Работы Р.Коха и их значение для микробиологии и инфекционной патологии.

- введение в практику анилиновых красителей

- использование в микроскопии иммерсионной системы и конденсора

- разработка метода культивирования на биологических жидкостях и плотных питательных средах

- разработка метода дробных пересевов

- открытие возбудителя сибирской язвы, холеры, туберкулеза и туберкулина

Примерно в те же годы сформировалась и успешно работала немецкая школа микробиологов во главе с РОБЕРТОМ КОХОМ (1843 — 1910). Кох начал свои исследования в то время, когда роль микроорганизмов в этиологии инфекционных заболеваний подвергалась серьезным сомнениям. Для ее доказательства требовались четкие критерии, которые были сформулированы Кохом и вошли в историю под названием «триады Генле — Коха». Суть триады заключалась в следующем:

1) предполагаемый микроб-возбудитель всегда должен обнаруживаться только при данном заболевании, не выделяться при других болезнях и от здоровых лиц;

2) микроб-возбудитель должен быть выделен в чистой культуре;

3) чистая культура данного микроба должна вызвать у экспериментальных зараженных животных заболевание с клинической и патологической картиной, аналогичной заболеванию человека.

Практика показала, что все три пункта имеют относительное значение, поскольку далеко не всегда удается выделить возбудителя болезни в чистой культуре и вызвать у подопытных животных заболевание, свойственное человеку. Кроме того, болезнетворные микроорганизмы были найдены у здоровых людей, особенно после перенесенного заболевания. Тем не менее на ранних этапах развития и формирования медицинской микробиологии, когда из организма больных выделяли многих микроорганизмов, не имеющих отношения к данной болезни, триада сыграла важную роль для установления истинного возбудителя заболевания. Исходя из своей концепции, Кох оканчательно доказал, что ранее обнаруженный у животных, больных сибирской язвой, микроорганизм отвечает требованиям триады и является истинным возбудителем данного заболевания. Попутно Кох установил способность сибиреязвенных бактерий образовывать споры.

Велика роль Коха в разработке основных методов изучения микроорганизмов. Так, он ввел в микробиологическую практику метод выделения чистых культур бактерий на твердых питательных средах, впервые использовал анилиновые красители для окраски микробных клеток и применил для их микроскопического изучения иммерсионные объективы и микрофотографирование.

В 1882 г. Кох доказал, что выделенный им микроорганизм является возбудителем туберкулеза, который был впоследствии назван палочкой Коха. В 1883 г. Кох с сотрудниками выделил возбудителя холеры — холерный вибрион (вибрион Коха).

С 1886 г. Кох полностью посвящает свои исследования поискам средств, эффективных для лечения или профилактики туберкулеза. В ходе этих исследований им был получен первый противотуберкулезный препарат — туберкулин, представляющий собой вытяжку из культуры туберкулезных бактерий. Хотя туберкулин не обладает лечебным действием, его с успехом применяют для диагностики туберкулеза.

Научная деятельность Коха получила мировое признание, и в 1905 г. ему была присуждена Нобелевская премия по медицине.

Используя методы, разработанные Кохом, французские и немецкие бактериологи открыли многие бактерии, спирохеты, и простейшие — возбудители инфекционных болезней человека и животных. Среди них возбудители гнойных и раневых инфекций: стафилококки, стрептококки, клостридии анаэробной инфекции, кишечная палочка и возбудители кишечных инфекций (брюшнотифозная и паратифозные бактерии, дизентерийные бактерии Шига), возбудитель кровяной инфекции — спирохета возвратного тифа, возбудители респираторных и многих других инфекций, в том числе вызванных простейшими (плазмодии малярии, дизентирийная амеба, лейшмании). Этот период называют «золотым веком» микробиологии.

5. Роль отечественных ученых в развитии микробиологической науки (И.И.Мечников, Д.И.Ивановский, Г.Н.Габричевский, С.Н.Виноградский, В.Д.Тимаков, Н.Ф.Гамалея, Л.А.Зильбер, П.Ф.Здродовский, З.В.Ермольева).

Одним из основоположников иммунологии явился И.И.МЕЧНИКОВ (1845-1916) — создатель фагоцитарной, или клеточной, теории иммунитета. В 1888 г. Мечников принял приглашение Пастера и возглавил лабораторию в его институте. Однако Мечниов не порвал тесных связей со своей родиной. Он неоднократно приезжал в Россию, а в его Парижской лаборатории работали многие русские врачи. Среди них Я.Ю.Бардах, В.А.Барыкин, А.М.Безредка, М.В.Вейнберг, Г.Н.Габричевский, В.И.Исаев, Н.Н.Клодницкий, И.Г.Савченко, Л.А.Тарасевич, В.А.Хавкин, Ц.В.Циклинская, Ф.Я.Чистович и другие, которые внесли существенный вклад в развитие отечественной и мировой микробиологии, иммунологии и патологии.

