Con người được bao quanh bởi một môi trường sống, một số thành phần nhất định mà chúng ta không thể nhìn thấy. Và vì, ngoài con người và động vật, còn có một mô hình thu nhỏ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến toàn bộ môi trường, nó cần được nghiên cứu. Vi sinh học là một ngành khoa học có phương pháp và mục tiêu là nghiên cứu các vi sinh vật sống, mô hình phát triển và sống của chúng, cũng như các đặc điểm tương tác với tự nhiên và trực tiếp với con người, là vi sinh vật học.
Sự gia tăng của vi sinh vật học
Là một phần của khóa học đại học tiêu chuẩn được gọi là "Vi sinh vật học", các bài giảng bao gồm các tài liệu liên quan đến lịch sử khoa học. Hơn nữa, một giai đoạn mô tả nổi bật trong sự phát triển của nó, bắt đầu với sự phát minh ra kính hiển vi và việc xem xét những vi khuẩn đầu tiên. Sau đó, các sinh vật mới dần dần được tiết lộ với khoa học, và ý nghĩa của chúng trở nên dễ hiểu hơn đối với con người. Đồng thời, các mầm bệnh gây bệnh cho con người cũng được phát hiện thêm.
Giai đoạn từNăm 1880 đến 1890, được coi là “thời kỳ hoàng kim” của vi sinh vật học, được đánh dấu bằng số lượng khám phá lớn nhất lúc bấy giờ. Và không thể không kể đến công lao của Robert Koch (hình bên dưới), người đã phát triển các phương pháp phân lập vi khuẩn từ ổ bệnh. Sau đó, các phương pháp khác để phát hiện vi sinh vật đã được phát triển. Các đặc tính và vai trò của chúng trong biocenose, cũng như trong đời sống con người, đã được nghiên cứu chi tiết hơn.
Sự đóng góp của các nhà khoa học đối với sự phát triển của khoa học
Nhà khoa học đầu tiên cố gắng hệ thống hóa các sinh vật của lò vi sóng là Otto Friedrich Müller. Ông đã xác định được 379 loại vi sinh vật riêng biệt. Ông đã chỉ định họ vào một số lớp nhất định. Vi sinh, vệ sinh và dịch tễ học vẫn chưa được đưa vào thực tế, và vi khuẩn đã được hiểu là những sinh vật riêng biệt sống trong một thế giới mà mắt người không thể tiếp cận được.
Các nghiên cứu của Louis Pasteur và Robert Koch đã giúp nhận ra thế giới này và tìm hiểu thêm về nó. Sau này có thể phát triển các nguyên tắc để phân lập vi sinh vật từ vật liệu thử nghiệm được lấy từ người bệnh, và Pasteur (cùng với Koch) kết luận rằng vi sinh vật là tác nhân gây bệnh truyền nhiễm. Nhân tiện, vào thời điểm mà bệnh nhiễm trùng đóng góp đáng kể nhất vào tỷ lệ mắc bệnh nói chung, thì vai trò của những nghiên cứu này là rất quan trọng.
Ngay sau đó, nhiều cái tên mới xuất hiện trong lịch sử khoa học. Đây là cách vi sinh vật học phát triển. Các nhà khoa học đã đóng góp to lớn cho sự nghiệp vĩ đại này, làm rạng danh tên tuổi của họ. Để làm ví dụ, chúng ta có thể trích dẫn các nhà nghiên cứu như M. V. Beijerink, S. N. Vinogradsky, G. Kh. Gram, I. I. Mechnikov, D. I. Ivanovsky, L. S. Tsenkovsky, E. A. Bering, Z. A. Waksman, A. Calmette, R. F. Peyton và những người khác. Tất nhiên, đây không phải là danh sách đầy đủ về các danh nhân khoa học, và hơn thế nữa, chúng tôi không thể mô tả hết công lao của họ trong khuôn khổ bài viết. Một khóa học có tên "Vi sinh vật học" (bài giảng và bài tập thực hành) kiểm tra chi tiết nhiều kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học này.
