История и перспективы развития микробиологии. Лекция 1

МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ период развития микробиологии (конец XVIIв.) – период описания внешних признаков микроорга-низмов, установления их этиологии (про-исхождения).
Основоположником периода является голландский изобретатель Антоний ван Левенгук, использовавший оптические
системы для изучения живых объектов.
Микроскопы Левенгука имели увеличе-
ние до 300 раз, что позволило увидеть
клетки микроорганизмов.

А. Левенгук (1632-1723)
Голландский естество-испытатель, конструктор первых микроскопов, описавший мельчайшие организмы –«анимальку-лы».
С 1680г. – постоянный член английского Королев-ского общества, основопо-ложник описательного пе-риода развития микробио-логии. Первое описание простейших и бактерий да-
но в «Письме о Protozoen»
в 1676г.

Микроскопы: а- 17в. и 18в., б – Хантлея, Лондон 1740г.;
в – Карла Цейса, 1882г. г - фирмы «Карл Цейс», Йена, 1929г.

В России Мартын Тереховский (1740-1796) опроверг теорию самозарождения микробов. В 1775г. В Страсбург-ском университете защитил диссертацию о природе и возникновении микробов в различных настоях.
Данило Самойлович (1744-1805) много лет участ-вовал в ликвидации эпидемии чумы. Несмотря на от-сутствие микроскопической картины возбудителя, утверждал, что чума вызывается «неким особливым и совсем отменным существом».
Первую систематику микроорганизмов разработали О.Мюллер, Х. Эренберг, П. Горяинов.
Устанавливается биологическая природа процесса нитрификации, проводятся первые исследования природы симбиотической азотфиксации.

Для опровержения теории витализма (самозарождения жизни) использованы сосуды со стерильным питательным бульоном, в которых сохранялся контакт с окружающим воздухом через трубки. Бульон оставался стерильным, так
как попавшие в трубку микробы оседали в ее изгибе (1), и подвергался брожению при непосредственном контакте с воздухом (2).

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ период развития
микробиологии (середина XIXв.) период
изучения функциональных свойств мик-
роорганизмов, их отношения к условиям
обитания. Установлена возможность су-
ществования организмов без кислорода –
анаэробиоз. Выявлены возбудители
процессов брожения: спиртового, молоч-
нокислого, маслянокислого и окисления
ряда веществ в присутствии О2.

Луи Пастер (1822-1895)
Французский микробиолог, основатель физиологичес-кого периода развития микробиологии.
Пастер открыл биологи-ческую природу брожения, выделил возбудителей спиртового, молочнокис-лого, маслянокислого брожения.
Разработал вакцины для профилактики сибирской язвы, холеры кур, бешен-ства.

Развитие физиологического периода
началось с изучения природы процессов брожения Л.Пастером
Луи Пастер первым доказал , что микро-скопические грибы - дрожжи превращают виноградный сахар в спирт в анаэробных условиях, что является основой виноделия.
Дикие дрожжи в естественных усло-виях поселяются на поверхности плодов винограда и других
растений.

Выделены чистые культуры возбуди-телей инфекционных заболеваний.
Созданы вакцины для профилактики
пастереллёза, сибирской язвы, бешенства.
Начаты исследования круговорота
соединений углерода, азота, серы и других элементов, разрабатываются методы выявления новых форм микроорганизмов.

Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр
по изучению различных групп микроорганизмов
Институт Л.Пастера в Париже – международный научно-исследовательский центр по изучению разных групп микроорганизмов

Фердинанд Кон (1828-1898)
Немецкий физиолог растений и микробио-лог.
Создал первую бакте-риологическую классификацию, утверждал постоянство видов бактерий.
Открыл термоустой-чивость бактерий и эндоспоры бацилл, опровергал концепцию самозарождения жизни.

Роберт Кох (1843-1910)
Немецкий врач, основоположник физиологического периода развития микробиологии
Разработал плотные питательные среды, выделил около 25 воз-будителей болезней: туберкулеза, холеры, сибирской язвы и др.
Разработал методику диагностики инфекци-онных болезней
(«Триада Коха»).
Лауреат Нобелевской премии (1905г.).

