Развитие микробиологии, цели и задачи. Роль в медицине

 

                                       План

 

Введение

 

1. Развитие микробиологии, цели и задачи. Роль в медицине.
2. Развитие иммунологии,цели и задачи
3. Развитие вирусологии,цели и задачи

 

Заключение 

Список использованной литературы

 

 

 

 

              Введение 

 

Микробиология ( от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, т.е. учение о малых формах жизни) — наука, изучающая организмы, неразличимые (невидимые) невооруженным какой- либо оптикой глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмы (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 и даже 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 (рис.1). 
По уровню организации геномов, наличию и составу белоксинтезирующих систем и клеточной стенки все живое делят на 4 царства жизни: эукариоты, эубактерии, архебактерии, 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 кругоборот веществ и энергии в природе, расщепление органических соединений и синтез белка, способствуют плодородию почв, образованию нефти и каменного угля, выветриванию горных пород, 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 испытывает воздействие разнооб-разных природных и антропических (связанных с деятельностю 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. 
Изменчивость патогенных микроорганизмов составляет основную движущую силу в развитии и совершенствовании систем защиты высших животных и человека от всего чужеродного (чужеродной генетической информации). Более того, микроорганизмы являлись до недавнего времени важным фактором естественного отбора в человеческой популяции ( пример- чума и современное распространение групп крови). В настоящее время вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) посягнул на святое святых человека- его иммунную систему.

 

 

 

 

 

1. Развитие микробиологии, цели и задачи. Роль в медицине.

 

На пороге 21 века микробиология, вирусология и иммунология представляют одно из ве-дущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний. 
Иммунология вплотную подошла к регулированию механизмов самозащиты организма, коррекции иммунодефицитов, решению проблемы СПИДа, борьбе с онкозаболеваниями. 
Создаются новые генно- инженерные вакцины, появляются новые данные об открытии инфекционных агентов — возбудителей “соматических” заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастриты, гепатиты, инфаркт миокарда, склероз, отдельные формы бронхиаль-ной астмы, шизофрения и др.). 
Появилось понятие о новых и возвращающийся инфекциях (emerging and reemerging infections). Примеры реставрации старых патогенов- микобактерии туберкулеза, риккетсии группы клещевой пятнистой лихорадки и ряд других возбудителей природноочаговых инфекций. Среди новых патогенов- вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии (Chlamydia pneumoniae). Наконец, открыты вироиды и прионы — новые классы инфекционных агентов. 
Вироиды — инфекционные агенты, вызывающие у растений поражения, сходные с вирус-ными, однако эти возбудители отличаются от вирусов рядом признаков: отсутствием белко-вой оболочки (голая инфекционная РНК), антигенных свойств, одноцепочечной кольцевой структурой РНК ( из вирусов — только у вируса гепатита D), малыми размерами РНК. 
Прионы (proteinaceous infectious particle- белкоподобная инфекционная частица) представляют лишенные РНК белковые структуры, являющиеся возбудителями некоторых медленных инфекций человека и животных, характеризующихся летальными поражениями центральной нервной системы по типу губкообразных энцефалопатий- куру, болезнь Крейтцфельдта- Якоба, синдром Герстманна- Страусслера- Шайнкера, амниотрофический лейкоспонгиоз, губкообразная энцефалопатия коров (коровье “бешенство”), скрепи у овец, энцефалопатия норок, хроническая изнуряющая болезнь оленей и лосей. Предполагается, что прионы могут иметь значение в этиологии шизофрении, миопатий. Существенные отличия от вирусов, прежде всего отсутствие собственного генома, не позволяют пока рассматривать прионы в качестве представителей живой природы. 
   Задачи медицинской микробиологии.

 
К ним можно отнести следующие:

 
1.Установление этиологической (причинной)  роли микроорганизмов в норме  и патоло-гии. 
2.Разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекцион-ных заболеваний, индикации (выявления) и идентификации (определения) возбудителей. 
3. Бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях. 
4.Контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микробиоценозов (микрофлорой) повехностей и полостей тела человека. 
4.Методы микробиологической диагностики. 
Методы лабораторной диагностики инфекционных агентов многочисленны, к основным можно отнести следующие. 
1. Микроскопический- с использованием приборов для микроскопии. Определяют форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определенными красителями. 
К основным способам микроскопии можно отнести световую микроскопию (с разновидностями- иммерсионная, темнопольная, фазово — контрастная, люминесцентная и др.) и электронную микроскопию. К этим методам можно также отнести авторадиографию (изотопный метод выявления). 
2.Микробиологический (бактериологический и вирусологический) — выделение чистой культуры и ее идентификация. 
3.Биологический — заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекцион-ного процесса на чувствительных моделях (биопроба). 
4.Иммунологический ( варианты — серологический, аллергологический) — используется для выявления антигенов возбудителя или антител к ним. 
5.Молекулярно- генетический — ДНК- и РНК- зонды, полимеразная цепная реакция (ПЦР) и многие другие. 
Заключая изложенный материал, необходимо отметить теоретическое значение современной микробиологии, вирусологии и иммунологии. Достижения этих наук позволили изучить фундаментальные процессы жизнедеятельности на молекулярно- генетическом уровне. Они обусловливают современное понимание сущности механизмов развития многих заболеваний и направления их более эффективного предупреждения и лечения.

