Мечников Илья Ильич Выдающийся русский биолог и патолог, один из основоположников эволюционной эмбриологии, иммунологии, автор крупных социологических и философских работ – 1916

Мечников Илья Ильич Совместно с Паулем Эрлихом Мечников был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1908 г. «за труды по иммунитету». Как отметил в приветственной речи К. Мернер из Каролинского института, «после открытий Эдварда Дженнера, Луи Пастера и Роберта Коха оставался невыясненным основной вопрос иммунологии: каким образом организму удается победить болезнетворных микробов, которые, атаковав его, смогли закрепиться и начали развиваться. Пытаясь найти ответ на этот вопрос, Мечников положил начало современным исследованиям по… иммунологии и оказал глубокое влияние на весь ход её развития».

Мечников Илья Ильич Илья Ильич одним из первых установил, что защита организма от патогенных микробов и их вредоносного воздействия представляет собой сложную биологическую реакцию, которая обусловливается в первую очередь фагоцитарным процессом. В 1892 г. Мечников опубликовал свои лекции «О сравнительной патологии воспалений», а в 1901 г. – классическую монографию «Невосприимчивость в инфекционных болезнях», ставшую настольной книгой для микробиологов, медиков и биологов. В этих работах он со свойственной ему простатой и талантом изложил исследования о воспалении, защитных средствах организма и роли фагоцитоза.

Мечников Илья Ильич Мечников был учителем многих поколений биологов и медиков, вырастил замечательную плеяду отечественных и зарубежных микробиологов, иммунологов-инфекционистов, патологов. В Пастеровской лаборатории Под его руководством свыше тысячи русских учёных и врачей прошли обучение в Пастеровском институте. Среди ближайших учеников выдающиеся учёные Я.Ю.Бардах, Н.Ф.Гамалея, А.М.Безредка, Л.А.Тарасевич, И.Г.Савченко, Д.К.Заболотный, В.А.Хавкин и др.

Виноградский Сергей Николаевич После окончания естественного факультета Санкт- Петербургского университета в 1881 г. посвятил себя микробиологии и в 1885 г. уехал для дальнейшего обучения в Страсбург. В гг., работая в лаборатории де Бари, впервые показал возможность получения энергии за счет окисления сероводорода и использования её для ассимиляции углекислого газа, открыв таким образом хемосинтез (осуществляющие этот процесс микроорганизмы он назвал аноргоксиданты). До этого единственными автотрофными организмами считались фотосинтезирующие растения, поэтому данные работы обеспечили Виноградскому мировое признание.

Виноградский Сергей Николаевич В 1894 г. стал член- корреспондентом Императорской Санкт- Петербургской АН, а в 1895 г. выделил первую азотфиксирующую бактерию. Несмотря на многочисленные предложения остаться в Цюрихе или переехать в Париж, в 1899 г. Виноградский вернулся в Санкт-Петербург, где работал в институте экспериментальной медицины. Бактерии, окисляющие сероводород: А – Beggiatoa gigantea; Б – розетки Thiothrix; В – Achromatium oxaliferum с включениями карбоната кальция и серы

Виноградский Сергей Николаевич В 1902 г. Сергей Николаевич получил докторскую степень и с этого времени по 1905 г. был директором института экспериментальной медицины в Санкт- Петербурге. Здесь он занимается изучением опасных инфекций, в частности чумы. После революции 1917 г. уехал сначала в Швейцарию, а затем в Белград, где написал книгу «Железобактерии как аноргоксиданты». В 1922 г. по предложению Эмиля Ру, директора института Пастера, создал при институте отдел сельскохозяйственной биологии (другой вариант перевода агробактериологии) в Бри-Колет- Робер недалеко от Парижа, которым руководил до самой смерти. В 1923 г. стал почетным членом Российской АН. Это был единственный в её истории случай избрания эмигранта.

Гамалея Николай Федорович Один из основоположников микробиологии, направивший свой талант и энергию на то, чтобы выработать методы ликвидации опасных инфекций.

Гамалея Николай Федорович Образование Николай Федорович получил в Одесском университете, который переживал тогда один из лучших и плодотворных периодов своего существования. Лекции студентам читали крупнейшие ученые, в том числе И.И.Мечников и А.О.Ковалевский. Большую часть своих занятий в университете Гамалея посвятил изучению физиологии на кафедре, организованной И.М.Сеченовым и руководимой его учеником и последователем П.А.Спиро. Заинтересовавшись эволюционной теорией Дарвина, решил еще в студенческие годы посвятить себя её разработке. Изучая историю органической жизни, он пришел к мысли о том, что «должна быть создана наука об эволюции живого вещества или состава организмов».

Гамалея Николай Федорович Весной 1886 г. Одесское общество врачей командировало Николая Федоровича как одного из лучших бактериологов в Париж к Луи Пастеру. Основной целью поездки было ознакомление с пастеровским методом прививок против бешенства, чтобы применить этот метод в России. Вернувшись в Одессу, Гамалея организовал первую в России антирабическую станцию. В 1892 г. Гамалея переехал в Петербург, где организовал диагностическую лабораторию при госпитальной клинике Военно-медицинской академии. Здесь был проведен ряд экспериментальных исследований по изменчивости микробов под влиянием солей лития и кофеина и наблюдалось явление, названное им гетероморфизмом.

Гамалея Николай Федорович В 1893 г. Николай Федорович защитил диссертацию «Этиология холеры с точки зрения экспериментальной патологии». К этому времени ученым было издано свыше 60 работ, в том числе монографии «Бактерийные яды» и «Холера и борьба с ней», которая является одним из лучших в мировой литературе трудов на эту тему. В годы Великой Отечественной войны патриарх отечественной медицины продолжал свои эксперименты в специальной лаборатории в Боровом. В 1949 г., накануне своего 90- летнего юбилея, выдающийся ученый закончил подготовку к печати труда «Основы медицинской микробиологии», продемонстрировав удивительный пример творческого долголетия.

Габричевский Георгий Норбертович Русский врач, микробиолог, основатель научной школы бактериологов, один из организаторов производства бактериологических препаратов в России

Габричевский Георгий Норбертович В гг. Габричевский работал в лабораториях И.И.Мечникова, Р.Коха, Э.Ру и П.Эрлиха. С 1892 г. начал читать в московском университете первый в России систематический курс бактериологии для студентов и врачей. Сотрудники лаборатории И.И. Мечникова Там же организовал бактериологическую лабораторию, выросшую впоследствии в Бактериологический институт (1895 г.), которому в дальнейшем было присвоено его имя. Основные работы Габричевского посвящены изучению скарлатины, дифтерии, возвратного тифа, малярии, чумы и общим вопросам бактериологии.

Габричевский Георгий Норбертович С 1899 г. Георгий Габричевский – один из виднейших деятелей Пироговского общества врачей (с 1904 г. - председатель), создал и возглавил малярийную комиссию при обществе, организовал три научные экспедиции для изучения малярии и борьбы с ней, писал и издавал по этому вопросу популярные брошюры для населения. Дальнейшему развитию идей Г.Н.Габричевского посвятили свою деятельность его ученики и последователи – Н.М.Берестнев, П.В.Циклинская, Л.А.Чугаев, Е.И.Марциновский, В.И.Кедровский, Ф.М.Блюменталь, М.Б.Вермель, многие из которых впоследствии стали основателями самостоятельных научных учреждений в России.

Ивановский Дмитрий Иосифович Микробиолог, физиолог растений, специалист в области фитопатологии и физиологии растений, стоявший у истоков вирусологии

Ивановский Дмитрий Иосифович Своими исследованиями Дмитрий Иосифович заложил основы ряда научных направлений вирусологии: изучение природы вирусов, цитопатология вирусных инфекций, фильтрующихся форм микроорганизмов, хронического и латентного вирусоносительства. Всемирно известный американский ученый лауреат Нобелевской премии Уэнделл Стэнли дал высокую оценку исследованиям ивановского: «Право Ивановского на славу растет с годами. Я считаю, что его отношении к вирусам должно рассматриваться в том же свете, как мы смотрим на отношении Пастера и Коха к бактериям».

