Sadržaj
- Vrste mikroorganizama
- Klasifikacija mikroorganizama u mikrobiologiji
- Povijest mikrobiologije
- Zarazni mikroorganizmi
- Mikroorganizmi koji su korisni ljudima
- Područja mikrobiologije
- Budućnost mikrobiologije
Područje mikrobiologije presudno je za ljude, ne samo zbog zaraznih bolesti koje uzrokuju ti mikrobi, već i zato što su nam za život na planeti potrebni "dobri" mikroorganizmi. Uzimajući u obzir da bakterije u i na našim tijelima premašuju naše stanice, ovo bi se područje proučavanja moglo smatrati jednim od najvažnijih područja znanja i proučavanja.
Vrste mikroorganizama
Mikroorganizmi ili "mikrobi" su mala živa bića. Većinu ovih organizama nije moguće vidjeti golim okom, a do izuma teorije mikroskopa i klica nismo imali pojma koliko ih ima u izobilju.
Mikrobi se nalaze gotovo bilo gdje na zemlji. Nalaze se u kipućim vodenim bazenima u Yellowstoneu i u vulkanskim otvorima na najnižim dubinama mora. Mogu živjeti u slanim stanovima, a neki uspijevaju u slanoj vodi (toliko za upotrebu soli kao konzervansa.) Nekima je potreban kisik za rast, a drugima ne.
"Najteži" mikroorganizam na svijetu je bakterija tzv Deinococcus radio trans, bakterija koja može podnijeti zračenje do fenomenalnog stupnja kako joj samo ime govori, ali može preživjeti i bez vode, izloženosti jakim kiselinama, pa čak i kad se stavi u vakuum.
Klasifikacija mikroorganizama u mikrobiologiji
Postoje mnogi različiti načini na koje su znanstvenici klasificirali i pritom pokušali razumjeti milijune mikroba u našoj sredini.
Višećelijski vs Jednoćelijski vs Nećelijski
Jedan od načina na koji se mikrobi klasificiraju je prema tome imaju li stanice ili ne, i ako imaju, koliko. Mikroorganizmi mogu biti:
- Višećelijski - Ima više od jedne stanice.
- Jednoćelijski - Ima jednu ćeliju.
- Acelularne - Nedostaju stanice, poput virusa i priona. (Prione se obično naziva "zaraznim proteinima", a ne mikrobima.)
Eukarioti vs Prokarioti
Drugi način klasifikacije mikroorganizama povezan je s vrstom stanice. Tu spadaju eukarioti i prokarionti:
- Eukarioti su mikrobi sa "složenim stanicama" koje imaju istinsku jezgru i organele vezane za membranu. Primjeri eukariota uključuju helminte (crve), protozoe, alge, gljivice i kvasce.
- Prokarioti su mikrobi s "jednostavnim stanicama" koji nemaju pravu jezgru i nedostaju im organele povezane s membranom. Primjeri uključuju bakterije.
Glavne klase mikroorganizama
Različite vrste mikroba također se mogu podijeliti na:
- Paraziti: Paraziti su ponekad zastrašujući od ostalih mikroorganizama, barem kad ih se može gledati golim okom. Paraziti uključuju helminte (crve), metilje, praživotinje i druge. Primjeri parazitskih infekcija uključuju malariju, giardije i afričku bolest spavanja. Poznato je da Ascariasis (okrugli crvi) zaraze milijardu ljudi širom svijeta.
- Gljive i kvasci: Gljive su mikroorganizmi koji su na neki način slični biljkama. Kvasci su vrsta gljiva. Primjeri uključuju gljivičnu infekciju stopala ili druge vrste kvasnih infekcija, koje sve spadaju u skupinu gljivičnih infekcija. Ova kategorija također uključuje gljive i plijesni. Poput bakterija, i mi imamo mnogo "dobrih gljivica" koje žive u našem tijelu i ne uzrokuju bolesti.
- Bakterije: U našem tijelu i na njemu imamo više bakterija nego ljudske stanice, ali velika većina tih bakterija su "zdrave bakterije". Oni nas štite od infekcije lošim ili patološkim bakterijama i igraju ulogu u probavi hrane. Primjeri infekcija uzrokovanih bakterijama uključuju tuberkulozu i strep grlo.
