C1-MICRO-GEN

ISTORICUL DEZVOLTĂRII
MICROBIOLOGIEI CA ŞTIINŢĂ

Louis Pasteur
1. Dezvoltarea microbiologiei
ca ştiinţă
2. Perioada modernă a
dezvoltării microbiologiei
3. Dezvoltarea ştiinţelor
microbiologice în România
4. Ramurile microbiologiei

1. DEZVOLTAREA MICROBIOLOGIEI CA
ŞTIINŢĂ
MICROBIOLOGIA:
gr. mikros = mic, bios = viaţă,
logos = ştiinţă
ştiinţa a care se ocupă cu studiul celor
mai mici organisme (microbi) ce pot fi
observate numai cu ajutorul
microscoapelor
→ termen introdus de Sedillot în n 1880
Microbiologia studiază
microorganismele: virusuri, bacterii,
fungi microscopici, unele alge,
protozoare

Virusurile → entităţi
corpusculare de
dimensiuni foarte
mici, cu organizare
subcelulară, , formate
din proteine şi i acizi
nucleici, care nu pot
exista autonom, nu
se pot multiplica în
afara celulei vii, fapt
ce le obligă la un
parazitism
intracelular absolut.
Virusul HIV

Microbiologia generală:
→ este o ştiinţă ă biologică fundamentală, , de d
sinteză ce are strânse legături cu biochimia,
fiziologia, genetica, biologia moleculară.
→ studiază caracterele generale ale
microorganismelor, morfologia, structura,
fiziologia, sistematica,
răspândirea lor în n natură,
originea, evoluţia, ereditatea şi i variabilitatea lor,
interrelaţiile
iile dintre microorganisme şi i relaţiile lor
cu macroorganismele.

Istoria microbiologiei şi i progresele ei sunt strâns
legate de descoperirea microscopului de către
Antonie Philips van Leeuwenhoek.
lentilă
probă
Antonie van Leeuwenhoek
(1632-1723)
1723)
Observaţiile microscopice ale lui van
Leeuwenhoek:
a - copie a microscopului;
b - câteva din desenele făcute în 1683

Leeuwenhoek a construit un microscop simplu cu
care observă microorganismele existente în
diferite medii, făcând aprecieri asupra formei,
mobilităţii
ii şi i dimensiunilor lor.
El arată lumii ştiinţifice ifice extraordinara activitate a
microorganismelor şi i bogăţia mediilor naturale în
bacterii, levuri, , alge şi i protozoare.
Descoperirile publicate apoi în n lucrarea sa
intitulată „Arcana
naturae ope microscopiorum
detecta” (Tainele naturii descoperite cu ajutorul
microscoapelor) ) din 1675, nu au fost urmate de
un progres rapid al cunoştin
tinţelor, devenind
obiectul unor polemici cu privire la originea lor.

Geograful de
Johannes Vermeer

În n acea epocă (sec. al XVII-
lea) originea microbilor era
explicată de teoria
„generaţiei spontane”, , a
apariţiei iei microorganismelor
din materia moartă sau „de
la sine”.
Această teorie a fost
combătută în n mod ştiinţific
ific
de Lazzaro Spallanzani,
profesor la Universitatea din
Pavia - Italia.

El l a dovedit că microorganismele pot fi distruse
prin fierbere prelungită, că nu mai reapar în
lichidul fiert şi i menţinut
în n vas ermetic închis.
A descoperit existenţa a bacteriilor patogene şi i a
celor anaerobe - organisme care trăiesc în
absența oxigenului.
A făcut primele fertilizări in vitro la broaște
și
prima inseminare artificială la câini.
A fost pionierul studiilor de ecolocație
la lilieci.
A demonstrat că digestia este un proces chimic,
nu numai mecanic.

