Definīcija, vēsture, klasifikācija un jautri fakti par mikrobioloģiju
Kāda ir mikrobioloģijas definīcija? Kāda ir vēsture un kāpēc tas ir tik svarīgi medicīnā? Kādi fakti par mikroorganismiem var jūs pārsteigt?
Mikrobioloģijas izpēte - definīcija
Mikrobioloģija ir definēta kā mikroorganismu izpēte ar "mikro", kas nozīmē mazu, un "bioloģija", kas attiecas uz dzīvo lietu pētījumu. Studētie mikroorganismi ir ļoti dažādi, un mikrobioloģijas lauks ir sadalīts daudzos pētījuma apakšnozarēs.
Mikrobioloģijas lauks cilvēkiem ir izšķirošs ne tikai sakarā ar infekcijas slimībām, ko izraisa šie mikrobi, bet gan tāpēc, ka mums ir vajadzīgi "labi" mikroorganismi, lai dzīvotu uz planētas. Ņemot vērā to, ka baktērijas mūsu organismā un uz tās pārsniedz mūsu pašu šūnas, šo pētījumu jomu var uzskatīt par vienu no svarīgākajām zināšanu un studiju jomām.
Mikroorganismu veidi - klasifikācija
Mikroorganismi vai "mikrobi" ir mazas dzīvās būtnes. Ar lielāko daļu šo organismu nevar redzēt ar neapbruņotu aci, un līdz brīdim, kad izgāja mikroskops un dīgļu teorija, mums nebija ne jausmas, cik tas ir bagātīgs.
Mikrobi atrodami gandrīz jebkurā vietā uz zemes. Tie atrodas ūdens vārīšanās zonās Yellowstone un vulkāniskās atverēs zemākajā jūras dziļumā. Viņi var dzīvot sāls dzīvokļos, un daži izaugs sāls ūdenī (tik daudz, lai izmantotu sāli kā konservantu ). Dažiem ir nepieciešams skābeklis augt, bet citi to nedara.
Pasaulē "visgrūtākais" mikroorganisms ir baktērija Deinococcus radio trans , baktērijas, kas spēj izturēt radiāciju fenomenālajam grādam, kā tas izriet no nosaukuma, bet var izdzīvot bez ūdens, pakļauti spēcīgām skābēm un pat tad, ja tās ievieto vakuumā.
Mikroorganismu klasifikācija mikrobioloģijā
Zinātnieki ir klasificējuši daudz dažādus veidus, mēģinot saprast miljoniem mikrobu mūsu vidū.
Mulčasulāras pret vienšūnas un adelulāras - viens no veidiem, kā mikrobi tiek klasificēti, ir tas, vai tām ir vai nav šūnas, un, ja jā, tad cik. Mikroorganismi var būt:
- Daudzšūnu - vairāk nekā viena šūna.
- Vienšķiedra - ņemot vienu šūnu.
- Acelulāra - trūkst šūnu, piemēram, vīrusu un prionu. (Ir notikušas debates par to, vai vīrusi patiešām ir dzīvās būtnes, jo tās nevar izdzīvot ārpus saimnieka, un prionus parasti sauc par "infekcijas proteīniem", nevis mikrobiem.)
Eukarioti pret prokariotu. Vēl viens veids, kā klasificēt mikroorganismus, ir saistīts ar šūnu tipu. Tie ietver eukaroitus un prokariotes:
- Eikarioti ir mikrobi ar "sarežģītām šūnām", kurām ir taisnīgs kodols un ar membrānām saistīti organelli. Ekumorītu piemēri ir helminti (tārpi,) vienšūņi , aļģes, sēnītes un raugi.
- Prokarioti ir mikrobi ar "vienkāršām šūnām", kurām nav īsts kodols un trūkst membrānu saistītu organellu. Piemēri ir baktērijas.
