Бактериология

Многие бактерии размножаются бинарным делением (сравните с митозом и мейозом на этой схеме)

Бактериология (греч. βακτηρία — палка и λόγος — учение) — наука о бактериях, раз­дел мик­ро­био­ло­гии, изу­чаю­щий бак­те­рии. Бактерио́лог — учёный, специалист по бактериологии.

Объект и предмет

Общая бактериология изучает морфологию, физиологию и биохимию бактерий, их изменчивость и наследственность, эволюцию, распространение в природе и др. Медицинская и ветеринарная бактериология изучают биологию болезнетворных бактерий, методы их выделения и определения, явления иммунитета к ним, разрабатывают специфические средства предупреждения и лечения инфекционных болезней человека и животных. Аграрная (сельскохозяйственная) бактериология занята изучением микробных процессов, происходящих в почве (гниение белков, нитрификация, фиксация N, круговорот S, С). Рациональное пользование почвой, как средой для произрастания культурных растений, например, хлебных злаков, невозможно без учёта микробной жизни в почве. Техническая (промышленная) бактериология занята изучением бродильных процессов, изучает процессы образования бактериями спиртов, органических кислот, ферментов, аминокислот, антибиотиков, стимуляторов роста и др. веществ. Приготовление вина и пива, молочное дело, сыроварение, приготовление уксуса, выпечка хлеба тесно связаны с работой микробов, продуктами деятельности которых человек пользовался задолго до открытия микробов.

Этимология

Дисциплина, изучающая бактерий, называется бактериологией (греч. βακτηρία — палка и λόγος — учение). В европейских языках слово заимствовано через поздне-латинское bacterium. Русское слово «бактерия» заимствовано, очевидно, через немецкое «bakterie». Авторство этого термина принадлежит немецкому ботанику Фердинанду Кону (F. Cohn), который в 1875 году назвал бактериями одноклеточные микроорганизмы, размножающиеся бинарным делением и не имеющие ядра.

История

Бактериология как наука утвердилась тогда, когда, благодаря классическим трудам Кона, Де-Бари и, особенно, Луи Пастера (1822—1895), Коха (1842—1910), Джозефа Листера (1827—1912), было привлечено внимание к изучению бактерии, и бактериология, с примыкающими к ней энзимологией, иммунологией и серологией выделилась как особая дисциплина. Благодаря изучению болезнетворных микробов, бактериология тесно связалась с патологией заразных болезней и вообще с современной медициной и профилактикой, выработав точные методы исследования и послужив базой для рациональных методов борьбы с инфекциями.

Первыми учёными, увидевшими микробов через увеличительные стекла, были А. Кирхер (1601—1680) и А. Левенгук (1632—1723). Палочковидные, спиральные и шаровидные живые существа Левенгук описал в книге «Тайники природы», опубликованной в 1683 году. В 1786 году Мюллер изобразил уже точно главнейшие формы микробов в книге «Animalcula infusoria» и, вместо употреблявшегося Линнеем названия «Chaos», установил новые виды-Monas и Vibrio. Более точное описание отдельных видов приводится в сочинении Эренберга, вышедшем в 1838 году. Эренберг впервые описал сенную палочку, чудесную палочку (Вас. рго-digiosus), крупную спириллу (Spirillum vo-lutans) и ввёл в употребление названия Spirillum, Spirochaete, Bacterium.

Научная бактериология начала развиваться со времени Кона, Пастера и Роберта Коха. В 1872—1875 годах Кон опубликовал свои исследования бактерий в работе «Neue Untersuchungen über Bacterien», в которой он изучил систематические и биологические особенности этих организмов, стараясь выяснить их роль при брожении, гниении, при развитии эпидемических болезней. Пастер раздвинул область бактериологического исследования, доказал невозможность при настоящих лабораторных условиях самозарождения микробов, развил принципы стерилизации, выяснил зависимость процессов брожения от специфических микробов. Пастер указал на широкое распространение микробов в почве, воде, воздухе, на их роль при гниении и других процессах в почве, изученных впоследствии его учениками (С. Н. Виноградский и др.). Благодаря работам Пастера над молочнокислым брожением, Джозеф Листер развил в хирургии учение об антисептике. Изучение брожений дало Пастеру нить для выяснения сущности заразных болезней, из которых особенно подробно были подвергнуты исследованию болезни шелковичных червей, куриная холера, сибирская язва, злокачественный отёк и симптоматический карбункул. Наблюдения над жизнью микробов и условиями их произрастания дали возможность Пастеру получить вакцины, которые были широко использованы для предохранительных прививок скота против сибирской язвы. Работы Пастера послужили толчком для изучения, главным образом, микробных процессов — брожений и инфекций.

Точная методика в бактериологии была установлена, главным образом, благодаря работам Коха, которые по своей доказательности считаются образцовыми. Первые из его работ относятся к этиологии нагноения и сибирской язвы. В дальнейшем составило эпоху в науке открытие Кохом туберкулёзной палочки и холерного вибриона, а его учениками Лёфлером — дифтерийной палочки (1884 г.) и Гафки — тифозной. Коху принадлежит установление т. н. Коховской триады, проведенной при изучении туберкулёзной палочки и сводящейся к следующим трём требованиям при открытии нового возбудителя: 1) нахождение микроба при всех случаях заболевания; 2) получение чистой культуры; 3)воспроизведение заболевания прививкой культуры на животных. Кроме открытия палочки и вибриона (называемых Коховскими), Кох получил впервые из бульонных туберкулёзных разводок-Туберкулин, которым начал пользоваться для иммунизации. Результаты сделанных в лаборатории исследований Кох приложил для выработки рациональных методов борьбы с эпидемическими заболеваниями: холерой, тифом, tbc, сонной болезнью и пр.

