Значення медичної мікробіології в практичній діяльності лікаря. Історія мікробіології. Оригінальні методи мікробіологічного дослідження. Морфологія мікроорганізмів

В середине 50-х г. в США выпустили двухкамерные холодильники с двумя, последовательно соединенными испарителями, широко применяемые до настоящего времени. В 1957 г. появились холодильники с принудительной циркуляцией воздуха, позволившие значительно расширить функциональные возможности.

2.1 Основные термины и определения

Бытовая холодильная машина – машина, которая за счет затраты внешней энергии осуществляет перенос теплоты с целью отвода тепла от охлаждаемого объекта.

Бытовая компрессионная холодильная машина – холодильная машина, в которой холодильный цикл осуществляется с помощью герметичного хладонового компрессора.

Бытовая паровая компрессионная машина – холодильная машина, в которой холодильный агент изменяет свое агрегатное состояние.

Бытовые абсорбционные холодильные машины – холодильные машины, в которых цикл осуществляется за счет подвода теплоты с применением абсорбции и десорбции.

Бытовые термоэлектрические холодильные машины – холодильные машины, в которых цикл осуществляется за счет непосредственного использования электрической энергии.

Холодильный агент – вещество или смесь веществ, используемых в холодильных машинах в качестве рабочего тела для осуществления термодинамического цикла отвода теплоты от объекта охлаждения при температуре ниже температуры окружающей среды.

Бытовой компрессионный холодильник – устройство с одной или несколькими камерами для хранения объектов охлаждения при регламентируемой температуре ниже температуры окружающей среды.

Холодильная камера – камера, искусственно охлаждаемая с помощью холодильной машины, для кратковременного хранения продуктов при температуре не ниже 0°С.

Низкотемпературная камера (н.т.к.) – для длительного хранения замороженных продуктов при температуре -18°С.

Морозильная камера – для замораживания и длительного хранения продуктов.

Классификация бытовых холодильников.

1) по конструкторскому исполнению:

КШ – холодильник компрессионный однокамерный в виде шкафа

КС – холодильник компрессионный однокамерный в виде стола

КШД – холодильник компрессионный двухкамерный в виде шкафа

КШТ – холодильник компрессионный трехкамерный в виде шкафа

МКШ – морозильник компрессионный в виде шкафа

МКС – морозильник компрессионный в виде стола

МШМХ – холодильник-морозильник компрессионный в виде шкафа

2) по способу осуществления холодильного цикла:

К – компрессионные

А – абсорбционные

Т – термоэлектрические

3) по климатическому исполнению:

УХП – для районов с умеренным и холодным климатом при температуре окружающей среды 16 – 32°С

Т – для районов с тропическим климатом при температуре окружающей среды 18 – 43°С

4) по функциональному назначению:

для хранения свежих продуктов

для замораживания продуктов

для замораживания и хранения продуктов

* – -6°С

** – -12°С

*** – -18°С

* *** – ≤-18°С

2.2. Тенденции развития бытовой холодильной техники.

В настоящее время более 60 государств мира выпускает бытовые холодильники и морозильники. Мировое производство бытовых холодильников за последние 25 лет увеличилось с 10 до 38 млн. в год. В западной Европе оно выросло вдвое, в развитых неевропейских странах – в 2,5 раза, в восточной Европе – в 13 раз, в так называемых развивающихся странах – в 20 раз.

В последние годы рост производства бытовых холодильников в ряде стран замедлился, а в Италии, ФРГ, Испании и других – даже снизился, что объясняется насыщением рынка этой продукцией.

Аналогичная тенденция наблюдается и в производстве бытовых морозильников. За период с 1970 по 1983 г. их выпуск в мире вырос вдвое, а с 1984 г. стабилизировался.

Несмотря на обеспеченность населения многих государств бытовой холодильной техникой, ее сбыт продолжает увеличиваться в результате замены устаревших моделей современными, более комфортными и экономичными.

В многообразии направлений развития бытовой холодильной техники можно выделить следующее:

· совершенствование функциональных параметров холодильников, в частности: в двухкамерных моделях – увеличивают емкость морозильного отделения до 50% общего объема, снижение в нем температуры до -27 – -30°С в режиме замораживания и до -18°С в режиме длительного хранения, для однокамерных моделей – снижение температуры в низкотемпературном отделении (НТО) до -18°С.

