Definition, Geschichte, Klassifikation und Fun Facts über Mikrobiologie
Was ist die Definition der Mikrobiologie? Was ist die Geschichte und warum ist es so wichtig in der Medizin? Was können Fakten über Mikroorganismen Sie überraschen?
Das Studium der Mikrobiologie - Definition
Mikrobiologie wird einfach definiert als das Studium von Mikroorganismen, wobei "Mikro" klein und "Biologie" sich auf das Studium von Lebewesen bezieht. Die untersuchten Mikroorganismen sind sehr unterschiedlich und das Gebiet der Mikrobiologie ist in viele Teilbereiche unterteilt.
Das Gebiet der Mikrobiologie ist für den Menschen von entscheidender Bedeutung, nicht nur wegen der Infektionskrankheiten, die durch diese Mikroben verursacht werden, sondern weil "gute" Mikroorganismen notwendig sind, damit wir auf dem Planeten leben können. Wenn man bedenkt, dass die Bakterien in und auf unserem Körper zahlenmäßig viel größer sind als unsere eigenen Zellen, könnte dieses Studiengebiet als einer der wichtigsten Bereiche des Wissens und des Studiums betrachtet werden.
Arten von Mikroorganismen - Klassifizierung
Mikroorganismen oder "Mikroben" sind kleine Lebewesen. Die meisten dieser Organismen können mit bloßem Auge nicht gesehen werden, und bis zur Erfindung der Mikroskop- und Keimtheorie hatten wir keine Ahnung, wie zahlreich sie sind.
Mikroben sind fast überall auf der Erde gefunden. Sie sind in kochenden Wasserbecken in Yellowstone und in vulkanischen Schloten in den tiefsten Tiefen des Meeres zu finden. Sie können in Salinen leben und einige in Salzwasser gedeihen (so viel für die Verwendung von Salz als Konservierungsmittel .) Einige brauchen Sauerstoff zum Wachsen und andere nicht.
Der "härteste" Mikroorganismus der Welt ist ein Bakterium mit dem Namen Deinococcus radio trans , ein Bakterium, das Strahlung in einem phänomenalen Ausmaß widerstehen kann, wie es der Name andeutet, aber auch ohne Wasser überleben kann, wenn es starken Säuren ausgesetzt wird und sogar im Vakuum.
Klassifizierung von Mikroorganismen in der Mikrobiologie
Es gibt viele verschiedene Wege, auf denen Wissenschaftler die Millionen von Mikroben in unserer Mitte klassifiziert haben und dabei versucht haben, Sinn zu machen.
Multizellular vs einzellig vs azellular - Eine der Möglichkeiten, Mikroben klassifiziert werden, ist, ob sie Zellen haben, und wenn ja, wie viele. Mikroorganismen können sein:
- Mehrzellig - mit mehr als einer Zelle.
- Unicelli - Eine einzelne Zelle haben.
- Azelluläre - Fehlende Zellen, wie Viren und Prionen. (Es gab Diskussionen darüber, ob Viren wirklich Lebewesen sind, da sie außerhalb eines Wirts nicht überleben können, und Prionen werden normalerweise als "infektiöse Proteine" und nicht als Mikroben bezeichnet.)
Eukaryoten gegen Prokaryoten Eine andere Art, in der Mikroorganismen klassifiziert werden, hat mit dem Zelltyp zu tun. Dazu gehören Eukaryoten und Prokaryoten:
- Eukaryoten sind Mikroben mit "komplexen Zellen", die einen echten Kern und membrangebundene Organellen aufweisen. Beispiele für Eukaryoten umfassen Helminthen (Würmer), Protozoen , Algen, Pilze und Hefen.
- Prokaryoten sind Mikroben mit "einfachen Zellen", die keinen echten Kern und keine membrangebundenen Organellen aufweisen. Beispiele umfassen Bakterien.
