Микробиология түсінігі, негізгі бөлімдері

1. Микробиология түсінігі, негізгі бөлімдері.

Микроорганизмдер әлемі  өте бай және әр қилы. Олар топырақта, суда және ауада кең таралған. Ми қайнатқан ыстықта да, қақаған  аязда да тіршілік ете береді. Микроорганизмдердің  осылай көп таралуы, олардың табиғаттың кезкелген нәрсесін қорек етуіне, яғни талғампаз еместігіне, тіршілік ортасына орасан зор бейімделгіштігіне, ыстыққа және суыққа, ылғалдың тапшылығына  қарамастан олардың өте күшті  қарқынмен дамуына тікелей байланысты.Микроорганизмдердің  табиғатта өтіп жататын көптеген өзгерістерге тікелей қатысы бар. Олардың  белсенді әрекетінің әсерінен жануарлар  мен өсімдіктердің күрделі органикалық  заттарға бай өлекселері, қалдықтары минералды қосылыстарға айналады. Ол қайтадан табиғаттағы заттар айналымына енеді.Көптеген микроорганизмдер адам организміне көмектеседі, мысалы, асқазан-ішек тракты шырышты қабатында кездесетін микроорганизмдер осы ағзалардың қалыпты  өмір сүру процестеріне қатысады (эндоэкология). Адамға, жануарға зиян келтірмейтін микроорганизмдерді “сапрофиттер” дейді (грек тілінен sapros - шіріген, phyton - өсімдік), яғни күрделі  органикалық заттарға бай өлекселері мен қоректенетіндер.Көптеген микроорганизмдер адамда, жануарда, өсімдіктерде қауіпті  ауруларды қоздырғыштары болып  есептеледі. Тағамдық азықтарды, түрлі  ауыл шаруашылығы өнімдерін бүлдіріп, халық шаруашылығына зор зиян тигізеді. Осы микроорганизмдерді патогенді (грек тілінен pathos - ауру) деп атайды. Патогенді микроорганизмдер түрлері 3000 астам, олардың ішінде 1000 - вирустар. Кей сапрофитты микроорганизмдер қолайсыз жағдайларда ауру тудыра алады, осы  кезде оларды шартты-патогенді (жағдайлы-патогенді) деп атайды. Патогенді микроорганизмдер тудырған аса қауіпті ауруларда  өлген адамдар саны барлық ұлы  отан соғыста қаза болған адамдар  санынан көп есе асады. Бір  ғана оба ауруынан 50 млн адам қырылды, 17-18 ғасырда табиғи шешек ауруынан жылсайын 10 млн қайтыс болып отырды, осы соңғы ғасырдың ортасында  грипп ауруынан (испанка) 10 млн адам қаза тапты. Ал қазір АИВ/СПИД ауруынан қанша жасөспірімдер өлуде. Қазір  кейбір соғыс құмар империалистік  елдер адам мен жануарларды, өсімдіктерді қырып-жоятын, аса қауіпті ауруларды  туғызатын микробтарды соғыс  мақсатына қолдануды көздеп, ол жөніннен бірқатар астыртын зерттеулер жүргізуде. Міне бұл да микроорганизм тіршілігін жан-жақты зерттеп білуді талап  етеді.Қазір ғылымда бүкіл микробтар  дүниесінің 10%-ақ проценті белгілі. Ал қалғандарын тауып, олардың пайдалы  жақтарын адам баласы игілігіне кеңінен  қолдану, зиянды түрлерімен тиімді жолдарымен күресу - микробиология ғылымының  бүгінгі таңдағы төл ісі.

2. Микроорганизмдерді негізгі  жіктеу пинциптері. Микроорганизмдердің  даму және пайда болу эволюциясы.