· уменьшение удельного энергопотребления путем усиления теплоизоляции холодильного шкафа (применяют более эффективные теплоизоляционные материалы), улучшение герметизации дверного проема шкафов холодильников и морозильников, совершенствование конструкции холодильного агрегата и его элементов, применение электронных систем управления.

· повышение комфортности, эстетических и эргономических показателей, расширение цветовой гаммы внутренней и внешней отделки

Все ведущие зарубежные страны расширяют производство холодильников большой емкости с различными температурными зонами – двухкамерных и многокамерных, комбинированных холодильников-морозильников. Растет выпуск холодильных шкафов без НТО, которые комбинируют с морозильниками.

Западноевропейские фирмы увеличивают производство встроенных моделей холодильников и морозильников. Сейчас они составляют соответственно 40 и 22%.

Большинство стран, в том числе и Япония, изготавливают холодильники двух типов: с охлаждением внутреннего объема путем естественной конвекции воздуха системы непосредственного охлаждения, и с охлаждением путем принудительной циркуляции воздуха в охлаждаемом объеме.

Первый тип холодильников выполняется, как правило, с верхним расположением морозильного отделения.

Холодильники с принудительной циркуляцией воздуха имеют необмерзающий испаритель и встроенный конденсатор, обдуваемый дополнительным вентилятором. В таких холодильниках, как правило, три камеры с различными температурными зонами для хранения продуктов.

Конструкции систем охлаждения и автоматического регулирования температур постоянно совершенствуется. Так, например фирмой «Дженерал Электрик» (США) запатентовано устройство для автоматического оттаивания снеговой шубы с поверхности испарителя, обеспечивающей необходимый интервал между включениями компрессора. В состав устройства входит микроЭВМ, управляющая работой таймера. В него поступает информация о продолжительности работы компрессора в течение цикла между оттаиваниями с учетом продолжительности его отключения основным термостатом. МикроЭВМ получает информацию через специальные датчики о количестве и длительности открываний дверцы холодильника. В результате суммирования информации выдается команда на включение приборов оттаивания.

Этой же фирмой запатентовано устройство для размораживания продуктов, хранящихся в бытовом холодильнике, с помощью токов высокой частоты. Продукты укладывают в выдвижной ящик и помещают внутрь размораживающего устройства. Высокочастотное электромагнитное поле, обеспечивающее размораживание продуктов, создается между двумя плоскими электродами.

Важнейшим направлением технического совершенствования бытовых холодильников является создание высокоэкономических моделей со сниженным расходом электроэнергии. Показатель расхода электроэнергии приобрел решающее значение при создании конкурентоспособных образцов. За последние 15 лет потребление электроэнергии снизилось холодильниками на 25%, морозильниками – на 40%.

В холодильниках это достигается совершенствованием теплоизоляционных материалов, исключением или уменьшением количества электронагревателей для оттаивания снеговой шубы и обогрева дверного проема, уменьшением теплоэнергетических характеристик компрессоров, совершенствованием конструкции теплообменных аппаратов. В морозильниках – утолщением до 80 – 100 мм теплоизоляционных стенок шкафа, улучшением герметизации дверного проема, применением аккумуляторов холода, совершенствованием всех элементов морозильного агрегата, применением электронной системы управления.

Фирмой AEG (ФРГ) выпускаются холодильники, в которых испарители холодильного отделения встроены в теплоизоляцию, как и испарители НТО, что позволяет увеличить полезный объем камер, улучшает условия эксплуатации.

