Mikrobiológia je veda, ktorej predmetom sú mikroskopické tvory nazývané mikroorganizmy, ich biologická charakteristika, taxonómia, ekológia, vzťahy s inými organizmami.

Mikroorganizmy sú najstaršou formou organizácie života na Zemi. Z hľadiska množstva predstavujú najvýznamnejšiu a najrozmanitejšiu časť organizmov, ktoré obývajú biosféru.

Medzi mikroorganizmy patria:

1) baktérie;

2) vírusy;

4) prvoky;

5) mikroriasy.

Spoločným znakom mikroorganizmov je mikroskopická veľkosť; líšia sa štruktúrou, pôvodom, fyziológiou.

Baktérie sú jednobunkové mikroorganizmy rastlinného pôvodu, bez chlorofylu a bez jadra.

Huby sú jednobunkové a mnohobunkové mikroorganizmy rastlinného pôvodu, ktoré nemajú chlorofyl, ale majú znaky živočíšnej bunky, eukaryota.

Vírusy sú jedinečné mikroorganizmy, ktoré nemajú organizáciu bunkovej štruktúry.

Hlavné sekcie mikrobiológie: všeobecná, technická, poľnohospodárska, veterinárna, lekárska, sanitárna.

Všeobecná mikrobiológia študuje najvšeobecnejšie vzorce vlastné každej skupine uvedených mikroorganizmov: štruktúru, metabolizmus, genetiku, ekológiu atď.

Hlavnou úlohou technickej mikrobiológie je vývoj biotechnológie na syntézu biologicky aktívnych látok mikroorganizmami: proteíny, enzýmy, vitamíny, alkoholy, organické látky, antibiotiká atď.

Poľnohospodárska mikrobiológia študuje mikroorganizmy, ktoré sa zúčastňujú kolobehu látok, používajú sa na prípravu hnojív, spôsobujú choroby rastlín atď.

Veterinárna mikrobiológia študuje pôvodcov chorôb zvierat, vyvíja metódy na ich biologickú diagnostiku, špecifickú profylaxiu a etiotropnú liečbu zameranú na ničenie patogénnych mikróbov v tele chorého zvieraťa.

Predmetom štúdia lekárskej mikrobiológie sú patogénne (patogénne) a podmienene patogénne mikroorganizmy pre človeka, ako aj vývoj metód mikrobiologickej diagnostiky, špecifickej profylaxie a etiotropnej liečby nimi spôsobených infekčných ochorení.

Odborom lekárskej mikrobiológie je imunológia, ktorá študuje špecifické mechanizmy ochrany ľudského a živočíšneho organizmu pred patogénmi.

Predmetom štúdia sanitárnej mikrobiológie je sanitárny a mikrobiologický stav predmetov životného prostredia a potravinárskych výrobkov, vývoj hygienických noriem.

Hlavnou taxonomickou jednotkou bakteriálnej taxonómie je druh.

Druh je evolučný súbor jedincov s jediným genotypom, ktorý sa za štandardných podmienok prejavuje podobnými morfologickými, fyziologickými, biochemickými a inými vlastnosťami.

Druh nie je konečnou jednotkou taxonómie. V rámci druhu sa rozlišujú varianty mikroorganizmov, ktoré sa líšia individuálnymi vlastnosťami. Takže rozlišujú:

1) sérovary (podľa antigénnej štruktúry);

2) chemovary (podľa citlivosti na chemikálie);

3) fagovary (podľa citlivosti na fágy);

4) fermentuje;

5) bakteriocinovary;

6) bakteriocinogenovary.

Bakteriocíny sú látky produkované baktériami a majú škodlivý účinok na iné baktérie. Podľa typu produkovaného bakteriocínu sa rozlišujú bakteriocinovary a podľa citlivosti - baktericinovary.

Pre druhovú identifikáciu baktérií je potrebné poznať ich nasledujúce vlastnosti:

1) morfologické (tvar a štruktúra bakteriálnej bunky);

2) tinctorial (schopnosť farbiť sa rôznymi farbivami);

3) kultúrny (povaha rastu na živnom médiu);

4) biochemické (schopnosť využívať rôzne substráty);

5) antigénne.

Druhy, ktoré sú geneticky príbuzné, sa združujú do rodov, rodov - do čeľadí, čeľade - do rádov. Vyššie taxonomické kategórie sú triedy, divízie, podkráľovstvá a kráľovstvá.

Podľa modernej taxonómie patria patogénne mikroorganizmy do ríše prokaryotov, patogénne prvoky a huby do ríše eukaryotov, vírusy sú spojené do samostatnej ríše – Vira.

Všetky prokaryoty, ktoré majú jediný typ bunkovej organizácie, sú zjednotené do jedného oddelenia - Baktérie. Niektoré z ich skupín sa však líšia štrukturálnymi a fyziologickými vlastnosťami. Na tomto základe existujú:

1) samotné baktérie;

2) aktinomycéty;

3) spirochéty;

4) rickettsia;

5) chlamýdie;

6) mykoplazma.

V súčasnosti sa na taxonómiu mikroorganizmov používa množstvo taxonomických systémov.

1. Numerická taxonómia. Uznáva rovnocennosť všetkých funkcií. Aby ste ho mohli používať, potrebujete mať informácie o desiatkach funkcií. Druhová príslušnosť je určená počtom zhodných znakov.

2. Serotaxonomia. Študuje antigény baktérií pomocou reakcií s imunitnými sérami. Najčastejšie sa používa v lekárskej bakteriológii. Nevýhodou je, že baktérie nie vždy obsahujú druhovo špecifický antigén.

3. Chemotaxonomia. Na štúdium zloženia lipidov a aminokyselín mikrobiálnej bunky a jej určitých zložiek sa používajú fyzikálno-chemické metódy.

4. Génová taxonómia. Na základe schopnosti baktérií s homológnou DNA transformovať, transdukovať a konjugovať, na analýze extrachromozomálnych faktorov dedičnosti - plazmidov, transpozónov, fágov.

Súhrn základných biologických vlastností baktérií je možné určiť len v čistej kultúre – ide o baktérie rovnakého druhu, pestované na živnom médiu.