Zu den Hauptklassen von Mikroorganismen gehören - Die verschiedenen Arten von Mikroben können auch unterteilt werden in:
- Parasiten - Parasiten sind manchmal beängstigender als andere Mikroorganismen, zumindest wenn sie mit dem bloßen Auge betrachtet werden können. Parasiten gehören Helminthen (Würmer), Egel, Protozoen und mehr. Beispiele für parasitäre Infektionen sind Malaria , Giardia und Afrikanische Schlafkrankheit. Ascariasis (Fadenwürmer) sind diejenigen, die eine Milliarde Menschen weltweit infizieren.
- Pilze (und Hefen) - Pilze sind Mikroorganismen, die in gewisser Weise Pflanzen ähnlich sind. Wenn Sie Fußpilz oder eine Pilzinfektion hatten, sind Sie mit einigen Pilzinfektionen vertraut. Diese Kategorie umfasst auch Pilze und Schimmelpilze. Wie Bakterien haben wir auch viele "gute Pilze", die auf unserem Körper leben und keine Krankheiten verursachen.
- Bakterien - Wir haben mehr Bakterien in und auf unserem Körper als menschliche Zellen, aber die große Mehrheit dieser Bakterien sind "gesunde Bakterien". Sie schützen uns vor Infektionen durch schlechte oder pathologische Bakterien und spielen eine Rolle bei der Verdauung unserer Nahrung. Beispiele für Infektionen durch Bakterien sind Tuberkulose und Halsentzündung.
- Viren - Viren sind in der Natur reichlich vorhanden, obwohl die meisten Menschen mit solchen vertraut sind, die menschliche Krankheiten verursachen. Viren können auch andere Mikroorganismen wie Bakterien sowie Pflanzen infizieren. Immunisierungen haben das Risiko für einige beängstigende Krankheiten verringert, aber andere, wie Ebola und das Zika-Virus , erinnern uns daran, dass wir nicht begonnen haben, diese Miniatur-Bedrohungen zu überwinden.
- Prionen - Die meisten Wissenschaftler klassifizieren Prionen derzeit nicht als Mikroorganismen, sondern als "infektiöse Proteine". Das heißt, sie werden oft von Virologen untersucht, Prionen sind im Wesentlichen ein Stück abnormal gefaltetes Protein und scheinen anfangs nicht beängstigend. Doch Prionenkrankheiten wie Rinderwahnsinn gehören zu den am meisten gefürchteten Infektionskrankheiten.
Geschichte der Mikrobiologie
Was wir jetzt über Mikroorganismen wissen und was weiter unten besprochen wird, ist in der Geschichte relativ neu. Werfen wir einen kurzen Blick auf die Geschichte der Mikrobiologie:
Erstes Mikroskop / erste Mikroorganismen visualisiert - Der erste große Schritt in der Mikrobiologie kam zustande, als van Leeuwenhoek (1632-1723) das erste Einzellinsenmikroskop schuf. Durch eine Linse mit einer ca. 300-fachen Vergrößerung konnte er zum ersten Mal Bakterien sichtbar machen (durch Abschaben von den Zähnen).
Entwicklung der Keimtheorie - Der menschliche Körper wurde von drei Wissenschaftlern als Infektionsquelle erkannt:
- Dr. Oliver Wendall Holmes fand heraus, dass Frauen, die zu Hause geboren wurden, eine geringere Wahrscheinlichkeit für Infektionen aufwiesen als Frauen, die in ein Krankenhaus eingeliefert wurden.
- Dr. Ignaz Semmelweis verband Infektionen mit Ärzten, die direkt aus dem Obduktionsraum in die Entbindungsstation gingen, ohne sich die Hände zu waschen.
- Joseph Lister führte aseptische Techniken ein, die sowohl das Händewaschen als auch die Verwendung von Hitze zur Sterilisation umfassten.
