הגדרה, היסטוריה, סיווג עובדות כיף על מיקרוביולוגיה
מהי ההגדרה של המיקרוביולוגיה? מהי ההיסטוריה ומדוע זה כל כך חשוב ברפואה? מה עובדות על מיקרואורגניזמים להפתיע אותך?
חקר מיקרוביולוגיה - הגדרה
המיקרוביולוגיה מוגדרת פשוט כמחקר של מיקרואורגניזמים, עם משמעות "מיקרו" קטנה, ו"ביולוגיה", המתייחסת לחקר החיים. המיקרואורגניזמים שנבדקו משתנים במידה רבה, ותחום המיקרוביולוגיה מחולק לשדות רבים של מחקר.
תחום המיקרוביולוגיה הוא קריטי לבני אדם, לא רק בגלל המחלות זיהומיות הנגרמות על ידי חיידקים אלה אלא בגלל מיקרואורגניזמים "טוב" נחוצים לנו לחיות על כדור הארץ. בהתחשב בכך שהחיידקים בגוף ובגופנו עולים על מספר התאים שלנו, תחום לימוד זה יכול להיחשב לאחד התחומים החשובים ביותר של ידע ולימוד.
סוגי מיקרואורגניזמים - סיווג
מיקרואורגניזמים, או "חיידקים" הם יצורים חיים קטנים. רוב האורגניזמים האלה אינם נראים בעין בלתי מזוינת, ועד להמצאת המיקרוסקופ ותיאוריית הנבט, לא היה לנו מושג כמה הם בשפע.
חיידקים נמצאים כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ. הם נמצאים בבריכות מים רותחים ב ילוסטון ו פתחי וולקני במעמקים הנמוכים ביותר של הים. הם יכולים לחיות בדירות מלח וחלקם לשגשג במי מלח (כל כך הרבה לשימוש מלח כמו משמר .) יש צורך חמצן לגדול ואחרים לא.
המיקרואורגניזם ה"קשה "ביותר בעולם הוא חיידק הנקרא טרנזיסטור רדיו דינוקוקוס , חיידק שיכול לעמוד בקרינה לתואר פנומנלי כפי שהוא מרמז, אך גם יכול לשרוד ללא מים, כאשר הוא נחשף לחומצות חזקות, ואפילו כאשר הוא ממוקם בחלל ריק.
סיווג מיקרואורגניזמים במיקרוביולוגיה
ישנן דרכים רבות ושונות שבהן המדענים סיווגו, ובמהלכם ניסו לעשות זאת, של מיליוני החיידקים שבקרבנו.
מולקולרית לעומת תאיים לעומת תאיים - אחת הדרכים שבהן חיידקים מסווגים היא על ידי אם יש להם תאים, ואם כן, כמה. מיקרואורגניזמים עשויים להיות:
- רב תאיים - לאחר יותר מתא אחד.
- חד תאיים - בעל תא בודד.
- Acellular - חסר תאים, כגון וירוסים ופריונים. (יש ויכוח בשאלה האם וירוסים הם באמת דברים חיים, שכן הם לא יכולים לשרוד מחוץ למארח, ופריונים מכונים בדרך כלל "חלבונים זיהומיים" ולא חיידקים).
Eukaryotes לעומת prokaryotes דרך אחרת שבה מיקרואורגניזמים מסווגים קשור לסוג התא. אלה כוללים eukaryotes ו prokaryotes:
- Eukaryotes הם חיידקים עם "תאים מורכבים" אשר יש גרעין אמיתי וקרובים מחויב האברונים. דוגמאות של eukaryotes כוללים helminths (תולעים,) protozoa , אצות, פטריות, שמרים.
- Prokaryotes הם חיידקים עם "תאים פשוטים" אשר אין גרעין אמיתי וחסר האברונים קשרו קרום. דוגמאות כוללות חיידקים.