Дальнейшее развитие бактериологии пошло по трём направлениям: 1) открытие новых микробов-возбудителей заразных болезней; 2) изучение сопротивляемости организма микробам и их ядам и 3) выработка профилактических мер борьбы с инфекциями. В 1884 году был открыт Николайером микроб столбняка. В 1887 году — микроб цереброспинального менингита Вейксельбаумом. В 1882 году открыт Лавераном возбудитель малярии, чем доказано, что, кроме бактерий, болезнетворную роль могут играть и простейшие животные. В 1892 году была открыта Пфейффером гемоглобинофильная палочка инфлюэнцы. В 1894 году Йерсен открыл палочку чумы. В 1898 году Шига и Крузе открыли палочку бациллярной дизентерии. В 1905 году Шаудин и Гофман открыли возбудителя сифилиса-бледную спирохету. В 1917 году открыта Идо и Инада спирохета инфекционной желтухи и несколько позже Ногуши-спирохета жёлтой лихорадки. С усовершенствованием оптических приборов, с введением красок и улучшением методов культивирования микробов с каждым годом число вновь открытых микробов увеличивалось. Изучена микрофлора почвы (Сергей Николаевич Виноградский и Василий Леонидович Омелянский), воды, воздуха и человеческого тела (Илья Ильич Мечников). Изучены бактерии, живущие без доступа воздуха (анаэробы), первое сообщение о которых сделано Пастером (микроб масляно-кислого брожения). Особенно важным достижением в культивировании микробов следует считать получение разводок спирохет при анаэробных условиях, а также простейших на кровяном агаре. Громадный прогресс в культивировании микробов дало введение в науку Сергеем Николаевичем Виноградским избирательных (элективных) сред, дающих возможность обогащения разводки микробами желаемого вида. Этот способ был применён вначале по отношению к почвенным микробам, а затем приобрёл право гражданства в медицинской бактериологии при получении чистых разводок холеры (пептоновая вода) и брюшного тифа (желчь).

Теоретическая разработка учения об иммунитете помогла введению предохранительных прививок при холере, чуме, тифе, дизентерии, дифтерии и других заболеваниях. Благодаря трудам Безредка развивается учение о местном иммунитете, с которым связана разработка ранее практиковавшегося метода иммунизации через рот убитыми разводками бактерий. Приложение бактериологии к профилактике и эпидемиологии нашло широкое применение не только при изучении эпидемий, но и при выработке системы предупредительных мер и борьбы с эпидемиями. Изучая переносчиков заразных болезней (комары, блохи, вши, клещи), бактериология тесно сомкнулась с биологией вообще, и с зоологией в частности.

Методы

Бактериологические исследования

Бактериальные культуры в стеклянной колбе

Бактериологический анализ ― процедура выделения микроорганизмов и определение их чувствительности к противомикробным препаратам., которая позволяет найти причину инфекционного заболевания и подобрать необходимую терапию. Метод заключается в посеве исследуемого материала на питательные среды, выделении чистой культуры возбудителя и его идентификации. В целом бактериологический метод исследования — это многоэтапное исследование, длительностью до нескольких суток. Определение вида возбудителя производят по следующим признакам:

• морфология
• способность окрашиваться различными красителями
• характер роста на искусственных питательных средах
• биохимические свойства (ферментация углеводов и белков).

Окончательную принадлежность выделенной культуры к определенному виду микроорганизмов устанавливают с помощью иммунологических реакций и изучения антигенной структуры возбудителя. Врачу важно знать эффективность антимикробного лечения, поэтому ему необходимо оценивать динамику изменения качественного и количественного состава микробной флоры в ходе заболевания и терапии. Бактериологический метод позволяет оценивать последствия инфекционного процесса. Чаще всего инфекционные заболевания в настоящее время вызывают условно-патогенные микроорганизмы, поэтому важно оценить патогенность выделенной микрофлоры.

Бак посев в чашках Петри

Преимущества бактериологического посева

• Высокая специфичность метода
• Для исследования в качестве образца подходит любая биологическая жидкость человека
• Определение чувствительности выявленного патогена к тому или иному лекарству позволяет с высокой точностью проводить лечебные назначения препаратов.

Недостатки бактериологического посева

• Длительность процесса выполнения анализа
• Высокие требования к забору материала и пробоподготовке
• Необходимый уровень квалификации персонала бактериологических лабораторий.

Галерея

• Учёные, внесшие огромный вклад в бактериологию
• 

  Луи Пастер (1822—1895), французский химик и микробиолог

• 

  Роберт Кох (1842—1910), немецкий врач, микробиолог и гигиенист

• 

  Юлиус Кон (1828—1898), немецкий ботаник и бактериолог.

• 

  Джозеф Листер (1827—1912), английский хирург и учёный

• 

  Фридрих Лёфлер (1852—1915), немецкий бактериолог и гигиенист

• 

  Антон Вейксельбаум (1845—1920), австрийский патолог и бактериолог

• 

  Александр Йерсен (1863—1943), французский врач, бактериолог

• 

  Шаудин Фриц (1871—1906), немецкий протистолог

• 

  Сергей Семёнович Абрамов (1875—1951), русский бактериолог, профессор Московского университета

• 

  Михаил Иванович Афанасьев (1850—1910) — российский врач, бактериолог и патологоанатом, профессор.

• 

  Василий Иванович Кедровский (1865—1937) — русский и советский бактериолог, патологоанатом и лепролог

• 

  Осип Осипович Мочутковский (1845—1903), русский врач-бактериолог

Литература

• Бактериология // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
• Бактериологическое исследование // Ветеринарный энциклопедический словарь — М.: Советская энциклопедия, 1981. — 640 с.