История развития микробиологии

Микробы появились на нашей планете раньше, чем животные и человек. Доказано, что патогенные микробы существовали и в древние времена. Об этом свидетельствует обнаружение антигенов болезнетворных бактерий, например возбудителя чумы, в останках древних захоронений (мумиях). Уже до открытия микробов люди догадывались о существовании внешних факторов, вызывающих болезни. Следовательно, можно сказать, что микробиология возникла еще до нашей эры и прошла длительный путь развития. В соответствии с уровнем знаний о микробах, с появлением новых открытий и методов, а также формированием новых направлений историю микробиологии можно разбить на пять периодов: 1) эвристический; 2) морфологический; 3) физиологический; 4) иммунологический; 5) молекулярно-генетический.

Эвристический период

Этот период начинается с момента, когда Гиппократ (III – IV в. до н.э.) высказал догадку (эвристика – догадка) о том, что болезни, передающиеся от человека к человеку, вызываются невидимыми, неживыми веществами. Эти вещества он назвал «миазмами». Нужно сказать, что в древности, не зная о существовании микробов, люди пользовались плодами деятельности микробов – виноделием, пивоварением, выпечкой хлеба и т.д.

Только в XV – XVI вв. итальянский врач и поэт Джералимо Фракасторо (1476 – 1553) обосновал мнение о том, что вызывают болезни «живые контагии», которые передают болезни через воздух или через предметы, что эти существа живут в окружающей среде и для борьбы с болезнями необходима изоляция больного, уничтожение контагий и т.д. Кстати, Фракасторо за эти работы считают основоположником эпидемиологии.

Таким образом, за два тысячелетия ученые прошли путь от догадок и предположений к убеждению, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми живыми существами.

Морфологический период

Этот период начинается с конца XVII – начала XVIII в., когда голландский естествоиспытатель Антоний ван Левенгук (1632 – 1723) открыл бактерий. Созданный им микроскоп увеличивал предметы в 150 – 300 раз. Рассматривая все подряд (воду, кровь, налет с зубов и др.), Левенгук обнаружил множество живых «зверушек», которых он назвал «анималькулюсы». Систематически делая зарисовки и описания, он направлял письма в Лондонское королевское научное общество. Эти письма печатались в научных журналах, а потом, в 1695 г., была издана книга под названием «Тайны природы, открытия Антони ван Левенгуком при помощи микроскопа». Таким образом, Левенгук положил начало морфологическому периоду, который продолжается и до наших дней. Первым из россиян, кто увидел микробов, был Петр Великий, посетивший Левенгука в Голландии; он же привез микроскоп в Россию, а первым исследователем был врач М.М.Тереховский(1740 – 0796).

После открытия Левенгука началось победное шествие микробиологии. Открывались новые бактерии, грибы, простейшие, а в конце XIX в. были открыты вирусы. Чтобы доказать этиологическую роль микробов в патологии человека, велись исследования на животных, а также опыты по самозаражению. Следует отметить смелые опыты русского эпидемиолога Данилы Самойловича (1724 – 1810), который заразил себя отделяемым бубона больного чумой. Исторически известен ряд опытов по самозаражению материалами или культурами возбудителей, взятыми от больного холерой (Петенгофер, И.И. Мечников, Д.К. Заболотный, Н.Ф. Гамалея), сыпным тифом (Г.Н. Минх), чумой (В.П. Смирнов), вирусом полиомиелита (М.Н. Чумаков) и др.

Конец XIX в. ознаменовался открытием вирусов. В 1892 году русский ботаник Д.И. Ивановский (1864 – 1920) открыл царство вирусов при изучении мозаичной болезни табака. Затем были открыты многие вирусы, поражающие человека, животных, растения и бактерий. В первой половине XX в. оформилась самостоятельная дисциплина – вирусология, а в 1992 году весь мир отметил 100 – летие со дня открытия вирусов Д.И. Ивановским.

Открытие и появление новых видов микробов, а также изменение патогенных свойств уже известных микробов вполне закономерно, так как, с одной стороны, совершенствуются методы микробиологии, а с другой, представители микромира эволюционируют с общими законами биологии и генетики. Только за последние 20 – 30 лет открыто новых и выявлено измененных вариантов известных микробов более трех десятков. Все они объединены в группу опасных непредсказуемых инфекций.

