Как называется наука о вирусах и бактериях

Обновлено: 25.04.2024

В микробиология это наука, занимающаяся изучением микроорганизмов, одноклеточных существ, которые видны только под микроскопом и которые также известны как микробы. К ним относятся бактерии, грибы, протисты, паразиты, прионы, археи и вирусы, многие из которых выполняют важные функции в различных экосистемах.

Эта дисциплина занимается их классификацией, анализом и описанием, а в случае тех, которые вызывают заболевания, также изучает их форму инфекции и способы контроля и борьбы с ними.

На протяжении тысяч лет люди использовали микроорганизмы для приготовления пищи, такой как вино, сыр, пиво и хлеб. Сегодня они имеют большой потенциал для использования в биотехнологии, в медицине, энергетике и окружающей среде.

В настоящее время считается, что известно менее 1 процента микробов в биосфере. Это открывает двери для исследований и возможностей для новых технологических разработок, улучшающих жизнь людей.

История микробиологии

происхождение

Микробиология присутствует в истории человечества с древних времен, когда для получения определенных продуктов или проведения лечения стали использоваться различные методы манипулирования животными и культурами.

Однако этот период был в высшей степени спекулятивным, и почему происходили процессы, не было до конца понятно.

В 1590 году голландский производитель линз Захариас Янссен создал простой однолинзовый микроскоп, а затем двухлинзовый микроскоп, который со временем стал центральным в становлении этой науки.

В 1675 году голландец Антони ван Левенгук, работавший в текстильной промышленности, усовершенствовал это изобретение и первым наблюдал за микроорганизмами, включая бактерии и простейшие.

В 1785 году эквадорский врач Эухенио Эспехо исследовал эпидемии, которые часто поражали людей на улицах, и обнаружил, что они были вызваны микроорганизмами. Его работа Размышления о оспе это был один из первых научных текстов, рассказывающих о них.

Рождение микробиологии

Начиная с XIX века немецкий ботаник Фердинанд Кон проанализировал бактериологическое происхождение инфекционных болезней растений и животных и сформулировал их классификационную схему.

В 1850 году французский химик Луи Пастер, которого считают отцом микробиологии, обнаружил, что микроорганизмы являются причиной ферментации, что принесло огромные преимущества пищевой и медицинской промышленности.

Среди других преимуществ он разработал метод консервирования пищевых продуктов, известный сегодня как пастеризация, а также вакцины от бешенства и птичьей холеры, а также от других болезней.

В 1875 году немецкий врач Роберт Кох обнаружил туберкулезную палочку, ему удалось выделить микробы, вызывающие это заболевание, и вырастить их в чистой культуре.

В то же время голландский микробиолог Мартинус Бейеринк разработал различные методы микробиологического культивирования и установил основные принципы вирусологии, обнаружив вирус табачной мозаики.

В свою очередь английский хирург Джозеф Листер проверил действие микроорганизмов как возбудителей болезней человека и разработал хирургическую практику асептики и антисептики.

Современная микробиология

В течение 20 века микробиологию начали изучать с разных сторон, включая генетику, экологию, биохимию и физиологию.

В 1928 году британский ученый Александр Флеминг наблюдал действие пенициллиновых бактерий при лечении инфекций, что позволило разработать антибиотики в широких масштабах.

В 1944 году исследователи Освальд Эйвери, Колин Маклауд и Маклин Маккарти обнаружили, что ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - это материал, из которого состоят гены и хромосомы и который определяет сексуальность человека.

В 1953 году ученые Розалинд Франклин, Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик из Кембриджского университета раскрыли молекулярную структуру ДНК и функционирование генетического кода, сделав беспрецедентный прогресс в области молекулярных манипуляций.

С тех пор микробиология получила широкое развитие для пищевых, медицинских, водных, энергетических и экологических целей.

Предполагается, что в будущем эта наука позволит новым технологическим разработкам улучшить жизнь человека.

Что изучает микробиология

Микробиология изучает все живые организмы, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть без помощи микроскопа. Среди них бактерии, грибы, протисты, паразиты, прионы, археи и вирусы, которые вместе известны как микробы.

Они могут быть образованы одной клеткой (одноклеточной) или эквивалентными клетками без дифференциации.

Эта наука отвечает за классификацию, анализ и контроль этих микроорганизмов, обеспечивая им благоприятное использование для жизни человека. Среди других возможностей их можно использовать для производства лекарств, напитков и продуктов питания; убирать загрязнения окружающей среды; производить биотопливо и сельскохозяйственные ресурсы; и генерировать энергию.

С другой стороны, благодаря новым открытиям и технологическим достижениям, эта дисциплина постоянно расширяется.

В области здравоохранения микробиология имеет первостепенное значение для изучения микробов, вызывающих и развивающихся заболеваний. Благодаря ему были созданы методы лечения и лечения многих недугов.

Однако важно отметить, что микроорганизмы, вызывающие заболевания у людей, растений и животных, составляют незначительное меньшинство. Большинство из них выполняют важные функции в различных экосистемах, и без них жизнь на Земле была бы нежизнеспособной.