В 1872 году Кох назначается уездным санитарным врачом в Вольштейне (ныне Вольштын в Польше). Он обна-ружил, что в окрестностях Вольштейна среди крупного рогатого скота и овец распространено заболевание — сибирская язва, которая поражает лёгкие, вызывает карбункулы кожи
и изменения лимфоузлов.
Микроскоп Р. Коха
Проведя серию тщательных, методичных экспериментов, он устанавливает, что единственной причиной заболевания явля-ется бактерия Bacillus anthracis, и изучает её биологический цикл развития. Устанавливает эпидемиологические особен-ности болезни, показывает, что одна палочка бактерии может образовать многомиллионную колонию. Эти исследования впервые доказали бактериальное происхождение заболевания.

Изучение культуральных признаков микроорганизмов и выделение чистых культур (отдельных видов микробов) стало возможным благодаря разработке и применению плотных питательных сред в лаборатории Р. Коха.

В то время в Германии от туберкулеза умирал каждый седьмой человек, и Кох решил попытать счастья и найти возбудитель туберкулеза. Врачи были бессильны. Тубер-кулёз вообще считался наследственной болезнью, поэтому и попыток борьбы с ним не предпринималось.
Рентгенограмма органов грудной клетки больного туберкулёзом

Кох предпринимает попытки найти возбудителя туберкулёза, болезни в то время широко распространённой и являющейся основной причиной смертности. Близость клиники Шарити, заполненной туберкулёзными больными, облегчает ему задачу — он ежедневно получает материал для исследований: небольшое количество мокроты или несколько капель крови больных чахоткой.
Одно из зданий клиники
Шарити
Несмотря на обилие материала,
ему не удаётся обнаружить возбудителя болезни. Вскоре Кох понимает, что достичь цели можно только с помощью красителей. Кох обнаруживает бакте-рии в виде палочек (палочки Коха), которые при посеве на питательную среду (сыворотку крови животных) дали бурный рост. А при заражении этими бактериями морских свинок вызывали у них туберкулез

.
Mycobacterium tuberculosis,
Палочка Коха

Постулаты Коха ( триада Коха)
Постулаты Коха (постулаты Коха-Пастера) — утверждения, которые можно сделать относительно микроорганизма, доказывающие, что он является возбудителем некоторой болезни:
1. Микроорганизм постоянно встречается в организ-ме больных людей (или животных) и отсутствует у здоровых.
2. Микроорганизм должен быть изолирован от боль-ного человека или животного и его штамм должен быть выращен в чистой культуре.
3. При заражении чистой культурой микроорганиз-ма здоровый человек (или животное) заболевает.
Микроорганизм должен быть повторно изолирован от экспериментально заражённого животного или человека.

Роберт Кох выделил так называемый туберкулин (стерильную жидкость, содержащую вещества, вырабаты-ваемые бациллой туберкулеза в ходе роста), который вызывал аллергическую реакцию у больных тубер-кулезом. Однако на самом деле туберкулин не стал применяться для лечения туберкулеза, т. к. особым терапевтическим действием он не обладал, а его введение сопровождалось токсическими реакциями, что стало причиной его острейшей критики. Протесты против применения туберкулина стихли, лишь когда обнаружилось, что туберкулиновая проба может исполь-зоваться в диагностике туберкулеза.
В 1905 г. за «исследования и открытия, касающиеся лечения туберкулеза», Роберт Кох удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Немецкий врач-иммуно-
лог, онколог. Разработал
методы исследования
тинкториальных свойств
микроорганизмов и тка-
ней. Основоположник хи-
миотерапии (сальварсан).
Разработал гуморальную
теорию иммунитета.
Лауреат Нобелевской премии за 1908г.
Пауль Эрлих (1854-1915)

Мечников И.И. (1845-1916)
Русский зоолог,
физиолог и микробиолог.
Разработал клеточную
(фагоцитарную) теорию
иммунитета, изучал
вопросы антагонизма у
микробов, основополож-
ник отечественной
геронтологии.
Лауреат Нобелевской премии в области фи-зиологии и медицины
за 1908г.

Немецкий ботаник, физиолог
растений. Основатель совре-
менной микологии и фито-
патологии. Ввёл термины
«мутуалистический симбиоз»
и «сапрофиты», создал пер-
вую ботаническую лаборато-рию в Германии.
Особое внимание уделял изучению сапролегние вых грибов.
Антон де Бари (1831-1888)

Ивановский Д.И. (1864-1920)
Российский ученый,
открыл фильтрующиеся фитопатогенные вирусы, вызывающие мозаичную болезнь растений табака
(Tobacco mosaic virus).
Основоположник вирусологии (1892г.)
Много внимания уделял проблемам почвенной микробиологии: фиксации азота, распаду белков, клетчатки.