Các lĩnh vực vi sinh đã phát triển
Ở giai đoạn phát triển hiện nay của bất kỳ ngành khoa học nào, các phương pháp nghiên cứu đang được cải tiến, có nghĩa là có cơ hội để nghiên cứu đầy đủ hơn về một số vi sinh vật và đặc tính của chúng. Kết quả là, các khám phá đang được thực hiện cho phép áp dụng gián tiếp hoặc trực tiếp kiến thức về vi sinh vật trong bất kỳ ngành nào. Vì lý do này, vi sinh không chỉ là một lĩnh vực kiến thức lý thuyết. Đây là một ngành khoa học với một số nhánh:
- vi sinh đại cương;
- y tế (mycology, vi khuẩn học, virus học, protozoology);
- thú y;
- công nghiệp;
- nông nghiệp;
- ngành vi sinh vệ sinh;
- vi sinh thủy sản.
Vi sinh y học là một ngành khoa học hoàn chỉnh, bao gồm nấm học, vi khuẩn học, động vật học, virus học, vệ sinh và miễn dịch học. Các phương pháp đã được phát triển để xác định tác nhân gây bệnh của các bệnh truyền nhiễm và sử dụng các loại thuốc hiệu quả để điều trị chúng, ngăn ngừa các bệnh trước đây đã dẫn đến đại dịch với tỷ lệ tử vong rất lớn.
Miễn dịch học do sự phức tạp của các quá trình sinh hóa của miễn dịch gần như tách nhánh từ vi sinh học thành một ngành khoa học riêng biệt. Ngày nay nó được kết hợp với ung thư học và dị ứng học. Đồng thời, các ngành khác của vi sinh vật học cũng không kém phần quan trọng: chúng cho phép chúng ta đánh giá triển vọng sử dụng công nghệ gen của vi sinh vật, để gợi ý sự phát triển của khí hậu và các vi sinh vật của đại dương và đất liền. Một điều quan trọng nữa là khả năng sử dụng vi sinh vật trong nông nghiệp để kiểm soát sâu bệnh hoặc tăng năng suất cây trồng.
Mục tiêu của vi sinh
Mỗi nhánh vi sinh vật học riêng biệt có các mục tiêu và phương pháp riêng cho phép đạt được chúng. Đặc biệt, vi sinh y học nhằm mục đích nghiên cứu số lượng tối đa các vi sinh vật gây bệnh và cơ hội, sự tương tác của chúng với cơ thể con người, cũng như các cách có thể để chống lại sự tiếp xúc với các bệnh nhiễm trùng và điều trị chúng.
Cải thiện chẩn đoán vi sinh vật, loại bỏ ổ vi sinh vật gây bệnh trong sinh quyển, cũng như dự phòng bằng vắc-xin bổ sung cho các phương pháp vi sinh y học. Đồng thời, do thiếu kinh phí và do nguy cơ có thể làm gián đoạn các quy trình trong tiêm sinh học nên chưa thể loại bỏ hoàn toàn mầm bệnh của các bệnh truyền nhiễm. Tuy nhiên, ngay cả ở giai đoạn hiện tại, vệ sinh và vệ sinh, vi sinh và miễn dịch học có thể làm giảm đáng kể số lượng các bệnh lý như vậy và các biến chứng của chúng.
Vi sinh vật học công nghiệp nhằm mục đích nghiên cứu các đặc tính của vi sinh vật có thểáp dụng ở các giai đoạn sản xuất khác nhau. Đặc biệt, lĩnh vực hứa hẹn nhất của sự phát triển khoa học đó là việc sử dụng vi khuẩn để phân hủy chất thải công nghiệp. Trong vi sinh vật nông nghiệp, mục tiêu là ứng dụng tiềm năng của các sinh vật nhỏ bé để tăng năng suất cây trồng và có thể kiểm soát sâu bệnh và cỏ dại.
Vi sinh vật học thú y, giống như vi sinh vật học y tế, nghiên cứu mầm bệnh trên động vật. Các phương pháp phát hiện bệnh tật, chẩn đoán và điều trị bệnh ở những người bạn nhỏ hơn của chúng ta cũng có liên quan như ở người. Vi sinh vật học dưới nước đề cập đến việc nghiên cứu thành phần của vi sinh vật trong đại dương với mục đích hệ thống hóa kiến thức và ứng dụng tiềm năng của chúng trong công nghiệp hoặc nông nghiệp.
Vi sinh vệ sinh nghiên cứu các sản phẩm thực phẩm và phát hiện vi sinh vật trong đó. Mục tiêu của nó vẫn là cải tiến các phương pháp cho phép kiểm tra các lô sản phẩm thực phẩm. Nhiệm vụ thứ hai là chống lại dịch bệnh truyền nhiễm và tối ưu hóa các điều kiện để mọi người ở trong các cơ sở nguy hiểm khác nhau theo quan điểm của dịch bệnh lây nhiễm tiếp xúc.