Ведущие зарубежные фирмы уделяют большое внимание совершенствованию холодильного агрегата. Улучшение температурно-энергетических характеристик способствует применению в холодильных агрегатах ротационных компрессоров вместо поршневых. В Японии уже изготовили свыше11 млн. холодильников и морозильников с ротационным компрессором. В Европе выпуском ротационных компрессоров занимается с 1989 г. фирма «Занусси»

В новом американском холодильнике «Астронаутис Корпорэйшн» компрессор заменен магнитным теплообменником, т.е. используется магнитотепловой эффект. Магнитный материал – в данном случае гадолиний – нагревается в магнитном поле. Полученное тепло отводится циркуляционной системой наружу. Вне магнитного поля гадолиний теряет свою магнитотепловую энергию, его температура снижается и он служит для охлаждения холодильного отделения. Цикл повторяется каждую секунду. Предположительная эффективность таких холодильников в широком диапазоне температур. Они на 30 – 40% легче и эффективнее компрессионных холодильников. Серийный выпуск намечен в середине 90-х г.

Совершенствуются конструктивные решения теплообменников: в частности конденсаторов, путем применения в некоторых случаях водяного охлаждения, крепления к конденсатору тепловых аккумуляторов, заполняемых жидкостями с разной теплотой фазовых превращений, использование теплоты конденсации хладагента для подогрева воды, расходуемой на бытовые нужды и другое.

Применение микроэлектроники во многих зарубежных моделях позволяет на ряду со снижением электропотребления, решаются и другие задачи. Так, фирма «Whirlpool» (США) выпустила холодильник с электронным управлением, системой самодиагностики и размораживания снеговой шубы «по требованию». В таких холодильниках предусматривается раздельное регулирование температур в холодильной и морозильной камерах. Дисплеи и звуковые сигнализаторы сообщают потребителю о нарушениях в подаче электроэнергии, открытии дверцы холодильника или повышении температуры в холодильной камере. Применение холодильников с самодиагностической системой позволяет потребителю самому устранять мелкие неполадки в работе системы, что снижает затраты на сервисное обслуживание.

В целях расширения функциональных возможностей и повышения комфортности за рубежом выпускают модели холодильников с автоматическим ледогенератором, наружными устройствами выдачи кубиков льда, охлаждения соков и воды, со встроенным воздухоочистителем, камерой с кондиционированием воздуха для мяса и салатов, камеру с регулируемой температурой для масла, отделение с регулируемой влажностью для хранения свежих продуктов и другое.

Перечисленные тенденции характерны и для нашей страны. Производством бытовых холодильников и морозильников заняты 24 предприятия, выпускается свыше 70 моделей холодильников (60 – компрессионных, 8 – абсорбционных, 3 модели – термоэлектрических).

Увеличивается выпуск холодильников большого объема с повышенной комфортностью, двухкамерных холодильников, морозильников.

Современные двухкамерные модели – КШД 300/60 «Минск 126», КШД 270/80 «Снайге 117», КШД 260/60 «Бирюса 18», КШД 280/45 «Чинар-7М».

Трехкамерные – КШД 300/115 «Минск 128», КШТ 300/60/60 «Минск 132».

С принудительной циркуляцией воздуха – трехкамерные «ЗИЛ - 65», «ЗИЛ - 67»

Повышение технического уровня отечественных бытовых холодильников связана с решением следующих задач:

· снижение энергопотребления на 10 – 12%. массы на 12 – 18%, корректировка уровня звуковой мощности до 43 – 45 дБа, повышение надежности;

· расширение функциональных возможностей в результате использования камер с близкриоскопической температурой, аккумуляторов холода, холодильников без осаждения инея, с магнитным теплообменником;

· модернизация серийно выпускаемых компрессоров и разработка новых, более совершенных конструкций;

· применение высокоэффективной теплоизоляции ППУ-321;

· включение в конструкцию холодильника электромагнитного клапана для регулирования подачи холодильного агента в испарители;

· проведение научно-исследовательских работ (НИР) для создания и внедрения экологически безопасных хладагентов вместо фреонов, новых теплоизоляционных материалов, не содержащих фреонов.

1-й. Микробиология (от герческого micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о мельчайших, невидимых невооруженным глазом микроорганизмах растительного или животного происхождения. Микробиология является одной из отраслей общей биологии и изучает закономерности жизни и развития микроорганизмов в единстве с условиями среды их обитания, а также тех изменений, которые они вызывают в организмах животных и растений. Эта наука разрабатывает методы использования микробов для нужд человека, пути и способы обезвреживания тех из них, которые являются опасными для жизни и здоровья людей.