Galvenās mikroorganismu grupas ietver: - Dažādos mikrobu veidus var iedalīt:
- Parazīti - Parazīti dažreiz biedējošāki par citiem mikroorganismiem, vismaz tad, ja tos var apskatīt ar neapbruņotu aci. Parazīti ietver helmstus (tārpus), lāsumus, vienšūnas un daudz ko citu. Parazitāras infekcijas piemēri ir malārija , giardija un afrikāņu miega slimības. Ascariasis (apaļtārpi) ir tie, kas inficē vienu miljardu cilvēku visā pasaulē.
- Sēnītes (un raugi) - sēnītes ir mikroorganismi, kas zināmā mērā ir līdzīgi augiem. Ja Jums ir bijusi sportista pēda vai rauga infekcija, jūs esat iepazinušies ar dažām sēnīšu infekcijām . Šajā kategorijā ietilpst arī sēnes un veidnes. Tāpat kā baktērijas, mums ir daudz "labu sēņu", kas dzīvo mūsu ķermenī un nerada slimības.
- Baktērijas - mūsu organismā un uz mūsu ķermeņa ir vairāk baktēriju nekā cilvēka šūnas, bet lielākā daļa no šīm baktērijām ir "veselīgas baktērijas". Viņi pasargā mūs no infekcijas no sliktiem vai patoloģiskiem baktērijiem un spēlē lolojumdzīvi mūsu pārtikā. Infekcijas, ko izraisa baktērijas, ir tuberkuloze un streptokoku.
- Vīrusi. Vīrusi ir bagāti ar dabu, lai gan tie, kurus visvairāk cilvēki ir pazīstami, ir tie, kas izraisa cilvēku slimības. Vīrusi var inficēt arī citus mikroorganismus, piemēram, baktērijas, kā arī augus. Imunizācija ir samazinājusi dažu biedējošu slimību risku, bet citi, piemēram, Ebolas un Zika vīruss , mums atgādina, ka mēs neesam sākuši iekarot šos miniatūras draudus.
- Prioni. Lielākā daļa zinātnieku šobrīd nepieder prions kā mikroorganismus, bet drīzāk kā "infekciozus olbaltumvielas". Turpretī viroloģi bieži tos izpēta, jo prions būtībā ir nepareizi salocīts olbaltumvielu gabals, un tas vispirms var nebūt biedējošs. Tomēr prionu slimības, piemēram, govju sūkļveida slimības, ir dažas no visvairāk bīstamām infekcijas slimībām.
Mikrobioloģijas vēsture
Ko mēs tagad zinām par mikroorganismiem un par ko tālāk apspriedīsim, ir relatīvi jauns vēsturē. Let's īsumā apskatīsim mikrobioloģijas vēsturi:
Vizuāli parādīts pirmais mikroskops / pirmie mikroorganismi . Pirmais nozīmīgais solis mikrobioloģijā radās, kad van Leeuwenhoek (1632-1723) izveidoja pirmo, vienlēcīgā objektīva mikroskopu. Ar objektīvu, kura palielinājums bija apmēram 300X, viņš pirmo reizi spēja vizualizēt baktērijas (no zobu noņemšanas).
Dzemdes teorijas attīstība - cilvēka ķermenis tika atzīts par infekcijas avotu trīs zinātnieki :.
- Dr Oliver Wendall Holmes atklāja, ka sievietēm, kas dzimušas mājās, retāk attīstījās infekcijas nekā slimniekiem.
- Dr Ignaz Semmelweis saistīja infekcijas ar ārstiem, kuri tieši no autopsijas telpas devušies grūtniecības un dzemdību nodaļā, nemazgājot rokas.
- Džozefs Listers ieviesa aseptiskus paņēmienus, tostarp roku mazgāšanu un siltuma izmantošanu sterilizācijai.
Dzemdes teorija - abi cilvēki, kas visvairāk atzina par dīgļu teorijas pieņemšanu, bija Louis Pasteur un Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteuram ir piešķirta teorija par bioģenēzi, atzīmējot, ka visas dzīvās būtnes nāk no kaut kā nevis par dominējošo skatījumu spontānas paaudzes laikā. Viņš apgalvoja, ka daudzas slimības ir izraisījušas mikrobi (nevis ar grēku, Dieva dusmām un citiem iespējamiem cēloņiem). Viņš parādīja, ka mikroorganismi ir atbildīgi par fermentāciju un bojāšanos, un ir izstrādājusi šodien izmantoto pasterizācijas metodi. Viņš arī izstrādāja trakumsērgas un siļķes vakcīnas.