- Virusi: U prirodi ima puno virusa, iako većina ljudi poznaje one koji uzrokuju ljudske bolesti. Virusi mogu zaraziti i druge mikroorganizme poput bakterija, kao i biljke. Imunizacija je smanjila rizik od nekih zastrašujućih bolesti, ali druge, poput ebole i virusa Zika, podsjećaju nas da nismo započeli s osvajanjem tih minijaturnih prijetnji.
- Prioni: Većina znanstvenika u ovom trenutku ne klasificira prione kao mikroorganizme, već kao "zarazne bjelančevine". Svejedno, virusolozi ih često proučavaju. Prioni su u osnovi komadić abnormalno presavijenih proteina i u početku se možda neće činiti zastrašujućim. Ipak, prionske bolesti poput bolesti ludih krava neke su od najzastrašenijih zaraznih bolesti.
Povijest mikrobiologije
Ono što sada znamo o mikroorganizmima i o čemu će biti riječi dalje u nastavku, relativno je novo u povijesti. Kratko ćemo pogledati povijest mikrobiologije:
Prvi vizualizirani mikroskop / prvi mikroorganizmi: Prvi važan korak u mikrobiologiji dogodio se kad je van Leeuwenhoek (1632. - 1723.) stvorio prvi mikroskop s jednom lećom. Kroz leću koja je imala uvećanje od približno 300X, prvi je put mogao vizualizirati bakterije (od struganja sa zuba).
Razvoj teorije o klicama: Tri su znanstvenika prepoznala ljudsko tijelo kao izvor zaraze:
- Dr. Oliver Wendall Holmes otkrili su da žene koje su rodile kod kuće imaju manje šanse za razvoj infekcija od onih koje su se porodile u bolnici.
- Dr. Ignaz Semmelweis povezao infekcije s liječnicima koji su izravno iz sobe za obdukcije otišli u rodilište, a da nisu oprali ruke.
- Joseph Lister uveli aseptične tehnike, uključujući pranje ruku i korištenje topline za sterilizaciju.
Teorija klica: Dvoje ljudi koji su najzaslužniji za prihvaćanje teorije o klicama bili su Louis Pasteur i Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822.-1895.): Pasteur je zaslužan za teoriju biogeneze, napominjući da sva živa bića potječu iz nečega, a ne iz prevladavajućeg gledišta u vrijeme spontane generacije. Tvrdio je da su mnoge bolesti uzrokovani mikrobima (a ne grijehom, Božjom ljutnjom i drugim potencijalnim uzrocima.) Pokazao je da su mikroorganizmi odgovorni za fermentaciju i kvarenje i razvio metodu nazvanu pasterizacija koja se koristi i danas. Također je razvio cjepiva protiv bjesnoće i antraksa.
- Robert Koch (1843-1910): Koch je autor "Kochovih postulata" znanstvenog niza koraka koji su dokazali teoriju o klicama i koji se koristi u znanstvenim istraživanjima od (uz neke revizije.) Otkrio je uzrok tuberkuloze, antraksa i kolere.
Od tada, nekoliko orijentira uključuje:
- 1892 - Dmitri Iosifovič Ivanoski otkrio prvi virus.
- 1928 - Aleksander Fleming otkrio penicilin.
- 1995. - Objavljena je prva mikrobna genomska sekvenca.
Zarazni mikroorganizmi
Kad razmišljamo o mikroorganizmima, većina nas razmišlja o bolestima, iako će nam ove malene "bubice" vjerojatnije pomoći, nego nam naštetiti. (Obavezno pročitajte o "dobrim mikrobima" u nastavku.)
Do prije manje od jednog stoljeća, a trenutno su u mnogim mjestima svijeta infekcije mikroorganizmima bili vodeći uzrok smrti. Očekivani životni vijek u Sjedinjenim Državama dramatično se poboljšao tijekom prošlog stoljeća, ne samo zato što živimo duže, već uglavnom zato što u djetinjstvu umire manje djece.
U Sjedinjenim Državama bolesti srca i rak sada su prvi i drugi vodeći uzroci smrti. Prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji, u zemljama s niskim primanjima diljem svijeta vodeći su uzrok smrti infekcije donjih dišnih putova, a zatim proljevne bolesti.
