Периоды становления микробиологии. Систематика и номенклатура микробов

1.

2.

В соответствии с уровнем знаний о микробах,
с появлением новых принципиальных открытий
и методов, а также формированием новых
направлений историю микробиологии можно
разбить на пять периодов.

3. Периоды становления микробиологии

1)
• эвристический;
2)
• морфологический;
3)
• физиологический;
4)
• иммунологический;
5)
• молекулярно-генетический.

4. Эвристический период

Этот период начинается с момента, когда
Гиппократ (III—IV в. до н. э.) высказал догадку,
предположение (эвристика—догадка, домысел) о
том, что болезни, передающиеся от человека к
человеку, вызываются какими-то невидимыми,
неживыми веществами, образующимися в гнилых
болотистых местах. Эти вещества он назвал
«миазмами». Нужно сказать, что в древности,
еще до открытия микробов, не зная об их
существовании, люди пользовались плодами
деятельности
микробов
—
виноделием,
пивоварением, сыроделием, выпечкой хлеба и т.
д.

5.

Только в XV—XVI вв. итальянский врач и поэт
Джералимо
Фракасторо
(1476—1553)
обосновал мнение о том, что вызывают
болезни
«живые
контагии»,
которые
передают болезни через воздух или через
предметы, что эти невидимые существа живут
в окружающей среде и что для борьбы с
болезнями,
вызываемыми
«живыми
контагиями», необходима изоляция больного,
уничтожение
контагий,
окуривание
можжевельником и т. д. Кстати, Фракастора за
эти его работы считают основоположником
эпидемиологии.

6.

Таким образом, примерно за два тысячелетия
ученые прошли путь от догадок и
предположений к убеждению, что болезни
человека вызываются какими-то невидимыми
живыми существами.

7. Морфологический период

Этот период начинается с конца XVII — начала XVIII в.,
когда голландский естествоиспытатель Антоний ван
Левенгук (1632—1723) открыл бактерии. А. Левенгук
родился и умер в маленьком голландском городке
Делфте. Продавец сукна, он в свободное от работы
время увлекался модной тогда в Голландии
шлифовкой стекол и конструированием линз для
микроскопов. Созданный им микроскоп увеличивал
предметы в 150—300 раз. Рассматривая все подряд
(воду, налет с зубов, испражнения, кровь, сперму и
др.), Левенгук обнаружил множество живых
«зверюшек», которых он назвал «анималькулюсы».

8.

Систематически делая зарисовки и описания
«анималькулюсов», он направлял длинные
письма с результатами своих наблюдений в
Лондонское королевское научное общество. Эти
письма сначала печатались в научных журналах,
а потом, в 1695 г., были изданы на латинском
языке отдельной большой книгой под названием
«Тайны природы, открытые Антони ван
Левенгуком при помощи микроскопов».
Левенгук открыл и увидел мир микробов; и это
положило
начало
так
называемому
морфологическому
периоду
в
развитии
микробиологии, который продолжается и до
наших дней.

9.

После открытия Левенгука началось победное
шествие микробиологии. Открывались все
новые бактерии, грибы, простейшие, а в конце
XIX в. были открыты вирусы. Однако
длительное время не ясна была роль
микробов в природе и в патологии человека.
Чтобы доказать этиологическую роль
микробов в патологии человека, велись
исследования на животных, а также
героические опыты по самозаражению.

10.

Следует отметить смелые опыты русского
эпидемиолога Данилы Самойловича (1724-1810),
который заразил себя отделяемым бубона больного
человека чумой, в результате чего заболел, но, к
счастью, остался жив. Исторически известен ряд
таких же героических опытов по самозаражению
материалами или культурами соответствующих
возбудителей, взятыми от больного холерой
(Петенкофер, И. И. Мечников, Д. К Заболотный, И.
В. Савченко, Н.Ф.Гамалея), сыпным тифом (Г.Н.
Минх, О. О. Мочутковский), чумой (В. П. Смирнов),
вирусом полиомиелита (М. Н. Чумаков), вирусом
гепатита А (М. С. Балоян) и др.

