Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии микробиологии

План:

Введение……………………………………………………………………………..2

Эвристический период……………………………………………………………..3

Морфологический период…………………………………………………………3

Физиологический период………………………………………………………….4

Иммунологический  период………………………………………………………..7

Молекулярно-генетический период………………………………………………8

Роль отечественных  ученых в развитии микробиологии………………………10

Заключение…………………………………………………………………………12

Список литературы………………………………………………………………..13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Микробиология (от греч. mikros — малый, bios — жизнь, logos — учение) — наука о малой жизни, объектом изучения которой являются микроорганизмы.

Предмет обсуждения этого работы — организмы, не различимые невооружённым  глазом  (то  есть  менее  0,1  мм) —  микроорганизмы,  в  просторечии  известные  как микробы. К  ним  относят  организмы растительной (бактерии, грибы,  водоросли)  и животной  (простейшие)  природы, а также вирусы  и прионы.  Все они составляют микромир — грандиозную по численности и видовому  составу совокупность  невидимых  существ,  обитающих  на  нашей  планете. Повсеместная  распространённость  и  суммарная  мощность  метаболического  потенциала  микроорганизмов  определяет  их  важнейшую  роль  в  круговороте  веществ  и  поддержании  динамического  равновесия  в биосфере  Земли.  Микроорганизмы  заселили  Землю задолго до  появления высших растений  и  животных  (около  3 -4   млрд  лет назад)  и в настоящее время  представляют  самую  многочисленную  и  разнообразную  группу существ.  От их деятельности во многом зависит жизнь макромира (растений,  членистоногих,  птиц,  животных).  В значительной  мере

микроорганизмы  участвуют в  круговороте газов, химических  веществ и энергии.  Трудно  переоценить  влияние микроорганизмов на  структуру и плодородие  почв.  Большинство  микробов  отличает  удивительная экологическая  пластичность,  они —  единственные  формы  жизни, способные  заселять  любые,  сколько-нибудь  пригодные  для  обитания субстраты.  Именно  благодаря  микроорганизмам  поверхность  Земли не  выглядит  свалкой  останков  павших  животных  и погибших  растений. Кроме того,  они колонизируют микроорганизмы и,  выступая  как эндоэкологические  агенты,  способствуют  некоторым  процессам  их жизнедеятельности.

Исторический  путь развития древнейшей науки микробиологии  можно разбить на 5 периодов, в зависимости от уровня и методов познания мира микробов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический, молекулярно-генетический.

Эвристический период

Эвристический этап связан с неожиданными находками  и догадками о существовании  на Земле невидимых живых существ, вызывающих болезни. Микробы существовали на нашей планете задолго до появления  животных и человека, о чем догадывались уже древние мыслители и ученые. Еще в III — IV вв. до н.э. основоположник античной медицины Гиппократ считал, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми частицами, которые он называл миазмами, выделяемыми в болотистых и других местностях. Ибн-Сина (Авиценна) (980-1037) писал в Каноне врачебной науки о том, что причиной чумы, оспы и других болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воздух и воду.

Эти представления  были сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочинениях итальянского врача Д. Фракасторо (1478.1553), высказавшего идею о живом контагии (contagium vivum), который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения от болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом. Таким образом, Д. Фракасторо был одним из основоположников эпидемиологии, т. е. науки о причинах, условиях и механизмах формирования заболеваний и способах их профилактики.

 

Морфологический период

Основоположник  морфологического периода голландский  натуралист Антоний ван Левенгук доказал существования невидимых возбудителей болезней, после изобретения микроскопа. Торговец полотном А. Левенгук увлекался шлифованием стекол и довел это искусство до совершенства, сконструировав микроскоп, позволивший увеличивать рассматриваемые предметы в 300 раз. Рассматривая под ним капли воды, зубной налет, различные настои, он всюду находил мельчайших «зверюшек» — amimalcula. Первые наблюдения Левенгук опубликовал в трудах Лондонского королевского общества. В 1695 г. была издана его книга «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком», где были описаны микроорганизмы с точки зрения их формы, подвижности, окраски.

Открытие  микробов и доказательство их патогенности для человека связано с именами  таких известных ученых и врачей, как д. С. Самойлович (1744-1805), Р. Кох (1843-1910), И. И. Мечников (1845- 1916), Н.Ф.Гамалея (1859-1949) и многих других.

