Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie. Mikrobiologie. Staatliche Universität Tula

Mikroben erschienen früher auf unserem Planeten als Tiere und Menschen. Es ist erwiesen, dass es bereits in der Antike krankheitserregende Mikroben gab. Dies wird durch den Nachweis von Antigenen pathogener Bakterien, beispielsweise des Erregers der Pest, in den Überresten antiker Bestattungen (Mumien) belegt. Schon vor der Entdeckung der Mikroben vermuteten Menschen die Existenz äußerer Faktoren, die Krankheiten verursachen. Daher können wir sagen, dass die Mikrobiologie vor unserer Zeitrechnung entstanden ist und einen langen Entwicklungsweg durchlaufen hat. Entsprechend dem Wissensstand über Mikroben, mit dem Aufkommen neuer Entdeckungen und Methoden sowie der Bildung neuer Richtungen lässt sich die Geschichte der Mikrobiologie in fünf Perioden einteilen: 1) Heuristik; 2) morphologisch; 3) physiologisch; 4) immunologisch; 5) molekulargenetisch.

Heuristische Periode

Diese Periode beginnt mit dem Moment, als Hippokrates (III.-IV. Jahrhundert v. Chr.) eine Vermutung (heuristische Vermutung) anstellte, dass von Mensch zu Mensch übertragene Krankheiten durch unsichtbare, unbelebte Substanzen verursacht werden. Er nannte diese Substanzen „Miasmen“. Es muss gesagt werden, dass die Menschen in der Antike, ohne von der Existenz von Mikroben zu wissen, die Früchte der Aktivität von Mikroben nutzten – Weinherstellung, Brauen, Brotbacken usw.

Nur im XV.-XVI. Jahrhundert. Der italienische Arzt und Dichter Geralimo Fracastoro (1476 - 1553) begründete die Meinung, dass Krankheiten durch „lebende Ansteckungen“ verursacht werden, die Krankheiten durch die Luft oder durch Gegenstände übertragen, dass diese Lebewesen in der Umwelt leben und dass es zur Bekämpfung von Krankheiten notwendig ist, sie zu isolieren geduldig und zerstören Ansteckung usw. Für diese Werke gilt übrigens Fracastoro als Begründer der Epidemiologie.

So sind Wissenschaftler im Laufe von zwei Jahrtausenden von Vermutungen und Vermutungen zu der Überzeugung gelangt, dass menschliche Krankheiten durch einige unsichtbare Lebewesen verursacht werden.

Morphologische Periode

Diese Periode beginnt Ende des 17. – Anfang des 18. Jahrhunderts, als der niederländische Naturforscher Anthony van Leeuwenhoek (1632 – 1723) Bakterien entdeckte. Mit dem Mikroskop vergrößerte er Objekte um das 150- bis 300-fache. Leeuwenhoek untersuchte alles (Wasser, Blut, Zahnbelag usw.) und entdeckte viele lebende „kleine Tiere“, die er „Animalculi“ nannte. Er fertigte systematisch Skizzen und Beschreibungen an und schickte Briefe an die Royal Scientific Society of London. Diese Briefe wurden in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht, und dann erschien 1695 ein Buch mit dem Titel „Die Geheimnisse der Natur, die Entdeckungen von Antonie van Leeuwenhoek unter dem Mikroskop“. Damit markierte Leeuwenhoek den Beginn einer morphologischen Periode, die bis heute andauert. Der erste Russe, der Mikroben sah, war Peter der Große, der Leeuwenhoek in Holland besuchte; Er brachte auch das Mikroskop nach Russland und der erste Forscher war der Arzt M. M. Terekhovsky (1740 - 0796).

Nach der Entdeckung von Leeuwenhoek begann der Siegeszug der Mikrobiologie. Ende des 19. Jahrhunderts wurden neue Bakterien, Pilze und Protozoen entdeckt. Viren wurden entdeckt. Um die ätiologische Rolle von Mikroben in der menschlichen Pathologie zu beweisen, wurden Tierstudien sowie Experimente zur Selbstinfektion durchgeführt. Hervorzuheben sind die kühnen Experimente der russischen Epidemiologin Danila Samoilovich (1724 - 1810), die sich mit dem Ausfluss eines Beulen eines Pestpatienten infizierte. Historisch gesehen gibt es eine Reihe von Experimenten zur Selbstinfektion mit Materialien oder Kulturen von Krankheitserregern, die einem Patienten mit Cholera (Petenhofer, I. I. Mechnikov, D. K. Zabolotny, N. F. Gamaleya), Typhus (G. N. Minkh), Pest (B P. Smirnov) und Polio entnommen wurden Virus (M. N. Chumakov) usw.

Ende des 19. Jahrhunderts geprägt von der Entdeckung von Viren. Im Jahr 1892 gründete der russische Botaniker D.I. Ivanovsky (1864 – 1920) entdeckte das Reich der Viren, als er die Tabakmosaikkrankheit untersuchte. Dann wurden viele Viren entdeckt, die Menschen, Tiere, Pflanzen und Bakterien infizieren. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. eine eigenständige Disziplin – die Virologie – nahm Gestalt an und 1992 feierte die ganze Welt den 100. Jahrestag der Entdeckung der Viren durch D.I. Iwanowski.

Die Entdeckung und Entstehung neuer Mikrobenarten sowie Veränderungen der pathogenen Eigenschaften bereits bekannter Mikroben sind ganz natürlich, da einerseits mikrobiologische Methoden verbessert werden und andererseits Vertreter des Mikrokosmos sich mit den allgemeinen Gesetzen der Biologie und Genetik weiterentwickeln. Allein in den letzten 20 bis 30 Jahren wurden mehr als drei Dutzend neue und veränderte Varianten bekannter Mikroben entdeckt. Sie alle werden zu einer Gruppe gefährlicher unvorhersehbarer Infektionen zusammengefasst.

Auch in Zukunft wird der Mensch mit der Entstehung neuer oder veränderter Erreger von Infektionskrankheiten rechnen müssen. Ein Beispiel ist die zunehmende Rolle von T-Zell-Leukämieviren, Hepatitisviren, Prionen usw. in der menschlichen Pathologie.

Physiologische Periode

Seit der Entdeckung von Mikroben stellt sich natürlich nicht nur die Frage nach ihrer Rolle in der menschlichen Pathologie, sondern auch nach ihrer Struktur, ihren biologischen Eigenschaften, lebenswichtigen Prozessen, ihrer Ökologie usw.

Daher begann ab Mitte des 19. Jahrhunderts eine intensive Erforschung der Physiologie von Bakterien. Diese Periode, die im 19. Jahrhundert begann und bis heute andauert, wurde üblicherweise als physiologische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie bezeichnet.

Die Arbeiten des herausragenden französischen Wissenschaftlers Louis Pasteur (1822 – 1895) spielten in dieser Zeit eine große Rolle. Als ausgebildeter Chemiker, der über umfassende Gelehrsamkeit, Talent als Experimentator und die Weisheit eines Wissenschaftsorganisators verfügte, machte L. Pasteur eine Reihe grundlegender Entdeckungen in vielen Bereichen der Wissenschaft, die es ihm ermöglichten, der Begründer einer Reihe von Wissenschaften zu werden Wissenschaften: Mikrobiologie, Biotechnologie, Desinfektionologie, Stereochemie.

L. Pasteur entdeckte:

1. Die Art der Gärung;

2. Anaerobiose;

3. Widerlegte die Theorie der spontanen Erzeugung;

4. begründete den Grundsatz der Sterilisation;

5. Entwickelte das Prinzip der Impfung und Methoden zur Gewinnung von Impfstoffen.

Im Alter von 26 Jahren verteidigte L. Pasteur seine Doktorarbeit „Über Arsenverbindungen von Kalium, Natrium und Ammoniak“, in der er bewies, dass beim Anbau von Pilzen nur bestimmte Stereoisomere assimiliert werden. So wurde L. Pasteur zum Begründer der Stereochemie.

Vor Pasteur herrschte Liebigs chemische Fermentationstheorie. Pasteur machte eine Entdeckung und bewies, dass die Fermentation (Milchsäure, Alkohol, Essigsäure) ein biologisches Phänomen ist, das durch Mikroben und ihre Enzyme verursacht wird, d. h. Pasteur wurde zum Begründer der Biotechnologie.

Vor Pasteur gab es eine Theorie der spontanen Entstehung aller Lebewesen, d. h. man glaubte, dass Tiere nicht nur voneinander abstammen, sondern auch spontan entstehen (Frösche werden aus Schlamm geboren usw.). Somit entstehen Mikroben auch selbst. Pasteur widerlegte diese Position mit seinen Experimenten. Er bewies, dass eine sterile Brühe keimt, wenn sie in einem offenen Kolben belassen wird. Wenn jedoch eine sterile Brühe in einen Kolben gegeben wird, der durch ein spiralförmiges Glasrohr mit Luft kommuniziert, keimt die Brühe nicht, da Bakterien mit Staubpartikeln vorhanden sind aus der Luft lagern sich an den gekrümmten Teilen des Spiralrohrs ab und fallen nicht in die Brühe.

Pasteur bewies auch, dass einige Bakterien nicht nur keinen Sauerstoff vertragen, sondern nur in einer sauerstofffreien Umgebung leben und sich vermehren. So wurde das Phänomen der Anaerobiose entdeckt und die Gruppe der Mikroben wurde Anaerobier genannt.

Der Nachweis der Rolle von Mikroben in enzymatischen Prozessen veranlasste Pasteur zur Lösung einer Reihe praktischer Probleme, insbesondere zur Entwicklung einer Methode zur Bekämpfung von Weinkrankheiten durch Erhitzen auf 50–60 °C, um Bakterien abzutöten. Diese Methode, damals Pasteurisierung genannt, wird heute häufig in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.

Einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Mikrobiologie in dieser Zeit leistete der deutsche Bakteriologe Robert Koch (1843 - 1910), der die Färbung von Bakterien, die Mikrofotografie, eine Methode zur Gewinnung reiner Kulturen sowie die berühmte Henle-Koch-Trias zur Etablierung vorschlug die ätiologische Rolle von Mikroben bei Infektionskrankheiten. Um die Rolle von Mikroben beim Auftreten einer bestimmten Krankheit nachzuweisen, sind laut Triade drei Bedingungen notwendig:

1. Damit die Mikrobe nur beim Patienten nachgewiesen wird und nicht bei gesunden Menschen und Patienten mit anderen Krankheiten nachgewiesen wird;

2. Es muss eine Reinkultur der Mikrobe gewonnen werden;

3. Die Mikrobe muss bei der Infektion von Tieren eine ähnliche Krankheit verursachen.

Henle hat diese Prinzipien vor Koch aufgestellt; Koch hat sie formuliert und weiterentwickelt. Heutzutage ist diese Triade von relativer Bedeutung, da es manchmal schwierig ist, die Krankheit bei Tieren zu reproduzieren (z. B. HIV-Infektion) und der Erreger häufig bei gesunden Personen auftritt (Transport).

So erfolgt die Erforschung der biologischen und physiologischen Eigenschaften von Mikroorganismen seit dem Ende des 19. Jahrhunderts. und im gesamten 20. Jahrhundert. führte zu Erkenntnissen über die tiefen Lebensprozesse von Bakterien, Viren und Protozoen.

Immunologische Periode

Diese Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie ist vor allem mit den Namen des französischen Wissenschaftlers L. Pasteur, des russischen Biologen I.I. verbunden. Mechnikov (1843 – 1916) und der deutsche Chemiker Paul Ehrlich (1854 – 1915). Diese Wissenschaftler können zu Recht als Begründer der Immunologie bezeichnet werden.

L. Pasteur entdeckte und entwickelte das Prinzip der Impfung, I.I. Mechnikov - die Phagozytose-Theorie, P. Ehrlich stellte eine Hypothese über Antikörper auf und entwickelte die humorale Theorie der Immunität.

Es sei darauf hingewiesen, dass der englische Arzt Edward Jenner (1749 - 1823) vor mehr als 200 Jahren einen Weg fand, eine Immunität gegen den Pockenerreger zu schaffen, indem er einen Menschen mit dem Kuhpockenvirus impfte. Es war eine großartige Entdeckung, aber sie war empirischer Natur. Und nur L. Pasteur hat das Prinzip der Impfung, die Methode zur Gewinnung von Impfstoffen, wissenschaftlich begründet und in vielen Ländern verbreitet. Im Sommer 1886 begann das von I.I. gegründete Unternehmen in Odessa und Perm zu arbeiten. Mechnikov und sein talentierter Schüler N.F. Gamaleyas erste Pasteur-Stationen.

Die Menschheit war dankbar für die gemachten Entdeckungen und baute 1888 mit Mitteln aus internationalen Abonnements das Pasteur-Institut in Paris auf, das noch heute besteht. Solche Wissenschaftler arbeiteten am Pasteur-Institut als erster Pasteur-Student N. I., der durch Impfung von Menschen Pocken beim Menschen bekam (z. B. HIV-Infektion I. I. Mechnikov, E. Roux, A. Calmette (erstellte den VCG-Impfstoff), A. M. Bezredka (schlug eine Methode zur Desensibilisierung vor), J. Bordet (Immunchemiker), G. Ramon (entwickelte eine Methode zur Herstellung von Toxoiden) und viele andere.