Микроорганизмдерді зерттейтін ғылымды «микробиология« дейді. Микробиология (грек тілінен mіcros - кішкене , bіos - өмір, logos - ілім) микроорганизмдердің  морфологиясы, физиологиясы, генетикасын, жіктелуін, экологиясын және басқа  өмір сүретін формалармен әрекеттесуін зерттейтін ғылым. Микробиология биологияның  ішінде фундаменталді пәндер ретінде  қарауға болады, себебі микроорганизмдер ерекшеліктерін білмей жер бетіндегі  құбылыстарды түсіну қиын. Микробиология басқа ғылымдармен бірге дамуы байқалады, ең алдымен биохимия, биофизика, молекулярлық биология, генетика, иммунология, цитология. Микробиология және иммунологиядан көптеген жинақылар қазіргі кезде жаңа бағыттар белгіледі: экологиялық микробиология, иммунопатология, генетикалық инженерия, биотехнология.Х1Х ғасырдың соңында микробиологияда арнайы специялизациялы бағыттар анықталды: ветеринария, ауыл-шаруашылық, медициналық, өнеркәсіптік, теңіздік, космостық микробиология.Медициналық микробиология адамға патогенді және шартты-патогенді микроорганизмдерді зерттейді, оларды табу (индикация), өсіріп шығару, идентификациялау, инфекциялық аурулар тудырған микробтарға қарсы арнайы терапия мен сақтандыру жолдарын қарастырады. Зерттелетін патогендердің табиғаты бойынша бактериология, вирусология, паразитология, микология бөлімдері бар. Осы бөлімдердің барлығы келесі сауалдарға жауап береді: а) патогенді микроорганизмдердің морфологиясы және физиологиясын зерттеу, яғни микроскопиялық және тағы басқа әдіс-тәсілдер жүргізу, зат алмасу, қоректену, тыныс алу, өсіп-өндіру жағдайларын анықтау; б) инфекциялық аурулары этиологиясы мен патогенезінде микроорганизмдердің ролі; в) микроорганизм тудыратын аурулардың клиникалық көріністері; г) инфекциялық аурулардың арнайы диагностикасы, алдын алу шаралары және емі; д) патогенді микроорганизмдердің экологиясы.Медициналық микробиологияға тағы санитарлық, клиникалық және фармацевтік микробиология кіреді.Х1Х ғасыр соңы және ХХ ғасыр басында кең дамып таралған ғылымы - иммунология. Иммунология алғашында макроорганизмнің инфекциялық ауруға төзімділігі туралы ілім болса, қазіргі кезде организмнің ішкі ортасы тұрақтылығын (гомеостаз) қамтамасыз ететін түрлі генотипы бөтен заттардан қорғаныс механизмдерін зерттейтін ілім. Иммунология білімі инфекциялық аурулардың лабораторлық диагностика тәсілдері, алдын-алу шаралары және емдеуінің және иммунологиялық препараттар (вакциналар, иммуноглобулиндер, иммуномодуляторлар, диагностикумдар) негізі болып табылады.

Микробиологияның даму жолында  көптеген жылдар өтті. Микроорганизмдерді адам баласы жете білмесе де сонау  ерте заманнан бері олардың әрекеттерімен  таныс болды. Шарап жасау, сүттен түрлі тағамдарды дайындау, нан пісіру, мал және өсімдік өнімдерін ұзақ сақтау жөніндегі әдіс-тәсілдерді адам баласы ертеде ойлап тапқан. Сол  кездің өзінде адам жұқпалы ауруларға  қарсы егуді де қолданған.Микробиология  даму тарихын 5 этапқа бөлуге болады: эвристикалық (4-3 қазіргі ғасырға дейін - 16 ғасыр  қазіргі эрада) - эпидемия пайда болғаның аспандағы құдайдан көрген. Бірақ  сол кездегі көптеген ғалымдар (Гиппократ, рим жазушысы Варрон және т.б.) айтуы  бойынша эпидемия кезінде ауада  ерекше ауру тамшылар - «миазмалар«  бар, ал Лукрецкий Кар айтқандай  әр инфекцияның өз тұқымы бар. 14 ғасырда  оба пандемиясы Европа тұрғындарының 1/4 қайтыс болғанын инфекциялық аурулары жұқпалығына зең қойды. 1374 жылы Венецияда  бірінші рет карантин шаралары қолданды, қала 40 күнге ешкімді кіргізбей, ешкімді шығармады. Бір ғасыр  өткен соң осының бәрі ауру себебі, жұқтырылуы Джираламо Фракастро  гипотезасы негізіне жатты. Осы гипотеза бойынша әр ауру бір ғана жұқтырылуымен  байланысты, науқас адамдарды бөлек (изоляция) емдеу қажет, көп қабатты  марлядан жасалған мұрындық (масқа) кию  керек, карантин жасау. Бірақ осы  гипотезаны дәлелдеу үшін микробтар  әлемін ашу қажет болды.

