Общая микробиология

Глава 1. Введение в микробиологию и иммунологию

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. Микробов, имеющих клеточное строение (бактерии, грибы и простейшие), логично называть микроорганизмами, в отличие от микробов, не имеющих клеточного строения, — вирусов. Крайней мерой примитивного возбудителя являются патологические прионы — инфекционные белковые частицы, возбудители конформационных болезней, возникающих в результате изменения структуры, конформации нормального белка человека.

Можно выделить пять этапов в развитии микробиологии: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

Эвристический этап (эврика — неожиданная находка) основан на предположениях о невидимых живых существах, вызывающих болезни. Еще в IV–III в. до н.э. основоположник медицины Гиппократ считал, что болезни человека вызываются миазмами — невидимыми частицами, выделяемыми в болотистых и других местах. В «Каноне медицины» Авиценна (918–1037) писал, что причиной чумы, оспы и других болезней являются невидимые глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воду и воздух.

Первые описания микробов дал голландец А. ван Левенгук (1632–1723), изготовивший микроскоп, который увеличивал предметы в 150–300 раз. Рассматривая с его помощью зубной налет, слюну, сперму, пищевые продукты и различные предметы, А. Левенгук выявил в них различные по форме и размерам живые микроскопические существа (анималькулюсы — «зверьки»). Это было начало морфологического периода развития микробиологии, который продолжается и в настоящее время (открытие ранее неизвестных возбудителей инфекций). Начало этого этапа связано с именами крупных исследователей: Д. Самойловича (1744–1805), Э. Дженнера (1749–1823), Р. Коха (1843–1910), И.И. Мечникова (1845–1916), Н.Ф. Гамалеи (1859–1949) и многих других.

А. Левенгук

Выдающимся открытием нового царства микробов — вирусов было обнаружение Д.И. Ивановским в 1892 г. вируса табачной мозаики. Д.И. Ивановский (1864–1920) является основоположником вирусологии, которая изучает вирусы — мельчайшие микробы, не имеющие клеточного строения, обитающие только внутри клеток животных, растений и бактерий.

Открытия простейших в конце XIX в. (амеб, лейшманий, плаз­модий малярии и др.) послужили основой для создания прото­зоологии — науки, изучающей простейшие и ими вызываемые болезни. Основоположниками протозоологии были русские исследователи Ф.А. Леш (открыл возбудителя амебиаза), П.Ф. Боровский (открыл возбудителя кожного лейшманиоза) и французский врач Лаверан (открыл возбудителя малярии — P. malariae).

Следующий этап развития микробиологии, связанный с изучением биологических свойств микробов (обмен веществ, дыхание, рост и размножение, культивирование на питательных средах и т.д.), разработкой их номенклатуры и классификации, можно назвать физиологическим. В этот период ведущее значение имели открытия гениального французского ученого Л. Пастера (1822–1895). Он обосновал этиологическую роль микробов в возникновении болезней, опроверг положение о самозарождении бактерий, открыл ферментативную природу брожения, разработал принципы дезинфекции, стерилизации, асептики, вакцинации и создания вакцин. Немецкий бактериолог Р. Кох разработал методы культивирования и выделения чистых культур микробов, методы их окрашивания. Он открыл ряд возбудителей и окончательно доказал знаменитую триаду Генле–Коха, утверждающую, что доказательством роли микроба в конкретном заболевании являются обнаружение этого микроба в каждом случае данного заболевания и отсутствие его при другом заболевании; этот микроб должен быть выделен в чистой культуре; заражение выделенным микробом восприимчивого животного должно вызывать аналогичное заболевание.

Л. Пастер

Р. Кох

Иммунологический период в развитии микробиологии связан с получением первых вакцин: противооспенной (Э. Дженнер), сибиреязвенной и вакцины против бешенства (Л. Пастер). И.И. Мечников (1845–1916) разработал фагоцитарную теорию иммунитета, заложив тем самым основы клеточного иммунитета. П. Эрлих (1854–1915) создал гуморальную теорию иммунитета, утверждающую, что защита организма от микробов происходит с помощью антител. За указанные открытия этим выдающимся ученым была присуждена Нобелевская премия. Всего за открытия в области иммунологии и смежных дисциплин было присуждено более 20 нобелевских премий. В результате бурное развитие получили иммунология и аллергология.

И.И. Мечников

Оказалось, что помощь иммунитету в борьбе с возбудителями инфекции могут оказать химические противомикробные препараты в качестве химиотерапии и химиопрофилактики инфекций. Основоположником этого направления был П. Эрлих. Им был создан сальварсан (препарат 606), убивающий возбудителя сифилиса без относительного вреда для макроорганизма. Еще большие успехи достигнуты после создания антибиотиков. Так, английский бактериолог А. Флеминг в 1928 г. открыл пенициллин.

П. Эрлих

С 40–50-х годов XX в. наступил моле­кулярно-генетический этап развития микробиологии и иммунологии, который основан на открытиях в молекулярной биологии. Были расшифрованы и синтезированы отдельные гены, созданы рекомбинантные ДНК, генно-инженерным способом получены биологически активные соединения, используемые в медицине и народном хозяйстве.