Definition, historie, klassifikation og sjove fakta om mikrobiologi
Hvad er definitionen på mikrobiologi? Hvad er historien, og hvorfor er det så vigtigt i medicin? Hvad kan fakta om mikroorganismer overraske dig?
Studien af mikrobiologi - Definition
Mikrobiologi defineres simpelthen som studiet af mikroorganismer, hvor "mikro" betyder lille og "biologi", der henviser til undersøgelsen af levende ting. De undersøgte mikroorganismer varierer meget, og området for mikrobiologi er opdelt i mange underfelter af undersøgelsen.
Mikrobiologiens område er kritisk for mennesker, ikke kun på grund af de infektionssygdomme, der er forårsaget af disse mikrober, men fordi "gode" mikroorganismer er nødvendige for at vi kan leve på planeten. I betragtning af at bakterierne i og på vores kroppe overstiger vores egne celler, kan dette studieområde betragtes som et af de vigtigste områder af viden og studier.
Typer af mikroorganismer - Klassificering
Mikroorganismer, eller "mikrober" er små levende ting. De fleste af disse organismer kan ikke ses af det blotte øje, og indtil mikroskop- og kimteoriens opfindelse havde vi ingen anelse om, hvor rigelige de er.
Mikrober findes næsten overalt på jorden. De findes i kogende pools af vand i Yellowstone og i vulkanske udluftninger ved de laveste dybder af havet. De kan bo i saltlejligheder og nogle trives i saltvand (så meget for at bruge salt som konserveringsmiddel .) Nogle har brug for ilt til at vokse, og andre gør det ikke.
Verdens mest krævende mikroorganisme er en bakterie kaldet Deinococcus Radio Trans , en bakterie, der kan modstå stråling i en fænomenal grad, som navnet antyder, men kan også overleve uden vand, når det udsættes for stærke syrer, og selv når de sættes i vakuum.
Klassificering af mikroorganismer i mikrobiologi
Der er mange forskellige måder, hvorpå forskere har klassificeret, og dermed forsøgt at give mening, de millioner af mikrober i vores midte.
Multicellular vs unicellular vs acellular - En af måder mikrober klassificeres på er, om de har celler, og i så fald hvor mange. Mikroorganismer kan være:
- Multicellular - Har mere end en celle.
- Unicellular - Har en enkelt celle.
- Acellulære - Manglende celler, såsom vira og prioner. (Der har været debat om, hvorvidt vira virkelig lever levende ting, da de ikke kan overleve uden for en vært, og prioner betegnes sædvanligvis som "infektiøse proteiner" snarere end mikrober.)
Eukaryoter vs prokaryoter En anden måde, hvorpå mikroorganismer klassificeres, har at gøre med typen af celle. Disse omfatter eukaryoter og prokaryoter:
- Eukaryoter er mikrober med "komplekse celler", som har en ægte kerne og membranbundne organeller. Eksempler på eukaryoter omfatter helminths (orme) protozoer , alger, svampe og gær.
- Prokaryoter er mikrober med "simple celler", som ikke har en sand kerne og mangler membranbundne organeller. Eksempler indbefatter bakterier.
De vigtigste klasser af mikroorganismer omfatter - De forskellige typer mikrober kan også opdeles i:
- Parasitter - Parasitter er nogle gange mere skræmmende end andre mikroorganismer, i det mindste når de kan ses med det blotte øje. Parasitter omfatter helminths (orme,) flukes, protozoer og meget mere. Eksempler på parasitære infektioner omfatter malaria , giardia og afrikansk søvnkræft. Ascariasis (roundworms) er de, der inficerer en milliard mennesker verden over.
- Svampe (og gær) - Svampe er mikroorganismer, der er på nogle måder ligner planter. Hvis du har haft atleter eller en gærinfektion, er du bekendt med nogle få svampeinfektioner . Denne kategori omfatter også svampe og forme. Ligesom bakterier har vi også mange "gode svampe", som lever på vores kroppe og ikke forårsager sygdom.
- Bakterier - Vi har flere bakterier i og på vores kroppe end humane celler, men langt de fleste af disse bakterier er "sunde bakterier." De beskytter os mod infektion fra dårlige eller patologiske bakterier og spiller en rolle i fordøjelsen af vores mad. Eksempler på infektioner forårsaget af bakterier omfatter tuberkulose og strep hals.
