Mikrobiologie verstehen

Was ist die Definition von Mikrobiologie? Was ist die Geschichte und warum ist sie in der Medizin so wichtig? Was können Fakten über Mikroorganismen überraschen?

Das Studium der Mikrobiologie - Definition

Mikrobiologie ist einfach definiert als das Studium von Mikroorganismen, wobei "Mikro" "klein" bedeutet und "Biologie" sich auf das Studium von Lebewesen bezieht. Die untersuchten Mikroorganismen sind sehr unterschiedlich und das Gebiet der Mikrobiologie ist in viele Teilbereiche der Studie unterteilt.

Das Gebiet der Mikrobiologie ist für den Menschen von entscheidender Bedeutung, nicht nur wegen der durch diese Mikroben verursachten Infektionskrankheiten, sondern auch weil "gute" Mikroorganismen für das Leben auf dem Planeten notwendig sind. In Anbetracht der Tatsache, dass die Bakterien in und auf unserem Körper unsere eigenen Zellen überlegen sind, könnte dieses Untersuchungsfeld als eines der wichtigsten Wissens- und Untersuchungsgebiete betrachtet werden.

Arten von Mikroorganismen - Klassifizierung

Mikroorganismen oder "Mikroben" sind kleine Lebewesen. Die meisten dieser Organismen sind mit bloßem Auge nicht zu sehen, und bis zur Erfindung des Mikroskops und der Keimtheorie hatten wir keine Ahnung, wie reichlich sie sind.

Mikroben gibt es fast überall auf der Erde. Sie sind in kochenden Wasserbecken in Yellowstone und in Vulkanauslässen in den tiefsten Tiefen des Meeres zu finden. Sie können in Salzwiesen leben und manche gedeihen im Salzwasser (so viel für die Verwendung von Salz als Konservierungsmittel.) Einige brauchen Sauerstoff, um zu wachsen, andere nicht.

Der "härteste" Mikroorganismus der Welt wird Bakterien genannt Deinococcus-Funkübertragung, ein Bakterium, das Strahlung in einem phänomenalen Ausmaß widerstehen kann, wie es der Name schon sagt, aber auch ohne Wasser überleben kann, wenn es starken Säuren ausgesetzt wird und sogar im Vakuum ist.

Klassifizierung von Mikroorganismen in der Mikrobiologie

Es gibt viele verschiedene Arten, wie Wissenschaftler die Millionen von Mikroben in unserer Mitte eingestuft haben und dabei versucht haben, einen Sinn zu finden.

Mehrzellig gegen einzellig gegen azellulär - Mikroben werden unter anderem klassifiziert, ob sie Zellen haben oder nicht und wenn ja, wie viele. Mikroorganismen können sein:

• Multizellular - Mehr als eine Zelle haben.
• Unicellular - Eine einzige Zelle haben.
• Azellulär - Mangel an Zellen wie Viren und Prionen. (Es gibt Debatten 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 der Klassifizierung von Mikroorganismen hat mit dem Zelltyp zu tun. Dazu gehören Eukaryoten und Prokaryoten:

• Eukaryoten sind Mikroben mit "komplexen Zellen", die einen echten Kern und membrangebundene Organellen haben. Beispiele für Eukaryoten sind Helminthen (Würmer), Protozoen, Algen, Pilze und Hefen.
• Prokaryoten sind Mikroben mit "einfachen Zellen", die keinen echten Kern haben und keine membrangebundenen Organellen besitzen. Beispiele schließen Bakterien ein.

Die Hauptklassen von Mikroorganismen umfassen - Die verschiedenen Arten von Mikroben können auch unterteilt werden in:

• Parasiten - Parasiten sind manchmal furchterregender als andere Mikroorganismen, zumindest wenn sie mit bloßem Auge betrachtet werden können. Parasiten umfassen Helminthen (Würmer), Schlegel, Protozoen und mehr. Beispiele für parasitäre Infektionen umfassen Malaria, Giardia und afrikanische Schlafkrankheit. Ascariasis (Spulwürmer) infizieren eine Milliarde Menschen weltweit.
• Pilze (und Hefen) - Pilze sind Mikroorganismen, die in gewisser Weise Pflanzen ähneln. Wenn Sie Athleten Fuß oder eine Pilzinfektion hatten, sind Sie mit einigen Pilzinfektionen vertraut. Diese Kategorie umfasst auch Pilze und Schimmelpilze. Wie Bakterien gibt es auch viele "gute Pilze", die in unserem Körper leben und keine Krankheiten verursachen.
• Bakterien - Wir haben mehr Bakterien in und auf unserem Körper als menschliche Zellen, aber die überwiegende Mehrheit dieser Bakterien sind "gesunde Bakterien". Sie schützen uns vor einer Infektion durch schlechte oder pathologische Bakterien und spielen eine Rolle bei der Verdauung unserer Nahrung. Beispiele für Infektionen, die durch Bakterien verursacht werden, umfassen Tuberkulose und Halsentzündung.
• Viren - Viren sind in der Natur reichlich vorhanden, obwohl die meisten Menschen mit denen vertraut sind, die beim Menschen Krankheiten verursachen. Viren können auch andere Mikroorganismen wie Bakterien sowie Pflanzen infizieren. Immunisierungen haben das Risiko für einige furchterregende Krankheiten verringert, aber andere, wie Ebola und das Zika-Virus, erinnern uns daran, dass wir nicht begonnen haben, diese Miniaturbedrohungen zu überwinden.
• Prionen - Die meisten Wissenschaftler klassifizieren Prionen derzeit nicht als Mikroorganismen, sondern als "infektiöse Proteine". Sie werden jedoch häufig von Virologen untersucht. Prions sind im Wesentlichen ein Stück ungewöhnlich gefalteten Proteins und erscheinen auf den ersten Blick nicht beängstigend. Prionenkrankheiten wie die Rinderwahnsinnerkrankung gehören jedoch zu den am meisten gefürchteten Infektionskrankheiten.