Например, некоторые бактерии отвечают за фиксацию атмосферного азота, который обеспечивает жизнь растительным организмам, а другие участвуют в углеродном цикле, позволяя органическим веществам повторно включаться в почву.

Между тем у людей микроорганизмы, живущие в пищеварительном тракте, делают возможным пищеварение.

Этимологическое определение

Виды микробиологии

Микробиология - это наука, которая имеет несколько подразделов, некоторые из которых являются общими с другими дисциплинами. Среди них следующие:

Медицинская микробиология

Изучите микроорганизмы, которые могут вызывать и передавать заболевания людям, а также способы их лечения и устранения.

Санитарная микробиология

Изучите микроорганизмы, загрязняющие пищу и влияющие на здоровье людей, которые ее потребляют.

Ветеринарная микробиология

Он изучает микроорганизмы, влияющие на здоровье животных, в основном домашних и используемых в животноводстве.

Сельскохозяйственная микробиология

Изучите микроорганизмы, которые появляются и развиваются в овощах, почвах и на плантациях.

Промышленная микробиология

Изучите использование микроорганизмов в промышленных процессах, таких как производство продуктов питания и других биотехнологических продуктов.

Микробная генетика

Изучает организацию и регуляцию микробных генов.

Микробная физиология

Изучите функционирование микробных клеток на биохимическом уровне.

Микробная экология

Изучает поведение микроорганизмов и их взаимодействие с различными средами, а также их использование в биоремедиации.

Бактериология

Изучите поведение и развитие бактерий и вызываемых ими болезней.

Вирусология

Изучите поведение и развитие вирусов, их структуру, эволюцию и формы заражения.

Микология

Изучите развитие грибков.

паразитология

Изучите паразитов и болезни, которые они вызывают у растений, животных и людей.

Микропалеонтология

Изучайте окаменелости, которые можно наблюдать только с помощью увеличительного стекла, сканирующего электронного или светового микроскопа.

Палинология

Изучите пыльцу и споры.

Психология

Изучите водоросли и микроводоросли.

Основы микробиологии

Бактерии

Это одноклеточные микроорганизмы без дифференцированного ядра. Некоторые виды могут вызывать болезни, ферментацию или гниение живых существ и органических веществ. Они размножаются простым делением клеток или спорами.

По форме бактерии делятся на бациллы, лептотриксы, спириллы и кокки. Человеческое тело содержит около десяти бактериальных клеток на каждую человеческую клетку, большинство из которых безвредны.

Грибы

Это гетеротрофные живые существа, которые размножаются спорами и живут как паразиты или на разлагающемся органическом веществе. Благодаря своей способности разрушать мертвое вещество животных и растений, они играют важную роль в биогеохимических циклах.

Грибы используются при приготовлении пищи, для лечения болезней или как галлюциногены.

Паразиты

Это животные или растительные организмы, которые живут за счет другого вида, питаются им и ослабляют его, фактически не убивая.

Прионы

Это инфекционные агенты, состоящие из белка, называемого прионом, который вызывает инфекционные нейродегенеративные расстройства у различных видов животных.

Вирус

Это организмы, состоящие из белков и нуклеиновых кислот, которые воспроизводятся в определенных живых клетках, используя свой метаболизм для репликации своего генетического материала и создания множества своих копий.

Вирусы являются потенциально патогенными агентами.

Арки

Это одноклеточные микроорганизмы прокариотической морфологии. Они похожи на бактерии, но имеют разные гены и метаболические пути.

Протисты

Это живые организмы, у которых есть одна эукариотическая клетка, то есть у них есть дезоксирибонуклеиновая кислота в дифференцированном ядре, окруженном мембраной.

Микробиология — наука о живых организмах, невидимых невооруженным глазом (микроорганизмах) : бактерии, архебактерии, микроскопические грибы и водоросли, часто этот список продляют простейшими и вирусами. В область интересов микробиологии входит их систематика, морфология, физиология, биохимия, эволюция, роль в экосистемах а также возможности практического использования.
Разделы микробиологии: бактериология, микология, вирусология и т. д.

микробиология-изучающая строение. физиологию. главная цель микробиологии-разработка борьбы с вредными и использовании полезных форм микробов.

МИКРОБИОЛОГИЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ раздел биологии, занимающийся изучением микроорганизмов, главным образом вирусов, бактерий, грибов (в особенности дрожжей) , одноклеточных водорослей и простейших. Эта разнородная, искусственно объединенная группа микроскопически малых организмов составляет предмет одной науки в силу того, что для их изучения используются методы, первоначально разработанные для исследования бактерий. В основе микробиологических методов лежит получение чистых культур, выращенных из одной клетки. (Способы культивирования клеток многоклеточных организмов тоже заимствованы из бактериологии. ) В курсы медицинской микробиологии обычно включают также иммунологию и изучение более крупных паразитов, таких, как черви и насекомые. Методы и достижения микробиологии обогатили многие разделы биологии и способствовали их развитию. Возможность быстро вырастить огромные популяции микробов и выявить среди них редкие варианты (например, мутантные и рекомбинантные формы) позволила подробнейшим образом исследовать природу наследственности микроорганизмов, вплоть до молекулярного уровня. Полученные данные о механизмах наследования были распространены на все формы живого и легли в основу генной инженерии. См. также ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ. Сохраняет свое значение и прикладная микробиология. Многие микробы патогенны для человека, животных и растений и являются причиной разнообразных заболеваний. Медицинская микробиология изучает пути распространения инфекции, чувствительность возбудителей инфекционных болезней к антибиотикам и механизмы их патогенного действия. В клинических лабораториях при обследовании больных обычно проводят высевание и культивирование патогенных микробов, чтобы их затем идентифицировать и подобрать эффективное лечение. Другое прикладное направление - промышленная микробиология (получение антибиотиков, использование микроорганизмов при обработке пищевых продуктов, предохранение материалов от порчи и разложения, облагораживание почвы, извлечение металлов из руд и промышленных отходов, разработка способов получения белка из нефти) . Наконец, сельскохозяйственная микробиология специализируется на повышении плодородия почвы и предупреждении болезней сельскохозяйственных животных. Метаболическая активность микроорганизмов очень высока: они осуществляют фиксацию азота воздуха и тем самым повышают плодородие почвы; вносят основной вклад в фотосинтетическую продуктивность Мирового океана; разрушают органические отходы и продукты жизнедеятельности человека, обеспечивая их рециклизацию. См. также ВОДОРОСЛИ; СИСТЕМАТИКА ЖИВОТНЫХ; БАКТЕРИИ; ГРИБЫ; МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ; СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ; ПРОСТЕЙШИЕ; ВИРУСЫ.

Вирусология (вирус[ы] + греч. logos учение) — учение о вирусах; самостоятельная область биологии, развивающая знания о субмикроскопических внутриклеточных паразитах, поражающих людей, животных, растения и микроорганизмы. К этой же области биологии относится учение о вирусах бактерий.

Вирусология занимает значительное место в биологии и медицине, т. к. вирусы вызывают многие заболевания людей, животных, растений, поражают плесневые грибы, простейшие организмы и бактерии, а также в связи с тем, что на модели вирусов изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии.

История

Основоположник Вирусологии — русский ученый Д. И. Ивановский. Изучая мозаичную болезнь табака и использовав при этом метод фильтрации, он установил в 1892 г., что фильтрат из растертой взвеси листьев, пораженных этой болезнью, не содержал видимых в микроскоп микроорганизмов, однако вызывал типичные признаки мозаичной болезни у здоровых растений. На основании этих опытов Ивановский сделал вывод, что мозаичная болезнь табака вызывается мельчайшими микроорганизмами, проходящими через керамические фильтры, задерживающие все известные в то время бактерии, что они не способны расти на искусственных питательных средах, применяемых в бактериологии, и передаются в серии последовательных пассажей (прививок). В 1902 г. Ивановский обнаружил кристаллические включения в клетках табачных растений, пораженных мозаичной болезнью, в дальнейшем другими учеными было подтверждено, что это скопление вирусных частиц.

Использование метода фильтрации позволило в дальнейшем установить прохождение через керамические фильтры возбудителей других известных заболеваний человека и животных: ящура [Ф. Леффлер и Фрош (P. Frosch), 1898], желтой лихорадки [Рид (W. Reed, 1901) с сотр.]. В 1911 г. Ф. Раус доказал вирусную этиологию саркомы кур, т. е. впервые экспериментально установил, что вирусы могут вызывать неопластические процессы.

Для изучения вирусов, поражающих животных и растения, использовались в качестве модели соответствующие виды животных и растений. Для изучения и выделения вирусов, вызывающих заболевания человека, применялись восприимчивые к этому вирусу лабораторные животные (мыши, крысы, морские свинки, кролики, хорьки и т. д.). Широко использовались приемы введения различного инфекционного материала в роговицу глаза, кожу, мозг, дыхательные пути, а также принцип повторных пассажей на различных видах животных. Так, используя экспериментальных животных, выделили и изучили вирусы бешенства, оспы, герпеса, ящура, гриппа, энцефалитов, полиомиелита, хориоменингита и др. Однако к концу 30-х годов возможности этого метода были исчерпаны, т. к. не удавалось выделить многие вирусы, к к-рым экспериментальные животные были невосприимчивы, или нельзя было получить большого количества вирусов, очищенных от тканевых элементов, и в высоких концентрациях.

В 1931 г. был предложен метод культивирования вирусов на 8—13-дневном курином эмбрионе Вудраффом (М. F. Woodruff) и Э. Гудпасчером. В 40-х годах метод получил широкое распространение в вирусологии, т. к. имел ряд преимуществ: простота применения, большая чувствительность, возможность накопления большого количества вируса, относительная герметичность, предохраняющая от контаминации, относительная простота очистки от примесей, возможность быстрого определения наличия вируса в жидкостях эмбриона по данным реакции гемагглютинации.