- Virusser - Virus er rigelige i naturen, selvom de fleste mennesker er bekendt med, er dem der forårsager menneskers sygdom. Virus kan også inficere andre mikroorganismer som bakterier og planter. Immuniseringer har reduceret risikoen for nogle skræmmende sygdomme, men andre, som Ebola og Zika-virusen , minder os om, at vi ikke er begyndt at erobre disse miniatyrtrusler.
- Prions - De fleste forskere på dette tidspunkt klassificerer ikke prioner som mikroorganismer, men snarere som "smitsomme proteiner". Når det er sagt, undersøges de ofte af virologer, Prions er i det væsentlige et stykke abnormt foldet protein og kan ikke forekomme skræmmende i starten. Alligevel prionsygdomme som gale ko sygdom er nogle af de mest frygtede smitsomme sygdomme.
Mikrobiologiens historie
Hvad vi nu ved om mikroorganismer, og som vil blive diskuteret nedenfor, er relativt nyt i historien. Lad os tage et kort kig på mikrobiologiens historie:
Første mikroskop / første mikroorganismer visualiseret - Det første store trin i mikrobiologi kom i gang, da van Leeuwenhoek (1632-1723) skabte det første enkeltlinsemikroskop. Gennem en linse, der havde en forstørrelse på ca. 300X, kunne han visualisere bakterier for første gang (fra skrabninger af hans tænder.)
Udvikling af Germ Theory - Den menneskelige krop blev anerkendt som en kilde til infektion af tre forskere :.
- Dr. Oliver Wendall Holmes fandt, at kvinder, der fødte hjemme, var mindre tilbøjelige til at udvikle infektioner end dem, der leverede på et hospital.
- Dr. Ignaz Semmelweis forblev infektioner med læger, der gik direkte fra obduktionslokalet til barselafdelingen uden at vaske deres hænder.
- Joseph Lister introducerede aseptiske teknikker, herunder både håndvask og anvendelse af varme til sterilisering.
Germ Theory - De to mennesker mest krediteret med accept af kim teorien var Louis Pasteur og Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteur krediteres biogenese teorien og bemærker, at alle levende ting kommer fra noget i stedet for den herskende udsigt på tidspunktet for spontan generation. Han hævdede, at mange sygdomme var forårsaget af mikrober (snarere end ved synd, Guds vrede og andre mulige årsager.) Han viste at mikroorganismer er ansvarlige for gæring og ødelæggelse og udviklet den metode, der hedder pasteurisering, som stadig anvendes i dag. Han udviklede også rabies og miltbrand vacciner.
- Robert Koch (1843-1910) - Koch er forfatteren af "Kochs postulater" den videnskabelige serie af trin, der beviste kimteorien, og som er blevet anvendt i videnskabelige studier siden (med nogle revisioner.) Han identificerede årsagen til tuberkulose, miltbrand , og kolera.
Siden da er et par landemærker:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski opdagede den første virus.
- 1928 - Alexander Flemming opdagede penicillin.
- 1995 - Den første mikrobielle genomiske sekvens blev offentliggjort.
Smitsomme mikroorganismer
Når vi tænker på mikroorganismer, tænker de fleste af os på sygdom, selv om disse små "bugs" generelt er mere tilbøjelige til at hjælpe os end at skade os. (Sørg for at læse om "gode mikrober" nedenfor.)
Indtil mindre end et århundrede siden, og i øjeblikket på mange steder i verden var infektioner med mikroorganismer den største dødsårsag. Forventet levetid i USA forbedres dramatisk i løbet af det sidste århundrede, ikke kun fordi vi lever længere, men for det meste fordi færre børn dør i barndommen.
I USA er hjertesygdomme og kræft nu den første og anden ledende dødsårsag. Over hele verden, dog smitsomme sygdomme. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen, i lavøkonomiske lande over hele verden, er den største dødsårsag lavere luftvejsinfektioner efterfulgt af diarrésygdomme.
Adventen af vaccinationer og antibiotika samt endnu vigtigere rent vand har sænket vores bekymring over infektiøse organismer, men det ville være galt at være arrogant. På nuværende tidspunkt står vi ikke alene over for nye smitsomme sygdomme, men antibiotikaresistens, og mange eksperter føler, at vi er længe forsinkede til den næste pandemi.
