Manusia dikelilingi oleh habitat, komponen tertentu yang tidak dapat kita lihat. Dan karena selain manusia dan hewan, ada juga mikrokosmos yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi seluruh lingkungan, maka perlu dipelajari. Mikrobiologi adalah ilmu yang metode dan tujuannya ditujukan untuk mempelajari mikroorganisme hidup, pola perkembangan dan kehidupannya, serta ciri-ciri interaksinya dengan alam dan langsung dengan manusia, adalah mikrobiologi.
Kebangkitan mikrobiologi
Sebagai bagian dari mata kuliah standar universitas yang disebut "Mikrobiologi", kuliah mencakup materi yang berkaitan dengan sejarah sains. Selain itu, periode deskriptif menonjol dalam perkembangannya, yang dimulai dengan penemuan mikroskop dan pertimbangan bakteri pertama. Kemudian organisme baru secara bertahap terungkap ke sains, dan maknanya menjadi lebih dapat dipahami oleh manusia. Pada saat yang sama, patogen yang menyebabkan penyakit manusia ditemukan lebih lanjut.
Periode dari1880 hingga 1890, yang dianggap sebagai "zaman keemasan" mikrobiologi, ditandai dengan jumlah penemuan terbesar saat itu. Dan jasa Robert Koch (gambar di bawah), yang mengembangkan metode untuk mengisolasi mikroba dari fokus, tidak dapat diabaikan. Selanjutnya, metode lain untuk mendeteksi mikroorganisme telah dikembangkan. Sifat dan perannya dalam biocenosis, serta dalam kehidupan manusia, dipelajari lebih detail.
Kontribusi Ilmuwan untuk Perkembangan Ilmu Pengetahuan
Ilmuwan pertama yang mencoba mensistematisasikan organisme dunia mikro adalah Otto Friedrich Müller. Dia mengidentifikasi 379 jenis mikroorganisme yang terpisah. Dia menugaskan mereka ke kelas-kelas tertentu. Mikrobiologi, sanitasi dan epidemiologi belum diperkenalkan ke dalam praktik, dan mikroba sudah dipahami sebagai organisme terpisah yang hidup di dunia yang tidak dapat diakses oleh mata manusia.
Studi Louis Pasteur dan Robert Koch membantu mengenali dunia ini dan belajar lebih banyak tentangnya. Yang terakhir mampu mengembangkan prinsip-prinsip untuk mengisolasi mikroorganisme dari bahan uji yang diambil dari orang sakit, dan Pasteur (bersama dengan Koch) menyimpulkan bahwa mikroba adalah agen penyebab patologi infeksi. Omong-omong, pada saat infeksi memberikan kontribusi paling signifikan terhadap kejadian secara keseluruhan, peran studi ini sangat penting.
Setelah itu, banyak nama baru muncul dalam sejarah ilmu pengetahuan. Ini adalah bagaimana mikrobiologi berkembang. Para ilmuwan memberikan kontribusi besar untuk tujuan besar ini, memuliakan nama mereka. Sebagai contoh, kita dapat mengutip peneliti seperti 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 dan lainnya. Tentu saja, ini bukan daftar lengkap tokoh-tokoh ilmu pengetahuan, dan terlebih lagi, kami tidak dapat menjelaskan semua manfaat mereka dalam kerangka artikel. Kursus yang disebut "Mikrobiologi" (ceramah dan latihan praktis) membahas secara rinci banyak hasil penelitian para ilmuwan ini.
Area mikrobiologi yang berkembang
Pada tahap perkembangan ilmu pengetahuan saat ini, metode penelitian sedang ditingkatkan, yang berarti bahwa ada peluang untuk studi yang lebih lengkap tentang mikroorganisme tertentu dan karakteristiknya. Akibatnya, penemuan-penemuan dibuat yang memungkinkan secara tidak langsung atau langsung menerapkan pengetahuan tentang mikroba di industri apa pun. Untuk alasan ini, mikrobiologi bukan hanya bidang pengetahuan teoretis. Ini adalah ilmu dengan beberapa cabang:
- mikrobiologi umum;
- medis (mikologi, bakteriologi, virologi, protozoologi);
- dokter hewan;
- industri;
- pertanian;
- cabang mikrobiologi sanitasi;
- mikrobiologi akuatik.
Mikrobiologi kedokteran adalah ilmu yang lengkap, meliputi mikologi, bakteriologi, protozoologi, virologi, sanitasi, dan imunologi. Metode telah dikembangkan untuk mengidentifikasi patogen penyakit menular dan menggunakan obat yang efektif untuk mengobatinya, untuk mencegah penyakit yang sebelumnya menyebabkan pandemi dengan tingkat kematian yang besar.
