Великие открытия микробиологии. Этапы развития микробиологии История развития науки микробиологии

Мечников Илья Ильич Выдающийся русский биолог и патолог, один из основоположников эволюционной эмбриологии, иммунологии, автор крупных социологических и философских работ – 1916

Мечников Илья Ильич Совместно с Паулем Эрлихом Мечников был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1908 г. «за труды по иммунитету». Как отметил в приветственной речи К. Мернер из Каролинского института, «после открытий Эдварда Дженнера, Луи Пастера и Роберта Коха оставался невыясненным основной вопрос иммунологии: каким образом организму удается победить болезнетворных микробов, которые, атаковав его, смогли закрепиться и начали развиваться. Пытаясь найти ответ на этот вопрос, Мечников положил начало современным исследованиям по… иммунологии и оказал глубокое влияние на весь ход её развития».

Мечников Илья Ильич Илья Ильич одним из первых установил, что защита организма от патогенных микробов и их вредоносного воздействия представляет собой сложную биологическую реакцию, которая обусловливается в первую очередь фагоцитарным процессом. В 1892 г. Мечников опубликовал свои лекции «О сравнительной патологии воспалений», а в 1901 г. – классическую монографию «Невосприимчивость в инфекционных болезнях», ставшую настольной книгой для микробиологов, медиков и биологов. В этих работах он со свойственной ему простатой и талантом изложил исследования о воспалении, защитных средствах организма и роли фагоцитоза.

Мечников Илья Ильич Мечников был учителем многих поколений биологов и медиков, вырастил замечательную плеяду отечественных и зарубежных микробиологов, иммунологов-инфекционистов, патологов. В Пастеровской лаборатории Под его руководством свыше тысячи русских учёных и врачей прошли обучение в Пастеровском институте. Среди ближайших учеников выдающиеся учёные Я.Ю.Бардах, Н.Ф.Гамалея, А.М.Безредка, Л.А.Тарасевич, И.Г.Савченко, Д.К.Заболотный, В.А.Хавкин и др.

Виноградский Сергей Николаевич После окончания естественного факультета Санкт- Петербургского университета в 1881 г. посвятил себя микробиологии и в 1885 г. уехал для дальнейшего обучения в Страсбург. В гг., работая в лаборатории де Бари, впервые показал возможность получения энергии за счет окисления сероводорода и использования её для ассимиляции углекислого газа, открыв таким образом хемосинтез (осуществляющие этот процесс микроорганизмы он назвал аноргоксиданты). До этого единственными автотрофными организмами считались фотосинтезирующие растения, поэтому данные работы обеспечили Виноградскому мировое признание.

Виноградский Сергей Николаевич В 1894 г. стал член- корреспондентом Императорской Санкт- Петербургской АН, а в 1895 г. выделил первую азотфиксирующую бактерию. Несмотря на многочисленные предложения остаться в Цюрихе или переехать в Париж, в 1899 г. Виноградский вернулся в Санкт-Петербург, где работал в институте экспериментальной медицины. Бактерии, окисляющие сероводород: А – Beggiatoa gigantea; Б – розетки Thiothrix; В – Achromatium oxaliferum с включениями карбоната кальция и серы

Виноградский Сергей Николаевич В 1902 г. Сергей Николаевич получил докторскую степень и с этого времени по 1905 г. был директором института экспериментальной медицины в Санкт- Петербурге. Здесь он занимается изучением опасных инфекций, в частности чумы. После революции 1917 г. уехал сначала в Швейцарию, а затем в Белград, где написал книгу «Железобактерии как аноргоксиданты». В 1922 г. по предложению Эмиля Ру, директора института Пастера, создал при институте отдел сельскохозяйственной биологии (другой вариант перевода агробактериологии) в Бри-Колет- Робер недалеко от Парижа, которым руководил до самой смерти. В 1923 г. стал почетным членом Российской АН. Это был единственный в её истории случай избрания эмигранта.

Гамалея Николай Федорович Один из основоположников микробиологии, направивший свой талант и энергию на то, чтобы выработать методы ликвидации опасных инфекций.

Гамалея Николай Федорович Образование Николай Федорович получил в Одесском университете, который переживал тогда один из лучших и плодотворных периодов своего существования. Лекции студентам читали крупнейшие ученые, в том числе И.И.Мечников и А.О.Ковалевский. Большую часть своих занятий в университете Гамалея посвятил изучению физиологии на кафедре, организованной И.М.Сеченовым и руководимой его учеником и последователем П.А.Спиро. Заинтересовавшись эволюционной теорией Дарвина, решил еще в студенческие годы посвятить себя её разработке. Изучая историю органической жизни, он пришел к мысли о том, что «должна быть создана наука об эволюции живого вещества или состава организмов».

Гамалея Николай Федорович Весной 1886 г. Одесское общество врачей командировало Николая Федоровича как одного из лучших бактериологов в Париж к Луи Пастеру. Основной целью поездки было ознакомление с пастеровским методом прививок против бешенства, чтобы применить этот метод в России. Вернувшись в Одессу, Гамалея организовал первую в России антирабическую станцию. В 1892 г. Гамалея переехал в Петербург, где организовал диагностическую лабораторию при госпитальной клинике Военно-медицинской академии. Здесь был проведен ряд экспериментальных исследований по изменчивости микробов под влиянием солей лития и кофеина и наблюдалось явление, названное им гетероморфизмом.

Гамалея Николай Федорович В 1893 г. Николай Федорович защитил диссертацию «Этиология холеры с точки зрения экспериментальной патологии». К этому времени ученым было издано свыше 60 работ, в том числе монографии «Бактерийные яды» и «Холера и борьба с ней», которая является одним из лучших в мировой литературе трудов на эту тему. В годы Великой Отечественной войны патриарх отечественной медицины продолжал свои эксперименты в специальной лаборатории в Боровом. В 1949 г., накануне своего 90- летнего юбилея, выдающийся ученый закончил подготовку к печати труда «Основы медицинской микробиологии», продемонстрировав удивительный пример творческого долголетия.

Габричевский Георгий Норбертович Русский врач, микробиолог, основатель научной школы бактериологов, один из организаторов производства бактериологических препаратов в России

Габричевский Георгий Норбертович В гг. Габричевский работал в лабораториях И.И.Мечникова, Р.Коха, Э.Ру и П.Эрлиха. С 1892 г. начал читать в московском университете первый в России систематический курс бактериологии для студентов и врачей. Сотрудники лаборатории И.И. Мечникова Там же организовал бактериологическую лабораторию, выросшую впоследствии в Бактериологический институт (1895 г.), которому в дальнейшем было присвоено его имя. Основные работы Габричевского посвящены изучению скарлатины, дифтерии, возвратного тифа, малярии, чумы и общим вопросам бактериологии.

Габричевский Георгий Норбертович С 1899 г. Георгий Габричевский – один из виднейших деятелей Пироговского общества врачей (с 1904 г. - председатель), создал и возглавил малярийную комиссию при обществе, организовал три научные экспедиции для изучения малярии и борьбы с ней, писал и издавал по этому вопросу популярные брошюры для населения. Дальнейшему развитию идей Г.Н.Габричевского посвятили свою деятельность его ученики и последователи – Н.М.Берестнев, П.В.Циклинская, Л.А.Чугаев, Е.И.Марциновский, В.И.Кедровский, Ф.М.Блюменталь, М.Б.Вермель, многие из которых впоследствии стали основателями самостоятельных научных учреждений в России.

Ивановский Дмитрий Иосифович Микробиолог, физиолог растений, специалист в области фитопатологии и физиологии растений, стоявший у истоков вирусологии

Ивановский Дмитрий Иосифович Своими исследованиями Дмитрий Иосифович заложил основы ряда научных направлений вирусологии: изучение природы вирусов, цитопатология вирусных инфекций, фильтрующихся форм микроорганизмов, хронического и латентного вирусоносительства. Всемирно известный американский ученый лауреат Нобелевской премии Уэнделл Стэнли дал высокую оценку исследованиям ивановского: «Право Ивановского на славу растет с годами. Я считаю, что его отношении к вирусам должно рассматриваться в том же свете, как мы смотрим на отношении Пастера и Коха к бактериям».

Заболотный Даниил Кириллович Один из основателей отечественной эпидемиологии, внесший огромный вклад в микробиологию инфекционных болезней, автор первого отечественного учебника «Основы эпидемиологии»

Заболотный Даниил Кириллович Важным направлением работы Даниила Андреевича было изучение эпидемий холеры и организация борьбы с ней. Им установлены пути заноса холеры, роль бациллоносительства в распространении заболевания, изучена биология возбудителя в природе и разработаны эффективные методы диагностики. В 1897 г. Заболотный принимал участие в работе экспедиции по изучению чумы в Индии и Аравии. Доказал идентичность этиологии бубонной и легочной чумы, а также лечебный эффект противочумной сыворотки. В 1898 г. совершил экспедицию караванным путем через пустыню Гоби и Китай в восточную Монголию для исследования эндемического очага чумы. В последующие годы много раз выезжал для борьбы с чумой в Месопотамию, Персию и различные области России.

Заболотный Даниил Кириллович Заболотный выяснил пути распространения чумы, способы заражения, доказал роль диких грызунов в распространении чумы среди людей, выработал методы вакцинации. Даниил Андреевич написал более 200 научных трудов, посвященных таким болезням, как чума, холера и сифилис, которые легли в основу санитарно- гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий по борьбе с заразными болезнями человека.

Омелянский Василий Леонидович Российский микробиолог, автор первого отечественного учебника «Основы микробиологии» и первого практического руководства по микробиологии

Омелянский Василий Леонидович Основные труды Омелянского посвящены изучению роли микробов в круговороте веществ (углерода и азота). Первое исследование (гг.) относятся к анаэробному разложению целлюлозы. Применив элективные питательные среды, содержащие в качестве единственного источника углерода фильтрованную бумагу, Василий Леонидович впервые выделил культуру бактерий, сбраживающих целлюлозу, и изучил их морфологию и физиологию. Разрабатывая проблему нитрификации, установил угнетающее влияние различных органических веществ на нитрифицирующие бактерии.

Омелянский Василий Леонидович В разные периоды своей жизни Омелянский пишет статьи «О получении лимонной кислоты из сахара», «Кефир», «Кумыс», опубликовывает «Бактериологическое исследование ила озёр Белое и Коломна», «К физиологии Photobacterim italicum» и др. Последней его работой было исследование «Роль микробов в выветривании горных пород». Все исследования Василий Леонидович производил на основе точного эксперимента, пользуясь простыми синтетическими средами, применяя химический анализ среды и учитывая всё происходящее в неё под влиянием микроорганизмов изменения. Соблюдение этих условий придавало исследованиям Омелянского исключительную точность, выводы его не встречали возражений и прочно вошли в науку.