Vi sinh đại cương
Vi sinh vật học nói chung là một ngành khoa học có phương pháp cho phép bạn nghiên cứu bất kỳ vi sinh vật nào trong các môi trường sống khác nhau. Đây là ngành công nghiệp cơ sở cung cấp thông tin kết quả cho vi sinh vật học công nghiệp, nông nghiệp, thú y và y tế. Cô nghiên cứu vi khuẩn và gia đình của chúng, khả năng vi sinh vật phát triển trên các môi trường dinh dưỡng khác nhau, các mô hình định cư của một số vùng khí hậu nhất địnhkhu.
Sự trôi gien cũng là một trong những mối quan tâm chính của các nhà vi khuẩn học, vì cơ chế này cho phép vi khuẩn có được những khả năng mới trong một khoảng thời gian ngắn. Một trong những điều không mong muốn nhất là tình trạng kháng thuốc kháng sinh. Sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn mới kháng lại một loại thuốc kháng khuẩn cụ thể làm phức tạp đáng kể nhiệm vụ của vi sinh y học.
Nhưng đó không phải là tất cả. Vi sinh vật học nói chung là khoa học về vi rút, nấm và động vật nguyên sinh. Đây cũng là học thuyết về quyền miễn trừ. Phù hợp với những mối quan tâm nhất định, các ngành khoa học riêng biệt cũng được phân biệt: virut học, nấm học, nguyên sinh học, miễn dịch học. Dữ liệu mới thu được trong quá trình nghiên cứu các chủng vi khuẩn, nấm và vi rút sẽ được áp dụng trong bất kỳ ngành vi sinh nào khác và có tầm quan trọng nhất định.
Vi khuẩn học
Vương quốc vi khuẩn được coi là nhiều nhất trong số tất cả các vương quốc khác được nghiên cứu bằng vi sinh vật học. Do đó, các chủ đề về nghiên cứu vi khuẩn là hẹp nhất. Để gán một sinh vật nhất định cho một loài cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng về hình thái và các quá trình sinh hóa của nó. Ví dụ: nhiều vi khuẩn thuộc nhóm đường ruột lên men glucose và được chỉ định cho một nhóm cụ thể dựa trên tiêu chí này.
Từ một cộng đồng sinh vật nhất định, một dòng sẽ được phân lập thêm - một nền văn hóa vi khuẩn thuần túy. Tất cả các cá thể của nó sẽ được đặc trưng bởi cùng một vật chất di truyền, giống như của các thành viên khác trong cùng loài. Và quan trọng nhất, tất cả những vi khuẩn này sẽcư xử theo cách tương tự trong cộng đồng dân cư sống trong môi trường này. Trong các điều kiện khác, cùng một nền văn hóa tự do biến đổi và thích nghi, đó là lý do tại sao một dòng mới được hình thành. Nó có thể khác nhau ở một tập hợp các enzym và các yếu tố độc lực khác nhau. Do đó, khả năng gây bệnh của anh ta sẽ khác.
Virology
Trong số tất cả các sinh vật sống, vi rút là sinh vật không điển hình nhất. Chúng bị khiếm khuyết, không có khả năng trao đổi chất, và để sinh sản, chúng đã chọn chiến thuật ký sinh. Điều quan trọng là đây cũng là những mầm bệnh tuyệt vời nhất trong tất cả những nghiên cứu về vi sinh vật học (virus học). Miễn dịch học cũng liên quan đến việc nghiên cứu các loại vi rút, vì nhiều loại trong số chúng có thể ức chế hệ thống miễn dịch và gây ung thư.
Virus là những sinh vật rất đơn giản với cơ chế hoạt động chưa được hiểu đầy đủ. Chúng không thể chuyển hóa chất dinh dưỡng, nhưng vẫn sống. Không có cấu trúc chịu trách nhiệm cho sự sống, chúng vẫn tồn tại. Hơn nữa, virus có thể được coi như một vật chất di truyền với cơ chế đưa nó vào các tế bào, nơi quá trình sinh sản sẽ diễn ra.