În n dezvoltarea ulterioară a microbiologiei ca ştiinţă
se pot distinge două perioade: morfologică şi
fiziologică.
1. Perioada morfologică - se caracterizează
prin cercetări asupra formei şi i structurii
microorganismelor.
Ceea ce s-a s a acumulat în n decursul acestei
perioade morfologice, până
în n a doua jumătate a
secolului al XIX-lea, nu a fost suficient pentru a se
elabora o teorie ştiinţifică
ifică în n legătură cu activitatea
microorganismelor.

În n a doua jumătate a secolului al XIX-lea,
perioada morfologică a fost înlocuită cu cea
fiziologică.
2. Începutul
perioadei fiziologice este marcată
de opera ştiinţifică ifică a marelui savant francez
Louis Pasteur (1822-1895).
1895).

Louis Pasteur
(1822-1895)
1895)
Chimistul şi i medicul
Pasteur - “părintele
microbiologiei”
→ a pus bazele acestei
ştiinţe în n general şi i a
microbiologiei medicale în
special.
→ demonstrează fără dubiu
faptul că bacteriile şi i fungii
microscopici nu se nasc
spontan.
→ combate definitiv teoria
„generaţiei spontane”

a
b
c
Experimentul lui Pasteur prin care a infirmat teoria
„generaţiei spontane”: a - balon cu bulion; b - balon cu gât
în formă de „S”, sterilizat prin fierbere; c - balon cu bulion
lipsit de microorganisme

Cercetările lui Pasteur în domeniul fermentaţiilor
→ au început prin descoperirea rolului
microorganismelor în n procesele fermentative.
→ Pasteur definește
fermentaţiile = transformări
chimice care au loc ca o consecinţă ă a
metabolismului anumitor bacterii şi i ciuperci.
Pasteur a ajuns la acest concept ca urmare a
experienţelor elor care demonstrau că unele
microorganisme determină prin înmulţire
transformări chimice specifice.

Cercetările lui Pasteur
asupra
fermentaţiilor
vinului şi i berii l-au l
condus
la o serie de concluzii:
- natura biologică a
fermentaţiilor
= procese
biologice determinate de
microorganisme anaerobe
→ fermentaţia = viaţă
fără aer.

- specificitatea proceselor
fermentative = fiecare
proces fermentativ este
determinat de un anumit
microorganism.
- natura biologică a
„bolilor” băuturilor
fermentate (bere, vin),
modificări determinate de
dezvoltarea unor specii
microbiene străine, , ceea c
ce duce la alterarea
gustului, aromei, calităţii
ii
băuturii.

Louis
Pasteur arată că multiplicarea
microorganismelor poate fi prevenită prin încălzire
la 56 0 C, , prin p
procedeul utilizat astăzi sub
denumirea de pasteurizare.

Louis Pasteur şi i medicul german Robert Koch
sunt fondatorii bacteriologiei medicale.

Descoperirea şi i izolarea agenţilor patogeni ai
bolilor infecţioase ioase de către Pasteur şi Koch au dus
la apariţia ia unei ştiinţe e noi – imunologia.
Descoperind
etiologia microbiană
a bolilor infecţioase,
ioase,
Pasteur abordează
problema prevenirii
specifice a infecţiilor,
iilor,
punând bazele
imuno-profilaxiei prin
vaccinuri vii şi i cu
virulenţa a atenuată.

Studiind holera găinilor, Pasteur a observat
că
agentul patogen al acestei infecţii
ii
devine avirulent prin învechirea culturii (îşi(
pierde capacitatea de a produce boala).
Inoculată la păsările sănătoase cultura
avirulentă inducea o rezistenţă ă la boală,
păsările devenind imune.

După descoperirea
vaccinului antiholeric aviar,
Pasteur prepară vaccinul anticărbunos (1881)
şi vaccinul antirabic (1885).
Prepararea acestor vaccinuri a creat baza
experimentală a imunologiei, , punândup
unându-se astfel
la punct principiile vaccinărilor.
Descoperirile de importanţă ă teoretică şi i practică
fundamentală ale acestui mare savant au fost
onorate de poporul francez → construirea la
Paris în n 1888 a primului Institut
de
Microbiologie din lume.

