Vsebina
- Vrste mikroorganizmov
- Klasifikacija mikroorganizmov v mikrobiologiji
- Zgodovina mikrobiologije
- Nalezljivi mikroorganizmi
- Mikroorganizmi, ki so koristni za ljudi
- Področja mikrobiologije
- Prihodnost mikrobiologije
Področje mikrobiologije je za človeka ključnega pomena, ne samo zaradi nalezljivih bolezni, ki jih povzročajo ti mikrobi, temveč tudi zato, ker so za življenje na planetu potrebni "dobri" mikroorganizmi. Glede na to, da so bakterije v naših telesih in na njih večja od lastnih celic, bi lahko to študijsko področje veljalo za eno najpomembnejših področij znanja in preučevanja.
Vrste mikroorganizmov
Mikroorganizmi ali "mikrobi" so majhna živa bitja. Večine teh organizmov s prostim očesom ni mogoče videti in do izuma teorije mikroskopa in zarodkov nismo imeli pojma, kako bogati so.
Mikrobe najdemo skoraj kjer koli na zemlji. Najdemo jih v vrelih bazenih vode v Yellowstoneu in v vulkanskih odprtinah na najnižjih morskih globinah. Lahko živijo v slanih stanovanjih, nekateri pa uspevajo v slani vodi (toliko za uporabo soli kot konzervansa.) Nekateri potrebujejo kisik, da rastejo, drugi pa ne.
"Najtežji" mikroorganizem na svetu je bakterija, imenovana Deinococcus radio trans, bakterija, ki lahko fenomenalno prenese sevanje, kot pove že njeno ime, lahko pa preživi tudi brez vode, izpostavljenosti močnim kislinam in celo v vakuumu.
Klasifikacija mikroorganizmov v mikrobiologiji
Znanstveniki so na več različnih načinov razvrstili milijone mikrobov v naši sredini in jih s tem poskušali razumeti.
Večcelično vs enocelično vs brezcelično
Eden od načinov razvrstitve mikrobov je glede na to, ali imajo celice ali ne, in če imajo, koliko. Mikroorganizmi so lahko:
- Večcelična - ima več celic.
- Enocelična - z eno samo celico.
- Acelularno - primanjkuje celic, kot so virusi in prioni. (Prione običajno imenujejo "nalezljive beljakovine" in ne mikrobi.)
Evkarioti proti Prokarionti
Drug način razvrščanja mikroorganizmov je povezan s tipom celice. Sem spadajo evkarionti in prokarionti:
- Eukarioti so mikrobi s "kompleksnimi celicami", ki imajo pravo jedro in na membrano vezane organele. Primeri evkariontov vključujejo helminte (črve), praživali, alge, glive in kvasovke.
- Prokarionti so mikrobi s "preprostimi celicami", ki nimajo pravega jedra in jim manjkajo membransko vezani organeli. Primeri vključujejo bakterije.
Glavni razredi mikroorganizmov
Različne vrste mikrobov lahko razdelimo tudi na:
- Paraziti: Paraziti so včasih bolj zastrašujoči kot drugi mikroorganizmi, vsaj kadar jih je mogoče gledati s prostim očesom. Med zajedavce spadajo helminti (črvi), metiši, praživali in drugi. Primeri parazitskih okužb so malarija, giardije in afriška spalna bolezen. Znano je, da Ascariasis (okrogli črvi) okuži 1 milijardo ljudi po vsem svetu.
- Glive in kvasovke: Glive so mikroorganizmi, ki so na nek način podobni rastlinam. Kvasovke so vrsta gliv. Primeri vključujejo atletsko stopalo ali druge vrste okužb s kvasom, ki vse spadajo v razred glivičnih okužb. V to kategorijo spadajo tudi gobe in plesni. Tako kot bakterije imamo tudi mi veliko "dobrih gliv", ki živijo v našem telesu in ne povzročajo bolezni.
- Bakterije: V telesu in na njem imamo več bakterij kot človeške celice, vendar je velika večina teh bakterij "zdravih bakterij". Ščitijo nas pred okužbami pred slabimi ali patološkimi bakterijami in igrajo pomembno vlogo pri prebavi naše hrane. Primeri okužb, ki jih povzročajo bakterije, vključujejo tuberkulozo in strep v grlu.