Методом культивирования в курином эмбрионе (в клетках амниотической оболочки, в отдельных органах зародыша и клетках желточного мешка) были изучены вирусы гриппа человека и животных, чумы птиц, коровьей оспы, герпеса человека, энцефаломиелита лошадей и др. Эндерс, Роббинс, Уэллер (J. F. Enders, F. С. Robbins, Т. H. Weller, 1948—1952) применили для выделения и изучения вирусов метод культур клеток и тканей. Этот метод стал широко использоваться в различных вирусологических исследованиях и за несколько лет обогатил науку не только открытием сотен неизвестных ранее вирусов, но расширил возможности производства более качественных вирусных вакцин и диагностических препаратов; метод тканевых культур открыл новые возможности изучения различных аспектов и этапов процесса взаимодействия вируса и клетки (см. Культивирование вирусов, Культуры клеток и тканей).

Дальнейший прогресс В., и в частности изучение структуры, физиологии, биохимии и генетики вирусов, зависел от получения их в концентрированном и очищенном виде и был связан с внедрением новых физ.-хим. методов исследования: дифференциального и градиентного центрифугирования, молекулярно-адсорбционной и ионообменной хроматографии, электрофореза на бумаге и в полиакриламидном геле, радиоактивных изотопов и ряда других.

Быстрый прогресс В. был обусловлен применением электронных микроскопов с высокой разрешающей способностью (до 1,0—0,5 нм, в сочетании с методами оттенения и двойного оттенения, ультратонких срезов, позитивного и негативного контрастирования, а также авторадиографии, цитохимических и иммунохимических методов исследования. Использование комплекса перечисленных методов позволило изучить структурную организацию вирионов различных вирусов, предложить новую классификацию вирусов, основанную на их строении и биохимическом составе, изучить закономерности репродукции вирусов и определить детали их онтогенеза, охарактеризовать основные параметры субвирусных компонентов (нуклеиновых кислот, белков и др.), начать углубленные исследования по генетике вирусов и приступить к разработке рациональных подходов к химиотерапии вирусных инфекций.

Развитие Вирусологии способствовало изучению и решению общебиологических проблем: доказательству генетической функции нуклеиновых кислот, расшифровке генетического кода, пониманию важнейших механизмов регуляции синтеза клеточных макромолекул, установлению передачи информации от клетки к клетке и др.

Практическое здравоохранение получило ряд надежных вакцин для специфической профилактики не только оспы, что было известно еще задолго до рождения В. как науки, но и желтой лихорадки, полиомиелита, кори; появились новые средства для неспецифического воздействия на вирусные инфекции, напр, интерферон (см.).

Основные направления современной вирусологии

Основные направления современной общей и мед. вирусологии: дальнейшее изучение тонкой структуры вирусов, их биохимии и генетики, репликации вирусных нуклеиновых кислот, взаимодействия вируса с клеткой, углубленное изучение противовирусного иммунитета, совершенствование методов выделения вирусов и диагностики вирусных заболеваний, разработка основ химиотерапии и химиопрофилактики вирусных инфекций; изучение экологии вирусов, разработка более совершенных методов профилактики, поиски и испытание препаратов для лечения вирусных заболеваний.

Особое внимание будет сосредоточено на изучении вирусов, вызывающих неопластические процессы, а также латентных вирусных инфекций и скрытого вирусного носительства, поисках возбудителей инфекционного и сывороточного гепатита, разработке профилактики гриппа.

В 30-х годах в СССР были созданы первые вирусологические лаборатории: по изучению вирусов растений— при Украинском институте защиты растений (1930), по изучению вирусов животных — в Ин-те экспериментальной ветеринарии в Москве в 1930 г. (Н. Ф. Гамалея), Центральная вирусологическая лаборатория НКЗ РСФСР в Москве (Л. А. Зильбер) и отдел вирусологии в Ин-те эпидемиологии и микробиологии им. Л. Пастера в Ленинграде (А. А. Смородинцев) в 1935 г. В послевоенные годы в СССР созданы и функционируют профильные научно-исследовательские, научно-производственные и практические учреждения. По данным на 1-е января 1973 г., в СССР исследования по общей и мед. В. проводились в 60 научных, научно-производственных учреждениях и учебных заведениях. Наиболее значительные: Ин-т вирусологии им. Д. И. Ивановского АМН СССР, Ин-т полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР, Ин-т эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи АМН СССР, Ин-т экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР, Ин-т молекулярной биологии АН СССР, Ин-т микробиологии АН СССР, Всесоюзный ин-т гриппа М3 СССР, Московский научно-исследовательский ин-т вирусных препаратов М3 СССР, Свердловский научно-исследовательский ин-т вирусных инфекций М3 РСФСР, Ин-т вирусологии и микробиологии АН Украинской ССР, Одесский научно-исследовательский ин-т вирусологии и эпидемиологии им. И. И. Мечникова М3 Украинской ССР, Институт инфекционных болезней М3 Украинской ССР, Ин-т микробиологии им. А. Кирхенштейна АН Латвийской ССР; во всех научно-исследовательских ин-тах микробиологии и эпидемиологии союзных республик созданы вирусологические лаборатории и отделы.

Наиболее крупные зарубежные учреждения, проводящие научные исследования по общей и мед. В.: National Institute for Medical Research (Лондон), National Communicable Disease Centre (Атланта, США), National Institute of Health (Токио), National Institute of Health (Бетесда, США), Institute of Epidemiology and Microbiology (Прага), Institute of Virology (Братислава), Institute Pasteur (Париж), Institute Inframicrobiology (Бухарест), Institute of Virology (Глазго, Англия), State Institute of Hygiene (Будапешт), Virus Research Centre (Пуна, Индия), Queensland Institute of Medical Research (Брисбейн, Австралия).