Na kultiváciu baktérií sa používajú živné pôdy, na ktoré je kladených množstvo požiadaviek.

1. Výživová hodnota. Baktérie musia obsahovať všetky živiny, ktoré potrebujú.

2. Izotonicita. Baktérie musia obsahovať sadu solí na udržanie osmotického tlaku, určitú koncentráciu chloridu sodného.

3. Optimálne pH (kyslosť) média. Kyslosť média zabezpečuje fungovanie bakteriálnych enzýmov; pre väčšinu baktérií je to 7,2–7,6.

4. Optimálny elektronický potenciál, udávajúci obsah rozpusteného kyslíka v médiu. Mala by byť vysoká pre aeróby a nízka pre anaeróby.

5. Priehľadnosť (na zobrazenie rastu baktérií, najmä pre tekuté médiá).

6. Sterilita (aby tam neboli žiadne ďalšie baktérie).

Klasifikácia kultivačných médií

1. Podľa pôvodu:

1) prírodné (mlieko, želatína, zemiaky atď.);

2) umelé - médiá pripravené zo špeciálne pripravených prírodných zložiek (peptón, aminopeptid, kvasnicový extrakt atď.);

3) syntetické - médiá známeho zloženia, pripravené z chemicky čistých anorganických a organických zlúčenín (soli, aminokyseliny, sacharidy atď.).

2. Podľa zloženia:

1) jednoduchý - mezopatamiový agar, mezopatamiový bujón, Hottingerov agar atď.;

2) komplexné - sú to jednoduché s prídavkom ďalšej živnej zložky (krv, čokoládový agar): cukrový bujón, žlčový bujón, srvátkový agar, žĺtkovo-soľný agar, Kitt-Tarozziho médium, Wilson-Blairovo médium atď.

3. Podľa konzistencie:

1) tuhá látka (obsahuje 3-5 % agar-agaru);

2) polotekutý (0,15-0,7 % agar-agar);

3) kvapalina (neobsahuje agar-agar).

4. Po dohode:

1) všeobecný účel - na kultiváciu väčšiny baktérií (mezopatamiový agar, mezopatamiový bujón, krvný agar);

2) špeciálny účel:

a) elektívne - prostredia, v ktorých rastú baktérie len jedného druhu (rodu) a rod iných je potlačený (alkalický vývar, 1% peptónová voda, žĺtkovo-soľný agar, kazeínovo-uhoľný agar atď.);

b) diferenciálne diagnostické - prostredia, na ktorých sa rast niektorých druhov baktérií líši od rastu iných druhov istými vlastnosťami, častejšie biochemickými (prostredie Endo, Levin, Gis, Ploskirev a pod.);

c) obohacovacie médiá - médiá, v ktorých dochádza k množeniu a hromadeniu baktérií-patogénov akéhokoľvek druhu alebo druhu, t. j. obohatenie skúmaného materiálu (selenitový bujón).

Na získanie čistej kultúry je potrebné ovládať metódy izolácie čistých kultúr.

Metódy izolácie čistých kultúr.

1. Mechanická separácia na povrchu hutnej živnej pôdy (metóda pruhovania vypálením slučky, metóda riedenia v agare, roztieranie po povrchu tuhej živnej pôdy špachtľou, Drygalského metóda).

2. Použitie voliteľných kultivačných médií.

3. Vytvorenie podmienok priaznivých pre rozvoj jedného druhu (rodu) baktérií (obohacujúce prostredie).

Čistá kultúra sa získa vo forme kolónií - ide o izolovanú akumuláciu baktérií viditeľnú voľným okom na pevnom živnom médiu, ktoré je spravidla potomkom jednej bunky.

Mikrobiologické procesy majú široké uplatnenie v rôznych odvetviach národného hospodárstva. Sú založené na priemyselnom využití biologických systémov a procesov, ktoré spôsobujú. V srdci mnohých priemyselných odvetví sú metabolické reakcie, ktoré sa vyskytujú počas rastu a reprodukcie určitých mikroorganizmov.

V súčasnosti sa mikroorganizmy využívajú na výrobu kŕmnych bielkovín, enzýmov, vitamínov, aminokyselín a antibiotík, organických kyselín, lipidov, hormónov, poľnohospodárskych prípravkov atď.

V potravinárskom priemysle sa mikroorganizmy využívajú pri výrobe množstva produktov. Alkoholické nápoje - víno, pivo, koňak, alkohol - a ďalšie produkty sa získavajú pomocou kvasníc. Kvasinky a baktérie sa využívajú v pekárenskom priemysle, baktérie mliečneho kvasenia v mliekarenskom priemysle atď.

Spomedzi rôznych procesov spôsobených mikroorganizmami je jedným z podstatných fermentácia.

Fermentáciou sa rozumie premena sacharidov a niektorých ďalších organických zlúčenín na nové látky vplyvom enzýmov produkovaných mikroorganizmami. Sú známe rôzne druhy fermentácie. Zvyčajne sa nazývajú konečnými produktmi vytvorenými počas fermentačného procesu, napríklad alkohol, kyselina mliečna, kyselina octová atď.

V priemysle sa používa mnoho druhov fermentácie - alkoholová, mliečna, acetónbutylová, octová, citrónová a iné, spôsobené rôznymi mikroorganizmami. Napríklad kvasnice sa používajú pri výrobe etylalkoholu, chleba, piva; pri výrobe kyseliny citrónovej - plesňové huby; pri výrobe kyseliny octovej a mliečnej, acetón¾ baktérie. Hlavným účelom týchto priemyselných odvetví je premena substrátu (živného média) pôsobením enzýmov mikroorganizmov na potrebné produkty. V iných odvetviach, napríklad pri výrobe pekárskeho droždia, je hlavnou úlohou akumulovať maximálne množstvo vypestovaného kvásku.

Hlavnými skupinami mikroorganizmov používaných v potravinárskom priemysle sú baktérie, kvasinky a plesne.

Baktérie. Používa sa ako príčinné činidlo kyseliny mliečnej, kyseliny octovej, kyseliny maslovej. acetón-butylová fermentácia. Kultúrne baktérie mliečneho kvasenia sa používajú pri výrobe kyseliny mliečnej, v pekárstve a niekedy aj pri výrobe alkoholu. Premieňajú cukor na kyselinu mliečnu.