המעמדות העיקריים של מיקרואורגניזמים כוללים - סוגים שונים של חיידקים ניתן גם לשבור לתוך:
- טפילים - טפילים לפעמים מפחידים יותר מאשר מיקרואורגניזמים אחרים, לפחות כאשר ניתן לצפות בעין בלתי מזוינת. טפילים כוללים helminths (תולעים,) flukes, פרוטוזואה, ועוד. דוגמאות של זיהומים טפיליים כוללים מלריה , giardia , ומחלות שינה באפריקה. אסקריאזיס (תולעים עגולות) הם אלה להדביק מיליארד אנשים ברחבי העולם.
- פטריות (ושמרים) - פטריות הן מיקרואורגניזמים אשר במובנים מסוימים דומים צמחים. אם יש לך אתלטים רגל או זיהום שמרים, אתה מכיר כמה זיהומים פטרייתיים . קטגוריה זו כוללת גם פטריות ותבניות. כמו חיידקים, יש לנו גם הרבה "פטריות טובות" החיים על הגוף שלנו ולא לגרום למחלה.
- חיידקים - יש לנו יותר חיידקים בגוף ובגופנו מאשר בתאים אנושיים, אבל הרוב המכריע של חיידקים אלה הם "חיידקים בריאים". הם מגינים עלינו מפני זיהום מחיידקים רעים או פתולוגיים וממלאים תפקיד בעיכול המזון שלנו. דוגמאות של זיהומים הנגרמים על ידי חיידקים כוללים שחפת דלקת גרון.
- וירוסים - וירוסים הם בשפע בטבע, אם כי אלה שרוב האנשים מכירים הם אלה שגורמים למחלות אנושיות. וירוסים יכולים גם להדביק מיקרואורגניזמים אחרים כגון חיידקים, כמו גם צמחים. החיסונים הפחיתו את הסיכון למחלות מפחידות, אך אחרים, כגון אבולה ונגיף זיקה , מזכירים לנו כי לא התחלנו לכבוש את האיומים המיניאטוריים הללו.
- פריונים - רוב המדענים בשלב זה אינם מסווגים פריונים כמיקרואורגניזמים, אלא כ"חלבונים מדביקים ". עם זאת, הם נלמדים לעתים קרובות על ידי וירולוגים, Prions הם למעשה פיסת חלבון מקופל באופן חריג, ואולי לא נראה מפחיד בהתחלה. עם זאת, מחלות פריון כמו מחלת פרה משוגעת הן חלק מהמחלות זיהומיות חששות ביותר.
היסטוריה של מיקרוביולוגיה
מה שאנחנו יודעים עכשיו על מיקרואורגניזמים ואשר יידונו בהמשך בהמשך הוא חדש יחסית בהיסטוריה. בואו ניקח מבט קצר על ההיסטוריה של המיקרוביולוגיה:
מיקרוסקופ ראשון / מיקרואורגניזמים ראשונים דמיינו - הצעד הראשון במיקרוביולוגיה הגיע כאשר ואן ליוונהוק (1632-1723) יצר את המיקרוסקופ העדשה הראשון. באמצעות עדשה שבה היה הגדלה של 300X בערך הוא היה מסוגל לדמיין חיידקים בפעם הראשונה (מתוך scrapings את שיניו.)
התפתחות תורת הנבואה - גוף האדם הוכר כמקור לזיהום על ידי שלושה מדענים:
- ד"ר אוליבר וונדול הולמס מצא כי נשים שילדו בבית היו פחות סיכוי לפתח זיהומים מאלו שנמסרו בבית החולים.
- ד"ר איגנץ זמלוייס קשר זיהומים עם רופאים שהגיעו ישירות מחדר הנתיחה למחלקת היולדות מבלי לרחוץ את ידיהם.
- יוסף ליסטר הציג טכניקות aseptic, כולל הן שטיפת ידיים ושימוש בחום לעיקור.