Imunologi karena kompleksitas proses biokimia kekebalan hampir bercabang dari mikrobiologi menjadi ilmu yang terpisah. Hari ini dikombinasikan dengan onkologi dan alergi. Pada saat yang sama, cabang mikrobiologi lain tidak kalah pentingnya: mereka memungkinkan kita untuk mengevaluasi prospek penggunaan rekayasa genetika mikroba, untuk menyarankan pengembangan iklim dan biocenosis laut dan darat. Yang juga penting adalah potensi penggunaan mikroorganisme dalam pertanian untuk mengendalikan hama atau untuk meningkatkan hasil panen.
Tujuan mikrobiologi
Setiap cabang mikrobiologi yang terpisah memiliki tujuan dan metodenya sendiri yang memungkinkannya untuk dicapai. Secara khusus, mikrobiologi medis bertujuan untuk mempelajari jumlah maksimum mikroorganisme patogen dan oportunistik, interaksinya dengan tubuh manusia, serta kemungkinan cara untuk melawan kontak dengan infeksi dan mengobatinya.
Peningkatan diagnostik mikroba, penghapusan fokus mikroflora patogen di biosfer, serta profilaksis vaksin melengkapi metode mikrobiologi medis. Pada saat yang sama, karena kurangnya dana dan karena kemungkinan risiko gangguan proses dalam biocenosis, patogen penyakit menular belum sepenuhnya dapat dihilangkan. Namun, bahkan pada tahap sekarang, sanitasi dan higiene, mikrobiologi dan imunologi dapat secara signifikan mengurangi jumlah patologi dan komplikasinya.
Mikrobiologi industri bertujuan untuk mempelajari sifat-sifat mikroba yang dapatditerapkan pada berbagai tahap produksi. Secara khusus, bidang yang paling menjanjikan dari perkembangan ilmiah tersebut adalah penggunaan bakteri untuk penguraian limbah industri. Dalam mikrobiologi pertanian, tujuannya adalah aplikasi potensial organisme kecil untuk meningkatkan hasil panen dan mungkin mengendalikan hama dan gulma.
Mikrobiologi veteriner, seperti mikrobiologi medis, mempelajari patogen pada hewan. Metode untuk mendeteksi penyakit, diagnosis dan pengobatannya pada teman kita yang lebih kecil sama relevannya dengan manusia. Mikrobiologi akuatik berkaitan dengan studi tentang komposisi mikroorganisme di lautan dengan tujuan mensistematisasikan pengetahuan dan aplikasi potensial mereka dalam industri atau pertanian.
Mikrobiologi sanitasi mempelajari produk makanan dan mendeteksi mikroba di dalamnya. Tujuannya tetap untuk meningkatkan metode yang memungkinkan batch produk makanan untuk diuji. Tugas kedua adalah menangkal epidemi penyakit menular dan mengoptimalkan kondisi orang untuk tinggal di berbagai institusi yang berbahaya dari sudut pandang epidemi infeksi kontak.
Mikrobiologi Umum
Mikrobiologi umum adalah ilmu yang metodenya memungkinkan Anda mempelajari mikroorganisme apa pun di berbagai habitat. Ini adalah industri dasar yang menyediakan informasi yang dihasilkan untuk mikrobiologi industri, pertanian, kedokteran hewan dan medis. Dia mempelajari bakteri dan keluarganya, kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh pada berbagai media nutrisi, pola pemukiman iklim tertentuzona.
Gen drift juga merupakan salah satu minat utama ahli bakteriologi, karena mekanisme ini memungkinkan bakteri memperoleh kemampuan baru dalam waktu singkat. Salah satu yang paling tidak diinginkan adalah resistensi antibiotik. Munculnya strain bakteri baru yang resisten terhadap obat antimikroba tertentu secara signifikan mempersulit tugas mikrobiologi medis.
Tapi bukan itu saja. Mikrobiologi umum adalah ilmu tentang virus, jamur, dan protozoa. Ini juga merupakan doktrin kekebalan. Sesuai dengan minat tertentu, cabang-cabang ilmu yang terpisah juga dibedakan: virologi, mikologi, protozoologi, imunologi. Data baru yang diperoleh selama studi strain bakteri, jamur, dan virus akan diterapkan di cabang mikrobiologi lainnya dan menjadi penting.
Bakteriologi
Kerajaan bakteri dianggap paling banyak di antara yang lainnya yang dipelajari oleh mikrobiologi. Karena itu, topik penelitian bakteri adalah yang paling sempit. Untuk menetapkan organisme tertentu ke satu spesies memerlukan studi menyeluruh tentang morfologi dan proses biokimianya. Misalnya, banyak bakteri dari kelompok usus memfermentasi glukosa dan ditempatkan pada kelompok tertentu berdasarkan kriteria ini.