11.

Открытие
все
новых
возбудителей
инфекционных болезней продолжалось в течение
XVIII—XX столетий и продолжается в наше время.
Конец XIX в. ознаменовался открытием вирусов. В
1892 г русский ботаник Д. И. Ивановский (1864—
1920) открыл новый мир микробов — царство
вирусов (от лат. virus — яд). Наличие мельчайших
частиц, проходящих через бактериальные фильтры
и вызывающих специфические поражения, Д. И.
Ивановский обнаружил при изучении мозаичной
болезни табака. Затем были открыты многие
вирусы,
поражающие
человека,
животных,
растения и бактерий. В первой половине XX в.
оформилась самостоятельная дисциплина —
вирусология, занимающаяся изучением вирусов.

12. Физиологический период

С момента обнаружения микробов,
естественно, возник вопрос не только об их
роли в патологии человека, но и об их
устройстве,
биологических
свойствах,
процессах жизнедеятельности, экологии и т. д.
Поэтому с середины XIX в. началось интенсивное изучение физиологии бактерий. Этот
период, который начинался с XIX в. и
продолжается до наших дней, условно был
назван физиологическим периодом в развитии
микробиологии.

13.

Большую роль в этот период сыграли работы
выдающегося
французского
ученого Луи
Пастера (1822—1895). Л. Пастер открыл: 1)
природу брожения; анаэробиоз; 3) опроверг
бытовавшую
в
его
времена
теорию
самозарождения; 4) обосновал принцип
стерилизации;
5)
разработал
принцип
вакцинации и способы получения вакцин.

14.

Пастер сделал замечательное открытие,
доказав, что брожение (молочнокислое,
спиртовое, уксусное) — это биологическое
явление, которое вызывается микробами, их
ферментами,
т.
е.
Пастер
стал
основоположником биотехнологии.

15.

Значительный вклад в развитие микробиологии
в этот период внес немецкий бактериолог Роберт
Кох (1843-1910), который предложил окраску
бактерий, микрофотосъемку, способ получения
чистых культур, а также знаменитую триаду, получившую название триада Генле—Коха, по
установлению этиологической роли микробов в
инфекционном заболевании. Согласно этой триаде,
для доказательства роли микроба в возникновении
специфической болезни необходимо три условия:
1) чтобы микроб обнаруживался только у
больного и не обнаруживался у здоровых людей и
больных другими болезнями;
2) должна быть получена чистая культура
микроба;
3) микроб должен вызвать аналогичное
заболевание при заражении животных.

16.

Изучение биологических и физиологических
свойств микроорганизмов, продолжавшееся с
конца XIX в. и течение XX в. привело к познанию
глубинных
процессов
жизнедеятельности
бактерий, вирусов и простейших

17. Иммунологический период

Этот период в развитии микробиологии связан
прежде всего с именами французского ученого Л.
Пастера, российского биолога И. И. Мечникова
(1843—1916) и немецкого химика Пауля Эрлиха
(1854—1915). Этих ученых с полным правом можно
назвать основоположниками иммунологии, так как
Л. Пастер открыл и разработал принцип вакцинации, И. И. Мечников — фагоцитарную теорию,
которая явилась основой клеточной иммунологии,
и П. Эрлих высказал гипотезу об антителах и развил
гуморальную теорию иммунитета.

18. Молекулярно-генетический период

Развитие во второй половине XX в.
молекулярной биологии, генетики, биотехнологии,
генной и белковой инженерии, цитологии и других
наук дало новый толчок к развитию микробиологии
и иммунологии, особенно молекулярных и
генетических аспектов этих наук. В этот период
была расшифрована молекулярная структура
многих бактерий и вирусов, строение и состав их
генома, структура антигенов и антител, факторов
патогенности бактерий и вирусов, а также
факторов иммунной защиты

19.

Расшифровка генов бактерий и вирусов, их
синтез позволили искусственно синтезировать
рекомбинантные ДНК и получать на их основе с
помощью
генетической
инженерии
рекомбинантные штаммы бактерий и вирусов,
которые нашли широкое применение в
биотехнологии для получения разнообразных
биологически активных веществ

20.