Mycobacterium tuberculosis
Robert Koch
(1843-1910)
1910)

Postulatele lui Koch
un microorganism izolat dintr-un organism bolnav
poate fi considerat agent cauzal al bolii respective;
microorganismul incriminat să poată fi evidenţiat
iat
în n toate cazurile bolii respective, iar distribuţia ia lui
să corespundă leziunilor caracteristice bolii;
să poată fi izolat în n cultură pură pe medii
artificiale;
după cultivarea in vitro mai multe generaţii să
reproducă boala la animalele sensibile, , de la care
să poată fi reizolat.

Contribuţiile iile de ordin teoretic şi i practic ale lui
Koch au avut o deosebită importanţă în
dezvoltarea microbiologiei ca ştiinţă.
Koch şi i colaboratorii săi pun la punct şi
perfecţionarea tehnicilor de izolare şi
identificare a bacteriilor.
El introduce mediile de cultură solide în
practica microbiologică şi i precizează
conceptul de microb.

Ilia Mecinikov
Personalitate ştiinţifică
ifică
care a contribuit la
dezvoltarea
microbiologiei ca ştiinţă.
A adus prin cercetările
sale o contribuţie
ie
însemnată la dezvoltarea
imunologiei.
A lucrat la Institutul
Pasteur din Paris, fiind
contemporan cu Pasteur
şi Koch.
(1845-1916
1916)

descoperă rolul fagocitozei în n toată scara
animală → punctul culminant al cercetărilor
de filogenie comparată întreprinse de acest
mare biolog.

denumeşte
fagocitoza = factor determinant în
apărarea naturală a organismelor.
este considerat
fondatorul teoriei
celulare a imunităţii
ii,
pe care o expune în
lucrarea sa „Imunitatea
şi i bolile infecţioase
ioase”,
publicată în n 1901,
pentru care primeşte
în
1908 premiul Nobel.

Dimitrie I. Ivanovski
A pus în n evidenţă (1892) o
nouă formă de existenţă ă a
materiei vii, virusurile
filtrabile prin descoperirea
virusului mozaicului
tutunului (VMT) → începe
dezvoltarea unei noi ştiinţe
microbiologice –
virusologia.
(1869-1920
1920)

Ivanovski demonstrează că agentul bolii prezent
în n sucul plantei de tutun este de dimensiuni
foarte mici, încât trece prin porii filtrelor care reţin
bacteriile.
Filtratul obţinut (lipsit de bacterii sau ciuperci)
inoculat la o plantă de tutun sănătoasă
reproduce boala şi i agentul infecţios ios se
înmulţeşte considerabil în ţesutul vegetal al
gazdei.

Experienţele ele lui
Ivanovski sunt
confirmate în n 1898 de
Martinus Beijerinck.
Intuieşte te natura
deosebită a agentului
patogen (cunoscut
ut
astăzi ca virusul
mozaicului tutunului).
Adevăratul întemeietor
al virusologiei ca ştiinţă.
Martinus Beijerinck
(1851-1931)
1931)

2. PERIOADA MODERNĂ A
DEZVOLTĂRII MICROBIOLOGIEI

Microorganismele:
→ sunt uşor u
de cultivat,
→ se multiplică repede,
→ se pot obţine populaţii numeroase,
→ au constituit un instrument favorabil pentru
studiile de genetică.
Anul 1953 a marcat în n această privinţă ă o
etapă
esenţială
→ debutul
biologiei
moleculare.

James Watson și
Francis Crick

Datorită bacteriilor au fost posibile:
→ cunoaşterea mecanismului sintezei proteice
→ descifrarea codului genetic
→ analiza mecanismelor de reglare celulară care
adaptează potenţialul genetic la necesităţile
ile
organismului.
→ înţelegerea aprofundată a unui număr
important de procese şi i fenomene
caracteristice organismelor vii.

Perioada actuală a dezvoltării microbiologiei
este marcată de:
→ aplicarea tehnicilor de inginerie genetică
→ utilizarea biotehnologiilor

Ingineria genetică → una dintre activităţile ile cele mai
originale şi i mai revoluţionare ale secolului XX care
a permis:
→ Cunoaşterea aprofundată a biologiei bacteriei
Escherichia coli
→ Descoperirea plasmidelor
→ o nouă revoluţie
în n biologie → biotehnologia
bazată pe utilizarea în n industrie a
microorganismelor reprogramate genetic a efectua
anumite activităţi i utile omului.

S-au
realizat in vitro recombinările
genetice
(tehnologia ADN recombinat).
Celula bacteriană care primeşte astfel o informaţie
ie
nouă (de la o altă bacterie, , celulă c
animală sau
vegetală) → devine capabilă să producă substanţa
pentru care a fost programată.
Aceste tehnici prezintă un mare interes pentru
producerea de către bacterii a hormonilor, , a
factorilor de coagulare, a enzimelor.
Agricultura → transformată considerabil → crearea
de plante cu proprietăţi i noi: transformarea unor
plante leguminoase → vor fixa azotul atmosferic →
fără ajutorul simbiozei cu bacteriile.

3. DEZVOLTAREA ŞTIINŢELOR
MICROBIOLOGICE ÎN N ROMÂNIA

Victor Babeş
(1854-1926)
1926)
Fondatorul microbiologiei
româneşti
→ primul profesor de
microbiologie la
Facultatea de Medicină
din Bucureşti.
→ a studiat structura
bacteriilor
→ a pus în n evidenţă, , la
bacilul difteric granulaţiile
metacromatice
(granulaţiile
Babeş –
Ernst).

A făcut cercetări asupra: : leprei, l
tuberculozei,
holerei, turbării
bării.
A descoperit în n neuronii animalelor moarte de
turbare corpusculi caracteristici, cu valoare de
diagnostic → corpusculii Babeş – Negri.
Împreună cu profesorul francez V. Cornil
a
publicat în 1885 primul tratat de bacteriologie şi
anatomie patologică din lume intitulat “Bacteriile
şi
rolul lor
în n etiologia, anatomia şi i histologia
patologică a bolilor infecţioase
ioase”.

A descoperit peste 40 de microorganisme
patogene
A creat grupul taxonomic care-i i poartă numele:
familia Babesiidae.

A preparat p
după o metodă proprie vaccinul
antirabic, introducând vaccinarea antirabică
în ţara noastră.
A introdus pentru prima dată la noi în ţară
seroterapia antidifterică, , România fiind prima
ţară din lume în n care serul antidifteric
preparat de el a fost aplicat pe scară largă.
A creat la Bucureşti
în n 1888 „Institutul de
Bacteriologie”
(astăzi
„Institutul Victor
Babeş”), al treilea institut de bacteriologie din
lume.

A activat în n domeniul
bacteriologiei, imunologiei,
epidemiologiei.
A studiat s
în n cadrul Institutului
Pasteur din Paris, fiind elevul
lui Ilia Mecinikov.
Ioan Cantacuzino
(1863-1934)
1934)
A înfiinţat la Bucureşti
Laboratorul de medicină
experimentală → 1921 →
Institutul de seruri şi i vaccinuri,
institut care îşi i continuă
activitatea şi i astăzi sub
numele de „Institutul Dr. I.
Cantacuzino”.

A adus o contribuţie
ie ştiinţifică ifică originală la
cunoaşterea fenomenelor de apărare nespecifică a
organismelor: aparatele şi i funcţiile
fagocitare
în
regnul animal, imunitatea la nevertebrate.
O contribuţie
ie ştiinţifică ifică deosebită a adus-o în
domeniul medicinei preventive, în n laboratorul său
preparându-se vaccinul antiholeric, anticărbunos,
antituberculos etc.
O mare parte din activitatea ştiinţifică
ifică şi i practică a
savantului a fost îndreptată spre combaterea
tuberculozei.
A introdus i
vaccinarea antituberculoasă în n 1926, ţara
noastră fiind a doua din lume care a folosit-o.
o.

Constantin Levaditi (1874-1953)
1953)
s-a a remarcat prin cercetări în n domeniul imunologiei,
virusologiei şi i chimioterapiei.
Constantin Ionescu-Mihăie
Mihăieşti
(1883-1962)
1962)
a avut un rol important în n organizarea şi i dezvoltarea
Institutului „Dr. I. Cantacuzino” şi i formarea
microbiologilor din România.
Cercetările sale originale se referă la metabolismul şi
imunochimia bacilului tuberculozei, studii asupra
poliomielitei, holerei, antraxului etc.

Mihai Ciucă
(1883-1969)
1969)
Constantin Ionescu-
Mihăieşti
(1883-1962)
1962)

Mihai Ciucă (1883-1969)
1969)
a publicat numeroase lucrări legate de:
→ fenomenul de lizogenie,
→ salmoneloze,
→ infecţii ii de spital
a avut un rol esenţial
în n eradicarea malariei în
ţara noastră.

Dumitru Combiescu (1887-1961):
1961):
→ aduce contribuţii ii originale importante privind variabilitatea
microorganismelor, imunitatea şi i infecţia
ia în n antrax, studii
referitoare la rickettsioze, leptospiroze, tifos exantematic.
Ştefan S. Nicolau (1896-1967):
1967):
→ este creatorul şcolii româneşti de virusologie şi i fondatorul
institutului respectiv.
→ a publicat lucrări originale în n domeniul herpesului, turbării,
hepatitelor virale, oncogenezei virale, , variabilităv
ariabilităţii ii virusurilor,
imunităţii
ii în n viroze etc.
Gheorghe Zarnea
→ activitate în n domeniul microbiologiei generale, imunologiei,
virusologiei şi i ecologiei microorganismelor → remarcabilă.
Demne de menţionat sunt cele cinci volume ale tratatului de
Microbiologie generală apărute în n prestigioasa editură a
Academiei Române.

4. RAMURILE MICROBIOLOGIEI

Ramurile microbiologiei
Ramura
Microbiologie medicală
umană
Microbiologie medicală
veterinară
Obiectul de studiu
Producţia preparatelor biologice, profilactice
şi de diagnostic cu ajutorul cărora se asigură
controlul bolilor infecţioase umane.
Controlul bolilor comune omului şi
animalelor, precum şi controlul microbiologic
al alimentelor de natură animală.
Controlul microbiologic al mediului, apei,
aerului şi îmbunătăţirea calităţii acestora.
Ecologia microorganismelor Utilizarea procedeelor microbiologice de
epurare şi tratare a deşeurilor urbane şi
industriale.
Microbiologie acvatică Rolul microorganismelor acvatice în
bioproducţie şi recircularea elementelor
biogene.
Rolul microorganismelor în asigurarea
Microbiologia solului fertilităţii naturale a solului şi utilizarea
preparatelor microbiene în calitate de
biofertilizatori.
Microbiologie geologică
Microbiologia insectelor
Biotehnologii microbiene
Rolul microorganismelor în formarea unor
zăcăminte şi utilizarea lor în extragerea
elementelor utile, prospectarea şi recuperarea
petrolului.
Speciile de virusuri, bacterii şi fungi care
populează corpul insectelor şi utilizarea lor
pentru combaterea biologică a insectelor
dăunătoare.
Utilizarea microorganismelor în vederea
obţinerii unor produse alimentare clasice:
bere, alcool, pâine, carne, conserve etc.
Obţinerea de proteine microbiene cu utilizare
alimentară sau furajeră.
Obţinerea de medicamente şi a altor produse
necesare în medicină: antibiotice, vitamine,
hormoni, aminoacizi, acizi organici, enzime,
alcaloizi, activatori ai creşterii etc.