Заболотный Даниил Кириллович Один из основателей отечественной эпидемиологии, внесший огромный вклад в микробиологию инфекционных болезней, автор первого отечественного учебника «Основы эпидемиологии»

Заболотный Даниил Кириллович Важным направлением работы Даниила Андреевича было изучение эпидемий холеры и организация борьбы с ней. Им установлены пути заноса холеры, роль бациллоносительства в распространении заболевания, изучена биология возбудителя в природе и разработаны эффективные методы диагностики. В 1897 г. Заболотный принимал участие в работе экспедиции по изучению чумы в Индии и Аравии. Доказал идентичность этиологии бубонной и легочной чумы, а также лечебный эффект противочумной сыворотки. В 1898 г. совершил экспедицию караванным путем через пустыню Гоби и Китай в восточную Монголию для исследования эндемического очага чумы. В последующие годы много раз выезжал для борьбы с чумой в Месопотамию, Персию и различные области России.

Заболотный Даниил Кириллович Заболотный выяснил пути распространения чумы, способы заражения, доказал роль диких грызунов в распространении чумы среди людей, выработал методы вакцинации. Даниил Андреевич написал более 200 научных трудов, посвященных таким болезням, как чума, холера и сифилис, которые легли в основу санитарно- гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий по борьбе с заразными болезнями человека.

Омелянский Василий Леонидович Российский микробиолог, автор первого отечественного учебника «Основы микробиологии» и первого практического руководства по микробиологии

Омелянский Василий Леонидович Основные труды Омелянского посвящены изучению роли микробов в круговороте веществ (углерода и азота). Первое исследование (гг.) относятся к анаэробному разложению целлюлозы. Применив элективные питательные среды, содержащие в качестве единственного источника углерода фильтрованную бумагу, Василий Леонидович впервые выделил культуру бактерий, сбраживающих целлюлозу, и изучил их морфологию и физиологию. Разрабатывая проблему нитрификации, установил угнетающее влияние различных органических веществ на нитрифицирующие бактерии.

Омелянский Василий Леонидович В разные периоды своей жизни Омелянский пишет статьи «О получении лимонной кислоты из сахара», «Кефир», «Кумыс», опубликовывает «Бактериологическое исследование ила озёр Белое и Коломна», «К физиологии Photobacterim italicum» и др. Последней его работой было исследование «Роль микробов в выветривании горных пород». Все исследования Василий Леонидович производил на основе точного эксперимента, пользуясь простыми синтетическими средами, применяя химический анализ среды и учитывая всё происходящее в неё под влиянием микроорганизмов изменения. Соблюдение этих условий придавало исследованиям Омелянского исключительную точность, выводы его не встречали возражений и прочно вошли в науку.

Омелянский Василий Леонидович Научные заслуги Омелянского были признаны Петербургским университетом, присудившим ему степень доктора ботаники без защиты диссертации (1917 г.). Ещё раньше он был избран членом- корреспондентом Туринской медицинской академии. В 1916 г. Василий Леонидович был избран членом- корреспондентом Петербургской Академии наук, а в 1923 г. – её действительным членом. Кроме того, Омелянский был избран членом-корреспондентом Ломбардской Академии наук, Американского общества бактериологов и почётным членом ряда научных обществ.

Здродовский Павел Феликсович Известный микробиолог, иммунолог, эпидемиолог, академик АМН СССР

Здродовский Павел Феликсович Работая в гг. директором созданного по его инициативе в Баку Института микробиологии и гигиены, Павел Феликсович разработал план мероприятий по борьбе с малярией. Он участвовал в работе экспедиций, руководил работой всех малярийных станций в Азербайджане. Итоги этой работы были опубликованы в монографии «Малярия на Мугани» (1926 г.). Совместно с Б.В.Воскресенским разработал серологическую диагностику и серологическую дифференциацию лейшманиозов. С 1930 г. Здродовский работает в институте экспериментальной медицины (Ленинград), где заведует сектором эпидемиологии и отделом вакцинно- сывороточного производства. Здесь он разрабатывает ареактивную тифопаратифозную вакцину, методы профилактики столбняка и дифтерии.

Здродовский Павел Феликсович В 1933 г. Здродовский опубликовал книгу «Учение о бруцеллёзе», а результаты многолетних исследований обобщил в монографии «Бруцеллёз применительно к патологии человека». Павел Феликсович написал ряд оригинальных работ о физиологических аспектах иммуногенеза: «Проблема реактивности в учении об инфекции и иммунитете» (1950 г.), «Проблемы инфекции, иммунитета и аллергии» (1969 г.), «Физиологические основы иммуногенеза и его регуляция» (1972 г.) в соавторстве. Разработанная Здродовским теория приобретенного иммунитета против инфекционных заболеваний получила в настоящее время экспериментальное подтверждение.

Зильбер Лев Александрович Один из основоположников советской медицинской науки, исследователь с ярким и смелым дарованием, широким диапазоном, учёный большого мужества и гражданственности

Зильбер Лев Александрович И именем Льва Александровича связаны исследования природы иммунитета и изменчивости бактерий, создание первого в нашей стране научного вирусологического центра, открытие вируса и переносчика клещевого энцефалита и исследования вирусной природы бокового амиотрофического склероза, создание и экспериментальная разработка вирусогенетической теории происхождения опухолей и особого направления в науке – иммунологии рака.

Зильбер Лев Александрович Лев Александрович создал научную дисциплину – на стыке иммунологии и онкологии, опубликовал множество работ о вирусном происхождении рака, был избран членом Академии медицинских наук СССР, членом Королевского общества Великобритании, Академии наук США, членом Ассоциации онкологов Бельгии, Франции, удостоен Государственной премии СССР. Единственное, чего он не успел, но о чём мечтал все эти годы – создать вакцину против рака.

Ермольева Зинаида Виссарионовна Врач-новатор, крупный ученый, талантливый организатор здравоохранения и замечательный педагог. Создатель первого отечественного антибиотика

Ермольева Зинаида Виссарионовна Имя Ермольевой Зинаиды неразрывно связано с созданием первого отечественного пенициллина, становлением науки об антибиотиках, с их широким применением в нашей стране. Большое число раненых в первом периоде Великой Отечественной войны требовало интенсивной разработки и немедленного введения в медицинскую практику высокоэффективных препаратов для борьбы с раневой инфекцией. Именно в это время (1942 г.) Ермольевой и её сотрудниками во ВНИИ эпидемиологии и микробиологии был выведен первый отечественный пенициллин – крустозин. Уже в 1943 г. лаборатория начала готовить пенициллин для клинических испытаний. Работая практически круглосуточно, в чрезвычайно трудных условиях военных лет, Зинаида Виссарионовна и её ученики получали, испытывали на активность, стерильность и безвредность и отправляли в клиники драгоценный препарат.

Ермольева Зинаида Виссарионовна Перу Зинаиды Виссарионовны принадлежит более 500 научных трудов, в том числе 6 монографий. Заслуживают особого упоминания такие работы, как «О лизоциме» (1933 г., совместно с другими авторами), «О бактериофаге и его применении» (1939 г.), «Холера» (1942 г.), «Пенициллин» (1946 г.), «Пути развития рациональной антибиоикотерапии» (1957 г.), «Антибиотики, интерферон, бактериальные полисахариды» (1971 г.). Более 30 лет жизни Ермольева посвятила изучению антибиотиков. В этой области ей принадлежит приоритет открывателя, её работы по этой проблеме имели огромное значение для клинической медицины.