Генная инженерия в области иммунологии
позволила
получать
вакцинные
и
диагностические препараты.
Успешно решается проблема создания
синтетических вакцин на основе антигенов или
их
детерминант,
конъюгированных
с
полимерными носителями и адъювантами, а
также живых векторных вакцин, полученных
генно-инженерным способом.

21.

Достижения в микробиологии и
иммунологии XX в. не только
обеспечили успехи в борьбе с
инфекционными болезнями, но и
открыли новые пути и методы
диагностики
и
терапии
неинфекционных болезней, связанных с
нарушениями в иммунной системе.

22. Систематика и номенклатура микробов

23.

Микробы, или микроорганизмы (бактерии, грибы,
простейшие, вирусы), систематизированы по их
сходству, различиям и взаимоотношениям между
собой. Этим занимается специальная наука —
систематика микроорганизмов.
Систематика включает три части:
классификацию,
Таксономию,
идентификацию.
В основу таксономии (от греч. taxis —
расположение,
порядок)
микроорганизмов
положены их морфологические, физиологические,
биохимические
и
молекулярно-биологические
свойства.

24. Различают следующие таксономические категории:

В рамках той или иной
таксономической категории
выделяют таксоны — группы
организмов, объединенные
по
определенным
однородным свойствам.
Названия микроорганизмов
регламентируются
Международным кодексом
номенклатуры
(зоологической,
ботанической,
номенклатуры бактерий,
вирусов).
царство
семейство
род
подцарство
порядок
вид
отдел
класс
подвид

25.

Микроорганизмы
представлены
доклеточными формами (вирусы — царство
Vira) и клеточными формами (бактерии,
архебактерии, грибы и простейшие).
По новому высшему уровню в иерархии
классификации среди клеточных форм жизни
различают 3 домена (или «империи»):
«Bacteria»,
«Archaea»,
«Eukarya»

26.

27.

Домены включают царства, типы, классы,
порядки, семейства, роды, виды. Одной из
основных
таксономических
категорий
является вид (species).
Вид
—
это
совокупность
особей,
объединенных по близким свойствам, но
отличающихся от других представителей
рода.

28. Рост бордетелл на казеиново-угольном агаре

29.

Совокупность однородных микроорганизмов,
выделенных
на
питательной
среде,
характеризующихся
сходными
морфологическими,
тинкториальными
(отношение к красителям), культуральными,
биохимическими и антигенными свойствами,
называется чистой культурой.

30.

Чистая
культура
микроорганизмов,
выделенных из определенного источника и
отличающихся от других представителей
вида, называется штаммом. Штамм — более
узкое понятие, чем вид или подвид. Близким к
понятию штамма является понятие клона.
Клон представляет собой совокупность
потомков, выращенных из единственной
микробной клетки.

31.

микроорганизмы в зависимости от характера
различий обозначают
как морфовары
(отличие по морфологии), резистентовары
(отличие по устойчивости, например, к
антибиотикам), серовары (отличие по
антигенам),
фаговары
(отличие
по
чувствительности к бактериофагам), биовары
(отличие по биологическим свойствам),
хемовары (отличие по биохимическим
свойствам) и т. д.

32. Для идентификации и типирования бактерий используют фенотипические, генотипические и филогенетические показатели:

ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ: окраска по Граму, морфологические и
культуральные свойства, биохимические реакции, хромогенные
ферментативные реакции, использование источников углевода,
антибиотикограмма,
бактериоцинотипирование,
фаготипирование, антигенные свойства, химический состав
клеточной стенки (пептидогликан, миколовая кислота и др.), а
также белков и липидов клетки.
ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ: соотношение G+C, гибридизация ДНК,
молекулярное
зондирование,
плазмидный
анализ,
полиморфизм
длины
фрагментов
рестрикции
ДНК,
риботипирование.
ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ: анализ рРНК-последовательности,
РНК-РНК-гибридизация, амплификация полиморфной ДНК с
использованием производных праймеров, секвенирование 16S
и 23S рРНК.