- Robert Koch (1843-1910) - Kočs ir "Koch's postulates" autors zinātnisko darbību sērijā, kas pierādīja dīgļu teoriju un ko zinātniskajos pētījumos izmantoja kopš (ar dažiem grozījumiem). Viņš identificēja tuberkulozes, sīpola mēri , un holēra.
Kopš tā laika daži orientieri ir:
- 1892. gads - Dmitrijs Iosifovičs Ivanovska atklāja pirmo vīrusu.
- 1928. gads - Aleksandrs Flemmings atklāja penicilīnu.
- 1995 - tika publicēta pirmā mikrobu genoma sekvence.
Infekciozi mikroorganismi
Kad mēs domājam par mikroorganismiem, lielākā daļa no mums domā par slimībām, lai gan šīs mazās "bugs" kopumā vairāk palīdz mums, nekā mums ievainoja. (Pārliecinieties, ka lasāt par "labiem mikrobiem" zemāk.)
Līdz mazāk nekā pirms gadsimta, un patlaban daudzās pasaules vietās infekcijas ar mikroorganismiem bija galvenais nāves cēlonis. Mūža ilgums Amerikas Savienotajās Valstīs dramatiski uzlabojās pagājušā gadsimta ne tikai tādēļ, ka mēs dzīvojam ilgāk, bet galvenokārt tāpēc, ka bērnībā mirst mazāk bērnu.
Amerikas Savienotajās Valstīs sirds slimības un vēzis tagad ir pirmais un otrais galvenais nāves cēlonis. Tomēr visā pasaulē infekcijas slimība. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem, viszemākajās ekonomiskajās valstīs pasaulē galvenais nāves cēlonis ir zemākas elpošanas infekcijas, kam sekoja caurejas slimības.
Par vakcināciju un antibiotikām, vēl jo svarīgāk - tīru ūdeni, samazinājās mūsu bažas par infekciozajiem organismiem, taču tas būtu nepareizi, ka būtu augstprātīgi. Pašreizējā laikā mēs saskaramies ne tikai ar jaunām infekcijas slimībām, bet arī pret rezistenci pret antibiotikām, un daudzi eksperti uzskata, ka nākamajai pandēmijai jau sen ir pienācis laiks.
Mikroorganismi, kas ir noderīgi cilvēkiem - "Labi mikrobi"
Lai gan mēs par to reti runājam, mikroorganismi ir ne tikai noderīgi, bet arī nepieciešami gandrīz ikvienā mūsu dzīves aspektā. Mikrobi ir svarīgi:
- Mūsu ķermeņa aizsardzība pret "sliktiem" mikrobiem.
- Ēdienu pagatavošana - no jogurta līdz alkoholiskajiem dzērieniem fermentācija ir metode, kurā augšana, ja mikrobi tiek izmantoti, lai radītu pārtiku. Šis ir viens piemērs, taču mikrobi ir pārtikas ķēdes apakšā liela daļa dzīves
- Atkritumu sadale uz zemes un otrreizējā pārstrāde atmosfēras gāzēs. Baktērijas pat var palīdzēt ar sarežģītiem atkritumiem, piemēram, naftas noplūdēm un kodolatkritumiem.
- Baktērijas mūsu organismā ir atbildīgas par vitamīnu, tādu kā K vitamīna un dažu B vitamīnu ražošanu. Baktērijas arī ir ļoti svarīgas gremošanu.
- Kriptogrāfijas lauks pat meklē veidus, kā baktērijas var izmantot kā cieto disku informācijas glabāšanai.
Ne tikai mikrobiem mums ir daudz funkciju - tās ir daļa no mums. Ir domājams, ka baktērijas mūsu ķermenī un uz tās pārsniedz mūsu šūnas par 10 līdz 1.
