C1-MICRO-GEN
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ISTORICUL DEZVOLTĂRII<br />
<strong>MICRO</strong>BIOLOGIEI CA ŞTIINŢĂ
Louis Pasteur<br />
1. Dezvoltarea microbiologiei<br />
ca ştiinţă<br />
2. Perioada modernă a<br />
dezvoltării microbiologiei<br />
3. Dezvoltarea ştiinţelor<br />
microbiologice în România<br />
4. Ramurile microbiologiei
1. DEZVOLTAREA <strong>MICRO</strong>BIOLOGIEI CA<br />
ŞTIINŢĂ<br />
<strong>MICRO</strong>BIOLOGIA:<br />
gr. mikros = mic, bios = viaţă,<br />
logos = ştiinţă<br />
ştiinţa a care se ocupă cu studiul celor<br />
mai mici organisme (microbi) ce pot fi<br />
observate numai cu ajutorul<br />
microscoapelor<br />
→ termen introdus de Sedillot în n 1880<br />
Microbiologia studiază<br />
microorganismele: virusuri, bacterii,<br />
fungi microscopici, unele alge,<br />
protozoare
Virusurile → entităţi<br />
corpusculare de<br />
dimensiuni foarte<br />
mici, cu organizare<br />
subcelulară, , formate<br />
din proteine şi i acizi<br />
nucleici, care nu pot<br />
exista autonom, nu<br />
se pot multiplica în<br />
afara celulei vii, fapt<br />
ce le obligă la un<br />
parazitism<br />
intracelular absolut.<br />
Virusul HIV
Microbiologia generală:<br />
→ este o ştiinţă ă biologică fundamentală, , de d<br />
sinteză ce are strânse legături cu biochimia,<br />
fiziologia, genetica, biologia moleculară.<br />
→ studiază caracterele generale ale<br />
microorganismelor, morfologia, structura,<br />
fiziologia, sistematica,<br />
răspândirea lor în n natură,<br />
originea, evoluţia, ereditatea şi i variabilitatea lor,<br />
interrelaţiile<br />
iile dintre microorganisme şi i relaţiile lor<br />
cu macroorganismele.
Istoria microbiologiei şi i progresele ei sunt strâns<br />
legate de descoperirea microscopului de către<br />
Antonie Philips van Leeuwenhoek.<br />
lentilă<br />
probă<br />
Antonie van Leeuwenhoek<br />
(1632-1723)<br />
1723)<br />
Observaţiile microscopice ale lui van<br />
Leeuwenhoek:<br />
a - copie a microscopului;<br />
b - câteva din desenele făcute în 1683
Leeuwenhoek a construit un microscop simplu cu<br />
care observă microorganismele existente în<br />
diferite medii, făcând aprecieri asupra formei,<br />
mobilităţii<br />
ii şi i dimensiunilor lor.<br />
El arată lumii ştiinţifice ifice extraordinara activitate a<br />
microorganismelor şi i bogăţia mediilor naturale în<br />
bacterii, levuri, , alge şi i protozoare.<br />
Descoperirile publicate apoi în n lucrarea sa<br />
intitulată „Arcana<br />
naturae ope microscopiorum<br />
detecta” (Tainele naturii descoperite cu ajutorul<br />
microscoapelor) ) din 1675, nu au fost urmate de<br />
un progres rapid al cunoştin<br />
tinţelor, devenind<br />
obiectul unor polemici cu privire la originea lor.
Geograful de<br />
Johannes Vermeer
În n acea epocă (sec. al XVII-<br />
lea) originea microbilor era<br />
explicată de teoria<br />
„generaţiei spontane”, , a<br />
apariţiei iei microorganismelor<br />
din materia moartă sau „de<br />
la sine”.<br />
Această teorie a fost<br />
combătută în n mod ştiinţific<br />
ific<br />
de Lazzaro Spallanzani,<br />
profesor la Universitatea din<br />
Pavia - Italia.