Гаузе Георгий Францевич Один из основоположников теоретической и экспериментальной экологии, крупнейший специалист в области исследований антибиотиков

Гаузе Георгий Францевич Научная биография Георгия Францевича просто удивительна. Он внес выдающийся вклад в самые разные области биологии и медицины. И в литературе даже бытует мнение, что существовало два Гаузе. Один исследовал проблемы экологии, эволюционной теории и цитологии, а другой принадлежит к основоположникам современного учения об антибиотиках. На самом деле это был один и тот же исследователь, а его, казалось бы, изолированные работы тесно связаны между собой.

Гаузе Георгий Францевич Всемирную известность приобрели эксперименты Гаузе по конкуренции среди различных видов простейших. Вначале был изучен рост каждого вида в чистой культуре, вычислены коэффициенты размножения, внутривидовой конкуренции, максимальная численность популяции в определённом объёме среды обитания. Затем были созданы смешанные культуры из двух видов, в которых определялся уровень межвидовой конкуренции и выяснялись причины протекающих процессов.

Гаузе Георгий Францевич Во время Великой Отечественной войны в лаборатории Гаузе впервые были получены очищенные от липидов кристаллы неизвестного антибактериального вещества. Этим веществом оказался знаменитый грамицидин С, который быстро был внедрен в практику советского здравоохранения и широко использовался на фронте для лечения раневых инфекций. Главный хирург Красной Армии Н.Н.Бурденко сам возглавил бригаду учёных-медиков по испытанию антибиотика во фронтовой обстановке.

О микробиологах и их великих открытиях, которые создали основы борьбы с инфекционными болезнями и сохранили миллионы человеческих жизней, можно прочитать в книгах: Блинкин, С. А. Героические будни медиков / С. А. Блинкин. – М. : Медицина, – 191 с. Блинкин, С. А. Люди большого мужества / С. А. Блинкин. – М. : Медицина, – 212 с. де Крайль, П. Охотники за микробами / П. де Крайль. – М. : Молодая гвардия, – 486 с.

Вклад Н. Ф. Гамалеи в микробиологию и эпидемиологию / под ред. С. Н. Муромцева. – М. : [Б. и.], – 163 с. Голиневич, Е. М. П. Ф. Здродовский / Е. М. Голиневич. – М. : Медицина, – 140 с. Гутина, В. Н. Николай Александрович Красильников / В. Н. Гутина. – М. : Наука, – 216 с. Тихонова, М. А. В. Д. Тимаков / М. А. Тихонова. – М. : Медицина, – 192 с.

История развития науки «Микробиология»

«История развития микробиологии»

Микробиология (от греч. mikros -- малый, bios -- жизнь, logos -- учение) -- наука о малой жизни, объектом изучения которой являются микроорганизмы. Особенность их -- простота и очень малый размер.

Микробиологию можно подразделить на общую и частную. Общая микробиология изучает строение, физиологию, биохимию, генетику, экологию и эволюцию микробов. Частная микробиология по объектам изучения делится на медицинскую, ветеринарную, сельскохозяйственную, морскую, космическую, техническую.

Основной задачей медицинской микробиологии является изучение патогенных для человека микробов, механизмов инфекции, методов лабораторной диагностики, специфической терапии и профилактики инфекционных заболеваний человека.

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

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 -- IУ 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. Основоположник морфологического периода голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632--1723) сконструировал микроскоп с увеличением в ЗОО раз. Рассматривая под ним капли воды, зубной налет, различные настои, он всюду находил мельчайших «зверюшек» -- amimalcula. Первые наблюдения Левенгук опубликовал ё 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. Самойловпч (1744-1805), Р. Кох (1843-1910), И. И. Мечников (1845- 1916), Н.Ф.Гамалея (1859-1949) и многих других. За это время открыто и описано более 2000 видов бактерий и грибов -- возбудителей болезней человека.

В конце ХIХ века было доказано, что причиной болезней человека и животных могут быть не только бактерии, но и простейшие: амебы, лейшмании, плазмодии малярии и др. Эти открытия послужили основой для создания науки протозоологии -- учения о болезнях, вызываемых простейшими. Основоположниками протозоологии были русские исследователи Ф.А.Леш (1840-1 903), выявивший возбудителя амебиаза, П.Ф.Боровскпй (1863-1 932), изучивший лейшманиоз, и французский врач Лаверан (1845-1922), описавший возбудителя малярии.

Начало физиологического периода относится к 60-м годам ХIХ в. и связано с деятельностью выдающегося французского ученого Луп 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. В 1860 г. Пастер как ученый-биолог был награжден премией Парижской Академии наук. микроорганизм дезинфекция гигиенический

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. 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 до 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. Гамалеп (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.

Основоположником эпидемиологии считается д. К. Забологный (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 почтенных микроорганизмов. Его по праву считают отцом почтенной 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. Значительные успехи в области микробиологии молока и молочных продуктов достигнуты школой С. А. Королева (1876--1932) и др.

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.

Микробиологией называют науку о микроскопических живых существах, размер которых не превышает 1 мм. Такие организмы можно рассмотреть только с помощью увеличительных приборов. Объектами микробиологии являются представители разных групп живого мира: бактерии, археи, простейшие, микроскопические водоросли, низшие грибы. Все они характеризуются малыми размерами и объединяются общим термином «микроорганизмы».

Микроорганизмы представляют собой самую большую группу живых существ на Земле, и ее члены распространены повсеместно.

Место микробиологии в системе биологических наук определяется спецификой ее объектов, которые, с одной стороны, в большинстве своем представляют собой одну клетку, а с другой - являются полноценным организмом. Как наука об определенном классе объектов и их разнообразии микробиология аналогична таким дисциплинам, как ботаника и зоология. В то же время она относится к физиолого-биохимической ветви биологических дисциплин, так как изучает функциональные возможности микроорганизмов, их взаимодействие с окружающей средой и другими организмами. И наконец, микробиология - это наука, исследующая общие фундаментальные законы существования всего живого, явления на стыке одно- и многоклеточности, развивающая представления об эволюции живых организмов.

Значение микроорганизмов в природных процессах и человеческой деятельности

Роль микробиологии определяется значением микроорганизмов в природных процессах и в человеческой деятельности. Именно они обеспечивают протекание глобального круговорота элементов на нашей планете. Такие его стадии, как фиксация молекулярного азота, денитрификация или минерализация сложных органических веществ, были бы невозможны без участия микроорганизмов. На деятельности микроорганизмов основан целый ряд необходимых человеку производств продуктов питания, различных химических веществ, лекарственных препаратов и т.д. Микроорганизмы используются для очистки окружающей среды от различных природных и антропогенных загрязнений. В то же время многие микроорганизмы являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, а также вызывают порчу продуктов питания и различных промышленных материалов. Представители других научных дисциплин часто используют микроорганизмы в качестве инструментов и модельных систем при проведении экспериментов.

История микробиологии

История микробиологии исчисляется примерно с 1661 г, когда голландский торговец сукном Антони ван Левенгук (1632-1723) впервые описал микроскопические существа, наблюдаемые им в микроскоп собственного изготовления. В своих микроскопах Левенгук использовал одну короткофокусную линзу, закрепленную в металлическую оправу. Перед линзой находилась толстая игла, к кончику которой прикреплялся исследуемый объект. Иглу можно было передвигать относительно линзы с помощью двух фокусирующих винтов. Линзу следовало приложить к глазу и через нее рассматривать объект на кончике иглы. Будучи по складу характера любознательным и наблюдательным человеком, Левенгук изучил различные субстраты естественного и искусственного происхождения, рассмотрел под микроскопом огромное количество объектов и сделал очень точные рисунки. Он исследовал микроструктуру растительных и животных клеток, сперматозоиды и эритроциты, строение сосудов растений и животных, особенности развития мелких насекомых. Достигнутое увеличение (50-300 раз) позволило Левенгуку увидеть микроскопические существа, названные им «зверушками», описать их основные группы, а также сделать вывод о том, что они вездесущи. Свои заметки о представителях мира микробов (простейших, плесневых грибах и дрожжах, различных формах бактерий - палочковидных, сферических, извитых), о характере их движения и устойчивых сочетаниях клеток Левенгук сопровождал тщательными зарисовками и в виде писем направлял в Английское Королевское общество, которое имело целью поддерживать обмен информацией среди научной общественности. После смерти Левенгука изучение микроорганизмов долго сдерживалось несовершенством увеличительных приборов. Только к середине XIX века были созданы модели световых микроскопов, позволившие другим исследователям детально описать основные группы микроорганизмов. Этот период истории микробиологии можно условно назвать описательным.