Несмотря на значительные успехи в области создания антиинфекционного иммунитета практически ничего не было известно о механизмах его развития. Поворотным моментом явилось открытие И.И. Мечникова (1845-1916), сделанное им в Мессине в 1882 г. при изучении реакции личинки морской звезды на введение в нее шипа розы. Это был тот счастливый случай, когда случайное наблюдение попало на подготовленный ум и привело И.И. Мечникова к созданию учения о фагоцитозе, воспалении и клеточном иммунитете.

В 1892 г. Мечников опубликовал свой труд «Лекции по сравнительной патологии воспаления», в котором как выдающийся мыслитель рассмотрел патологические процессы с позиций эволюционной теории. В 1901 г. появляется его новая книга «Невосприимчивость к инфекционным болезням», в которой подведены итоги многолетних исследований в области иммунитета.

Большое созидающее значение приобрела дискуссия, развернувшаяся между Мечниковым и его сторонниками с последователями гуморальной теории, видевшими в основе иммунитета действие антител. Начало учению об антителах положили работы П.Эрлиха, а затем Ж.Борде, выполненные в последнее десятилетие XIX в.

Вклад ПАУЛЯ ЭРЛИХА (1854-1915) в развитие иммунологии, так же как в становление и развитие химиотерапии, неоценим. Этот ученый впервые сформулировал понятия об активном и пассивном иммунитете и явился автором всеобъемлющей теории гуморального иммунитета, в котором объяснялось как происхождение антител, так и их взаимодействие с антигенами. Предсказанное Эрлихом существование рецепторов клеток, спецефически взаимодействующих с определенными группами антигенов, в течение многих лет подверглось уничтожающей критике. Однако она была возрождена во второй половине XX столетия в теории Бернета и на молеклярном уровне получила всеобщее признание.

И.И.Мечников одним из первых понял, что гуморальная и фагоцитарная теории иммунитета не являются взаимоисключающими, а только дополняют друг друга. В 1908 г. Мечникову и Эрлиху совместно была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.

Открытия Эрлиха:

1. использование в практике лечения малярии метиленового синего

2. использование трипанового красного для лечения трипаносома

3. открытие сальварсана (1907 г.)

4. разработка метода определения активности антитоксических сывороток и изучение взаимодействия антиген-антитела

5. теория гуморального иммунитета.

Конец XIX в. ознаменовался эпохальным открытием царства Vira. Первым представителем этого царства явился вирус табачной мозаики, поражающий листья табака, открытый 12 февраля 1892 г. сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета Д.И.ИВАНОВСКИМ, вторым — вирус ящура, вызывающий одноименное заболевание у домашних животных, открытый в 1898 г. Ф.Леффлером и П.Фрошем. Однако эти открытия не могли быть в то время по достоинству оценены и остались едва замеченными на фоне блестящих успехов бактериологии.

Главой московской бактериологической школы и одним из лидеров российских бактериологов Г.Н.ГАБРИЧЕВСКИЙ (1860-1907), который в 1895 г. возглавил открытый на частные средства Бактериологический институт при Московском университете. Он работал в области специфического лечения и профилактики скарлатины, возвратного тифа. Его стрептококковая теория происхождения скарлатины в конечном итоге завоевала всеобщее признание. Габричевский является автором «Руководства к клинической бактериологии для врачей и студентов» (1893) и учебника «Медицинская бактериология», который выдержал четыре издания. Г.Н. Габричевский (1860-1907) ввел в России серотерапию, изучал механизмы невосприимчивости к возвратному тифу, дифтерии, скарлатине.

Главным центром Перербургской бактериологической школы стал Институт экспериментальной медицины. Заведующим бактериологическим отделом был утвержден С.Н.ВИНОГРАДСКИЙ, получивший мировую известность своими работами в области общей микробиологии. С помощью разработанного им метода элективных культур. Виноградский открыл серо- и железобактерии, нитрифицирующие бактерии — возбудители процесса нитрификации в почве. Он основал роль микроорганизмов в сельском хозяйстве.