Микробиология включает ряд разделов:

- общая микробиология

- медицинская микробиология

- санитарная микробиология

- ветеринарная микробиология

- промышленная микробиология

- сельскохозяйственная микробиология

Медицинская микробиология изучает морфологию, физиологию, отношение к внешним воздействиям среды, изменчивость микроорганизмов, основы инфекционного процесса, иммунитета, особенности возбудителей, патогенез инфекционных заболеваний, методы их лабораторной диагностики, специфического лечения и профилактики.

Знание микробиологии крайне необходимо врачу в его профессиональной деятельности для своевременной диагностики, эффективного лечения инфекционных, онкологических, наследственных, хронических и медленных заболеваний.

2-й. Медицинская микробиология является одной из фундаментальных дисциплин современного естествознания. Еще Гуго Глязер, автор широко известной книги «Драматическая медицина», написал: «Медицина, которая служит человеку, слагается из науки и искусства, и над ними простирается чудесный покров героизма, без которого не может быть медицины».

И действительно вся история медицинской микробиологии складывалась под девизом «Светя другим, сгораю сам!», потому что микробиологи ценой собственных жизней доказывали инфекционную природу самых опасных болезней – пандемий, эпидемий, выявляя возбудителей, пути их проникновения в организм, передачи, патогенез заболеваний и открывая препараты для лечения.

Начало драматической истории микробиологии было положено Максом Петтенкофером, выпившим в доказательство эпидемической природы холеры, культуру возбудителя. Далее его примеру последовали И.И.Мечников, Н.Ф.Гамалея, Д.К. Заболотный, И.Г.Савченко.

Другие праотцы микробиологии прививали себе инфекционные материалы от больных чумой – А.Уайт, Р.Дженнет, А.Ф. Бюллар, А.Клот, А Розельфельдт, Э Валли.

Высокую жертвенность во имя познания инфекционной сути желтой лихорадки проявили Н.Поттер, И.Л.Гюйон, К.Финлей, В.Рид, Д.Кэррол, Д.Ласер.

История борьбы с малярией также богата драматическими ситуациями с участием известных микробиологов Р.Росс, Д.Грасси, А.Биньями.

В Одессе в 70-х годах русский врач О.О.Мочутковского провел на себе эксперимент с сыпным тифом. Пять раз он безрезультатно заражал себя и лишь на шестой – заболел тифом.

Французский бактериолог Шарль Николь также благодаря опытам на себе установил, что промежуточным хозяином возбудителя сыпного тифа является платяная вошь. За это открытие он в 1928 году был удостоен Нобелевской премии.

Русские ученые Г.Н.Минх и И.И.Мечников заражели себя возвратным тифом, Е.И.Марциновский – лейшманиозом, итальянский врач Д.Профета – проказой. Эти человеческие подвиги не были напрасными – они помогали в борьбе против инфекционных болезней.

Возникновение и развитие медицинской микробиологии как науки теснейшим образом связано с развитием знаний в изучении инфекционных болезней. Эпидемические болезни существовали на всех ступенях развития человеческого общества. Известно, что ликвидированная на планете в 1977 году натуральная оспа уносила миллионы жизней еще за 1120 лет до н.э. За 500 лет до н.э. было известно о бешенстве. Наблюдая за развитием эпидемий, люди пытались объяснить их происхождение. Гиппократ (460-370гг до н.э.) считал, что причиной эпидемий является вдыхаемый людьми воздух, который во время эпидемий содержит особые болезнетвортные испарения – миазмы.

В 1546 году Д.Фракастро опубликовал трактат «О контагии, о контагиозных болезнях и лечении», в котором отмечается, что контагии представляют собой невидимые активные существа и заражение людей происходит в результате соприкосновения и даже на расстоянии. Это была гениальная догадка о существовании микробов.