Pri výrobe ražného chleba zohrávajú dôležitú úlohu baktérie mliečneho kvasenia. Na procese výroby ražného chleba sa podieľajú pravé (homofermentatívne) a nepravdivé (heterofermentatívne) baktérie mliečneho kvasenia. Heterofenzýmové baktérie mliečneho kvasenia tvoria spolu s kyselinou mliečnou prchavé kyseliny (hlavne octové), alkohol a oxid uhličitý. Pravé baktérie v ražnom ceste sa podieľajú iba na tvorbe kyseliny a nepravé baktérie spolu s tvorbou kyseliny majú významný vplyv na kyprenie cesta, pretože sú silnými plynotvornými látkami. Mliečne baktérie ražného cesta majú významný vplyv aj na chuť chleba, pretože závisí od celkového množstva kyselín obsiahnutých v chlebe a od ich pomeru. Okrem toho kyselina mliečna ovplyvňuje proces tvorby a štrukturálne a mechanické vlastnosti ražného cesta.

Na výrobu kyseliny maslovej sa používa fermentácia kyseliny maslovej spôsobená baktériami kyseliny maslovej, ktorej estery sa používajú ako aromatické látky a tieto baktérie sú nebezpečné pre výrobu alkoholu, pretože kyselina maslová bráni rozvoju kvasiniek a inaktivuje a-amylázu.

Medzi špeciálne druhy maslových baktérií patria butylacetónové baktérie, ktoré premieňajú škrob a iné sacharidy na acetón, butyl a etylalkoholy. Tieto baktérie sa používajú ako fermentačné činidlá pri výrobe butylacetónu.

Baktérie kyseliny octovej sa používajú na výrobu octu (roztok kyseliny octovej), pretože sú schopné oxidovať etylalkohol na kyselinu octovú.

Treba poznamenať, že kvasenie kyseliny octovej je škodlivé pre výrobu alkoholu. keďže vedie k poklesu výťažnosti alkoholu a pri varení piva zhoršuje kvalitu piva, spôsobuje jeho kazenie.

Bohatstvo flóry a fauny, ktoré nás obklopuje, je úžasné, no oveľa viac druhov živých tvorov zostáva našim pohľadom skrytých kvôli ich extrémne malej veľkosti.

Napriek tomu si vyžadujú najstarostlivejšie štúdium, a to je jedna z najdôležitejších oblastí biologických vied, nazývaná mikrobiológia.

Mikrobiológia - čo je to veda?

Každý z nás je obklopený neskutočne obrovským množstvom mikroorganizmov. Možno ich nájsť v každej kvapke vody, ktorú vypijeme, v každom nádychu a výdychu. Navyše, ľudské telo by nemohlo normálne fungovať, keby ho neosídlili prospešné symbiontné mikroorganizmy.

Štúdium všetkých mikroskopických organizmov sa zaoberá vedou nazývanou mikrobiológia. Slovo je odvodené z gréčtiny "Mikro" — málo, Bios — život a "logá" — slovo, vyučovanie, a vo všeobecnosti znamená učenie o živote malých stvorení.

História mikrobiológie

Už v dávnych dobách ľudia tušili existenciu pre oči neviditeľných živých organizmov, ktoré spôsobujú choroby. Staroveký grécky vedec a lekár Hippokrates vyjadril tento predpoklad v jednom zo svojich diel. Príležitosť študovať ich však ľudstvo dostalo až po tom, čo holandský optik van Leeuwenhoek v 16. storočí vytvoril a na vlastné oči videl baktérie v kvapke vody.

Avšak mnohí členovia učenej triedy popierali existenciu patogénov niekoľko storočí po Levengukovom vynáleze. Najznámejší bol čin lekára M. Pettenkofera, ktorý poprel existenciu cholerových vibriónov, vypil kultúru týchto mikroorganizmov pred očami svojich odporcov a potom na choleru neochorel. Napriek zúfalému odporu ortodoxných sa však mikrobiológia rozvinula, vedci hromadili pozorovacie materiály a robili objavy.

Ako rástli možnosti optiky, rástli aj vedecké poznatky o svete mikroorganizmov. Najväčší počet zásadných objavov nastal koncom 19. - začiatkom 20. storočia, keď sa objavili diela Roberta Kocha, Louisa Pasteura, S. Vinogradského, H. Grama, I. Mečnikova a mnohých ďalších vedcov. Moderná mikrobiológia je z veľkej časti založená na objavoch uskutočnených v tomto období.

Čo a ako študujú mikrobiológovia?

Hlavným cieľom mikrobiológie je štúdium všetkých druhov mikroskopických organizmov, ich vlastností a biologických charakteristík, ako aj ich vplyvu na okolitú prírodu, organizmy ľudí, živočíchov a rastlín.


Patogénne a patogénne mikroorganizmy sú pre vedcov mimoriadne zaujímavé, pretože je potrebné vedieť, ako ich existencia ohrozuje ľudí a ako sa dá predchádzať a liečiť infekčné choroby spôsobené týmito mikroorganizmami. Na mikrobiologický výskum sa v súčasnosti používajú tieto metódy:

• mikroskopické, t.j. štúdium pomocou mikroskopu, ktorý je zase rozdelený na metódy fázového kontrastu, tmavého poľa a fluorescencie, ako aj pomocou elektrónovej mikroskopie;
• kultúrne, t.j. pestovanie kultúr mikroorganizmov na čistých živných pôdach s následným štúdiom účinkov rôznych látok a podmienok prostredia na kultúry;
• biologický, ktorý spočíva v infekcii laboratórnych zvierat mikroorganizmami a následnom štúdiu patogénneho procesu;
• genetické, spočívajúce v štúdiu molekúl proteínovej DNA a RNA, PCR a iných podobných štúdiách.

Vo výskume sa spravidla používajú rôzne metódy, pretože iba ich kombinácia často umožňuje úplne a komplexne študovať konkrétnu kultúru mikroorganizmov.