Физиологический этап развития микробиологии начался приблизительно с середины 19-го века и связан он с работами французского химика-кристаллографа Луи Пастера (1822-1895) и немецкого сельского врача Роберта Коха (1843-1910). Эти ученые положили начало экспериментальной микробиологии и существенно обогатили методологический арсенал этой науки.

При исследовании причин прокисания вина Л.Пастер установил, что сбраживание виноградного сока и образование спирта осуществляют дрожжи, а порчу вина (появление посторонних запахов, вкусов и ослизнение напитка) вызывают другие микробы. Для предохранения вина от порчи Пастер предложил способ тепловой обработки (нагревание до 70 о С) сразу после брожения, чтобы уничтожить посторонние бактерии. Такой прием, применяемый и сегодня для предохранения молока, вина и пива, получил название «пастеризация».

Исследуя другие виды брожения, Пастер показал, что каждое брожение имеет главный конечный продукт и вызывается микроорганизмами определенного типа. Эти исследования привели к открытию неизвестного ранее образа жизни - анаэробного (бескислородного) метаболизма , при котором кислород не только не нужен, но и часто вреден для микроорганизмов. В то же время для значительного числа аэробных микроорганизмов кислород является необходимым условием их существования. Изучая на примере дрожжей возможность переключения с одного типа обмена веществ на другой, Л.Пастер показал, что анаэробный метаболизм энергетически менее выгоден. Микроорганизмы, способные к такому переключению, он назвал факультативными анаэробами .

Пастер окончательно опроверг возможность самозарождения живых существ из неживой материи в обычных условиях. К тому времени вопрос о самозарождении животных и растений из неживого материала был уже решен отрицательно, а относительно микроорганизмов спор продолжался. Опыты итальянского ученого Ладзаро Спалланцани и французского исследователя Франсуа Аппера по длительному прогреванию питательных субстратов в герметичных сосудах для предотвращения развития микробов подвергались критике сторонников теории самозарождения: они считали, что именно укупорка сосудов препятствует проникновению внутрь некой «жизненной силы». Пастером был проведен изящный эксперимент, поставивший точку в этой дискуссии. Прогретый питательный бульон был помещен в открытый стеклянный сосуд, горлышко которого было вытянуто трубкой и S-образно изогнуто. Воздух мог беспрепятственно проникать внутрь колбы, а клетки микроорганизмов оседали в нижнем изгибе горлышка и не попадали в бульон. В этом случае бульон оставался стерильным неопределенно долго. Если же колбу наклоняли так, что жидкость заполняла нижний изгиб, а затем бульон возвращали обратно в сосуд, то внутри быстро начинали развиваться микроорганизмы.

Работы по изучению «болезней» вина позволили ученому предположить, что возбудителями инфекционных заболеваний животных и человека также могут быть микроорганизмы. Пастер выделил возбудителей ряда болезней и изучил их свойства. Опыты с патогенными микроорганизмами показали, что при определенных условиях они становились менее агрессивными и не убивали зараженный организм. Пастер сделал вывод о возможности прививать ослабленных возбудителей здоровым и зараженным людям и животным, чтобы стимулировать защитные силы организма в борьбе с инфекцией. Ученый назвал материал для прививок вакциной, а сам процесс - вакцинацией. Пастер разработал способы прививок против ряда опасных заболеваний животных и человека, в том от бешенства.

Роберт Кох, начав с доказательства бактериальной этиологии сибирской язвы, затем выделил возбудителей многих болезней в чистой культуре. В своих экспериментах он использовал мелких подопытных животных, а также наблюдал под микроскопом развитие бактериальных клеток в кусочках тканей зараженных мышей. Кохом были разработаны способы выращивания бактерий вне организма, различные методы окраски препаратов для микроскопии и предложена схема получения чистых культур микроорганизмов на твердых средах в виде отдельных колоний. Эти простые приемы до сих пор используются микробиологами всего мира. Кох окончательно сформулировал и экспериментально подтвердил постулаты, доказывающие микробное происхождение заболевания:

1. микроорганизм должен присутствовать в материале больного;
2. выделенный в чистой культуре, он должен вызывать ту же болезнь у экспериментально зараженного животного;
3. из этого животного возбудитель должен быть опять выделен в чистую культуру, и две эти чистые культуры должны быть одинаковыми.

Эти правила получили в дальнейшем название «триада Коха». При исследовании возбудителя сибирской язвы ученый наблюдал образование клетками особых плотных телец (спор). Кох пришел к выводу, что устойчивость этих бактерий в окружающей среде связана со способностью к спорообразованию. Именно споры в течение длительного времени способны заражать скот и в тех местах, где ранее находились больные животные или устраивались скотомогильники.

В 1909 г. за труды по иммунитету русский физиолог Илья Ильич Мечников (1845-1916) и немецкий врач-биохимик Пауль Эрлих (1854—1915) получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

И.И.Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета, рассматривавшую процесс поглощения лейкоцитами животных чужеродных агентов как защитную реакцию макроорганизма. Инфекционное заболевание представлялось в этом случае как противостояние патогенных микроорганизмов и фагоцитов организма-хозяина, а выздоровление означало «победу» фагоцитов. В дальнейшем, работая в бактериологических лабораториях сначала в Одессе, а потом в Париже, И.И.Мечников продолжал изучение фагоцитоза, а также принимал участие в исследовании возбудителей сифилиса, холеры и других инфекционных заболеваний и разработке ряда вакцин. На склоне лет И.И.Мечников заинтересовался проблемами старения человека и обосновал полезность использования в пище больших количеств кисломолочных продуктов, содержащих «живые» закваски. Он пропагандировал использование суспензии молочнокислых микроорганизмов, утверждая, что такие бактерии и образуемые ими молочнокислые продукты способны подавлять гнилостные микроорганизмы, производящие вредные шлаки в кишечнике человека.

П.Эрлих, занимаясь экспериментальной медициной и биохимией лекарственных соединений, сформулировал гуморальную теорию иммунитета, согласно которой макроорганизм для борьбы с инфекционными агентами производит специальные химические вещества - антитела и антитоксины, нейтрализующие микробные клетки и выделяемые ими агрессивные субстанции. П.Эрлих разработал методы лечения ряда инфекционных заболеваний и участвовал в создании препарата для борьбы с сифилисом (сальварсана). Ученый первым описал феномен приобретения патогенными микроорганизмами устойчивости к лекарственным препаратам.

Русский эпидемиолог Николай Федорович Гамалея (1859-1948) изучал пути передачи и распространения таких серьезных инфекций как бешенство, холера, оспа, туберкулез, сибирская язва и некоторые заболевания животных. Им усовершенствован разработанный Л.Пастером способ профилактических прививок и предложена вакцина против холеры человека. Ученый разработал и внедрил комплекс санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий по борьбе с чумой, холерой, оспой, сыпным и возвратным тифами и другими инфекциями. Н.Ф.Гамалея открыл вещества, растворяющие бактериальные клетки (бактериолизины), описал явление бактериофагии (взаимодействия вирусов и бактериальной клетки) и внес существенный вклад в изучение микробных токсинов.