 

Физиологический период

Начало  физиологического периода относится  к 60-м годам ХIХ в. и связано с деятельностью выдающегося французского ученого Луи Пастера (1822—1895), который заложил основы изучения микроорганизмов с точки зрения их физиологии. Он установил биологическую природу спиртового, масляно-кислого и молочнокислого брожений. Изучил болезни вина и пива и разработал способы предохранения их от порчи. Общебиологическое значение имеют работы Пастера по самопроизвольному зарождению жизни. На простых и убедительных примерах он показал, что в стерильных бульонах, закрытых ватными пробками во избежание контакта с воздухом, самозарождение микроорганизмов из неживой природы в условиях развитой жизни невозможно. Занимаясь вопросами брожения и гниения, Пастер решал одновременно и практические задачи. Им предложен метод пастеризации.

Большое значение для развития микробиологии  в этот период имели исследования немецкого ученого Роберта Коха (1813—1910). Он предложил методику получения  чистых культур на питательных средах, стал применять в практике изучения микроорганизмов анилиновые красители.

Кох открыл возбудителей холеры и туберкулеза. Возбудитель туберкулеза был  назван палочкой Коха. Из него Кох получил  препарат туберкулин, который хотел  использовать для лечения больных  туберкулезом. Однако на практике он себя не оправдал, зато оказался хорошим  диагностическим средством и  помог в создании ценных противотуберкулезных препаратов. Одним из таких препаратов явилась вакцина BCG, полученная французским  микробиологом, учеником Пастера, Альбертом Капьметтом совместно с Шарлем Гереном. Кох и его ученики открыли также возбудителей дифтерии, столбняка, брюшного тифа, гонореи.

Развитие  микробиологии тесно связано  также с работами русских и  советских ученых. Основоположником общей микробиологии в России следует назвать Льва Семеновича Ценковского (1822—1887), опубликовавшего свою работу "О низших водорослях и инфузориях», в которой установил близость бактерий и сине-зеленых водорослей. Он также создал вакцину против сибирской язвы, до настоящего времени успешно применяемую в ветеринарной практике.

Илья  Ильич Мечников (1845—1916) занимался  вопросами медицинской микробиологии. Изучал взаимоотношения бактерии и  «хозяина» и установил, что воспалительный процесс — реакция организма  на внедрившиеся микробы; разработал фагоцитарную теорию иммунитета. Мечников сформулировал  общую теорию воспаления как защитную реакцию организма и создал новое  направление в иммунологии —  учение об антигенной специфичности. В  настоящее время оно приобретает  все большее значение в связи  с разработкой проблемы пересадки  органов и тканей, изучения иммунологии  рака.

Развитие  микробиологии тесно связано  с именем крупнейшего ученого, друга  и соратника И. И. Мечникова Н. Ф. Гамалея (1859— 1949). Всю жизнь он посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями. Он открыл возбудителя холероподобного заболевания птиц, разработал вакцину против холеры человека и оригинальный метод получения оспенной вакцины. Гамалея первый описал лизис бактерий под влиянием бактериофага.

Он организовал  первую в России станцию по прививкам  против бешенства, принимал участие  в ликвидации оспы. Н. Ф. Гамалея является не только одним из основоположников медицинской микробиологии, но и иммунологии и вирусологии.

Основоположником эпидемиологии считается Д. К. Заболотный (1866—1920). Он изучал чуму в Индии, Китае, Шотландии; холеру — на Кавказе, Украине, в Петербурге. В результате им получены научные доказательства о роли диких грызунов как хранителей возбудителя чумы в природе. Им установлены пути заноса холеры, роль бациллоносительства в распространении заболевания, изучена биология возбудителя в природе и разработаны эффективные методы диагностики холеры.

С. Н. Виноградский (1856—1953) внес большой вклад в исследование физиологии серобактерий, нитрифицирующих  и железобактерий; открыл хемосинтез у бактерий — величайшее открытие ХIХ века. Виноградским изучены азотфиксирующие бактерии и открыт новый тип питания микроорганизмов — автотрофизм. Ученый опубликовал более ЗОО научных работ, посвященных экологии и физиологии почвенных микроорганизмов. Его по праву считают отцом почвенной микробиологии.