Na čo slúži mikrobiológia?

S nahromadením množstva poznatkov v mikrobiológii sa začali objavovať rôzne smery výskumu. Dnes sa ich výsledky uplatňujú v širokej škále oblastí činnosti:

• v mnohých odvetviach medicíny - na prevenciu a liečbu infekcií, vytváranie nových liekov a terapeutických metód;
• v priemyselnej sfére - na syntézu rôznych organických a anorganických zlúčenín, extrakciu kovov z rúd atď .;
• v poľnohospodárstve - na zlepšenie a syntézu organických hnojív, na kontrolu škodcov poľnohospodárskych plodín atď .;
• vo veterinárnej medicíne - na prevenciu a liečbu chorôb zvierat, výrobu liekov;
• v potravinárskom priemysle - vyvíjať nové potravinárske technológie, predchádzať kazeniu potravín a zvyšovať ich trvanlivosť.

Mikrobiológia je dnes jednou z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich vied, ktorá otvára veľkolepé vyhliadky na uplatnenie biotechnológií v rôznych oblastiach činnosti.

Mikrobiológia je veda, ktorá študuje život a vývoj živých mikroorganizmov (mikróbov). Mikroorganizmy sú samostatnou veľkou skupinou jednobunkových organizmov spojených svojim pôvodom s flórou a faunou.

Rozvoj mikrobiológie sa začal v staroveku, keď lekári prvýkrát naznačili, že „infekcia sa prenáša z človeka na človeka“ prostredníctvom niektorých živých tvorov. V dôsledku následného rozvoja prírodných vied sa objavili špeciálne metódy vedeckého výskumu, ktoré umožnili vedcom konečne sa presvedčiť o tomto tvrdení.

Medzi vynikajúcich vedcov-mikrobiológov patria L. Pasteur, R. Koch, I.I. Mečnikov, D.I. Ivanovský.

Podľa morfologickej štruktúry sa všetci pôvodcovia infekčných chorôb ďalej delia na: mikróby (baktérie); spirochéty; rickettsia; vírusy; huby; prvoky.

Baktérie sú jednobunkové mikroorganizmy.

Z hľadiska ich morfologickej štruktúry sú baktérie mimoriadne rozmanité. Najbežnejšie typy baktérií sú:

Koky sú guľovité baktérie, jednotlivé alebo v pároch, ako aj vo forme reťazcov alebo tvoriacich zhluky. Patria sem diplokoky, streptokoky, stafylokoky. Spôsobujú rôzne choroby, ako je šarlach, meningitída, kvapavka atď.;

Bacily sú tyčinkovité baktérie, ktoré sú v prírode pomerne rozšírené. Spôsobujú veľmi vážne infekčné ochorenia – záškrt, tetanus a tuberkulózu;

Spirilly sú stočené bunky, ktoré pripomínajú vývrtku. Sú pôvodcami letospirózy a syfilisu. Latinský názov pre pôvodcu syfilisu znie celkom pekne - Spiroheta palida (svetlá spirochéta);

Všetky mikróby podľa typu dýchania sú rozdelené do dvoch skupín: anaeróby - dobre sa rozmnožujú iba v neprítomnosti kyslíka (príčiny tetanu, botulizmu, plynatej gangrény atď.) a aeróby - žijú výlučne v kyslíkovom prostredí.

Bakteriálna bunka pozostáva z nasledujúcich prvkov: škrupina, protoplazma, jadrová látka. U niektorých baktérií sa kapsuly tvoria z vonkajšej vrstvy obalu. Patogénne baktérie sú schopné vytvoriť kapsulu iba vtedy, keď sú v ľudskom alebo zvieracom tele. Tvorba kapsúl je obranná reakcia baktérií. Baktérie vo vnútri kapsuly sú odolné voči protilátkam.

Mnohé tyčinkovité baktérie majú vo vnútri tela, v strede alebo na jednom z koncov, charakteristické útvary - endogénne spóry okrúhleho alebo oválneho tvaru. Spory vznikajú pri nepriaznivých vonkajších podmienkach pre existenciu baktérií (nedostatok živín, prítomnosť škodlivých produktov látkovej premeny, nepriaznivá teplota, vysychanie). Jedna bakteriálna bunka tvorí jednu endospóru, ktorá sa dostane do priaznivého prostredia a vyklíči a vytvorí jednu bunku. Spory sú odolné voči vonkajším vplyvom.

Mnohé baktérie sú aktívne pohyblivé. Všetky spirilly a vibriá sú mobilné. Mnoho druhov tyčinkovitých baktérií sa vyznačuje aj pohyblivosťou. Koky sú nehybné, s výnimkou jednotlivých druhov. Mobilita baktérií sa uskutočňuje pomocou bičíkov - tenkých vlákien, niekedy skrútených špirálovito.

U niektorých patogénnych mikróbov možno pri určitých vonkajších vplyvoch dosiahnuť oslabenie až stratu patogénnych vlastností. Zároveň však zostáva ich schopnosť po podaní človeku vyvolať imunitu voči chorobám, čiže imunitu. Toto ustanovenie vytvorilo základ pre získanie živých atenuovaných vakcín, ktoré sú široko používané pri prevencii chorobnosti prostredníctvom očkovania.

Na rozpoznanie a štúdium vlastností rôznych druhov mikróbov sa používajú ich výsevom na umelé živné pôdy, ktoré sa pripravujú v laboratóriách. Patogénne mikróby rastú lepšie, ak živné médiá v zložení lepšie reprodukujú podmienky ich výživy v živom organizme.

Spirochety (pôvodcovia recidivujúcej horúčky, syfilis) sú vo forme tenkých, vývrtkovitých, aktívne zakrivených baktérií.

Vírusy sú malé mikroorganizmy, merané v nanometroch. Vírusy je možné vidieť len pri veľmi veľkom zväčšení (30 000-krát) pomocou elektrónového mikroskopu.