Омелянский Василий Леонидович Научные заслуги Омелянского были признаны Петербургским университетом, присудившим ему степень доктора ботаники без защиты диссертации (1917 г.). Ещё раньше он был избран членом- корреспондентом Туринской медицинской академии. В 1916 г. Василий Леонидович был избран членом- корреспондентом Петербургской Академии наук, а в 1923 г. – её действительным членом. Кроме того, Омелянский был избран членом-корреспондентом Ломбардской Академии наук, Американского общества бактериологов и почётным членом ряда научных обществ.

Здродовский Павел Феликсович Известный микробиолог, иммунолог, эпидемиолог, академик АМН СССР

Здродовский Павел Феликсович Работая в гг. директором созданного по его инициативе в Баку Института микробиологии и гигиены, Павел Феликсович разработал план мероприятий по борьбе с малярией. Он участвовал в работе экспедиций, руководил работой всех малярийных станций в Азербайджане. Итоги этой работы были опубликованы в монографии «Малярия на Мугани» (1926 г.). Совместно с Б.В.Воскресенским разработал серологическую диагностику и серологическую дифференциацию лейшманиозов. С 1930 г. Здродовский работает в институте экспериментальной медицины (Ленинград), где заведует сектором эпидемиологии и отделом вакцинно- сывороточного производства. Здесь он разрабатывает ареактивную тифопаратифозную вакцину, методы профилактики столбняка и дифтерии.

Здродовский Павел Феликсович В 1933 г. Здродовский опубликовал книгу «Учение о бруцеллёзе», а результаты многолетних исследований обобщил в монографии «Бруцеллёз применительно к патологии человека». Павел Феликсович написал ряд оригинальных работ о физиологических аспектах иммуногенеза: «Проблема реактивности в учении об инфекции и иммунитете» (1950 г.), «Проблемы инфекции, иммунитета и аллергии» (1969 г.), «Физиологические основы иммуногенеза и его регуляция» (1972 г.) в соавторстве. Разработанная Здродовским теория приобретенного иммунитета против инфекционных заболеваний получила в настоящее время экспериментальное подтверждение.

Зильбер Лев Александрович Один из основоположников советской медицинской науки, исследователь с ярким и смелым дарованием, широким диапазоном, учёный большого мужества и гражданственности

Зильбер Лев Александрович И именем Льва Александровича связаны исследования природы иммунитета и изменчивости бактерий, создание первого в нашей стране научного вирусологического центра, открытие вируса и переносчика клещевого энцефалита и исследования вирусной природы бокового амиотрофического склероза, создание и экспериментальная разработка вирусогенетической теории происхождения опухолей и особого направления в науке – иммунологии рака.

Зильбер Лев Александрович Лев Александрович создал научную дисциплину – на стыке иммунологии и онкологии, опубликовал множество работ о вирусном происхождении рака, был избран членом Академии медицинских наук СССР, членом Королевского общества Великобритании, Академии наук США, членом Ассоциации онкологов Бельгии, Франции, удостоен Государственной премии СССР. Единственное, чего он не успел, но о чём мечтал все эти годы – создать вакцину против рака.

Ермольева Зинаида Виссарионовна Врач-новатор, крупный ученый, талантливый организатор здравоохранения и замечательный педагог. Создатель первого отечественного антибиотика

Ермольева Зинаида Виссарионовна Имя Ермольевой Зинаиды неразрывно связано с созданием первого отечественного пенициллина, становлением науки об антибиотиках, с их широким применением в нашей стране. Большое число раненых в первом периоде Великой Отечественной войны требовало интенсивной разработки и немедленного введения в медицинскую практику высокоэффективных препаратов для борьбы с раневой инфекцией. Именно в это время (1942 г.) Ермольевой и её сотрудниками во ВНИИ эпидемиологии и микробиологии был выведен первый отечественный пенициллин – крустозин. Уже в 1943 г. лаборатория начала готовить пенициллин для клинических испытаний. Работая практически круглосуточно, в чрезвычайно трудных условиях военных лет, Зинаида Виссарионовна и её ученики получали, испытывали на активность, стерильность и безвредность и отправляли в клиники драгоценный препарат.

Ермольева Зинаида Виссарионовна Перу Зинаиды Виссарионовны принадлежит более 500 научных трудов, в том числе 6 монографий. Заслуживают особого упоминания такие работы, как «О лизоциме» (1933 г., совместно с другими авторами), «О бактериофаге и его применении» (1939 г.), «Холера» (1942 г.), «Пенициллин» (1946 г.), «Пути развития рациональной антибиоикотерапии» (1957 г.), «Антибиотики, интерферон, бактериальные полисахариды» (1971 г.). Более 30 лет жизни Ермольева посвятила изучению антибиотиков. В этой области ей принадлежит приоритет открывателя, её работы по этой проблеме имели огромное значение для клинической медицины.

Гаузе Георгий Францевич Один из основоположников теоретической и экспериментальной экологии, крупнейший специалист в области исследований антибиотиков

Гаузе Георгий Францевич Научная биография Георгия Францевича просто удивительна. Он внес выдающийся вклад в самые разные области биологии и медицины. И в литературе даже бытует мнение, что существовало два Гаузе. Один исследовал проблемы экологии, эволюционной теории и цитологии, а другой принадлежит к основоположникам современного учения об антибиотиках. На самом деле это был один и тот же исследователь, а его, казалось бы, изолированные работы тесно связаны между собой.

Гаузе Георгий Францевич Всемирную известность приобрели эксперименты Гаузе по конкуренции среди различных видов простейших. Вначале был изучен рост каждого вида в чистой культуре, вычислены коэффициенты размножения, внутривидовой конкуренции, максимальная численность популяции в определённом объёме среды обитания. Затем были созданы смешанные культуры из двух видов, в которых определялся уровень межвидовой конкуренции и выяснялись причины протекающих процессов.

Гаузе Георгий Францевич Во время Великой Отечественной войны в лаборатории Гаузе впервые были получены очищенные от липидов кристаллы неизвестного антибактериального вещества. Этим веществом оказался знаменитый грамицидин С, который быстро был внедрен в практику советского здравоохранения и широко использовался на фронте для лечения раневых инфекций. Главный хирург Красной Армии Н.Н.Бурденко сам возглавил бригаду учёных-медиков по испытанию антибиотика во фронтовой обстановке.

О микробиологах и их великих открытиях, которые создали основы борьбы с инфекционными болезнями и сохранили миллионы человеческих жизней, можно прочитать в книгах: Блинкин, С. А. Героические будни медиков / С. А. Блинкин. – М. : Медицина, – 191 с. Блинкин, С. А. Люди большого мужества / С. А. Блинкин. – М. : Медицина, – 212 с. де Крайль, П. Охотники за микробами / П. де Крайль. – М. : Молодая гвардия, – 486 с.

Вклад Н. Ф. Гамалеи в микробиологию и эпидемиологию / под ред. С. Н. Муромцева. – М. : [Б. и.], – 163 с. Голиневич, Е. М. П. Ф. Здродовский / Е. М. Голиневич. – М. : Медицина, – 140 с. Гутина, В. Н. Николай Александрович Красильников / В. Н. Гутина. – М. : Наука, – 216 с. Тихонова, М. А. В. Д. Тимаков / М. А. Тихонова. – М. : Медицина, – 192 с.

Микробиология прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Уже в V-IV тысячелетии до н.э. человек пользовался плодами деятельности микроорганизмов, не зная об их существовании. Виноделие, хлебопечение, сыроделие, выделка кож, не что иное, как процессы, проходящие с участием микроорганизмов. Тогда же, в древности, ученые и мыслители предполагали, что многие болезни вызываются какими-то посторонними невидимыми причинами, имеющими живую природу.

Следовательно, микробиология зародилась задолго до нашей эры. В своем развитии она прошла несколько этапов, не столько связанных хронологически, сколько обусловленных основными достижениями и открытиями.

Историю развития микробиологии можно разделить на пять этапов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

Эвристический период (IV-IIV тысячелетие до н.э - XVI в. н.э.) связан скорее с логическими и методическими приемами нахождения истины, т.е. эвристикой, чем с какими-либо экспериментами и доказательствами. Мыслители того времени (Гиппократ, римский писатель Варрон и др.) высказывали предположения о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных. Эти представления были сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочинениях итальянского врача Д. Фракасторо (1478 - 1553), высказавшего идею о живом контагии (contagium vivum), который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения от болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом.

Таким образом, Д. Фракасторо был одним из основоположников эпидемиологии, т. е. науки о причинах, условиях и механизмах формирования заболеваний и способах их профилактики.

Однако доказательство существования невидимых возбудителей болезней стало возможным после изобретения микроскопа. Приоритет в открытии микроорганизмов принадлежит голландскому натуралисту-любителю Антонио Левенгуку (1б32 - 1723). Торговец полотном А. Левенгук увлекался шлифованием стекол и довел это искусство до совершенства, сконструировав микроскоп, позволивший увеличивать рассматриваемые предметы в 300 раз.

Изучая под микроскопом различные объекты (дождевую воду, настои, зубной налет, кровь, испражнения, сперму), А. Левенгук наблюдал мельчайших животных, которых он назвал анималькулюсами. Свои наблюдения А. Левенгук регулярно сообщал в Лондонское королевское общество, а в 1695 г. обобщил в книге «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком».

Таким образом, с изобретением микроскопа А. Левенгуком начинается следующий этап в развитию микробиологии, получивший название морфологического.

Открытие А. Левенгука привлекло огромное внимание специалистов, у него появились многочисленные ученики и последователи. Однако оставались неясными вопросы о появлении микроорганизмов, условиях их жизни, предназначении, участии в возникновении болезней человека. На эти вопросы впоследствии были даны четкие ответы в исследованиях многих ученых.

Хотя появление болезней и связывалось с теперь уже открытыми микроорганизмами, однако необходимы были прямые доказательства. И они были получены русским врачом-эпидемиологом Д. Самойловичем (1744 - 1805). Чтобы доказать, что чума вызывается особым возбудителем, он заразил себя отделяемым бубона больного чумой человека и заболел чумой. К счастью, Д. Самойлович остался жив. Впоследствии героические опыты по самозаражению для доказательства заразности того или иного микроорганизма провели русские врачи Г. Н. Минх и О. О. Мочутковский, И. И. Мечников и др.

Вопрос о способе появления и размножения микроорганизмов был решен в споре с господствовавшей тогда теорией самозарождения. Несмотря на то, что итальянский ученый Л. Спалланцани в середине XVIII в. наблюдал под микроскопом деление бактерий, мнение о том, что они самозарождаются (возникают из гнили, грязи и т.д.), не было опровергнуто.