תיאוריית הנבואה - שני האנשים שזוכו ביותר עם קבלת תורת הנבט היו לואי פסטר ורוברט קוך:
- לואי פסטר (1822-1895) - פסטר מזכה בתיאוריה של ביוגנזה, וציין כי כל היצורים החיים באים ממשהו ולא מהנוף השורר בעת היצירה הספונטנית. הוא טען כי מחלות רבות נגרמות על ידי חיידקים (ולא על ידי חטא, כעס של אלוהים, סיבות אפשריות אחרות.) הוא הראה כי מיקרואורגניזמים אחראים על תסיסה וקלקול ופיתח את השיטה המכונה פסטריזציה עדיין בשימוש היום. הוא גם פיתח חיידקי כלבת ואנתרקס.
- רוברט קוך (1843-1910) - קוך הוא מחברם של "נחותיו של קוך" את סדרת המדרגות המדעית שהוכיחה את תורת הנבט ואשר שימשה במחקרים מדעיים מאז (עם כמה תיקונים) הוא זיהה את הגורם לשחפת, אנתרקס , ו כולרה.
מאז, כמה ציוני דרך כוללים:
- 1892 - דמיטרי יוסיפוביץ 'איבנוסקי גילה את הנגיף הראשון.
- 1928 - אלכסנדר פלמינג גילה פניצילין.
- 1995 - התפרסם לראשונה הרצף הגנומי הראשון של החיידק.
מיקרואורגניזמים זיהומיים
כאשר אנו חושבים על מיקרואורגניזמים, רובנו חושבים על מחלה, אם כי "החרקים" הקטנים האלה נוטים יותר לעזור לנו מאשר לפגוע בנו. (הקפד לקרוא על "חיידקים טובים" בהמשך).
עד לפני פחות ממאה שנה, וכיום, במקומות רבים בעולם, זיהומים עם מיקרואורגניזמים היו הגורם המוביל למוות. תוחלת החיים בארצות הברית השתפרה באופן דרמטי במהלך המאה האחרונה לא רק משום שאנו חיים יותר, אלא בעיקר משום שפחות ילדים מתים בילדות.
בארצות הברית, מחלות לב וסרטן הן כעת הגורם הראשון והראשון למוות. בכל העולם, לעומת זאת, מחלה מדבקת. לדברי ארגון הבריאות העולמי, במדינות כלכליות נמוכות בעולם, הגורם המוביל למוות הוא זיהומים בדרכי הנשימה התחתונות, ואחריו מחלות שלשולים.
הופעתם של חיסונים ואנטיביוטיקה, בתוספת מים נקיים עוד יותר, הורידה את דאגתנו מפני אורגניזמים זיהומיים, אבל זה לא יהיה מתנשא. כרגע, אנו מתמודדים לא רק עם מחלות זיהומיות מתפתחות, אלא גם עמידות לאנטיביוטיקה, ומומחים רבים מרגישים שאנחנו כבר מזמן מזמן למגיפה הבאה.
מיקרואורגניזמים אשר מועילים לבני אדם - "חיידקים טובים"
למרות שאנחנו לעתים רחוקות לדבר על זה, מיקרואורגניזמים הם לא רק מועיל אבל הכרחי כמעט בכל היבט של חיינו. חיידקים חשובים ב:
- הגנה על גופנו מפני חיידקים "רעים".
- ביצוע מזון - מ יוגורט כדי משקאות אלכוהוליים, תסיסה היא שיטה שבה הצמיחה אם חיידקים משמשים ליצירת מזון. זוהי דוגמה אחת, עם זאת, חיידקים הם החלק התחתון של שרשרת המזון במשך רוב החיים
- פילוח פסולת על הקרקע ומיחזור גזים אטמוספריים לעיל. חיידקים יכולים אפילו לעזור עם בזבוז קשה כגון נשפך שמן פסולת גרעינית.
- חיידקים בגופנו אחראים להפקת ויטמינים כגון ויטמין K וכמה ויטמיני B. חיידקים הם גם מאוד חשוב בעיכול.
- שדה קריפטוגרפיה הוא אפילו מסתכל על הדרכים שבהן חיידקים יכולים לשמש ככונן הקשיח לאחסון מידע.
לא רק חיידקים לבצע פונקציות רבות עבורנו, הם חלק מאיתנו. זה חשב כי החיידקים על ועל הגוף שלנו במספר התאים שלנו על ידי גורם של 10-1.