Признание огромной роли микроорганизмов в биологически важных круговоротах элементов на Земле связано с именами русского ученого Сергея Николаевича Виноградского (1856-1953) и голландского исследователя Мартинуса Бейеринка (1851-1931). Эти ученые изучали группы микроорганизмов, способных осуществлять химические превращения основных элементов и участвовать в биологически важных круговоротах на Земле. С.Н.Виноградский работал с микроорганизмами, использующими неорганические соединения серы, азота, железа и открыл уникальный образ жизни, свойственный только прокариотам, при котором для получения энергии используется восстановленное неорганическое соединение, а для биосинтезов - углерод углекислого газа. Ни животные, ни растения не могут существовать таким способом.

С.Н.Виноградский и М.Бейеринк независимо друг от друга показали способность некоторых прокариот использовать атмосферный азот в своем обмене веществ (фиксировать молекулярный азот). Ими были выделены в виде чистых культур свободноживущие и симбиотические микробы-азотфиксаторы и отмечена глобальная роль таких микроорганизмов в цикле азота. Только прокариотические микроорганизмы могут переводить газообразный азот в связанные формы, используя его для синтеза компонентов клетки. После отмирания азотфиксаторов соединения азота становятся доступными для других организмов. Таким образом, азотфиксирующие микроорганизмы замыкают биологический круговорот азота на Земле.

На рубеже XIX-XX веков русский физиолог растений и микробиолог Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920) открыл вирус табачной мозаики, тем самым обнаружив особую группу биологических объектов, не имеющих клеточного строения. При исследовании инфекционной природы мозаичной болезни табака ученый попытался очистить сок растения от возбудителя, пропуская его через бактериальный фильтр. Однако после этой процедуры сок был способен заражать здоровые растения, т.е. возбудитель оказался гораздо меньше всех известных микроорганизмов. В дальнейшем оказалось, что целый ряд известных заболеваний вызывается подобными возбудителями. Их назвали вирусами. Увидеть вирусы удалось только в электронный микроскоп. Вирусы являются особой группой биологических объектов, не имеющих клеточного строения, изучением которых в настоящее время занимается наука вирусология.

В 1929 г. английским бактериологом и иммунологом Александром Флемингом (1881-1955) был открыт первый антибиотик пенициллин. Ученый интересовался вопросами развития инфекционных болезней и действия на них различных химических препаратов (сальварсана, антисептиков). Во время Первой мировой войны в госпиталях раненые сотнями умирали от заражения крови. Повязки с антисептиками лишь немного облегчали состояние больных. Флеминг поставил опыт, создав модель рваной раны из стекла и заполнив ее питательной средой. В качестве «микробного загрязнения» он использовал навоз. Промывая стеклянную «рану» раствором сильного антисептика и затем заполняя ее чистой средой Флеминг показал, что антисептики не убивают микроорганизмы в неровностях «раны» и не останавливают инфекционный процесс. Осуществляя множество посевов на твердые среды в чашках Петри, ученый проверял антимикробный эффект различных выделений человека (слюны, слизи, слезной жидкости) и открыл лизоцим, убивающий некоторые болезнетворные бактерии. Чашки с посевами сохранялись Флемингом длительное время и многократно просматривались. В тех чашках, куда случайно попали споры грибов и выросли колонии плесени, ученый заметил отсутствие роста бактерий вокруг этих колоний. Специально поставленные эксперименты показали, что вещество, выделяемое плесневым грибом из рода Penicillium губительно для бактерий, но не опасно для подопытных животных. Флеминг назвал это вещество пенициллином. Использование пенициллина в качестве лекарства стало возможным только после выделения его из питательного бульона и получения в химически чистом виде (в 1940 г.), что в дальнейшем привело к разработке целого класса лекарственных препаратов, названных антибиотиками. Начались активные поиски новых продуцентов антимикробных веществ и выделение новых антибиотиков. Так, в 1944 г. американский микробиолог Зельман Ваксман (1888-1973) получил с помощью ветвящихся бактерий рода Streptomyces широко применяемый антибиотик стрептомицин.

Ко второй половине XIX века микробиологами был накоплен огромный материал, свидетельствующий о чрезвычайном разнообразии типов микробного обмена веществ. Изучению многообразия жизненных форм и выявлению их общих черт посвящены работы голландского микробиолога и биохимика Алберта Яна Клюйвера (1888-1956) и его учеников. Под его руководством было проведено сравнительное изучение биохимии далеко отстоящих друг от друга систематических и физиологических групп микроорганизмов, а также анализ данных физиологии и генетики. Эти работы позволили делать вывод об однотипности макромолекул, составляющих все живое, и об универсальности биологической «энергетической валюты» - молекул АТФ. Разработка общей схемы метаболических путей в значительной степени базируется на исследованиях фотосинтеза высших растений и бактерий, проведенных учеником А.Я.Клюйвера Корнелиусом ван Нилем (1897-1985). К. ван Ниль изучил обмен веществ различных фотосинтезирующих прокариот и предложил обобщающее суммарное уравнение фотосинтеза: CO 2 +H 2 A+ һν → (CH 2 O) n +A, где H 2 A - либо вода, либо другое окисляемое вещество. Такое уравнение предполагало, что именно вода, а не углекислый газ, разлагается при фотосинтезе с выделением кислорода. К середине XX века выводы А.Я.Клюйвера и его учеников (в частности, К. ван Ниля) легли в основу принципа биохимического единства жизни.

Развитие отечественной микробиологии представлено различными направлениями и деятельностью многих известных ученых. Целый ряд научных учреждений нашей страны носит имена многих из них. Так, Лев Семенович Ценковский (1822-1877) изучил большое число простейших, микроводорослей, низших грибов и сделал вывод об отсутствии четкой границы между одноклеточными животными и растениями. Он также разработал способ прививки против сибирской язвы с применением «живой вакцины Ценковского» и организовал пастеровскую станцию вакцинации в Харькове. Георгий Норбертович Габричевский (1860-1907) предложил способ лечения дифтерии с помощью сыворотки и участвовал в создании производства бактериальных препаратов в России. Ученик С.Н.Виноградского Василий Леонидович Омелянский (1867-1928) исследовал микроорганизмы, участвующие в превращениях соединений углерода, азота, серы и в процессе анаэробного разложения целлюлозы. Его работы расширили представления о деятельности микроорганизмов почвы. В.Л.Омелянский предложил схемы круговоротов биогенных элементов в природе. Георгий Адамович Надсон (1867-1939) сначала занимался микробной геохимической деятельностью и воздействием различных повреждающих факторов на микробные клетки. В дальнейшем его работы были посвящены изучению наследственности и изменчивости микроорганизмов и получению устойчивых искусственных мутантов низших грибов под действием излучений. Одним из основоположников морской микробиологии является Борис Лаврентьевич Исаченко (1871-1948). Им была высказана гипотеза о биогенном происхождении месторождений серы и кальция. Владимир Николаевич Шапошников (1884-1968) является основателем отечественной технической микробиологии. Его работы по физиологии микроорганизмов посвящены изучению различных видов брожения. Им открыто явление двухфазности ряда микробиологических процессов и разработка способов управления ими. Исследования В.Н.Шапошникова стали основой для организации в СССР микробиологических производств органических кислот и растворителей. Работы Зинаиды Виссарионовны Ермольевой (1898-1974) внесли существенный вклад в физиологию и биохимию микроорганизмов, медицинскую микробиологию, а также способствовали становлению микробиологического производства ряда отечественных антибиотиков. Так, она исследовала возбудители холеры и другие холероподобные вибрионы, их взаимодействие с организмом человека и предложила санитарные нормы хлорирования водопроводной воды в качестве средства профилактики этого опасного заболевания. Ею был создан и применен для профилактики препарат холерного бактериофага, а в дальнейшем - и комплексный препарат против холеры, дифтерии и брюшного тифа. Применение лизоцима в медицинской практике основано на работах З.В.Ермольевой по обнаружению новых растительных источников лизоцима, установлению его химической природы, разработке метода выделения и концентрирования. Получение отечественного штамма продуцента пенициллина и организация промышленного производства препарата пенициллина-крустозина в годы Великой Отечественной войны - это неоценимая заслуга З.В.Ермольевой. Эти исследования явились импульсом для поиска и селекции отечественных продуцентов других антибиотиков (стрептомицина, тетрациклина, левомицетина, экмолина). Работы Николая Александровича Красильникова (1896-1973) посвящены изучению мицелиальных прокариотических микроорганизмов - актиномицетов. Подробное исследование свойств этих микроорганизмов позволило Н.А.Красильникову создать определитель актиномицетов. Ученый был одним из первых исследователей явления антагонизма в мире микробов, что позволило ему выделить актиномицетный антибиотик мицетин. Н.А.Красильников изучал также взаимодействие актиномицетов с другими бактериями и высшими растениями. Его работы по почвенной микробиологии посвящены роли микроорганизмов в почвообразовании, распределению их в почвах и влиянию на плодородие. Ученица В.Н.Шапошникова, Елена Николаевна Кондратьева (1925-1995) возглавляла изучение физиологии и биохимии фотосинтезирующих и хемолитотрофных микроорганизмов. Ею подробно проанализированы особенности метаболизма таких прокариот и выявлены общие закономерности фотосинтеза и углеродного обмена. Под руководством Е.Н.Кондратьевой был открыт новый путь автотрофной фиксации СО 2 у зеленых несерных бактерий, проведено выделение и подробное изучение штаммов фототрофных бактерий нового семейства. В ее лаборатории была создана уникальная коллекция бактерий-фототрофов. Е.Н.Кондратьева была инициатором исследований метаболизма микроорганизмов-метилотрофов, использующих в своем метаболизме одноуглеродные соединения.