Морфологиялық кезең. Микробты зерттеу ХІІІ ғасырдың екінші жартысында қолға алынды. Бұған оптикалық  аспаптардың шығарылуы әсер етті. Микроскоп алғаш рет 1619 жылы Голландияда  жасалып шығарылды. Бұл аспапты одан әрі жетілдірген Афанасий Кирхер болды. Бұл әрине, құрылысы жөнінен өте қарапайым аспап еді. Солай бола тұрса да А.Кирхер сасыған етті, шарап сіркесін, сүтті қарап, олардан түрлі организмдерді көрген. Оба ауруымен ауырған адамдардың қанын қарап, одан ерекще «құртты« көрді.

Микроорганизмдерді алғаш  көріп, сипаттап жазған Голландия ғалымы Антон Ван Левенгук (1632-1723). Ол заттарды 160-300 есе үлкейте алатын алғашқы  оптикалық құрал, әғни «жабайы« микроскоп  жасады. Осы микроскоптың көмегімен  ол ет тағамдарында өскен зеңді, тұрып  қалған қақ сулардағы тірі организмдерді  көрді, олардың пішінін, түрін және қозғалысын сипаттап жазды. Міне осы  кезден бастап бүкіл әлемге А.Левенгуктің  есімі белгілі болды және микроорганизмдер жайлы ғылым - микробиологияның негізі салынды десек қателеспес еді. ХІІІ ғасырдағы шведтің көрнекті табиғат  зерттеушісі Карл Линней өзінің “табиғат систематикасын” жасағанда жануарлар  мен өсімдіктерді белгілі бір  тәртіппен орналастырғаны мәлім. Бұл  системаға ол микроорганизмдерді енгізген жоқ. Оны К.Линней «хаос«, яғни берекесіз  жәндіктер тобына жатқызды. Бұдан  ол микроорганизмдер дүниесін зерттеудің қажеті жоқ деген қорытынды шығарды. Әрине бұдан микробтарды зерттеу  жөніндегі жұмыс тоқтап қалған жоқ. Дегенмен бұл кезде микроорганизмдерді көріп, сипаттау жағы көбірек орын алды. Сондықтан бұл кезенді микробиология  дамуының морфологиялық кезеңі деп  атауымызға толық болады.

Микробиология ғылымының  одан әрі дамуына орыс ғалымы М.М.Тереховский (1740-1796) көп еңбек сіңірді. Ол Ресейде  бірінші болып микроорганизмдерді бақылап, зерттеді. Микроскоптық организмдердің әр түрлі жерлерде кездесуі, пайда  болуы және табиғаты жайлы еңбек  қорғады. Өз зерттеулерінде ол эксперименттік әдіс қолданды. Ол алғаш рет микроорганизмдерге температураның, химиялық заттардың, электр тоғының тигізетін әсерін зерттеді.

Х1Х ғасырдың бірінші жартысында оба ауруын ұзақ жылдар зерттеген  орыс ғалымы Д.Самойлович (1724-1810) осы  ауру қоздырғыштардың көзге көрінбейтін  микроорганизмдер екенін дәлелдеді. Әрине  микробиологияның әр саласында, әзірше байланысы жоқ, бірақ маңызы зор  деректер осы кезде жинала бастады.