Sú veľmi primitívni. Nemajú bunkovú membránu v obvyklom zmysle ani žiadne komplexne organizované štruktúry a metabolizmus nie je zistený. Pozostávajú z nukleovej kyseliny (RNA alebo DNA) obklopenej proteínovým obalom. Hlavná zložka vírusov - nukleová kyselina - je zlúčenina, ktorá slúži ako materiálny základ pre dedičnosť a mnohé ďalšie javy života. Ich životnú aktivitu zabezpečuje RNA alebo DNA hostiteľských buniek.

Niektoré vírusy majú veľmi zákernú schopnosť – napadnúť bunku, zotrvať v nej v latentnom („spánkovom“) stave veľmi dlho (v niektorých prípadoch aj počas celého života hostiteľa). Tak plynú mesiace a roky a akonáhle je organizmus oslabený (z rôznych príčin - stres, nedostatok vitamínov, choroba), vírus sa okamžite reaktivuje, t.j. prejavuje svoju aktivitu alebo agresivitu. Inými slovami, latentná infekcia sa stáva akútnou alebo chronickou. Pre človeka sú nebezpečné najmä tie vírusy, ktoré sú vložené do dedičných substrátov bunky (jej chromozómov) a stávajú sa tak neoddeliteľnou súčasťou ľudského genómu. Ide napríklad o vírus ľudskej imunodeficiencie. Je tiež známe, že niektoré vírusy majú schopnosť prenikať do bunky, narúšať mechanizmy rastu a vývoja a premieňať ju na rakovinovú bunku.

Vo vonkajšom prostredí prakticky nežijú. Dezinfekčné prostriedky, slnečné svetlo, ultrafialové svetlo a teplo zabíjajú väčšinu vírusov. Niektoré z nich sú však veľmi vytrvalé. Napríklad vírus Botkinovej choroby (infekčná hepatitída, resp. žltačka) umiera až pri teplote 100 °C a 45-minútovom vare.

Medzi vírusy patrí chrípka, slintačka a krívačka, poliomyelitída, kiahne, encefalitída, osýpky, AIDS a ďalšie choroby.

Liečba vírusových ochorení je veľmi náročná, no nie beznádejná. Doteraz najúčinnejšou ochranou proti rôznym vírusom je očkovanie (preventívny spôsob ochrany). S ich pomocou je možné v organizme vytvoriť dostatočne výkonnú a účinnú bariéru proti veľkému množstvu vírusov, zvýšiť aktivitu imunitného systému, jeho obranných mechanizmov.

Mnohé vírusy majú jedinečnú schopnosť meniť svoje dedičné vlastnosti, t.j. mutovať. Spoľahlivú ochranu poskytuje aj skutočnosť, že vírus sídli vo vnútri hostiteľskej bunky. Len veľmi málo moderných liekov „pracuje“ na intracelulárnej úrovni, väčšina nedokáže „dostať“ vírus. Mnohé vírusy sa v procese evolúcie naučili unikať z imunitného systému hostiteľa, schovávajú sa za vlastné bielkoviny a zároveň ich deštruktívny účinok na organizmus hostiteľa neustáva, ale naopak zosilňuje. Práve tento vírus patrí k vírusu B, ktorý spôsobuje Botkinovu chorobu.

Interferón je proteín nachádzajúci sa v normálnych tkanivových bunkách. Pri lýze buniek, napríklad pod vplyvom vírusu, prechádza do okolitých tekutín. Blokovaním niektorých enzýmových systémov buniek má voľný interferón schopnosť zabrániť vírusu poškodiť tieto bunky. Ďalšie množenie vírusu je možné len v tých bunkách, ktoré nie sú blokované interferónom. Interferón je teda bunkový obranný mechanizmus proti cudzím nukleovým kyselinám.

Huby, čiže mikroskopické huby, majú na rozdiel od baktérií zložitejšiu štruktúru. Väčšina z nich sú mnohobunkové organizmy. Predĺžené bunky mikroskopických húb, podobné vláknu. Veľkosti sa pohybujú od 0,5 do 10-50 mikrónov alebo viac.

Väčšina húb sú saprofyty, len málo z nich spôsobuje choroby ľudí a zvierat. Najčastejšie spôsobujú rôzne lézie kože, vlasov, nechtov, no sú druhy, ktoré postihujú aj vnútorné orgány. Choroby spôsobené mikroskopickými hubami sa nazývajú mykózy.

V závislosti od štruktúry a charakteristík sú huby rozdelené do niekoľkých skupín.

1. Medzi patogénne huby patria:

Huba podobná kvasinkám, ktorá spôsobuje vážne ochorenie - blastomykózu;

Žiarivá huba, ktorá spôsobuje aktinomykózu;

Pôvodcovia hlbokých mykóz (histoplazmóza, kokcidioidóza).

2. Zo skupiny takzvaných „nedokonalých húb“ sú rozšírení pôvodcovia početných dermatomykóz.

3. Najčastejšími nepatogénnymi hubami sú plesne a kvasinky.

Plesňové lézie kože a nechtov sú veľmi časté. Patria sem rubrofytóza, trichofytóza, epidermofytóza. Kvasinkové plesne spôsobujú pomerne časté ochorenie pošvy – soor. Existuje aj plesňová tonzilitída, faryngo- a laryngomykóza.

Najjednoduchšie sú jednobunkové mikroorganizmy, ktoré môžu poškodiť ľudské zdravie, najmä so znížením ochranných funkcií jeho tela. Protozoá sú zložitejšie ako baktérie.

Medzi pôvodcov ľudských infekčných chorôb medzi prvokmi patrí dyzentéria améba, malarické plazmódium atď. Najčastejšími ochoreniami sú amébová dyzentéria, toxoplazmóza, giardiáza a pod. V posledných rokoch sa rozšírili urologické ochorenia spôsobené chlamýdiami. Ochorenie, ktoré spôsobujú, sa nazýva chlamýdie.

Rozlišujte medzi helmintmi, ktorých život prebieha s povinnou účasťou ľudí, a hlístami, ktoré môžu existovať nezávisle od ľudí - v tele zvierat.

Najdôležitejšími vlastnosťami mikróbov sú patogenita, t.j. schopnosť vyvolať infekčné ochorenie rôznej závažnosti a virulenciu, t.j. súčet agresívnych vlastností mikróbov vo vzťahu k ľudskému a zvieraciemu telu. Jeho mierou je počet živých mikroorganizmov schopných spôsobiť ochorenie; virulencia je mierou patogenity a je odlišná pre rôzne mikróby.