Geschichte der Mikrobiologie

Was wir heute über Mikroorganismen wissen und auf das weiter unten noch eingegangen wird, ist relativ neu in der Geschichte. Lassen Sie uns einen kurzen Blick auf die Geschichte der Mikrobiologie werfen:

Erstes Mikroskop / erste Mikroorganismen sichtbar gemacht - Der erste große Schritt in der Mikrobiologie erfolgte, als van Leeuwenhoek (1632-1723) das erste Einlinsenmikroskop erstellte. Durch eine Linse mit einer Vergrößerung von ca. 300X konnte er erstmals Bakterien (durch Abkratzen von den Zähnen) sichtbar machen.

Entwicklung der Keimtheorie - Der menschliche Körper wurde von drei Wissenschaftlern als Infektionsquelle erkannt:

• Dr. Oliver Wendall Holmes stellte fest, dass Frauen, die zu Hause zur Welt kamen, weniger wahrscheinlich Infektionen entwickelten als diejenigen, die in ein Krankenhaus eingeliefert wurden.
• Dr. Ignaz Semmelweis verband Infektionen mit Ärzten, die direkt vom Autopsieraum zur Entbindungsstation gingen, ohne sich die Hände zu waschen.
• Joseph Lister führte aseptische Techniken ein, darunter das Händewaschen und die Verwendung von Wärme für die Sterilisation.

Keimtheorie - Die beiden Personen, die die Akzeptanz der Keimtheorie am meisten verdienten, waren Louis Pasteur und Robert Koch:

• Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteur wird die Theorie der Biogenese zugeschrieben. Er weist darauf hin, dass alle Lebewesen eher von etwas kommen als von der vorherrschenden Sichtweise zum Zeitpunkt der spontanen Erzeugung. Er behauptete, dass viele Krankheiten durch Mikroben verursacht wurden (und nicht durch Sünde, Gottes Ärger und andere mögliche Ursachen). Er zeigte, dass Mikroorganismen für Fermentation und Verderb verantwortlich sind, und entwickelte die heute noch als Pasteurisierung bezeichnete Methode. Er entwickelte auch Impfstoffe gegen Tollwut und Anthrax.
• Robert Koch (1843-1910) - Koch ist der Autor von "Kochs Postulaten", der wissenschaftlichen Reihe von Schritten, die die Keimtheorie bestätigten und seit (mit einigen Überarbeitungen) in wissenschaftlichen Studien verwendet wurden. Er identifizierte die Ursache von Tuberkulose, Anthrax und Cholera.

Seit dieser Zeit sind einige Sehenswürdigkeiten:

• 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski entdeckte das erste Virus.
• 1928 - Alexander Flemming entdeckte das Penicillin.
• 1995 - Die erste mikrobielle Genomsequenz wurde veröffentlicht.

Infektiöse Mikroorganismen

Wenn wir an Mikroorganismen denken, denken die meisten von uns an Krankheiten, obwohl diese kleinen "Wanzen" insgesamt eher dazu beitragen, als uns zu schaden. (Lesen Sie unten "Gute Mikroben".)

Bis vor weniger als einem Jahrhundert und derzeit 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 vor allem, weil weniger Kinder in der Kindheit sterben.

In den Vereinigten Staaten sind Herzkrankheiten und Krebs die erste und zweithäufigste Todesursache. Weltweit jedoch Infektionskrankheiten.Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist die häufigste Todesursache in den unteren Wirtschaftsländern die Infektion der unteren Atemwege, gefolgt von Durchfallerkrankungen.

Das Aufkommen von Impfungen und Antibiotika sowie vor allem sauberes Wasser hat unsere Besorgnis über infektiöse Organismen verringert, aber es wäre falsch, arrogant zu sein. Zur Zeit sehen wir uns nicht nur aufkommenden Infektionskrankheiten, sondern auch Antibiotikaresistenzen gegenüber, und viele Experten glauben, dass wir für die nächste Pandemie längst überfällig sind.