Результаты научных исследований по общей и мед. В. публикуются в следующих научных журналах: Доклады АН СССР (Москва), Бюллетень экспериментальной биологии и медицины (Москва), Вопросы вирусологии (Москва), Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии (Москва), Вестник АМН СССР (Москва), Archiv fur die gesamte Virusforschung (Вена), Acta Virologica (Прага), Virology (Нью-Йорк), Ann. Institute Pasteur (Париж), Revue Romanine de Virologie (Бухарест), Inter. Journal of Cancer (Хельсинки), Journal of Virology (Вашингтон), Advances Virus Research (Питтсбург, США), Journal of the National Cancer Institute (Бетесда, США), Intervirology (Берн).

Первые монографии по вирусологии: Rivers Т., Filterable Viruses, Baltimore, 1928; Hauduroy P., Les Ultra Virus, Paris, 1929; Гамалея H. Ф. Фильтрующиеся вирусы, М., 1930.

Результаты научных исследований по В. обсуждаются на конференциях, сессиях, проводимых профильными ин-тами, а также на международных конгрессах.

В СССР первая научная конференция по вирусным болезням растений состоялась в марте 1935 г. в Харькове, первая научная конференция по ультрамикробам, фильтрующимся вирусам и бактериофагам — в декабре 1935 г. в Москве. В 1966 г. на 9-м Международном конгрессе по микробиологии впервые был избран Международный комитет по номенклатуре вирусов.

1-й Международный конгресс по В. состоялся в 1968 г. в Хельсинки, 2-й — в 1971 г. в Будапеште (был принят устав секции вирусологов, учрежденной в рамках Международной ассоциации микробиологов), 3-й в 1975 г. в Мадриде.

Развитие В. привело к открытию новых вирусов, количество которых быстро возрастало, в связи с чем создавались коллекции вирусов — музеи, где хранились вирусы, выделенные как в данной стране, так и полученные из других стран. Наиболее крупные коллекции вирусов: в СССР (Москва, Ин-т вирусологии АМН СССР) — Государственная коллекция вирусов, основана в 1956 г. как филиал Всесоюзного музея живых культур и условнопатогенных микроорганизмов; в США (Вашингтон) — коллекция вирусов и риккетсий, основана в 1959 г. на базе коллекции типовых культур (American type culture collection, Washington 7, Rockville, Maryland, USA); в ЧССР (Прага, Ин-т эпидемиологии и микробиологии) — Чехословацкая национальная коллекция типовых культур, основана в 1969 г. (Czechoslovak National collection of type cultures of the Institute Epidemiology and Microbiology, Prague); в Японии (Токио) — Японская коллекция культур микроорганизмов, основана в 1962 г. (The Japanes Federation of Culture collection of Microorganisms, Tokyo, Japan); в Англии (Лондон) — каталог национальной коллекции типовых культур, основан в 1936 г. (Medical Research Council, Catalog of the National collection of Type cultures, London, England); в Швейцарии (Лозанна, Международный центр живых культур) имеется международный каталог вирусов.

Преподавание Вирусологии в медицинских вузах СССР проводится кафедрами микробиологии на II и III курсах, а по вирусным инфекциям лекции и клинические занятия проводят кафедры инфекционных болезней на V курсе.

На биол, ф-тах Московского и Киевского ун-тов созданы в течение последних 10 лет кафедры В., где готовят специалистов-вирусологов и ведется преподавание В. в течение одного семестра студентам других ф-тов.

Прогресс мед. В. в СССР сопровождался ростом числа специалистов высокой квалификации: с 1946 по 1960 г. подготовлено 16 докт, наук, с 1961 по 1972 г.— 140, кандидатов наук соответственно 217 и 836 (из них 54% путем обучения в аспирантуре). Важное значение в подготовке кадров вирусологов (специализация и усовершенствование) сыграла созданная в 1955 г. кафедра В. при ЦИУ, к-рая подготовила с октября 1955 г. по 1964 г.— 688 специалистов, а с 1965 г. по январь 1974 г.— 933, гл. обр. для обеспечения вирусологической работы в сан.-эпид, станциях.

