Turinys
- Mikroorganizmų tipai
- Mikroorganizmų klasifikacija mikrobiologijoje
- Mikrobiologijos istorija
- Infekciniai mikroorganizmai
- Mikroorganizmai, naudingi žmonėms
- Mikrobiologijos sritys
- Mikrobiologijos ateitis
Mikrobiologijos sritis yra labai svarbi žmonėms ne tik dėl šių mikrobų sukeltų infekcinių ligų, bet ir todėl, kad „geri“ mikroorganizmai yra būtini, kad gyventume planetoje. Atsižvelgiant į tai, kad mūsų kūne esančios ir ant jo esančios bakterijos viršija mūsų pačių ląsteles, šią studijų sritį galima būtų laikyti viena iš svarbiausių žinių ir studijų sričių.
Mikroorganizmų tipai
Mikroorganizmai arba „mikrobai“ yra maži gyvi padarai. Daugumos šių organizmų plika akimi nematyti, o iki mikroskopo ir gemalų teorijos išradimo mes neįsivaizdavome, kokie jų gausūs.
Mikrobų yra beveik bet kurioje pasaulio vietoje. Jų yra verdančiuose vandens telkiniuose Jeloustoune ir vulkaninėse angose žemiausiame jūros gylyje. Jie gali gyventi druskinguose butuose, o kai kurie klesti druskingame vandenyje (tiek, kad druska būtų naudojama kaip konservantas.) Kai kuriems augimui reikalingas deguonis, kitiems - ne.
„Kietiausias“ pasaulyje mikroorganizmas yra bakterija, vadinama Deinococcus radio trans, bakterija, kuri gali atlaikyti radiaciją fenomenaliu laipsniu, kaip rodo jos pavadinimas, tačiau taip pat gali išgyventi be vandens, veikdama stipriomis rūgštimis ir net atsidūrusi vakuume.
Mikroorganizmų klasifikacija mikrobiologijoje
Yra daug įvairių būdų, kuriais mokslininkai klasifikavo milijonus mikrobų, esančių mūsų tarpe, ir tai bandė įprasminti.
Daugialąsčiai prieš vienaląsčius ir neląsteliniai
Vienas iš mikrobų klasifikavimo būdų yra tai, ar jie turi ląstelių, ir, jei taip, kiek. Mikroorganizmai gali būti:
- Daugialąsčiai - turintys daugiau nei vieną ląstelę.
- Vienaląsčiai - turintys vieną ląstelę.
- Ląstelinis - trūksta ląstelių, tokių kaip virusai ir prionai. (Prionai paprastai vadinami „infekciniais baltymais“, o ne mikrobais.)
Eukariotai ir prokariotai
Kitas mikroorganizmų klasifikavimo būdas yra susijęs su ląstelės tipu. Tai apima eukariotus ir prokariotus:
- Eukariotai yra mikrobai, turintys „kompleksines ląsteles“, turinčius tikrąjį branduolį ir su membrana susietus organelius. Eukariotų pavyzdžiai yra helmintai (kirminai), pirmuonys, dumbliai, grybai ir mielės.
- Prokariotai yra mikrobai, turintys „paprastų ląstelių“, neturinčių tikro branduolio ir neturintys su membrana susietų organelių. Pavyzdžiui, bakterijos.
Pagrindinės mikroorganizmų klasės
Skirtingus mikrobų tipus taip pat galima suskirstyti į:
- Parazitai: Parazitai kartais gąsdina labiau nei kiti mikroorganizmai, bent jau tada, kai į juos galima žiūrėti plika akimi. Parazitai yra helmintai (kirminai), žvyneliai, pirmuonys ir kt. Parazitinių infekcijų pavyzdžiai yra maliarija, giardija ir afrikietiška miego liga. Žinoma, kad askaridoze (apvaliosios kirmėlės) visame pasaulyje užsikrėtė 1 milijardas žmonių.
- Grybai ir mielės: Grybai yra mikroorganizmai, kurie tam tikru požiūriu yra panašūs į augalus. Mielės yra grybelio rūšis. Pavyzdžiui, sportinės pėdos ar kitų rūšių mielių infekcijos, kurios visos priklauso grybelinių infekcijų klasei. Šiai kategorijai taip pat priklauso grybai ir pelėsiai. Kaip ir bakterijos, taip pat turime daug „gerųjų grybų“, kurie gyvena ant mūsų kūno ir nesukelia ligų.
- Bakterijos: Kūnuose ir ant jų yra daugiau bakterijų nei žmogaus ląstelėse, tačiau didžioji dauguma šių bakterijų yra „sveikos bakterijos“. Jie apsaugo mus nuo infekcijos nuo blogų ar patologinių bakterijų ir vaidina svarbų vaidmenį virškinant mūsų maistą. Bakterijų sukeltų infekcijų pavyzdžiai yra tuberkuliozė ir STREP gerklė.