El l a dovedit că microorganismele pot fi distruse<br />
prin fierbere prelungită, că nu mai reapar în<br />
lichidul fiert şi i menţinut<br />
în n vas ermetic închis.<br />
A descoperit existenţa a bacteriilor patogene şi i a<br />
celor anaerobe - organisme care trăiesc în<br />
absența oxigenului.<br />
A făcut primele fertilizări in vitro la broaște<br />
și<br />
prima inseminare artificială la câini.<br />
A fost pionierul studiilor de ecolocație<br />
la lilieci.<br />
A demonstrat că digestia este un proces chimic,<br />
nu numai mecanic.
În n dezvoltarea ulterioară a microbiologiei ca ştiinţă<br />
se pot distinge două perioade: morfologică şi<br />
fiziologică.<br />
1. Perioada morfologică - se caracterizează<br />
prin cercetări asupra formei şi i structurii<br />
microorganismelor.<br />
Ceea ce s-a s a acumulat în n decursul acestei<br />
perioade morfologice, până<br />
în n a doua jumătate a<br />
secolului al XIX-lea, nu a fost suficient pentru a se<br />
elabora o teorie ştiinţifică<br />
ifică în n legătură cu activitatea<br />
microorganismelor.
În n a doua jumătate a secolului al XIX-lea,<br />
perioada morfologică a fost înlocuită cu cea<br />
fiziologică.<br />
2. Începutul<br />
perioadei fiziologice este marcată<br />
de opera ştiinţifică ifică a marelui savant francez<br />
Louis Pasteur (1822-1895).<br />
1895).
Louis Pasteur<br />
(1822-1895)<br />
1895)<br />
Chimistul şi i medicul<br />
Pasteur - “părintele<br />
microbiologiei”<br />
→ a pus bazele acestei<br />
ştiinţe în n general şi i a<br />
microbiologiei medicale în<br />
special.<br />
→ demonstrează fără dubiu<br />
faptul că bacteriile şi i fungii<br />
microscopici nu se nasc<br />
spontan.<br />
→ combate definitiv teoria<br />
„generaţiei spontane”
a<br />
b<br />
c<br />
Experimentul lui Pasteur prin care a infirmat teoria<br />
„generaţiei spontane”: a - balon cu bulion; b - balon cu gât<br />
în formă de „S”, sterilizat prin fierbere; c - balon cu bulion<br />
lipsit de microorganisme
Cercetările lui Pasteur în domeniul fermentaţiilor<br />
→ au început prin descoperirea rolului<br />
microorganismelor în n procesele fermentative.<br />
→ Pasteur definește<br />
fermentaţiile = transformări<br />
chimice care au loc ca o consecinţă ă a<br />
metabolismului anumitor bacterii şi i ciuperci.<br />
Pasteur a ajuns la acest concept ca urmare a<br />
experienţelor elor care demonstrau că unele<br />
microorganisme determină prin înmulţire<br />
transformări chimice specifice.
Cercetările lui Pasteur<br />
asupra<br />
fermentaţiilor<br />
vinului şi i berii l-au l<br />
condus<br />
la o serie de concluzii:<br />
- natura biologică a<br />
fermentaţiilor<br />
= procese<br />
biologice determinate de<br />
microorganisme anaerobe<br />
→ fermentaţia = viaţă<br />
fără aer.
- specificitatea proceselor<br />
fermentative = fiecare<br />
proces fermentativ este<br />
determinat de un anumit<br />
microorganism.<br />
- natura biologică a<br />
„bolilor” băuturilor<br />
fermentate (bere, vin),<br />
modificări determinate de<br />
dezvoltarea unor specii<br />
microbiene străine, , ceea c<br />
ce duce la alterarea<br />
gustului, aromei, calităţii<br />
ii<br />
băuturii.
Louis<br />
Pasteur arată că multiplicarea<br />
microorganismelor poate fi prevenită prin încălzire<br />
la 56 0 C, , prin p<br />
procedeul utilizat astăzi sub<br />
denumirea de pasteurizare.