Микробтар морфологиясы және онда эволюциялық принциптерді қолдану  жөнінен бірқатар еңбек сіңірген орыс ғалымы Л.С.Ценковскийді де (1822-1887) атап өту қажет.

Пастер және Кох дәуірі, физиологиялық кезең.

Микробиология тарихында  Л. Пастер (1822-1895) ашқан жаңалықтардың  мәні аса зор. Х1Х ғасырдың екінші жартысында Европада өнеркәсіптік капитализм дамыды. Осыған байланысты микробиологияда  бірқатар жетістіктер пайда болады. Осы жетістіктерге Л. Пастердің  тікелей қатысы бар. Ол 1857 жылы ашу процесін зерттеп, оның табиғатын таныды, 1868 жылы жібек құртының індетін ашты.

1891 жылы жұқпалы аурулар  қоздырғыштарын зерттеп, онымен  күресу үшін пайдасы мол микроорганизмдерден  вакцина жасады. Ал 1885 жылы құтыру  ауруының табиғатын зерттеп, қоздырғышын  ашты, одан сақтанудың жолдарын  көрсетіп берді. Әсіресе Л.Пастердің  1860 жылы «тіршіліктің өздігінен  пайда болуы« деген ұғымға  үзілді кесілді соққы беруі  маңызды болды.

“Тіршіліктің өздігінен  пайда болуы” философтар арасында өте ертеден талас туғызған мәселе еді. Бұл мәселені дұрыс, дәйекті, ғылыми негізде шешу үшін, Франция академиясы арнаулы сыйлық та белгілеген болатын. Л. Пастер ашу мен шіру процесіндегі микробтар ролін дәлелдеген кезде, ғалымдар арасында ол микробтар қайдан пайда болады деген сұрақ туды. Кейбіреулер мүмкін ашитын сұйықта  ол микробтар өздігінен пайда  болатын шығар деген пікір  айтты.Л. Пастерге дейін бірқатар ауруларды  микроорганизмдер қоздырады деген  пікір болған. Бірақ мұны дәлелдеу керек еді. Пастер осы салада да бірқатар еңбектенді. Сібір жарасы (топалаң) микробын тауып, бөліп алып, зерттеген  Л. Пастер, ал одан кейін Роберт Кох (1843-1910) болды. Олар бөлініп алынған  микробты зерттеп қана қойған жоқ, оны  сау малға жұқтырып, дәл сол  ауру екенін анықтады. Р. Кох микробиологияда  зерттеу жұмысына арнап көптеген әдіс-тәсілдерді ұсынды. Әсіресе, оның белгілі бір микробты зерттеу  үшін, арнаулы қоректік орта дайындау керек деген пікірі өте құнды  және ол іс жүзінде қазір микробиологиялық практикада қолданылады. Р. Кох өз әдісін қолдана отырып, өкпе ауруын қоздыратын микробтарды тапты, ең алдымен туберкулез қоздырғышын - Кох таяқшасы, және азия тырысқағы - Кох вибрионы. Арнайы қоздырғыштарды зерттеп Р. Кох келесі критерийлер, яғни постулаттар ашты (Кох триадасы): 1. Микроорганизмдер нақты ауруларда  кездеседі және аурудың патологиялық және клиника көріністерін сипаттайтын  жағдайда. 2. Басқа ауруларда микроорганизмдер кейдесоқ патогенді паразит ретінде  кездеспейді. 3. Науқастың материалынан алынған микрорганизмдер, олардың  таза дақылын бөліп алған соң  жануарларға еңгізгенде, оларда да адамда дамыған ауру қозады.

Неміс Кох мектебінің оқушылары - Гаффки, Леффлер, Беринг, Катазато, Клебс, Эберт және т.б. дарын ғалымдар.

Р. Кох ұсынған тәсілдер бойынша 20 жылдан астам көптеген инфекциялық  аурулар қоздырғыштары ашылды (сібір  түйнемесі, оба, дифтерия, дизентерия, тырысқақ, туберкулез және т.б.).