В.Д. ТИМАКОВ (1905-1977) является одним из основателей учения о микоплазмах и L-формах бактерий, занимался генетикой микроорганизмов, бактериофагией, профилактикой инфекционных болезней.

В 1934 году В.Д. Тимакова пригласили в Турменский институт микробиологии и эпидемиологии, где он возглавил отдел по производству вакцин и сывороток. В республике тогда еще высокой была заболеваемость кишечными инфекциями. В.Д. Тимаков защищает кандидатскую диссертацию, посвященную профилактическим препаратам против кишечных инфекций. Свои первые исследования по изучению бактериофагов и фильтрующихся вирусов молодой ученый проводит также в Туркмении.

Под руководством В.Д. Тимакова было начато создание нового раздела медицинской микробиологии – учения об L-формах бактерий и микоплазмах. Это направление явилось логическим продолжением изучения фильтрующихся форм, с которого В.Д. Тимаков начал свою научную деятельность. За цикл исследований по выяснению роли L-форм бактерий и семейства микоплазм в инфекционных заболеваниях В.Д. Тимакову совместно с профессором Г.Я. Каган в 1974 г. была присуждена Ленинская премия.
Одно из основных направлений научной деятельности В.Д. Тимакова посвящено генетике микроорганизмов. В.Д. Тимаков считал необходимым использовать генетические пути анализа для решения медицински значимых микробиологических и эпидемиологических проблем. И в настоящее время направление работ по генетике бактерий является основным в Институте эпидемиологии и микробиологии им. Гамалея. Деятельность В.Д. Тимакова по воссозданию генетики далеко не ограничивалась проведением собственных исследований. Он сделал чрезвычайно много для воссоздания генетики в масштабах всей нашей страны.
Кроме увлеченности делом, Владимиру Дмитриевичу были присущи ясный ум, понимание жизни и смелость. Последнее качество в полной мере проявилось в его борьбе с антинаучными «великими» открытиями, наподобие тех, в которых утверждалось, что вирусы могут превращаться в бактерии.

Выдающийся русский микробиолог Н.Ф.ГАМАЛЕЯ (1859-1949), который еще в 1886 г. работал у Пастера по бешенству, совместно с Мечниковым и Бардахом основал первую в России бактериологическую станцию, где изготавливалась антирабическая вакцина и проводилась вакцинация людей против бешенства. Н.Ф.Гамалея — автор многих научных работ, посвященных бешенству, холере и другим проблемам микробиологии и иммунологии.

Л.А.ЗИЛЬБЕР (1894-1966) является основателем вирусной теории происхождения опухолей, выделил возбудителя дальневосточного клещевого энцефалита.

Успехи в изучении опухолевых антигенов воодушевляют Л.А.Зильбера на попытки противоопухолевой вакцинации, которые он начал около 1950г. вместе с 3.Л.Байдаковой и Р.М.Радзиховской на двух моделях: на опухоли Брауна-Пирс у кроликов и спонтанном раке молочной железы у мышей.

П.Ф. ЗДРОДОВСКИЙ (1890-1976) занимался проблемой риккетси- озов, малярии, бруцеллеза и регуляции иммунитета.

Зинаида Виссарионовна ЕРМОЛЬЕВА — создатель первого отечественного антибиотика. Из всех достижений научно-технического прогресса наибольшее значение для сохранения здоровья людей и увеличения продолжительности их жизни имеет, несомненно, открытие антибиотиков и в первую очередь пенициллина. Среди видных ученых нашей страны, внесших большой вклад в развитие этой области медицины, одно из ведущих мест по праву принадлежит создателю первого отечественного антибиотика, выдающемуся микробиологу, талантливому организатору здравоохранения, известному общественному деятелю, замечательному педагогу, академику АМН СССР, заслуженному деятелю науки РСФСР, лауреату Государственной премии СССР Зинаиде Виссарионовне Ермольевой. Наряду с другими учеными она стояла у истоков медицинской бактериохимии и изучения антибиотиков в нашей стране, была человеком большого организаторского таланта и неиссякаемой энергии, неутомимая деятельность которой и исключительные личные качества снискали ей всеобщее уважение и признание.

Одним из важных направлений научной деятельности Зинаиды Виссарионовны является изучение холеры. На основании глубоких, всесторонних исследований морфологии и биологии холерных и холероподобных вибрионов З. В. Ермольева предложила новый метод дифференциальной диагностики этих микроорганизмов.

В 1942 г. вышла в свет монография З. В. Ермольевой "Холера", в которой подведены итоги почти 20-летнего изучения холерного вибриона. В этой монографии были даны новые методы лабораторной диагностики, лечения и профилактики холеры.
Значительную часть своей научной работы Зинаида Виссарионовна посвятила выделению и изучению веществ, оказывающих антибактериальное действие. Первое такое вещество под названием "лизоцим" было выделено З. В. Ермольевой совместно с И. С. Буяновской еще в 1929 г. Как показали результаты дальнейших исследований, лизоцим встречается во многих тканях, как животного, так и растительного происхождения.

В 1960 г. группа ученых, возглавляемая З. В. Ермольевой, впервые в нашей стране получила противовирусный препарат интерферон. Этот препарат был применен впервые для лечения тяжелой формы гриппа в 1962 г. и как профилактическое средство. Препарат применяется и в настоящее время для профилактики гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций, а также для лечения ряда вирусных заболеваний в глазной и кожной практике.

Более 30 лет жизни (1942—1974) Зинаида Виссарионовна посвятила изучению антибиотиков.

Имя З. В. Ермольевой неразрывно связано с созданием первого отечественного пенициллина, становлением науки об антибиотиках, с их широким применением в нашей стране. Большое число раненых в первом периоде Великой Отечественной войны требовало интенсивной разработки и немедленного введения в медицинскую практику высокоэффективных препаратов для борьбы с раневой инфекцией. Именно в это время (1942) З. В. Ермольевой и ее сотрудниками во Всесоюзном институте эпидемиологии и микробиологии был найден активный продуцент пенициллина и выделен первый отечественный пенициллин — крустозин. Уже в 1943 г. лаборатория начала готовить пенициллин для клинических испытаний.

Позже под руководством З. В. Ермольевой были созданы и внедрены в производство многие новые антибиотики и их лекарственные формы, в том числе экмолин, экмоновоциллин, бициллин, стрептомицин, тетрациклин; комбинированные препараты антибиотиков (дипасфен, эрициклин и др.). Следует подчеркнуть, что Зинаида Виссарионовна всегда активно участвовала в организации промышленного производства антибиотиков в нашей стране.

Открытие вирусов Д.И.Ивановским и его значение в возникновении и развитии вирусологии. Этиологическая роль вирусов в патологии человека.

История вирусологии началась в конце 19 в. после микробиологии - открытий Л. Пастера, Р. Коха и их сотрудников. Первооткрывателем вирусов был Д. И. ИВАНОВСКИЙ (1892), который показал, что возбудитель мозаичной болезни табака способен проходить через фильтр, задерживающий самые мелкие бактерии, и не растёт на искусств, питательных средах.

Начав в 1887 изучение заболеваний табака на территории Бессарабии и Никитского ботанического сада, различил ранее смешиваемые так называемые рябуху и мозаичную болезнь. Выяснил (1892), что возбудитель последней, в отличие от бактерий, невидим в микроскоп при самом сильном увеличении, проходит через фарфоровые фильтры и не растет на обычных питательных средах. Обнаружил в клетках больных растений кристаллические включения («кристаллы Ивановского»), открыв, таким образом, особый мир возбудителей заболеваний небактериальной и непротозойной природы, названных впоследствии вирусами. Ивановский рассматривал их как мельчайшие живые организмы. Кроме того, Ивановский опубликовал работы об особенностях физиологических процессов в больных растениях, влиянии кислорода на спиртовое брожение у дрожжей, состоянии хлорофилла в растениях, его устойчивости к свету, значении каротина и ксантофилла, по почвенной микробиологии.

Основные итоги наблюдений и изучеия анатомии и физиологии больных растений (“О болезнях табачных растений”-Труды С. Петербургского общества естествоиспытателей, т. 19) были доложены Д. И. Ивановским в 1888 году на заседании С. Петербургского общества естествоиспытателей и изложены в статье Д. И. Ивановского и В. В. Половцева,а также опубликованы в Трудах императорского Вольного экономического общества в 1889 году, а затем в брошюре “Рябуха-болезнь табака,ее причины средства борьбы с нею’’ (Спб.,1890) в том же году переизданной на немецком языке Российской академией наук. В результате этих наблюдений Д.И. Ивановский и В.В. Половцов впервые высказали предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 году А. Mayer в Голландии под названием мозаичной, представляет не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения; одно из них-рябуха, возбудителем которого является грибок, а другое неизвестного происхождения.На основе опыта крестьян, собственных наблюдений и изучения больных растений Д.И.Ивановский и В.В.Половцев пришли к заключению, что болезнь рябуха поражает растения, высаженные на старых плантациях табака, и дали рекомендации по введению севооборота и повышению культуры земляделия. и средство борьбы с нею”.