В области почвенной микробиологии были сделаны фундаментальные открытия благодаря работе двух научных школ. Одна из них была основана в Голландии М. Бейеринком (1851-1931) -«Дельфтская школа» бактериологов.
Вторая школа основана в России выдающимся ученым С.Н. Ввиноградским (1856-1953), который расширил ее национальные рамки, возглавив один из отделов в институте Л. Пастера во Франции.
В области общей, медицинской и ветеринарной микробиологии неоценим вклад российского ученого Л.С. Ценковского (1822-1887), который описал 43 новых вида низших водорослей, инфузорий, миксомицетов. Он первым в России приготовил и успешно применил вакцину для профилактики сибирской язвы у животных и людей.

СОВРЕМЕННЫЙ период развития микробио-
логии (первая половина XXв.) – период изуче- ния экологии микроорганизмов, их молекуляр-
ной структуры, генетики.
Дифференциация знаний о микробах при-
вела к развитию отраслевых направлений науки:
медицинской, ветеринарной, санитарной,
сельскохозяйственной, почвенной, технической микробиологии, экологии микроорганизмов,
биотехнологии.

Современный световой микроскоп фирмы ЛОМО, Россия.
Максимальное увеличение х1500

Электронный микроскоп
Современные электронные микроскопы позволяют получать увеличение объектов (микроорганизмов и макромолекул) в десятки и сотни тысяч раз.

А. Флеминг (1881-1955)
Английский врач,
микробиолог. В 1921г.
Открыл лизоцим –
естественный фактор
защиты человека и
животных от инфекций.
В 1928г. открыл первый
антибиотик – пеницил-
лин (продуцент – Penicillium notatum).
Лауреат Нобелевской премии 1945г. в области медицины за открытие пенициллина.

Американский биохимик,
микробиолог. Изучал вопросы
почвенной и водной микробио
логии. Основная работа
«Почвенная микробиология»
(1952г.) посвящена биологии и
экологии бактерий и грибов.
В соавторстве открыты анти-биотики: актиномицин, клави-цин, стрептомицин, гризеин, неомицин и др.
Лауреат Нобелевской премии за 1952г.
Сельман Ваксман (1888-1973)

Ермольева З.В.(1898 – 1974)
Выдающийся микробиолог, академик Академии Наук СССР.
В годы Великой Отечественной
войны разработала препарат крустозин – антибиотик, образу-емый грибами рода Penicillium, который спас жизни многих людей. Работы Ермольевой в области эпидемиологии холеры
и других инфекционных заболе-ваний внесли большой вклад в развитие медицинской и сани-тарной микробиологии

Датский микробиолог – бактериолог и биохимик. Изучал вопросы эволюции микроорганизмов, биохими-ческие основы процессов брожения, в том числе со-зревания эмментальских сыров в результате молоч- нокислого брожения.
Член Международного комитета по бактериологи-
ческой номенклатуре.
Сигурд Орла-Йенсен (1870-1949)

Шапошников В.Н. (1884-1968)
Академик, основатель школы технической микробиологии в России. Разработал теорию двухфазности микробиологи-ческих процессов брожения, синтеза вторичных метаболитов.
Организатор производства уксуса, молочной кислоты, ацетона, бутанола, антибиотиков. Зав. кафедрой микробиологии МГУ (1938-1967гг)

В первой половине ХХ века благодаря развитию точных и естественных наук были проведены микробиологические исследования, получившие практический выход в пищевую, фармацевтическую, легкую промышленность.
Так, С.П. Костычев и В.С. Буткевич доказали способность микроскопических грибов синтезировать органические кислоты. А.Ф. Войткевич изучил особенности молочнокислых бактерий, что улучшило выработку, хранение кисломолочных продуктов. Физиологию возбудителей маслянокислого и пропионовокислого брожения активно изучал со своими коллегами В.Н.Шапошников.
В настоящее время последователи великих микробиоло-гов 17 -20 веков в разных странах мира продолжают изучать невидимый мир микроорганизмов, используя новые методы и аппаратуру, разрабатывая новые парадигмы, объясняющие эволюцию микромира в современных условиях, когда антро-погенное влияние на биосферу становится порой неуправля-емым.