- Virusai: Virusų pobūdis yra gausus, nors daugumai žmonių yra žinomi tie, kurie sukelia žmonių ligas. Virusai taip pat gali užkrėsti kitus mikroorganizmus, pavyzdžiui, bakterijas, taip pat augalus. Skiepai sumažino kai kurių bauginančių ligų riziką, tačiau kiti, pavyzdžiui, Ebola ir Zika virusas, primena, kad mes dar nepradėjome užkariauti šių miniatiūrinių grėsmių.
- Prionai: Dauguma mokslininkų šiuo metu prionus nepriskiria prie mikroorganizmų, o labiau kaip į „infekcinius baltymus“. Beje, juos dažnai tiria virusologai. Prionai iš esmės yra neįprastai sulankstyto baltymo gabalas ir iš pradžių gali neatrodyti bauginantys. Vis dėlto tokios prionų ligos, kaip pašėlusių karvių liga, yra vienos labiausiai bijomų infekcinių ligų.
Mikrobiologijos istorija
Tai, ką dabar žinome apie mikroorganizmus ir kurie bus aptariami toliau, yra gana nauja istorijoje. Trumpai apžvelkime mikrobiologijos istoriją:
Pirmasis mikroskopas / pirmieji vizualizuoti mikroorganizmai: Pirmasis svarbus mikrobiologijos žingsnis įvyko, kai van Leeuwenhoekas (1632–1723) sukūrė pirmąjį vieno objektyvo mikroskopą. Per objektyvą, kurio padidinimas apytiksliai 300X, jis pirmą kartą sugebėjo vizualizuoti bakterijas (nuo dantų nubraukimo).
Gemalų teorijos plėtra: Trys mokslininkai žmogaus kūną pripažino infekcijos šaltiniu:
- Daktaras Oliveris Wendallas Holmesas nustatė, kad namuose gimdžiusios moterys rečiau serga infekcijomis nei tos, kurios gimdė ligoninėje.
- Daktaras Ignazas Semmelweisas susijusios infekcijos su gydytojais, kurie iš skrodimo kambario nuėjo tiesiai į gimdymo skyrių, neplaudami rankų.
- Josephas Listeris pristatė aseptikos metodus, įskaitant skalbimą rankomis ir šilumos naudojimą sterilizavimui.
Gemalų teorija: Du žmonės, kuriems labiausiai pritarė gemalų teorijai, buvo Louisas Pasteuras ir Robertas Kochas:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteurui priskiriama biogenezės teorija, pažymint, kad visa gyvybė yra kilusi iš kažko, o ne nuo spontaniškos kartos metu vyraujančio požiūrio. Jis teigė, kad daugelį ligų sukėlė mikrobai (o ne nuodėmė, Dievo pyktis ir kitos galimos priežastys.) Jis parodė, kad mikroorganizmai yra atsakingi už fermentaciją ir gedimą, ir sukūrė iki šiol naudojamą metodą, vadinamą pasterizavimu. Jis taip pat sukūrė pasiutligės ir juodligės vakcinas.
- Robertas Kochas (1843–1910): Kochas yra „Kocho postulatų“ mokslinių žingsnių, įrodžiusių gemalų teoriją, autorius, kuris buvo naudojamas moksliniuose tyrimuose nuo tada (su tam tikrais pataisymais). Jis nustatė tuberkuliozės, juodligės ir choleros priežastis.
Nuo to laiko keletas orientyrų yra:
- 1892 - Dmitrijus Iosifovičius Ivanoskis atrado pirmąjį virusą.
- 1928 - Aleksandras Flemingas atrado peniciliną.
- 1995 - paskelbta pirmoji mikrobų genomo seka.
Infekciniai mikroorganizmai
Kai galvojame apie mikroorganizmus, dauguma mūsų galvoja apie ligas, nors šios mažos „klaidos“ dažniausiai mums labiau padeda, nei įskaudina. (Būtinai perskaitykite apie „geruosius mikrobus“ toliau.)
Dar mažiau nei prieš šimtmetį ir šiuo metu daugelyje pasaulio vietų mikroorganizmų užkrėtimas buvo pagrindinė mirties priežastis. Vidutinė gyvenimo trukmė JAV per pastarąjį šimtmetį labai pagerėjo ne tik todėl, kad gyvename ilgiau, bet dažniausiai todėl, kad vaikystėje miršta mažiau vaikų.
Jungtinėse Valstijose širdies ligos ir vėžys dabar yra pirmoji ir antroji pagrindinės mirties priežastys. Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, mažas pajamas gaunančiose pasaulio šalyse pagrindinė mirties priežastis yra apatinių kvėpavimo takų infekcijos, o po jų - viduriavimo ligos.