3-й. Заслуга открытия микроорганизмов принадлежит А. ван Левингуку (1632-1723), голладскому шлифовальщику стекол, сконструировавшему первый в мире микроскоп. При помощи этого инструмента, снабженного двояковыпуклой линзой с 300-кратным увеличением, Левенгук наблюдал клеточную структуру растений, зародышей, открыл существование сперматозоидов, а также различных микроорганизмов. В зубном налете, отварах и настоях он обнаружил невидимых невооруженным глазом «живых зверьков» и зарисовал различные их формы – шаровидные, палочковидные, извитые. Левенгук – основоположник первого, морфологического периода в развитии микробиологии, давший нашим современникам важнейшее инструментальное обеспечение – микроскоп. Однако сам Левенгук не мог указать, какую роль в природе и жизни человека играют открытые им микроорганизмы или, как назвал их в дальнейшем французский исследователь Седилло, микробы.

С открытия Левенгука начинается описательный период в развитии микробиологии. Спустя 100 лет О.Мюллер (1976) в Дании, пользуясь более совершенным микроскопом, описал большое количество микроорганизмов, разделив их на 2 рода – Vibrio и Monas. В 1838 году Х. Эренберг на основании их признаков установил два семейства микроорганизмов Monadina и Vibrionia с родами Bacterium Spirillum Spirochaeta.

В 1775 году русский исследователь М.М.Тереховский впервые описывает экспериментальный метод исследования движения микроорганизмов, изучает влияние ряда физико-химических факторов (электрические заряды, вариации температуры, кислотность и т.п.) на жизнеспособность микроорганизмов. Он описывает результаты своих весьма важных наблюдений относительно потребностей микроорганизмов в кислороде, впервые отмечает, что перед делением микроорганизмы растут и увеличиваются в размерах.

Однако в начале Х!Х века большинство исследований в области микробиологии носили описательный характер. Вторая половина Х1Х века ознаменовалась поистине революционными успехами в развитии медицинской микробиологии, чему в немалой степени способствовали достижения естествознания, такие как открытие клетки, закона превращения энергии, создание эволюционного учения Ч.Дарвина. Именно в это время жил и работал гениальный французский исследователь – химик и биолог по образованию – Луи Пастер. Роль этого выдающегося естествоиспытателя в бурном развитии микробиологии не переоценима. Вот как ее охарактеризовал В.Л.Омелянский «С Пастера начинается второй, физиологический период в истории микробиологии… И если Левенгуку с полным основанием приписывается название «отца микрографии», то Пастер был истинным творцом и вдохновителем современной микробиологии, со сказочной быстротой разросшейся в огромную науку».

Являясь основоположником изучения физиологии и биохимии микробов, Л.Пастер раскрывает сущность молочнокислого и маслянокислого брожения, показывает, что оно вызывается ни чем иным, как бактериями. Л.Пастер открывает анаэробный тип дыхания у бактерий, доказывает, что любое заразное заболевание имеет своего микроба – возбудителя.

Исследования в области брожения и самопроизвольного заражения послужили основой решения вопроса о «болезнях» вина и пива. В качестве меры борьбы Пастер предложил прогревать вино при 50-60 градусов С. Эти исследования утвердили принципы стерилизации и метод пастеризации.

Основываясь на исследованиях Л.Пастера, Д.Листер в 1867 году ввел в хирургическую практику метод антисептики. В течение короткого времени Пастером были открыты возбудители гнойно-воспалительных заболеваний, куриной холеры и т.д. На примере культуры возбудителя куриной холеры он впервые установил факт утраты ею вирулентности и способность этой ослабленной культуры создавать невосприимчивость к последующему заражению кур вирулентной культурой. Сделанный Пастером на основании этих опытов вывод о возможности применения ослабленных культур для формирования невосприимчивости к инфекционным заболеваниям создал предпосылки для развития нового научного направления – вакцино профилактики.

Доказывая правомерность своих выводов, Пастер получает сибиреязвенную, а затем антирабическую вакцины. Это было одно из величайших достижений в области медицины: открытие эффективного средства профилактического лечения болезни, которая в течение столетий считалась неизлечимой.

Второе, не менее славное имя в развитии микробиологии – Роберт Кох, который окончательно установил этиологию сибирской язвы (1876), разработал и применил плотные питательные среды, выделил чистые культуры, ввел в микробиологическую практику анилиновые красители, разработал метод иммерсии и микрофотографирования, обосновал и сформулировал триаду Генле – Коха, по которой признается роль микроба как возбудителя заболевания, заложил основы дезинфекции, открыл возбудителя туберкулеза и доказал инфекционную природу этого заболевания, получил туберкулин, открыл возбудителя холеры и изучил эпидемиологию этого заболевания.