- Virusi: Virusi so v naravi številni, čeprav večina ljudi pozna tiste, ki povzročajo človeške bolezni. Virusi lahko okužijo tudi druge mikroorganizme, kot so bakterije, pa tudi rastline. Imunizacije so zmanjšale tveganje za nekatere zastrašujoče bolezni, vendar nas druge, na primer ebola in virus Zika, opozarjajo, da teh miniaturnih groženj še nismo začeli osvajati.
- Prioni: Večina znanstvenikov v tem času prionov ne uvršča med mikroorganizme, temveč kot "nalezljive beljakovine". Kljub temu jih pogosto preučujejo virologi. Prioni so v bistvu del nenormalno zloženih beljakovin in sprva morda niso videti zastrašujoči. Vendar so prionske bolezni, kot je bolezen norih krav, nekatere najbolj nalezljive bolezni.
Zgodovina mikrobiologije
Kar zdaj vemo o mikroorganizmih in o čemer bomo razpravljali v nadaljevanju, je v zgodovini razmeroma novo. Oglejmo si na kratko zgodovino mikrobiologije:
Prvi vizualizirani mikroskop / prvi mikroorganizmi: Prvi pomemben korak v mikrobiologiji se je zgodil, ko je van Leeuwenhoek (1632-1723) ustvaril prvi, enojni lečni mikroskop. Skozi lečo, ki je imela povečavo približno 300X, je lahko prvič vizualiziral bakterije (iz strganja z zob.)
Razvoj teorije o zarodkih: Trije znanstveniki so človeški organizem prepoznali kot vir okužbe:
- Dr. Oliver Wendall Holmes ugotovili, da ženske, ki so rodile doma, manj verjetno razvijejo okužbe kot tiste, ki so rodile v bolnišnici.
- Dr. Ignaz Semmelweis povezala okužbe z zdravniki, ki so šli neposredno iz sobe za obdukcije v porodnišnico, ne da bi si umili roke.
- Joseph Lister uvedli aseptične tehnike, vključno s pranjem rok in uporabo toplote za sterilizacijo.
Teorija o kalčkih: Za sprejetje teorije o zarodkih sta bila najbolj zaslužna Louis Pasteur in Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteur je zaslužen za teorijo biogeneze, saj ugotavlja, da vsa živa bitja izhajajo iz nečesa in ne iz prevladujočega pogleda v času spontane generacije. Trdil je, da številne bolezni povzročajo mikrobi (ne pa greh, božja jeza in drugi možni vzroki.) Pokazal je, da so mikroorganizmi odgovorni za fermentacijo in kvarjenje, in razvil metodo, imenovano pasterizacija, ki se uporablja še danes. Razvil je tudi cepiva proti steklini in antraksu.
- Robert Koch (1843-1910): Koch je avtor "Kochovih postulatov" znanstvenega niza korakov, ki so dokazali teorijo o zarodkih in se v znanstvenih študijah uporablja že od (z nekaterimi popravki.) Ugotovil je vzrok za tuberkulozo, antraks in kolero.
Od takrat nekaj znamenitosti vključuje:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski odkril prvi virus.
- 1928 - Aleksander Fleming odkril penicilin.
- 1995 - Objavljeno je bilo prvo mikrobno genomsko zaporedje.
Nalezljivi mikroorganizmi
Ko pomislimo na mikroorganizme, večina od nas pomisli na bolezen, čeprav so ti majhni "hrošči" na splošno bolj verjetni, da nam bodo pomagali kot škodovali. (Ne pozabite prebrati o "dobrih mikrobih" spodaj.)
Do pred slabim stoletjem in danes so bile marsikje po svetu okužbe z mikroorganizmi glavni vzrok smrti. Pričakovana življenjska doba v ZDA se je v zadnjem stoletju močno izboljšala, ne samo zato, ker živimo dlje, ampak predvsem zato, ker v otroštvu umre manj otrok.
V ZDA so bolezni srca in rak zdaj prvi in drugi vzrok smrti. Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije so v državah z nizkim dohodkom po vsem svetu glavni vzrok smrti okužbe spodnjih dihal, ki jim sledijo driske.
Pojav cepljenja in antibiotikov ter še pomembneje čiste vode je znižal našo zaskrbljenost zaradi nalezljivih organizmov, vendar bi bilo nesmiselno biti aroganten. Trenutno se ne soočamo samo z nalezljivimi boleznimi, temveč tudi z odpornostjo na antibiotike.