Louis Pasteur şi i medicul german Robert Koch<br />
sunt fondatorii bacteriologiei medicale.
Descoperirea şi i izolarea agenţilor patogeni ai<br />
bolilor infecţioase ioase de către Pasteur şi Koch au dus<br />
la apariţia ia unei ştiinţe e noi – imunologia.<br />
Descoperind<br />
etiologia microbiană<br />
a bolilor infecţioase,<br />
ioase,<br />
Pasteur abordează<br />
problema prevenirii<br />
specifice a infecţiilor,<br />
iilor,<br />
punând bazele<br />
imuno-profilaxiei prin<br />
vaccinuri vii şi i cu<br />
virulenţa a atenuată.
Studiind holera găinilor, Pasteur a observat<br />
că<br />
agentul patogen al acestei infecţii<br />
ii<br />
devine avirulent prin învechirea culturii (îşi(<br />
pierde capacitatea de a produce boala).<br />
Inoculată la păsările sănătoase cultura<br />
avirulentă inducea o rezistenţă ă la boală,<br />
păsările devenind imune.
După descoperirea<br />
vaccinului antiholeric aviar,<br />
Pasteur prepară vaccinul anticărbunos (1881)<br />
şi vaccinul antirabic (1885).<br />
Prepararea acestor vaccinuri a creat baza<br />
experimentală a imunologiei, , punândup<br />
unându-se astfel<br />
la punct principiile vaccinărilor.<br />
Descoperirile de importanţă ă teoretică şi i practică<br />
fundamentală ale acestui mare savant au fost<br />
onorate de poporul francez → construirea la<br />
Paris în n 1888 a primului Institut<br />
de<br />
Microbiologie din lume.
Mycobacterium tuberculosis<br />
Robert Koch<br />
(1843-1910)<br />
1910)
Postulatele lui Koch<br />
un microorganism izolat dintr-un organism bolnav<br />
poate fi considerat agent cauzal al bolii respective;<br />
microorganismul incriminat să poată fi evidenţiat<br />
iat<br />
în n toate cazurile bolii respective, iar distribuţia ia lui<br />
să corespundă leziunilor caracteristice bolii;<br />
să poată fi izolat în n cultură pură pe medii<br />
artificiale;<br />
după cultivarea in vitro mai multe generaţii să<br />
reproducă boala la animalele sensibile, , de la care<br />
să poată fi reizolat.
Contribuţiile iile de ordin teoretic şi i practic ale lui<br />
Koch au avut o deosebită importanţă în<br />
dezvoltarea microbiologiei ca ştiinţă.<br />
Koch şi i colaboratorii săi pun la punct şi<br />
perfecţionarea tehnicilor de izolare şi<br />
identificare a bacteriilor.<br />
El introduce mediile de cultură solide în<br />
practica microbiologică şi i precizează<br />
conceptul de microb.
Ilia Mecinikov<br />
Personalitate ştiinţifică<br />
ifică<br />
care a contribuit la<br />
dezvoltarea<br />
microbiologiei ca ştiinţă.<br />
A adus prin cercetările<br />
sale o contribuţie<br />
ie<br />
însemnată la dezvoltarea<br />
imunologiei.<br />
A lucrat la Institutul<br />
Pasteur din Paris, fiind<br />
contemporan cu Pasteur<br />
şi Koch.<br />
(1845-1916<br />
1916)
descoperă rolul fagocitozei în n toată scara<br />
animală → punctul culminant al cercetărilor<br />
de filogenie comparată întreprinse de acest<br />
mare biolog.
denumeşte<br />
fagocitoza = factor determinant în<br />
apărarea naturală a organismelor.<br />
este considerat<br />
fondatorul teoriei<br />
celulare a imunităţii<br />
ii,<br />
pe care o expune în<br />
lucrarea sa „Imunitatea<br />
şi i bolile infecţioase<br />
ioase”,<br />
publicată în n 1901,<br />
pentru care primeşte<br />
în<br />
1908 premiul Nobel.