Исключительно большое значение в развитии нового, оригинального направления микробиологии имеют исследования И.И.Мечникова – основателя учения об иммунитете – невосприимчивости организма к инфекционным заболеваниям. По определению Э.Ру, И.И.Мечников – это поэт микробиологии. Ему принадлежит приоритет творца фагоцитарной теории иммунитета, основоположника физиологического направления в иммунологии.

И.И.мечников заложил основы учения об антагонизме бактерий, явившегося плодотворным источником для создания учения об антибиотиках, указал на огромное значение внешней среды для изменения свойств микробов, которые передаются по наследству, исследовал проблемы долголетия в связи с направленным изменением микрофлоры кишечника молочнокислыми бактериями. Совместно с Э.Ру он разработал модель экспериментального сифилиса, исследовал патогенез холеры. И.И.Мечников создал блестящею школу русских микробиологов, среди которых А.М.Безредка и Н.Ф.Гамалея, В.Л.Омелянский и И.Г.Савченко, Л.А.Тарасевич и Д.К.Заболотный и многие другие.

В 1888 году французские ученые Э.Ру и А.Йерсен открыли дифтерийный токсин, а Ш.Китазато – столбнячный токсин.

В 1889-1892 годах Э.Беринг в Германии, Э.Ру во Франции, Я.Ю.Бартах в России независимо друг от друга получили антитоксическую дифтерийную сыворотку. В 1923 году Г. Рамон получил дифтерийный анатоксин. Эти два препарата позволили эффективно бороться с грозными, нередко смертельными инфекциями.

В конце Х1Х века, который по праву считается эрой бактериологии, было открыто огромное количество возбудителей инфекционных заболеваний:

1880 – возбудитель брюшного тифа (К.Эберт),

1883 – возбудитель дифтерии (Э.Клебс),

1891 – возбудитель дизентерии (К.Шига),

1892 – возбудитель табачной мозаики (Д.И.Ивановский),

1894 – возбудитель чумы (А.Йерсен, Ш.Китазато).

В этот же период С.Н.Виноградский установил роль микробов в круговороте азота в природе, ввел метод элективных питательных сред. В 1909 году Г.Риккетс открыл возбудителя сыпнотифозной лихорадки, а в 1913 году – С.Провачек открыл возбудителя сыпного тифа.

В истории микробиологии начало ХХ века отмечено интенсивной разработкой проблемы специфической профилактики инфекционных заболеваний:

- вакцина против туберкулеза (А.Кальметт и Ш.Герен),

- противочумная вакцина (Г.Жирар и К.Робик),

- противотуляремийная вакцина (А.Сейбина, М.П.Чумакова, А.А.Смородинцева),

- дифтерийный и столбнячный анатоксины (Г.Рамон),

В 1917 году д’Эррель открыл бактериофаги.

Этот период явился также основополагающим в развитии эффективных средств лечения инфекционных заболеваний – создания учения о химиотерапевтических препаратах и антибиотиках. Основатели химиотерапии – П.Эрлих, Д.Л. Романовский, Г.Домагк. Им принадлежит не только заслуга в обосновании основных требований к химическим препаратам, применяемым для лечения инфекционных заболеваний, но и обоснование условий их синтеза (метод химических вариаций П. Эрлиха), разработка химиотерапевтического индекса – основного показателя в характеристике этой группы препаратов, создание наиболее широко используемых в настоящее время сульфаниламидов.

С 1929 года благодаря исследованиям А.Флеминга по разработке пенициллина открылась новая эра в лечении инфекционных заболеваний – эра антибиотикотерапии. В развитии этого направления принимали участие Э.Б.Чейн и Х.У.Флори, З.В. Ермольева и С.Ваксман.

В 30-е годы нашего столетия в микробиологическую практику был введен электронный микроскоп, позволяющий детально исследовать ультраструктуру вирусов и бактерий, были разработаны основы микроскопической техники (ультратонкие срезы, гистохимические методы окраски).

Дата добавления: 2014-01-07