Большой вклад в область технической  микробиологии внесли В. Н. Шапошников Я. Я. Никитинский (1878—1941). Шапошников написал  первый учебник по технической микробиологии, а труды Никитинского и его  учеников положили начало развитию микробиологии  консервного производства и холодильного хранения скоропортящихся пищевых  продуктов 

Экологическое направление в микробиологии  успешно развивалось Б. Л. Исаченко (1871—1948). Всеобщую известность приобрели его работы в области водной микробиологии. Он впервые исследовал распространение микроорганизмов в Северном Ледовитом океане и указал на их роль в экологических процессах и в круговоротах веществ в водоемах.

Ведущая роль в изучении изменчивостей микроорганизмов  принадлежит работам Г. А. Надсона (1867—1940). Он впервые выделил в  чистую культуру и исследовал зеленую  бактерию, а также взаимоотношения  между микроорганизмами (антагонизм, симбиоз). Научный интерес представляют работы ученого об участии микроорганизмов  в круговоротах железа, серы и кальция. Он впервые указал на перспективы  развития геологической микробиологии. Надсон допускал возможность сохранения жизнеспособности микроорганизмов  в космосе, подчеркивая значение лучей короткой волны в изменении их наследственности и таким образом заложил основу космической микробиологии.

Иммунологический период

В иммунологический период развития микробиологии был  создан ряд теорий иммунитета: гуморальная  теория П. Эрлиха, фагоцитарная теория И. И. Мечникова, теория идиотипических взаимодействий Н. Ерне гипофизарно-гипоталамо-адреналовая теория регуляции иммунитета П. Ф. Здродовского и др. Однако наиболее приемлемой для объяснения многих явлений и механизмов иммунитета остается клонально-селекционная теория, созданная австралийским иммунологом Ф. Бернетом (1899.1986). Американский ученый С. Танегава разработал генетические аспекты этой теории.

Особенно  бурное развитие получили микробиология  и иммунология в 50-60-е годы нашего столетия. Этому способствовали следующие  причины:

.  важнейшие  открытия в области молекулярной  биологии, генетики, биоорганической  химии;

.   появление таких новых наук, как  генетическая инженерия, биотехнология,  информатика;

.  создание  новых методов и научной аппаратуры, позволяющих глубже проникать  в тайны живой природы.

 

Молекулярно-генетический  период

Таким образом, с 50-х годов в развитии микробиологии  и иммунологии начался молекулярно-генетический период, который характеризуется  рядом принципиально важных научных  достижений и открытий. К ним относятся:

- расшифровка  молекулярной структуры и молекулярно-биологической организации многих вирусов и бактерий; открытие простейших форм жизни «инфекционного белка» приона;

- расшифровка  химического строения и химический  синтез некоторых антигенов. Например, химический синтез лизоцима [Села'Д., 1971], пептидов вируса СПИДа (Р.В.Петров, В. Т. Иванов и др.);

- открытие  новых антигенов, например опухолевых (Л. А. Зильбер и др.), антигенов  гистосовместимости (HLA-система);

- расшифровка  строения антител-иммуноглобулинов [ЭдельманД., Портер Р., 1959];

- разработка  метода культур животных и  растительных клеток и их выращивания  в промышленных масштабах с  целью получения вирусных антигенов;

- получение  рекомбинантных бактерий и рекомбинантных  вирусов. Синтез отдельных генов  вирусов и бактерий. Получение  рекомбинантных штаммов бактерий  и вирусов, сочетающих свойства  родительских особей или приобретающих  новые свойства;

- создание  гибридом путем слияния иммунных  В-лимфоцитов. продуцентов антител  и раковых клеток с целью  получения моноклональных антител [Келлер Д., Милынтейн Ц., 1975];

- открытие  иммуномодуляторов. иммуноцитокинов (интерлейкины, интерфероны, миелопептиды и др.), эндогенных природных регуляторов иммунной системы и их использование для профилактики и лечения различных болезней;

- получение  вакцин (вакцина гепатита В, малярии, антигенов ВИЧ и других антигенов), биологически активных пептидов (интерфероны, интерлейкины, ростовые факторы и др.) с помощью методов биотехнологии и приемов генетической инженерии;

- разработка  синтетических вакцин на основе  природных или синтетических  антигенов и их фрагментов, а  также искусственного носителя  адъюванта (помощника)  стимулятора  иммунитета;

- изучение  врожденных и приобретенных иммунодефицитов,  их роли в иммунопатологии и разработка иммунокорригирующей терапии. Открытие вирусов, вызывающих иммунодефициты;