Dimitrie I. Ivanovski<br />
A pus în n evidenţă (1892) o<br />
nouă formă de existenţă ă a<br />
materiei vii, virusurile<br />
filtrabile prin descoperirea<br />
virusului mozaicului<br />
tutunului (VMT) → începe<br />
dezvoltarea unei noi ştiinţe<br />
microbiologice –<br />
virusologia.<br />
(1869-1920<br />
1920)
Ivanovski demonstrează că agentul bolii prezent<br />
în n sucul plantei de tutun este de dimensiuni<br />
foarte mici, încât trece prin porii filtrelor care reţin<br />
bacteriile.<br />
Filtratul obţinut (lipsit de bacterii sau ciuperci)<br />
inoculat la o plantă de tutun sănătoasă<br />
reproduce boala şi i agentul infecţios ios se<br />
înmulţeşte considerabil în ţesutul vegetal al<br />
gazdei.
Experienţele ele lui<br />
Ivanovski sunt<br />
confirmate în n 1898 de<br />
Martinus Beijerinck.<br />
Intuieşte te natura<br />
deosebită a agentului<br />
patogen (cunoscut<br />
ut<br />
astăzi ca virusul<br />
mozaicului tutunului).<br />
Adevăratul întemeietor<br />
al virusologiei ca ştiinţă.<br />
Martinus Beijerinck<br />
(1851-1931)<br />
1931)
2. PERIOADA MODERNĂ A<br />
DEZVOLTĂRII <strong>MICRO</strong>BIOLOGIEI
Microorganismele:<br />
→ sunt uşor u<br />
de cultivat,<br />
→ se multiplică repede,<br />
→ se pot obţine populaţii numeroase,<br />
→ au constituit un instrument favorabil pentru<br />
studiile de genetică.<br />
Anul 1953 a marcat în n această privinţă ă o<br />
etapă<br />
esenţială<br />
→ debutul<br />
biologiei<br />
moleculare.
James Watson și<br />
Francis Crick
Datorită bacteriilor au fost posibile:<br />
→ cunoaşterea mecanismului sintezei proteice<br />
→ descifrarea codului genetic<br />
→ analiza mecanismelor de reglare celulară care<br />
adaptează potenţialul genetic la necesităţile<br />
ile<br />
organismului.<br />
→ înţelegerea aprofundată a unui număr<br />
important de procese şi i fenomene<br />
caracteristice organismelor vii.
Perioada actuală a dezvoltării microbiologiei<br />
este marcată de:<br />
→ aplicarea tehnicilor de inginerie genetică<br />
→ utilizarea biotehnologiilor
Ingineria genetică → una dintre activităţile ile cele mai<br />
originale şi i mai revoluţionare ale secolului XX care<br />
a permis:<br />
→ Cunoaşterea aprofundată a biologiei bacteriei<br />
Escherichia coli<br />
→ Descoperirea plasmidelor<br />
→ o nouă revoluţie<br />
în n biologie → biotehnologia<br />
bazată pe utilizarea în n industrie a<br />
microorganismelor reprogramate genetic a efectua<br />
anumite activităţi i utile omului.
S-au<br />
realizat in vitro recombinările<br />
genetice<br />
(tehnologia ADN recombinat).<br />
Celula bacteriană care primeşte astfel o informaţie<br />
ie<br />
nouă (de la o altă bacterie, , celulă c<br />
animală sau<br />
vegetală) → devine capabilă să producă substanţa<br />
pentru care a fost programată.<br />
Aceste tehnici prezintă un mare interes pentru<br />
producerea de către bacterii a hormonilor, , a<br />
factorilor de coagulare, a enzimelor.<br />
Agricultura → transformată considerabil → crearea<br />
de plante cu proprietăţi i noi: transformarea unor<br />
plante leguminoase → vor fixa azotul atmosferic →<br />
fără ajutorul simbiozei cu bacteriile.