Это было сделано выдающимся французским ученым Луи Пастером (1822 - 1895), который в остроумном, гениальном по своей простоте опыте показал, что самозарождения не существует. Л. Пастер поместил стерильный бульон в колбу, сообщавшуюся с атмосферным воздухом через изогнутую S-образную трубку. В такой, по существу открытой, колбе бульон при длительном стоянии оставался прозрачным, потому что изогнутость трубки не давала возможности микроорганизмам проникнуть с пылью из воздуха в колбу.

Бурное развитие микробиологии в XIX в. привело к открытию возбудителей многих инфекционных болезней (сибирская язва, чума, столбняк, дифтерия, дизентерия, холера, туберкулез и др.).

Наконец, в 1892 г. русский ботаник Д. И. Ивановский (1864. 1920) открыл вирусы - представителей царства vira. Эти живые существа проходили через фильтры, задерживающие бактерии, и поэтому были названы фильтрующимися вирусами. Вначале был открыт вирус, вызывающий заболевание табака, известное под названием «табачная мозаика», затем вирус ящура, желтой лихорадки и многие другие вирусы. Однако увидеть вирусные частицы стало возможным только после изобретения электронного микроскопа, так как в световые микроскопы вирусы не видны. К настоящему времени царство вирусов (vira) насчитывает до 1000 болезнетворных видов вирусов. Только за последнее время открыт ряд новых вирусов, в том числе вирус, вызывающий СПИД.

Несомненно, что период открытий новых вирусов и бактерий будет продолжаться. Открытие новых микроорганизмов сопровождалось изучением не только их строения, но и жизнедеятельности. Поэтому XIX в., особенно его вторую половину, принято называть физиологическим периодом в развитии микробиологии. Этот этап связан с именем Л. Пастера, который стал основоположником медицинской микробиологии, а также иммунологии и биотехнологии.

Разносторонне образованный, блестящий экспериментатор, член Французской медицинской академии, Л. Пастер сделал ряд выдающихся открытий. За короткий период с 1857 по 1885 г. он доказал, что брожение (молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое) не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы. Опроверг теорию самозарождения; открыл явление анаэробиоза, т.е. возможность жизни микроорганизмов в отсутствие кислорода. Заложил основы дезинфекции, асептики и антисептики; открыл способ предохранения от инфекционных болезней с помощью вакцинации.

Многие открытия Л. Пастера принесли человечеству огромную практическую пользу. Путем прогревания (пастеризации) были побеждены болезни пива и вина, молочнокислых продуктов, вызываемые микроорганизмами; для предупреждения гнойных осложнений ран введена антисептика; на основе принципов Л. Пастера разработаны многие вакцины для борьбы с инфекционными болезнями.

Однако значение трудов Л. Пастера выходит далеко за рамки только этих практических достижений. Л. Пастер вывел микробиологию и иммунологию на принципиально новые позиции, показал роль микроорганизмов в жизни людей, экономике, промышленности, инфекционной патологии, заложил принципы, по которым развиваются микробиология иммунология и в наше время.

Л. Пастер был, кроме того, выдающимся учителем и организатором науки. Пастеровский институт в Париже, основанный в 1888 г. на народные средства, до сих пор является одним из ведущих научных учреждений мира. Не случайно вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) открыт ученым этого института Л, Монтанье (одновременно с американцем Р. Галло).

Физиологический период в развитии Микробиологии связан также с именем немецкого ученого Роберта Коха, которому принадлежит разработка методов получения чистых культур бактерий, окраски бактерий при микроскопии, микрофотографии. Известна также сформулированная Р. Кохом триада Коха, которой до сих пор пользуются при установлении возбудителя болезни.

Работы Л. Пастера по вакцинации открыли новый этап в развитии микробиологии, по праву получивший название "иммунологического».

Принцип аттенуации (ослабления) микроорганизмов с помощью пассажей через восприимчивое животное или при выдерживании микроорганизмов в неблагоприятных условиях (температура, высушивание) позволил Л. Пастеру получить вакцины против бешенства, сибирской язвы, куриной холеры; этот принцип до настоящего времени используется при приготовлении вакцин. Следовательно, Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод предупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако этот метод не был распространен на профилактику других болезней.

После работ Л. Пастера появилось множество исследований, в которых пытались объяснить причины и механизмы формирования иммунитета после вакцинации. Выдающуюся роль в этом сыграли работы И. И. Мечникова и П. Эрлиха.

П. Эрлих - немецкий химик, выдвинул гуморальную (от лат. humor - жидкость) теорию иммунитета. Он считал, что иммунитет возникает в результате образования в крови антител, которые нейтрализуют яд. Подтверждением этому было открытие антитоксинов - антител, нейтрализующих токсины у животных, которым вводили дифтерийный или столбнячный токсин (Э. Беринг, С. Китазато). Однако исследования И. И. Мечникова (1845 - 1916) показали, что большую роль в формировании иммунитета играют особые клетки, макро- и микрофаги. Эти клетки поглощают и переваривают чужеродные частицы, в том числе бактерии. Исследования И. И. Мечникова по фагоцитозу убедительно доказали, что, помимо гуморального, существует клеточный иммунитет. И. И. Мечников, ближайший помощник и последователь Л. Пастера, заслуженно считается одним из основоположников иммунологии. Его работы положили начало изучению иммунокомпетентных клеток как морфологической основы иммунной системы, ее единства и биологической сущности. Иммунологический период характеризуется открытием основных реакций иммунной системы на генетически чужеродные вещества (антигены): антителообразование и фагоцитоз/гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ), гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ), толерантность, иммунологическая память. ГЗТ и ГНТ, две реакции, лежащие в основе аллергии (от греч. allos - другой и ergon - действие), т. е. болезней характеризующихся определенными клиническими симптомами, вследствие нетипичной, извращенной реакции на антиген. Аллергические реакции могут возникать, например, на сывороточные препараты, антибиотики, животные и растительные белки, домашнюю пыль, пух, шерсть и т.д.

В 1915 г. русский врач М. Райский впервые наблюдал явления иммунологической памяти, т.е. быструю энергичную выработку антител на повторное введение того же антигена.

Впоследствии Ф. Вернет связал это с формированием в организме клеток памяти - Т-лимфоцитов - после первичной встречи с антигеном. В 1953 г. английский ученый П. Медавар и чешский ученый М. Гашек открыли явление толерантности, терпимости, устойчивости к антигену, т.е. состояния, при котором иммунная система не реагирует на антиген. Толерантность к собственным антигенам формируется в эмбриональном периоде, и ее можно искусственно создать, вводя антиген во время эмбрионального периода либо сразу после рождения ребенка или животного. Явление иммунологической толерантности используется в хирургии при решении проблемы пересадки органов и тканей.

Следует отметить также важность открытия в этот период антигенов нормальных органов и тканей человека и животных и индивидуальных, антигенных различий у людей и животных. Частым признаком этих антигенных различий являются индивидуальные группы крови у людей. Отечественный исследователь Л. А. Зильбер (1957) открыл антигены злокачественных опухолей, что явилось началом изучения противоопухолевого иммунитета.

В иммунологический период развития микробиологии был создан ряд теорий иммунитета: гуморальная теория П. Эрлиха, фагоцитарная теория И. И. Мечникова, теория идиотипических взаимодействий Н. Ерне гипофизарно-гипоталамо-адреналовая теория регуляции иммунитета П. Ф. Здродовского и др. Однако, наиболее приемлемой для объяснения многих явлений и механизмов иммунитета остается клонально-селекционная теория, созданная австралийским иммунологом Ф. Бернетом (1899 - 1986). Американский ученый С. Танегава разработал генетические аспекты этой теории.

Особенно бурное развитие получили микробиология и иммунология в 50-60-е годы нашего столетия. Этому способствовали следующие причины

· важнейшие открытия в области молекулярной биологии, генетики, биоорганической химии;

· появление таких новых наук, как генетическая инженерия, биотехнология, информатика;

· создание новых методов и научной аппаратуры, позволяющих глубже проникать в тайны живой природы.

Таким образом, с 50-х годов в развитии микробиологии и иммунологии начался молекулярно-генетический период, который характеризуется рядом принципиально важных научных достижений и открытий. К ним относятся:

· расшифровка молекулярной структуры и молекулярно-биологической организации многих вирусов и бактерий; открытие простейших форм жизни, «инфекционного белка» приона;

· расшифровка химического строения и химический синтез некоторых антигенов. Например, химический синтез лизоцима, пептидов вируса СПИДа (Р. В. Петров, В. Т. Иванов и др.);

· открытие новых антигенов, например опухолевых (Л. А. Зильбер и др.), антигенов гистосовместимости (HLA-система);

· расшифровка строения антител-иммуноглобулинов;

· разработка метода культур животных и растительных клеток и их выращивания в промышленных масштабах с целью получения вирусных антигенов;

· получение рекомбинантных бактерий и рекомбинантных вирусов. Синтез отдельных генов вирусов и бактерий. Получение рекомбинантных штаммов бактерий и вирусов, сочетающих свойства родительских особей или приобретающих новые свойства;

· создание гибридом путем слияния иммунных В-лимфоцитов, продуцентов антител и раковых клеток с целью получения моноклональных антител

· открытие иммуномодуляторов, иммуноцитокинов (интерлейкины, интерфероны, миелопептиды и др.), эндогенных природных регуляторов иммунной системы и их использование для профилактики и лечения различных болезней;

· получение вакцин (вакцина гепатита В, малярии, антигенов ВИЧ и других антигенов), биологически активных пептидов (интерфероны, интерлейкины, ростовые факторы и др.) с помощью методов биотехнологии и приемов генетической инженерии;

· разработка синтетических вакцин на основе природных или синтетических антигенов и их фрагментов, а также искусственного носителя. адъюванта (помощника). стимулятора иммунитета;

· изучение врожденных и приобретенных иммунодефицитов, их роли в иммунопатологии и разработка иммунокорригирующей терапии. Открытие вирусов, вызывающих иммунодефициты;

· разработка принципиально новых способов диагностики инфекционных и неинфекционных болезней (иммуноферментный, радиоиммунный анализы, иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот). Создание на основе этих способов тест-систем для индикации, идентификации микроорганизмов, диагностики инфекционных и неинфекционных болезней (опухоли, сердечно-сосудистые, аутоиммунные, эндокринные и др.), а также выявления нарушений при некоторых состояниях (беременность, переливание крови, пересадка органов и т.д.)

Теории иммунитета. Разработка теорий иммунитета. Фагоцитарная теория иммунитета. И. И. Мечников

Выявление роли патогенных микроорганизмов в развитии инфекционных болезней, возможность искусственного создания невосприимчивости подтолкнули к изучению факторов защиты организма от инфекционных агентов.

Пастер предложил теорию исчерпанной силы; согласно этой теории «невосприимчивость» представляет состояние, при котором организм человека (как питательная среда) не поддерживает развитие микробов.

Однако автор быстро понял, что его теория не может объяснить ряд наблюдений. В частности, Пастер показал, что если заразить курицу сибирской язвой и держать её ноги в холодной воде, то у неё развивается заболевание (в обычных условиях куры невосприимчивы к сибирской язве). Развитие феномена обусловливало снижение температуры тела на 1-2 °С, то есть ни о каком исчерпывании питательной среды в организме речь идти не могла.

Фагоцитарная теория иммунитета. И. И. Мечников

В 1883 г. появилась теория иммунитета, опирающаяся на эволюционное учение Чарлза Дарвина и основанная на изучении пищеварения у животных, располагающихся на разных ступенях биологического развития. Автор новой теории, И. И. Мечников, обнаружил сходство внутриклеточного переваривания веществ у амёб, клеток энтодермы кишечнополостных и некоторых клеток мезенхимного происхождения (моноцитов крови, тканевых макрофагов). Мечников ввёл термин «фагоциты» от греч. phages, поедать, + kytos, клетка, а позднее предложил разделять их на микрофаги и макрофаги. Такому разделению способствовали и достижения П. Эрлиха, дифференцировавшего посредством окраски несколько типов лейкоцитов. В классических работах по сравнительной патологии воспаления И. И. Мечников доказал роль фагоцитирующих клеток в элиминации патогенов. В 1901 г. в Париже вышел его монументальный итоговый труд «Невосприимчивость в инфекционных болезнях».

Значительный вклад в распространение фагоцитарной теории внесли работы Э. Ру и учеников И. И. Мечникова (A.M. Безрёдка, И. Г. Савченко, Л. А. Тарасёвич, Ф. Я. Чистович, В. И. Исаев).

И. И. Мечников (1845―1916)

Выдающийся русский ученый. В 1882 г. на съезде русских естествоиспытателей и врачей Мечников произнес знаменитую речь «О защитных силах организма», в которой дал глубокое научное обоснование невосприимчивости организма к инфекционным болезням. Эта теория называется фагоцитарной теорией иммунитета. В основу формирования этой теории легли его наблюдения за внутриклеточным пищеварением у различных морских животных (медуз, губок, моллюсков и др.). Мечников открыл в теле этих животных особые, «блуждающие» клетки, которые встречают, захватывают и пожирают поступающие в организм все инородные тела, в том числе различные микробы. Он назвал, «блуждающие» клетки фагоцитами, т. е. клетками-пожирателями.

Мечников подчеркивал, что фагоциты защищают организм и в результате их активности вырабатывается невосприимчивость к инфекционным заболеваниям. Бессмертное учение о невосприимчивости организма и его биологическая теория иммунитета открыли новый этап в развитии медицины. За это открытие в 1908 г. И. И. Мечникову была присуждена Нобелевская премия.

Шарль Никколь образно назвал Мечникова «поэтом микробиологии», которому принадлежит заслуга в разработке учения об антагонизме микробов, ставшего теоретической основой для получения антибиотиков ―препаратов, применяемых для лечения ряда инфекционных болезней. Мечникову также принадлежат оригинальные исследования по экспериментальному сифилису и холере.

Мечников занимался изучением причин возникновения старости. Считая, что «старость есть болезнь, которую надо лечить», он указывал, что она развивается под влиянием хронической интоксикации организма, вызываемой продуктами жизнедеятельности представителей кишечной микрофлоры. К таким продуктам он относил индол, фенол, скатол. Для вытеснения гнилостных бактерий Мечников предложил пищевой рацион преимущественно из овощей, фруктов и кислого молока, в которых содержатся молочнокислые бактерии, являющиеся антагонистами гнилостных бактерий.

Имя И. И. Мечникова пользуется всенародным признанием. Советское правительство учредило золотую медаль и премию имени Мечникова, которая присуждается за лучшие работы в области биологии

Нельзя не отметить и работы М. М. Тереховского (1740-1796). С 1770 г. Тереховский около пяти лет работал за границей, в Страсбургском университете, который славился медицинской школой. Здесь Тереховский защитил докторскую диссертацию - свой главный научный труд. Диссертация называлась «Царство тьмы инфузорий Линнея». В ней была поставлена задача исследовать природу и пути возникновения микроскопических существ в различных настоях. На основании большого числа опытов ученый пришел к заключению, что «анималькули» - живые существа. Они гибнут от высоких температур, ядов и электрического тока. Самым главным заключением было положение о невозможности самозарождения «анималькулей», что противоречило взгляду многих ученых того времени. Тереховский писал, что известное положение Гарвея (1578-1651) - «все живое из яйца» - приобретает силу аксиомы.

По возвращении в Россию Тереховский работал в медицинских учебных заведениях. В 1782 г. он был утвержден в звании профессора Петербургского генерального сухопутного госпиталя и директора Ботанического сада (ныне Ботанический институт АН СССР).

В 1835 г. на основе накопившихся к этому времени фактов К. Эренберг выпустил книгу с весьма знаменательным заголовком: «Инфузории как совершенные организмы». Он разделил низшие существа на 22 класса. К книге прилагался атлас инфузорий, многие из которых были подробно описаны и названы по бинарной номенклатуре. Три класса включали в себя бактерии.

На протяжении тысячелетий человек жил в окружении невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности, например продукты молочнокислого, спиртового, уксуснокислого брожений, страдал от них, когда эти существа были причиной болезни, но не подозревал об их присутствии, так как размеры существ много ниже предела видимости, на который способен человеческий глаз. Догадки человека о том, что брожение, гниение и инфекционные болезни — результат воздействия невидимых существ, были давно. Гиппократ (460—377 гг. до н.э.) предполагал, что заразные болезни вызываются невидимыми живыми существами. Итальянский врач и астроном Д. Фракастро (1478—1553) пришел к заключению, что повальные болезни от человека к человеку передаются мельчайшими живыми существами, хотя доказать этого не мог.

Возникновение микробиологии как науки стало возможным после изобретения микроскопа. Первым, кто увидел и описал микроорганизмы, был голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632—1723), который сконструировал микроскоп, дававший увеличение до 300 раз. В микроскоп он рассматривал все, что попадалось под руку: воду из пруда, различные настои, кровь, зубной налет и многое другое. В просматриваемых объектах он обнаруживал мельчайшие существа, названные им живыми зверьками (анималькулями). Он установил шаровидные, палочковидные и извитые формы микробов. Книга «Тайны природы, открытые А. Левенгуком», опубликованная в 1695 г., привлекла внимание ученых многих стран к изучению микроорганизмов. Открытие Левенгука положило начало возникновению микробиологии. Однако исследования в течение многих десятилетий сводились лишь к описанию микроорганизмов.

Л.Левeнгук {1632—1723) Л.Пастер (1822—1895)

Период конца XVII до середины XIX в. вошел в историю как описательный, или морфологический. Этот период создал условие для перехода к следующему, физиологическому, этапу в развитии микробиологии. Основоположник его — выдающийся французский ученый-химик. Луи Пастер (1822—1895). Первые работы в области микробиологии, выполненные им, направлены на изучение природы брожения. В то время в науке господствовала теория Либиха, утверждавшая, что брожение и гниение — результаты окислительных процессов, обусловленных действием ферментов, и представляют чисто химическое явление, в котором микроорганизмы участия не принимают. Пастор доказал, что причина брожения и гниения — микроорганизмы, вырабатывающие различные ферменты. Каждый бродильный процесс имеет специфического возбудителя; гниение вызывается группой гнилостных бактерий и т. д. Изучая маслянокислое брожение, Пастер установил, что Вас. butyricum развивается в отсутствие кислорода воздуха и тем самым открыл явление анаэробиоза.

С именем Пастера связано решение вопроса о самопроизвольном зарождении жизни на земле. Он экспериментально доказал, что при абсолютной стерильности питательных растворов и исключении возможности последующего загрязнения извне в них невозможно появление микробов и развитие гниения. Жизнь возникает тогда, писал Пастер, когда микроорганизмы в питательный раствор проникают извне.

В 1865 г. Пастер установил, что порча вина и пива вызывается попаданием в сусло посторонних микроорганизмов или диких дрожжей и предложил производить нагревание вина и пива при температурах до 100 °С. Этот способ получил название пастеризация. В 1868 г. он установил, что болезнь шелковичных червей пебрина вызывается микробами, и разработал способ борьбы с ней. Благодаря этим открытиям возникли антисептика и асептика в хирургии. Им были открыты возбудители холеры кур, стафилококки, стрептококки, возбудитель рожи свиней, установлена этиология сибирской язвы. Занимаясь изучением природы инфекционных болезней и их возбудителей, Пастер обнаружил важное свойство патогенных микроорганизмов — способность к ослаблению вирулентности. На этой основе он разработал методы снижения (аттенуации) вирулентности микробов и успешно использовал ослабленные культуры для прививок против инфекционных болезней. Культуры микроорганизмов с ослабленной вирулентностью были названы вакцинами, а метод прививок — вакцинацией. Пастер предложил методы получения вакцин против холеры кур, сибирской язвы, бешенства. С этого времени в микробиологии наступила иммунологическая эра.

Учениками и последователями Л. Пастера были крупнейшие микробиологи Э. Ру, А. Иерсен, Э. Дюкло, Ш. Шамберлан, Г. Рамон, Ж. Борде, А. Кальмет и др.

В 1888 г. на средства, собранные по международной подписке, в Париже был построен научно-исследовательский институт для Пастера, который и до настоящего времени остается крупнейшим центром идей и знаний в области микробиологии.

Одним из основоположников микробиологии наряду с Пастором был немецкий ученый Роберт Кох (1843—1910). Им разработаны методы микробиологических исследований, впервые в практике лабораторных исследований предложены плотные питательные среды (мясо-пептонный желатин и мясо-пептонный агар), что позволило выделять и изучать чистые культуры микробов. Кох разработал методы окраски микробов анилиновыми красителями, применил для микроскопии иммерсионную систему и конденсор Аббе, а также микрофотографирование, научно обосновал теорию и практику дезинфекции. Велики заслуги его в изучении микроорганизмов как возбудителей заразных болезней. Кох выявил возбудителя сибирской язвы (1876), туберкулеза (1882), холеры человека (1883), изобрел туберкулин. Им была создана школа бактериологов, из которой вышли выдающиеся микробиологи Э. Беринг, Ф. Леффлер, Р. Пффейфер, Г. Гаффки и др.

Роберт Кох (1843—1910) И. И. Мечников (1845—1916)

Велика заслуга в развитии микробиологии И. И. Мечникова (1845—1916;. К числу важнейших работ в области микробиологии относятся его исследования патогенеза холеры человека, сифилиса, туберкулеза, возвратного тифа. Он является основоположником учения о микробном антагонизме, ставшем основой для развития науки об антибиотикотерапии. На принципе антагонизма ученый обосновал теорию долголетия и предложил для продления человеческой жизни использовать простоквашу, которая впоследствии была названа мечниковской. В 1886 г. он организовал первую в России бактериологическую станцию. С именем Мечникова связано развитие нового направления в микробиологии — иммунологии — учения о невосприимчивости организма к инфекционным болезням (иммунитет). Мечниковым создана фагоцитарная теория иммунитета, раскрыта сущность воспаления как защитной реакции организма. Немало учеников Мечникова впоследствии стали крупными микробиологами: Н. Ф. Гамалея, А. М. Безредка, Л. А. Тарассвич, Г. Н. Габричевский и др.

Велики заслуги в становлении микробиологии Н. Ф. Гамалеи (1859—1949). Его научные работы посвящены изучению инфекции и иммунитета, изменчивости бактерий, профилактике сыпного тифа, холеры, туберкулеза и других болезней. Им открыт птичий вибрион (холероподобное заболевание птиц), названный в честь Мечникова его именем. Гамалея впервые (в 1898 г.) наблюдал и описал явление спонтанного лизиса бактерий под влиянием неизвестного в то время агента — бактериофага, принимал активное участие в создании первой бактериологической станции в России и ввел в практику прививки против бешенства.

Л. С. Ценковский (1822—1887) Д. И. Ивановский (1864—1920)

Г. Н. Габричевский (1860—1907) первым начал читать курс бактериологии в Московском университете. В 1893 г. выпустил учебник «Медицинская микробиология», в 1895 г. создал в Москве первый бактериологический институт. С первых дней работы института приступил к изготовлению противодифтерийной сыворотки, затем ввел ее во врачебную практику. Установил значение гемолитического стрептококка как возбудителя скарлатины, разработал и предложил вакцину против этой болезни. Изучил кишечную палочку и ее роль в патологии человека.

Основоположник русской микробиологии Л. С. Ценковский (1822-1887) впервые установил близость бактерий и сине-зеленых водорослей и описал явление симбиоза; обосновал классификацию микробов, отнеся бактерии к растительным организмам; открыл возбудителя клека и разработал способы его предупреждения в сахарном производстве. Используя принцип аттенуации микробов, он в 1883 г. изготовил вакцины I и II против сибирской язвы, которые применяли для вакцинации животных более 70 лет.

Многим обязана микробиология русскому ученому Д. И. Ивановскому (1864—1920), создавшему новый раздел этой науки — вирусологию. В 1892 г. им был установлен возбудитель мозаичной болезни табака, получивший название фильтрующегося вируса.

Основоположник общей и почвенной микробиологии С. Н. Виноградский (1856—1953) разработал накопительные питательные среды, выделил и изучил азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии почвы, установил роль микробов в круговороте азота, углерода, фосфора, железа и серы; впервые доказал существование бактерий, самостоятельно синтезирующих органические вещества, что позволило открыть новый тип питания микробов — аутотрофизм.

Славную страницу в историю ветеринарной микробиологии внесли отечественные микробиологи Е. М. Земмер, И. И. Щукевич, И. М. Садовский, А. В. Дедюлин, А. Ф. Конев, А. А. Раевский и многие др. Крупнейшим вкладом в мировую науку явилось почти одновременное изготовление в 1891 г. русскими учеными X. И. Гельманом и О. И. Кальнингом маллеина для аллергической диагностики сапа.

Большой вклад в развитие ветеринарной микробиологии по изучению патогенеза, разработке диагностики и средств специфической профилактики многих инфекционных болезней животных внесли Г. М. Андреевский, П. Н. Андреев, А. М. Владимиров, С. Н. Вышелеский, Д. С. Руженцев, М. Г. Тартаковский и многие другие.

Н. А. Михин (1872—1946) — один из основоположников ветеринарной микробиологии в нашей стране — открыл возбудителя лептоспироза крупного рогатого скота, разработал методику изготовления формолвакцины против паратифа телят и противоколибактериозной сыворотки, а также методику гипериммунизации лошадей при получении противосибиреязвенной сыворотки. Он является автором первого в стране учебника «Курс частной микробиологии для ветеринарных врачей и студентов».

За период советской власти одновременно с развитием ветеринарной науки росла и совершенствовалась школа ветеринарных микробиологов, давшая нашей стране плеяду ученых-микробиологов: Н. Н. Гинсбург, Я. Е. Коляков, В. В. Кузьмин, И. И. Кулсско, B. Т. Котов, С. Г. Колесов, Я. Р. Коваленко, Н. В. Лихачев, C. Я. Любашенко, С. А. Муромцев, М. Д. Полыковский, И. В. Поддубский, А. А. Поляков, А. X. Саркисов, П. С. Соломкин, М. К. Юсковец, Р. А. Цион, П. А. Триленко и многих других, внесших значительный вклад в изучение возбудителей инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, создание новых и совершенствование известных вакцин, иммунных сывороток и диагностических препаратов, что позволило ликвидировать некоторые инфекционные болезни и обеспечить благополучие наших хозяйств по многим из них.

Микробиология зародилась задолго до нашей эры и прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Историю развития микробиологии можно разделить на 5 этапов.

1. Эмпирический (описательный) период -6 –5 тыс. л. до н. э. -XVI в. н. э. Человек пользовался плодами деятельности микроорганизмов (виноделие, хлебопечение, сыроделие, выделка кож), не зная об их существовании. В те времена верили, что болезни посылаются злыми духами или с помощью колдовства.

Подход Гиппократа (460 г. до н. э. –370 г. до н. э.) к данному вопросу был новаторским: он полагал, что болезни людям посылают не боги, а возникают они по разным, вполне естественным, причинам. Он делил последние на два класса: общие (вредные влияния климата, почвы, наследственности) и личные (условия жизни и труда, питания, возраст). Наблюдая за течением болезней, он придавал серьезное значение периодам болезней, особенно лихорадочных, и предполагал, что многие болезни вызываются какими-то посторонними невидимыми причинами, имеющими живую природу («миазмы»). Автор обширного собрания из семи книг «Эпидемии».

Итальянский врач Дж. Фракасторо (1546) также предполагал живую природу агентов инфекционных заболеваний. Он считал, что каждая болезнь вызывается своим «контагием», для предохранения от болезней рекомендовал изоляцию больного, карантин, ношение масок, обработку предметов уксусом.

2. Морфологический период -конец XVII –середина XIX в.: открытие мира микроорганизмов, описание их внешнего вида, опыты по самозаражению с целью доказать инфекционную природу многих заболеваний.

Левенгук Антони Ван (1632 –1723) - нидерландский натуралист, один из основоположников микроскопии. Торговал полотном в мануфактурной лавке в Амстердаме, в свободное время увлекался шлифованием линз. Изготовленные линзы он вставлял в металлические держатели с прикрепленной к ним иглой для насаживания объекта наблюдения (1675 г. - первый микроскоп Левенгука). Всего за свою жизнь Левенгук изготовил около 250 линз со 150–300-кратным увеличением. При помощи таких «микроскопов» Левенгук впервые наблюдал и зарисовал бактерии (1683), простейших (1675), отдельные растительные и животные клетки. В 1680 г. стал членом Королевского общества, в 1695 г. написал труд «Тайны природы, открытые А. Левенгуком». Несовершенство приборов и методов изучения микромира не способствовало быстрому накоплению научных знаний о микроорганизмах.

Прямые доказательства роли микроорганизмов в возникновении инфекционных заболеваний были найдены в опытах по самозаражению материалами или культурами соответствующих возбудителей, взятыми от больного чумой (Д. Самойлович, В. Смирнов), холерой (М. Петенкофер, И. Мечников, Д. Заболотный, И. Савченко, Н. Гамалея), сыпным тифом (Г. Минх, О. Мочутковский), полиомиелитом (М. Чумаков), гепатитом А (М. Балоян).

3. Физиологический (пастеровский) период -конец XVIII -начало ХХ в. Начало научной микробиологии: открыто большинство возбудителей инфекционных заболеваний, вирусы, разработана микробная концепция болезней, изучена жизнедеятельность микробной клетки.

Английский врач Эдвард Дженнер (1749 –1823) 14 мая 1796 г. предложил метод вакцинации. В эксперименте он доказал, что прививки людям возбудителя коровьей оспы из содержимого пустул на вымени больных коров предохраняют от заражения натуральной оспой. Результаты исследования он обобщил в статье «Исследование причин и действий коровьей оспы» (1798). С эмпирического открытия Дженнером вакцины против оспы, задолго до открытия самих вирусов, началась борьба с вирусными инфекциями.

Французский ученый Луи Пастер (1822 –1895) - член Парижской академии наук, Французской медицинской академии, основоположник современной микробиологии и иммунологии, биотехнологии. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов (1860). Доказал, что брожение не является химическим процессом, а его вызывают микроорганизмы (1861). Изобрел метод пастеризации, благодаря чему были побеждены болезни вина и пива, порча молочнокислых продуктов. Открыл возбудителей болезней шелковичных червей, вина и пива. Доказал формирование искусственного иммунитета (1870), открыл патогенные микроорганизмы (стафилококк, пневмококк, клостридии). Разработал принцип аттенуации, создал живые вакцины против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Открыл явление анаэробиоза. Ввел методы антисептики, стерилизации сухим жаром. В 1883 г. создал первый научно-исследовательский институт микробиологии - Институт Пастера.

Немецкий микробиолог Роберт Кох (1843 –1910) - один из основоположников современной бактериологии и эпидемиологии, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1884). Ему принадлежат труды по выявлению возбудителей инфекционных болезней и разработке методов борьбы с ними. Кром еэтого, ученый Сформулировал критерии этиологической связи инфекционного заболевания с микроорганизмом (триада Генле-Коха: выделить микроорганизм от больного, получить чистую культуру, заразить ею лабораторное животное и наблюдать у него развитие схожей клинической картины). Впервые выделил чистую культуру возбудителя сибирской язвы, доказал ее способность к спорообразованию, открыл холерный вибрион (запятая Коха) и туберкулезную палочку (палочка Коха). Предложил способы дезинфекции и стерилизации текучим паром. Ввел в практику метод выделения чистых культур на твердых питательных средах (агар-агаре, желатине, свернутой сыворотке), способы окраски бактерий анилиновыми красителями, иммерсионный объектив, способ микрофотографии. Лауреат Нобелевской премии 1905 г.

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864 –1920). 12 февраля 1892 г. на заседании Российской академии наук он сообщил, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского - ее основоположником. Вирусы мозаичной болезни табака удалось впервые увидеть только в 1939 г. в электронный микроскоп.

3. Иммунологический -начало - середина ХХ в.

Илья Ильич Мечников (1845 –1916) - российский биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии, иммунологии (автор клеточной теории иммунитета), создатель научной школы, член-корреспондент (1883), почетный член (1902) Петербургской АН. С 1888 г. работал в Пастеровском институте в Париже. Совместно с Н. Ф. Гамалеей основал первую в России бактериологическую станцию (1886). Открыл явление фагоцитоза (1882), изложил фагоцитарную теорию иммунитета в трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901). Ему принадлежит цикл работ, посвященных микробиологии и эпидемиологии холеры, чумы, брюшного тифа, туберкулеза; совместно с Э. Ру впервые экспериментально вызвал сифилис у обезьян (1903). Создал теорию происхождения многоклеточных организмов. Разработал учение о микробном антагонизме. Много внимания в своих трудах уделял проблеме старения. Урна с прахом Мечникова, согласно его воле, хранится в библиотеке Пастеровского института.

Немецкий врач и бактериолог Пауль Эрлих (1854–1915) - почетный член Немецкого химического общества, автор гуморальной теории иммунитета. Открыл антитоксические антитела, разработал метод определения активности антитоксических сывороток. В 1896 г. основал и возглавил Институт по изучению и контролю сывороток. Открыл тучные клетки, разработал способ окрашивания туберкулезных бацилл. Является основоположником химиотерапии инфекционных заболеваний. Проводил эксперименты по лечению сифилиса органическими соединениями мышьяка, индукции злокачественных опухолей у животных.

В 1908 г. И. Мечникову и П. Эрлиху присуждена Нобелевская премия. В последующей многолетней и плодотворной дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета.

Следующим важным этапом в развитии микробиологии стало открытие антибиотиков. В 1929 г. А. Флеминг открыл пенициллин и началась эра антибиотикотерапии, приведшая к революционному прогрессу медицины. В дальнейшем выяснилось, что бактерии приспосабливаются к антибиотикам, а изучение механизмов лекарственной устойчивости привело к открытию плазмид.

Г. Домагк обосновал антибактериальное действие сульфаниламидных препаратов и ввел их в лечебную практику (1932).

Борис Яковлевич Эльберт (1890 –1963) - основатель первой в Беларуси кафедры микробиологии и гигиены МГМИ (1923), профессор и заведующий кафедрой, директор Белорусского государственного санитарно-бактериологического института, лауреат Государственной премии. Время деятельности - 20–е – 60–е гг. ХХ в. Организовал производство лечебно-диагностических сывороток, питательных сред. Ученому принадлежат работы по клебсиеллам, микобактериям, лептоспирам, возбудителям тифов и натуральной оспы. Исследовал туляремию и противотуляремийный иммунитет, в соавторстве с Гайским разработал вакцину против туляремии.

Кафедрой микробиологии, вирусологии, иммунологии БГМУ заведовали: в 1962–1988 г.г.- доктор медицинских наук, профессор Алексей Петрович Красильников, в 1988–2005 г.г. - доктор медицинских наук, профессорЛеонид Петрович Титов, с 2005 г.- кандидат медицинских наук, доцент Татьяна Александровна Канашкова.

5. Молекулярно-генетический (современный) - с середины ХХ в.: широкое использованиемолекулярных методов исследования. Этому способствовали важнейшие открытия в области молекулярной биологии и генетики.

В опытах на бактериях была доказана роль ДНК в передаче наследственных признаков. Выяснение принципов кодирования генетической информации в ДНК бактерий и установление универсальности генетического кода позволило лучше понимать молекулярно-генетические закономерности, свойственные высоко организованным организмам.

Расшифровка генома кишечной палочки сделала возможным конструирование и пересадку генов. Генная инженерия создала новое направление - биотехнологию, с помощью которой получены рекомбинантные микроорганизмы, новые вакцины и диагностические препараты.

Расшифрована молекулярно-генетическая организация многих вирусов и механизмы их взаимодействия с клетками, механизмы вирусного канцерогенеза. Разработан метод культур клеток. Открыт провирус, вироиды и прионы.

В современном понимании иммунология - наука, изучающая механизмы защиты организма от всего генетически чужеродного, поддержание структурной и функциональной целостности организма. Иммунология включает ряд специализированных направлений: иммуноморфологию, иммуногенетику, иммунологию онтогенеза, трансплантационную иммунологию, иммунопатологию, иммуногематологию, онкоиммунологию, вакцинологию и прикладную иммунодиагностику. Открыты новые антигены (опухолевые, ГКГС). Расшифровано строение антител, разработана клонально-селекционная теория иммунитета. Созданы гибридомы и получены моноклональные антитела. Изучены многие виды иммунодефицитов, открыты иммуномодуляторы.

Разработаны новые способы диагностики инфекционных и неинфекционных заболеваний (ИФА, РИА, иммуноблоттинг, гибридизация нуклеиновых кислот, ПЦР).

Появляются новые данные об открытии инфекционных агентов - возбудителей «соматических» заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастрит, инфаркт миокарда, отдельные формы бронхиальной астмы, шизофрения и др.).

Появилось понятие о новых и возвращающихся инфекциях. Пример реставрации старых патогенов - мультирезистентные микобактерии туберкулеза. Среди новых патогенов - вирусы геморрагических лихорадок, ВИЧ, легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии.

Сегодня микробиология, вирусология и иммунология - одно из ведущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний.

Кафедра биологии

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Биология и развитие микроорганизмов и вирусов»

На тему: «История развития микробиологии»

Выполнили: студенты гр.УБГ-09 (А)
Грушковская Д., Фефелова Н.
Проверила: Каленова К.Ш.

Усть-Каменогорск, 2011

План:
Введение………………………………………………………… ………………...3

1.ОТКРЫТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ……………………………………… …4
2.ОПИСАТЕЛЬНЫЙ (МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ) ПЕРИОД В РАЗВИТИИ МИКРОБИОЛОГИИ (КОНЕЦ 17 В. – СЕРЕДИНА 19 В.)…………………..5
2.1.Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения……5
2.2.Развитие представлений о микробной природе инфекционных заболеваний………………………………………………… …………………….7
3.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (ПАСТЕРОВСКИЙ) (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА 19 ВЕКА)………………………………………………………….8
3.1. Научная деятельность Луи Пастера…………………………………………8
3.2. Развитие микробиологии во второй половине 19 века…………………...10
4.РАЗВИТИЕ МИКРОБИОЛОГИИ В 20 ВЕКЕ………………………………15

Заключение.................... .............................. .............................. ............................. 18

Литература.................... .............................. .............................. ............................. 19

ВВЕДЕНИЕ

Микробиология – это наука, изучающая строение, систематику, физиологию, биохимию, генетику и экологию организмов, имеющих малые размеры и невидимых невооруженным глазом. Эти организмы получили название микроорганизмов или микробов.
На протяжении длительного времени человек жил в окружении невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности (например, при выпечке хлеба из кислого теста, приготовлении вина и уксуса), страдал, когда эти существа являлись причиной болезней или портили запасы пищи, но не подозревал об их присутствии. Не подозревал потому, что не видел, а не видел потому, что размеры этих микросуществ лежали много ниже того предела видимости, на который способен человеческий глаз. Известно, что человек с нормальным зрением на оптимальном расстоянии (25-30 см) может различить в виде точки предмет размером 0,07-0,08 мм. Меньше объекты человек заметить не может. Это определяется особенностями строения его органа зрения.
Попытки преодолеть созданный природный барьер и расширить возможности человеческого глаза были сделаны давно. Так, при археологических раскопках в Древнем Вавилоне находили двояковыпуклые линзы – самые простые оптические приборы. Линзы были изготовлены из отшлифованного горного хрусталя. Можно считать, что с их изобретением человек сделал первый шаг на пути в микромир.
Дальнейшее совершенствование оптической техники относится к 16-17 вв. и связано с развитием астрономии. В это время голландские шлифовальщики стекла сконструировали первые подзорные трубы. Оказалось, что если линзы расположить не так, как в телескопе, то можно получить увеличение очень мелких предметов. Микроскоп подобного типа был создан в 1610 г. Г.Галилеем. Изобретение микроскопа открыло новые возможности для изучения живой природы.
Одним из первых микроскоп, состоящий из двух двояковыпуклых линз, дававших увеличение примерно в 30 раз, сконструировал и использовал для изучения строения растений английский физик и изобретатель Р.Гук. Рассматривая срезы пробки, он обнаружил правильное ячеистое строение древесной ткани. Эти ячейки впоследствии были названы им «клетками» и изображены в книге «Микрография». Именно Р.Гук ввел термин «клетка» для обозначения тех структурных единиц, из которых построен сложный живой организм. Дальнейшее проникновение в тайны микромира неразрывно связано с совершенствованием оптических приборов.