Mikroorganismen, die für Menschen hilfreich sind - "gute Mikroben"

Obwohl wir selten darüber reden, sind Mikroorganismen in fast jedem Aspekt unseres Lebens nicht nur hilfreich, sondern auch notwendig. Mikroben sind wichtig in:

• Schutz unseres Körpers vor "schlechten" Mikroben.
• Herstellung von Nahrungsmitteln - Von Joghurt bis zu alkoholischen Getränken ist die Fermentation eine Methode, bei der das Wachstum von Mikroben zur Erzeugung von Nahrungsmitteln verwendet wird. Dies ist ein Beispiel, jedoch sind Mikroben für einen Großteil des Lebens der Boden der Nahrungskette
• Abbau von Abfällen am Boden und Recycling von atmosphärischen Gasen darüber. Bakterien können sogar bei schwierigen Abfällen wie Ölunfällen und Atommüll helfen.
• Bakterien in unserem Körper sind für die Produktion von Vitaminen wie Vitamin K und einigen B-Vitaminen verantwortlich. Bakterien sind auch extrem wichtig für die Verdauung.
• Im Bereich der Kryptographie wird sogar nach Wegen gesucht, wie Bakterien als Festplatte zum Speichern von Informationen verwendet werden können.

Mikroben erfüllen nicht nur viele Funktionen zum wir - sie sind ein Teil von uns. Es wird angenommen, dass die Bakterien in und auf unseren Körpern unsere Zellen um einen Faktor 10 zu 1 überlegen sind.

Sie haben wahrscheinlich das Neueste gehört, gesund zu essen. Neben dem Verzehr von Brokkoli und Blaubeeren wird uns jetzt täglich oder zumindest so oft wie möglich gegorene Nahrung zu sich genommen. Bei Bakterien würde es keine Fermentation geben.

Bei der Geburt haben Babys keine Bakterien in ihrem Körper. Sie erwerben ihre ersten Bakterien, wenn sie die Geburtenkontrolle durchlaufen. (Das Fehlen von Bakterien im Geburtskanal wird von manchen als Grund dafür angesehen, dass Fettleibigkeit und Allergien bei Säuglingen, die durch Kaiserschnitt verabreicht werden, häufiger auftreten.)

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, gesunde Darmbakterien zu haben. Die Studie des Mikrobioms wird jetzt verwendet, um viele Dinge zu erklären, zum Beispiel, warum Antibiotika zur Gewichtszunahme führen können.

Bereiche der Mikrobiologie

In der Mikrobiologie gibt es verschiedene Bereiche. Einige dieser Felder sind nach Organismenarten gegliedert:

• Parasitologie - Das Studium der Parasitologie
• Mykologie - Die Untersuchung von Pilzen
• Bakteriologie - Die Erforschung von Bakterien
• Virologie - Die Untersuchung von Viren
• Protozoologie - Die Studie von Protozoen
• Phykologie - Das Studium von Algen
• Immunologie - Die Untersuchung des Immunsystems

Die Bereiche der Mikrobiologie können auch nach Bereichen untergliedert werden, um eine breite Palette von Themen zu erfassen. Einige Beispiele unter vielen sind:

• Mikrobielle Physiologie (Wachstum, Stoffwechsel und Struktur von Mikroben)
• Mikrobielle Genetik
• Mikrobielle Evolution
• Umweltmikrobiologie
• Industrielle Mikrobiologie (zum Beispiel Abwasserbehandlung)
• Lebensmittelmikrobiologie (Fermentation)
• Biotechnologie
• Biologische Sanierung

Die Zukunft der Mikrobiologie

Das Gebiet der Mikrobiologie ist faszinierend und mehr wissen wir nicht. Was wir vielleicht am meisten mit dem Wissen auf diesem Gebiet gewonnen haben, ist, dass es so viel mehr zu lernen gibt.

Mikroben können nicht nur Krankheiten verursachen, sondern sie können auch zur Entwicklung von Medikamenten gegen andere Mikroben (z. B. Penicillin) verwendet werden. Einige Viren scheinen Krebs zu verursachen, während andere als eine Möglichkeit zur Bekämpfung von Krebs bewertet werden.

Einer der wichtigsten Gründe, die Menschen über Mikrobiologie zu lernen, ist der Respekt vor diesen "Kreaturen", die uns weit überlegen sind. Es wird angenommen, dass die Antibiotikaresistenz durch unsachgemäße Verwendung nicht nur von Antibiotika, sondern auch von antibakteriellen Seifen erhöht wird. Und das ist nur beim Betrachten der Mikroben, die wir derzeit erkennen. Mit dem Auftreten von Infektionskrankheiten und unserer Fähigkeit, auf drei Flügen fast überall auf der Welt zu reisen, besteht ein großer Bedarf an Mikrobiologen, die ausgebildet und vorbereitet werden müssen.

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• Kasper, Dennis L.., Anthony S. Fauci und Stephen L.. Hauser. Harrisons Prinzipien der Inneren Medizin. New York: Mc Graw-Hill-Ausbildung, 2015. Drucken.
• Smolinska S., Groeger, D. und L. O'Mahony. Biologie des Mikrobioms 1: Wechselwirkungen mit der Immunantwort des Wirts. Gastroenterologie-Kliniken in Nordamerika. 2017. 4691):19-35.