3. DEZVOLTAREA ŞTIINŢELOR<br />
<strong>MICRO</strong>BIOLOGICE ÎN N ROMÂNIA
Victor Babeş<br />
(1854-1926)<br />
1926)<br />
Fondatorul microbiologiei<br />
româneşti<br />
→ primul profesor de<br />
microbiologie la<br />
Facultatea de Medicină<br />
din Bucureşti.<br />
→ a studiat structura<br />
bacteriilor<br />
→ a pus în n evidenţă, , la<br />
bacilul difteric granulaţiile<br />
metacromatice<br />
(granulaţiile<br />
Babeş –<br />
Ernst).
A făcut cercetări asupra: : leprei, l<br />
tuberculozei,<br />
holerei, turbării<br />
bării.<br />
A descoperit în n neuronii animalelor moarte de<br />
turbare corpusculi caracteristici, cu valoare de<br />
diagnostic → corpusculii Babeş – Negri.<br />
Împreună cu profesorul francez V. Cornil<br />
a<br />
publicat în 1885 primul tratat de bacteriologie şi<br />
anatomie patologică din lume intitulat “Bacteriile<br />
şi<br />
rolul lor<br />
în n etiologia, anatomia şi i histologia<br />
patologică a bolilor infecţioase<br />
ioase”.
A descoperit peste 40 de microorganisme<br />
patogene<br />
A creat grupul taxonomic care-i i poartă numele:<br />
familia Babesiidae.
A preparat p<br />
după o metodă proprie vaccinul<br />
antirabic, introducând vaccinarea antirabică<br />
în ţara noastră.<br />
A introdus pentru prima dată la noi în ţară<br />
seroterapia antidifterică, , România fiind prima<br />
ţară din lume în n care serul antidifteric<br />
preparat de el a fost aplicat pe scară largă.<br />
A creat la Bucureşti<br />
în n 1888 „Institutul de<br />
Bacteriologie”<br />
(astăzi<br />
„Institutul Victor<br />
Babeş”), al treilea institut de bacteriologie din<br />
lume.
A activat în n domeniul<br />
bacteriologiei, imunologiei,<br />
epidemiologiei.<br />
A studiat s<br />
în n cadrul Institutului<br />
Pasteur din Paris, fiind elevul<br />
lui Ilia Mecinikov.<br />
Ioan Cantacuzino<br />
(1863-1934)<br />
1934)<br />
A înfiinţat la Bucureşti<br />
Laboratorul de medicină<br />
experimentală → 1921 →<br />
Institutul de seruri şi i vaccinuri,<br />
institut care îşi i continuă<br />
activitatea şi i astăzi sub<br />
numele de „Institutul Dr. I.<br />
Cantacuzino”.
A adus o contribuţie<br />
ie ştiinţifică ifică originală la<br />
cunoaşterea fenomenelor de apărare nespecifică a<br />
organismelor: aparatele şi i funcţiile<br />
fagocitare<br />
în<br />
regnul animal, imunitatea la nevertebrate.<br />
O contribuţie<br />
ie ştiinţifică ifică deosebită a adus-o în<br />
domeniul medicinei preventive, în n laboratorul său<br />
preparându-se vaccinul antiholeric, anticărbunos,<br />
antituberculos etc.<br />
O mare parte din activitatea ştiinţifică<br />
ifică şi i practică a<br />
savantului a fost îndreptată spre combaterea<br />
tuberculozei.<br />
A introdus i<br />
vaccinarea antituberculoasă în n 1926, ţara<br />
noastră fiind a doua din lume care a folosit-o.<br />
o.
Constantin Levaditi (1874-1953)<br />
1953)<br />
s-a a remarcat prin cercetări în n domeniul imunologiei,<br />
virusologiei şi i chimioterapiei.<br />
Constantin Ionescu-Mihăie<br />
Mihăieşti<br />
(1883-1962)<br />
1962)<br />
a avut un rol important în n organizarea şi i dezvoltarea<br />
Institutului „Dr. I. Cantacuzino” şi i formarea<br />
microbiologilor din România.<br />
Cercetările sale originale se referă la metabolismul şi<br />
imunochimia bacilului tuberculozei, studii asupra<br />
poliomielitei, holerei, antraxului etc.