אתה בטח שמעת את האחרונה לאכול בריא. בנוסף לאכילת ברוקולי אוכמניות, עכשיו נאמר לנו לאכול מזון תוסס מדי יום, או לפחות לעתים קרובות ככל האפשר. עם חיידקים, לא יהיה שום תסיסה.
בלידה, לתינוקות אין חיידקים בגופם. הם רוכשים את החיידקים הראשונים שלהם כשהם עוברים דרך הלידה. (היעדר איסוף חיידקים בתעלת הלידה נחשב על ידי כמה להיות הסיבה השמנת יתר ואלרגיות נפוצים יותר בתינוקות המועברים על ידי C- קטע).
אם קראת את החדשות בזמן האחרון זה אפילו הניח כי החיידקים באומץ שלנו אחראים למצב הרוח שלנו היום. ללמוד איך יש חיידקי מעיים בריאים . המחקר של המיקרוביום נמצא כעת בשימוש כדי להסביר דברים רבים, כגון מדוע אנטיביוטיקה עלולה להוביל לעלייה במשקל.
תחומי המיקרוביולוגיה
ישנם מספר תחומים שונים בתחום המיקרוביולוגיה. דוגמה לחלק מן השדות הללו מפורקים לפי סוג האורגניזם כולל:
- פרזיטולוגיה - חקר פרזיטולוגיה
- מיקולוגיה - חקר פטריות
- בקטריולוגיה - מחקר של חיידקים
- וירולוגיה - חקר וירוסים
- פרוטוזואולוגיה - חקר פרוטוזואה
- Phycology - חקר אצות
- אימונולוגיה - חקר מערכת החיסון
שדות של מיקרוביולוגיה יכול גם להיות מפורקים לפי היקף לכלול מגוון רחב של נושאים. כמה דוגמאות בין רבים כוללים:
- פיזיולוגיה מיקרוביאלית (צמיחה, מטבוליזם ומבנה חיידקים)
- גנטיקה מיקרוביאלית
- התפתחות מיקרוביאלית
- מיקרוביולוגיה סביבתית
- מיקרוביולוגיה תעשייתית (לדוגמה, טיפול בשפכים)
- מיקרוביולוגיה למזון (תסיסה)
- ביוטכנולוגיה
- Bioremediation.
עתיד המיקרוביולוגיה
תחום המיקרוביולוגיה מרתק ויש עוד לא יודעים. מה שיש לנו אולי רכש את הידע ביותר בתחום הוא שיש כל כך הרבה יותר ללמוד.
לא רק חיידקים יכולים לגרום למחלות, אבל הם יכולים לשמש לפיתוח תרופות להילחם חיידקים אחרים (למשל, פניצילין). וירוסים מסוימים מופיעים לגרום לסרטן, בעוד אחרים נבדקים כדרך להילחם בסרטן.
אחת הסיבות החשובות ביותר עבור אנשים ללמוד על המיקרוביולוגיה היא לכבד את "יצורים" אלה אשר עולה בהרבה על לנו. הוא חשב כי עמידות אנטיביוטיקה מוגברת בשל שימוש לא נכון לא רק של אנטיביוטיקה אלא של סבונים אנטיבקטריאליים. וזה רק כאשר מסתכלים על חיידקים אנו מכירים כיום. עם מחלות זיהומיות המתעוררות, ועם היכולת שלנו לנסוע ברוב מקום בעולם על שלוש טיסות, יש צורך גדול עבור microbiologists להיות משכיל ומוכן.
> מקורות
- > קספר, דניס ל., אנתוני ס. פאוסי וסטיבן ל. האוזר. עקרונות הריסון של הרפואה הפנימית. ניו יורק: Mc Graw-Hill חינוך, 2015. הדפסה.
- > סמולנסקה ס ', גרוגר, ד' ול 'או'מהוני. ביולוגיה של המיקרוביום 1: אינטראקציות עם התגובה החיסונית המארחת. מרפאות גסטרואנטרולוגיה של צפון אמריקה . 2017. 4691): 19-35.