Mikroorganizmi, ki so koristni za ljudi
Čeprav o tem le redko govorimo, mikroorganizmi niso le koristni, ampak tudi potrebni v skoraj vseh vidikih našega življenja. Mikrobi so pomembni pri:
- Zaščita našega telesa pred "slabimi" mikrobi.
- Priprava hrane: Od jogurta do alkoholnih pijač je fermentacija metoda, pri kateri rast mikrobov uporabljamo za ustvarjanje hrane. To je en primer, vendar so mikrobi dno prehranjevalne verige večino življenja.
- Razgradnja odpadkov na tleh in recikliranje atmosferskih plinov zgoraj. Bakterije lahko pomagajo celo pri težkih odpadkih, kot so razlitje nafte in jedrski odpadki.
- Proizvodnja vitaminov, kot so vitamin K in nekateri vitamini B. Bakterije so izjemno pomembne tudi za prebavo.
- Shranjevanje informacij: Področje kriptografije celo preučuje načine, kako lahko bakterije uporabimo kot trdi disk za shranjevanje informacij.
Ne samo, da mikrobi opravljajo številne funkcije za mi-oni so del nas. Menijo, da so bakterije v naših telesih in na njih večja od naših celic za 10 do ena.
Verjetno ste že slišali najnovejše informacije o zdravi prehrani. Večina zdravstvenih strokovnjakov poleg uživanja brokolija in borovnic priporoča tudi uživanje fermentirane hrane vsak dan ali vsaj čim pogosteje. Brez bakterij ne bi prišlo do fermentacije.
Dojenčki ob rojstvu nimajo bakterij v telesu. Prve bakterije pridobijo ob prehodu skozi porodni kanal. (Nekateri menijo, da je pomanjkanje izpostavljenosti bakterijam preko rojstnega kanala razlog, da so debelost in alergije pogostejši pri dojenčkih s C-rezom.)
Če ste zadnje čase prebrali novice, se celo domneva, da so bakterije v naših črevesjih odgovorne za naše vsakodnevno razpoloženje. Študija mikrobioma se zdaj uporablja za razlago mnogih stvari, na primer, zakaj lahko antibiotiki povzročijo povečanje telesne mase.
Področja mikrobiologije
Na področju mikrobiologije obstaja več različnih področij. Primer nekaterih teh polj, razčlenjenih po vrstah organizmov, vključuje:
- Parazitologija: Študij parazitologije
- Mikologija: Študija gliv
- Bakteriologija: Preučevanje bakterij
- Virologija: Študija virusov
- Protozoologija: Študija praživali
- Fikologija: Preučevanje alg
Področja mikrobiologije lahko razdelimo tudi po obsegu, tako da vključujejo širok spekter tem. Nekaj primerov med mnogimi je:
- Mikrobiološka fiziologija (rast, presnova in zgradba mikrobov)
- Mikrobna genetika
- Razvoj mikrobov
- Okoljska mikrobiologija
- Industrijska mikrobiologija (na primer čiščenje odpadnih voda)
- Živilska mikrobiologija (fermentacija)
- Biotehnologija
- Bioremediacija
Prihodnost mikrobiologije
Področje mikrobiologije je fascinantno in še več jih ne vemo. Na tem področju smo morda največ pridobili v znanju, da se je treba še veliko naučiti.
Ne samo, da lahko mikrobi povzročajo bolezni, ampak jih lahko uporabimo za razvoj zdravil za boj proti drugim mikrobom (na primer penicilin.) Zdi se, da nekateri virusi povzročajo raka, druge pa ocenjujejo kot način boja proti raku.
Eden najpomembnejših razlogov, da se ljudje naučijo mikrobiologije, je spoštovanje teh "bitij", ki nas daleč presegajo. Menijo, da se odpornost na antibiotike poveča zaradi nepravilne uporabe ne samo antibiotikov, temveč tudi antibakterijskih mil. In to šele, ko gledamo mikrobe, ki jih trenutno prepoznamo. Z naraščajočimi nalezljivimi boleznimi in z našo sposobnostjo potovanja skoraj povsod po svetu s tremi leti obstaja velika potreba po izobrazbi in pripravi mikrobiologov.