Podľa ich virulencie (schopnosť spôsobiť ochorenie u ľudí) možno baktérie rozdeliť do troch skupín: patogénne (infekčné), oportúnne a saprofyty. Pôvodca obzvlášť nebezpečných infekcií je obzvlášť virulentný a patogénny.

Existujú aj podmienene patogénne organizmy, ktoré neustále obývajú živý organizmus bez toho, aby ho poškodili. Ich patogénny účinok sa prejaví až pri zmene životných podmienok a znížení obranyschopnosti organizmu vplyvom rôznych faktorov. V týchto prípadoch môžu prejaviť svoje patogénne vlastnosti a spôsobiť zodpovedajúce ochorenia.

Medzi mikróbmi sú aj saprofyty – neškodné mikroorganizmy. Ich úloha sa redukuje na rozklad odumretých organických zvyškov v pôde, odpadových vodách atď. Tie sú pre telo neškodné a naopak veľmi užitočné. Napríklad je známe, že prostredie v pošve ženy je kyslé. Nejde o nič iné ako o výsledok činnosti neustále prítomných mikroorganizmov, baktérií mliečneho kvasenia. Preto sa v takomto prostredí nevyvíjajú patogénne mikroorganizmy a kvasinkové huby. Ďalší príklad: Escherichia coli, echery colli, žije v hrubom čreve. Zabezpečuje fermentačné procesy v črevách potrebné na rozklad vlákniny.

Neodôvodnené užívanie niektorých liekov (najčastejšie samoliečbou) spôsobuje zničenie celej črevnej mikroflóry, čo vedie k ochoreniu nazývanému dysbióza. Treba poznamenať, že touto chorobou trpí pomerne veľký počet ľudí. Možno si niektorí z vás všimli, že v posledných rokoch sa v mliečnych oddeleniach predajní objavili produkty s predponou „bio“, najmä: biokefír, biojogurt, bifidok atď. A nie je to náhodné. Ich vzhľad je celkom opodstatnený, pretože pomáhajú telu normalizovať črevnú flóru. Produkty s predponou „bio“ sú veľmi užitočné. Úplne stačí ich však používať 1-2 krát týždenne na 0,25-0,5 litra.

Všetky patogénne mikroorganizmy sa vyznačujú špecifickosťou, t.j. schopnosť mikróbov daného druhu vyvolať určitý typ ochorenia, a toxicita, t.j. schopnosť produkovať toxín.

Mikroorganizmy v procese ich reprodukcie, životnej aktivity a smrti emitujú jedovaté (toxické) toxické látky, toxíny - exotoxíny a endotoxíny.

Exotoxín sa uvoľňuje počas života mikrobiálnej bunky. Mikrobiálne toxíny výrazne ovplyvňujú priebeh infekčného ochorenia, pri niektorých ochoreniach hrajú hlavnú úlohu (botulizmus, záškrt, tetanus). Exotoxíny ovplyvňujú iba presne definované tkanivá, ktoré sú citlivé na tento toxín. Takže tetanový toxín pôsobí na centrálny nervový systém, botulín - na jadrá hlavových nervov; záškrt - na kardiovaskulárny systém, obličky. Exotoxíny sú antigénne. Po detoxikácii exotoxínov (formalínu a vysokej teploty) sa nazývajú toxoid. Toxoidy sa používajú na očkovanie s cieľom vytvoriť imunitu voči niektorým infekčným chorobám, ako je tetanus, záškrt, botulizmus.

Endotoxín sa uvoľňuje pri zničení mikrobiálnej bunky, spôsobuje všeobecnú intoxikáciu a nemá antigénne vlastnosti.

Mikrobiálna odolnosť voči environmentálnym faktorom

Vonkajšie prostredie nie je pre väčšinu patogénnych mikróbov prirodzené. Aby si však mikróby zachovali svoj vzhľad (prežili), musia mať určitú odolnosť voči pôsobeniu rôznych faktorov prostredia. Zachovanie vzhľadu akéhokoľvek patogénu je možné len s určitým pobytom vo vonkajšom prostredí. Dĺžka tohto pobytu je spôsobená tak intenzitou vplyvu faktorov prostredia (teplota, vlhkosť, slnečná energia atď.), ako aj charakteristikami mikroorganizmu, ktoré spája pojem „stabilita“.

Každý patogén má svoje teplotné optimum. Pre väčšinu patogénnych mikróbov je optimálna teplota 30-37 °C. Zároveň dobre znášajú nízke teploty (až do -19 ... -25 ° С). V tomto prípade sa mikrobiálna bunka dostane do stavu pozastavenej animácie, v ktorej môže existovať mnoho rokov. V dôsledku toho môžu patogénne mikróby prezimovať v pôde a rôznych substrátoch. Vysoká teplota prostredia je škodlivá pre mikróby. Takže pri teplote 60 ° C väčšina z nich zomrie po 10 minútach, pri 80 - 100 ° C - po 1 minúte, pretože dochádza ku koagulácii bielkovín.

Niektoré baktérie mimo ľudského a zvieracieho tela vytvárajú spóry zhrubnutím protoplazmy a vytvorením hustej schránky, ktorá im umožňuje dlho pretrvávať vo vonkajšom prostredí. Spóry sú oveľa odolnejšie voči vysokým teplotám ako vegetatívne formy. Zničenie spór v priebehu 20-30 minút sa dosiahne iba pri teplote pary 120 ° C. Spóry tetanu vydržia varenie až 3 hodiny, botulizmus - až 6 hodín.

Sušenie, ktoré vedie k dehydratácii, je škodlivé pre mikróby. Miera úmrtia pod vplyvom sušenia je veľmi odlišná pre rôzne typy mikróbov: pri Vibrio cholerae - 2 dni, pri brušnom týfuse - 70 dní. Chránené vysušenými proteínovými substrátmi (krv, spútum, tkanivo) môžu mikróby zostať životaschopné dlhšiu dobu, u niektorých patogénov toto obdobie dosahuje niekoľko mesiacov. Spóry sú veľmi odolné voči vysychaniu, napríklad spóry bacilu antraxu sú schopné vyklíčiť do vegetatívnych foriem po pobyte v suchej pôde po 50-70 rokoch.