Pojava cijepljenja i antibiotika, plus još važnije čiste vode, spustila je našu zabrinutost zbog zaraznih organizama, ali bilo bi nepristojno biti arogantan. Trenutno se suočavamo ne samo sa zaraznim bolestima u nastajanju, već i s rezistencijom na antibiotike.
Mikroorganizmi koji su korisni ljudima
Iako rijetko razgovaramo o tome, mikroorganizmi nisu samo korisni, već i neophodni u gotovo svim aspektima našeg života. Mikrobi su važni u:
- Zaštita našeg tijela od "loših" mikroba.
- Priprema hrane: Od jogurta do alkoholnih pića, fermentacija je metoda u kojoj se rast mikroba koristi za stvaranje hrane. Ovo je jedan primjer, međutim, mikrobi su dno prehrambenog lanca većinu života.
- Razgradnja otpada na zemlji i recikliranje atmosferskih plinova iznad. Bakterije čak mogu pomoći kod teškog otpada poput izlijevanja nafte i nuklearnog otpada.
- Proizvodnja vitamina poput vitamina K i nekih vitamina B skupine. Bakterije su također izuzetno važne za probavu.
- Pohranjivanje podataka: Područje kriptografije čak razmatra načine na koje se bakterije mogu koristiti kao tvrdi disk za pohranu podataka.
Ne samo da mikrobi izvršavaju mnoge funkcije za mi-oni su dio nas. Smatra se da su bakterije u i na našim tijelima broj od 10 prema jedan više od naših stanica.
Vjerojatno ste čuli najnovije vijesti o zdravoj prehrani. Osim jedenja brokule i borovnica, većina zdravstvenih stručnjaka preporučuje svakodnevnu, ili barem što je češću moguću, i fermentiranu hranu. Bez bakterija ne bi bilo fermentacije.
Rođenjem bebe u tijelu nemaju bakterije. Prve bakterije stječu prolazeći kroz rodni kanal. (Neki smatraju da je nedostatak izloženosti bakterijama kroz rodni kanal razlog zašto su pretilost i alergije češće u djece dovedene u C-rez.)
Ako ste u posljednje vrijeme pročitali vijesti, čak se pretpostavlja da su bakterije u našim crijevima odgovorne za naše svakodnevno raspoloženje. Studija mikrobioma sada se koristi za objašnjavanje mnogih stvari, poput one zašto antibiotici mogu dovesti do debljanja.
Područja mikrobiologije
Postoji nekoliko različitih područja unutar područja mikrobiologije. Primjer nekih od ovih polja raščlanjenih prema tipu organizma uključuje:
- Parazitologija: Proučavanje parazitologije
- Mikologija: Proučavanje gljivica
- Bakteriologija: Proučavanje bakterija
- Virologija: Proučavanje virusa
- Protozoologija: Proučavanje praživotinja
- Fikologija: Proučavanje algi
Područja mikrobiologije također se mogu raščlaniti prema opsegu tako da uključuju širok raspon tema. Nekoliko primjera među mnogima uključuju:
- Mikrobiološka fiziologija (rast, metabolizam i struktura mikroba)
- Genetika mikroba
- Evolucija mikroba
- Mikrobiologija okoliša
- Industrijska mikrobiologija (na primjer, pročišćavanje otpadnih voda)
- Mikrobiologija hrane (fermentacija)
- Biotehnologija
- Bioremedijacija
Budućnost mikrobiologije
Područje mikrobiologije je fascinantno, a ima još toga što ne znamo. Ono što smo možda najviše stekli u znanju na tom polju jest da se još toliko može naučiti.
Mikrobi ne samo da mogu uzrokovati bolest, već se mogu koristiti za razvijanje lijekova za borbu protiv drugih mikroba (na primjer, penicilin.) Čini se da neki virusi uzrokuju rak, dok se drugi procjenjuju kao način borbe protiv raka.
Jedan od najvažnijih razloga da ljudi nauče o mikrobiologiji je poštivanje tih "stvorenja" koja nas daleko nadmašuju. Smatra se da je rezistencija na antibiotike povećana zbog nepravilne upotrebe ne samo antibiotika već i antibakterijskih sapuna. I to samo kad gledamo mikrobe koje trenutno prepoznajemo. S pojavom zaraznih bolesti i s našom sposobnošću da putujemo gotovo bilo gdje u svijetu na tri leta, velika je potreba da se mikrobiolozi educiraju i pripreme.