Библиография: Авакян А. А. и Быковский А. Ф. Атлас анатомии и онтогенеза вирусов человека и животных, М., 1970, библиогр.; Бешенство, под ред. В. Д. Соловьева, М., 1954, библиогр.; Гаврилов В. И., Семенов Б. Ф. и Жданов В. М. Хронические вирусные инфекции и их моделирование, М., 1974, библиогр.; Гамалея Н. Ф. Фильтрующиеся вирусы, М.—Л., 1930; Гендон Ю. 3. Генетика вирусов человека и животных, М., 1967, библиогр .; Жданов В. М. и Гайдамович С. Я. Вирусология, М., 1966; Жданов В.М.,Соловьев В. Д. и Эпштейн Ф. Г. Учение о гриппе, М., 1958; Зильбер Л. А. Учение о вирусах (общая вирусология), М., 1956; Ивановский Д. И. О двух болезнях табака, Сельское хоз. и лесоводство, т. 169, № 2, с. 104, 1892; Косяков П. Н. и Ровнова 3. И. Противовирусный иммунитет, М., 1972; Морозов М. А. и Соловьев В. Д. Оспа, М., 1948; Першин Г. Н. и Богданова Н. С. Химиотерапия вирусных инфекций, М., 1973, библиогр.; С о-ловьев В. Д. Весенне-летний клещевой энцефалит, М., 1944, библиогр.; Соловьев В. Д. и Баландин PI. Г. Биохимические основы взаимодействия вируса и клетки, М., 1969, библиогр.; они же, Клетка и вирус, М., 1973, библиогр.; Соловьев В. Д. и Бектемиров Т. А. Интерферон в теории и практике медицины, М., 1970, библиогр.; Тихоненко Т. И. Биохимия вирусов, М., 1965, библиогр.; Шубладзе А. К. и Гайдамович С. Я. Краткий курс практической вирусологии, 2-е изд., М., 1954; Шубладзе А. К., Бычкова E. Н. и Баринский И. Ф. Вирусемия при острых и хронических инфекциях, М., 1974; Comprehen sive virology, ed. by H. Fraenkel-Conrat a. R. R. Wagner, v. 1 — 4, N. Y., 1974, bibliogr.; Starke G. u. HlinakP. Grundriss der allgemeinen Virologie, Jena, 1974, Bibliogr.

Периодические издания — Вопросы вирусологии, М., с 1956; Медицинский реферативный журнал, Раздел III — Медицинская микробиология, Вирусология, Медицинская паразитология, Эпидемиология, Инфекционные болезни, М., с 1960; Acta virologica, Praha, с 1957; Archiv fiir die gesamte Virusforschung, Wein, с 1939; Excerpta medica, Section IV — Microbiology, Bacteriology, Virology, Mycology and Parasitology, Amsterdam, с 1968; Journal of General Virology, L., с 1967; Journal of Virology, Baltimore , с 1969; Virology, N. Y., с 1955.

Предмет и задачи микробиологии. История развития микробиологии.

Микробиология - наука о малых по размерам, невидимых невооруженным глазом м/о (микрос - малый, биос - жизнь, логос - наука)

Предмет и задачи микробиологии состоят в изучении строения, физиологии м/о, распространения их в природе и роли в жизни человека.

Основные свойства м/о:

это организмы, способные существовать в широком диапазоне t 0 - начиная с минусовых и заканчивая t 0 , близких к точке кипения воды, независимо от наличия кислорода и часто органических веществ, способные удваиваться в течение 20 минут. Организмы, которые в неблагоприятных условиях переходят в состояние резко сниженной активности (анабиоз) и в таком состоянии они выносят все неблагоприятные воздействия, такие как действие высокого давления и высокий вакуум, действие низких (t 0 жидкого водорода) и высоких t 0 (таких высоких, при которых свертываются белки крови).

Очевидно, что эти организмы значительно легче выживают при неблагоприятных условиях окружающей среды.

1. Развитие микробиологии

Человек с древних времен начал использовать деятельность м/о, даже не подозревая об их существовании.

Еще в древние времена процессы брожения использовались при приготовлении теста.

В египетских пирамидах, построенных около 6000 лет назад, находили караваи хлеба.

В пирамидах Египта сохранились также рисунки, изображающие технологию приготовления вина. Около двух тысяч лет назад начало развиваться виноделие во Франции и других европейских странах.

Изготавливали вино в Грузии, Армении, на побережье Азовского моря. Бродильные напитки в древности готовили не только из винограда, но и из других ягод ( малина, ежевика, кизил). С первых шагов виноделия человек сталкивался и с процессом скисания вина - с образованием уксуса.

Пиво изготавливали за 7000 лет до н.э. Технология его приготовления была высоко развита в Вавилоне, откуда искусство пивоварения было заимствовано Египтом, Персией, Грецией. В Германии пивоварением начали заниматься одновременно с земледелием. В XI-XII веках пиво готовили в Киевской и Новгородской Руси.

Уже в начале развития животноводства было известно приготовление кисломолочных продуктов.

Значительно позже научились получать этиловый спирт. Вначале его применяли только в медицине под названием "Aquata vitae"- вода жизни.

На заре своего развития человечество столкнулось и с результатами негативного воздействия микроорганизмов на продукты питания, здоровья человека и животных. Разрабатывались методы предотвращения порчи продуктов: сушка, замораживание, соление, квашение.

Во второй половине XV века наметилось зарождение современного естествознания. Большой вклад в изучение химизма брожения внес французский химик Лавуазье. Он почти точно количественно определил весовые пропорции водорода, углерода и кислорода в исходных и конечных продуктах брожения. Именно в этих работах была изложена основная идея закона сохранения энергии.

Мир микробов открыл голландский коммерсант Антон Ван Левенгук (1632-1723 гг), которого считают отцом микрографии, т.е. описательной микробиологии. Весь свой досуг Левенгук посвящал искусству шлифования стекол - и достиг в этом деле совершенства.

