Микробиология. Лекция 1

1.

Лекция 1
Микробиология
Микробиология (от греч. micros - «мелкий», bios - «жизнь», logos «учение») - наука, изучающая морфологию, физиологию, генетику, экологию
и роль в патологии человека мельчайших форм жизни, называемых
микробами.
Микроорганизмы – это невидимые невооруженным глазом представители
всех царств жизни.
К предметам изучения микробиологии как науки относятся морфология,
физиология, биохимия и генетика микроорганизмов (бактерий, простейших,
микроскопических грибов и вирусов). Изучается их взаимодействие с живой и
неживой природой, практическое использование полезных свойств и устранение
их вредного действия.
Общая микробиология сфокусирована на поиске и описании закономерностей
строения и жизнедеятельности микроорганизмов, синтезе и обобщении данных
об их генетике, физиологии, культуральных свойствах, а также их
взаимоотношении с окружающей средой.
Частная микробиология изучает отдельных представителей микромира, их
особенности.

2.

Задачи технической (промышленной) микробиологии использование
потенциала микроорганизмов для создания новых и оптимизации уже
известных биотехнологий синтеза продуктов для промышленности и
медицины: антибиотиков, вакцин, ферментов, витаминов, спиртов,
биоактивных органических веществ и др. Основа современной биотехнологии генная инженерия.
Задачи санитарной микробиологии исследование микрофлоры
окружающей среды и пищевых продуктов, взаимоотношения микрофлоры с
организмом человека, в том числе - прямого и опосредованного влияния на
состояние здоровья, разработка мероприятий и санитарных нормативов,
предупреждающих неблагоприятное воздействие микроорганизмов на человека.
Задачи
сельскохозяйственной
микробиологии
изучение
микроорганизмов, принимающих участие в круговороте веществ в природе.
Изучается их польза для приготовления удобрений, улучшения качества почв,
или наоборот, потенциальный вред в качестве инфекционного агента,
вызывающего заболевания растений и др.

3.

Задачи
медицинской
микробиологии
изучение
свойств
патогенных (способных вызывать заболевания у человека) и
условнопатогенных микроорганизмов, а также разработка методов
микробиологической диагностики, специфической профилактики и
этиотропного лечения вызываемых ими инфекционных заболеваний.
Задачи ветеринарной микробиологии во многом дублируют
задачи медицинской микробиологии, но по отношению к животным. В
этой области изучаются возбудители заболеваний животных,
разрабатываются
методы
их
биологической
диагностики,
специфической профилактики и этиотропного лечения, направленного
на уничтожение возбудителя инфекции в тканях больного животного.
Экология микроорганизмов ставит своей задачей исследование
взаимоотношений микроорганизмов c компонентами биоцинозов:
микробиоцинозом, зоо- и фитоценозом и компонентами экотопа.

4.

1. ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (IV - III вв. до н.э. - XVI в.)
Эмпирический период — 6–5 тыс. л. до н. э. — XVI в. н.э
Обобщение и развитие взглядов Гиппократа, Аристотеля, Галена, Авиценны.
Гиппократ (460 г. до н. э. – 370 г. до н. э.) полагал, что
болезни людям посылают не боги, а возникают они по
разным, вполне естественным, причинам.
Он делил последние на два класса:
- общие (вредные влияния климата, почвы,
наследственности)
- личные (условия жизни и труда, питания, возраст).
Джироламо Фракасторо
Считал, что инфекции вызывают маленькие тельца, передающиеся при контакте и
сохраняющиеся на вещах больного.
Сформировал понятие «инфекция», которое в переводе с латинского языка означает
«внедрение», «проникновение».
Отсюда же произошло и понятие «инфекционных болезней».
Для предохранения от болезней им были рекомендованы изоляция больного,
карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом.

5.

2. МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД описательный
(конец XVII - ПЕРВАЯ ПОЛОВИНА XIX вв.)
Открытие мира микроорганизмов, описание их внешнего вида, опыты по
самозаражению с целью доказать инфекционную природу многих
заболеваний.
Начинается с открытия микроорганизмов А. Левенгуком.
Подтверждено повсеместное распространение
микроорганизмов,
описаны формы клеток,
характер движения,
места обитания многих представителей микромира
Микроскоп был создан в 1610 г. Г. Галилеем
В 1665 году Роберт Гук впервые увидел эукариотические клетки растений.,
ввел термин «клетка»

6.

3 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (вторая половина XIX в. начало ХХ )
(пастеровский) «Золотой век микробиологии».
Луи Пастер доказал невозможность самозарождения –
основоположник первого закона микробиологии:
«Жизнь происходит от жизни».
Предложил кратковременный прогрев до температуры 70-80 градусов
Цельсия (пастеризациея), благодаря чему были побеждены /болезни/
вина и пива, порча молочнокислых продуктов.
Доказал, что брожение не является химическим процессом, а его
вызывают микроорганизмы.
Открыл биологическое явление – анаэробиоз.
Им впервые были обнаружены бактерии, не способные развиваться в
присутствии воздуха. Тем самым было установлено, что жизнь
возможна и в безкислородной среде, ввел термины «аэробный» и
«анаэробный».
Разработал принцип изготовления вакцин и методы проведения
профилактических прививок, заложил основы науки иммунологии.
Изготовил вакцины против бешенства и сибирской язвы.
Ввел методы антисептики, стерилизации сухим жаром

7.

Эдвард Дженнер (1749–1823)
14 мая 1796 г. предложил метод вакцинации. «вакцина» происходит от
латинского
«вакка» — «корова»
Роберт Кох (1843–1910) — один из основоположников современной
бактериологии и эпидемиологии Впервые выделил чистую культуру
возбудителя сибирской язвы, доказал ее способность к спорообразованию,
открыл холерный вибрион (запятая Коха) и туберкулезную палочку (палочка
Коха).
Открыл возбудителя туберкулеза, возбудителя сибирской язвы.
Предложил способы дезинфекции и стерилизации текучим паром.
Было сформулировано понятие чистая культура микроорганизмов
«Постулаты Коха»:
Возбудитель заболевания должен регулярно обнаруживаться у пациента.
2.
Возбудитель должен быть выделен в чистую культуру.
3.
Выделенный микроорганизм должен вызывать у подопытных животных те же
симптомы, что и у больного человека.
1.

8.

4. ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (НАЧАЛО - середина ХХ в.)
Илья Ильич Мечников основоположник медицинской микробиологии
иммунологии (автор клеточной теории иммунитета).
В 1883 г. создал фагоцитарную теорию иммунитета
Фагоцитоз – захват микроорганизма и его переваривание.
Создал теорию происхождения многоклеточных организмов.
Разработал учение о бактериальном антогонизме.
Много внимания в своих трудах уделял проблеме старения.
Пауль Эрлих
создал концепцию об активной иммунизации и пассивной передаче защитных
сил организма гуморальным путем.
Открыл антитоксические антитела, разработал метод определения активности
антитоксических сывороток. Автор теории гуморального иммунитета
В 1929 г. А. Флеминг В 1929 открыл вещество, которое выделял гриб
Penicillium notatum, назвал его пенициллином. Не смог получить
пенициллин в пригодном для инъекций виде.
Является основоположником химиотерапии инфекционных заболеваний
Зинаида Виссарионовна Ермольева
В 1942 году получила пенициллин в нашей стране и занималась его
промышленным производством в годы Великой Отечественной войны.

9.

5. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
современный (С 50-х гг. ХХ в.)
1 В опытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных
признаков.
2 Расшифровка генома кишечной палочки сделала возможным конструирование
и пересадку генов.
3 Расшифрована молекулярно-генетическая организация многих вирусов и
механизмы их взаимодействия с клетками, механизмы вирусного канцерогенеза.
Разработан метод культур клеток. Открыт провирус, вироиды и прионы
4. Открыты новые антигены (опухолевые, ГКГС). Расшифровано строение
антител, разработана клонально-селекционная теория иммунитета. Получены
моноклональные антитела.
5 Разработаны новые способы диагностики инфекционных и неинфекционных
заболеваний (Иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот, ПЦР).
6 Появляются новые данные об открытии инфекционных агентов —
возбудителей «соматических» заболеваний
7 Появилось понятие о новых и возвращающихся инфекциях

10.