Vakcinacijos ir antibiotikų atsiradimas, o dar svarbiau - švarus vanduo sumažino mūsų susirūpinimą dėl infekcinių organizmų, tačiau būtų pasipūtę būti arogantiški. Šiuo metu susiduriame ne tik su naujomis infekcinėmis ligomis, bet ir su atsparumu antibiotikams.
Mikroorganizmai, naudingi žmonėms
Nors apie tai kalbame retai, mikroorganizmai yra ne tik naudingi, bet ir reikalingi beveik visais mūsų gyvenimo aspektais. Mikrobai yra svarbūs:
- Apsaugoti mūsų kūnus nuo „blogų“ mikrobų.
- Maisto gaminimas: nuo jogurto iki alkoholinių gėrimų, fermentacija yra metodas, kai maistui sukurti naudojami mikrobų augimai. Tai yra vienas pavyzdžių, tačiau mikrobai didžiąją gyvenimo dalį yra maisto grandinės dugnas.
- Atliekų suskirstymas ant žemės ir atmosferos dujų perdirbimas aukščiau. Bakterijos gali padėti net susidarius sunkioms atliekoms, tokioms kaip naftos išsiliejimas ir branduolinės atliekos.
- Gaminti vitaminus, tokius kaip vitaminas K ir kai kurie vitaminai B. Bakterijos taip pat nepaprastai svarbios virškinimui.
- Informacijos saugojimas: kriptografijos srityje net ieškoma būdų, kaip bakterijas galima naudoti kaip kietąjį diską informacijai saugoti.
Mikrobai atlieka ne tik daug funkcijų dėl mes - jie yra mūsų dalis. Manoma, kad bakterijos, esančios mūsų kūne ir ant jo, viršija mūsų ląstelių skaičių 10: 1.
Tikriausiai esate girdėję apie naujausius sveikos mitybos dalykus. Be to, kad valgo brokolius ir mėlynes, dauguma sveikatos specialistų rekomenduoja raugintą maistą valgyti kasdien arba bent jau kuo dažniau. Be bakterijų nebūtų fermentacijos.
Gimdami kūdikių organizme nėra bakterijų. Pirmąsias bakterijas jie įgyja eidami per gimdymo kanalą. (Kai kurie mano, kad bakterijų poveikio per gimdymo kanalą nebuvimas yra priežastis, kodėl nutukimas ir alergijos dažniau pasitaiko kūdikiams, pristatytiems C skyriuje.)
Jei pastaruoju metu skaitėte naujienas, net buvo teigiama, kad mūsų žarnyne esančios bakterijos yra atsakingos už mūsų kasdienę nuotaiką. Mikrobiomo tyrimas dabar naudojamas daugeliui dalykų paaiškinti, pavyzdžiui, kodėl dėl antibiotikų gali padidėti svoris.
Mikrobiologijos sritys
Mikrobiologijos srityje yra keletas skirtingų sričių. Kai kurių iš šių laukų, suskirstytų pagal organizmo tipą, pavyzdys yra:
- Parazitologija: Parazitologijos tyrimas
- Mikologija: Grybų tyrimas
- Bakteriologija: Bakterijų tyrimas
- Virologija: Virusų tyrimas
- Protozoologija: Pirmuonių tyrimas
- Phycology: Dumblių tyrimas
Mikrobiologijos sritis taip pat galima suskirstyti pagal taikymo sritį, kad apimtų įvairiausias temas. Keli pavyzdžiai iš daugelio:
- Mikrobų fiziologija (mikrobų augimas, metabolizmas ir struktūra)
- Mikrobų genetika
- Mikrobų evoliucija
- Aplinkos mikrobiologija
- Pramoninė mikrobiologija (pavyzdžiui, nuotekų valymas)
- Maisto mikrobiologija (fermentacija)
- Biotechnologijos
- Bioremediacija
Mikrobiologijos ateitis
Mikrobiologijos sritis žavi ir yra dar daugiau, ko nežinome. Ko mes šioje srityje galbūt įgijome labiausiai, yra tai, kad yra dar daug ko išmokti.
Mikrobai ne tik gali sukelti ligas, bet ir juos galima panaudoti kuriant vaistus, skirtus kovai su kitais mikrobais (pavyzdžiui, peniciliną.) Atrodo, kad vieni virusai sukelia vėžį, kiti vertinami kaip būdas kovoti su vėžiu.
Viena iš svarbiausių priežasčių, kodėl žmonės turi sužinoti apie mikrobiologiją, yra pagarba šiems „padarams“, kurių mūsų daug daugiau. Manoma, kad atsparumas antibiotikams padidėja dėl netinkamo ne tik antibiotikų, bet ir antibakterinių muilų vartojimo. Ir tai tik žiūrint į mikrobus, kuriuos šiuo metu atpažįstame. Atsiradus infekcinėms ligoms ir esant galimybei keliauti beveik bet kurioje pasaulio vietoje trimis skrydžiais, labai reikia mikrobiologų išsilavinimo ir pasirengimo.