Rõ ràng là cơ chế giới thiệu và sinh sản này được "thiết kế" để vượt qua tất cả các hàng rào bảo vệ có thể hình dung được của tế bào. Một ví dụ là vi rút HIV, mặc dù có hệ thống miễn dịch bảo vệ mạnh mẽ, nhưng vẫn dễ dàng và đơn giản lây nhiễm sang người và dẫn đến suy giảm miễn dịch. Vì vậy, vi sinh vật học và miễn dịch học nên cùng xử lý vấn đề này, tìm cách giải quyết nó. NHƯNGkhi vi rút trở nên có khả năng hơn do tốc độ đột biến đáng kinh ngạc, các cơ chế để chống lại những mầm bệnh này cần được phát triển càng nhanh càng tốt.
Mycology
Mycology là một nhánh của vi sinh vật học nói chung nghiên cứu các loại nấm mốc. Những sinh vật này có xu hướng gây bệnh cho người, động vật và cây trồng. Mốc làm hỏng thực phẩm và do có khả năng hình thành bào tử nên chúng thực tế không thể xâm hại được. Tuy nhiên, mặc dù chúng có một số lượng nhỏ các yếu tố độc lực và sinh sản khá chậm, nhưng đóng góp của chúng vào tỷ lệ mắc bệnh chung là rất nhỏ.
Nấm vẫn là những sinh vật thích nghi nhất để sống trong những điều kiện khắc nghiệt nhất trên đất liền. Chúng hiếm khi sống dưới nước, nhưng phát triển mạnh trong điều kiện độ ẩm từ trung bình đến cao. Và, đáng chú ý là nấm phát triển trên vỏ tàu vũ trụ ở quỹ đạo gần Trái đất, và cũng là nơi sinh sống của vỏ lò phản ứng nhà máy điện hạt nhân Chernobyl bị hư hỏng. Với khả năng phục hồi to lớn đối với các yếu tố kiểm soát vi sinh vật này, vi sinh thực phẩm và vệ sinh môi trường phải được phát triển tích cực hơn. Điều này sẽ được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự phát triển của mycology và các nhánh khác của vi sinh vật học nói chung.
Nguyên sinh
Vi sinh cũng nghiên cứu động vật nguyên sinh. Đây là những sinh vật đơn bào khác với vi khuẩn ở kích thước lớn hơn và sự hiện diện của nhân tế bào. Do sự hiện diện của nó, chúng thích nghi hơn với các điều kiện môi trường tĩnh.môi trường hơn là thay đổi động. Tuy nhiên, chúng có thể gây bệnh không kém những người khác.
Theo thống kê do WHO cung cấp, khoảng 1/4 số trường hợp mắc bệnh là do sốt rét. Mặc dù không thể đối phó với nó hoàn toàn, vì có một số loại plasmodium. Điều này có nghĩa là tầm quan trọng của việc nghiên cứu sâu hơn về tất cả các nguyên sinh vật nói chung và Plasmodium nói riêng là rất lớn.
Miễn dịch học
Tại Viện Nghiên cứu Vi sinh vật của Liên Xô, nhiều nghiên cứu về hệ thống miễn dịch của con người đã được thực hiện. Những diễn biến trên chúng vẫn còn khó áp dụng để điều trị, nhưng giờ đây chúng không thể thiếu để chẩn đoán. Chúng ta đang nói về chẩn đoán huyết thanh học của một số bệnh truyền nhiễm. Đó là vi sinh học mà y học lâm sàng có được nhờ vào sự hiện diện của phương pháp chẩn đoán có giá trị như vậy trong kho vũ khí của nó.
Điều quan trọng là tất cả các khoa dịch tễ học và vi sinh học bằng cách nào đó ảnh hưởng đến khái niệm miễn dịch. Và cả hai ngành đều sử dụng rộng rãi vắc xin. Sự phát triển của chúng cũng là kết quả của công trình khoa học của các nhà miễn dịch học và vi sinh vật học. Chúng là những biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhất để hạn chế (và trong một số trường hợp thậm chí loại bỏ) khả năng lây nhiễm khi tiếp xúc với mầm bệnh do vi rút hoặc vi khuẩn gây bệnh. Vắc xin hiện đang được phát triển để chống lại HIV và các vi rút gây ung thư.