Keimtheorie - Die beiden Personen, die am meisten der Akzeptanz der Keimtheorie zugeschrieben wurden, waren Louis Pasteur und Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteur wird die Theorie der Biogenese zugeschrieben, die besagt, dass alle Lebewesen aus etwas stammen und nicht aus der vorherrschenden Sichtweise zur Zeit der spontanen Entstehung. Er behauptete, dass viele Krankheiten durch Mikroben verursacht wurden (und nicht durch Sünde, Gottes Zorn und andere mögliche Ursachen). Er zeigte, dass Mikroorganismen für die Fermentierung und den Verderb verantwortlich sind und entwickelte die Methode, die heute noch Pasteurisierung genannt wird. Er entwickelte auch Tollwut und Anthrax-Impfstoffe.
- Robert Koch (1843-1910) - Koch ist der Autor von "Kochs Postulaten" die wissenschaftliche Reihe von Schritten, die die Keimtheorie bewiesen und die in wissenschaftlichen Studien seit (mit einigen Revisionen) verwendet wurde. Er identifizierte die Ursache von Tuberkulose, Anthrax und Cholera.
Seit dieser Zeit gehören zu den Sehenswürdigkeiten:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski entdeckt den ersten Virus.
- 1928 - Alexander Flemming entdeckt Penicillin.
- 1995 - Die erste mikrobielle genomische Sequenz wurde veröffentlicht.
Infektiöse Mikroorganismen
Wenn wir an Mikroorganismen denken, denken die meisten von uns an Krankheiten, obwohl diese kleinen "Käfer" uns eher helfen als uns verletzen. (Lesen Sie im Folgenden über "gute Mikroben" nach.)
Bis vor weniger als einem Jahrhundert und zur Zeit an vielen Orten der Welt waren Infektionen mit Mikroorganismen die häufigste Todesursache. Die Lebenserwartung in den Vereinigten Staaten hat sich im letzten Jahrhundert dramatisch verbessert, nicht nur weil wir länger leben, sondern auch, weil in der Kindheit weniger Kinder sterben.
In den Vereinigten Staaten sind Herzkrankheiten und Krebs heute die ersten und zweiten Haupttodesursachen. Weltweit jedoch Infektionskrankheiten. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sind in Ländern mit niedriger Wirtschaftskraft weltweit die häufigsten Todesursachen Infektionen der unteren Atemwege, gefolgt von Durchfallerkrankungen.
Das Aufkommen von Impfungen und Antibiotika und vor allem sauberes Wasser hat unsere Besorgnis über infektiöse Organismen verringert, aber es wäre nicht gut, arrogant zu sein. Gegenwärtig stehen wir nicht nur vor neuen Infektionskrankheiten, sondern auch vor Antibiotikaresistenzen, und viele Experten sind der Meinung, dass wir für die nächste Pandemie längst überfällig sind.
Mikroorganismen, die dem Menschen helfen - "Good Microbes"
Obwohl wir selten darüber sprechen, sind Mikroorganismen nicht nur hilfreich, sondern in fast jedem Aspekt unseres Lebens notwendig. Mikroben sind wichtig in:
- Schutz unserer Körper vor "schlechten" Mikroben.
- Lebensmittel herstellen - Von Joghurt bis zu alkoholischen Getränken ist die Fermentation eine Methode, bei der das Wachstum von Mikroorganismen zur Erzeugung von Nahrung genutzt wird. Dies ist ein Beispiel, aber Mikroben sind für einen Großteil des Lebens die Basis der Nahrungskette
- Abbau von Abfällen auf dem Boden und Recycling von atmosphärischen Gasen oben. Bakterien können sogar mit schwierigen Abfällen wie Ölverschmutzungen und Atommüll helfen.
- Bakterien in unserem Körper sind verantwortlich für die Herstellung von Vitaminen wie Vitamin K und einige B-Vitamine. Bakterien sind auch sehr wichtig für die Verdauung.
- Im Bereich der Kryptographie wird sogar nach Wegen gesucht, wie Bakterien als Festplatte zum Speichern von Informationen genutzt werden können.
Mikroben erfüllen nicht nur viele Funktionen für uns - sie sind ein Teil von uns. Es wird angenommen, dass die Bakterien in und auf unserem Körper die Anzahl unserer Zellen um den Faktor 10 zu 1 übersteigen.