Свои линзы он называл микроскопиями и это были примитивные простые микроскопы (состояли из одной линзы, имели короткое фокусное расстояние, давали большое увеличение). В эти линзы он разглядывал насекомых, капельки крови, слюны, воды и т.д. И вот в 1676 году Левенгук впервые увидел микробов, изучая водные настои кореньев. Он назвал их "зверушками".

В 1698 году Петр I посетил Левенгука и привез в Россию микроскоп.

Англичанин Гук в 1665 году создал сложные микроскопы, состоящие из системы линз - объектива и окуляра. Впервые применил микроскоп для изучения различных биологических объектов.

Таким образом, начался и развивался первый этап развития микробиологии - описательная микробиология.

Мюллер, Эренберг предложили классификацию по двойной ботанической номенклатуре - род, вид. Например E. coli, Penecillum chrisogenum.

Второй этап развития микробиологии - физиологический период- конец 19 века. В 1836 г . французский химик Коньяр де Латур, а в1837 г. немецкий ученый Кюнтцинг независимо друг от друга высказали предположение о том, что характерное для спиртового брожения превращение сахара в спирт и СО₂ является физиологической функцией дрожжевых клеток.

Второй этап развития микробиологии как науки - физиологический этап, т.е. изучение функции м/о - неразрывно связан с именем великого французского ученого Луи Пастера (1822-1895 гг). Химик по образованию, Пастер внес огромный вклад в развитие микробиологии и становлении ее как науки.

Каковы же открытия Пастера?

1. доказал микробиологическую природу всех процессов брожения; показал, что каждый химический тип брожения (спиртовое, молочнокислое и др.) сопровождается развитием микроорганизмов различного типа;

2. он обнаружил, что существуют микроорганизмы, которые могут жить только в отсутствие свободного кислорода (анаэробы);

3. изучал порчу пива и вина, вызываемую развитием нежелательных микроорганизмов (так называемые "болезни вина и пива");

4. изучал инфекционные болезни и их возбудителей (сибирская язва, куриная холера и др.). Предложил путь борьбы с этими заболеваниями - предохранительные прививки (введение вакцины);

5. заслуга Пастера - разработка предохранительных прививок от бешенства путем введения в организм ослабленной культуры возбудителя болезни.

Многие рекомендации Пастера, в частности прогрев до температур, уничтожающих микроорганизмы, но не влияющих на качества продукта (впоследствии получившей название пастеризации), широко применяются и сейчас в винодельческой, молочной и других отраслях пищевой промышленности.

Крупной вехой в развитии микробиологии было получение чистых культур микроорганизмов. Значительный вклад в решение этой проблемы внес немецкий ученый Роберт Кох.

Для работы с чистыми культурами м/о необходимо было разработать аппаратуру для стерилизации посуды и питательных сред для культивирования м/о и определения технологии этого процесса. В разработку таких методов большой вклад внесли Л.Пастер, Р. Кох, Тиндаль, Шамберлен. Разработка методов чистых культур позволила создать технологию процесса, основанных на жизнедеятельности м/о и способствовала получению стабильных продуктов.

В познание химизма процессов брожения большое значение имело изучение ферментов осуществляющих этот процесс; в конце 19 в. немецкие ученые братья Бухнеры показали, что брожение может проходить в отсутствие живых клеток дрожжей, под действием экстрактов дрожжевых клеток. Они предполагали, что процесс брожения вызывается одним ферментом. Русский ученый Лебедев усовершенствовал способ получения дрожжевого экстракта и показал, что в процессе брожения участвует не один, а целый ряд ферментов. Так, было установлено, что причиной брожения могут быть как сами живые клетки, так и ферменты, образуемые клеткой.

Большой вклад в развитие мировой микробиологии внес С.Н. Виноградский. Наряду с работами по микробиологии почвы, он изучал также анаэробные бактерии, разлагающие пектиновые вещества. Ученик Виноградского - В.Н. Омелянский исследовал процесс анаэробного разложения целлюлозы и образования микроорганизмами метана.

Во время первой мировой войны военные потребности оказали влияние на появление ряда новых производств: глицерин, получаемый ранее из животных жиров, стали получать путем микробного синтеза из сахара и мелассы (отхода сахарного производства); ацетон, необходимый для производства взрывчатых веществ, стали получать путем микробиологического синтеза на основе кукурузной муки или сахара.

В 1923 г . было организовано первое микробиологическое промышленное производство лимонной кислоты, затем были организованы производства молочной, глюконовой и некоторых других органических кислот.

Перед промышленностью нашей страны стояла задача перехода от кустарных производств к крупным. Омелянский В.Л., Николаев В.А. исследовали пекарские дрожжи и разрабатывали научные основы брожения теста.

Работы Королева С.А., Войткевича А.Ф. по микробиологии молока и молочных продуктов способствовали развитию этой отрасли производства.

На основе исследований В.Н. Шапошникова и его сотрудников было разработано микробиологическое производство молочной и масляной кислот, а также ацетона и бутилового спирта.