Einen großen Beitrag leistete I.I. Mechnikov, der 1908 den Nobelpreis für die Entwicklung der Theorie der Phagozytose erhielt. Darüber hinaus interessierte sich I. I. Mechnikov für den Alterungsprozess und die Rolle der normalen menschlichen Mikroflora; er gilt zu Recht als Begründer der Gerontologie und der Dysbakterioselehre. Gegner I.I. Mechnikov, P. Ehrlich erhielt 1908 auch den Nobelpreis für die humorale Theorie der Immunität.

Im Jahr 1900 entdeckte R. Koch in den Jahren 1902–1905 die Überempfindlichkeit vom verzögerten Typ. C. Richet, J. Portier, G.P. Sacharow beschrieb eine sofortige Überempfindlichkeit; in den 1950er Jahren wurde eine Toleranz gegenüber Antigenen (P. Medovar, M. Hasek) und ein immunologisches Gedächtnis (F. Burnet) entdeckt. Gleichzeitig wurde die Struktur von Immunglobulinen untersucht (R. Porter und E. Edelman), Interferon entdeckt (A. Isaacs und J. Lindeman) und andere Immunmodulatoren. Darüber hinaus wurden zahlreiche Studien der Untersuchung von Lymphozyten und ihrer Rolle bei der Immunität, kooperativen Zellinteraktionen usw. gewidmet.

Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich die Immunologie zu einer eigenständigen Wissenschaft mit Zielen, Zielsetzungen, Struktur und Klassifizierung.

Molekulargenetische Periode

Die Entwicklung der Molekularbiologie, Genetik, Gen- und Proteintechnik und anderer Wissenschaften in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab der Entwicklung molekularer und genetischer Aspekte der Mikrobiologie Impulse.

In dieser Zeit wurden die molekulare Struktur von Bakterien und Viren, die Struktur und Zusammensetzung ihres Genoms, Pathogenitätsfaktoren und Immunabwehrfaktoren entschlüsselt.

Die Entschlüsselung der Gene von Bakterien und Viren und deren Synthese ermöglichte die künstliche Herstellung rekombinanter DNA und auf ihrer Grundlage die Gewinnung rekombinanter Mikroorganismenstämme, die häufig zur Gewinnung biologisch aktiver Substanzen (Hormone, Medikamente, Nahrungsproteine, Zucker usw.) verwendet werden. ). Die Gentechnik hat die Gewinnung von Impfstoffen und Diagnostika (Impfstoff gegen Hepatitis B, monoklonale Antikörper usw.) ermöglicht.

Die Immungenetik wird entwickelt, deren Zweck die Genprävention und Gentherapie von Immundefekten ist. Die Gendiagnostik (Polymerase-Kettenreaktion) wird in der Mikrobiologie häufig eingesetzt.

Bei der Erforschung des Histokompatibilitätssystems wurden große Fortschritte erzielt, wodurch Probleme in der Transplantologie bei Organ- und Gewebetransplantationen sowie Probleme der mütterlich-fötalen Inkompatibilität in der Geburtshilfe und Gynäkologie gelöst wurden.

Chemotherapie und Antibiotikatherapie bei Infektionskrankheiten haben eine Weiterentwicklung erfahren. Es wurde eine große Anzahl antiviraler und antibakterieller Medikamente entwickelt.

So haben Fortschritte in der Mikrobiologie und Immunologie nicht nur für Erfolge im Kampf gegen Infektionskrankheiten gesorgt, sondern auch neue Wege und Methoden zur Diagnose und Behandlung nichtinfektiöser Krankheiten eröffnet.

Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie

Die Mikrobiologie hat einen langen Entwicklungsweg zurückgelegt, der auf viele Jahrtausende geschätzt wird. Bereits im V-VI Jahrtausend v. Chr. Der Mensch genoss die Früchte der Aktivität von Mikroorganismen, ohne von deren Existenz zu wissen. Weinherstellung, Brotbacken, Käseherstellung, Lederdressing. nichts anderes als Prozesse, die unter Beteiligung von Mikroorganismen ablaufen. Damals, in der Antike, gingen Wissenschaftler und Denker davon aus, dass viele Krankheiten durch einige äußere, unsichtbare Ursachen der lebenden Natur verursacht wurden.

Folglich entstand die Mikrobiologie lange vor unserer Zeitrechnung. In seiner Entwicklung durchlief es mehrere Phasen, die weniger chronologisch als vielmehr durch die wichtigsten Errungenschaften und Entdeckungen bestimmt waren.

Die Entwicklungsgeschichte der Mikrobiologie lässt sich in fünf Phasen einteilen: heuristische, morphologische, physiologische, immunologische und molekulargenetische.

Die heuristische Periode (IV.-III. Jahrtausend v. Chr., 16. Jahrhundert n. Chr.) ist eher mit logischen und methodischen Methoden der Wahrheitsfindung verbunden, d.h. Heuristiken als bei irgendwelchen Experimenten und Beweisen. Denker dieser Zeit (Hippokrates, der römische Schriftsteller Varro usw.) sprachen über die Natur von Infektionskrankheiten, Miasmen und kleinen unsichtbaren Tieren. Diese Ideen wurden viele Jahrhunderte später in den Schriften des italienischen Arztes D. Fracastoro (1478-1553) zu einer kohärenten Hypothese formuliert, der die Idee eines lebenden Ansteckungsvirus (Contagium vivum) zum Ausdruck brachte, das Krankheiten verursacht. Darüber hinaus wird jede Krankheit durch eine eigene Ansteckung verursacht. Um sich vor Krankheiten zu schützen, wurde ihnen empfohlen, den Patienten zu isolieren, unter Quarantäne zu stellen, Masken zu tragen und Gegenstände mit Essig zu behandeln.

Somit war D. Fracastoro einer der Begründer der Epidemiologie, d.h. Wissenschaft über die Ursachen, Bedingungen und Mechanismen der Entstehung von Krankheiten und Methoden zu ihrer Prävention.

Der Nachweis der Existenz unsichtbarer Krankheitserreger wurde jedoch erst nach der Erfindung des Mikroskops möglich. Die Priorität bei der Entdeckung von Mikroorganismen liegt beim niederländischen Amateur-Naturforscher Antonio Leeuwenhoek (1632-1723). Der Leinenhändler A. Levenguk liebte das Glasschleifen und perfektionierte diese Kunst, indem er ein Mikroskop konstruierte, das eine 300-fache Vergrößerung der betreffenden Objekte ermöglichte.

A. Leeuwenhoek untersuchte verschiedene Objekte unter einem Mikroskop (Regenwasser, Aufgüsse, Zahnbelag, Blut, Kot, Sperma) und beobachtete die kleinsten Tiere, die er Animalculi nannte. A. Leeuwenhoek berichtete regelmäßig der Royal Society of London über seine Beobachtungen und fasste sie 1695 in dem Buch „The Secrets of Nature Discovered by Anthony Leeuwenhoek“ zusammen.

Mit der Erfindung des Mikroskops durch A. Leeuwenhoek beginnt somit die nächste Stufe in der Entwicklung der Mikrobiologie, die sogenannte morphologische.

Die Entdeckung von A. Leeuwenhoek erregte bei Fachleuten enorme Aufmerksamkeit und er hatte zahlreiche Schüler und Anhänger. Allerdings blieben Fragen zum Auftreten von Mikroorganismen, ihren Lebensbedingungen, ihrem Zweck und ihrer Beteiligung an der Entstehung menschlicher Krankheiten unklar. Diese Fragen wurden später in den Studien vieler Wissenschaftler klar beantwortet.

Obwohl die Entstehung von Krankheiten mit den nun entdeckten Mikroorganismen in Verbindung gebracht wurde, bedarf es direkter Beweise. Und sie wurden vom russischen Epidemiologen D. Samoilovich (1744.1805) gewonnen. Um zu beweisen, dass die Pest durch einen speziellen Erreger verursacht wurde, infizierte er sich mit den Sekreten des Beulen eines Pestkranken und erkrankte an der Pest. Glücklicherweise überlebte D. Samoilovich. Anschließend führten die russischen Ärzte G.N. heroische Experimente zur Selbstinfektion durch, um die Infektiosität eines bestimmten Mikroorganismus zu beweisen. Minh und O.O. Mochutkovsky, I.I. Mechnikov und andere.

Die Frage nach der Art und Weise des Auftretens und der Vermehrung von Mikroorganismen wurde im Streit mit der damals vorherrschenden Theorie der Spontanzeugung gelöst. Trotz der Tatsache, dass der italienische Wissenschaftler L. Spallanzani Mitte des 18. Jahrhunderts. Obwohl ich die Teilung von Bakterien unter dem Mikroskop beobachtete, wurde die Meinung, dass sie sich selbst erzeugen (entstehen durch Fäulnis, Schmutz usw.), nicht widerlegt.

Dies gelang dem herausragenden französischen Wissenschaftler Louis Pasteur (1822-1895), der in einem witzigen und in seiner Einfachheit brillanten Experiment zeigte, dass es keine spontane Zeugung gibt. L. Pasteur gab eine sterile Brühe in einen Kolben, der über ein gebogenes S-förmiges Rohr mit der atmosphärischen Luft kommunizierte. In einem solchen im Wesentlichen offenen Kolben blieb die Brühe bei längerem Stehen transparent, da die Krümmung des Rohrs es Mikroorganismen nicht erlaubte, mit Staub aus der Luft in den Kolben einzudringen.

Die rasante Entwicklung der Mikrobiologie im 19. Jahrhundert. führte zur Entdeckung der Erreger vieler Infektionskrankheiten (Milzbrand, Pest, Tetanus, Diphtherie, Ruhr, Cholera, Tuberkulose usw.).

Schließlich wurde 1892 der russische Botaniker D.I. Ivanovsky (1864.1920) entdeckte Viren – Vertreter des Vira-Königreichs. Diese Lebewesen passierten Filter, die Bakterien zurückhielten und wurden daher filterbare Viren genannt. Zuerst wurde das als „Tabakmosaik“ bekannte Virus entdeckt, das die Tabakkrankheit verursacht, dann das Maul- und Klauenseuchevirus [Leffler F., Frosh P., 1897] und das Gelbfieber [Reed U., 1901]. und viele andere Viren. Allerdings wurde es erst nach der Erfindung des Elektronenmikroskops möglich, Viruspartikel zu sehen, da Viren im Lichtmikroskop nicht sichtbar sind. Bis heute umfasst das Reich der Viren (Vira) bis zu 1000 pathogene Virusarten. Erst kürzlich wurden eine Reihe neuer Viren entdeckt, darunter auch der AIDS-Erreger.

Es besteht kein Zweifel, dass die Zeit der Entdeckung neuer Viren und Bakterien weitergehen wird. Die Entdeckung neuer Mikroorganismen ging mit der Untersuchung nicht nur ihrer Struktur, sondern auch ihrer Lebensaktivität einher. Daher wird das 19. Jahrhundert, insbesondere seine zweite Hälfte, üblicherweise als die physiologische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie bezeichnet. Diese Phase ist mit dem Namen L. Pasteur verbunden, dem Begründer der medizinischen Mikrobiologie sowie der Immunologie und Biotechnologie. L. Pasteur, ein vielseitiger, brillanter Experimentator, Mitglied der Französischen Akademie der Wissenschaften und der Französischen Akademie der Medizin, machte eine Reihe „herausragender Entdeckungen“. In einem kurzen Zeitraum von 1857 bis 1885 bewies er, dass die Fermentation (Milchsäure, Alkohol, Essigsäure) ist kein chemischer Prozess und wird durch Mikroorganismen verursacht; widerlegte die Theorie der spontanen Erzeugung; entdeckte das Phänomen der Anaerobiose, d. h. die Möglichkeit des Lebens von Mikroorganismen in Abwesenheit von Sauerstoff; legte den Grundstein für Desinfektion, Asepsis usw Antisepsis; entdeckte eine Methode zum Schutz vor Infektionskrankheiten durch Impfung

Viele der Entdeckungen von L. Pasteur brachten der Menschheit enorme praktische Vorteile. Durch Erhitzen (Pasteurisieren) wurden durch Mikroorganismen verursachte Krankheiten von Bier und Wein sowie Milchsäureprodukte besiegt; um eitrigen Wundkomplikationen vorzubeugen, wurden Antiseptika eingeführt [Lister D., 1867]; Basierend auf den Prinzipien von L. Pasteur wurden viele Impfstoffe zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten entwickelt.

Die Bedeutung der Werke von L. Pasteur geht jedoch weit über diese praktischen Errungenschaften hinaus. L. Pasteur brachte Mikrobiologie und Immunologie in grundlegend neue Positionen, zeigte die Rolle von Mikroorganismen im Leben der Menschen, in der Wirtschaft, in der Industrie, in der Infektionspathologie und legte die Prinzipien fest, nach denen sich Mikrobiologie und Immunologie in unserer Zeit entwickeln.

Darüber hinaus war L. Pasteur ein hervorragender Lehrer und Organisator der Wissenschaft. Das 1888 mit öffentlichen Mitteln gegründete Pasteur-Institut in Paris ist bis heute eine der führenden wissenschaftlichen Einrichtungen der Welt. Es ist kein Zufall, dass das Humane Immundefizienzvirus (HIV) vom Wissenschaftler dieses Instituts, L. Montagnier (zeitgleich mit dem Amerikaner R. Gallo), entdeckt wurde.

Die physiologische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie ist auch mit dem Namen des deutschen Wissenschaftlers Robert Koch verbunden, der Methoden zur Gewinnung reiner Bakterienkulturen, zur Färbung von Bakterien durch Mikroskopie und zur Mikrofotografie entwickelte. Bekannt ist auch die von R. Koch formulierte Koch-Triade, die noch heute zur Identifizierung des Erregers der Krankheit verwendet wird.

Die Arbeit von L. Pasteur zur Impfung eröffnete eine neue Etappe in der Entwicklung der Mikrobiologie, die zu Recht den Namen „immunologisch“ erhielt.

Das Prinzip der Abschwächung (Abschwächung) von Mikroorganismen durch Passagen durch ein anfälliges Tier oder durch Halten von Mikroorganismen unter ungünstigen Bedingungen (Temperatur, Trocknung) ermöglichte es L. Pasteur, Impfstoffe gegen Tollwut, Milzbrand und Hühnercholera zu erhalten; Dieses Prinzip wird immer noch bei der Herstellung von Impfstoffen angewendet. Folglich ist L. Pasteur der Begründer der wissenschaftlichen Immunologie, obwohl vor ihm die vom englischen Arzt E. Jenner entwickelte Methode zur Pockenprävention durch die Infektion von Menschen mit Kuhpocken bekannt war. Diese Methode wurde jedoch nicht auf die Vorbeugung anderer Krankheiten ausgeweitet.

Nach der Arbeit von L. Pasteur erschienen viele Studien, die versuchten, die Ursachen und Mechanismen der Immunitätsbildung nach der Impfung zu erklären. Dabei spielten die Werke von I.I. eine herausragende Rolle. Mechnikov und P. Ehrlich.

P. Ehrlich - deutscher Chemiker. eine humorale (von lat. humor. flüssig) Theorie der Immunität aufstellen. Er glaubte, dass Immunität durch die Bildung von Antikörpern im Blut entsteht, die das Gift neutralisieren. Dies wurde durch die Entdeckung von Antitoxinen bestätigt – Antikörper, die Toxine bei Tieren neutralisieren, denen Diphtherie- oder Tetanustoxin injiziert wurde (E. Bering, S. Kitazato). Untersuchungen von I.I. Mechnikov (1845.1916) zeigte, dass spezielle Zellen eine wichtige Rolle bei der Bildung der Immunität spielen. Makro- und Mikrophagen. Diese Zellen absorbieren und verdauen Fremdpartikel, einschließlich Bakterien. Forschung von I.I. Mechnikovs Phagozytose hat überzeugend bewiesen, dass es neben der humoralen auch eine zelluläre Immunität gibt. I.I. Mechnikov, L. Pasteurs engster Assistent und Anhänger, gilt zu Recht als einer der Begründer der Immunologie. Seine Arbeit markierte den Beginn der Erforschung immunkompetenter Zellen als morphologische Grundlage des Immunsystems, seiner Einheit und seines biologischen Wesens. Die immunologische Periode ist durch die Entdeckung der Hauptreaktionen des Immunsystems auf genetisch fremde Substanzen (Antigene) gekennzeichnet: Antikörperbildung und Phagozytose/Überempfindlichkeit vom verzögerten Typ (DTH), Überempfindlichkeit vom Soforttyp (IHT), Toleranz, immunologisches Gedächtnis. HRT und GNT. zwei Reaktionen, die Allergien zugrunde liegen (von griech. allos. andere und ergon. Aktion), d. h. Krankheiten, die durch bestimmte klinische Symptome aufgrund einer atypischen, perversen Reaktion auf ein Antigen gekennzeichnet sind. allergische Reaktionen können beispielsweise auf Serumpräparate, Antibiotika, tierische und pflanzliche Proteine, Hausstaub, Flusen, Wolle usw. auftreten.

Im Jahr 1915 beobachtete der russische Arzt M. Raisky erstmals die Phänomene des immunologischen Gedächtnisses, d.h. schnelle energetische Produktion von Antikörpern bei wiederholter Verabreichung desselben Antigens.

Anschließend brachte F. Vernet dies mit der Bildung von Gedächtniszellen im Körper – T-Lymphozyten – nach der ersten Begegnung mit dem Antigen in Verbindung. 1953 entdeckten der englische Wissenschaftler P. Medawar und der tschechische Wissenschaftler M. Hasek das Phänomen der Toleranz, Toleranz, Resistenz gegenüber Antigenen, d.h. ein Zustand, bei dem das Immunsystem nicht auf ein Antigen reagiert. Die Toleranz gegenüber Eigenantigenen entwickelt sich während der Embryonalperiode und kann durch die Einführung von Antigenen während der Embryonalperiode oder unmittelbar nach der Geburt eines Kindes oder Tieres künstlich erzeugt werden. Das Phänomen der immunologischen Toleranz wird in der Chirurgie genutzt, um das Problem der Organ- und Gewebetransplantation zu lösen.

Es sollte auch die Bedeutung der Entdeckung von Antigenen normaler Organe und Gewebe von Menschen und Tieren in dieser Zeit beachtet werden [Chistovich F.Ya., 1898; Landsteiner K., 1900] und individuelle, antigenische Unterschiede bei Mensch und Tier. Ein häufiger Hinweis auf diese Antigenunterschiede sind die individuellen Blutgruppen beim Menschen. Inländischer Forscher L.A. Zilber (1957) entdeckte Antigene bösartiger Tumoren, was den Beginn der Erforschung der Antitumorimmunität darstellte.

Während der immunologischen Periode der Entwicklung der Mikrobiologie entstanden eine Reihe von Immunitätstheorien: die Humoraltheorie von P. Ehrlich, die Phagozytosetheorie von I.I. Mechnikov, Theorie idiotypischer Interaktionen N. Erne Hypophyse-Hypothalamus-Nebennieren-Theorie der Immunregulierung P.F. Zdrodovsky und andere. Die vom australischen Immunologen F. Burnet (1899-1986) entwickelte klonale Selektionstheorie bleibt jedoch die akzeptabelste Erklärung für viele Phänomene und Mechanismen der Immunität. Der amerikanische Wissenschaftler S. Tanegawa entwickelte die genetischen Aspekte dieser Theorie.

Mikrobiologie und Immunologie erlebten in den 50er und 60er Jahren unseres Jahrhunderts eine besonders rasante Entwicklung. Folgende Gründe haben dazu beigetragen:

die wichtigsten Entdeckungen auf dem Gebiet der Molekularbiologie, Genetik, bioorganischen Chemie;

die Entstehung neuer Wissenschaften wie Gentechnik, Biotechnologie, Informatik;

die Schaffung neuer Methoden und wissenschaftlicher Geräte, die es uns ermöglichen, tiefer in die Geheimnisse der belebten Natur einzudringen.

Mikrobiologie, morphologischer und physiologischer Wissenschaftler

Damit begann seit den 50er Jahren eine molekulargenetische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie und Immunologie, die durch eine Reihe grundlegend wichtiger wissenschaftlicher Errungenschaften und Entdeckungen gekennzeichnet ist. Dazu gehören: - Entschlüsselung der molekularen Struktur und molekularbiologischen Organisation vieler Viren und Bakterien; Entdeckung der einfachsten Lebensformen. „infektiöses Protein“ Prion;

Entschlüsselung der chemischen Struktur und chemischen Synthese einiger Antigene. Zum Beispiel die chemische Synthese von Lysozym [Sela D., 1971], AIDS-Viruspeptiden (R.V. Petrov, V.T. Ivanov usw.);

Entdeckung neuer Antigene, zum Beispiel Tumorantigene (L.A. Zilber und andere), Histokompatibilitätsantigene (HLA-System);

Entschlüsselung der Struktur von Immunglobulin-Antikörpern [Edelman D., Porter R., 1959];

Entwicklung einer Methode zur Kultivierung tierischer und pflanzlicher Zellen und deren Züchtung im industriellen Maßstab zur Gewinnung viraler Antigene;

Produktion rekombinanter Bakterien und rekombinanter Viren. Synthese einzelner Gene von Viren und Bakterien. Gewinnung rekombinanter Bakterien- und Virenstämme, die die Eigenschaften ihrer Eltern vereinen oder neue Eigenschaften erwerben;

Entstehung von Hybridomen durch Fusion von Immun-B-Lymphozyten. Produzenten von Antikörpern und Krebszellen, um monoklonale Antikörper zu gewinnen [Keller D., Milyntein Ts., 1975];

Entdeckung von Immunmodulatoren. Immunzytokine (Interleukine, Interferone, Myelopeptide usw.). endogene natürliche Regulatoren des Immunsystems und ihre Verwendung zur Vorbeugung und Behandlung verschiedener Krankheiten;

Gewinnung von Impfstoffen (Hepatitis-B-Impfstoff, Malaria, HIV-Antigene und andere Antigene), biologisch aktiven Peptiden (Interferone, Interleukine, Wachstumsfaktoren usw.) unter Verwendung biotechnologischer Methoden und gentechnischer Techniken;

Entwicklung synthetischer Impfstoffe auf Basis natürlicher oder synthetischer Antigene und ihrer Fragmente sowie eines künstlichen Trägers. Adjuvans (Assistent). Immunstimulans;

Untersuchung angeborener und erworbener Immundefekte, ihrer Rolle in der Immunpathologie und der Entwicklung einer immunkorrigierenden Therapie. Entdeckung von Viren, die Immunschwächen verursachen;

Entwicklung grundlegend neuer Methoden zur Diagnose infektiöser und nichtinfektiöser Krankheiten (Enzymimmunoassays, Radioimmunoassays, Immunblotting, Nukleinsäurehybridisierung). Erstellung von auf diesen Methoden basierenden Testsystemen zur Indikation, Identifizierung von Mikroorganismen, Diagnose infektiöser und nichtinfektiöser Krankheiten (Tumoren, Herz-Kreislauf-, Autoimmun-, endokrinen usw.) sowie Erkennung von Störungen bei bestimmten Erkrankungen (Schwangerschaft, Bluttransfusion). , Organtransplantation usw.)

Es werden nur die größten Errungenschaften der molekulargenetischen Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie und Immunologie aufgeführt. In dieser Zeit wurden eine Reihe neuer Viren (die Erreger des hämorrhagischen Fiebers Lassa, Machupo; das Virus, das AIDS verursacht) und Bakterien (der Erreger der Legionärskrankheit) entdeckt; neue Impfstoffe und andere vorbeugende Medikamente wurden entwickelt (Impfstoffe gegen Masern, Polio, Mumps, durch Zecken übertragene Enzephalitis, Virushepatitis B, Polyanatoxine gegen Tetanus, Gasbrand und Botulismus usw.), neue diagnostische Medikamente.

Ausländer leisteten in dieser Zeit einen großen Beitrag zur Entwicklung der Mikrobiologie und Immunologie (F. Wernet, D. Salk, A. Sabin, D. Sela, G. Edelman, R. Porter, D. Koehler, C. Mylyitein, N. Erne, S. Tonegawa usw.) und inländische (A.A. Smorodintsev, V.D. Timakov, P.F. Zdrodovsky, L.A. Zilber, V.M. Zhdanov, G.V. Vygodchikov, Z.V. Ermolyeva, M.P. Chumakov, R.V. Petrov, P.N. Kosyakov und andere) Wissenschaftler.

Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie

Mikrobiologie (aus dem Griechischen: micros – klein, bios – Leben, logos – Studium, d. h. das Studium kleiner Lebensformen) ist eine Wissenschaft, die Organismen untersucht, die mit bloßem Auge mit jeder Art von Optik nicht zu unterscheiden (unsichtbar) sind Aufgrund ihrer mikroskopischen Größe werden Mikroorganismen (Mikroben) genannt.

Gegenstand der Mikrobiologie sind deren Morphologie, Physiologie, Genetik, Systematik, Ökologie und Beziehungen zu anderen Lebensformen.

IN taxonomisch Mikroorganismen sind sehr vielfältig. Dazu gehören Prionen, Viren, Bakterien, Algen, Pilze, Protozoen und sogar mikroskopisch kleine mehrzellige Tiere.

Basierend auf dem Vorhandensein und der Struktur von Zellen kann die gesamte Lebewesen in Prokaryoten (ohne echten Zellkern), Eukaryoten (mit Zellkern) und Lebensformen ohne Zellstruktur unterteilt werden. Letztere benötigen für ihre Existenz Zellen, also Sind intrazelluläre Lebensformen(Abb. 1).

Basierend auf dem Organisationsgrad der Genome, dem Vorhandensein und der Zusammensetzung von Proteinsynthesesystemen und der Zellwand werden alle Lebewesen in vier Lebensreiche eingeteilt: Eukaryoten, Eubakterien, Archaebakterien, Viren und Plasmide.

Zu den Prokaryoten, die Eubakterien und Archaebakterien kombinieren, gehören Bakterien, Niederalgen (Blaualgen), Spirochäten, Actinomyceten, Archaebakterien, Rickettsien, Chlamydien und Mykoplasmen. Protozoen, Hefen und filamentöse eukaryontische Pilze.

Mikroorganismen sind für das bloße Auge unsichtbare Vertreter aller Lebensreiche. Sie befinden sich auf den niedrigsten (ältesten) Stufen der Evolution, spielen jedoch eine entscheidende Rolle in der Wirtschaft, im Stoffkreislauf in der Natur, in der normalen Existenz und Pathologie von Pflanzen, Tieren und Menschen.

Mikroorganismen bevölkerten die Erde vor 3-4 Milliarden Jahren, lange bevor höhere Pflanzen und Tiere auftauchten. Mikroben stellen die größte und vielfältigste Gruppe von Lebewesen dar. Mikroorganismen sind in der Natur äußerst weit verbreitet und die einzigen Lebewesen, die verschiedenste Substrate (Lebensräume) besiedeln, darunter auch höher organisierte Organismen der Tier- und Pflanzenwelt.

Man kann sagen, dass das Leben in seinen modernen Formen ohne Mikroorganismen einfach unmöglich wäre.

Mikroorganismen haben die Atmosphäre geschaffen, sorgen für den Stoff- und Energiekreislauf in der Natur, bauen organische Verbindungen ab und synthetisieren Proteine, tragen zur Bodenfruchtbarkeit, zur Bildung von Öl und Kohle, zur Verwitterung von Gesteinen und zu vielen anderen Naturphänomenen bei.

Mit Hilfe von Mikroorganismen werden wichtige Produktionsprozesse durchgeführt – Backen, Weinherstellung und Brauen, die Produktion von organischen Säuren, Enzymen, Nahrungsproteinen, Hormonen, Antibiotika und anderen Medikamenten.

Mikroorganismen werden wie keine andere Lebensform von einer Vielzahl natürlicher und anthropischer (mit menschlichen Aktivitäten zusammenhängender) Faktoren beeinflusst, was aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und hohen Reproduktionsrate zu ihrer schnellen Entwicklung beiträgt.

Am berüchtigtsten sind pathogene Mikroorganismen (pathogene Mikroben) – Krankheitserreger, die Krankheiten bei Menschen, Tieren, Pflanzen und Insekten verursachen. Mikroorganismen, die im Laufe der Evolution Pathogenität für den Menschen erlangen (die Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen), verursachen Epidemien, die Millionen von Menschenleben fordern. Bis heute sind durch Mikroorganismen verursachte Infektionskrankheiten eine der Haupttodesursachen und verursachen erhebliche Schäden für die Wirtschaft.

Die Variabilität pathogener Mikroorganismen ist die Hauptantriebskraft bei der Entwicklung und Verbesserung von Systemen zum Schutz höherer Tiere und Menschen vor allem Fremden (fremder Erbinformation). Darüber hinaus waren Mikroorganismen bis vor kurzem ein wichtiger Faktor der natürlichen Selektion in der menschlichen Bevölkerung (z. B. die Pest und die moderne Verbreitung von Blutgruppen). Derzeit ist das Humane Immundefizienzvirus (HIV) in das Allerheiligste des Menschen eingedrungen – sein Immunsystem.

Hauptstadien in der Entwicklung der Mikrobiologie, Virologie und Immunologie

1.Empirisches Wissen(vor der Erfindung der Mikroskope und ihrer Verwendung zur Untersuchung der Mikrowelt).

J. Fracastoro (1546) vermutete die Lebendigkeit von Erregern von Infektionskrankheiten – Contagium vivum.

2.Morphologische Periode hat ungefähr zweihundert Jahre gedauert.

Antonie van Leeuwenhoek im Jahr 1675 erstmals 1683 Protozoen beschrieben – die Hauptformen von Bakterien. Die Unvollkommenheit der Instrumente (die maximale Vergrößerung von X300-Mikroskopen) und Methoden zur Untersuchung der Mikrowelt trug nicht zur raschen Anhäufung wissenschaftlicher Erkenntnisse über Mikroorganismen bei.

3.Physiologische Periode(seit 1875) – die Ära von L. Pasteur und R. Koch.

L. Pasteur - Studium der mikrobiologischen Grundlagen von Fermentations- und Zerfallsprozessen, Entwicklung der industriellen Mikrobiologie, Aufklärung der Rolle von Mikroorganismen im Stoffkreislauf in der Natur, Entdeckung anaerober Mikroorganismen, Entwicklung der Prinzipien der Asepsis, Sterilisationsmethoden, Abschwächung (Abschwächung) der Virulenz und Produktion von Impfstoffen (Impfstämme).

R. Koch - Methode zur Isolierung reiner Kulturen auf festen Nährmedien, Methoden zur Färbung von Bakterien mit Anilinfarbstoffen, Entdeckung der Erreger von Milzbrand, Cholera (Koch-Komma), Tuberkulose (Koch-Bazillus), Verbesserung der Mikroskopietechniken. Experimentelle Begründung der Henle-Kriterien, sogenannte Henle-Koch-Postulate (Trias).

4.Immunologische Periode.

I.I. Mechnikov ist nach der bildlichen Definition von Emil Roux der „Dichter der Mikrobiologie“. Er schuf eine neue Ära in der Mikrobiologie – die Lehre von der Immunität (Immunität), entwickelte die Theorie der Phagozytose und begründete die zelluläre Theorie der Immunität.

Gleichzeitig wurden Daten zur Produktion von Antikörpern gegen Bakterien und deren Toxine im Körper gesammelt, die es P. Ehrlich ermöglichten, die humorale Theorie der Immunität zu entwickeln. In der anschließenden langfristigen und fruchtbaren Diskussion zwischen Anhängern der Phagozytose- und Humoraltheorie wurden viele Mechanismen der Immunität aufgedeckt und die Wissenschaft der Immunologie geboren.

Später wurde festgestellt, dass die erbliche und erworbene Immunität von der koordinierten Aktivität von fünf Hauptsystemen abhängt: Makrophagen, Komplement, T- und B-Lymphozyten, Interferonen, dem Haupthistokompatibilitätssystem, das verschiedene Formen der Immunantwort liefert. I. I. Mechnikov und P. Erlich im Jahr 1908. der Nobelpreis wurde verliehen.

12. Februar 1892 Auf einem Treffen der Russischen Akademie der Wissenschaften berichtete D. I. Ivanovsky, dass der Erreger der Tabakmosaikkrankheit ein filtrierbares Virus sei. Dieses Datum kann als Geburtstag der Virologie angesehen werden, und D.I. Ivanovsky - sein Gründer. Anschließend stellte sich heraus, dass Viren nicht nur bei Pflanzen, sondern auch bei Menschen, Tieren und sogar Bakterien Krankheiten verursachen. Doch erst nachdem die Art des Gens und der genetische Code geklärt waren, wurden Viren als Lebewesen eingestuft.

5. Der nächste wichtige Schritt in der Entwicklung der Mikrobiologie war Entdeckung von Antibiotika. Im Jahr 1929 A. Fleming entdeckte das Penicillin und die Ära der Antibiotikatherapie begann, was zu revolutionären Fortschritten in der Medizin führte. Später stellte sich heraus, dass sich Mikroben an Antibiotika anpassen, und die Untersuchung der Mechanismen der Arzneimittelresistenz führte zur Entdeckung eines zweiten, extrachromosomalen (Plasmid-)Genoms von Bakterien.

Die Untersuchung von Plasmiden hat gezeigt, dass sie noch einfacher strukturierte Organismen als Viren sind und im Gegensatz zu Bakteriophagen Bakterien nicht schädigen, sondern ihnen zusätzliche biologische Eigenschaften verleihen. Die Entdeckung von Plasmiden hat das Verständnis der Existenzformen des Lebens und möglicher Wege seiner Evolution erheblich erweitert.

6. Modern molekulargenetisches Stadium Die Entwicklung der Mikrobiologie, Virologie und Immunologie begann in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts im Zusammenhang mit den Errungenschaften der Genetik und Molekularbiologie sowie der Entwicklung des Elektronenmikroskops.

Experimente an Bakterien haben die Rolle der DNA bei der Übertragung erblicher Merkmale nachgewiesen. Die Verwendung von Bakterien, Viren und später Plasmiden als Objekte der Molekularbiologie und Genforschung hat zu einem tieferen Verständnis der grundlegenden Prozesse geführt, die dem Leben zugrunde liegen. Die Klärung der Prinzipien der Kodierung genetischer Informationen in bakterieller DNA und die Feststellung der Universalität des genetischen Codes ermöglichten ein besseres Verständnis der molekulargenetischen Muster, die für höher organisierte Organismen charakteristisch sind.

Die Entschlüsselung des Genoms von Escherichia coli hat es ermöglicht, Gene zu entwerfen und zu transplantieren. Bis heute hat die Gentechnik neue Bereiche der Biotechnologie geschaffen.

Die molekulargenetische Organisation vieler Viren und die Mechanismen ihrer Interaktion mit Zellen wurden entschlüsselt, die Fähigkeit viraler DNA, sich in das Genom einer empfindlichen Zelle zu integrieren, und die grundlegenden Mechanismen der viralen Karzinogenese wurden nachgewiesen.

Die Immunologie hat eine echte Revolution erlebt, die weit über die Infektionsimmunologie hinausgeht und sich zu einer der wichtigsten biomedizinischen Grundlagendisziplinen entwickelt hat. Bis heute ist die Immunologie eine Wissenschaft, die sich nicht nur mit dem Schutz vor Infektionen befasst. Im modernen Sinne Die Immunologie ist eine Wissenschaft, die die Selbstverteidigungsmechanismen des Körpers gegen alles genetisch Fremde untersucht und so die strukturelle und funktionelle Integrität des Körpers aufrechterhält.

Die Immunologie umfasst derzeit eine Reihe von Spezialgebieten, von denen neben der Infektionsimmunologie die Immunogenetik, Immunmorphologie, Transplantationsimmunologie, Immunpathologie, Immunhämatologie, Onkoimmunologie, Ontogenese-Immunologie, Vakzinologie und angewandte Immundiagnostik die bedeutendsten sind.

Mikrobiologie und Virologie als grundlegende biologische Wissenschaften Dazu gehören auch eine Reihe unabhängiger wissenschaftlicher Disziplinen mit eigenen Zielen und Zielsetzungen: allgemeine, technische (industrielle), landwirtschaftliche, veterinärmedizinische und solche von größter Bedeutung für die Menschheit Medizinische Mikrobiologie und Virologie.

Die medizinische Mikrobiologie und Virologie untersucht die Erreger menschlicher Infektionskrankheiten (ihre Morphologie, Physiologie, Ökologie, biologischen und genetischen Eigenschaften), entwickelt Methoden zu ihrer Kultivierung und Identifizierung sowie spezifische Methoden zu ihrer Diagnose, Behandlung und Prävention.

7.Entwicklungsperspektiven .

An der Schwelle zum 21. Jahrhundert stellen Mikrobiologie, Virologie und Immunologie einen der führenden Bereiche der Biologie und Medizin dar und entwickeln und erweitern die Grenzen des menschlichen Wissens intensiv.

Die Immunologie ist der Regulierung der Selbstverteidigungsmechanismen des Körpers, der Korrektur von Immundefekten, der Lösung des AIDS-Problems und der Krebsbekämpfung nahe gekommen.

Es werden neue gentechnisch veränderte Impfstoffe entwickelt, es tauchen neue Daten zur Entdeckung von Infektionserregern auf – Erreger „somatischer“ Erkrankungen (Magengeschwür, Gastritis, Hepatitis, Myokardinfarkt, Sklerose, bestimmte Formen von Asthma bronchiale, Schizophrenie usw.) .

Es entstand das Konzept der neuen und wiederkehrenden Infektionen (emerging and reemerging interactions). Beispiele für die Wiederherstellung alter Krankheitserreger sind Mycobacterium tuberculosis, Rickettsien der durch Zecken übertragenen Fleckfiebergruppe und eine Reihe anderer Krankheitserreger natürlicher Herdinfektionen. Zu den neuen Krankheitserregern zählen das Humane Immundefizienzvirus (HIV), Legionellen, Bartonellen, Ehrlichien, Helicobacter und Chlamydien (Chlamydiapneumoniae). Schließlich wurden Viroide und Prionen entdeckt – neue Klassen von Infektionserregern.

Viroide sind infektiöse Erreger, die in Pflanzen ähnliche Läsionen wie Viren verursachen. Diese Krankheitserreger unterscheiden sich jedoch von Viren in einer Reihe von Merkmalen: Fehlen einer Proteinhülle (nackte infektiöse RNA), antigene Eigenschaften, einzelsträngig ringförmig RNA-Struktur (von Viren – nur Hepatitis-D-Virus), kleine RNA-Größe.

Prionen (proteinartige infektiöse Partikel) sind Proteinstrukturen ohne RNA, die die Erreger einiger langsamer Infektionen bei Menschen und Tieren sind, die durch tödliche Läsionen des Zentralnervensystems dieser Art gekennzeichnet sind spongiforme Enzephalopathie- Kuru, Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, Gerstmann-Straussler-Scheinker-Syndrom, amniotrophe Leukospongiose, bovine spongiforme Enzephalopathie (Kuhwahnsinn), Scrapie bei Schafen, Nerz-Enzephalopathie, chronische Auszehrungskrankheit bei Hirschen und Elchen. Es wird angenommen, dass Prionen eine wichtige Rolle bei der Ätiologie von Schizophrenie und Myopathien spielen könnten. Wesentliche Unterschiede zu Viren, vor allem das Fehlen eines eigenen Genoms, erlauben es uns noch nicht, Prionen als Vertreter der belebten Natur zu betrachten.

3. Probleme der medizinischen Mikrobiologie.

Dazu gehören die folgenden:

1. Feststellung der ätiologischen (kausalen) Rolle von Mikroorganismen bei Gesundheit und Krankheit.

2. Entwicklung von Methoden zur Diagnose, spezifischen Prävention und Behandlung von Infektionskrankheiten, Indikation (Nachweis) und Identifizierung (Bestimmung) von Krankheitserregern.

3. Bakteriologische und virologische Kontrolle der Umwelt, der Lebensmittel, Einhaltung des Sterilisationsregimes und Überwachung von Infektionsquellen in medizinischen Einrichtungen und Kindereinrichtungen.

4. Überwachung der Empfindlichkeit von Mikroorganismen gegenüber Antibiotika und anderen Arzneimitteln, des Zustands von Mikrobiozönosen ( Mikroflora) Oberflächen und Hohlräume des menschlichen Körpers.

4.Methoden der mikrobiologischen Diagnostik.

Es gibt zahlreiche Methoden zur Labordiagnose von Infektionserregern. Zu den wichtigsten zählen die folgenden.

1. Mikroskopisch – Verwendung von Mikroskopieinstrumenten. Es werden Form, Größe, relative Position von Mikroorganismen, ihre Struktur und die Fähigkeit, mit bestimmten Farbstoffen gefärbt zu werden, bestimmt.

Zu den wichtigsten Methoden der Mikroskopie gehören Licht Mikroskopie (mit Varianten - Immersion, Dunkelfeld, Phasenkontrast, Fluoreszenz usw.) und elektronisch Mikroskopie. Zu diesen Methoden gehört auch die Autoradiographie (Isotopennachweismethode).

2. Mikrobiologisch (bakteriologisch und virologisch) – Isolierung einer Reinkultur und deren Identifizierung.

3. Biologisch – Infektion von Labortieren mit Reproduktion des Infektionsprozesses an empfindlichen Modellen (Bioassay).

4. Immunologisch (Optionen – serologisch, allergologisch) – dient der Identifizierung von Erregerantigenen oder Antikörpern dagegen.

5. Molekulargenetik – DNA- und RNA-Sonden, Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und viele andere.

Zum Abschluss des präsentierten Materials muss auf die theoretische Bedeutung der modernen Mikrobiologie, Virologie und Immunologie hingewiesen werden. Die Errungenschaften dieser Wissenschaften haben es ermöglicht, die grundlegenden Prozesse des Lebens auf molekulargenetischer Ebene zu untersuchen. Sie bestimmen das moderne Verständnis des Wesens der Entstehungsmechanismen vieler Krankheiten und die Richtung ihrer wirksameren Prävention und Behandlung.

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Einführung

Mikrobiologie(aus dem Griechischen micros – klein, bios – Leben, logos – Lehre) – eine Wissenschaft, die die Struktur, Lebensaktivität und Ökologie von Mikroorganismen kleinster Lebensformen pflanzlichen oder tierischen Ursprungs untersucht, die für das bloße Auge unsichtbar sind.

Mikrobiologische Studienalle Vertreter des Mikrokosmos (Bakterien, Pilze, Protozoen, Viren). Im Kern ist die Mikrobiologie eine grundlegende biologische Wissenschaft. Um Mikroorganismen zu untersuchen, nutzt sie Methoden aus anderen Wissenschaften, vor allem Physik, Biologie, bioorganische Chemie, Molekularbiologie, Genetik, Zytologie und Immunologie. Wie jede Wissenschaft ist auch die Mikrobiologie in allgemeine und spezifische Wissenschaften unterteilt. Die Allgemeine Mikrobiologie untersucht die Strukturmuster und die lebenswichtige Aktivität von Mikroorganismen auf allen Ebenen. molekular, zellulär, Population; Genetik und ihre Beziehung zur Umwelt. Gegenstand des Studiums der privaten Mikrobiologie sind einzelne Vertreter der Mikrowelt, je nach ihrer Ausprägung und ihrem Einfluss auf die Umwelt, die Lebewesen, einschließlich des Menschen. Zu den besonderen Bereichen der Mikrobiologie gehören: medizinische, veterinärmedizinische, landwirtschaftliche, technische (Biotechnologie-Abteilung), Meeres- und Weltraummikrobiologie.

Medizinische Mikrobiologieuntersucht für den Menschen pathogene Mikroorganismen: Bakterien, Viren, Pilze, Protozoen. Abhängig von der Art der untersuchten pathogenen Mikroorganismen wird die medizinische Mikrobiologie in Bakteriologie, Virologie, Mykologie und Protozoologie unterteilt.

Jede dieser Disziplinen befasst sich mit folgenden Fragen:

Morphologie und Physiologie, d.h. führt mikroskopische und andere Arten von Forschung durch, untersucht Stoffwechsel, Ernährung, Atmung, Wachstums- und Fortpflanzungsbedingungen sowie genetische Eigenschaften pathogener Mikroorganismen;

die Rolle von Mikroorganismen bei der Ätiologie und Pathogenese von Infektionskrankheiten;

wichtigste klinische Manifestationen und Prävalenz der verursachten Krankheiten;

spezifische Diagnose, Prävention und Behandlung von Infektionskrankheiten;

Ökologie pathogener Mikroorganismen.

Die medizinische Mikrobiologie umfasst auch die sanitäre, klinische und pharmazeutische Mikrobiologie.

Sanitäre Mikrobiologieuntersucht die Mikroflora der Umwelt, die Beziehung der Mikroflora zum Körper, den Einfluss der Mikroflora und ihrer Stoffwechselprodukte auf die menschliche Gesundheit und entwickelt Maßnahmen, um die schädlichen Auswirkungen von Mikroorganismen auf den Menschen zu verhindern. Fokus auf klinische Mikrobiologie. Die Rolle opportunistischer Mikroorganismen beim Auftreten menschlicher Krankheiten, Diagnose und Prävention dieser Krankheiten.

Pharmazeutische Mikrobiologieuntersucht Infektionskrankheiten von Heilpflanzen, Verfall von Heilpflanzen und Rohstoffen unter dem Einfluss von Mikroorganismen, Kontamination von Arzneimitteln während des Herstellungsprozesses sowie fertiger Darreichungsformen, Methoden der Asepsis und Antiseptika, Desinfektion bei der Herstellung von Arzneimitteln, Technologie zur Gewinnung mikrobiologischer und immunologischer diagnostischer, präventiver und therapeutischer Medikamente.

Veterinärmikrobiologieuntersucht die gleichen Themen wie die medizinische Mikrobiologie, jedoch in Bezug auf Mikroorganismen, die Tierkrankheiten verursachen.

Mikroflora des Bodens, Flora, ihr Einfluss auf Fruchtbarkeit, Bodenzusammensetzung, infektiöse Pflanzenkrankheiten usw. stehen im Mittelpunkt der Agrarmikrobiologie.

Meeres- und Weltraummikrobiologieuntersucht jeweils die Mikroflora von Meeren und Stauseen sowie den Weltraum und andere Planeten.

Technische Mikrobiologie,Als Teil der Biotechnologie entwickelt es Technologien zur Gewinnung verschiedener Produkte aus Mikroorganismen für die Volkswirtschaft und Medizin (Antibiotika, Impfstoffe, Enzyme, Proteine, Vitamine). Die Grundlage der modernen Biotechnologie ist die Gentechnik.

Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie

Die Mikrobiologie hat einen langen Entwicklungsweg zurückgelegt, der auf viele Jahrtausende geschätzt wird. Bereits im 5. VI. Jahrtausend v. Chr. Der Mensch genoss die Früchte der Aktivität von Mikroorganismen, ohne von deren Existenz zu wissen. Weinherstellung, Brotbacken, Käseherstellung, Lederdressing. nichts anderes als Prozesse, die unter Beteiligung von Mikroorganismen ablaufen. Damals, in der Antike, gingen Wissenschaftler und Denker davon aus, dass viele Krankheiten durch einige äußere, unsichtbare Ursachen der lebenden Natur verursacht wurden.

Folglich entstand die Mikrobiologie lange vor unserer Zeitrechnung. In seiner Entwicklung durchlief es mehrere Phasen, die weniger chronologisch als vielmehr durch die wichtigsten Errungenschaften und Entdeckungen bestimmt waren.

Heuristische Periode (IV. III. Jahrhundert v. Chr., XVI. Jahrhundert) ist eher mit logischen und methodischen Methoden zur Wahrheitsfindung, also Heuristiken, als mit irgendwelchen Experimenten und Beweisen verbunden. Denker dieser Zeit (Hippokrates, der römische Schriftsteller Varro, Avicenna usw.) machten Annahmen über die Natur von Infektionskrankheiten, Miasmen und kleinen unsichtbaren Tieren. Diese Ideen wurden viele Jahrhunderte später in den Schriften des italienischen Arztes D. Fracastoro (1478-1553) zu einer zusammenhängenden Hypothese formuliert, der die Idee eines lebenden Ansteckungsvirus (contagiumvivum) zum Ausdruck brachte, das Krankheiten verursacht. Darüber hinaus wird jede Krankheit durch eine eigene Ansteckung verursacht. Um sich vor Krankheiten zu schützen, wurde ihnen empfohlen, den Patienten zu isolieren, unter Quarantäne zu stellen, Masken zu tragen und Gegenstände mit Essig zu behandeln.

MORPHOLOGISCHE ZEIT (XVII – ERSTE HÄLFTE des 19. Jahrhunderts) Beginnt mit der Entdeckung der Mikroorganismen durch A. Leeuwenhoek. Zu diesem Zeitpunkt wurde die allgegenwärtige Verbreitung von Mikroorganismen bestätigt, die Formen der Zellen, die Art der Bewegung und die Lebensräume vieler Vertreter des Mikrokosmos beschrieben. Das Ende dieses Zeitraums ist insofern von Bedeutung, als das zu diesem Zeitpunkt gesammelte Wissen über Mikroorganismen und das wissenschaftliche methodische Niveau (insbesondere das Vorhandensein mikroskopischer Technologie) es den Wissenschaftlern ermöglichten, drei sehr wichtige (grundlegende) Probleme für alle Naturwissenschaften zu lösen: das Studium der Natur der Gärungs- und Zerfallsprozesse, die Ursachen von Infektionskrankheiten, das Problem der Entstehung von Mikroorganismen.

Untersuchung der Natur von Gärungs- und Zerfallsprozessen. Der Begriff „Fermentation“ (fermentatio) zur Bezeichnung aller Prozesse, bei denen Gas freigesetzt wird, wurde erstmals vom niederländischen Alchemisten J.B. verwendet. Helmont (1579-1644). Viele Wissenschaftler haben versucht, diesen Prozess zu definieren und zu erklären. Aber der französische Chemiker A.L. kam dem Verständnis der Rolle der Hefe im Fermentationsprozess am nächsten. Lavoisier (1743-1794) untersuchte zwar die quantitativen chemischen Umwandlungen von Zucker während der alkoholischen Gärung, hatte jedoch keine Zeit, seine Arbeit abzuschließen, da er Opfer des Terrors der französischen bürgerlichen Revolution wurde.

Viele Wissenschaftler untersuchten den Fermentationsprozess, aber der französische Botaniker C. Cagnard de Latour (erforschte das Sediment während der alkoholischen Gärung und entdeckte Lebewesen) und der deutsche Naturforscher F. Kützing (er machte bei der Bildung von Essig auf den Schleimfilm aufmerksam an der Oberfläche, die ebenfalls aus lebenden Organismen bestand) und T. Schwann. Ihre Forschung wurde jedoch von Anhängern der Theorie der physikalisch-chemischen Natur der Fermentation heftig kritisiert. Ihnen wurden „leichtfertige Schlussfolgerungen“ und fehlende Beweise vorgeworfen. Das zweite Hauptproblem der mikrobiellen Natur von Infektionskrankheiten wurde ebenfalls in der morphologischen Phase der Entwicklung der Mikrobiologie gelöst.

Die ersten, die darauf hinwiesen, dass Krankheiten durch unsichtbare Kreaturen verursacht werden, waren der antike griechische Arzt Hippokrates (ca. 460–377 v. Chr.), Avicenna (ca. 980–1037) usw. Trotz der Tatsache, dass das Auftreten von Krankheiten heute mit offenen Krankheiten in Verbindung gebracht wird Mikroorganismen waren direkte Beweise erforderlich. Und sie waren ein halb-tscheny-russischer Arzt, Epidemiologe D.S. Samoilowitsch (1744 1805). Mikroskope der damaligen Zeit verfügten über eine etwa 300-fache Vergrößerung und erlaubten keinen Nachweis des Pesterregers, für dessen Identifizierung, wie heute bekannt ist, eine 800- bis 1000-fache Vergrößerung erforderlich ist. Um zu beweisen, dass die Pest durch einen speziellen Erreger verursacht wurde, infizierte er sich mit den Sekreten des Beulen eines Pestkranken und erkrankte an der Pest.