Žiarivá energia slnka má najväčší deštruktívny vplyv na mikróby, najmä na ultrafialovú časť jeho spektra. Niektoré toxické chemikálie používané na dezinfekciu majú veľkú deštruktívnu schopnosť pre mikróby.

Podľa epidemiologických indikácií živá atenuovaná vakcína proti tularémii.

Špecifická liečba - nevyvinuté.

Mikrobiológia ako veda. Predmet a ciele mikrobiológie.

Mikrobiológia(z gréčtiny. mikr- malý, bios- život, logá- vyučovanie) - náuka o najmenších, voľným okom neviditeľných živých predmetoch - mikroorganizmy, zákonitosti ich vývoja a zmeny, ktoré spôsobujú v životnom prostredí a v životnom prostredí.

Termín "mikroorganizmy" predstavil francúzsky vedec Sedlo koncom 19. storočia.

Mikroorganizmy sú najstaršou formou organizácie života na Zemi, objavili sa dávno pred objavením sa rastlín a zvierat - asi pred 3-4 miliardami rokov. V súčasnosti predstavujú z hľadiska množstva najvýznamnejšiu a najrozmanitejšiu časť organizmov obývajúcich biosféru Zeme. Nachádzajú sa vo vzduchu, vode, pôde, potrave, na predmetoch okolo nás, na povrchu a vo vnútri nášho tela a iných organizmov živočíšneho a rastlinného sveta a dokonca aj vo vesmíre.

Všetky mikroorganizmy sa delia na:

Ø patogénne (z gréčtiny. patos- choroba) - patogénna, t.j. schopné spôsobiť infekčné ochorenie;

Ø oportunistické – spôsobujú choroby za určitých podmienok;

Ø saprofytické (z gréčtiny. sapros- hnilé a fytón- rastliny) - nepatogénne / nepatogénne, nespôsobujú ochorenie u ľudí.

názov "mikrobiológia" navrhli francúzski vedci Duclos. Mikrobiológia vznikol v rámci biológie. Potom sa postupne diferencovala na samostatných vedných odborov:

Ø súkromné;

Ø lekárske;

Ø klinické (študuje mikroorganizmy, ktoré spôsobujú ochorenia v zdravotníckych zariadeniach);

Ø sanitárne;

Ø veterinárne (študuje mikroorganizmy patogénne pre zvieratá);

Ø poľnohospodárska (študuje mikroorganizmy – škodcov rastlín);

Ø morské (študuje mikroorganizmy – obyvateľov morí a oceánov);

Ø vesmír (študuje mikroorganizmy, ktoré obývajú vesmír);

Ø technická mikrobiológia (využíva mikroorganizmy na získanie rôznych produktov potrebných pre život človeka – vakcíny, diagnostika, enzýmy a pod.).

Predmet štúdia všeobecnej mikrobiológie -všeobecné vzorce, biologické vlastnosti mikroorganizmov bez ohľadu na ich druh: morfológia, fyziológia, biochémia, genetika, ekológia, evolúcia a iné znaky mikroorganizmov.

Predmet štúdia súkromnej mikrobiológie -rysy biologických vlastností mikroorganizmov, charakteristické pre konkrétny druh.

Študijný predmet lekárska mikrobiológia – patogénne a oportúnne mikroorganizmy, procesy ich interakcie s makroorganizmom.

Úlohy lekárskej mikrobiológie:

Ø mikrobiologická diagnostika infekčných chorôb;

Ø vývoj metód špecifickej prevencie;

Ø rozvoj etiotropnej liečby infekčných ochorení.

Ako súčasť lekárska mikrobiológia zvýraznite nasledovné oddielov:

Ø bakteriológia (predmetom štúdia sú baktérie);

Ø virológia (predmetom štúdia sú vírusy);

Ø mykológia (predmetom štúdia sú huby);

Ø protozoológia (predmetom štúdia sú prvoky);

Ø algológia (predmetom štúdia sú mikroskopické riasy);

Ø imunológia (predmetom štúdia sú ochranné reakcie organizmu) a pod.

Predmet štúdia sanitárnej mikrobiológieúzko súvisí s lekárskou mikrobiológiou - sanitárny a mikrobiologický stav predmetov životného prostredia a potravinárskych výrobkov, vývoj sanitárnych a mikrobiologických noriem a metód na indikáciu patogénnych mikroorganizmov v rôznych objektoch životného prostredia.

Historické etapy vývoja mikrobiológie.

Existuje 5 historických období vývoja a formovania mikrobiológie ako vedy.

I. Heuristické obdobie.

Po mnoho tisícročí sa ľudstvo teší z plodov životne dôležitej činnosti mikroorganizmov, nevediac o ich existencii. Hoci myšlienka prítomnosti neviditeľných živých bytostí v prírode prišla s mnohými výskumníkmi. Hippokrates, Paracelsus(VI. storočie pred naším letopočtom) navrhol, že "miazmy" žijúce v močiaroch spôsobujú u ľudí rôzne choroby a dostávajú sa do jeho tela ústami. Vo svojej najkompletnejšej podobe bola myšlienka sformulovaná o Girolamo Frakostoro v diele „O nákazách, nákazlivých chorobách a liečbe“ (1546): k nákaze človeka môže dôjsť tromi spôsobmi – priamym kontaktom, nepriamo (cez predmet) a na diaľku, avšak s povinnou účasťou nákaz („zárodky choroby"). Boli to však hypotézy, pre ktoré nemali dôkaz.

II. Opisné obdobie (morfologické)- kryty druhá polovica XVIII storočia a pokračuje až do polovice 19. storočia... Súvisí s vytvorením mikroskopu a objavom mikroskopických tvorov neviditeľných ľudským okom. Prvý mikroskop bol vytvorený v r 1590 od Hansa a Zachary Jansen, ale došlo len k 32-násobnému nárastu. Holandský prírodovedec Anthony Levenguk(1632-1723) skonštruoval mikroskop so 160-300-násobným zväčšením, pomocou ktorého dokázal odhaliť najmenšie „živé živočíchy“ ( animalcus) v dažďovej vode, plakoch a iných materiáloch. Formy mikroorganizmov, ktoré načrtol, boli prekvapivo pravdivé.