Dari komunitas organisme tertentu, suatu galur akan diisolasi lebih lanjut - kultur bakteri murni. Semua individunya akan dicirikan oleh materi genetik yang sama, sama seperti anggota lain dari spesies yang sama. Dan yang terpenting, semua bakteri ini akanberperilaku dengan cara yang sama dalam populasi yang tinggal di lingkungan ini. Dalam kondisi lain, budaya yang sama secara bebas bermutasi dan beradaptasi, itulah sebabnya strain baru terbentuk. Ini mungkin berbeda dalam serangkaian enzim dan faktor virulensi yang berbeda. Oleh karena itu, kemampuannya untuk menyebabkan penyakit akan berbeda.
Virologi
Di antara semua organisme hidup, virus adalah yang paling tidak biasa. Mereka cacat, tidak mampu metabolisme, dan untuk reproduksi mereka telah memilih taktik parasitisme. Penting bahwa ini juga merupakan patogen paling menakjubkan dari semua studi mikrobiologi (virologi). Imunologi juga mempelajari tentang virus, karena banyak di antaranya yang dapat menekan sistem kekebalan tubuh dan menyebabkan kanker.
Virus adalah organisme yang sangat sederhana dengan mekanisme fungsi yang belum sepenuhnya dipahami. Mereka tidak dapat memetabolisme nutrisi, tetapi tetap hidup. Tidak memiliki struktur yang bertanggung jawab atas kehidupan, mereka masih ada. Selain itu, virus dapat dianggap sebagai materi genetik dengan mekanisme untuk memasukkannya ke dalam sel tempat reproduksi akan berlangsung.
Jelas bahwa mekanisme pengenalan dan reproduksi ini "dirancang" sedemikian rupa untuk melewati semua penghalang pelindung sel yang mungkin ada. Contohnya adalah virus HIV, yang, terlepas dari perlindungan sistem kekebalan yang kuat, dengan mudah dan sederhana menginfeksi seseorang dan menyebabkan defisiensi imun. Oleh karena itu, mikrobiologi dan imunologi harus bersama-sama menangani masalah ini, mencari cara untuk mengatasinya. TETAPIkarena virus menjadi lebih mampu karena tingkat mutasi yang menakjubkan, mekanisme untuk memerangi patogen ini perlu dikembangkan secepat mungkin.
Mikologi
Mikologi adalah cabang mikrobiologi umum yang mempelajari kapang. Organisme ini cenderung menyebabkan penyakit pada manusia, hewan, dan tanaman. Jamur merusak makanan dan karena fakta bahwa mereka mampu membentuk spora, mereka praktis kebal. Namun, meskipun mereka memiliki sejumlah kecil faktor virulensi dan bereproduksi agak lambat, kontribusi mereka terhadap insiden keseluruhan kecil.
Jamur tetap menjadi organisme yang paling beradaptasi untuk hidup dalam kondisi paling ekstrem di darat. Mereka jarang hidup di bawah air, tetapi berkembang dalam kondisi kelembaban sedang hingga tinggi. Dan, luar biasa, jamur tumbuh di lambung pesawat ruang angkasa di orbit dekat Bumi, dan juga menghuni lambung reaktor pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl yang rusak. Mengingat ketahanan yang sangat besar terhadap faktor-faktor pengendalian mikroba ini, mikrobiologi dan sanitasi makanan harus dikembangkan lebih aktif. Ini harus difasilitasi oleh pengembangan mikologi dan cabang mikrobiologi umum lainnya.
Protozoologi
Mikrobiologi juga mempelajari protozoa. Ini adalah organisme uniseluler yang berbeda dari bakteri dalam ukuran yang lebih besar dan keberadaan inti sel. Karena keberadaannya, mereka lebih beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang stasioner.lingkungan daripada berubah secara dinamis. Namun, mereka dapat menyebabkan penyakit tidak kurang dari yang lain.
Menurut statistik yang diberikan oleh WHO, sekitar seperempat dari semua kasus penyakit disebabkan oleh malaria. Meskipun tidak mungkin untuk mengatasinya sepenuhnya, karena ada beberapa jenis plasmodium. Ini berarti bahwa pentingnya studi lebih lanjut dari semua protista pada umumnya dan Plasmodium pada khususnya sangat besar.
Imunologi
Di Lembaga Penelitian Mikrobiologi Uni Soviet, banyak penelitian tentang sistem kekebalan manusia dilakukan. Perkembangan pada mereka masih sulit diterapkan untuk pengobatan, tetapi mereka sekarang sangat diperlukan untuk diagnosis. Kita berbicara tentang diagnosis serologis dari sejumlah penyakit menular. Ini adalah mikrobiologi bahwa kedokteran klinis berutang pada keberadaan metode diagnostik yang berharga dalam gudang senjatanya.
Penting bahwa semua departemen epidemiologi dan mikrobiologi mempengaruhi konsep kekebalan. Dan kedua disiplin tersebut menggunakan vaksin secara ekstensif. Perkembangan mereka juga merupakan hasil karya ilmiah ahli imunologi dan mikrobiologi. Mereka adalah tindakan pencegahan yang paling efektif untuk membatasi (dan dalam beberapa kasus bahkan menghilangkan) kemungkinan infeksi melalui kontak dengan patogen virus atau bakteri patogen. Saat ini sedang dikembangkan vaksin untuk melawan HIV dan virus penyebab kanker.
Metodologi mikrobiologi
Mempelajari mikroorganisme tertentu berarti menentukan ciri-ciri morfologinya, menilai kelengkapan reaksi biokimia yang mampu dilakukannya, mengenali RNA-nya,menetapkan ke kerajaan tertentu dan nama strain. Ini adalah jumlah pekerjaan yang perlu dilakukan saat membuka tanaman baru. Jika mikroba sudah diketahui (ditentukan oleh karakteristik fermentasi substrat media nutrisi atau oleh dinding sel), maka diperlukan untuk menghubungkannya dengan strain tertentu. Semua tugas ini memerlukan metode standar dan peralatan tertentu.
Mikrobiologi medis juga memiliki tugasnya sendiri: untuk menemukan agen penyebab penyakit dalam cairan biologis dan jaringan yang menjadi target infeksi virulen, untuk mengidentifikasi keberadaan patogen dengan penanda serologis, untuk menentukan sensitivitas seseorang terhadap penyakit tertentu. Tugas-tugas ini diselesaikan dengan metode mikrobiologis, mikroskopis, biologis, serologis, dan alergi.
Dalam buku teks yang disebut "Mikrobiologi" Vorobyov A. V. menjelaskan bahwa mikroskop adalah dasar, tetapi bukan metode utama untuk mempelajari mikroba. Ini bisa berupa cahaya, elektronik, kontras fase, medan gelap, dan fluoresen. Penulis juga menunjukkan bahwa kultur dianggap sebagai metode mikrobiologis yang paling penting, yang memungkinkan pertumbuhan koloni mikroba yang ditemukan dalam cairan dan media biologis pasien.
Metode kultural dapat berupa virologi dan bakteriologis. Paling sering, penelitian membutuhkan darah, urin, air liur, dahak, cairan serebrospinal. Dari mereka, Anda dapat mengisolasi organisme dan menaburnya di media nutrisi. Ini diperlukan untuk diagnosis, karena konsentrasi mikroba dalam bahan biologis sangat rendah, danmetode kultur memungkinkan Anda meningkatkan volume flora patogen.
Dalam buku teks tentang disiplin "Mikrobiologi" Vorobyov A. V. dengan rekan penulis menjelaskan metode biologis mempelajari mikroba. Mereka didasarkan pada isolasi karakteristik toksin spesifik dari sekelompok spesies bakteri atau hanya satu strain. Metode alergi dikaitkan dengan sifat racun bakteri yang menyebabkan alergi (atau sensitisasi) pada makroorganisme saat terinfeksi. Contohnya adalah tes Mantoux. Metode serologis, pada gilirannya, adalah reaksi dengan antibodi spesifik dan antigen bakteri. Hal ini memungkinkan Anda untuk dengan cepat dan akurat menentukan keberadaan mikroba dalam jaringan atau bahan cair yang diambil dari pasien.
Kemajuan besar dalam mikrobiologi medis
Mikrobiologi adalah ilmu penting untuk pengobatan praktis, yang selama keberadaannya yang singkat telah menyelamatkan banyak nyawa. Contoh paling nyata adalah penemuan mikroba yang bertanggung jawab atas penyakit menular. Ini memungkinkan untuk mendapatkan antibiotik pertama. Berkat dia, sejumlah besar tentara diselamatkan dari infeksi luka.
Selanjutnya, penggunaan antibiotik mulai berkembang, dan hari ini memungkinkan untuk operasi yang kompleks. Mempertimbangkan bahwa banyak infeksi tidak dapat disembuhkan tanpa penggunaan antibiotik, kehadiran mereka hanya membalikkan semua obat dan memungkinkan untuk menyelamatkan banyak nyawa. Pencapaian ini setara dengan profilaksis vaksin, yang juga memungkinkanmenyelamatkan banyak pasien dari virus polio, hepatitis B dan cacar. Dan sekarang metode imunologi sedang dikembangkan untuk melawan kanker.