Цель медицинской микробиологии — изучение структуры и свойств патогенных микробов, взаимоотношения их с организмом человека в определенных условиях природной и социальной среды, совершенствование методов микробиологической диагностики, разработка новых, более эффективных лечебных и профилактических препаратов, решение такой важной проблемы, как ликвидация и предупреждение инфекционных болезней.

 

 

 

2. Развитие иммунологии,цели и задачи 

       

Иммуноло́гия — (от лат. immunis - свободный, освобожденный, избавленный от чего-либо + греч. λόγος - знание) - медико-биологическая наука, изучающая реакции организма на чужеродные структуры (антигены), механизмы этих реакций, их проявления, течение и исход в норме и патологии, разрабатывающая методы исследования и лечения.

К методам исследования любых  микроорганизмов относят:

• микроскопия: световая (в том числе фазово-контрастная, темнопольная,флуоресцентная) и электронная;
• культуральный метод (бактериологический, вирусологический);
• биологический метод (заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях);
• молекулярно-генетический метод (ПЦР, ДНК- и РНК-зонды и др.);
• серологический метод — выявления антигенов микроорганизмов или антител к ним (ИФА).

Предмет изучения иммунологии 

• Строение иммунной системы;
• Закономерности и механизмы развития иммунных реакций;
• Механизмы контроля и регуляции иммунных реакций;
• Болезни иммунной системы и её дисфункции;
• Условия и закономерности развития иммунопатологических реакций и способы их коррекции;
• Возможность использования резервов и механизмов иммунной системы в борьбе с инфекционными и неинфекционными заболеваниями;
• Иммунологические проблемы репродукции;
• Иммунологические проблемы трансплантации органов и тканей.
• 1000 г. до н.э. – первые инокуляции содержимого оспенных папул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания проводились в Китае, а затем распространились в Индию, Европу, Малую Азию, на Кавказ.
• 1546 г. – выходит книга итальянского врача Джироламо Фракасторо "Зараза" ("On Contagion et Contagiosis Morbis "), в которой он развивает теорию приобретенного иммунитета, выдвинутую еще в XI веке Авиценной. Авиценна и Фракасторо полагали, что все болезни вызываются мелкими "семенами", переносимыми от человека к человеку. Разные "семена заразы" имеют различное сродство к разным растениям и животным, а внутри организма — к различным органам и жидкостям тела.

• Первые вакцины

• С 1701 г. вариоляция (прививание от оспы) получает распространение в Константинополе, откуда распространяется в Европу.
• В 1722 г. принц и принцесса Уэльские привили оспу двум своим дочерям, чем подали монарший пример жителям Англии.
• В Лондоне в 1746 г. был открыт специальный госпиталь Святого Панкраса, в котором всем желающим прививали оспу.
• 12 октября 1768 г. один из лучших врачей – инокуляторов Томас Димсдейлпроизвел оспопрививание императрице Екатерине II и ее сыну Павлу.
• В 1796 г. после тридцати лет исследований Эдвард Дженнер опробовал метод прививания людей коровьей оспой на 8-летнем мальчике, а затем еще на 23 людях. В 1798 г. он опубликовал результаты своих исследований. Дженнер разработал врачебную технику оспопрививания, которую назвал вакцинацией (от лат. vaccus — корова).

