Эмпирический период развития микробиологии кратко

Обновлено: 30.06.2024

1. Основные этапы развития микробиологии. Работы Л.Пастера, Р.Коха и их значение для развития микробиологии. Значение открытия Д.И.Ивановского. Роль отечественных ученых (Н.Ф.Гамалея, П.Ф.Здродовского, А.А.Смородинцева, М.П.Чумакова, З.В.Ермольевой, В.М.Жданова и др.) в развитии микробиологии.

Этапы развития микробиологии следующие: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (IV III вв. до н.э. XVI в.) Гиппократ, римский писатель Варрон, Авиценна и др. высказывали предположения о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных. Эти представления были сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочинениях итальянского врача Д. Фракасторо (1478 1553 гг.), 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.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА XIX в.) Открытие: клубеньковых бактерий, нитрифицирующих бактерий, возбудителей многих инфекционных болезней (сибирская язва, чума, столбняк, дифтерия, холера, туберкулез и др.), вируса табачной мозаики, вируса ящура. Изучение их строения, жизнедеятельности, изучение микроорганизмов, основанное на точном эксперименте.

Пастер изучал процессы брожения (1857) и самозарождения микробов (1860), болезни вина и пива (1865), шелковичных червей (1868). Он предложил вакцины против сибирской язвы (1881) и предохранительные прививки против бешенства (1885). Луи Пастер доказал, что если бульон достаточно длительно кипятить, а затем плотно закрыть, прекратив доступ в него воздуха, то микроорганизмы в бульоне не разовьются. Изучая процессы брожения (молочнокислого и маслянокислого), Пастер установил, что они вызываются микроорганизмами, обнаружил анаэробы. Прогревание вина и пива при 60—70°С убивало микробов, не портило вкуса и предохраняло от скисания. Вакцина против бешенства, полученная из мозга кролика, содержащего измененный, фиксированный вирус бешенства (virus fixe — постоянный, фиксированный яд), который в отличие от уличного (собачьего) вируса утратил свою вирулентность для животных и человека. Получить фиксированный вирус бешенства Пастеру удалось путем повторного многократного пассирования через мозг кролика уличного вируса больной собаки. Заложены основы вакцинопрофилактики.

Роберт Кох открыл и изучил возбудителей туберкулеза и холеры. Предложил способы окраски микроорганизмов, которые помогли изучить строение многих микробов, использовал при микроскопии освещение (осветитель Аббе), ввел микрофотографирование.

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (НАЧАЛО ХХ в.) Работы Л. Пастера по вакцинации, И.И. Мечникова по фагоцитозу, П.Эрлиха по теории гуморального иммунитета. Пауль Эрлих - гуморальная теория иммунитета. И.И. Мечникова проблема изучения взаимоотношений организма-хозяина и микроорганизма-паразита, сформулировал фагоцитарную теорию иммунитета. Разработки лабораторных методов диагностики, профилактики и лечения инфекционных и многих неинфекционных болезней, а также разработки иммунобиологических препаратов (вакцин, иммуноглобулинов, иммуномодуляторов, аллергенов, диагностических препаратов).

МОЛЕКУЛЯРНОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (С 50х гг. ХХ в.)

2. Расшифровка химического строения и химический синтез некоторых антигенов. Например, химический синтез лизоцима (Д. Села, 1971 г.), пептидов вируса СПИДа (Р.В. Петров, В.Т. Иванов и др.).

3. Расшифровка строения антител иммуноглобулинов (Д. Эдельман, Р. Портер, 1959 г.).

4. Разработка метода культур животных и растительных клеток и их выращивание в промышленных масштабах с целью получения вирусных антигенов.

5. Получение рекомбинантных бактерий и рекомбинантных вирусов.

6. Создание гибридом путем слияния иммунных В лимфоцитов продуцентов антител и раковых клеток с целью получения моноклональных антител (Д. Келлер, Ц. Мильштейн, 1975 г.).

7. Открытие иммуномодуляторов иммуноцитокининов (интерлейкины, интерфероны, миелопептиды и др.) эндогенных природных регуляторов иммунной системы и их использование для профилактики и лечения различных болезней.

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

9. Разработка синтетических вакцин на основе природных или синтетических антигенов и их фрагментов.

10. Открытие вирусов, вызывающих иммунодефициты.

11. Разработка принципиально новых способов диагностики инфекционных и неинфекционных болезней (иммуноферментный, радиоиммунный анализы, иммуноблотинг, гибридизация нуклеиновых кислот). Создание на основе этих способов тест-систем для индикации, идентификации микроорганизмов, диагностики инфекционных и неинфекционных болезней.

Гамалея - метод приготовления противоосповой вакцины, открыл холероподобный птичий вибрион, описал явление гетероморфизма бактерий, определил эпидемиологическое значение дезинфекционных мероприятий в борьбе с холерой и дератизационных — в борьбе с чумой.

Здродовский - разработаны методы вакцинации против столбняка, дифтерии и др. инфекций. Автор книги "Учение о риккетсиях и риккетсиозах".

Ермольева - получение (совместно И.С. Буяновской) препарата фермента лизоцима и разработка методов его практического применения, изучала холеру и меры борьбы с ней

Жданова - известен работами по этиологии и эпидемиологии различных вирусных заболеваний, автор оригинальных исследований по систематике вирусов.

Ивановский – изучение мозаичной болезни табака, пришел к выводу, что эту болезнь вызывает агент, который не растет на питательных средах и проходит через фильтры.

К ним можно отнести следующие:

Эмпирический период (до изобретения микроскопов и их применения для изучения микромира). Дж. Фракасторо (1546г.) предположил живую природу агентов инфекционных заболеваний- contagium vivum .

Морфологический период занял около двухсот лет. Антони ван Левенгук в 1675г. впервые описал простейших, в 1683г.- основные формы бактерий. Несовершенство приборов (максимальное увеличение микроскопов X300) и методов изучения микромира не способствовало быстрому накоплению научных знаний о микроорганизмах.

Физиологический период (с 1875г.) - эпоха Л.Пастера и Р.Коха. Заслугами Луи Пастера были: изучение микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие промышленной микробиологии, выяснение роли микроорганизмов в кругообороте веществ в природе, открытие анаэробных микроорганизмов, разработка принципов асептики, методов стерилизации, ослабления ( аттенуации) вирулентности и получения вакцин (вакцинных штаммов). Р. Кох разработал метод выделения чистых культур на твердых питательных средах, способы окраски бактерий анилиновыми красителями, открыл возбудителей сибирской язвы, холеры ( запятой Коха ), туберкулеза (палочки Коха), усовершенствовал технику микроскопии, экспериментально обосновал критерии Хенле, известные как постулаты (триада) Хенле - Коха.

Многие исследователи выделяют различные периоды, но чаще всего следующие: эмперический (или Эвристический), морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

1.Эмпирических знаний (или Эвристический период) (IV - III вв. до н.э. - XVI в. н.э. (до изобретения микроскопов и их применения для изучения микромира).

Связан скорее с логическими и методическими приемами нахождения истины, то есть эвристикой, чем с какими-либо экспериментами и до-казательствами. Мыслители этого периода Гиппократ, римский писатель Варрон, Авиценна и др. высказывали предположения о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных. Эти представления были сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочинениях итальянского врача Джироламо Фракасторо (1478 - 1553 гг.), высказавшего идею о живом контагии (contagium vivum) (1546г.), который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. В 1538 г. впервые предложил скомбинировать две линзы так, чтобы достигалось большее увеличение.

2.Морфологический периодзанял около двухсот лет.

Начало развития микробиологии как науки относится к концу XVII века. Первое наблюдение и описание микроорганизмов принадлежит Антонию Левенгуку (1632-1723 гг.), который сам изготовлял линзы и создал первый микроскоп (в 1673 г.), дающий увеличение в 200-300 раз, в 1675г. впервые описал простейших.

Но несовершенство приборов (максимальное увеличение микроскопов X300) и методов изучения микромира не способствовало быстрому накоплению научных знаний омикроорганизмах.

В развитие микробиологии этого периода большой вклад внесли следующие учёные :

Русский ученый Мартын Матвеевич Тереховский (1740-1796) первым использовал экспериментальный метод. Он изучал воздействие различных физических (нагревание и охлаждение) и химических факторов на микроорганизмы.

Данил Самойлович Самойлович (1744-1805) изучая чуму, пришел к выводу, что возбудителем болезни является живое существо, с помощью которого заболевание передается и высказал идею о возможности создания искусственного иммунитета против чумы с помощью прививок (испытал прививку от чумы на себе).

Английский врачЭдвард Дженнер (1749-1823) в 1796 г. впервые осуществил прививку от натуральной оспы.

3.Физиологический период(вторая половина XIX в.) - эпохаЛуи Пастера и Роберта Кохха.

Л.Пастер- изучение микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие промышленной микробиологии, выяснение роли микро-организмов в кругообороте веществ в природе, открытие анаэробныхмикро-организмов, разработка принципов асептики,методов стерилизации,ослаб-ления (аттенуации) вирулентностии получения вакцин (вакцинных штаммов).

Немецкую школу микробиологов возглавил Роберт Кох (1843-1910), который ввел в микробиологическую практику плотные питательные среды, что привело к разработке метода выделения микроорганизмов в чистые культуры, т.е. выращивание культур каждого вида в отдельности. Он также ввел в практику анилиновые красители, иммерсионную систему, микрофотографию, дезинфекцию. Открыл и изучил возбудителей туберкулеза (палочки Коха) (1882) и холеры (запятой Коха) в 1883г.

Развитие микробиологии связано и с работами русских и советских ученых.

Основоположник отечественной микробиологии Лев Семёнович Ценковский(1822-1887) Ввел в практику свою сибиреязвенную вакцину, которая оказалась не менее эффективной, чем вакцина Пастера.

Нашему соотечественнику Сергею Николаевичу Виноградскому (1856-1953) принадлежит выдающаяся роль в создании почвенной микробиологии. Он доказал участие микробов в круговоре веществ в природе.

Дмитрий Иосифович Ивановский в 1892г. на заседании Российской академии наук сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д.И.Ивановского - ее основоположником

В развитии технической микробиологии большую роль сыграли работы других ученых: С.П. Костычева, В.С. Буткевича, В.Н. Шапошникова, И.Я. Мантейфеля, Я.Я.Никитинсккого, С.А.Королева, А.Ф.Войткевича и др.

4.Иммунологический период.

Иммунологический период в развитии микробиологии связан с именем российского биолога Ильи Ильича Мечникова (1845-1916), который открыл учение о невосприимчивости организма к инфекционным заболеваниям (иммунитет), явился родоначальником фагоцитарной теории иммунитета.

Ближайшим сотрудником И.И.Мечникова, был Николай Фёдорович Гамалея (1859 -1949) организовал вместе с И.И. Мечниковым в Одессе антирабическую станцию (вторую в мире после Пастеровской станции в Париже). На практике активно боролся с эпидемиями чумы в Одессе, холеры в Донбассе, в Закавказье и в Поволжье, сыпного тифа в Санкт-Петербурге. В 1910 году впервые обосновал значение дезинсекции в целях ликвидации тифа. Н. Ф. Гамалея — один из основоположников дезинфекционного дела в нашей стране.

Пауль Эрлих - разработал гуморальную теорию иммунитета.

5. Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929г. Александр Флеминг открыл пенициллин и началась эраантибиотикотерапии,приведшая к революционному прогрессу медицины.

Зинаида Ермольева – основоположник отечественной антибиотикотерапии. В 1942 году впервые в СССР получила пенициллин (крустозин ВИЭМ), впоследствии активно участвовала в организации его промышленного производства в СССР. Это изобретение спасло тысячи жизней советских солдат во время Великой Отечественной войны.

6. Современный молекулярно- генетический этапразвития микробиологиии иммунологии начался во второй половине 20 века в связи с достижениями генетики и молекулярной биологии, созданием электронного микроскопа.

В опытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных признаков.

Расшифровка генома кишечной палочки сделало возможным конструиро-вание и пересадку генов.

Расшифрованы молекулярно- генетическая организация многих вирусов и механизмы их взаимодействия с клетками,

К настоящему времени иммунология- это наука, изучающая не только защиту от инфекций. В современном понимании иммунология - это наука, изучающая механизмы самозащиты организма от всего генетически чужеродного, поддержании структурной и функциональной целостности организма.

Микробиология зародилась задолго до нашей эры и прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Историю развития микробиологии можно разделить на 5 этапов.

Эмпирический (описательный) период — 6–5 тыс. л. до н. э. — XVI в. н. э. Человек пользовался плодами деятельности микроорганизмов (виноделие, хлебопечение, сыроделие, выделка кож), не зная об их существовании. В те времена верили, что болезни посылаются злыми духами или с помощью колдовства.

Морфологический период — конец XVII – середина XIX в.: открытие мира микроорганизмов, описание их внешнего вида, опыты по самозаражению с целью доказать инфекционную природу многих заболеваний.

Прямые доказательства роли микроорганизмов в возникновении инфекционных заболеваний были найдены в опытах по самозаражению материалами или культурами соответствующих возбудителей, взятыми от больного чумой (Д. Самойлович, В. Смирнов), холерой (М. Петенкофер, И. Мечников, Д. Заболотный, И. Савченко, Н. Гамалея), сыпным тифом (Г. Минх, О. Мочутковский), полиомиелитом (М. Чумаков), гепатитом А (М. Балоян).

3. Физиологический (пастеровский) период — конец XVIII — начало ХХ в. Начало научной микробиологии: открыто большинство возбудителей инфекционных заболеваний, вирусы, разработана микробная концепция болезней, изучена жизнедеятельность микробной клетки.

Французский ученый Луи Пастер (1822–1895) — член Парижской академии наук, Французской медицинской академии, основоположник современной микробиологии и иммунологии, биотехнологии. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов (1860). Доказал, что брожение не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы (1861). Изобрел метод пастеризации, благодаря чему были побеждены болезни вина и пива, порча молочнокислых продуктов. Открыл возбудителей болезней шелковичных червей, вина и пива. Доказал формирование искусственного иммунитета (1870), открыл патогенные микроорганизмы (стафилококк, пневмококк, клостридии). Разработал принцип аттенуации, создал живые вакцины против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Открыл явление анаэробиоза. Ввел методы антисептики, стерилизации сухим жаром. В 1883 г. создал первый научно-исследовательский институт микробиологии — Институт Пастера.

Немецкий микробиолог Роберт Кох (1843–1910) — один из основоположников современной бактериологии и эпидемиологии, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1884). Ему принадлежат труды по выявлению возбудителей инфекционных болезней и разработке методов борьбы с ними. Кром еэтого, ученый Сформулировал критерии этиологической связи инфекционного заболевания с микроорганизмом (триада Генле—Коха: выделить микроорганизм от больного, получить чистую культуру, заразить ею лабораторное животное и наблюдать у него развитие схожей клинической картины). Впервые выделил чистую культуру возбудителя сибирской язвы, доказал ее способность к спорообразованию, открыл холерный вибрион (запятая Коха) и туберкулезную палочку (палочка Коха). Предложил способы дезинфекции и стерилизации текучим паром. Ввел в практику метод выделения чистых культур на твердых питательных средах (агар-агаре, желатине, свернутой сыворотке), способы окраски бактерий анилиновыми красителями, иммерсионный объектив, способ микрофотографии. Лауреат Нобелевской премии 1905 г.

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864–1920). 12 февраля 1892 г. на заседании Российской академии наук он сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского — ее основоположником. Вирусы мозаичной болезни табака удалось впервые увидеть только в 1939 г. в электронный микроскоп.

Иммунологический — начало — середина ХХ в.

Немецкий врач и бактериологПауль Эрлих (1854–1915) — почетный член Немецкого химического общества, автор гуморальной теории иммунитета. Открыл антитоксические антитела, разработал метод определения активности антитоксических сывороток. В 1896 г. основал и возглавил Институт по изучению и контролю сывороток. Открыл тучные клетки, разработал способ окрашивания туберкулезных бацилл. Является основоположником химиотерапии инфекционных заболеваний. Проводил эксперименты по лечению сифилиса органическими соединениями мышьяка, индукции злокачественных опухолей у животных.

В 1908 г. И. Мечникову и П. Эрлиху присуждена Нобелевская премия. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета.

Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929 г. А. Флеминг открыл пенициллин и началась эра антибиотикотерапии, приведшая к революционному прогрессу медицины. В дальнейшем выяснилось, что бактерии приспосабливаются к антибиотикам, а изучение механизмов лекарственной устойчивости привело к открытию плазмид.

Г. Домагк обосновал антибактериальное действие сульфаниламидных препаратов и ввел их в лечебную практику (1932).

Борис Яковлевич Эльберт (1890–1963) — основатель первой в Беларуси кафедры микробиологии и гигиены МГМИ (1923), профессор и заведующий кафедрой, директор Белорусского государственного санитарно-бактериологического института, лауреат Государственной премии. Время деятельности — 20–е – 60–е гг. ХХ в. Организовал производство лечебно-диагностических сывороток, питательных сред. Ученому принадлежат работы по клебсиеллам, микобактериям, лептоспирам, возбудителям тифов и натуральной оспы. Исследовал туляремию и противотуляремийный иммунитет, в соавторстве с Гайским разработал вакцину против туляремии.

Кафедрой микробиологии, вирусологии, иммунологии БГМУ заведовали: в 1962–1988 г.г. — доктор медицинских наук, профессор Алексей Петрович Красильников, в 1988–2005 г.г. — доктор медицинских наук, профессор Леонид Петрович Титов, с 2005 г. — кандидат медицинских наук, доцент Татьяна Александровна Канашкова.

5. Молекулярно-генетический (современный) — с середины ХХ в.: широкое использование молекулярных методов исследования. Этому способствовали важнейшие открытия в области молекулярной биологии и генетики.

В опытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных признаков. Выяснение принципов кодирования генетической информации в ДНК бактерий и установление универсальности генетического кода позволило лучше понимать молекулярно-генетические закономерности, свойственные высоко организованным организмам.

Расшифровка генома кишечной палочки сделала возможным конструирование и пересадку генов. Генная инженерия создала новое направление — биотехнологию, с помощью которой получены рекомбинантные микроорганизмы, новые вакцины и диагностические препараты.

Расшифрована молекулярно-генетическая организация многих вирусов и механизмы их взаимодействия с клетками, механизмы вирусного канцерогенеза. Разработан метод культур клеток. Открыт провирус, вироиды и прионы.

В современном понимании иммунология — наука, изучающая механизмы защиты организма от всего генетически чужеродного, поддержание структурной и функциональной целостности организма. Иммунология включает ряд специализированных направлений: иммуноморфологию, иммуногенетику, иммунологию онтогенеза, трансплантационную иммунологию, иммунопатологию, иммуногематологию, онкоиммунологию, вакцинологию и прикладную иммунодиагностику. Открыты новые антигены (опухолевые, ГКГС). Расшифровано строение антител, разработана клонально-селекционная теория иммунитета. Созданы гибридомы и получены моноклональные антитела. Изучены многие виды иммунодефицитов, открыты иммуномодуляторы.

Разработаны новые способы диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (ИФА, РИА, иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот, ПЦР).

Появилось понятие о новых и возвращающихся инфекциях. Пример реставрации старых патогенов — мультирезистентные микобактерии туберкулеза. Среди новых патогенов — вирусы геморрагических лихорадок, ВИЧ, легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии.

Сегодня микробиология, вирусология и иммунология — одно из ведущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний.

Формирование этой науки проходило в тесной связи с практической деятельностью человека, общим прогрессом науки и техники. Идея о живой природе заразного начала высказывалась еще Галеном, Джироламо Фракасторо. Создание первых микроскопов положило начало эмпирического периода.

Э. Дженнер – английский врач, исследовал причины и действие на организм коровьей оспы. В 1796 г. публично провел эксперимент по методу вакцинации – привил мальчику содержимое пустулы с руки крестьянки, заразившейся коровьей оспой. Возглавил Дженнеровское Королевское общество, занимавшееся вакцинацией всего населения.

И. Земмельвейс – венгерский врач. Работая в акушерской клинике, провел исследование и установил, что причиной развития родильной горячки являются грязные руки студентов. Предложил первый метод защиты и обеззараживания – мытье рук раствором хлорной извести.

Экспериментальный период развития микробиологии. Л. Пастер. Пастеровский институт в Париже.

В 1885 г. организовал в Париже первую антирабическую станцию.

В 1888 г. был создан специальный институт по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями, во главе которого стоял Пастер. Впоследствии он был назван Институтом Пастера и стал крупнейшим центром научной мысли в области микробиологии.

Экспериментальный период развития микробиологии. Л. Пастер. Пастеровский институт в Париже.

В 1885 г. организовал в Париже первую антирабическую станцию.

Читайте также: