Ορισμός, ιστορία, ταξινόμηση και διασκέδαση Γεγονότα για τη μικροβιολογία
Ποιος είναι ο ορισμός της μικροβιολογίας; Ποια είναι η ιστορία και γιατί είναι τόσο σημαντική στην ιατρική; Τι μπορεί να σας εκπλήξει τα γεγονότα σχετικά με τους μικροοργανισμούς;
Η Μελέτη της Μικροβιολογίας - Ορισμός
Η μικροβιολογία ορίζεται απλά ως η μελέτη των μικροοργανισμών, με το "μικρό" να σημαίνει μικρό, και "τη βιολογία", αναφερόμενο στη μελέτη των ζωντανών πραγμάτων. Οι μικροοργανισμοί που μελετώνται ποικίλλουν ευρέως και το πεδίο της μικροβιολογίας χωρίζεται σε πολλά υποπεδία της μελέτης.
Το πεδίο της μικροβιολογίας είναι κρίσιμο για τα ανθρώπινα όντα, όχι μόνο εξαιτίας των μολυσματικών ασθενειών που προκαλούνται από αυτά τα μικρόβια, αλλά επειδή είναι "καλοί" μικροοργανισμοί απαραίτητοι για να ζούμε στον πλανήτη. Θεωρώντας ότι τα βακτήρια μέσα και έξω από το σώμα μας ξεπερνούν τα κύτταρα μας, αυτό το πεδίο μελέτης μπορεί να θεωρηθεί ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς της γνώσης και της μελέτης.
Τύποι μικροοργανισμών - Ταξινόμηση
Οι μικροοργανισμοί ή τα "μικρόβια" είναι μικρά ζωντανά πράγματα. Οι περισσότεροι από αυτούς τους οργανισμούς δεν μπορούν να παρατηρηθούν με γυμνό μάτι και μέχρι την εφεύρεση του μικροσκοπίου και της μικροβιακής θεωρίας δεν είχαμε ιδέα πόσο άφθονα είναι.
Τα μικρόβια βρίσκονται σχεδόν οπουδήποτε στη γη. Βρίσκονται σε βρασμένες δεξαμενές νερού στο Yellowstone και σε ηφαιστειακές οπές στα χαμηλότερα βάθη της θάλασσας. Μπορούν να ζήσουν σε αλάτια και μερικά να ευδοκιμήσουν σε αλμυρό νερό (τόσο για τη χρήση αλατιού ως συντηρητικό .) Ορισμένοι χρειάζονται οξυγόνο για να αναπτυχθούν και άλλοι όχι.
Ο "πιο σκληρός" μικροοργανισμός στον κόσμο είναι ένα βακτήριο που ονομάζεται Deinococcus radio trans , ένα βακτήριο που μπορεί να αντέξει την ακτινοβολία σε έναν εκπληκτικό βαθμό, όπως υποδηλώνει το όνομα, αλλά μπορεί επίσης να επιβιώσει χωρίς νερό όταν εκτίθεται σε ισχυρά οξέα και ακόμη και όταν τοποθετείται σε κενό.
Ταξινόμηση μικροοργανισμών στη μικροβιολογία
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους οι επιστήμονες έχουν ταξινομηθεί, προσπαθώντας να κατανοήσουν, τα εκατομμύρια των μικροβίων που βρίσκονται μέσα μας.
Πολύκυκλα έναντι μονοκύτταρα έναντι ακυτταρικού - Ένας από τους τρόπους με τους οποίους ταξινομούνται τα μικρόβια είναι εάν έχουν ή όχι κύτταρα και αν ναι, πόσοι. Οι μικροοργανισμοί μπορεί να είναι:
- Πολυκυτταρική - Έχοντας περισσότερα από ένα κελί.
- Unicellular - Έχοντας ένα μόνο κελί.
- Ακυτταρικό - Έλλειψη κυττάρων, όπως ιοί και πριόνια. (Υπήρξε συζήτηση για το κατά πόσο οι ιοί είναι πραγματικά ζωντανά, επειδή δεν μπορούν να επιβιώσουν έξω από έναν οικοδεσπότη και τα πριόνια αναφέρονται συνήθως ως "μολυσματικές πρωτεΐνες" αντί για μικρόβια).
Ευκαρυωτικά εναντίον προκαρυωτών Ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης των μικροοργανισμών αφορά τον τύπο του κυττάρου. Αυτά περιλαμβάνουν τους ευκαρυώτες και τους προκαρυώτες:
- Οι ευκαρυώτες είναι μικρόβια με "πολύπλοκα κύτταρα" τα οποία έχουν έναν πραγματικό πυρήνα και οργανικά δεσμευμένα με μεμβράνη. Παραδείγματα ευκαρυωτικών περιλαμβάνουν ελμινθικά (σκουλήκια), πρωτόζωα , άλγη, μύκητες και ζύμες.
- Οι προκαρυώτες είναι μικρόβια με "απλά κύτταρα" τα οποία δεν έχουν έναν πραγματικό πυρήνα και δεν έχουν οργανικά δεσμευμένα με μεμβράνη. Παραδείγματα περιλαμβάνουν βακτήρια.
Οι κύριες κατηγορίες μικροοργανισμών περιλαμβάνουν - Οι διάφοροι τύποι μικροβίων μπορούν επίσης να αναλυθούν σε:
- Παράσιτα - Οι παράσιτοι είναι μερικές φορές πιο τρομακτικοί από άλλους μικροοργανισμούς, τουλάχιστον όταν μπορούν να προβληθούν με γυμνό μάτι. Τα παράσιτα περιλαμβάνουν σκώληκες (σκουλήκια), τρεμπούρια, πρωτόζωα και πολλά άλλα. Παραδείγματα παρασιτικών λοιμώξεων είναι η ελονοσία , η γιάρδα και η αφρικανική υπνηλία. Οι ασκαριές (roundworms) είναι αυτές που μολύνουν ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους παγκοσμίως.
- Μύκητες (και ζύμες) - Οι μύκητες είναι μικροοργανισμοί οι οποίοι με κάποιο τρόπο είναι παρόμοιοι με τα φυτά. Εάν είχατε αθλητές πόδι ή μια μόλυνση ζύμης, είστε εξοικειωμένοι με μερικές μυκητιασικές λοιμώξεις . Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται επίσης τα μανιτάρια και τα καλούπια. Όπως τα βακτήρια, έχουμε επίσης πολλούς "καλούς μύκητες" που ζουν στο σώμα μας και δεν προκαλούν ασθένειες.
- Βακτήρια - Έχουμε περισσότερα βακτήρια μέσα και πάνω στο σώμα μας από τα ανθρώπινα κύτταρα, αλλά η συντριπτική πλειονότητα αυτών των βακτηριδίων είναι "υγιή βακτήρια". Μας προστατεύουν από τη μόλυνση από κακά ή παθολογικά βακτηρίδια και παίζουν ρόλο στην πέψη του φαγητού μας. Παραδείγματα λοιμώξεων που προκαλούνται από βακτηρίδια περιλαμβάνουν τη φυματίωση και το λαιμό του Strep.
- Ιοί - Οι ιοί είναι άφθονοι στη φύση, αν και αυτοί που οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν είναι εκείνοι που προκαλούν ανθρώπινη νόσο. Οι ιοί μπορούν επίσης να μολύνουν άλλους μικροοργανισμούς όπως τα βακτήρια, καθώς και τα φυτά. Οι ανοσοποιήσεις έχουν μειώσει τον κίνδυνο ορισμένων τρομακτικών ασθενειών, αλλά άλλοι, όπως η Έμπολα και ο ιός Zika , μας υπενθυμίζουν ότι δεν έχουμε αρχίσει να κατακτά κανείς αυτές τις μικροσκοπικές απειλές.
- Prions - Οι περισσότεροι επιστήμονες αυτή τη στιγμή δεν ταξινομούν prions ως μικροοργανισμούς, αλλά μάλλον ως "μολυσματικές πρωτεΐνες". Ωστόσο, συχνά μελετούν οι ιολόγοι, οι Prions είναι ουσιαστικά ένα κομμάτι αφύσικα πτυχωμένης πρωτεΐνης και ίσως να μην εμφανίζονται πρώτα τρομακτικές. Ωστόσο, ασθένειες prion όπως η νόσος των τρελών αγελάδων είναι μερικές από τις πιο φοβισμένες μολυσματικές ασθένειες.
Ιστορία της μικροβιολογίας
Αυτό που γνωρίζουμε τώρα για τους μικροοργανισμούς και το οποίο θα συζητηθεί παρακάτω είναι σχετικά νέο στην ιστορία. Ας ρίξουμε μια σύντομη ματιά στο ιστορικό της μικροβιολογίας:
Πρώτο μικροσκόπιο / πρώτοι μικροοργανισμοί που απεικονίστηκαν - Το πρώτο σημαντικό βήμα στη μικροβιολογία ήρθε όταν ο van Leeuwenhoek (1632-1723) δημιούργησε το πρώτο, μικροσκόπιο με ένα μόνο φακό. Μέσω ενός φακού που είχε μεγέθυνση περίπου 300Χ, ήταν σε θέση να απεικονίσει τα βακτηρίδια για πρώτη φορά (από αποκόμματα στα δόντια του).
Ανάπτυξη της θεωρίας των γεννητριών - Το ανθρώπινο σώμα αναγνωρίστηκε ως πηγή μόλυνσης από τρεις επιστήμονες :.
- Ο Δρ Oliver Wendall Holmes διαπίστωσε ότι οι γυναίκες που γεννήθηκαν στο σπίτι ήταν λιγότερο πιθανό να αναπτύξουν λοιμώξεις από εκείνες που έδωσαν σε νοσοκομείο.
- Ο Δρ Ignaz Semmelweis συνδέει τις λοιμώξεις με τους γιατρούς που πήγαν κατευθείαν από το δωμάτιο της αυτοψίας στο θάλαμο μητρότητας χωρίς να πλένουν τα χέρια τους.
- Ο Joseph Lister εισήγαγε ασηπτικές τεχνικές, περιλαμβάνοντας τόσο το πλύσιμο των χεριών όσο και τη χρήση θερμότητας για αποστείρωση.
Θεωρία των γεννητικών οργάνων - Οι δύο άνθρωποι που αναγνώρισαν περισσότερο την αποδοχή της θεωρίας των γεννητικών οργάνων ήταν ο Louis Pasteur και ο Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) - Ο Pasteur πιστώνεται με τη θεωρία της βιογένεσης, σημειώνοντας ότι όλα τα έμβια όντα προέρχονται από κάτι και όχι από την επικρατούσα άποψη κατά τη στιγμή της αυθόρμητης γενιάς. Ισχυρίστηκε ότι πολλές ασθένειες προκλήθηκαν από μικρόβια (παρά από αμαρτία, θυμό του Θεού και άλλα πιθανά αίτια). Έδειξε ότι οι μικροοργανισμοί είναι υπεύθυνοι για τη ζύμωση και την αλλοίωση και ανέπτυξαν τη μέθοδο που ονομάζεται παστερίωση που χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα. Έχει επίσης αναπτύξει λύσσα και εμβόλια κατά του άνθρακα.
- Robert Koch (1843-1910) - Ο Koch είναι ο συγγραφέας του "Koch's postulates" η επιστημονική σειρά βημάτων που απέδειξε τη θεωρία των γεννητικών οργάνων και που έχει χρησιμοποιηθεί στις επιστημονικές μελέτες από τότε που (με κάποιες αναθεωρήσεις) αναγνώρισε την αιτία της φυματίωσης, του άνθρακα , και τη χολέρα.
Από τότε, μερικά ορόσημα περιλαμβάνουν:
- 1892 - Ο Ντμίτρι Ιοσιφάβιτς Ιβάνοσκι ανακάλυψε τον πρώτο ιό.
- 1928 - Ο Αλέξανδρος Φλέμινγκ ανακάλυψε πενικιλλίνη.
- 1995 - Η πρώτη μικροβιακή γονιδιωματική αλληλουχία δημοσιεύθηκε.
Μολυσματικοί μικροοργανισμοί
Όταν σκεφτόμαστε μικροοργανισμούς, οι περισσότεροι από εμάς σκέφτονται την ασθένεια, αν και αυτά τα μικρά "σφάλματα" είναι γενικότερα πιθανότερο να μας βοηθήσουν παρά να μας βλάψουν. (Βεβαιωθείτε ότι έχετε διαβάσει σχετικά με τα "καλά μικρόβια" παρακάτω.)
Μέχρι πριν από έναν αιώνα πριν, και σήμερα, σε πολλά μέρη του κόσμου, οι μολύνσεις με μικροοργανισμούς ήταν η κύρια αιτία θανάτου. Το προσδόκιμο ζωής στις Ηνωμένες Πολιτείες βελτιώθηκε δραματικά τον περασμένο αιώνα όχι μόνο επειδή ζούμε περισσότερο, αλλά κυρίως επειδή πεθαίνουν λιγότερα παιδιά στην παιδική ηλικία.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι καρδιακές παθήσεις και ο καρκίνος είναι σήμερα η πρώτη και η δεύτερη αιτία θανάτου. Παγκοσμίως, ωστόσο, μολυσματικές ασθένειες. Σύμφωνα με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας, στις χώρες με χαμηλές οικονομικές επιδόσεις παγκοσμίως, η κύρια αιτία θανάτου είναι οι λοιμώξεις του κατώτερου αναπνευστικού, που ακολουθούνται από διαρροϊκές ασθένειες.
Η έλευση των εμβολιασμών και των αντιβιοτικών, και ακόμη πιο σημαντικό καθαρό νερό, μείωσε την ανησυχία μας για τους μολυσματικούς οργανισμούς, αλλά θα ήταν παράλογο να είμαστε αλαζονικοί. Επί του παρόντος, αντιμετωπίζουμε όχι μόνο αναδυόμενες λοιμώδεις ασθένειες, αλλά αντιβιοτική αντίσταση και πολλοί ειδικοί πιστεύουν ότι έχουμε καθυστερήσει πολύ για την επόμενη πανδημία.
Μικροοργανισμοί που είναι χρήσιμοι στους ανθρώπους - "Καλό μικρόβιο"
Αν και σπάνια μιλάμε γι 'αυτό, οι μικροοργανισμοί δεν είναι μόνο χρήσιμοι αλλά αναγκαίοι σε σχεδόν κάθε πτυχή της ζωής μας. Τα μικρόβια είναι σημαντικά για:
- Προστατεύοντας το σώμα μας από «κακά» μικρόβια.
- Κάνοντας φαγητό - Από το γιαούρτι στα αλκοολούχα ποτά, η ζύμωση είναι μια μέθοδος στην οποία η ανάπτυξη αν τα μικρόβια χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τροφίμων. Αυτό είναι ένα παράδειγμα, ωστόσο, τα μικρόβια είναι ο πυθμένας της αλυσίδας τροφίμων για μεγάλο μέρος της ζωής
- Κατανομή των αποβλήτων στο έδαφος και ανακύκλωση των ατμοσφαιρικών αερίων παραπάνω. Τα βακτήρια μπορούν ακόμη να βοηθήσουν με τα δύσκολα απόβλητα, όπως πετρελαιοκηλίδες και πυρηνικά απόβλητα.
- Τα βακτήρια στο σώμα μας είναι υπεύθυνα για την παραγωγή βιταμινών όπως η βιταμίνη Κ και μερικές βιταμίνες Β. Τα βακτήρια είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικά στην πέψη.
- Το πεδίο της κρυπτογραφίας εξετάζει ακόμη και τους τρόπους με τους οποίους τα βακτηρίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σκληρός δίσκος για την αποθήκευση πληροφοριών.
Όχι μόνο τα μικρόβια εκτελούν πολλές λειτουργίες για μας - είναι μέρος μας. Πιστεύεται ότι τα βακτήρια μέσα και πάνω στο σώμα μας ξεπερνούν τα κύτταρα μας κατά συντελεστή 10 προς 1.
Έχετε πιθανώς ακούσει τα τελευταία να τρώει υγιεινά. Εκτός από την κατανάλωση μπρόκολου και βατόμουρων, μας λένε τώρα να τρώμε ζυμωμένα τρόφιμα καθημερινά ή τουλάχιστον όσο το δυνατόν συχνότερα. Με βακτήρια, δεν θα υπάρξει ζύμωση.
Κατά τη γέννηση, τα μωρά δεν έχουν βακτήρια στο σώμα τους. Παίρνουν τα πρώτα βακτηρίδια τους καθώς περνούν από τον έλεγχο των γεννήσεων. (Η έλλειψη συλλογής βακτηρίων στο κανάλι γέννησης θεωρείται από ορισμένους ότι είναι ο λόγος για τον οποίο η παχυσαρκία και οι αλλεργίες είναι πιο συχνές στα μωρά που χορηγούνται από το τμήμα C).