Дифференциация микробиологии
С начала XX в. продолжается дальнейшая дифференциация микробиологии.
Водная микробиология: изучает роль микробов в круговороте веществ в
природе, разрабатывает микробиологические способы очистки
промышленных и сточных вод.
Почвенная микробиология: изучает видовой состав различных групп
микроорганизмов, населяющих почву, их численность и зависимость от
внешних условий, биохимическую деятельность почвенных микроорганизмов,
их роль в эволюции и плодородии почвы, а также взаимодействие друг с
другом и с высшими растениями.
Медицинская и ветеринарная микробиология: изучает патогенные и
условно-патогенные микроорганизмы, их роль в развитии инфекционной
патологии. Границы современной медицинской микробиологии значительно
расширились. Из нее выделились вирусология, иммунология, санитарная
микробиология.

11.

Космическая микробиология: изучает влияние на микроорганизмы
космических условий, наличие микробов на других планетах и в метеоритах,
способы предупреждения заноса земных микроорганизмов на другие планеты и
заноса микробов из космоса на Землю. Важным вопросом является решение
проблемы круговорота веществ в космических кораблях, для обеспечения
жизнедеятельности человека в длительных космических полетах.
Геологическая микробиология: исследует роль микробов в круговороте
элементов земной коры, в образовании полезных ископаемых, горных пород,
разрабатывает микробиологические способы получения металлов из руд
.
Промышленная микробиология (биотехнология) превратилась в мощную
производительную силу. Задачей этой важной области является разработка и
промышленное получение микробным синтезом различных соединений,
микробных удобрений, БАВ (антибиотиков, ферментов, витаминов,
гормонов, вакцин).
Генетика микроорганизмов – одно из наиболее прогрессирующих
направлений современной микробиологии. Предметом этой науки является
молекулярная структура генов прокариотов, закономерности функционирования
и репликации генов, процессы мутагенеза, конструирование методом генной
инженерии новых штаммов с заданными способностями биосинтеза веществ.

12.

Значение микроорганизмов в природе и жизни человека
Почвообразующая функция
Участие в формировании полезных ископаемых
Фитопланктон – легкие планеты
Микроорганизмы – начало пищевой цепочки
Симбиотическая функция микроорганизмов
Фактор естественного отбора
Горизонтальный перенос генов

13.

Положительная роль микроорганизмов в жизни человека.
•В пищевой промышленности:
– Бактерии используются для изготовления продуктов питания. Например, бактерии
молочнокислого брожения необходимы для изготовления сметаны, кефира, кумыса,
сывороток, при квашении продуктов и др.
– Для изготовления кормовых белков (водородные бактерии).
•В производстве:
– В кожевенной и текстильной промышленности: при выделке кожи или при мочке льна.
– Синтез органических соединений: органические кислоты (лимонная, молочная, масляная,
уксусная), этанол, глицерин, ацетон, бутанол, пропанол, бутандиол, полисахариды.
•В медицине:
– Источник, материал, а иногда и способ приготовления вакцин и сывороток.
– Основа для получения антибиотиков.
– Источник ферментов (амилазы, целлюлазы, липазы, изомеразы, трипсины,
– Источник витаминов (В12, рибофлавин)
– Источник интерферона, инсулина, преднизолона, кортизона,
•В очистке сточных вод, очистка почвы и вод рек и океанов от загрязнения в том числе от разливов
нефти, переработка мусора.
•В научных целях, в качестве модели для исследований.
•Отрицательная роль микроорганизмов в жизни человека
•Микроорганизмы вызывают инфекции, угроза которых постоянно растет.
•Микроорганизмы вызывают порчу продуктов питания.
•Микроорганизмы, оказывая негативное влияние на метаболизм человека, способствуют развитию
многих неинфекционных заболеваний.

14.

Спасибо за внимание!