В 30-е годы в нашей стране было организовано производство микробиологическим путем некоторых ферментов и витаминов. Приоритетным достижением было открытие советскими учеными Надсоном Г.А. и Филипповым Г.С. ( 1925 г .) мутагенного действия рентгеновского излучения на микроорганизмы, с 40-х годов м/о стали объектом интенсивных генетических исследований.

В то время культивирование м/о осуществлялось в основном поверхностным способом, при котором м/о растут на поверхности среды. Лишь при производстве пекарских дрожжей, а затем - и органических кислот начали осуществлять аэробное глубинное культивирование. Новый этап в развитии микробиологической промышленности связан с началом производства антибиотиков. Вообще, открытие антибиотиков и организация их производства считается одним из важнейших достижений биологии ХХ века.

Опыт промышленного производства антибиотиков привел к резкому повышению значения технических наук в микробиологической промышленности, а также к тому, что м/о начали использоваться в качестве продуцентов ряда веществ, которые ранее получали из растительного и животного сырья, а также для получения некоторых принципиально новых продуктов.

Важным достижением промышленной явилась разработка теории и практическое внедрение непрерывного культивирования м/о. Этому предшествовали: разработка математической основы теории этого процесса, изучение основ регуляции роста м/о, способов воздействия на их обмен веществ, создание аппаратуры для контроля параметров культивирования.

С возникновением генной инженерии появилась возможность направленно создавать для промышленности м/о с заданными свойствами.

Следует отметить, что одной из характерных черт научно технического прогресса нашей эпохи является интеграция наук. Микробиология, обогатившаяся методами смежных наук - химии, физики, математики, биохимии, генетики смогли решить ряд актуальных проблем. В свою очередь, достижения микробиологии оказывают глубокое влияние на развитие смежных наук.

Таким образом, несведущий в микробиологии видит практическое значение м/о в первую очередь во вреде, который они причиняют человеку, животным, растениям. Этими болезнетворными (патогенными) микроорганизмами и их специфическими особенностями занимаются такие науки, как медицинская и ветеринарная микробиология, а также фитопатия. Роль м/о как полезных организмов существенно преобладает.

Микробиология ( от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, т.е. учение о малых формах жизни) — наука, изучающая организмы, неразличимые (невидимые) невооруженным глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмами (микробы).

Предметом изучения микробиологии является их морфология, физиология, генетика, систематика, экология и взаимоотношения с другими формами жизни. В таксономическом отношении микроорганизмы очень разнообразны.

Они включают: прионы, вирусы, бактерии, водоросли, грибы, простейшие, микроскопические многоклеточные животные.

По наличию и строению клеток вся живая природа может быть разделена на прокариоты (не имеющие истинного ядра),эукариоты (имеющие ядро) и не имеющие клеточного строения формы жизни. Последние для своего существования нуждаются в клетках, т.е. являются внутриклеточными формами жизни.

По уровню организации геномов, наличию и составу белок синтезирующих систем и клеточной стенки все живое делят на 4 царства жизни:

1.эукариоты

2.эубактерии

3.архебактерии

4.вирусы и плазмиды.

К прокариотам, объединяющим эубактерии и архебактерии, относят бактерии, низшие (сине- зеленые) водоросли, спирохеты, актиномицеты, архебактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы. Простейшие, дрожжи и нитчатые грибы-эукариоты.

Микроорганизмы - это невидимые простым глазом представители всех царств жизни. Они занимают низшие (наиболее древние) ступени эволюции, но играют важнейшую роль в экономике, круговороте веществ в природе, в нормальном существовании и патологии растений, животных, человека.

Микроорганизмы заселяли Землю еще 3- 4 млрд. лет назад, задолго до появления высших растений и животных. Микробы представляют самую многочисленную и разнообразную группу живых существ. Микроорганизмы чрезвычайно широко распространены в природе и являются единственными формами живой материи, заселяющими любые, самые разнообразные субстраты (среды обитания), включая и более высокоорганизованные организмы животного и растительного мира.

Можно сказать, что без микроорганизмов жизнь в ее современных формах была бы просто невозможна.

Микроорганизмы создали атмосферу, осуществляют кругооборот веществ и энергии в природе, расщепление органических соединений и синтез белка, способствуют плодородию почв, образованию нефти и каменного угля, выветриванию горных пород и многим другим природным явлениям. С помощью микроорганизмов осуществляются важные производственные процессы — хлебопечение, виноделие и пивоварение, производство органических кислот, ферментов, пищевых белков, гормонов, антибиотиков и других лекарственных препаратов.

Микроорганизмы как никакая другая форма жизни испытывают воздействие разнообразных природных и антропогенных (связанных с деятельностью людей) факторов, что, с учетом их короткого срока жизни и высокой скорости размножения, способствует их быстрому эволюционированию.

Наибольшую печальную известность имеют патогенные микроорганизмы (микробы-патогены) - возбудители заболеваний человека, животных, растений, насекомых.

Микроорганизмы, приобретающие в процессе эволюции патогенность для человека (способность вызывать заболевания), вызывают эпидемии, уносящие миллионы жизней. До настоящего времени вызываемые микроорганизмами инфекционные заболевания остаются одной из основных причин смертности, причиняют существенный ущерб экономике.

Читайте также: