Основные этапы развития микробиологии

Открытие мира микроорганизмов связано с именем Антония Левенгука (1632-1723). А. Левенгук создал свой микроскоп, дающий увеличение до 300 раз, что позволило ему обнаружить, описать и зарисовать основные формы бактерий и клеток. Этот период назван – морфологическим, так как исследования в области микробиологии сводились к описанию форм бактерий.

Второй период развития микробиологии физиологический связан с именами ученых Луи Пастера (1822-1895) и Роберта Коха (1843-1910). Л. Пастер установил, что молочнокислое и маслянокислое брожение, процесс разложения белковых продуктов есть результат жизнедеятельности микроорганизмов. Он доказал, что микроорганизмы являются возбудителями ряда заболеваний, и выделил бактерии куриной холеры, остеомиелита, разработал методы профилактики инфекционных заболеваний путем вакцинации, которые успешно используются до настоящего времени. Л. Пастер разработал не только принципы вакцинации, но и способ приготовления вакцин. Предложенный им способ приготовления вакцины против бешенства позволили в 1886 году И.И. Мечникову и Н.Ф. Гамалея организовать в России лабораторию, в которой проводили прививки против этого заболевания.

Открытие возбудителей болезней сопровождалось изучением их биологических свойств и их этиологической роли в возникновении инфекционных заболеваний. Огромный вклад в этом направлении сделан немецким микробиологом Р. Кохом. Он разработал и, в дальнейшем, сформулировал триаду Генле-Коха:

1) предполагаемый микроорганизм - возбудитель данного заболевания не может быть выделен при других инфекционных заболеваниях;

2) микроорганизм должен быть выделен в чистой культуре;

3) чистая культура возбудителя должна вызывать у экспериментальных животных специфическую болезнь.

Немецкая школа микробиологов во главе с Р. Кохом внесла большой вклад в развитие микробиологии, разработав способы получения чистых культур микроорганизмов, методы окраски бактерий анилиновыми красителями.

Благодаря методам, предложенным Р. Кохом, были изучены обмен веществ, дыхание, ферментативная активность, рост и размножение, культивирование на искусственных питательных средах, экзотоксины бактерий.

За короткий промежуток времени было открыто большое количество возбудителей инфекционных заболеваний человека (гонореи – А. Нейссер, брюшного тифа – К. Эберт, туберкулеза - Р. Кох, холеры – Р. Кох, стафилококк – Л. Пастер, дифтерия – Леффлер и др.).

Третий период микробиологии ознаменовался созданием нового направления в микробиологии - иммунологией. Русский ученый И.И. Мечников (1845-1916) и немецкий ученый П. Эрлих (1854-1915) считаются основоположниками иммунологии. И.И. Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета и впервые ввел понятие «Клеточный иммунитет». И.И. Мечников рассматривал фагоцитоз, как основной фактор защиты организма человека от возбудителей инфекционных заболеваний.

П. Эрлих предложил гуморальную теорию иммунитета и положил начало учению об антителах. К концу ХIХ века выяснилось, что эти две точки зрения ученых дополняют друг друга. За эти исследования И.И. Мечников и П. Эрлих были удостоены Нобелевской премии 1908 г. в области иммунологии.

В 1892 г. Д.И. Ивановский сообщил об открытии им возбудителя мозаичной болезни табака - фильтрующегося вируса. Этот год считается датой рождения нового направления в микробиологии – вирусологии, которая в настоящее время стала фундаментальной биологической наукой. Затем были открыты вирусы полиомиелита – 1909 г. К. Ландштейнер и Е. Поппер; бешенства –1892 г. В. Бабеш и 1903 г. Негри; кори – 1911 г. Дж. Гольдбергер и Дж. Андерсон; паротита – 1934 г. К. Джонсон и Э. Гудпасчер; вируса гриппа – 1933 г. В. Смит и К. Эндрюс; вирус клещевого энцефалита – 1937 г. Л. Зильбер, Е. Левкович, Т. Чумаков; вирус ВИЧ - 1982 г. Р.Гало, 1983 г. Л. Монтанье; вирус гепатита – 1970 г. Д. Дейн.

В конце ХIХ века было установлено, что болезни человека могут вызывать не только бактерии, но и простейшие: амебы, лейшмании, плазмодии малярии и т.д. Возникло учение – протозоология.

Для лечения и профилактики инфекционных заболеваний наряду с созданием и применением вакцин и сывороток развивается новое направление – химиотерапия. Одним из основоположников этих исследований был П. Эрлих. Им было установлено губительное действие ряда красителей на трипаносомы, создан препарат «Сальварсан», бактерицидно действующий на спирохеты – возбудителя сифилиса. Начиная с 30-х годов, были разработаны препараты против малярии – хинин, сульфаниламид, стрептоцид и т.д.

Английский ученый А. Флеминг в 1928 г. положил начало созданию антибиотиков. Он установил экспериментально, что вокруг зеленой плесени – гриба рода Penicillium – отсутствует рост стафилококков. В 1940 г. Х. Флори и Э. Чейн получили стабильный препарат очищенного пенициллина для лечения многих инфекционных заболеваний.

Молекулярно-генетический этап развития микробиологии начинается с 40-50 годов ХХ века. Огромные успехи в области молекулярной биологии, генетики, биотехнологии, биохимии позволили расшифровать геном бактерий и вирусов, создать рекомбинантные штаммы микроорганизмов и использовать их для получения разнообразных биологически активных веществ (антибиотиков, гормонов, ферментов, витаминов), установить химическую структуру иммуноглобулинов и разработать способ получения моноклональных антител, изучить принцип функционирования иммунной системы, разработать диагностические системы к вирусам и бактериям, основанные на иммунологических и генетических принципах, создать генно-инженерные вакцины. Научные достижения ученых мира создали реальные предпосылки к развитию биотехнологии и ликвидации ряда инфекционных заболеваний. Благодаря иммунопрофилактике ликвидирована натуральная оспа, снижена заболеваемость корью, коклюшем, дифтерией, туляремией, сибирской язвой и т.д.

В настоящее время широкие исследования ведутся в области борьбы с такими распространенными заболеваниями как гепатиты, туберкулез, ВИЧ - инфекция.