В XX веке микробиология полностью сложилась как самостоятельная наука. Дальнейшее ее развитие происходило с учетом открытий, сделанных в других областях биологии (биохимии, генетике, молекулярной биологии и т.д.). В настоящее время многие микробиологические исследования проводятся совместно специалистами разных биологических дисциплин. Многочисленные достижения микробиологии конца XX - начала XXI веков будут кратко изложены в соответствующих разделах учебника.

Основные направления в современной микробиологии.

Уже к концу XIX века микробиология в зависимости от выполняемых задач начинает подразделяться на ряд направлений. Так, исследования основных законов существования микроорганизмов и их разнообразия относят к общей микробиологии, а частная микробиология изучает особенности их разных групп. Задача природоведческой микробиологии - выявление способов жизнедеятельности микроорганизмов в естественных местах обитания и их роли в природных процессах. Особенности болезнетворных микроорганизмов, вызывающих заболевания человека и животных, и их взаимодействие с организмом хозяина изучают медицинская и ветеринарная микробиология, а микробные процессы в земледелии и животноводстве исследует сельскохозяйственная микробиология. Почвенная, морская, космическая и т.д. микробиология - это разделы, посвященные свойствам специфических для этих природных сред микроорганизмам и процессам, с ними связанным. И наконец, промышленная (техническая) микробиология как часть биотехнологии изучает свойства микроорганизмов, используемых для различных производств. В то же время от микробиологии отделяются новые научные дисциплины, занимающиеся изучением определенных более узких групп объектов (вирусология, микология, альгология и др.). В конце XX века усиливается интеграция биологии наук и многие исследования происходят на стыке дисциплин, образуя такие направления, как молекулярная микробиология, генная инженерия и др.

В современной микробиологии можно выделить несколько основных направлений. С развитием и совершенствованием методологического арсенала биологии активизировались фундаментальные микробиологические исследования, посвященные выяснению путей метаболизма и способов их регуляции. Бурно развивается систематика микроорганизмов, ставящая цель создать такую классификацию объектов, которая отражала бы место микроорганизмов в системе всего живого, родственные связи и эволюцию живых существ, т.е. осуществить построение филогенетического древа. Изучение роли микроорганизмов в природных процессах и антропогенных системах (экологическая микробиология) крайне актуально в связи с повышенным интересом к современным экологическим проблемам. Значительное внимание привлекают исследования популяционной микробиологии, занимающейся выяснением природы межклеточных контактов и способов взаимодействия клеток в популяции. Не теряют актуальности те направления микробиологии, которые связаны с применением микроорганизмов в человеческой деятельности.

Дальнейшее развитие микробиологии в XXI веке наряду с накоплением фундаментальных знаний призвано помочь решению ряда глобальных проблем человечества. В результате варварского отношения к природе и повсеместного загрязнения окружающей среды антропогенными отходами возник значительный дисбаланс в круговоротах веществ на нашей планете. Только микроорганизмы, обладая широчайшими метаболическими возможностями, высокой пластичностью обмена веществ и значительной устойчивостью к повреждающим факторам, могут преобразовать стойкие и токсичные загрязнения в безвредные для природы соединения, а в ряде случаев и в пригодные для дальнейшего использования человеком продукты. Тем самым понизится выброс так называемых «парниковых газов» и стабилизируется газовый состав атмосферы Земли. Осуществляя защиту окружающей среды от загрязнений, микроорганизмы одновременно будут способствовать постоянству глобального круговорота элементов. Микроорганизмы, развиваясь на отходах промышленности и сельского хозяйства, могут служить альтернативными источниками топлива (биогаза, биоэтанола и других спиртов, биоводорода и т.д.). Это позволит решить энергетические проблемы человечества, связанные с истощением полезных ископаемых (нефти, угля, природного газа, торфа). Восполнение продовольственных ресурсов (особенно белковых) возможно путем введения в рацион питания дешевой микробной биомассы быстрорастущих штаммов, полученной на отходах пищевой промышленности или на очень простых средах. Сохранению здоровья человеческой популяции будут способствовать не только тщательное изучение свойств патогенных микроорганизмов и выработка методов защиты от них, но и переход на «природные лекарства» (пробиотики), повышающие иммунный статус человеческого организма.

Наука о формах, сочетаниях и размерах клеток микроорганизмов, их дифференциации, а также размножении и развитии. - наука о многообразии микроорганизмов и их классификации по степени родства. В настоящее время в основу систематики микроорганизмов положены молекулярно-биологические методы.- наука об обмене веществ (метаболизме) микроорганизмов, включающая способы потребления питательных веществ, их разложение, синтез веществ, а также способы получения микроорганизмами энергии в результате процессов брожения , анаэробного дыхания , аэробного дыхания и фотосинтеза .

Экология микроорганизмов - наука, изучающая влияние факторов внешней среды на микроорганизмы, взаимоотношения микроорганизмов с другими микроорганизмами и роль микроорганизмов в экосистемах.

Прикладная микробиология и биотехнология микроорганизмов - наука о практическом применении микроорганизмов, производстве биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, аминокислот, низкомолекулярных регуляторных соединений, органических кислот) и биотоплива (биогазы, спирты) с помощью микроорганизмов, условиях образования и способы регуляции образования данных продуктов.

Рекомендуемая литература

Поль де Крюи. Охотники за микробами. Научно-популярное издание.

Гучев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. Учебник для ВУЗов.

Нетрусов А.И., Котова И.Б. Общая микробиология. Учебник для ВУЗов.

Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. Учебник для ВУЗов.

Практикум по микробиологии. Под ред. А.И. Нетрусова. Учебное пособие для ВУЗов.

Экология микроорганизмов. Под ред. А.И. Нетрусова. Учебное пособие для ВУЗов.

Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. Научное издание.

Колотилова Н.Н., Заварзин Г.А. Введение в природоведческую микробиологию. Учебное пособие для ВУЗов.

Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. Учебное пособие для ВУЗов.

Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. Учебник для ВУЗов.

Промышленная микробиология. Под ред. Н.С. Егорова. Учебное пособие для ВУЗов.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Санитарно-гигиенических и профилактических дисциплин

ЧЕСТНОВА Т.В., СМОЛЬЯНИНОВА О.Л.

МЕДИЦИНСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ, ВИРУСОЛОГИЯ

И ИММУНОЛОГИЯ

(Учебно-практическое пособие для студентов медицинских вузов).

ТУЛА – 2008

УДК 576.8

Рецензенты:…………

Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебно-практическое пособие / Под ред. М422 Т.В. Честновой, О.Л. Смольяниновой, –….., 2008. - ….с.

Учебно-практическое пособие написано сотрудниками кафедры санитарно-гигиенических и профилактических дисциплин Тульского государственного университета в соответствии с официально утвержденными программами преподавания микробиологии (бактериологии, вирусологии, микологии, протозоологии) и иммунологии для студентов медицинских вузов всех факультетов.

В учебно-практическом пособии дается описание бактериологической лаборатории, излагаются микроскопические методы исследования, основы приготовления питательных сред, содержатся сведения о морфологии, систематике и физиологии бактерий, грибов, простейших и вирусов. Также дается характеристика различных патогенных микроорганизмов, вирусов и методы их лабораторных исследований.

ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

Введение………………………………………………………………………………………………

Краткая история развития микробиологии…………………………………………………………

Тема 1. Морфология и классификация микроорганизмов………………………………………..

1.1. Микробиологические лаборатории, их оборудование, основы техники безопасности и правила работы в них………………………………………………………………………………..

1.2. Строение и классификация микроорганизмов…………………………………………………

1.3. Строение и классификация бактерий (прокариот)…………………………………………….

1.4. Строение и классификация грибов……………………………………………………………..

1.5. Строение и классификация простейших……………………………………………………….

1.6. Строение и классификация вирусов……………………………………………………………

Тест по теме…………………………………………………………………………………………..

Тема 2. Микроскопия………………………………………………………………………………..

2.1. Микроскопы, их устройство, виды микроскопии, техника микроскопирования микроорганизмов, правила обращения с микроскопом………………………………………………………….

2.2. Методы приготовления и окрашивания микроскопических препаратов……………………..

Тест по теме…………………………………………………………………………………………….

Тема 3. Физиология микроорганизмов……………………………………………………………….

3.1. Рост и размножение бактерий. Фазы размножения…………………………………………….

3.2.Питательные среды, принципы их классификации, требования, предъявляемые к питательным средам, методы культивирования микроорганизмов…………………………………………..

3.3. Питание бактерий………………………………………………………………………………….

3.4. Метаболизм бактериальной клетки……………………………………………………………….

3.5. Виды пластического обмена………………………………………………………………………

3.6. Принципы и методы выделения чистых культур. Ферменты бактерий, их идентификация. Внутривидовая идентификация (эпидемиологическое маркирование)……………………………..

3.7. Особенности физиологии грибов, простейших, вирусов и их культивирование………………

3.8. Бактериофаги, их строение, классификация и применение……………………………………..

Тест по теме……………………………………………………………………………………………

Тема 4. Влияние условий внешней среды на микроорганизмы……………………………………..

4.1. Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы………….

4.2. Понятие о стерилизации, дезинфекции, асептике и антисептике. Методы стерилизации, аппаратура. Контроль качества дезинфекции…………………………………………………………..

Тема 5. Нормальная микрофлора организма человека……………………………………………….

5.1. Нормофлора, ее значение для микроорганиз. Понятие о транзиторной флоре, дисбиотических состояниях, их оценка, методы коррекции……………………………………………………..

Тема 6. Генетика микробов. …………………………………………………………………………..

6.1. Строение генома бактерий. Фенотипическая и генотипическая изменчивость. Мутации. Модификации.…………………………………………………………………………………………..

Генетические рекомбинайии микроорганизмов. Основы генной инженерии, практическое применение………………………………………………………………………………………………….

Тест по теме……………………………………………………………………………………………..

Тема 7. Противомикробные препараты……………………………………………………………….

7.1. Антибиотики природные и синтетические. Классификация антибиотиков по химической структуре, механизму, спектру и типу действия. Способы получения…………………………….

7.2. Лекарственная устойчивость бактерий, пути ее преодоления. Методы определения чувствительности к антибиотикам……………………………………………………………………………..

Тема 8. Учение об инфекции…………………………………………………………………………..

8.1. Понятие об инфекции. Формы инфекции и периоды инфекционных заболеваний. Патогенность и вирулентность. Факторы патогенности. Токсины бактерий, их природа, свойства, получение…………………………………………………………………………………………………….

8.2. Понятие об эпидемиологическом надзоре за инфекционным процессом. Понятие о резервуаре, источнике инфекции, путях и факторах передачи……………………………………………

Тест по теме……………………………………………………………………………………………..

ОБЩАЯ ИММУНОЛОГИЯ…………………………………………………………………………….

Тема 9. Иммунология……………………………………………………………………………………

9.1. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты…………….

9.2. Центральные и периферические органы иммунной системы. Клетки иммунной системы. Формы иммунного ответа………………………………………………………………………………

9.3. Комплемент, его структура, функции, пути активации. Роль в иммунитете…………………..

9.4. Антигены, их свойства и типы. Антигены микроорганизмов…………………………………..

9.5. Антитела и антителообразование. Структура иммуноглобулинов. Классы иммуноглобулинов и их свойства ………………………………………………………………………………………

96. Серологические реакции и их применение……………………………………………………….

9.7. Иммунодефицитные состояния. Аллергические реакции. Иммунологическая память. Иммунологическая толерантность. Аутоиммунные процессы……………………………………………

9.8. Иммунопрофилактика, иммунотерапия…………………………………………………………..

ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ……………………………………………………………………….

Тема 10. Возбудители кишечных инфекций………………………………………………………….

10.1. Сальмонеллы……………………………………………………………………………………..

10.2. Шигеллы………………………………………………………………………………………….

10.3. Эшерихии………………………………………………………………………………………….

10.4. Холерный вибрион……………………………………………………………………………….

10.5. Иерсинии ………………………………………………………………………………………….

Тема 11. Пищевые токсикоинфекции. Пищевые токсикозы…………………………………………

11.1. Общая характеристика и возбудители ПТИ…………………………………………………….

11.2. Ботулизм…………………………………………………………………………………………..

Тема 12. Возбудители гнойно-воспалительных заболеваний………………………………………

12.1. Патогенные кокки (стрептококки, стафилококки)……………………………………………..

12.2. Грамотрицательные бактерии (гемофильная, синегнойная палочки, клебсиеллы, протей)…

12.3. Раневые анаэробные клостридиальные и неклостридиальные инфекции……………………

Тема 13. Возбудители бактериальных воздушно-капельных инфекций…………………………….

13.1. Коринебактерии……………………………………………………………………………………

13.2. Бордетеллы…………………………………………………………………………………………

13.3. Менингококки……………………………………………………………………………………..

13.4. Микобактерии……………………………………………………………………………………..

13.5. Легионеллы………………………………………………………………………………………..

Тема 14. Возбудители заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП)………………………

14.1. Хламидии…………………………………………………………………………………………..

14.2. Возбудитель сифилиса…………………………………………………………………………….

14.3. Гонококки………………………………………………………………………………………….

Тема 15. Возбудители риккетсиозов…………………………………………………………………..

Тема 16. Возбудители бактериальных зооантропонозных инфекций……………………………….

16.1. Франциселлы………………………………………………………………………………………

16.2. Бруцеллы………………………………………………………………………………………….

16.3.Возбудитель сибирской язвы……………………………………………………………………..

16.4. Возбудитель чумы…………………………………………………………………………………

16.5. Лептоспиры………………………………………………………………………………………..

Тема 17. Патогенные простейшие……………………………………………………………………..

17.1. Плазмодии малярии……………………………………………………………………………….

17.2. Токсоплазмы……………………………………………………………………………………….

17.3. Лейшмании………………………………………………………………………………………..

