi, un ceppo verrà ulteriormente isolato: una coltura batterica pura. Tutti i suoi individui saranno caratterizzati dallo stesso materiale genetico, lo stesso di altri membri della stessa specie. E, soprattutto, tutti questi batteri lo farannocomportarsi allo stesso modo all'interno della popolazione che vive in questo ambiente. In altre condizioni, la stessa cultura muta e si adatta liberamente, motivo per cui si forma un nuovo ceppo. Può differire in un diverso insieme di enzimi e fattori di virulenza. Pertanto, la sua capacità di causare malattie sarà diversa.
Virologia
Tra tutti gli organismi viventi, i virus sono i più atipici. Sono difettosi, incapaci di metabolismo e per la riproduzione hanno scelto la tattica del parassitismo. È importante che questi siano anche i patogeni più sorprendenti di tutti gli studi di microbiologia (virologia). L'immunologia si occupa anche dello studio dei virus, perché molti di essi possono sopprimere il sistema immunitario e causare il cancro.
I virus sono organismi molto semplici con meccanismi di funzionamento non ancora completamente compresi. Non possono metabolizzare i nutrienti, ma rimangono in vita. Non avendo strutture responsabili della vita, esistono ancora. Inoltre, un virus può essere pensato come un materiale genetico con meccanismi per introdurlo nelle cellule in cui avverrà la riproduzione.
È ovvio che questo meccanismo di introduzione e riproduzione è "progettato" in modo tale da aggirare tutte le possibili barriere protettive della cellula. Un esempio è il virus HIV, che, nonostante la potente protezione del sistema immunitario, infetta facilmente e semplicemente una persona e porta all'immunodeficienza. Pertanto, microbiologia e immunologia dovrebbero affrontare insieme questo problema, cercando modi per risolverlo. MAman mano che i virus diventano più capaci a causa dell'incredibile tasso di mutazione, i meccanismi per combattere questi agenti patogeni devono essere sviluppati il più rapidamente possibile.
Micologia
La micologia è la branca della microbiologia generale che studia le muffe. Questi organismi tendono a causare malattie negli esseri umani, negli animali e nelle colture. Le muffe rovinano il cibo e poiché sono in grado di formare spore, sono praticamente invulnerabili. Tuttavia, sebbene abbiano un numero limitato di fattori di virulenza e si riproducano piuttosto lentamente, il loro contributo all'incidenza complessiva è limitato.
I funghi rimangono gli organismi più adatti a vivere nelle condizioni più estreme sulla terraferma. Raramente vivono sott'acqua, ma prosperano in condizioni di umidità medio- alta. E, sorprendentemente, i funghi crescono sugli scafi dei veicoli spaziali in orbite vicine alla Terra e abitavano anche lo scafo del reattore danneggiato della centrale nucleare di Chernobyl. Data l'enorme resilienza a questi fattori di controllo microbico, la microbiologia e l'igiene degli alimenti devono essere sviluppate più attivamente. Ciò dovrebbe essere facilitato dallo sviluppo della micologia e di altri rami della microbiologia generale.
Protozoologia
La microbiologia studia anche i protozoi. Questi sono organismi unicellulari che differiscono dai batteri per le loro dimensioni maggiori e per la presenza di un nucleo cellulare. Grazie alla sua presenza, sono più adatti a condizioni ambientali stazionarie.ambiente anziché cambiare dinamicamente. Tuttavia, possono causare malattie non meno di altre.
Secondo le statistiche fornite dall'OMS, circa un quarto di tutti i casi di malattia sono dovuti alla malaria. Sebbene sia impossibile affrontarlo completamente, perché esistono diversi tipi di plasmodio. Ciò significa che l'importanza di ulteriori studi su tutti i protisti in generale e sul Plasmodium in particolare è molto grande.
Immunologia
Nell'Istituto di ricerca di microbiologia dell'URSS sono stati condotti molti studi sul sistema immunitario umano. Gli sviluppi su di essi sono ancora difficili da applicare per il trattamento, ma ora sono indispensabili per la diagnosi. Stiamo parlando della diagnosi sierologica di una serie di malattie infettive. È microbiologia che la medicina clinica deve alla presenza nel suo arsenale di un metodo diagnostico così prezioso.
È importante che tutti i dipartimenti di epidemiologia e microbiologia influiscano in qualche modo sul concetto di immunità. Ed entrambe le discipline fanno ampio uso di vaccini. Il loro sviluppo è anche il risultato del lavoro scientifico di immunologi e microbiologi. Sono le misure preventive più efficaci per limitare (e in alcuni casi addirittura eliminare) la probabilità di infezione attraverso il contatto con un patogeno virale o batterico patogeno. Attualmente sono in fase di sviluppo vaccini contro l'HIV e i virus che causano il cancro.
Metodologia della microbiologia
Studiare un certo microrganismo significa determinare le caratteristiche della sua morfologia, valutare la completezza delle reazioni biochimiche di cui è capace, riconoscere il suo RNA,assegnare a un regno particolare e nominare il ceppo. Questa è la quantità di lavoro che deve essere eseguita quando si apre un nuovo raccolto. Se il microbo è già noto (determinato dalle caratteristiche della fermentazione dei substrati dei mezzi nutritivi o dalla parete cellulare), allora è necessario attribuirlo a un ceppo specifico. Ognuna di queste attività richiede metodi standardizzati e determinate attrezzature.
Anche la microbiologia medica ha i suoi compiti: trovare l'agente eziologico di una malattia nei fluidi e nei tessuti biologici che sono bersaglio di infezioni virulente, identificare la presenza di un agente patogeno mediante marcatori sierologici, determinare la sensibilità di una persona a determinate malattie. Questi compiti sono risolti con metodi microbiologici, microscopici, biologici, sierologici e allergici.
Nel libro di testo intitolato "Microbiologia" Vorobyov A. V. descrive che la microscopia è un metodo fondamentale, ma non principale, per studiare il microbo. Può essere luminoso, elettronico, a contrasto di fase, in campo scuro e fluorescente. L'autore sottolinea inoltre che la coltura è considerata il metodo microbiologico più importante, che consente di far crescere una colonia di microbi presenti nei fluidi e nei mezzi biologici del paziente.
I metodi culturali possono essere virologici e batteriologici. Molto spesso, la ricerca richiede sangue, urina, saliva, espettorato, liquido cerebrospinale. Da loro, puoi isolare l'organismo e seminarlo su un mezzo nutriente. Questo è necessario per la diagnosi, perché la concentrazione di microbi nel materiale biologico è molto bassa eil metodo colturale permette di aumentare il volume della flora patogena.
Nel libro di testo sulla disciplina "Microbiologia" Vorobyov A. V. con i coautori descrive i metodi biologici di studio dei microbi. Si basano sull'isolamento di tossine specifiche caratteristiche di un gruppo di specie batteriche o di un solo ceppo. I metodi allergici sono associati alla proprietà delle tossine batteriche di causare allergie (o sensibilizzazione) nel macroorganismo quando infettate. Un esempio è il test di Mantova. I metodi sierologici, a loro volta, sono reazioni con anticorpi e antigeni specifici di batteri. Ciò consente di determinare in modo rapido e accurato la presenza di un microbo in un tessuto o materiale liquido prelevato da un paziente.
Grandi progressi nella microbiologia medica
La microbiologia è una scienza importante per la medicina pratica, che durante la sua breve esistenza ha salvato un numero enorme di vite. L'esempio più significativo è la scoperta di microbi responsabili di malattie infettive. Ciò ha permesso di ottenere il primo antibiotico. Grazie a lui, un numero enorme di soldati è stato salvato da un'infezione della ferita.
Successivamente, l'uso di antibiotici iniziò ad espandersi e oggi questo consente operazioni complesse. Considerando che molte infezioni non possono essere curate senza l'uso di antibiotici, la loro presenza semplicemente capovolge tutte le medicine e permette di salvare molte vite. Questo risultato è alla pari con la profilassi vaccinale, che ha anche consentitosalvare molti pazienti dal virus della poliomielite, dall'epatite B e dal vaiolo. E ora vengono sviluppati metodi immunologici per combattere il cancro.