Jūs, iespējams, dzirdējāt jaunāko veselīgi ēst. Papildus ēšanas brokoļiem un mellenēm, mums tagad ir teicis ēst fermentētu pārtiku katru dienu, vai vismaz tik bieži, cik vien iespējams. Ar baktērijām fermentācijas nebūtu.
Pēc piedzimšanas mazuļiem organismā nav baktērijas. Viņi iegūst savas pirmās baktērijas, kad tās iziet cauri dzimstības kontrolei. (Par iemeslu, kāpēc aptaukošanās un alerģijas ir biežāk sastopamas zīdaiņiem, ko piegādā C-iedaļa, dažu iemeslu dēļ tiek uzskatīts, ka baktēriju pacelšanās dzimšanas kanālā nav pietiekama).
Ja pēdējā laikā esat izlasījis ziņas, pat tiek apgalvots, ka baktērijas mūsu zarnās ir atbildīgas par mūsu ikdienas noskaņām. uzziniet, kā būt veselīgām zarnu baktērijām . Mikrobioma pētījums tiek izmantots, lai izskaidrotu daudzas lietas, piemēram, kāpēc antibiotikas var izraisīt svara pieaugumu.
Mikrobioloģijas jomas
Mikrobioloģijas jomā ir vairāki dažādi lauki. Dažu šo jomu piemērs, iedalot pēc organisma veida, ietver:
- Parazitoloģija - Parazitoloģijas izpēte
- Mycology - Sēņu izpēte
- Bakterioloģija - baktēriju izpēte
- Viroloģija - pētījums par vīrusiem
- Protozoologija - vienšūņu izpēte
- Pikoloģija - aļģu izpēte
- Imunoloģija - imūnsistēmas izpēte
Mikrobioloģijas jomas var arī sadalīt pēc darbības jomas, iekļaujot plašu tēmu loku. Daži piemēri no daudziem ir šādi:
- Mikroorganismu fizioloģija (augšana, vielmaiņa un mikrobu struktūra)
- Mikrobioloģiskā ģenētika
- Mikrobioloģiskā attīstība
- Vides mikrobioloģija
- Rūpnieciskā mikrobioloģija (piemēram, notekūdeņu attīrīšana)
- Pārtikas mikrobioloģija (fermentācija)
- Biotehnoloģija
- Bioremediācija.
Mikrobioloģijas nākotne
Mikrobioloģijas lauks ir aizraujošs, un mēs to vairāk nezinām. Tas, ko mēs varbūt ieguvām zināšanās visvairāk šajā jomā, ir tas, ka ir daudz vairāk mācīties.
Mikrobi var izraisīt ne tikai slimības, bet arī tos var izmantot, lai cīnītos pret citiem mikrobiem (piemēram, penicilīnu), lai iznīcinātu zāles. Daži vīrusi, iespējams, izraisa vēzi, bet citi tiek vērtēti kā līdzeklis vēža apkarošanai.
Viens no svarīgākajiem iemesliem, kāpēc cilvēki var uzzināt par mikrobioloģiju, ir cienīt šīs "radības", kas mūs daudz pārsniedz. Tiek uzskatīts, ka rezistenci pret antibiotikām palielina ne tikai antibiotiku, bet arī antibakteriālo ziepju nepareiza lietošana. Un tas ir tikai tad, kad skatās uz mikrobiem, kurus mēs šobrīd atzīstam. Ar jaunām infekcijas slimībām un ar mūsu spējām ceļot visur visur pasaulē ar trim lidojumiem, ir ļoti nepieciešams, lai mikrobiologi būtu izglītoti un sagatavoti.
> Avoti
- > Kasper, Dennis L .., Anthony S. Fauci un Stephen L .. Hauser. Harrisona iekšējās medicīnas principi. New York: Mc Graw-Hill Education, 2015. Drukāt.
- > Smolinska S., Groegers D. un L. O'Mahony. 1. mikrobioma bioloģija: mijiedarbība ar uzņēmējas imūno reaģēšanu. Ziemeļamerikas gastroenteroloģijas klīnikas . 2017. 4691): 19-35.