V rovnakom období v 1771 g. vynikajúci ruský lekár Danilo Samoilovič(1744-1805) v skúsenostiach so samoinfekciou chorých s morom hnisom preukázali úlohu mikroorganizmov v etiológii moru a možnosť ochrániť ľudí pred morom pomocou očkovania. D.S. Samoilovič bol oddaným zástancom voľne žijúcich živočíchov pôvodcu moru a viac ako 100 rokov pred objavením tohto mikróba sa ho pokúsil odhaliť. Bránila mu v tom len nedokonalosť vtedajších mikroskopov. Navrhol možnosť umelého vytvorenia imunity voči infekčnému agens a dokonca sa pokúsil vytvoriť vakcínu proti moru. Tieto štúdie predchádzali práci E. Jennera. Diela D.S. Samoilovič výrazne prispel k rozvoju opatrení na boj proti moru.

V 1796 Edward Jenner(1749-1823) vytvoril a úspešne aplikoval vakcínu na prevenciu kiahní, pričom odoberal materiál od dojičky s kravskými kiahňami.

III. Fyziologické obdobie (Pasterovský)(druhá polovica 19. storočia) – „zlatý vek“ mikrobiológie. Od objavenia mikroorganizmov vyvstala otázka nielen o ich úlohe v ľudskej patológii, ale aj o ich štruktúre, biologických vlastnostiach, životne dôležitých procesoch, ekológii atď. Od polovice 19. storočia sa preto začalo s intenzívnym štúdiom fyziológie baktérií.

L. Pasteur(1822-1895) - zakladateľ francúzskej školy mikrobiológie (vzdelaním chemik, talentovaný experimentátor, urobil množstvo zásadných objavov v mnohých oblastiach vedy vrátane mikrobiológie), jeho hlavné úspechy:

Ø objavenie bakteriálnej podstaty kvasenia a hniloby pri štúdiu chorôb vína a piva;

Ø ponúknuť šetrný spôsob sterilizácie - pasterizáciu;

Ø dôkaz o nemožnosti spontánneho vzniku života (ak sa sterilný bujón ponechá v otvorenej banke, vyklíči, ale ak sa sterilný bujón vloží do banky komunikujúcej so vzduchom cez špirálovú hadičku, bujón nevyklíči, pretože baktérie sa usadia na zakrivených častiach trubice);

Ø vytvorenie základov podnikania s vakcínami;

Ø vývoj a výroba vakcíny proti besnote, antraxu u zvierat a slepačej cholere;

Ø objavenie pôvodcov antraxu (Bacillus anthracis), pôrodnej horúčky (streptokok), furunkulózy (stafylokok).

R. Koch(1843-1910) - zakladateľ školy nemeckých mikrobiológov, jeho úspechy:

Ø úvod do praxe mikrobiológie anilínových farbív, imerzný systém, tuhé živné pôdy;

Ø objavenie pôvodcov tuberkulózy a cholery u ľudí;

Ø bola sformulovaná triáda kritérií, pomocou ktorých bolo možné stanoviť súvislosť medzi infekčným ochorením a určitým mikroorganizmom ( triáda Henle-Koch- tieto princípy predložil Henle pred Kochom a Koch sformuloval a rozvinul):

1) mikrób, považovaný za pôvodcu choroby, by sa mal vždy zistiť len pri danej chorobe, neuvoľňovať sa pri iných chorobách a od zdravých ľudí;

2) tento mikrób musí byť izolovaný v čistej kultúre;

3) čistá kultúra tohto mikróba by mala u pokusného zvieraťa spôsobiť ochorenie s klinickým a patologickým anatomickým obrazom charakteristickým pre ľudské ochorenie.

Teraz je táto triáda relatívne dôležitá, stanovenie úlohy mikroorganizmu pri rozvoji infekčného ochorenia nie vždy zapadá do rámca triády.

IV. Imunologické obdobie(koniec XIX - začiatok XX storočia), spojený s dielami I.I. Mečnikov a P. Ehrlich.

I.I. Mečnikov(1845-1916) - jeden zo zakladateľov imunológie, opísal fenomén fagocytózy (bunková teória imunity).

Paul Ehrlich(1854-1915) sformuloval teóriu humorálnej imunity, vysvetlil pôvod protilátok a ich interakciu s antigénmi.

V 1908 g. I.I. Mečnikov a P. Ehrlich boli ocenení Nobelovou cenou za prácu v oblasti imunológie.

Koniec 19. storočia bol poznačený epochálnym objavom kráľovstva vírusov.

DI. Ivanovský(1864-1920) - objaviteľ vírusov. Ako člen Katedry botaniky Petrohradskej univerzity v r 1892 g. pri štúdiu choroby tabakovej mozaiky dospel k záveru, že chorobu spôsobuje filtračný prostriedok, neskôr nazývaný vírus.

1928 – A. Fleming pri štúdiu fenoménov mikrobiálneho antagonizmu dostal nestabilný penicilín.

A v 1940 – G. Flory a E. Cheyne dostal stabilnú formu penicilínu.

Domáci penicilín vyvinul v 40. rokoch minulého storočia leningradský mikrobiológ Z.V. Ermolyeva.

V. Novovek(začal v polovici 20. storočia) sa spája s vedecko-technickou revolúciou v prírodných vedách.

1944 – O. Avery, K. McLeod, K. McCarthy dokázal úlohu DNA pri prenose dedičnej informácie.

1953 – D. Watson a F. Creek rozlúštil štruktúru DNA.

V 60-70 rokov existovali práce o genetike baktérií, vzniku genetického inžinierstva.

1958 - P. Medavar a Hašek opísali fenomén imunologickej tolerancie. 1959 – R. Porter a D. Edelman simulovala molekulu imunoglobulínu.

1982 - R. Gallo, 1883 L. Montagnier objavil HIV.