Микробиология тарихында  орыс ғалымы Д.И.Ивановскийдің (1864-1920) қосқан үлесі мол. Ол осыған дейін ешкім  зерттемеген темекі теңбілі мен  рябуха деген ауруларды зерттеп, олардың қоздырғыштарын тапты. Олардың  әрқайсысы өз алдына жеке ауру екенін және бұл ауруларды қоздырғыштардың  өзі осы аурулардан бөлек болатының  анықтады, кәдімгі бактериялар өтпейтін сүзгіден өтіп кететін, мөлшері жағынан  өте кішкене вирустар деп аталатын микроорганизмдердің ерекше тобын тапты. Ивановскийдің осы еңбегінің арқасында вирусология ғылымының негізі жасалады.

Л. Пастердің вакцинация жұмыстары  микробиологияда жаңа этапын ашуға  жол салды - иммунологиялық кезеңге (ХХ ғасырдың бірінші жартысы). Бұл  кезде вакцинациядан соң пайда  болған иммунитеттің себебі мен даму механизмдерге бірқатар тексерулер өткізілді. Солардың ішінде Пауль Эрлих  және И. И. Мечниковтың жұмыстарын айту керек

П. Эрлих - неміс химикі - иммунитеттің гуморальдық теориясын ұсынды. Осы  теория бойынша жануарларға еңгізген сіреспе және дифтерия токсиндері қандағы  антиденелер арқылы нейтрализациялып иммунитет құрайды. Осымен қатар, И. И. Мечников зерттеулерінде иммунитетте  макро- және микрофагтар қатысатының  дәлелдеді. Осы клеткалар бөтен  заттарды (соның ішінде бактерияларда) өзіне қаратып жояды.

Микробиология дамуына айта қаларлықтай үлес қосқан орыс ғалымы И.И.Мечниковтың (1845-1916) фагоцитоз жөніндегі  ілімі бүкіл әлемге әйгілі, клеткалық  иммунитетке бастау салды. И. И. Мечников фагоцитоздан басқа микробтық антагонизм ілімін ашты. Экспериментальды сифилис, туберкулез эпидемиологиясы мен  иммунологиясын тексеруде атқарған үлесі зор. И. И. Мечников ілімін одан әрі жалғастырушы академик Н. Ф. Гамалея (1859-1949). Ол көп жылдық еңбектің нәтижесінде  микробтар әлеміндегі ерекше организмдер - бактериофагтарды ашып, зерттеді. Сөйтіп қазіргі кезде зор қарқынмен  дамыған вирусология ғылымының  негізін қалады.

Осы этапта жаңа патогенді  микроорганизмдер ашылып, зерттелген - құқыл спирохета, лептоспирлер, боррелиялер, риккетсиялар, хламидиялар, бактериялардың 1-формасы, микоплазмалар, жаңа вирустар. Клиникалық иммунология кең дамуда, антидене анықтайтын диагностикалық реакциялар ашылуда - Вассерман, Видаль ж.т.б. реакциялар. Кальмет және Джерен туберкулез таяқшалар  ішіннен вакциналық штамм шығарды (БЦЖ), Рамон дифтерия және сіреспе  профилактикасы үшін дифтерия мен сіреспе  анатоксинның ұсынды. Жаңадан химиопрепараттар пайда болды (сальварсан - Эрлих), кейінірек - хинин, сульфаниламидтер.

Иммунологиялық этап генотипі бөтен заттарға (антигендер) иммунды  жүйенің негізгі реакциялары  пайда болуымен сипатталды. Антидене түзілу, фагоцитоз ашылған соң  гиперсезімталдылық (аллергия) реакциялары, иммунологиялық толеранттылық (ағылшын  ғалымы Медавар және чех Гашек), иммунологиялық есте сақтау (орыс дәрігері Райский), ісіктер  клеткаларының антигендері (Ресей  ғалымы Зильбер - 1957) ашылды және иммунитеттің клональдік-селекция теориясы жарық  көрді.