Д.И.Ивановский показал, что заболевание табака – табачная мозаика – может быть перенесено от больных растений к здоровым, если их заразить соком больных растений, предварительно пропущенным через специальный фильтр, задерживающий бактерии. Возбудитель мозаичной болезни называется Д. И. Ивановским то «фильтрующимися бактериями», то микроорганизмами, и это понятно, так как сформулировать сразу существование особого мира вирусов было весьма трудно. В 1898 году М. Бейеринк подтвердил данные Д.И.Ивановского и высказал гипотезу о том, что заболевание вызывается не бактерией, а принципиально новым, отличным от бактерий, инфекционным агентом. Он назвал его contagium vivum fluidum (жидкое заразное начало), другими словами – фильтрующийся вирус (термин «virus» - от лат. «яд», «ядовитое начало» - употребляли тогда для обозначения инфекционного начала любой болезни).

Помимо капитальных выводов, подтверждающих существование нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов, в диссертации Ивановского содержатся и другие важные данные. Так им описано цитопатитическое действие возбудителя табачной мозаики и дана характеристика кристаллов, которые позже, в 1935 году были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики. Здесь же имеется описание внутриклеточных включений, положившее начало учению о включениях при вирусных инфекциях, которые и в настоящее время сохранило свое значение для диагностики вирусных заболеваний.

Наряду с работами по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Его перу принадлежит 180 публикаций, в том числе ряд работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений и 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза. Научная деятельность Ивановского сочеталась с педагогической: он был прекрасным лектором и педагогом, воспитавшим не одно поколение студентов Петербургского, Варшавского и Донского университетов.

ЭТИОЛОГИЯ – учение о причинах и условиях возникновения и развития заболеваний и патологических процессов.

ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР (ЭФ) – главный, ведущий, вызывающий фактор, без наличия которого не было бы заболевания (например, палочка Коха при туберкулезе). Этиологический фактор бывает простым (механическое воздействие) или комплексным (поражающие факторы ядерного взрыва), действующим длительно, в течение всего заболевания (микробы, вирусы, токсины), или только запускающим патологический процесс (тепловой фактор при ожоге).

ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЯ – диалектически противоречивый процесс, включающий в себя две противоположные тенденции: с одной стороны, это механизмы полома, повреждения, отклонения от нормы, а с другой – механизмы защиты, адаптации, компенсации и репарации.

Примеры, ВПЧ – мелкие ДНК-вирусы, характерная особенность которых заключается в способности вызывать пролиферацию эпителия кожи и слизистых оболочек.

Еще в 1986 году Я.В. Бохман сформулировал общие принципы лечения фоновых заболеваний шейки матки: оно должно предусматривать ликвидацию этиологического фактора и тех воспалительных, дисгормональных, иимунодепрессивных и дисметаболических изменений в организме, которые способствуют его возникновению и поддержанию длительного течения.

В настоящее время этиопатогенетическая терапия патологии шейки матки имеет два основных направления – воздействие на этиологический фактор – вирус папилломы человека и блокирование основных механизмов канцерогенеза, а именно гормонального канцерогенеза, связанного с повышенным образованием агрессивного метаболита эстрадиола – 16а-гидроксиэстрона (16а-ОН) на фоне гиперэстрогенемии и ВПЧ-инфицирования.

Этиологическая роль в патологии человека вируса герпеса человека 6 типа доказана в отношении двух самостоятельных заболеваний: внезапной экзантемы у детей раннего возраста и синдрома хронической усталости у взрослых.

Позднее была доказана этиологическая роль ВГЧ-6 в возникновении данного синдрома. Хотя до настоящего времени остается неясным, связан ли синдром хронической усталости этиологически с инфицированием вирусом герпеса человека 6 типа, или же болезнь является следствием реактивации латентной инфекции, т. е. ВГЧ-6 играет патогенетическую роль. В отличие от внезапной экзантемы, синдром хронической усталости — болезнь взрослых.

В 1957 г. вирусы полиомиелита, Коксаки и ECHO были объединены в одну группу и названы кишечными вирусами человека. 6 последние десятилетия продолжали накапливаться факты, объясняющие роль энтеровирусов в патологии человека.

Как сейчас установлено, энтеровирусы играют этиологическую роль в возникновении серозных менингитов и значительно реже — менингоэнцефалитов с доброкачественным течением.