Sie haben wahrscheinlich das Neueste über gesunde Ernährung gehört. Zusätzlich zu dem Verzehr von Brokkoli und Blaubeeren wurde uns nun gesagt, dass wir täglich oder zumindest so oft wie möglich fermentierte Lebensmittel essen sollen. Bei Bakterien gäbe es keine Fermentation.
Bei der Geburt haben Babys keine Bakterien in ihrem Körper. Sie erhalten ihre ersten Bakterien, wenn sie die Geburtenkontrolle passieren. (Das Fehlen von Bakterien im Geburtskanal wird von einigen als der Grund angesehen, warum Adipositas und Allergien häufiger bei Babys auftreten, die von C-Sektionen versorgt werden.)
Wenn Sie die Nachrichten in letzter Zeit gelesen haben, wurde sogar postuliert, dass die Bakterien in unseren Eingeweiden für unsere täglichen Stimmungen verantwortlich sind. lernen, wie man gesunde Darmbakterien hat . Die Untersuchung des Mikrobioms wird nun verwendet, um viele Dinge zu erklären, beispielsweise warum Antibiotika zu Gewichtszunahme führen können.
Felder der Mikrobiologie
Es gibt verschiedene Bereiche auf dem Gebiet der Mikrobiologie. Ein Beispiel für einige dieser Felder, aufgeschlüsselt nach Art des Organismus, umfasst:
- Parasitologie - Das Studium der Parasitologie
- Mykologie - Das Studium der Pilze
- Bakteriologie - Das Studium von Bakterien
- Virologie - Das Studium von Viren
- Protozoologie - Das Studium der Protozoen
- Phykologie - Das Studium der Algen
- Immunologie - Das Studium des Immunsystems
Felder der Mikrobiologie können auch nach Bereichen gegliedert werden, um eine breite Palette von Themen zu umfassen. Einige Beispiele unter vielen umfassen:
- Mikrobielle Physiologie (Wachstum, Stoffwechsel und Struktur von Mikroben)
- Mikrobielle Genetik
- Mikrobielle Evolution
- Umweltmikrobiologie
- Industrielle Mikrobiologie (zB Abwasserbehandlung)
- Lebensmittelmikrobiologie (Fermentation)
- Biotechnologie
- Bioremediation.
Die Zukunft der Mikrobiologie
Das Gebiet der Mikrobiologie ist faszinierend und es gibt mehr, was wir nicht wissen. Was wir vielleicht am meisten auf diesem Gebiet gelernt haben, ist, dass es so viel mehr zu lernen gibt.
Mikroben können nicht nur Krankheiten verursachen, sondern sie können auch eingesetzt werden, um Medikamente gegen andere Mikroben (z. B. Penicillin) zu entwickeln. Einige Viren scheinen Krebs zu verursachen, während andere zur Krebsbekämpfung eingesetzt werden.
Einer der wichtigsten Gründe für Menschen, über Mikrobiologie zu lernen, ist Respekt vor diesen "Kreaturen", die uns weit überlegen sind. Es wird vermutet, dass die Antibiotikaresistenz aufgrund der unsachgemäßen Verwendung nicht nur von Antibiotika, sondern auch von antibakteriellen Seifen erhöht ist. Und das nur, wenn wir die Mikroben betrachten, die wir derzeit erkennen. Angesichts der aufkommenden Infektionskrankheiten und unserer Fähigkeit, auf drei Flügen fast überall auf der Welt zu reisen, besteht ein großer Bedarf für die Ausbildung und Vorbereitung von Mikrobiologen.
> Quellen
- > Kasper, Dennis L., Anthony S. Fauci und Stephen L. .. Hauser. Harrisons Prinzipien der inneren Medizin. New York: Mc Graw-Hill Bildung, 2015. Drucken.
- > Smolinska S., Groeger, D. und L. O'Mahony. Biologie des Mikrobioms 1: Wechselwirkungen mit der Immunantwort des Wirts. Gastroenterologie-Kliniken von Nordamerika . 2017. 4691): 19-35.