1.ОТКРЫТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

Микроорганизмы были открыты в конце 17 века, но деятельность их и даже практическое применение известны значительно ранее. Например, продукты спиртового, молочнокислого, уксуснокислого брожений приготавливались и использовались в самые древние времена. Полезность этих продуктов объяснялась присутствием в них «живого духа». Однако мысль о существовании невидимых существ начала появляться при выяснении причин заразных болезней. Так, Гиппократ (6 в. до н.э.), а позже Варрон (2 в.) высказывали предположения, что заразные болезни вызываются невидимыми существами. Но только в 16 веке итальянский ученый Джираламо Фракасторо пришел к заключению, что передача болезней от человека к человеку осуществляется при помощи мельчайших живых существ, которым он дал название contagium vivum. Однако доказательств таких предположений не было.
Если считать, что микробиология возникла в тот момент, когда человек увидел первые микроорганизмы, то мы можем совершенно точно указать «день рождения» микробиологии и имя первооткрывателя. Этот человек – голландец Антони ван Левенгук (1632-1723), мануфактурщик из Дельфта. Заинтересовавшись строением льняного волокна, он отшлифовал для себя несколько грубых линз. Позднее Левенгук увлекся этой тонкой и кропотливой работой и достиг большого совершенства в деле изготовления линз, названных им «микроскопиями». По внешней форме это были одинарные двояковыпуклые стекла, оправленные в серебро или латунь, однако по своим оптическим свойствам линзы Левенгука, дававшие увеличение в 200 – 270 раз, не знали себе равных. Чтобы оценить их, достаточно напомнить, что теоретический предел увеличения двояковыпуклой линзы – 250 – 300 раз.
Не имея естественного образования, но обладая природной любознательностью, Левенгук с интересом рассматривал все, что попадалось под руку: воду из пруда, зубной налет, настой перца, слюну, кровь и многое другое. С 1673 г. результаты своих наблюдений Левенгук начал посылать в Лондонское Королевское общество, членом которого впоследствии был избран. Всего Левенгук написал в Лондонское Королевское общество свыше 170 писем, а позднее завещал ему 26 своих знаменитых «микроскопий». Вот выдержка из одного письма: «24 апреля 1676 г. я посмотрел на воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ. Некоторые из них в длину были раза в 3 – 4 больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши. Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов – наиболее многочисленный – мельчайшие существа с хвостиками». Сопоставив описание, приведенное в этом отрывке, и оптические возможности имевшихся в распоряжении Левенгука линз, можно сделать вывод о том, что Левенгуку в 1676 г. впервые удалось увидеть бактерии.
Левенгук всюду обнаруживал микроорганизмы и пришел к выводу, что окружающий мир густо заселен микроскопическими обитателями. Все виденные им микроорганизмы, в том числе и бактерии, Левенгук считал маленькими животными, названными им «анималькулями», и был убежден, что они устроены так же, как и крупные организмы, т. е. имеют органы пищеварения, ножки, хвостики и т.д.
Открытия Левенгука были настолько неожиданными и даже фантастическими, что на протяжении почти 50 последующих лет вызывали всеобщее изумление. Будучи в Голландии в 1698 г., Петр I посетил Левенгука и беседовал с ним. Из этой поездки Петр I привез в Россию микроскоп, а позднее, в 1716 г., в мастерских при его дворе были изготовлены первые отечественные микроскопы.

2.ОПИСАТЕЛЬНЫЙ (МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ) ПЕРИОД В РАЗВИТИИ МИКРОБИОЛОГИИ (КОНЕЦ 17 В. – СЕРЕДИНА 19 В.)

2.1. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения

Многие процессы, осуществляемые микроорганизмами, были известны человеку с незапамятных времен. В первую очередь это гниение и брожение. В сочинениях древних греческих и римских авторов можно найти рецепты приготовления вина, кислого молока, хлеба, свидетельствующие о широком использовании в быту брожений. В средние века алхимики не обошли вниманием эти процессы и изучали их наряду с другими чисто химическими превращениями. Именно в этот период были сделаны попытки выяснить природу процессов брожения.
Термин «брожение» («fermentatio») для обозначения процессов, идущих с выделением газа, впервые употребил голландский алхимик Я.Б. ван Гельмонт (1577-1644). Я. ван Гельмонтом было обнаружено сходство между газом, образующимся при сбраживании виноградного сока (углекислым газом), газом, выделяющимся при сжигании угля, и газом, который появляется, «когда уксус льют на известковые камни», т.е. при взаимодействии щелочи с кислотой. На основании этого Я. ван Гельмонт пришел к заключению, что все описанные выше химические превращения имеют одинаковую природу. Позднее брожения стали выделять из группы химических процессов, сопровождающихся газовыделением. Для обозначения материальной движущей силы брожения, его активного начала использовали термин «фермент». Взгляд на брожение и гниение как на чисто химические процессы был сформулирован в 1697 г. немецким врачом и химиком Г.Э. Шталем (1660-1734). По представлениям Г. Шталя, брожение и гниение – это химические превращения, идущие под влиянием молекул «фермента», которые передают присущее им внутреннее активное движение молекулам сбраживаемого субстрата, т.е. выступают в качестве своеобразных катализаторов реакции. Взгляды Г. Шталя на природу процессов гниения и брожения полностью разделял и отстаивал один из крупнейших химиков своего времени Ю.Либих. Однако эта точка зрения принималась не всеми исследователями.
Одна из первых догадок о связи описанных Левенгуком «глобул» (дрожжей) с явлениями брожения и гниения принадлежит французскому натуралисту Ж.Л.Л. Бюффону (1707-1788). Весьма близко подошел к пониманию роли дрожжей в процессе брожения французский химик А.Лавуазье (1743-1794), изучавший количественно химические превращения сахара при спиртовом брожении. В 1793 г. он писал: «Достаточно немного пивных дрожжей, чтобы дать первый толчок к брожению: оно потом продолжается само собой. Я доложу в другом месте о действии фермента в целом». Однако сделать это ему не удалось: А. Лавуазье стал жертвой террора французской буржуазной революции.
С 30-х годов 19 века начинается период интенсивных микроскопических наблюдений. В 1827 г. французский химик Ж. Демазьер (1783-1862) описал строение дрожжей Mycoderma cerevisiae, формирующих пленку на поверхности пива, и, будучи убежденным в том, что это – мельчайшие животные, отнес их к инфузориям. Однако в работе Ж.Демазьера нет никаких указаний на возможную связь процесса брожения с развивающейся на поверхности бродящей жидкости пленкой. Спустя 10 лет французский ботаник Ш. Каньяр де Латур (1777-1859) предпринял тщательное микроскопическое исследование осадка, образующегося при спиртовом брожении, и пришел к выводу, что он состоит из живых существ, жизнедеятельность которых и является причиной брожения. Почти одновременно немецкий естествоиспытатель Ф. Кютцинг (1807-1893), исследуя образование уксуса из спирта, обратил внимание на слизистую массу, имеющую вид пленки на поверхности жидкости, содержащей спирт. Изучая слизистую массу, Ф. Кютцинг установил, что она состоит из микроскопических живых организмов и имеет непосредственное отношение к накоплению уксуса в среде. К аналогичным выводам пришел другой немецкий естествоиспытатель Т. Шванн (1810-1882).
Таким образом, Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг и Т. Шванн независимо друг от друга и почти одновременно пришли к заключению о связи процессов брожения с жизнедеятельностью микроскопических живых существ. Основной вывод из этих исследований был четко сформулирован Ф.Кютцингом: «Мы теперь должны каждый процесс брожения рассматривать иначе, чем до сих пор их рассматривала химия. Весь процесс спиртового брожения зависит от присутствия дрожжей, уксуснокислого - от наличия уксусной матки».
Однако идеи о биологической природе «фермента» брожения, высказанные тремя исследователями, не получили признания. Более того, они были подвергнуты суровой критике со стороны приверженцев теории физико-химической природы брожения, обвинивших своих научных противников в «легкомыслии в выводах» и отсутствии каких-либо доказательств, подтверждающих эту «странную гипотезу». Господствовавшей оставалась теория физико-химической природы процессов брожения.

2.2.Развитие представлений о микробной природе инфекционных заболеваний

Еще древнегреческий врач Гиппократ (ок. 460-377 гг. до н.э.) высказал предположение о том, что заразные болезни вызываются невидимыми живыми существами. Авиценна (ок. 980-1037 гг.) в «Каноне медицины» писал о «невидимых» возбудителях чумы, оспы и других заболеваний. Подобные мысли можно обнаружить и в трудах итальянского врача, астронома и поэта Дж.Фракастро (1478-1553 гг.).
В том, что инфекционные болезни вызываются живыми микроскопическими существами, был глубоко убежден русский врач-эпидемиолог Д.С. Самойлович (1744-1805), пытавшийся под микроскопом обнаружить возбудителя чумы. Это ему не удалось из-за несовершенства микроскопов и микроскопической техники. Однако разработанные Д.С.Самойловичем в соответствии с его идеей меры по дезинфекции и изоляции больных оказались весьма эффективными в борьбе с эпидемиями и получили широкую известность во всем мире.
Стоит упомянуть, что современник Д. Самойловича М. Тереховский (1740-1796) – первый русский протистолог - экспериментатор установил живую природу простейших и в 1775 г. впервые в мире применил к микроорганизмам экспериментальный метод исследования, определяя влияние температуры, электрических разрядов, сулемы, опия, кислот и щелочей на их жизнеспособность. Изучая в строго контролируемых условиях движение, рост и размножение микроорганизмов, Тереховский первый указал, что делению предшествуют рост и увеличение размеров. Он также доказал невозможность самопроизвольного зарождения простейших в различных прокипяченных жидкостях (настоях). Свои наблюдения он изложил в работе «О наливочном хаосе Линнея».
В 1827 г. итальянский естествоиспытатель А. Басси (1773-1856), изучая заболевание шелковичных червей, обнаружил передачу болезни при переносе микроскопического грибка от больной особи к здоровой. Таким образом, А. Басси впервые удалось экспериментально доказать микробную природу этого заболевания. Идея о микробной природе инфекционных болезней в течение долгого времени не получала признания. Господствующей была теория, согласно которой причинами заболеваний считали различные нарушения течения химических процессов в организме.
В 1846 г. немецкий анатом Ф. Генле (1809-1885) в книге «Руководство по рациональной патологии» четко определил основные положения для распознавания инфекционных заболеваний. Позднее идеи Ф. Генле, сформулированные в общей форме (самому Ф. Генле не удалось увидеть ни одного возбудителя инфекционных заболеваний человека), были экспериментально обоснованы Р.Кохом и вошли в науку под названием «триада Генле-Коха».

3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (ПАСТЕРОВСКИЙ) (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА 19 ВЕКА)

3.1. Научная деятельность Луи Пастера

Начало физиологического периода относится к 60-м годам 19 века и связано с деятельностью выдающегося французского ученого, химика по специальности, Луи Пастера (1822-1895). Микробиология обязана Пастеру не только своим бурным развитием, но и становлением как науки. С именем Пастера связаны наиболее крупные открытия, принесшие ему мировую известность: брожение (1857), самопроизвольное зарождение (1860), болезни вина и пива (1865), болезни шелковичных червей (1868), инфекция и вакцины (1881), бешенство (1885).
Пастер свою научную деятельность начал с работ по кристаллографии. Им было обнаружено, что при перекристаллизации солей оптически неактивной рацемической винной кислоты образуется два типа кристаллов. Раствор, приготовленный из кристаллов одного типа, вращает плоскость поляризованного света вправо, из кристаллов другого типа – влево. Далее Пастером было обнаружено, что плесневый гриб, выросший в растворе рацемической винной кислоты, потребляет только одну из изомерных форм (правовращающую). Это наблюдение позволило Пастеру сделать вывод о специфическом воздействии микроорганизмов на субстраты и послужило теоретической основой для последующего изучения физиологии микроорганизмов. Наблюдения Пастера над низшим плесневым грибком привлекли его внимание к микроорганизмам вообще.
В 1854 г. Пастер получил должность штатного профессора в университете г. Лилля. Именно здесь он начал свои микробиологические исследования, положившие начало микробиологии как самостоятельной научной дисциплине.
Поводом для начала изучения процессов брожения послужило обращение к Пастеру лилльского фабриканта с просьбой помочь выяснить причины систематических неудач в сбраживании свекловичного сока для получения спирта. Результаты исследований, опубликованные в конце 1857 г., с несомненностью доказывали, что процесс спиртового брожения является результатом жизнедеятельности определенной группы микроорганизмов – дрожжей и происходит в условиях без доступа воздуха.
Почти одновременно с изучением спиртового брожения Пастер приступил к изучению молочнокислого брожения и также показал, что этот вид брожения вызывается микроорганизмами, названными им «молочнокислыми дрожжами». Итоги исследований Пастер изложил в опубликованных работах «Мемуар о молочнокислом брожении».
Действительно, результаты исследований Пастера - не просто новые научные данные, это смелое опровержение господствовавшей тогда теории физико-химической природы брожения, поддерживаемой и отстаиваемой крупнейшими научными авторитетами того времени: И. Берцелиусом, Э. Митчерлихом, Ю. Либихом. Молочнокислое брожение – наиболее простой «химический» процесс распада молекулы сахара на две триозы, и доказательство того, что этот распад связан с жизнедеятельностью микроскопических организмов, являлось весомым аргументом, поддерживающим теорию биологической природы брожений.
Вторым аргументом в поддержку биологической природы брожений было экспериментальное доказательство Пастером возможности осуществлять спиртовое брожение на среде, не содержащей белка. Согласно химической теории брожения последнее есть результат каталитической активности «фермента», которым является вещество белковой природы.
Изучение маслянокислого брожения привело Пастера к выводу, что жизнь некоторых микроорганизмов не только может протекать в отсутствие свободного кислорода, но последний вреден для них. Результаты этих наблюдений были опубликованы в 1861 г. в сообщении, озаглавленном «Анималькули-инфузории, живущие без свободного кислорода и вызывающие брожение». Обнаружение отрицательного влияния свободного кислорода на процесс маслянокислого брожения было, пожалуй, последним моментом, полностью опровергавшим теорию химической природы брожений, поскольку именно кислороду отводилась роль соединения, дававшего первый толчок к внутреннему движению белковым частицам «фермента». Серией исследований в области брожений Пастер убедительно доказал несостоятельность химической теории брожений, вынудив своих противников признать их заблуждения. За работы по исследованию анаэробиоза в 1861 г. Пастер получил премию французской Академии наук и медаль Лондонского Королевского общества. Итог двадцатилетним исследованиям в области брожений был подведен Пастером в «Исследовании о пиве, его болезнях, их причинах, способах сделать его устойчивым, с приложением новой теории брожения» (1876).
В 1865 г. французское правительство обратилось к Пастеру с просьбой помочь шелководам, терпевшим большие убытки из-за болезней шелковичных червей. Около пяти лет посвятил Пастер изучению этого вопроса и пришел к выводу, что болезни шелковичных червей вызываются определенными микроорганизмами. Пастер детально изучил течение болезни – пебрины шелковичных червей и разработал практические рекомендации по борьбе с заболеванием: он предложил искать под микроскопом в телах бабочек и куколок возбудителей заболевания, отделять заболевшие особи и уничтожать их и т.д.
Установив микробную природу инфекционных заболеваний шелковичных червей, Пастер пришел к мысли, что болезни животных и человека также обусловлены воздействием микроорганизмов. Первой его работой в этом направлении было доказательство того, что родильная горячка, широко распространенная в описываемый период, вызывается определенным микроскопическим возбудителем. Пастер выявил возбудителя горячки, показал, что причина ее – пренебрежение правилами антисептики со стороны медицинского персонала, и разработал методы защиты от проникновения возбудителя в организм.
Дальнейшие работы Пастера в области изучения инфекционных заболеваний привели к открытию им возбудителей куриной холеры, остеомиелита, гнойных абсцессов, одного из возбудителей газовой гангрены. Таким путем Пастер показал и доказал, что каждое заболевание порождается специфическим микроорганизмом.
В 1879 г. при изучении куриной холеры Пастер разработал метод получения культур микробов, которые утрачивают способность быть возбудителем заболевания, т. е. теряют вирулентность, и использовал это открытие для предохранения организма от последующего заражения. Последнее легло в основу создания теории иммунитета.
Изучение инфекционных болезней Пастером сочеталось с разработкой мер для активной борьбы с ними. На основе методики получения ослабленных культур вирулентных микроорганизмов, названных «вакцинами», Пастер нашел способы борьбы с сибирской язвой и бешенством. Вакцины Пастера получили всемирное распространение. Учреждения, где проводятся прививки против бешенства, в честь Пастера названы Пастеровскими станциями.
Работы Пастера были по достоинству оценены его современниками и получили международное признание. В 1888 г. для Пастера на средства, собранные по международной подписке, был построен в Париже научно-исследовательский институт, носящий в настоящее время его имя. Пастер был первым директором этого института. Открытия Л.Пастера показали, как разнообразен, необычен, активен невидимый простым глазом микромир и какое огромное поле деятельности представляет его изучение.

3.2. Развитие микробиологии во второй половине 19 века

Оценивая успехи, достигнутые микробиологией во второй половине 19 века, французский исследователь П.Теннери в работе «Исторический очерк развития естествознания в Европе» писал: «Перед лицом бактериологических открытий история других естественных наук за последние десятилетия 19 столетия кажется несколько бледней».
Успехи микробиологии в этот период непосредственно связаны с новыми идеями и методическими подходами, внесенными в микробиологические исследования Л.Пастером. В числе первых, кто оценил значение открытий Пастера, был английский хирург Дж. Листер, он понял, что причина большого процента смертных случаев после операций – во-первых, заражение ран бактериями из-за незнания и, во-вторых, несоблюдения элементарных правил антисептики.
Одним из основоположников медицинской микробиологии наряду с Пастером явился немецкий микробиолог Р.Кох (1843-1910), занимавшийся изучением возбудителей инфекционных заболеваний. Свои исследования Кох начал еще будучи сельским врачом с изучения сибирской язвы и в 1877 г. опубликовал работу, посвященную возбудителю этого заболевания – Bacillus anthracis. Вслед за этим внимание Коха привлекла другая тяжелая и широко распространенная болезнь того времени – туберкулез. В 1882 г. Кох сообщил об открытии возбудителя туберкулеза, который в его честь был назван «палочкой Коха». (В 1905 г. за исследование туберкулеза Коху была присуждена Нобелевская премия.) Коху принадлежит также открытие в 1883 г. возбудителя холеры.
Большое внимание Кох уделял разработке микробиологических методов исследования. Он сконструировал осветительный аппарат, предложил метод микрофотографирования бактерий, разработал приемы окрашивания бактерий анилиновыми красителями и предложил способ выращивания микроорганизмов на твердых питательных средах с использованием желатины. Получение бактерий в виде чистых культур открыло новые подходы для более углубленного изучения их свойств и послужило толчком для дальнейшего бурного развития микробиологии. Были выделены чистые культуры возбудителей холеры, туберкулеза, дифтерии, чумы, сапа, крупозного воспаления легких.
Кох экспериментально обосновал выдвинутые ранее Ф. Генле положения о распознавании инфекционных заболеваний, которые вошли в науку под названием «триада Генле-Коха» (позднее, правда, оказалось, что она приложима не для всех возбудителей инфекций).
Родоначальником русской микробиологии является Л. Ценковский (1822-1887). Объектом его исследований были микроскопические простейшие, водоросли, грибы. Он открыл и описал большое число простейших, изучал их морфологию и циклы развития. Это позволило ему сделать вывод об отсутствии резкой границы между миром растений и животных. Им также была организована одна из первых Пастеровских станций в России и предложена вакцина против сибирской язвы («живая вакцина Ценковского»).
С именем И. Мечникова (1845-1916) связано развитие нового направления в микробиологии – иммунологии. Впервые в науке Мечниковым была разработана и экспериментально подтверждена биологическая теория иммунитета, вошедшая в историю как фагоцитарная теория Мечникова. В основу этой теории положено представление о клеточных защитных приспособлениях организма. Мечников в опытах на животных (дафниях, личинках морской звезды) доказал, что лейкоциты и другие клетки мезодермального происхождения обладают способностью захватывать и переваривать чужеродные частицы (в т.ч. и микробов), попадающие в организм. Это явление, названное фагоцитозом, легло в основу фагоцитарной теории иммунитета и получило всеобщее признание. Развивая далее поднятые вопросы, Мечников сформулировал общую теорию воспаления как защитную реакцию организма и создал новое направление в иммунологии – учение об антигенной специфичности. В настоящее время оно приобретает все большее значение в связи с разработкой проблемы пересадки органов и тканей, изучения иммунологии рака.
К числу важнейших работ Мечникова в области медицинской микробиологии относятся исследования патогенеза холеры и биологии холероподобных вибрионов, сифилиса, туберкулеза, возвратного тифа. Мечников является основоположником учения о микробном антагонизме, послужившем основой для развития науки об антибиотикотерапии. Идея о микробном антагонизме была использована Мечниковым при разработке проблемы долголетия. Изучая явление старения организма, Мечников пришел к заключению. Что важнейшей причиной его является хроническое отравление организма продуктами гниения, вырабатываемыми в толстом кишечнике гнилостными бактериями.
Практический интерес представляют ранние работы Мечникова по использованию гриба Isaria destructor для борьбы с вредителем полей – хлебным жуком. Они дают основание считать Мечникова основоположником биологического метода борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений, метода, который в наши дни находит все более широкое применение и популярность.
Таким образом, И.И. Мечников – выдающийся русский биолог, сочетавший качества экспериментатора, педагога и пропагандиста научных знаний, был человеком великого духа и труда, высшей наградой которого явилось присвоение ему в 1909 г. Нобелевской премии за исследования по фагоцитозу.
Одним из крупнейших ученых в области микробиологии является друг и соратник И. Мечникова Н.Ф. Гамалея (1859-1949). Всю свою жизнь Гамалея посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями. Гамалея внес крупнейший вклад в изучение туберкулеза, холеры, бешенства, в 1886 г. вместе с И. Мечниковым организовал в Одессе первую пастеровскую станцию и ввел в практику прививки против бешенства. Он открыл птичий вибрион – возбудителя холероподобного заболевания птиц – и в честь Ильи Ильича назвал его вибрионом Мечникова. Затем была получена вакцина против холеры человека.
и т.д.................