Glücklicherweise hat D.S. Samoilovich blieb am Leben. Anschließend führten die russischen Ärzte G.N. heroische Experimente zur Selbstinfektion durch, um die Infektiosität eines bestimmten Mikroorganismus zu beweisen. Minh und O.O. Mochutkovsky, I.I. Mechnikov und andere. Die Priorität bei der Lösung des Problems der mikrobiellen Natur von Infektionskrankheiten liegt jedoch beim italienischen Naturforscher A. Basi (1773-1856), der als erster die mikrobielle Natur der Seidenraupenkrankheit experimentell feststellte; er entdeckte die Übertragung der Krankheit, wenn ein mikroskopisch kleiner Pilz von einer kranken Person auf eine gesunde Person übertragen wird. Die meisten Forscher waren jedoch davon überzeugt, dass die Ursache aller Krankheiten Störungen im Ablauf chemischer Prozesse im Körper sind. Das dritte Problem über die Art und Weise des Auftretens und der Vermehrung von Mikroorganismen wurde im Streit mit der damals vorherrschenden Theorie der Spontanzeugung gelöst.

Trotz der Tatsache, dass der italienische Wissenschaftler L. Spallanzaniv in der Mitte des 18. Jahrhunderts. Obwohl ich die Teilung von Bakterien unter dem Mikroskop beobachtete, wurde die Meinung, dass sie sich selbst erzeugen (entstehen durch Fäulnis, Schmutz usw.), nicht widerlegt. Dies gelang dem herausragenden französischen Wissenschaftler Louis Pasteur (1822-1895), der mit seiner Arbeit den Grundstein für die moderne Mikrobiologie legte. Im gleichen Zeitraum begann die Entwicklung der Mikrobiologie in Russland. Der Begründer der russischen Mikrobiologie ist L.N. Zenkowski (1822-1887). Die Objekte seiner Forschung sind Protozoen, Algen und Pilze. Er entdeckte und beschrieb eine große Anzahl von Protozoen, untersuchte ihre Morphologie und Entwicklungszyklen und zeigte, dass es keine scharfe Grenze zwischen der Pflanzen- und der Tierwelt gibt. Er organisierte eine der ersten Pasteur-Stationen in Russland und schlug einen Impfstoff gegen Anthrax (Lebendimpfstoff von Tsenkovsky) vor.

PHYSIOLOGISCHE ZEIT (ZWEITE HÄLFTE des 19. Jahrhunderts)

Die rasante Entwicklung der Mikrobiologie im 19. Jahrhundert. führte zur Entdeckung vieler Mikroorganismen: Knötchenbakterien, nitrifizierende Bakterien, Erreger vieler Infektionskrankheiten (Milzbrand, Pest, Tetanus, Diphtherie, Cholera, Tuberkulose usw.), Tabakmosaikvirus, Maul- und Klauenseuchevirus usw Die Entdeckung neuer Mikroorganismen ging mit der Untersuchung nicht nur ihrer Struktur, sondern auch ihrer Lebensaktivität einher und ersetzte damit die morphologische und systematische Untersuchung der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. kam die physiologische Untersuchung von Mikroorganismen, basierend auf präzisen Experimenten.

Daher die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts. Es ist üblich, die physiologische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie zu nennen. Diese Zeit ist durch herausragende Entdeckungen auf dem Gebiet der Mikrobiologie gekennzeichnet und könnte ohne Übertreibung zu Ehren des brillanten französischen Wissenschaftlers L. Pasteur Pasteursky genannt werden, da die wissenschaftliche Tätigkeit dieses Wissenschaftlers alle Hauptprobleme im Zusammenhang mit dem Leben von Mikroorganismen abdeckte . Weitere Einzelheiten zu den wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen von L. Pasteur und ihrer Bedeutung für den Schutz der menschlichen Gesundheit und der menschlichen Wirtschaftstätigkeit werden in § 1.3 besprochen. Der erste Zeitgenosse von L. Pasteur, der die Bedeutung seiner Entdeckungen erkannte, war der englische Chirurg J. Lister (1827-1912), der auf der Grundlage der Errungenschaften von L. Pasteur erstmals die Behandlung aller chirurgischen Instrumente mit in die medizinische Praxis einführte Karbolsäure, Desinfektion von Operationssälen und eine Reduzierung der Zahl der Todesfälle nach Operationen erreicht.

Einer der Begründer der medizinischen Mikrobiologie ist Robert Koch (1843-1910), der Methoden zur Gewinnung reiner Bakterienkulturen, zur Bakterienfärbung in der Mikroskopie und zur Mikrofotografie entwickelte. Bekannt ist auch die von R. Koch formulierte Koch-Triade, die noch heute zur Identifizierung des Erregers der Krankheit verwendet wird. 1877 isolierte R. Koch den Erreger von Anthrax, 1882 den Erreger der Tuberkulose und erhielt 1905 den Nobelpreis für die Entdeckung des Erregers der Cholera. Während der physiologischen Periode, nämlich im Jahr 1867, wurde M.S. Voronin beschrieb Knötchenbakterien und fast 20 Jahre später zeigten G. Gelriegel und G. Wilfahrt ihre Fähigkeit, Stickstoff zu binden. Die französischen Chemiker T. Schlesing und A. Münz begründeten die mikrobiologische Natur der Nitrifikation (1877), und 1882 begründete P. Deguerin die Natur der Denitrifikation, die Natur der anaeroben Zersetzung von Pflanzenresten.

Der russische Wissenschaftler P.A. Kostychev entwickelte eine Theorie der mikrobiologischen Natur von Bodenbildungsprozessen. Schließlich entdeckte der russische Botaniker D. I. Ivanovsky (1864-1920) 1892 das Tabakmosaikvirus. Im Jahr 1898, unabhängig von D.I. Ivanovsky, das gleiche Virus wurde von M. Beyerinck beschrieben. Dann wurden das Maul- und Klauenseuchevirus (F. Leffler, P. Frosh, 1897), das Gelbfieber (W. Reed, 1901) und viele andere Viren entdeckt. Allerdings wurde es erst nach der Erfindung des Elektronenmikroskops möglich, Viruspartikel zu sehen, da sie im Lichtmikroskop nicht sichtbar sind. Bis heute umfasst das Reich der Viren bis zu 1000 pathogene Arten. Erst kürzlich wurde von D. I. Ivanovsky eine Reihe neuer Viren entdeckt, darunter das Virus, das AIDS verursacht.

Es besteht kein Zweifel, dass die Zeit der Entdeckung neuer Viren und Bakterien und der Erforschung ihrer Morphologie und Physiologie bis heute andauert. S.N. Winogradsky (1856-1953) und der niederländische Mikrobiologe M. Beijerinck (1851-1931) führten das mikroökologische Prinzip der Untersuchung von Mikroorganismen ein. S.N. Winogradsky schlug vor, spezifische (Wahl-)Bedingungen zu schaffen, die die bevorzugte Entwicklung einer Gruppe von Mikroorganismen ermöglichen, entdeckte 1893 einen anaeroben Stickstofffixierer, den er zu Ehren von Pasteur Clostridiumpasterianum nannte, und isolierte Mikroorganismen aus dem Boden, die ein völlig neues System darstellten Lebensart und wurden als chemolithoautotroph bezeichnet.

Das mikroökologische Prinzip wurde ebenfalls von M. Beyerinck entwickelt und auf die Isolierung verschiedener Gruppen von Mikroorganismen angewendet. 8 Jahre nach der Entdeckung von S.N. Winogradsky isolierte den Stickstofffixierer Azotobacterchroococcum unter aeroben Bedingungen, untersuchte die Physiologie von Knötchenbakterien, die Prozesse der Denitrifikation und Sulfatreduktion usw. Beide Forscher sind die Begründer der ökologischen Richtung der Mikrobiologie, die mit der Erforschung der Rolle von Mikroorganismen im Stoffkreislauf der Natur verbunden ist. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts. Geplant ist eine Differenzierung der Mikrobiologie in mehrere Spezialgebiete: Allgemein, Medizin, Boden.

Immunologische Periode (Anfang des 20. Jahrhunderts) Mit Beginn des 20. Jahrhunderts. Es beginnt eine neue Periode der Mikrobiologie, die von den Entdeckungen des 19. Jahrhunderts geprägt wurde. Werke von L. Pasteur zur Impfung, I.I. Mechnikov über die Phagozytose, P. Ehrlich über die Theorie der humoralen Immunität bildeten den Hauptinhalt dieser Phase in der Entwicklung der Mikrobiologie, die zu Recht als immunologisch bezeichnet wird.

I.I. Schwertkämpfer darüber, wie Impfungen gegen viele Krankheiten weit verbreitet wurden. I.I. Mechnikov zeigte, dass die Abwehr des Körpers gegen pathogene Bakterien eine komplexe biologische Reaktion ist, die auf der Fähigkeit von Phagozyten (Makro- und Mikrophagen) basiert, in den Körper eindringende Fremdkörper, einschließlich Bakterien, einzufangen und zu zerstören. Forschung von I.I. Mechnikovs Arbeiten zur Phagozytose haben überzeugend bewiesen, dass es neben der humoralen auch eine zelluläre Immunität gibt. I.I. Mechnikov und P. Ehrlich waren viele Jahre lang wissenschaftliche Gegner und bewiesen jeweils experimentell die Gültigkeit seiner Theorie.

Anschließend stellte sich heraus, dass zwischen humoraler und phagozytischer Immunität kein Widerspruch besteht, da diese Mechanismen den Körper gemeinsam schützen. Und im Jahr 1908 I.I. Mechnikov erhielt zusammen mit P. Ehrlich den Nobelpreis für die Entwicklung der Immunitätstheorie. Die immunologische Periode ist durch die Entdeckung der Hauptreaktionen des Immunsystems auf genetisch fremde Substanzen (Antigene) gekennzeichnet: Antikörperbildung und Phagozytose, Überempfindlichkeit vom verzögerten Typ (DTH), Überempfindlichkeit vom Soforttyp (IHT), Toleranz, immunologisches Gedächtnis.

Besonders rasant entwickelten sich Mikrobiologie und Immunologie in den 50er und 60er Jahren. zwanzigstes Jahrhundert. Dies wurde durch die wichtigsten Entdeckungen auf dem Gebiet der Molekularbiologie, Genetik und bioorganischen Chemie erleichtert; die Entstehung neuer Wissenschaften: Gentechnik, Molekularbiologie, Biotechnologie, Informatik; Schaffung neuer Methoden und Einsatz wissenschaftlicher Geräte. Die Immunologie ist die Grundlage für die Entwicklung von Labormethoden zur Diagnose, Prävention und Behandlung infektiöser und vieler nichtinfektiöser Krankheiten sowie für die Entwicklung immunbiologischer Arzneimittel (Impfstoffe, Immunglobuline, Immunmodulatoren, Allergene, Diagnostika). Die Entwicklung und Herstellung immunbiologischer Präparate erfolgt durch die Immunbiotechnologie, einem eigenständigen Teilgebiet der Immunologie.

Die moderne medizinische Mikrobiologie und Immunologie haben große Erfolge erzielt und spielen eine große Rolle bei der Diagnose, Prävention und Behandlung von infektiösen und vielen nichtinfektiösen Krankheiten, die mit einer Störung des Immunsystems einhergehen (onkologische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen, Organ- und Gewebetransplantation usw.). ).

Zum Beispiel die chemische Synthese von Lysozym (D. Sela, 1971), Peptiden des AIDS-Virus (R.V. Petrov, V.T. Ivanov usw.). 3. Entschlüsselung der Struktur von Immunglobulin-Antikörpern (D. Edelman, R. Porter, 1959). 4. Entwicklung einer Methode zur Kultivierung tierischer und pflanzlicher Zellen und deren Züchtung im industriellen Maßstab zur Gewinnung viraler Antigene. 5. Gewinnung rekombinanter Bakterien und rekombinanter Viren. 6. Entstehung von Hybridomen durch Fusion von Immun-B-Lymphozyten, die Antikörper produzieren, und Krebszellen, um monoklonale Antikörper zu produzieren (D. Keller, C. Milstein, 1975). 7. Entdeckung von Immunmodulatoren, Immunzytokininen (Interleukinen, Interferonen, Myelopeptiden usw.), endogenen natürlichen Regulatoren des Immunsystems, und deren Verwendung zur Vorbeugung und Behandlung verschiedener Krankheiten. 8. Herstellung von Impfstoffen mit biotechnologischen Methoden und gentechnischen Techniken (Hepatitis B, Malaria, HIV-Antigene und andere Antigene) und biologisch aktiven Peptiden (Interferone, Interleukine, Wachstumsfaktoren usw.). 9. Entwicklung synthetischer Impfstoffe auf Basis natürlicher oder synthetischer Antigene und deren Fragmente. 10. Entdeckung von Viren, die Immunschwächen verursachen. 11. Entwicklung grundlegend neuer Methoden zur Diagnose infektiöser und nichtinfektiöser Krankheiten (Enzymimmunoassays, Radioimmunoassays, Immunblotting, Nukleinsäurehybridisierung).

Erstellung von Testsystemen auf Basis dieser Methoden zur Indikation, Identifizierung von Mikroorganismen, Diagnose infektiöser und nichtinfektiöser Krankheiten. In der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts. Die Bildung neuer Richtungen in der Mikrobiologie geht weiter, neue Disziplinen mit eigenen Forschungsgegenständen (Virologie, Mykologie) gehen davon ab und Richtungen mit unterschiedlichen Forschungszielen werden identifiziert (allgemeine Mikrobiologie, technische, landwirtschaftliche, medizinische Mikrobiologie, Genetik von Mikroorganismen usw.). Viele Formen von Mikroorganismen wurden etwa Mitte der 50er Jahre untersucht. Im letzten Jahrhundert formulierten A. Kluyver (1888-1956) und K. Neel (1897-1985) die Theorie der biochemischen Einheit des Lebens

Wasserman-Reaktion (RW oder EDS-Express Diagnostics of Syphilis) ist eine veraltete Methode zur Diagnose von Syphilis mithilfe einer serologischen Reaktion. Derzeit ersetzt durch Mikropräzipitationsreaktion ( Anticardiolipin-Test, Abgeordneter, RPR- RapidPlasmaReagin). Benannt nach dem deutschen Immunologen August Wasserman<#"justify">Hierbei handelt es sich um eine Agglutinationsreaktion, die zur Diagnose von Typhus und einigen Typhus-Paratyphus-Erkrankungen verwendet wird.

1896 vom französischen Arzt F. Widal (1862-1929) vorgeschlagen. V. r. basiert auf der Fähigkeit von Antikörpern (Agglutininen), die während der Krankheit im Körper gebildet werden und noch lange nach der Genesung bestehen bleiben, die Adhäsion von Typhus-Mikroorganismen zu bewirken; ab der 2. Woche werden im Blut des Patienten spezifische Antikörper (Agglutinine) nachgewiesen der Krankheit.

Zur Durchführung der Vidal-Reaktion werden mit einer Spritze 2-3 ml Blut aus der Ellenbogenvene entnommen und gerinnen gelassen. Das entstandene Gerinnsel wird abgetrennt, das Serum in ein sauberes Reagenzglas gesaugt und daraus 3 Reihen Verdünnungen des Patientenserums im Verhältnis 1:100 bis 1:800 wie folgt hergestellt: 1 ml (20 Tropfen) physiologische Lösung in alle Reagenzgläser gegossen; Dann mit der gleichen Pipette 1 ml Serum, 1:50 verdünnt, in das erste Reagenzglas gießen, mit Kochsalzlösung mischen, so dass eine Verdünnung von 1:100 entsteht. Aus diesem Reagenzglas 1 ml Serum in den nächsten Test überführen Röhrchen, mit Kochsalzlösung mischen, Verdünnung 1:200 erhalten, außerdem Verdünnungen von 1:400 und 1:800 in jeder der drei Reihen erhalten.

Die Wiedzl-Agglutinationsreaktion wird in einem Volumen von 1 ml Flüssigkeit durchgeführt, daher wird nach dem Mischen der Flüssigkeit 1 ml aus dem letzten Reagenzglas entnommen. 1 ml Kochsalzlösung ohne Serum wird in ein separates Kontrollröhrchen gegossen. Diese Kontrolle wird durchgeführt, um die Möglichkeit einer spontanen Agglutination des Antigens (Diagnosticum) in jeder Reihe zu überprüfen (Antigenkontrolle). In alle Reagenzgläser jeder Reihe werden entsprechend der Aufschrift 2 Tropfen Diagnosticum geträufelt. Das Stativ wird für 2 Stunden bei 37 °C in einen Thermostat gestellt und anschließend einen Tag bei Raumtemperatur belassen. Die Reaktion wird in der nächsten Lektion berücksichtigt.

Die Seren von Patienten können sowohl spezifische als auch Gruppenantikörper enthalten, die sich in der Titerhöhe unterscheiden. Die spezifische Agglutinationsreaktion verläuft normalerweise zu einem höheren Titer. Die Reaktion gilt als positiv, wenn bei einer Verdünnung von 1:200 mindestens im ersten Röhrchen eine Agglutination auftritt. Es kommt normalerweise in großen Verdünnungen vor. Wenn eine Gruppenagglutination mit zwei oder drei Antigenen beobachtet wird, gilt als Erreger der Krankheit der Mikroorganismus, bei dem die Agglutination in der höchsten Serumverdünnung aufgetreten ist.

Kommt es bei der Zugabe einer Erregerkultur zum menschlichen Blutserum zu einer Agglutination, gilt die Reaktion als positiv. Zur Diagnose von Typhus wird der Vidal-Test mehrfach durchgeführt, wobei die Indikationen im Laufe der Zeit und im Zusammenhang mit der Krankengeschichte berücksichtigt werden.<#"justify">Abschluss

Die Mikrobiologie hat in ihrer Entwicklung nicht nur viel von verwandten Wissenschaften (z. B. Immunologie, Biochemie, Biophysik und Genetik) gelernt, sondern auch selbst starke Impulse für deren Weiterentwicklung gegeben. Die Mikrobiologie untersucht die Morphologie, Physiologie, Genetik, Taxonomie, Ökologie und Beziehungen von Mikroorganismen zu anderen Lebewesen. Da Mikroorganismen sehr vielfältig sind, erfolgt ihre detailliertere Untersuchung in speziellen Bereichen: Virologie, Bakteriologie, Mykologie, Protozoologie usw. Die Fülle an Faktenmaterial hat sich in einem relativ kurzen Zeitraum der wissenschaftlichen Entwicklung der Mikrobiologie (ab der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts) angesammelt 19. Jahrhundert) trug zur Aufteilung der Mikrobiologie in eine Reihe von Spezialgebieten bei: Medizin, Veterinärmedizin, Technik, Raumfahrt usw.

Die medizinische Mikrobiologie untersucht für den Menschen pathogene und opportunistische Mikroorganismen, ihre Ökologie und Prävalenz, Methoden zu ihrer Isolierung und Identifizierung sowie Fragen der Epidemiologie, spezifischen Therapie und Prävention von durch sie verursachten Krankheiten.

Ein drängendes Problem in der medizinischen Mikrobiologie bleibt bis heute die Untersuchung des gesamten Komplexes von Wechselwirkungen innerhalb des Ökosystems „Mikroorganismus-Mikroorganismus“, sei es ein kommensaler Mikroorganismus oder ein Mikroben-Erreger.

Referenzliste

1. Pokrowski V.I. „Medizinische Mikrobiologie, Immunologie, Virologie.“ Lehrbuch für Pharmaziestudenten. Universitäten, 2002.

Borisov L.B. „Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Immunologie.“ Lehrbuch für Medizinstudenten. Universitäten, 1994.

Vorobiev A.A. "Mikrobiologie". Lehrbuch für Medizinstudenten. Universitäten, 1994.

Korotyaev A.I. „Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Immunologie“, 1998.

Bukrinskaya A.G. „Virologie“, 1986.

L. B. Borisov. Medizinische Mikrobiologie, Virologie, Immunologie. M.: MIA LLC, 2010. 736 S.

Pozdeev O. K. Medizinische Mikrobiologie. M.: GEOTAR-MED, 2001. 754 S.

BILDUNGSMINISTERIUM DER RUSSISCHEN FÖDERATION

TULA STATE UNIVERSITÄT

Abteilung für sanitäre, hygienische und präventive Disziplinen

CHESTNOVA T.V., SMOLYANINOVA O.L.

MEDIZINISCHE MIKROBIOLOGIE, VIRUSOLOGIE

UND IMMUNOLOGIE

(Pädagogisches und praktisches Handbuch für Studierende medizinischer Universitäten).

TULA – 2008

UDC 576.8

Rezensenten:…………

Medizinische Mikrobiologie, Virologie und Immunologie: Lehr- und Praxishandbuch / Ed. M422 Fernseher Chestnovoy, O.L. Smolyaninova, –….., 2008. -….S.

Das pädagogische und praktische Handbuch wurde von Mitarbeitern der Abteilung für sanitäre, hygienische und präventive Disziplinen der Staatlichen Universität Tula gemäß den offiziell genehmigten Programmen für den Unterricht in Mikrobiologie (Bakteriologie, Virologie, Mykologie, Protozoologie) und Immunologie für Studierende medizinischer Universitäten verfasst alle Fakultäten.

Das Lehr- und Praxishandbuch beschreibt das bakteriologische Labor, erläutert mikroskopische Forschungsmethoden, die Grundlagen der Nährbodenvorbereitung und enthält Informationen zur Morphologie, Systematik und Physiologie von Bakterien, Pilzen, Protozoen und Viren. Außerdem werden Eigenschaften verschiedener pathogener Mikroorganismen, Viren und Methoden ihrer Laborforschung angegeben.

ALLGEMEINE MIKROBIOLOGIE

Einführung…………………………………………………………………………………………………………

Kurze Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie…………………………………………………………

Thema 1. Morphologie und Klassifizierung von Mikroorganismen……………………………………..

1.1. Mikrobiologische Labore, ihre Ausrüstung, grundlegende Sicherheitsvorkehrungen und Regeln für die Arbeit in ihnen…………………………………………………………………………………..

1.2. Struktur und Klassifizierung von Mikroorganismen……………………………………………………………………

1.3. Struktur und Klassifizierung von Bakterien (Prokaryoten)……………………………………………………….

1.4. Struktur und Klassifizierung von Pilzen……………………………………………………………..

1.5. Struktur und Klassifizierung von Protozoen……………………………………………………….

1.6. Struktur und Klassifizierung von Viren………………………………………………………………

Test zum Thema……………………………………………………………………………………..

Thema 2. Mikroskopie……………………………………………………………………………..

2.1. Mikroskope, ihr Aufbau, Arten der Mikroskopie, Mikroskopietechniken für Mikroorganismen, Regeln für den Umgang mit einem Mikroskop………………………………………………………….

2.2. Methoden zur Vorbereitung und Färbung mikroskopischer Präparate……………………..

Test zum Thema……………………………………………………………………………………….

Thema 3. Physiologie von Mikroorganismen……………………………………………………………….

3.1. Wachstum und Vermehrung von Bakterien. Fortpflanzungsphasen…………………………………………………………….

3.2. Nährmedien, Grundsätze ihrer Klassifizierung, Anforderungen an Nährmedien, Methoden zur Kultivierung von Mikroorganismen …………………………………………..

3.3. Ernährung von Bakterien……………………………………………………………………………….

3.4. Stoffwechsel der Bakterienzelle……………………………………………………………….

3.5. Arten des Kunststoffaustauschs………………………………………………………………………………………

3.6. Prinzipien und Methoden zur Isolierung reiner Kulturen. Bakterielle Enzyme, ihre Identifizierung. Intraspezifische Identifizierung (epidemiologische Markierung)……………………………..

3.7. Merkmale der Physiologie von Pilzen, Protozoen, Viren und ihrer Kultivierung ………………

3.8. Bakteriophagen, ihre Struktur, Klassifizierung und Anwendung………………………………………………………..

Test zum Thema………………………………………………………………………………………

Thema 4. Der Einfluss von Umweltbedingungen auf Mikroorganismen……………………………………..

4.1. Die Wirkung physikalischer, chemischer und biologischer Faktoren auf Mikroorganismen ………….

4.2. Das Konzept der Sterilisation, Desinfektion, Asepsis und Antiseptika. Sterilisationsmethoden, Ausrüstung. Qualitätskontrolle der Desinfektion…………………………………………………………..

Thema 5. Normale Mikroflora des menschlichen Körpers……………………………………………………………….

5.1. Normoflora, ihre Bedeutung für Mikroorganismen. Das Konzept der transienten Flora, dysbiotische Zustände, ihre Beurteilung, Korrekturmethoden……………………………………………………..

Thema 6. Genetik von Mikroben. ………………………………………………………………………………………..

6.1. Struktur des Bakteriengenoms. Phänotypische und genotypische Variabilität. Mutationen. Änderungen…………………………………………………………………………………..

Genetische Rekombinationen von Mikroorganismen. Grundlagen der Gentechnik, praktische Anwendung………………………………………………………………………………………………………….

Test zum Thema……………………………………………………………………………………..

Thema 7. Antimikrobielle Mittel……………………………………………………………………………….

7.1. Natürliche und synthetische Antibiotika. Klassifizierung von Antibiotika nach chemischer Struktur, Mechanismus, Spektrum und Wirkungsart. Methoden zur Gewinnung von …………………………….

7.2. Arzneimittelresistenz von Bakterien, Möglichkeiten, sie zu überwinden. Methoden zur Bestimmung der Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika…………………………………………………………………………………..

Thema 8. Die Infektionslehre…………………………………………………………………………………..

8.1. Konzept der Infektion. Infektionsformen und Perioden von Infektionskrankheiten. Pathogenität und Virulenz. Pathogenitätsfaktoren. Bakterientoxine, ihre Natur, Eigenschaften, Produktion………………………………………………………………………………………….

8.2. Das Konzept der epidemiologischen Überwachung des Infektionsprozesses. Das Konzept des Reservoirs, der Infektionsquelle, der Übertragungswege und -faktoren……………………………………………………………

Test zum Thema……………………………………………………………………………………..

ALLGEMEINE IMMUNOLOGIE…………………………………………………………………………………….

Thema 9. Immunologie………………………………………………………………………………

9.1. Das Konzept der Immunität. Arten der Immunität. Unspezifische Schutzfaktoren…………….

9.2. Zentrale und periphere Organe des Immunsystems. Zellen des Immunsystems. Formen der Immunantwort………………………………………………………………………………

9.3. Komplement, seine Struktur, Funktionen, Aktivierungswege. Rolle bei der Immunität…………………..

9.4. Antigene, ihre Eigenschaften und Typen. Antigene von Mikroorganismen…………………………………..

9.5. Antikörper und Antikörperbildung. Struktur von Immunglobulinen. Klassen von Immunglobulinen und ihre Eigenschaften ………………………………………………………………………………………………………

96. Serologische Reaktionen und ihre Anwendung……………………………………………………….

9.7. Immunschwächezustände. Allergische Reaktionen. Immunologisches Gedächtnis. Immunologische Toleranz. Autoimmunprozesse………………………………………………………………

9.8. Immunprophylaxe, Immuntherapie……………………………………………………..

PRIVATE MIKROBIOLOGIE…………………………………………………………………………….

Thema 10. Erreger von Darminfektionen………………………………………………………….

10.1. Salmonellen…………………………………………………………………………………..

10.2. Shigella…………………………………………………………………………………….

10.3. Escherichia…………………………………………………………………………………………………….

10.4. Vibrio cholerae……………………………………………………………………………….

10.5. Yersinia………………………………………………………………………………….

Thema 11. Lebensmittelbedingte toxische Infektionen. Lebensmitteltoxikosen……………………………………………………………

11.1. Allgemeine Merkmale und Erreger von PTI……………………………………………………….

11.2. Botulismus…………………………………………………………………………………………..

Thema 12. Erreger eitrig-entzündlicher Erkrankungen…………………………………………………………

12.1. Pathogene Kokken (Streptokokken, Staphylokokken)………………………………………………………………..

12.2. Gramnegative Bakterien (Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella, Proteus)…

12.3. Anaerobe clostridiale und nicht-clostridiale Wundinfektionen………………………

Thema 13. Erreger bakterieller Luftinfektionen…………………………….

13.1. Corynebakterien……………………………………………………………………………………

13.2. Bordetella…………………………………………………………………………………………………………

13.3. Meningokokken…………………………………………………………………………………..

13.4. Mykobakterien………………………………………………………………………………..

13.5. Legionellen……………………………………………………………………………………..

Thema 14. Erreger sexuell übertragbarer Krankheiten (STDs)………………………

14.1. Chlamydien………………………………………………………………………………………..

14.2. Der Erreger der Syphilis………………………………………………………………………………….

14.3. Gonokokken…………………………………………………………………………………….

Thema 15. Erreger von Rickettsienerkrankungen………………………………………………………………………………..

Thema 16. Erreger bakterieller zoonotischer Infektionen……………………………….

16.1. Francisella……………………………………………………………………………………

16.2. Brucella…………………………………………………………………………………….

16.3. Der Erreger von Milzbrand………………………………………………………………………………..

16.4. Der Erreger der Pest………………………………………………………………………………

16.5. Leptospira………………………………………………………………………………..

Thema 17. Pathogene Protozoen……………………………………………………………………………..

17.1. Plasmodium-Malaria………………………………………………………………………………….

17.2. Toxoplasma…………………………………………………………………………………….

17.3. Leishmanie……………………………………………………………………………………..

17.4. Der Erreger der Amöbiasis……………………………………………………………………….

17.5. Giardien…………………………………………………………………………………………………………

Thema 18. Durch pathogene Pilze verursachte Krankheiten………………………………………………………..

PRIVATE VIRUSOLOGIE……………………………………………………………………………………..

Thema 19. Erreger akuter respiratorischer Virusinfektionen………………………………………………………………………………………

19.1. Influenzaviren……………………………………………………………………………….

19.2. Parainfluenza. PC-Viren……………………………………………………………………………………………

19.3. Adenoviren………………………………………………………………………………………………………

19.4. Rhinoviren……………………………………………………………………………………..

19.5. Reoviren…………………………………………………………………………………….

Thema 20. Erreger viraler, über die Luft übertragener Infektionen……………………………………..

20.1. Masern- und Mumpsviren…………………………………………………………………………………..

20.2. Herpesvirus……………………………………………………………………………………

20.3. Rötelnvirus……………………………………………………………………………………

Thema 21. Poxyviren……………………………………………………………………………….

21.1. Der Erreger der Pocken………………………………………………………………………………….

Thema 22. Enterovirale Infektionen………………………………………………………………..

22.1. Poliovirus…………………………………………………………………………………

22.2. ECHO-Viren. Coxsackie-Viren………………………………………………………………………………

Thema 23. Retroviren…………………………………………………………………………….......

23.1. Der Erreger der HIV-Infektion……………………………………………………………………………………..

Thema 24. Arbovirale Infektionen…………………………………………………………………………………….

24.1.Rhabdoviren…………………………………………………………………………………….

24.2. Flaviviren………………………………………………………………………………………………………

24.3. Hantaviren…………………………………………………………………………………….

Thema 25. Erreger der Virushepatitis………………………………………………………………………………

25.1. Hepatitis-A-Virus……………………………………………………………………………….

25.2. Hepatitis B Virus…………………………………………………………………………………..

25.3. Hepatitis-C-Virus………………………………………………………………………………..

TEIL EINS. ALLGEMEINE MIKROBIOLOGIE

Einführung.

Mikrobiologie ist eine Wissenschaft, die mikroskopisch kleine Lebewesen, sogenannte Mikroorganismen, sowie ihre biologischen Eigenschaften, Systematik, Ökologie und Beziehungen zu anderen Organismen untersucht.

Zu den Mikroorganismen gehören Bakterien, Actinomyceten, Pilze, einschließlich Fadenpilze, Hefen, Protozoen und nichtzelluläre Formen – Viren, Phagen.

Mikroorganismen spielen in der Natur eine äußerst wichtige Rolle – sie sorgen für die Zirkulation organischer und anorganischer (N, P, S usw.) Stoffe, mineralisieren pflanzliche und tierische Rückstände. Sie können jedoch großen Schaden anrichten und Schäden an Rohstoffen, Nahrungsmitteln und organischen Materialien verursachen. Dies kann zur Bildung giftiger Substanzen führen.

Viele Arten von Mikroorganismen sind Erreger von Krankheiten bei Menschen, Tieren und Pflanzen.

Gleichzeitig sind Mikroorganismen derzeit in der Volkswirtschaft weit verbreitet: Mit Hilfe verschiedener Bakterien- und Pilzarten werden organische Säuren (Essigsäure, Zitronensäure usw.), Alkohole, Enzyme, Antibiotika, Vitamine und Futterhefe gewonnen . Backen, Weinbereitung, Brauerei, Herstellung von Milchprodukten, Fermentation von Obst und Gemüse sowie andere Zweige der Lebensmittelindustrie arbeiten auf der Grundlage mikrobiologischer Prozesse.

Derzeit ist die Mikrobiologie in folgende Abschnitte unterteilt:

Medizinische Mikrobiologie – untersucht pathogene Mikroorganismen, die beim Menschen Krankheiten verursachen, und entwickelt Methoden zur Diagnose, Vorbeugung und Behandlung dieser Krankheiten. Untersucht die Wege und Mechanismen ihrer Ausbreitung sowie Methoden zu ihrer Bekämpfung. An den Studiengang Medizinische Mikrobiologie grenzt ein eigener Studiengang an – Virologie.

Die Veterinärmikrobiologie untersucht pathogene Mikroorganismen, die bei Tieren Krankheiten verursachen.

Die Biotechnologie untersucht die Eigenschaften und Entwicklungsbedingungen von Mikroorganismen, die zur Gewinnung von Verbindungen und Arzneimitteln für die Volkswirtschaft und Medizin verwendet werden. Es entwickelt und verbessert wissenschaftliche Methoden zur Biosynthese von Enzymen, Vitaminen, Aminosäuren, Antibiotika und anderen biologisch aktiven Substanzen. Die Biotechnologie steht außerdem vor der Aufgabe, Maßnahmen zum Schutz von Rohstoffen, Lebensmitteln und organischen Materialien vor dem Verderb durch Mikroorganismen zu entwickeln und die Prozesse bei deren Lagerung und Verarbeitung zu untersuchen.

Die Bodenmikrobiologie untersucht die Rolle von Mikroorganismen bei der Bildung und Fruchtbarkeit des Bodens sowie bei der Pflanzenernährung.

Die aquatische Mikrobiologie untersucht die Mikroflora von Gewässern, ihre Rolle in Nahrungsketten, im Stoffkreislauf, bei der Verschmutzung und Aufbereitung von Trink- und Abwasser.

Die Genetik von Mikroorganismen untersucht als eine der jüngsten Disziplinen die molekularen Grundlagen der Vererbung und Variabilität von Mikroorganismen, Muster von Mutageneseprozessen, entwickelt Methoden und Prinzipien zur Kontrolle der lebenswichtigen Aktivität von Mikroorganismen und zur Gewinnung neuer Stämme für den Einsatz in Industrie, Landwirtschaft und Medizin .

Eine kurze Geschichte der Entwicklung der Mikrobiologie.

Der Verdienst für die Entdeckung der Mikroorganismen gebührt dem niederländischen Naturforscher A. Leeuwenhoek (1632-1723), der das erste Mikroskop mit 300-facher Vergrößerung entwickelte. Im Jahr 1695 er veröffentlichte das Buch „Secrets of Nature“ mit Zeichnungen von Kokken, Stäbchen und Spirilla. Dies stieß bei Naturwissenschaftlern auf großes Interesse. Der damalige Stand der Wissenschaft erlaubte nur die Beschreibung neuer Arten (morphologische Periode).

Der Beginn der physiologischen Periode ist mit den Aktivitäten des großen französischen Wissenschaftlers Louis Pasteur (1822-1895) verbunden. Mit dem Namen Pasteur sind die größten Entdeckungen auf dem Gebiet der Mikrobiologie verbunden: Er erforschte die Natur der Gärung, stellte die Möglichkeit eines Lebens ohne Sauerstoff (Anaerobiose) fest, lehnte die Theorie der Spontanzeugung ab und untersuchte die Ursachen für den Verderb von Weinen und Bier. Er schlug wirksame Methoden zur Bekämpfung von Krankheitserregern des Lebensmittelverderbs (Pasteurisierung) vor, entwickelte das Prinzip der Impfung und Methoden zur Gewinnung von Impfstoffen.

R. Koch, ein Zeitgenosse Pasteurs, führte die Aussaat auf festen Nährböden, die Zählung von Mikroorganismen, die Isolierung reiner Kulturen und die Sterilisation von Materialien ein.

Die immunologische Periode in der Entwicklung der Mikrobiologie ist mit dem Namen des russischen Biologen I.I. verbunden. Mechnikov, der die Lehre von der Immunität des Körpers gegen Infektionskrankheiten (Immunität) entdeckte, war der Begründer der phagozytischen Immunitätstheorie und entdeckte den Antagonismus bei Mikroben. Gleichzeitig mit I.I. Mechnikov untersuchte die Mechanismen der Immunität gegen Infektionskrankheiten des großen deutschen Forschers P. Ehrlich, der die Theorie der humoralen Immunität entwickelte.

Gamaleya N.F. - Begründer der Immunologie und Virologie, Entdecker der Bakteriophagie.

DI. Ivanovsky entdeckte als Erster Viren und wurde zum Begründer der Virologie. Während seiner Arbeit im Botanischen Garten Nikitsky an der Erforschung der Tabakmosaikkrankheit, die enorme Schäden an Tabakplantagen verursachte, im Jahr 1892. fanden heraus, dass diese auf der Krim weit verbreitete Krankheit durch ein Virus verursacht wird.

N.G. Gabrichevsky gründete das erste bakteriologische Institut in Moskau. Er besitzt Arbeiten zur Erforschung von Scharlach, Diphtherie, Pest und anderen Infektionen. Er organisierte die Produktion von Anti-Diphtherie-Serum in Moskau und setzte es erfolgreich zur Behandlung von Kindern ein.

P.F. Zdrodovsky ist ein Immunologe und Mikrobiologe, der für seine grundlegenden Arbeiten zur Physiologie der Immunität sowie auf dem Gebiet der Rickettsiologie und Brucellose bekannt ist.

V.M. Schdanow ist ein bedeutender Virologe, einer der Organisatoren der weltweiten Ausrottung der Pocken auf dem Planeten, der an den Ursprüngen der molekularen Virologie und der Gentechnik stand.

M.P. Chumakov ist Immunbiotechnologe und Virologe, Organisator des Instituts für Poliomyelitis und virale Enzephalitis und Autor eines oralen Polio-Impfstoffs.

Z.V. Ermolyeva – die Begründerin der häuslichen Antibiotikatherapie