Mikroorganismer, som er nyttige til mennesker - "gode mikrober"
Selvom vi sjældent taler om det, er mikroorganismer ikke kun nyttige, men nødvendige i næsten alle aspekter af vores liv. Mikrober er vigtige i:
- Beskytter vores krop mod "dårlige" mikrober.
- Gør mad - Fra yoghurt til alkoholholdige drikkevarer er fermentering en metode, hvor væksten hvis mikrober bruges til at skabe mad. Dette er et eksempel, men mikrober er bunden af fødekæden for meget af livet
- Fordeling af affald på jorden og genbrug af atmosfæriske gasser ovenfor. Bakterier kan endda hjælpe med vanskeligt affald som olieudslip og atomaffald.
- Bakterier i vores kroppe er ansvarlige for at producere vitaminer som vitamin K og nogle B-vitaminer. Bakterier er også yderst vigtige i fordøjelsen.
- Krypteringsområdet ser endda på måder, hvorpå bakterier kan bruges som harddisk til at gemme information.
Ikke alene udfører mikrober mange funktioner for os - de er en del af os. Det antages, at bakterierne i og på vores kroppe overstiger vores celler med en faktor på 10 til 1.
Du har sikkert hørt det seneste i at spise sundt. Udover at spise broccoli og blåbær, er vi nu blevet fortalt at spise gærede fødevarer dagligt eller i det mindste så ofte som muligt. Med bakterier ville der ikke være nogen gæring.
Ved fødslen har børn ikke bakterier i deres kroppe. De erhverver deres første bakterier, da de passerer gennem præventionen. (Manglen på at opfange bakterier i fødselskanalen antages af nogle at være årsagen til, at fedme og allergier er mere almindelige hos babyer leveret af C-sektionen.)
Hvis du har læst nyheden i det seneste, er det endog blevet postuleret, at bakterierne i vores tarm er ansvarlige for vores daglige humør. lære at have sunde tarmbakterier . Studien af mikrobiomet bruges nu til at forklare mange ting, f.eks. Hvorfor antibiotika kan føre til vægtøgning.
Mikrobiologiske felter
Der er flere forskellige felter inden for mikrobiologi. Et eksempel på nogle af disse felter opdelt efter organismen er:
- Parasitologi - Undersøgelsen af parasitologi
- Mykologi - Undersøgelsen af svampe
- Bakteriologi - Undersøgelsen af bakterier
- Virologi - Studien af vira
- Protozoology - Studien af protozoer
- Fykologi - Undersøgelsen af alger
- Immunologi - Undersøgelsen af immunsystemet
Mikrobiologiske områder kan også opdeles efter omfang for at omfatte en bred vifte af emner. Et par eksempler blandt mange omfatter:
- Mikrobiel fysiologi (vækst, metabolisme og struktur af mikrober)
- Mikrobiel genetik
- Mikrobiel evolution
- Miljø Mikrobiologi
- Industriel mikrobiologi (for eksempel spildevandsbehandling)
- Fødevare mikrobiologi (fermentering)
- Bioteknologi
- Bioremediering.
Fremtiden for mikrobiologi
Mikrobiologiens område er fascinerende, og der er mere, vi ved ikke. Hvad vi måske har opnået i viden er mest på marken, at der er så meget mere at lære.
Ikke kun kan mikrober forårsage sygdom, men de kan bruges til at udvikle lægemidler til at bekæmpe andre mikrober (for eksempel penicillin.) Nogle vira ser ud til at forårsage kræft, mens andre evalueres som en måde at bekæmpe kræft på.
En af de vigtigste årsager til, at folk lærer om mikrobiologi, er at have respekt for disse "skabninger", som langt overstiger os. Det antages, at antibiotikaresistens er forøget på grund af ukorrekt anvendelse ikke kun af antibiotika, men af antibakterielle sæber. Og det er kun, når vi kigger på de mikrober, vi for øjeblikket genkender. Med smittefarlige sygdomme fremad, og med vores evne til at rejse mest overalt i verden på tre flyvninger, er der et stort behov for, at mikrobiologer bliver uddannet og forberedt.
> Kilder
- > Kasper, Dennis L., Anthony S. Fauci og Stephen L. Hauser. Harrisons principper for intern medicin. New York: Mc Graw-Hill Education, 2015. Udskriv.
- > Smolinska S., Groeger, D., og L. O'Mahony. Biologi af mikrobiom 1: interaktioner med værtsimmunresponsen. Gastroenterologi klinikker i Nordamerika . 2017. 4691): 19-35.