17.4. Возбудитель амебиаза…………………………………………………………………………….

17.5. Лямблии……………………………………………………………………………………………

Тема 18. Заболевания, вызываемые патогенными грибами ………………………………………..

ЧАСТНАЯ ВИРУСОЛОГИЯ…………………………………………………………………………..

Тема 19.Возбудители ОРВИ……………………………………………………………………………

19.1. Вирусы гриппа…………………………………………………………………………………….

19.2. Парагрипп. РС-вирусы……………………………………………………………………………

19.3. Аденовирусы………………………………………………………………………………………

19.4. Риновирусы………………………………………………………………………………………..

19.5. Реовирусы………………………………………………………………………………………….

Тема 20. Возбудители вирусных воздушно-капельных инфекций…………………………………..

20.1. Вирусы кори и паротита…………………………………………………………………………..

20.2. Вирус герпеса……………………………………………………………………………………...

20.3. Вирус краснухи……………………………………………………………………………………

Тема 21. Поксивирусы………………………………………………………………………………….

21.1. Возбудитель натуральной оспы………………………………………………………………….

Тема 22. Энтеровирусные инфекции…………………………………………………………………..

22.1. Вирус полиомиелита………………………………………………………………………………

22.2. ЕСНО-вирусы. Вирусы Коксаки…………………………………………………………………

Тема 23. Ретровирусы……………………………………………………………………………….......

23.1. Возбудитель ВИЧ-инфекции……………………………………………………………………..

Тема 24. Арбовирусные инфекции…………………………………………………………………….

24.1.Рабдовирусы……………………………………………………………………………………….

24.2. Флавивирусы………………………………………………………………………………………

24.3. Хантавирусы……………………………………………………………………………………….

Тема 25. Возбудители вирусных гепатитов……………………………………………………………

25.1. Вирус гепатита А………………………………………………………………………………….

25.2. Вирус гепатита В…………………………………………………………………………………..

25.3. Вирус гепатита С…………………………………………………………………………………..

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

Введение.

Микробиология – наука, которая изучает микроскопические существа, называемые микроорганизмами, их биологические признаки, систематику, экологию, взаимоотношение с другими организмами.

К числу микроорганизмов относятся бактерии, актиномицеты, грибы, в том числе мицелиальные грибы, дрожжи, простейшие и неклеточные формы – вирусы, фаги.

Микроорганизмы играют чрезвычайно важную роль в природе – осуществляют круговорот органических и неорганических (N, P, S и др.) веществ, минерализуют растительные и животные остатки. Но могут приносить большой вред – вызывая порчу сырья, пищевых продуктов, органических материалов. При этом могут образовываться токсические вещества.

Многие виды микроорганизмов являются возбудителями болезней человека, животных и растений.

В тоже время микроорганизмы в настоящее время широко используются в народном хозяйстве: с помощью разных видов бактерий и грибов получают органические кислоты (уксусную, лимонную и др.), спирты, ферменты, антибиотики, витамины, кормовые дрожжи. На основе микробиологических процессов работают хлебопечение, виноделие, пивоварение, производство молочных продуктов, квашение плодов и овощей, а также другие отрасли пищевой промышленности.

В настоящее время микробиология подразделяется на следующие разделы:

Медицинская микробиология – изучает патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевания человека и разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения этих болезней. Изучает пути и механизмы их распространения и методы борьбы с ними. К курсу медицинской микробиологии примыкает обособленный курс – вирусология.

Ветеринарная микробиология изучает патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевания животных.

Биотехнология рассматривает особенности и условия развития микроорганизмов, используемых для получения соединений и препаратов, используемых в народном хозяйстве и медицине. Она разрабатывает и совершенствует научные методы биосинтеза ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и других биологически активных веществ. Перед биотехнологией стоит также задача разработки мер предохранения сырья, продуктов питания, органических материалов от порчи микроорганизмами, исследование процессов, протекающих при их хранении и переработке.

Почвенная микробиология изучает роль микроорганизмов в образовании и плодородии почвы, в питании растений.

Водная микробиология исследует микрофлору водоемов, ее роль в пищевых цепях, в круговороте веществ, в загрязнении и очистке питьевой и сточной вод.

Генетика микроорганизмов, как одна из наиболее молодых дисциплин, - рассматривает молекулярные основы наследственности и изменчивости микроорганизмов, закономерности процессов мутагенеза, разрабатывает методы и принципы управления жизнедеятельностью микроорганизмов и получения новых штаммов для использования их в промышленности, сельском хозяйстве и медицине.

Краткая история развития микробиологии.

Заслуга открытия микроорганизмов принадлежит голландскому натуралисту А. Левенгуку (1632-1723г.г.), создавшему первый микроскоп с увеличением в 300 раз. В 1695г. он издал книгу «Тайны природы» с рисунками кокков, палочек, спирилл. Это вызвало большой интерес среди естествоиспытателей. Состояние науки того времени позврляло только описывать новые виды (морфологический период).

Начало физиологического периода связано с деятельностью великого французского ученого Луи Пастера (1822-1895г.г.). С именем Пастера связаны наиболее крупные открытия в облати микробиологии: исследовал природу брожения, установил возможность жизни без кислорода (анаэробиоз), отверг теорию самозарождения, исследовал причины порчи вин, пива. Предложил действенные способы борьбы с возбудителями порчи продуктов (пастеризация), разработал принцип вакцинации и способюы получения вакцин.

Р.Кох, современник Пастера, ввел посевы на плотные питательные среды, подсчет микроорганизмов, выделение чистых культур, стерилизацию материалов.

Иммунологический период в развитии микробиологии связан с именем российского биолога И.И. Мечникова, который открыл учение о невосприимчивости организма к инфекционным заболеваниям (иммунитет), явился родоначальником фагоцитарной теории иммунитета, раскрыл антагонизм у микробов. Одновременно с И.И. Мечниковым механизмы невосприимчивости к инфекционным болезням изучал крупнейший немецкий исследователь П. Эрлих, создавший теорию гуморального иммунитета.

Гамалея Н.Ф. – основоположник иммунологии и вирусологии, открыл бактериофагию.

Д.И. Ивановский впервые открыл вирусы и стал основоположником вирусологии. Работая в Никитском ботаническом саду над изучением мозаичной болезни табака, причинявшей огромный ущерб табачным плантациям, в 1892г. установил, что эта болезнь, распространенная в Крыму, вызывается вирусом.

Н.Г. Габричевский организовал первый бактериологический институт в Москве. Ему принадлежат труды по исследованию скарлатины, дифтерии, чумы и других инфекций. Он организовал в Москве производство противодифтерийной сыворотки и успешно применил ее для лечения детей.

П.Ф. Здродовский – иммунолог и микробиолог, известный своими фундаментальными работами по физиологии иммунитета, а также в области риккетсиологии и по бруцеллезу.

В.М. Жданов – крупнейший вирусолог, один из организаторов глобальной ликвидации натуральной оспы на планете, стоявший у истоков молекулярной вирусологии и генной инженерии.

М.П. Чумаков – иммунобиотехнолог и вирусолог, организатор института полиомиелита и вирусных энцефалитов, автор пероральной вакцины против полиомиелита.

З.В. Ермольева – основоположник отечественной антибиотикотерапии

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

Эвристический период

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

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

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

Морфологический период

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

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

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

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

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

Физиологический период

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

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

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

Л. Пастер открыл:

1. Природу брожения;

2. Анаэробиоз;

3. Опроверг теорию самозарождения;

4. Обосновал принцип стерилизации;

5. Разработал принцип вакцинации и способы получения вакцин.

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

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

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

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

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

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

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

2. Должна быть получена чистая культура микроба;

3. Микроб должен вызвать аналогичное заболевание при заражении животных.

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

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

Иммунологический период

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

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

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

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

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

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

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

Молекулярно-генетический период

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

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

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

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

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

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

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