Mihai Ciucă<br />
(1883-1969)<br />
1969)<br />
Constantin Ionescu-<br />
Mihăieşti<br />
(1883-1962)<br />
1962)
Mihai Ciucă (1883-1969)<br />
1969)<br />
a publicat numeroase lucrări legate de:<br />
→ fenomenul de lizogenie,<br />
→ salmoneloze,<br />
→ infecţii ii de spital<br />
a avut un rol esenţial<br />
în n eradicarea malariei în<br />
ţara noastră.
Dumitru Combiescu (1887-1961):<br />
1961):<br />
→ aduce contribuţii ii originale importante privind variabilitatea<br />
microorganismelor, imunitatea şi i infecţia<br />
ia în n antrax, studii<br />
referitoare la rickettsioze, leptospiroze, tifos exantematic.<br />
Ştefan S. Nicolau (1896-1967):<br />
1967):<br />
→ este creatorul şcolii româneşti de virusologie şi i fondatorul<br />
institutului respectiv.<br />
→ a publicat lucrări originale în n domeniul herpesului, turbării,<br />
hepatitelor virale, oncogenezei virale, , variabilităv<br />
ariabilităţii ii virusurilor,<br />
imunităţii<br />
ii în n viroze etc.<br />
Gheorghe Zarnea<br />
→ activitate în n domeniul microbiologiei generale, imunologiei,<br />
virusologiei şi i ecologiei microorganismelor → remarcabilă.<br />
Demne de menţionat sunt cele cinci volume ale tratatului de<br />
Microbiologie generală apărute în n prestigioasa editură a<br />
Academiei Române.
4. RAMURILE <strong>MICRO</strong>BIOLOGIEI
Ramurile microbiologiei<br />
Ramura<br />
Microbiologie medicală<br />
umană<br />
Microbiologie medicală<br />
veterinară<br />
Obiectul de studiu<br />
Producţia preparatelor biologice, profilactice<br />
şi de diagnostic cu ajutorul cărora se asigură<br />
controlul bolilor infecţioase umane.<br />
Controlul bolilor comune omului şi<br />
animalelor, precum şi controlul microbiologic<br />
al alimentelor de natură animală.<br />
Controlul microbiologic al mediului, apei,<br />
aerului şi îmbunătăţirea calităţii acestora.<br />
Ecologia microorganismelor Utilizarea procedeelor microbiologice de<br />
epurare şi tratare a deşeurilor urbane şi<br />
industriale.<br />
Microbiologie acvatică Rolul microorganismelor acvatice în<br />
bioproducţie şi recircularea elementelor<br />
biogene.<br />
Rolul microorganismelor în asigurarea<br />
Microbiologia solului fertilităţii naturale a solului şi utilizarea<br />
preparatelor microbiene în calitate de<br />
biofertilizatori.<br />
Microbiologie geologică<br />
Microbiologia insectelor<br />
Biotehnologii microbiene<br />
Rolul microorganismelor în formarea unor<br />
zăcăminte şi utilizarea lor în extragerea<br />
elementelor utile, prospectarea şi recuperarea<br />
petrolului.<br />
Speciile de virusuri, bacterii şi fungi care<br />
populează corpul insectelor şi utilizarea lor<br />
pentru combaterea biologică a insectelor<br />
dăunătoare.<br />
Utilizarea microorganismelor în vederea<br />
obţinerii unor produse alimentare clasice:<br />
bere, alcool, pâine, carne, conserve etc.<br />
Obţinerea de proteine microbiene cu utilizare<br />
alimentară sau furajeră.<br />
Obţinerea de medicamente şi a altor produse<br />
necesare în medicină: antibiotice, vitamine,<br />
hormoni, aminoacizi, acizi organici, enzime,<br />
alcaloizi, activatori ai creşterii etc.