Phương pháp luận của vi sinh
Nghiên cứu một vi sinh vật nhất định có nghĩa là xác định các đặc điểm về hình thái của nó, để đánh giá mức độ hoàn chỉnh của các phản ứng sinh hóa mà nó có thể thực hiện, để nhận ra RNA của nó,gán cho một vương quốc cụ thể và đặt tên cho chủng. Đây là khối lượng công việc cần phải thực hiện khi mở một vụ mùa mới. Nếu vi sinh đã được biết đến (được xác định bởi các đặc tính của quá trình lên men của chất nền môi trường dinh dưỡng hoặc bởi thành tế bào), thì cần phải quy nó vào một chủng cụ thể. Bất kỳ nhiệm vụ nào trong số này đều yêu cầu các phương pháp tiêu chuẩn hóa và thiết bị nhất định.
Vi sinh y học cũng có nhiệm vụ riêng: tìm tác nhân gây bệnh trong dịch sinh học và các mô là mục tiêu của các bệnh nhiễm độc, xác định sự hiện diện của mầm bệnh bằng các dấu hiệu huyết thanh học, xác định độ nhạy cảm của một người với một số bệnh. Các nhiệm vụ này được giải quyết bằng các phương pháp vi sinh, hiển vi, sinh học, huyết thanh học và dị ứng.
Trong cuốn sách giáo khoa có tên "Vi sinh vật học", Vorobyov A. V. mô tả rằng kính hiển vi là phương pháp cơ bản, nhưng không phải là phương pháp chính để nghiên cứu vi sinh vật. Nó có thể là ánh sáng, điện tử, tương phản pha, trường tối và huỳnh quang. Tác giả cũng chỉ ra rằng nuôi cấy được coi là phương pháp vi sinh quan trọng nhất, cho phép phát triển một đàn vi khuẩn được tìm thấy trong chất lỏng và môi trường sinh học của bệnh nhân.
Phương pháp nuôi cấy có thể mang tính virus học và vi khuẩn học. Thông thường, nghiên cứu yêu cầu máu, nước tiểu, nước bọt, đờm, dịch não tủy. Từ chúng, bạn có thể phân lập sinh vật và gieo trên môi trường dinh dưỡng. Điều này là cần thiết để chẩn đoán, vì nồng độ vi sinh vật trong vật liệu sinh học là rất thấp, vàphương pháp nuôi cấy cho phép bạn tăng khối lượng hệ thực vật gây bệnh.
Trong sách giáo khoa về môn học "Vi sinh vật học", Vorobyov A. V. cùng các đồng tác giả mô tả các phương pháp sinh học nghiên cứu vi sinh vật. Chúng dựa trên sự phân lập các chất độc cụ thể đặc trưng của một nhóm loài vi khuẩn hoặc chỉ một dòng. Các phương pháp gây dị ứng có liên quan đến đặc tính của độc tố vi khuẩn để gây dị ứng (hoặc nhạy cảm) ở đại tổ chức khi bị nhiễm bệnh. Một ví dụ là thử nghiệm Mantoux. Đến lượt mình, các phương pháp huyết thanh học là phản ứng với các kháng thể và kháng nguyên đặc hiệu của vi khuẩn. Điều này cho phép bạn xác định nhanh chóng và chính xác sự hiện diện của vi khuẩn trong mô hoặc vật liệu lỏng được lấy từ bệnh nhân.
Những tiến bộ vượt bậc trong vi sinh y học
Vi sinh là một ngành khoa học quan trọng đối với y học thực tế, trong thời gian tồn tại ngắn ngủi của nó đã cứu sống rất nhiều người. Ví dụ điển hình nhất là việc phát hiện ra các vi khuẩn gây ra các bệnh truyền nhiễm. Điều này làm cho nó có thể có được loại thuốc kháng sinh đầu tiên. Nhờ anh ấy, một số lượng lớn binh lính đã được cứu khỏi vết thương bị nhiễm trùng.
Sau đó, việc sử dụng thuốc kháng sinh bắt đầu được mở rộng, và ngày nay điều này cho phép các hoạt động phức tạp. Cho rằng nhiều bệnh nhiễm trùng không thể chữa khỏi nếu không sử dụng kháng sinh, sự hiện diện của chúng chỉ đơn giản là đảo lộn tất cả y học và có thể cứu sống nhiều người. Thành tựu này ngang bằng với dự phòng bằng vắc xin, điều này cũng cho phépcứu nhiều bệnh nhân khỏi vi rút bại liệt, viêm gan B và đậu mùa. Và hiện nay các phương pháp miễn dịch đang được phát triển để chống lại bệnh ung thư.
