Definizione, storia, classificazione e curiosità sulla microbiologia
Qual è la definizione di microbiologia? Qual è la storia e perché è così importante in medicina? Cosa possono sorprendere i fatti sui microrganismi?
Lo studio della microbiologia - Definizione
La microbiologia è definita semplicemente come lo studio di microrganismi, con "micro" che significa piccolo, e "biologia", che si riferisce allo studio degli esseri viventi. I microrganismi studiati variano ampiamente e il campo della microbiologia è suddiviso in molti sottocampi di studio.
Il campo della microbiologia è fondamentale per gli esseri umani, non solo per le malattie infettive causate da questi microbi, ma perché i "buoni" microrganismi sono necessari per vivere sul pianeta. Considerando che i batteri dentro e sui nostri corpi sono più numerosi delle nostre cellule, questo campo di studi potrebbe essere considerato una delle aree più importanti della conoscenza e dello studio.
Tipi di microrganismi - Classificazione
I microorganismi o "microbi" sono piccoli esseri viventi. La maggior parte di questi organismi non può essere vista ad occhio nudo, e fino all'invenzione del microscopio e della teoria dei germi, non avevamo idea di quanto fossero abbondanti.
I microbi si trovano quasi ovunque sulla terra. Si trovano in pozze d'acqua bollenti a Yellowstone e in bocche vulcaniche nelle profondità più basse del mare. Possono vivere nelle saline e alcuni prosperano in acqua salata (così tanto per usare il sale come conservante ). Alcuni hanno bisogno di ossigeno per crescere e altri no.
Il microrganismo "più duro" del mondo è un batterio chiamato Deinococcus radio trans , un batterio che può resistere alle radiazioni in modo fenomenale come suggerisce il nome, ma può anche sopravvivere senza acqua, se esposto a acidi forti e anche quando viene posto nel vuoto.
Classificazione dei microrganismi in microbiologia
Ci sono molti modi diversi in cui gli scienziati hanno classificato, e così facendo hanno cercato di dare un senso, i milioni di microbi in mezzo a noi.
Multicellulare vs unicellulare vs acellulare - Uno dei modi in cui i microbi sono classificati è se hanno o meno cellule e, in tal caso, quanti. I microrganismi possono essere:
- Multicellulare - Avere più di una cella.
- Unicellulare - Avere una singola cella.
- Cellule acellulari - Mancanti, come virus e prioni. (C'è stato un dibattito sul fatto che i virus siano realmente vivi, dal momento che non possono sopravvivere al di fuori di un host, e i prioni vengono solitamente definiti "proteine infettive" piuttosto che microbi).
Eucarioti vs procarioti Un altro modo in cui i microrganismi sono classificati ha a che fare con il tipo di cellula. Questi includono eucarioti e procarioti:
- Gli eucarioti sono microbi con "cellule complesse" che hanno un vero nucleo e organelli legati alla membrana. Esempi di eucarioti includono elminti (vermi,) protozoi , alghe, funghi e lieviti.
- I procarioti sono microbi con "cellule semplici" che non hanno un vero nucleo e non hanno organuli legati alla membrana. Gli esempi includono i batteri.
Le principali classi di microrganismi includono - I diversi tipi di microbi possono anche essere suddivisi in:
- Parassiti - I parassiti sono a volte più spaventosi di altri microrganismi, almeno quando possono essere visti ad occhio nudo. I parassiti includono elminti (vermi,) passere, protozoi e altro. Esempi di infezioni parassitarie comprendono malaria , giardia e malattia del sonno africana. Gli ascariasis (nematodi) sono quelli che infettano un miliardo di persone in tutto il mondo.
- Funghi (e lieviti) - I funghi sono microrganismi che sono in qualche modo simili alle piante. Se hai avuto piede da atleta o un'infezione da lievito, hai familiarità con alcune infezioni fungine . Questa categoria include anche funghi e muffe. Come i batteri, abbiamo anche molti "buoni funghi" che vivono sui nostri corpi e non causano malattie.
- Batteri - Abbiamo più batteri dentro e sui nostri corpi rispetto alle cellule umane, ma la stragrande maggioranza di questi batteri sono "batteri sani". Ci proteggono dall'infezione da batteri cattivi o patologici e svolgono un ruolo nella digestione del nostro cibo. Esempi di infezioni causate da batteri includono la tubercolosi e la gola di Strep.