• Иммунологическая революция

• В 1880 г. выходит в свет статья Луи Пастера о защите кур от холеры путем их иммунизации патогеном со сниженной вирулентностью.
• В 1881 г. Пастер проводит публичный эксперимент по прививке 27 овцам сибиреязвенной вакцины, а в 1885 г. успешно испытывает вакцину отбешенства на мальчике, укушенном бешеной собакой. Эти события знаменуют собой зарождение инфекционной иммунологии и начало эры вакцинации.
• В 1890 г. немецкий врач Эмиль фон Беринг совместно с Сибасабуро Китасатопоказал, что в крови людей, переболевших дифтерией или столбняком, образуются антитоксины, которые обеспечивают иммунитет к этим болезням как самим переболевшим, так и тем, кому такая кровь будет перелита. В том же году на основе этих открытий был разработан метод лечения кровяной сывороткой. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета. А в 1901 г. Эмилю фон Берингу была присуждена первая Нобелевская премия по физиологии и медицине «за работу по сывороточной терапии, главным образом за её применение при лечении дифтерии, что открыло новые пути в медицинской науке и дало в руки врачей победоносное оружие против болезни и смерти».
• В 1883 г. русский биолог – иммунолог Илья Мечников сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета на съезде врачей естествоиспытателей в Одессе. Именно Мечников стоял у истоков познания вопросов клеточного иммунитета. Мечников показал, что в организме человека присутствуют особые амебоидные подвижные клетки – нейтрофилы имакрофаги, которые поглощают и переваривают патогенные микроорганизмы. Именно им он отдавал первичную роль в защите организма.
• В 1891 г. выходит статья немецкого фармаколога Пауля Эрлиха, в которой он термином "антитело" обозначает противомикробные вещества крови. Параллельно с Мечниковым Эрлих разрабатывал свою теорию иммунной защиты организма. Эрлих заметил, что основным свойством антител является их ярко выраженная специфичность. Пытаясь понять это явление специфичности, Эрлих выдвинул теорию «боковых цепей», в соответствии с которой антитела в виде рецепторов предшествуют на поверхности клеток. Позже эта в целом умозрительная теория подтвердилась с некоторыми изменениями.
• Две теории – фагоцитарная (клеточная) и гуморальная – в период своего возникновения стояли на антагонистических позициях. В 1908 г. Мечников и Эрлих разделили Нобелевскую премию в области медицины, а позже выяснилось, что их теории дополняют друг друга.
• В 1900 г. австрийский врач – иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови человека, за что в 1930 г. был удостоен Нобелевской премии.
• В 1904 г. известный химик Сванте Аррениус доказал обратимость взаимодействия антиген – антитело и заложил основы иммунохимии.
• В 1908 г. в Германии и Франции основаны первые научные журналы, публикующие статьи по иммунологии, — Zeitschrift fur Immunitatsforschung и Annales de I'lnstitut Pasteur, с 1916 г. в США выходит American Journal of Immunology.
• В 1913 г. была организована Американская ассоциация иммунологов (American Association of Immunologists).
• К концу 40х гг. созданием целого набора вакцин против опаснейших инфекционных возбудителей (оспы, бешенства, холеры, чумы, брюшного тифа, желтой лихорадки, дифтерии, столбняка) завершается первый этап развития иммунологии.

• Прорыв в теоретической иммунологии| 

• Несмотря на успехи инфекционной иммунологии, экспериментальная  и теоретическая иммунология  в середине века оставались в зачаточном состоянии.
• Новый этап развития иммунологии связан с именем австралийского вирусолога Фрэнка Макфарлейна Бернета. Он стал автором клонально-селективной теории иммунитета и первооткрывателем явления иммунотолерантности, за что в 1960 г. получил Нобелевскую премию.
• Изучение иммуноглобулинов началось с работы по электрофорезу белков крови Арне Тиселиуса 1937 года.
• Затем в течение 40х -60х гг. были открыты классы и изотипы иммуноглобулинов, а в 1962 г. Родни Портер предложил модель структуры молекул иммуноглобулинов, которая оказалась универсальной для иммуноглобулинов всех изотипов и совершенно верной и по сегодняшний день наших знаний.
• 60-е — начало 80-х годов — этап выделения всевозможных факторов - гуморальных медиаторов иммунного ответа из супернатантов клеточных культур. С середины 80-х годов и по настоящее время в иммунологию вошли методы молекулярного клонирования, трансгенные мыши и мыши с удалением заданных генов (knokout).
• В работах Джеймса Гованса 60-х годов XX в. показана роль лимфоцитов в организме. Гованс в опытах на крысах показал, что хронический дренаж грудного лимфатического протока, который физически "вынимает" лимфоциты из организма, приводит к утрате способности животных к развитию иммунного ответа.
• В середине XX в. команда во главе с американским генетиком и иммунологомДжорджем Снеллом проводила опыты с мышами, которые привели к открытию главного комплекса гистосовместимости и законов трансплантации, за что Снелл и получил Нобелевскую премию за 1980 г.
• В 2011 г. Нобелевскую премию в области физиологии и медицины получил французский иммунолог Жюль Хоффманн за работу «по исследованию активации врожденного иммунитета».
• В XXI веке основными задачами иммунологии стали: изучение молекулярных механизмов иммунитета — как врождённого, так и приобретённого, разработка новых вакцин и методов лечения аллергии, иммунодефицитов, онкологических заболеваний.

 

 

 

3. Развитие вирусологии,цели и задачи

 

 Вирусология — раздел микробиологии, изучающий вирусы (от латинского слова virus — яд).