В будущем человека также ожидает появление новых или измененных возбудителей инфекционных болезней. Примером может служить возрастающая роль в патологии человека вирусов Т- клеточного лейкоза, вирусов гепатита, прионов и др.

Физиологический период

С момента обнаружения микробов, естественно, возник вопрос не только об их роли в патологии человека, но и об устройстве, биологических свойствах, процессах жизнедеятельности, экологии и т.д.

Поэтому с середины XIX века началось интенсивное изучение физиологии бактерий. Этот период, который начинался с XIX века и продолжается до наших дней, условно был назван физиологическим периодом в развитии микробиологии.

Большую роль в этот период сыграли работы выдающегося французского ученого Луи Пастера (1822 – 1895). Будучи химиком по образованию, обладая широкой эрудицией, талантом экспериментатора и мудростью организатора науки, Л. Пастер сделал ряд принципиальных основополагающих открытий во многих областях науки, что позволило ему стать основоположником ряда наук: микробиологии, биотехнологии, дезинфектологиии, стереохимии.

Л. Пастер открыл:

1. Природу брожения;

2. Анаэробиоз;

3. Опроверг теорию самозарождения;

4. Обосновал принцип стерилизации;

5. Разработал принцип вакцинации и способы получения вакцин.

В 26 лет Л. Пастер защитил докторскую диссертацию «О мышьяковистых соединениях калия, натрия и аммиака», в которой он доказал, что при выращивании грибов усваиваются лишь определенные стереоизомеры. Таким образом, Л.Пастер стал основоположником стереохимии.

До Пастера господствовала химическая теория брожения Либиха. Пастер сделал открытие, доказав, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксусное) – это биологическое явление, которое вызывается микробами и их ферментами, т.е. Пастер стал основоположником биотехнологии.

До Пастера бытовала теория самозарождения всего живого, т.е. считалось, что животные не только происходили друг от друга, но и возникают самопроизвольно (лягушки рождаются из ила и т.д.). Таким образом, сомозарождались и микробы. Пастер своими опытами опроверг это положение. Он доказал, что если стерильный бульон оставить в открытой колбе, то он прорастет, но если стерильный бульон поместить в колбу, которая сообщается с воздухом через спиральную стеклянную трубку, то бульон не прорастет, так как бактерии с частицами пыли из воздуха будут осаждаться на изогнутых частях спиральной трубки и не попадут в бульон.

Пастер доказал также, что некоторые бактерии не просто не переносят кислород, но живут и размножаются именно только в бескислородной среде. Таким образом, было открыто явление анаэробиоза, а группа микробов получила название анаэробов.

Доказательство роли микробов в ферментативных процессах привело Пастера к решению ряда практических задач, в частности к разработке способа борьбы с болезнями вина путем прогревания его при 50 - 60˚С с целью уничтожения бактерий. Этот способ, названный затем пастеризацией, широко используется в наши дни в пищевой промышленности.

Значительный вклад в развитие микробиологии в этот период внес немецкий бактериолог Роберт Кох (1843 – 1910), который предложил окраску бактерий, микрофотосъемку, способ получения чистых культур, а также знаменитую триаду Генле – Коха по установлению этиологической роли микробов в инфекционных заболеваниях. Согласно триаде, для доказательства роли микробов в возникновении специфической болезни необходимы три условия:

1. Чтобы микроб обнаруживался только у больного и не обнаруживался у здоровых людей и больных другими болезнями;

2. Должна быть получена чистая культура микроба;

3. Микроб должен вызвать аналогичное заболевание при заражении животных.

Эти принципы до Коха выдвигал Генле, Кох их сформулировал и развил. В наше время эта триада имеет относительное значение, так как иногда трудно воспроизвести болезнь у животных (например, ВИЧ-инфекция) и нередко возбудитель обнаруживается у здоровых лиц (носительство).

Таким образом, изучение биологических и физиологических свойств микроорганизмов с конца XIX в. и в течение всего XX в. привело к познанию глубинных процессов жизнедеятельности бактерий, вирусов и простейших.

Иммунологический период

Этот период в развитии микробиологии связан прежде всего с именами французского ученого Л. Пастера, российского биолога И.И. Мечникова (1843 – 1916) и немецкого химика Пауля Эрлиха (1854 – 1915). Этих ученых с полным правом можно назвать основоположниками иммунологии.

Л. Пастера открыл и разработал принцип вакцинации, И.И. Мечников – фагоцитарную теорию, П. Эрлих высказал гипотезу об антителах и развил гуморальную теорию иммунитета.

Следует отметить, что более 200лет назад английский врач Эдуард Дженнер (1749 – 1823) нашел способ создания невосприимчивости к возбудителю натуральной оспы путем прививки человеку вируса коровьей оспы. Это было величайшое открытие, но оно носило эмперический характер. И только Л. Пастер научно обосновал принцип вакцинации, способ получения вакцин и распросранил его на многие страны. Летом 1886 г. в Одессе и Перми начали работать созданные И.И. Мечниковым и его талантливым учеником Н.Ф. Гамалеей первые пастеровские станции.

Благодарное человечество за сделанные открытия на средства, собранные по международной подписке, в 1888 году построило в Париже Пастеровский институт, который работает и в наши дни. В Пастеровском институте работали такие ученые, как алеей первые пастеровскым учеником Н.И.. полученлю натуральной оспы человека путем прививки человекутных (например, ВИЧ-инфе И.И. Мечников, Э. Ру, А. Кальмет (создал вакцину ВЦЖ), А.М. Безредка (предложил метод десенсибилизации), Ж. Борде (иммунохимик), Г. Рамон (разработал метод получения анатоксинов) и многие другие.

Огромный вклад внес И.И Мечников, который за разработку теории фагоцитоза в 1908 году получил Нобелевскую премию. Кроме того, И.И Мечников увлекался процессами старения, ролью нормальной микрофлоры человека, его по праву считают родоначальником геронтологии и учения о дисбактериозах. Оппонент И.И. Мечникова, П. Эрлих за гуморальную теорию иммунитета также был удостоин в1908 году Нобелевской премии.

В 1900 году Р. Кох открыл гиперчувствительность замедленного типа, в 1902 – 1905 гг. Ш. Рише, Ж. Портье, Г.П. Сахаров описали гиперчувствительность немедленного типа, в 1950-х годах открыта толерантность к антигенам (П. Медовар, М. Гашек), иммунологическая память (Ф. Бернет). В это же время изучена структура иммуноглобулинов (Р. Портер и Э. Эдельман), открыт интерферон (А. Айзекс и Ж. Линдеман) и другие иммуномодуляторы. Кроме того, многочисленные исследования были посвящены изучению лимфоцитов и их роли в иммунитете, кооперативным взаимодействиям клеток и т.д.

Иммунология в середине XX века оформилась как самостоятельная наука, имеющая цели, задачи, структуру и классификацию.

Молекулярно-генетический период

Развитие во второй половине XX века молекулярной биологии, генетики, генной и белковой инженерии и других наук дало толчок к развитию молекулярных и генетических аспектов микробиологии.

В этот период была расшифрована молекулярная структура бактерий и вирусов, строение и состав их генома, факторы патогенности и факторы иммунной защиты.

Расшифровка генов бактерий и вирусов, их синтез позволили искусственно создать рекомбинантные ДНК и получать на их основе рекомбинантные штаммы микроорганизмов, которые широко используются для получения биологически активных веществ (гормонов, лекарственных средств, пищевых белков, сахаров и т.д.). Генная инженерия позволила получить вакцинные и диагностические препараты (вакцина против гепатита В, моноклональные антитела и др.).

Разрабатывается иммуногенетика, целью которой является генопрофилактика и генотерапия иммунодефицитов. Широко применяется в микробиологии генодиагностика (полимеразная цепная реакция).

Большие успехи достигнуты в изучении системы гистосовместимости, что решило проблемы в трансплантологии при пересадке органов и тканей, проблемы несовместимости матери и плода в акушерстве и гинекологии.

Эволюцию претерпела химио- и антибиотикотерапия инфекционных болезней. Создано огромное количество противовирусных и антибактериальных препаратов.

Таким образом, достижения в микробиологии и иммунологии не только обеспечили успехи в борьбе с инфекционными заболеваниями, но и открыли новые пути и методы диагностики и терапии неинфекционных болезней.

Дата добавления: 2015-05-10