- Virus: i virus sono di natura abbondante, sebbene quelli a cui la maggior parte della gente ha familiarità siano quelli che causano malattie umane. I virus possono anche infettare altri microrganismi come batteri e piante. Le immunizzazioni hanno diminuito il rischio di alcune malattie spaventose, ma altre, come l' Ebola e il virus Zika , ci ricordano che non abbiamo iniziato a conquistare queste minacce in miniatura.
- Prioni - La maggior parte degli scienziati in questo momento non classifica i prioni come microrganismi, ma piuttosto come "proteine infettive". Detto questo, sono spesso studiati dai virologi, i prioni sono essenzialmente un pezzo di proteina anormalmente piegata e all'inizio potrebbero non sembrare spaventosi. Eppure le malattie da prioni come la mucca pazza sono alcune delle malattie infettive più temute.
Storia della microbiologia
Quello che ora sappiamo dei microrganismi e che sarà discusso più avanti è relativamente nuovo nella storia. Diamo una breve occhiata alla storia della microbiologia:
Primo microscopio / primi microrganismi visualizzati - Il primo importante passo nella microbiologia è avvenuto quando van Leeuwenhoek (1632-1723) ha creato il primo microscopio a lente singola. Attraverso una lente che aveva un ingrandimento di circa 300X, fu in grado di visualizzare i batteri per la prima volta (dai raschiati dai denti).
Sviluppo della teoria dei germi - Il corpo umano è stato riconosciuto come fonte di infezione da tre scienziati:
- Il dott. Oliver Wendall Holmes ha scoperto che le donne che hanno partorito a casa avevano meno probabilità di sviluppare infezioni rispetto a quelle che le avevano consegnate in ospedale.
- Il Dr. Ignaz Semmelweis ha collegato le infezioni con i medici che sono passati direttamente dalla sala autopsia al reparto maternità senza lavarsi le mani.
- Joseph Lister ha introdotto tecniche asettiche, incluso il lavaggio delle mani e l'uso del calore per la sterilizzazione.
Teoria dei Germi - Le due persone più accreditate con l'accettazione della teoria dei germi sono state Louis Pasteur e Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteur è accreditato con la teoria della biogenesi, osservando che tutti gli esseri viventi provengono da qualcosa piuttosto che dal punto di vista prevalente al momento della generazione spontanea. Sosteneva che molte malattie erano causate da microbi (piuttosto che dal peccato, dalla rabbia di Dio e da altre potenziali cause). Mostrò che i microrganismi sono responsabili della fermentazione e del deterioramento e sviluppò il metodo chiamato pastorizzazione ancora usato oggi. Ha anche sviluppato vaccini contro la rabbia e l'antrace.
- Robert Koch (1843-1910) - Koch è l'autore di "postulati di Koch" la serie scientifica di passaggi che hanno dimostrato la teoria dei germi e che è stata utilizzata negli studi scientifici da allora (con alcune revisioni). Ha identificato la causa della tubercolosi, l'antrace e colera
Da quel momento, alcuni punti di riferimento includono:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski scopre il primo virus.
- 1928 - Alexander Flemming scopre la penicillina.
- 1995 - Viene pubblicata la prima sequenza genomica microbica.
Microrganismi infettivi
Quando pensiamo ai microrganismi, la maggior parte di noi pensa alla malattia, anche se questi piccoli "bachi" sono generalmente più propensi ad aiutarci che a ferirci. (Assicurati di leggere di "buoni microbi" di seguito).
Fino a meno di un secolo fa, e attualmente, in molte parti del mondo, le infezioni da microrganismi erano la principale causa di morte. L'aspettativa di vita negli Stati Uniti è migliorata drammaticamente nel corso dell'ultimo secolo, non solo perché viviamo più a lungo, ma soprattutto perché meno bambini muoiono durante l'infanzia.
Negli Stati Uniti, le malattie cardiache e il cancro sono ora la prima e la seconda causa di morte. In tutto il mondo, tuttavia, malattie infettive. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, nei paesi a bassa economia mondiale, la principale causa di morte è rappresentata da infezioni respiratorie inferiori, seguite da malattie diarroiche.
L'avvento delle vaccinazioni e degli antibiotici, e in particolare l'acqua pulita, ha abbassato la nostra preoccupazione sugli organismi infettivi, ma sarebbe sbagliato essere arroganti. Al momento attuale, stiamo affrontando non solo malattie infettive emergenti, ma resistenza agli antibiotici, e molti esperti ritengono che siamo in ritardo da tempo per la prossima pandemia.
Microorganismi che sono utili per gli umani - "Buoni microbi"
Anche se raramente ne parliamo, i microrganismi non sono solo utili ma necessari in quasi ogni aspetto della nostra vita. I microbi sono importanti in:
- Proteggere i nostri corpi dai microbi "cattivi".
- Fare il cibo - Dallo yogurt alle bevande alcoliche, la fermentazione è un metodo in cui la crescita se i microbi vengono utilizzati per creare cibo. Questo è un esempio, tuttavia, i microbi sono il fondo della catena alimentare per gran parte della vita
- Ripartizione dei rifiuti a terra e riciclaggio dei gas atmosferici di cui sopra. I batteri possono persino aiutare con rifiuti difficili come fuoriuscite di petrolio e scorie nucleari.
- I batteri nel nostro corpo sono responsabili della produzione di vitamine come la vitamina K e alcune vitamine del gruppo B. I batteri sono anche estremamente importanti nella digestione.
- Il campo della crittografia sta anche esaminando i modi in cui i batteri possono essere utilizzati come disco rigido per memorizzare le informazioni.
Non solo i microbi svolgono molte funzioni per noi: sono parte di noi. Si pensa che i batteri dentro e sui nostri corpi siano più numerosi delle nostre cellule di un fattore di 10 a 1.
Probabilmente hai sentito l'ultimo a mangiare sano. Oltre a mangiare broccoli e mirtilli, ci viene detto di mangiare cibi fermentati ogni giorno, o almeno il più spesso possibile. Con i batteri, non ci sarebbe fermentazione.
Alla nascita, i bambini non hanno batteri nei loro corpi. Acquisiscono i loro primi batteri mentre passano attraverso il controllo delle nascite. (La mancanza di raccogliere i batteri nel canale del parto è considerata da alcuni il motivo per cui l'obesità e le allergie sono più comuni nei bambini trasportati dal taglio cesareo.)
Se hai letto la notizia ultimamente è stato anche ipotizzato che i batteri nel nostro stomaco siano responsabili dei nostri umori quotidiani. impara come avere batteri intestinali sani . Lo studio del microbioma viene ora utilizzato per spiegare molte cose, come il motivo per cui gli antibiotici possono portare ad un aumento di peso.
Campi di microbiologia
Esistono diversi campi nel campo della microbiologia. Un esempio di alcuni di questi campi suddivisi per tipo di organismo comprende:
- Parassitologia - Lo studio della parassitologia
- Micologia - Lo studio dei funghi
- Batteriologia - Lo studio dei batteri
- Virologia - Lo studio dei virus
- Protozoologia - Lo studio dei protozoi
- Fisiologia - Lo studio delle alghe
- Immunologia - Lo studio del sistema immunitario
I campi di microbiologia possono anche essere suddivisi per ambito per includere una vasta gamma di argomenti. Alcuni esempi tra molti includono:
- Fisiologia microbica (crescita, metabolismo e struttura dei microbi)
- Genetica microbica
- Evoluzione microbica
- Microbiologia ambientale
- Microbiologia industriale (ad esempio, trattamento delle acque reflue)
- Microbiologia alimentare (fermentazione)
- Biotecnologia
- Biorimedio.
Il futuro della microbiologia
Il campo della microbiologia è affascinante e ce ne sono altri che non conosciamo. Ciò che abbiamo forse acquisito nella conoscenza di più sul campo è che c'è molto altro da imparare.
Non solo i microbi possono causare malattie, ma possono essere utilizzati per sviluppare farmaci per combattere altri microbi (ad esempio, la penicillina.) Alcuni virus sembrano causare il cancro, mentre altri sono stati valutati come un modo per combattere il cancro.
Uno dei motivi più importanti per cui le persone imparano a conoscere la microbiologia è avere rispetto per queste "creature" che sono molto più numerose di noi. Si pensa che la resistenza agli antibiotici sia aumentata a causa di un uso improprio non solo di antibiotici ma di saponi antibatterici. E questo è solo guardando i microbi che attualmente riconosciamo. Con l'emergere di malattie infettive e con la nostra capacità di viaggiare quasi ovunque nel mondo su tre voli, è molto importante che i microbiologi siano educati e preparati.
> Fonti
- > Kasper, Dennis L .., Anthony S. Fauci e Stephen L .. Hauser. Principi di medicina interna di Harrison. New York: Mc Graw-Hill Education, 2015. Stampa.
- > Smolinska S., Groeger, D. e L. O'Mahony. Biologia del microbioma 1: interazioni con la risposta immunitaria dell'ospite. Cliniche di gastroenterologia del Nord America . 2017. 4691): 19-35.