Αν έχετε διαβάσει πρόσφατα τα νέα, είναι ακόμη πιθανό ότι τα βακτήρια στα έντερα μας είναι υπεύθυνα για τις καθημερινές διαθέσεις μας. μάθετε πώς να έχετε υγιή βακτήρια στο έντερο . Η μελέτη του μικροβιακού συστήματος χρησιμοποιείται τώρα για να εξηγεί πολλά πράγματα, όπως για παράδειγμα γιατί τα αντιβιοτικά μπορεί να οδηγήσουν σε αύξηση βάρους.
Πεδία Μικροβιολογίας
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά πεδία στο πεδίο της μικροβιολογίας. Ένα παράδειγμα ορισμένων από αυτά τα πεδία που ταξινομούνται ανά τύπο οργανισμού περιλαμβάνει:
- Παρασιτολογία - Η μελέτη της παρασιτολογίας
- Μυκολογία - Η μελέτη μυκήτων
- Βακτηριολογία - Η μελέτη των βακτηρίων
- Ιολογία - Η μελέτη των ιών
- Πρωτόζωολογία - Η μελέτη των πρωτόζωων
- Φυτολογία - Η μελέτη των φυκών
- Ανοσολογία - Η μελέτη του ανοσοποιητικού συστήματος
Τα πεδία της μικροβιολογίας μπορούν επίσης να αναλυθούν ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής ώστε να συμπεριληφθούν ένα ευρύ φάσμα θεμάτων. Μερικά παραδείγματα μεταξύ πολλών περιλαμβάνουν:
- Μικροβιακή φυσιολογία (ανάπτυξη, μεταβολισμός και δομή μικροβίων)
- Μικροβιακή γενετική
- Μικροβιακή εξέλιξη
- Περιβαλλοντική Μικροβιολογία
- Βιομηχανική μικροβιολογία (για παράδειγμα επεξεργασία λυμάτων)
- Μικροβιολογία τροφίμων (ζύμωση)
- Βιοτεχνολογία
- Βιορευστοποίηση.
Το μέλλον της μικροβιολογίας
Το πεδίο της μικροβιολογίας είναι συναρπαστικό και υπάρχουν περισσότερα που δεν γνωρίζουμε. Αυτό που έχουμε κερδίσει ίσως στη γνώση το πιο πολύ στον τομέα είναι ότι υπάρχουν πολλά περισσότερα για μάθηση.
Οι μικροοργανισμοί όχι μόνο προκαλούν ασθένειες, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη φαρμάκων για την καταπολέμηση άλλων μικροβίων (για παράδειγμα, πενικιλίνη.) Ορισμένοι ιοί φαίνεται να προκαλούν καρκίνο, ενώ άλλοι αξιολογούνται ως τρόπος καταπολέμησης του καρκίνου.
Ένας από τους πιο σημαντικούς λόγους για τους ανθρώπους να μάθουν για τη μικροβιολογία είναι να σέβονται αυτά τα "πλάσματα" που μας ξεπερνούν πολύ. Πιστεύεται ότι η ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά αυξάνεται εξαιτίας της ακατάλληλης χρήσης όχι μόνο αντιβιοτικών αλλά και αντιβακτηριακών σαπουνιών. Και αυτό μόνο όταν εξετάζουμε τα μικρόβια που αναγνωρίζουμε σήμερα. Με τις αναδυόμενες ασθένειες και με την ικανότητά μας να ταξιδεύουμε οπουδήποτε στον κόσμο σε τρεις πτήσεις, υπάρχει μεγάλη ανάγκη να εκπαιδευτούν και να προετοιμαστούν μικροβιολόγοι.
> Πηγές
- > Kasper, Dennis L., Anthony S. Fauci και Stephen L. Hauser. Αρχές εσωτερικής ιατρικής του Harrison. Νέα Υόρκη: Mc Graw-Hill Education, 2015. Εκτύπωση.
- > Smolinska S., Groeger, Ο., And L. O'Mahony. Βιολογία του μικροβίου 1: Αλληλεπιδράσεις με την ανοσοαπόκριση του ξενιστή. Γαστρεντερολογικές κλινικές της Βόρειας Αμερικής . 2017. 4691): 19-35.