ภาพรวมของจุลชีววิทยา

ความหมายประวัติความเป็นมาการจำแนกและข้อเท็จจริงเกี่ยวกับจุลชีววิทยา

ความหมายของจุลชีววิทยาคืออะไร? ประวัติและเหตุใดจึงเป็นเรื่องสำคัญในการแพทย์ สิ่งที่ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับจุลินทรีย์อาจทำให้คุณประหลาดใจ?

การศึกษาจุลชีววิทยา - นิยาม

จุลชีววิทยาหมายถึงการศึกษาจุลินทรีย์ด้วยความหมาย "เล็ก" และ "ชีววิทยา" หมายถึงการศึกษาสิ่งมีชีวิต การศึกษาจุลินทรีย์ต่างกันไปและสาขาจุลชีววิทยาถูกแบ่งย่อยออกเป็นหลายเขตการศึกษา

สาขาจุลชีววิทยามีความสำคัญต่อมนุษย์ไม่เพียง แต่เนื่องจากโรคติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้ แต่เนื่องจากจุลินทรีย์ "ดี" เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเราที่จะมีชีวิตอยู่บนโลกใบนี้ พิจารณาว่าแบคทีเรียในและในร่างกายของเรามีจำนวนมากกว่าเซลล์ของเราเองสาขาวิชานี้จึงถือได้ว่าเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่สำคัญที่สุดของความรู้และการศึกษา

ชนิดของจุลินทรีย์ - การจำแนกประเภท

จุลินทรีย์หรือ "จุลินทรีย์" เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและจนถึงการคิดค้นกล้องจุลทรรศน์และทฤษฎีเกี่ยวกับเชื้อโรคเราไม่ทราบว่าพวกเขาอุดมสมบูรณ์มากแค่ไหน

จุลินทรีย์พบได้เกือบทุกที่ในโลก พบในสระน้ำเดือดของ Yellowstone และในช่องระบายอากาศภูเขาไฟที่ระดับความลึกต่ำสุดของทะเล พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ในแฟลตเกลือและบางส่วนเจริญเติบโตในน้ำเกลือ (มากสำหรับการ ใช้เกลือเป็นสารกันบูด ) บางคนต้องการออกซิเจนที่จะเติบโตและอื่น ๆ ไม่ได้

จุลินทรีย์ที่ "ยากที่สุด" ของโลกคือแบคทีเรียที่เรียกว่า Deinococcus radio trans ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ทนต่อการแผ่รังสีในระดับมหัศจรรย์ตามที่กล่าวมาได้ แต่ยังสามารถอยู่ได้โดยปราศจากน้ำเมื่อสัมผัสกับกรดที่แข็งแรงและแม้กระทั่งเมื่ออยู่ในสุญญากาศ

การจำแนกประเภทจุลินทรีย์ในจุลชีววิทยา

มีหลายวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ได้จำแนกและในการพยายามทำความเข้าใจกับจุลินทรีย์นับล้านที่อยู่ท่ามกลางเรา

Multicellular vs unicellular vs acellular - วิธีหนึ่งที่จุลินทรีย์จำแนกได้ก็คือว่ามันมีเซลล์อยู่หรือไม่และถ้ามีกี่ตัว จุลินทรีย์อาจเป็น:

• Multicellular - มีมากกว่าหนึ่งเซลล์
• Unicellular - มีเซลล์เดียว
• ขาดเซลล์ - ไม่มีเซลล์เช่นไวรัสและพรีออน (มีการถกเถียงกันว่าไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตจริงๆหรือไม่เพราะพวกเขาไม่สามารถอยู่รอดได้ภายนอกโฮสต์และพรีออนมักเรียกว่า "โปรตีนติดเชื้อ" มากกว่าเชื้อจุลินทรีย์)

อีกวิธีหนึ่งที่จุลินทรีย์จัดอยู่ในประเภทที่เกี่ยวข้องกับชนิดของเซลล์ เหล่านี้รวมถึงยูคาริโอและ prokaryotes:

• ยูคาริโอตคือจุลินทรีย์ที่มี "เซลล์ที่ซับซ้อน" ซึ่งมีนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์ที่แท้จริง ตัวอย่างของยูคาริโอต ได้แก่ หนอนพยาธิ (หนอน) โปรโตซัว สาหร่ายเชื้อราและยีสต์
• Prokaryotes เป็นจุลินทรีย์ที่มี "simple cells" ซึ่งไม่มีนิวเคลียสที่แท้จริงและไม่มี organelles ที่มีเมมเบรน ตัวอย่าง ได้แก่ แบคทีเรีย

ชั้นเรียนที่สำคัญของจุลินทรีย์ ได้แก่ - จุลินทรีย์ชนิดต่างๆสามารถแบ่งออกเป็น:

• Parasites - ปรสิตบางครั้งน่ากลัวกว่าเชื้อจุลินทรีย์อื่น ๆ อย่างน้อยก็เมื่อสามารถมองด้วยตาเปล่า ปรสิตรวมถึงหนอนพยาธิ (หนอน,) flukes, โปรโตซัวและอื่น ๆ ตัวอย่างของ การติดเชื้อปรสิต ได้แก่ มาลาเรีย , giardia และการนอนหลับแอฟริกา Ascariasis (พยาธิตัวกลม) เป็นเชื้อที่ทำให้ผู้คนหนึ่งพันล้านคนทั่วโลกติดเชื้อ

• เชื้อรา (และยีสต์) - เชื้อราเป็นจุลินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับพืช ถ้าคุณมีนักกีฬาเท้าหรือการติดเชื้อยีสต์คุณก็คุ้นเคยกับการ ติดเชื้อของเชื้อรา ไม่กี่ หมวดหมู่นี้ยังรวมถึงเห็ดและรา เช่นแบคทีเรียเรายังมี "เชื้อราที่ดี" หลายชนิดที่อาศัยอยู่ในร่างกายของเราและไม่ก่อให้เกิดโรค
• แบคทีเรีย - แบคทีเรียในร่างกายเรามีแบคทีเรียมากกว่าเซลล์ของมนุษย์ แต่แบคทีเรียส่วนใหญ่เหล่านี้เป็นแบคทีเรียที่มีสุขภาพดี พวกเขาปกป้องเราจากการติดเชื้อจากแบคทีเรียที่ไม่ดีหรือเป็นพยาธิวิทยาและมีบทบาทในการย่อยอาหารของเรา ตัวอย่างของการติดเชื้อที่เกิดจากแบคทีเรีย ได้แก่ วัณโรค และคอ Strep

• ไวรัส - ไวรัสมีมากมายในธรรมชาติแม้ว่าคนส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับโรคเหล่านี้คือไวรัสที่ทำให้เกิดโรคในมนุษย์ ไวรัสยังสามารถติดเชื้อจุลินทรีย์อื่น ๆ เช่นแบคทีเรียเช่นเดียวกับพืช การสร้างภูมิคุ้มกันลดความเสี่ยงของโรคที่น่ากลัวบางอย่าง แต่คนอื่น ๆ เช่น อีโบลา และ ไวรัส Zika เตือนเราว่าเรายังไม่เริ่มพิชิตความร้ายกาจขนาดเล็กเหล่านี้
• พรีออน - นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในเวลานี้ไม่ได้จัดกลุ่ม prion เป็นจุลินทรีย์ แต่เป็น "โปรตีนที่ติดเชื้อ" ที่กล่าวว่าพวกเขามักจะได้รับการศึกษาโดยไวรัสวิทยา Prions เป็นส่วนประกอบของโปรตีนที่พับผิดปกติและอาจดูเหมือนไม่น่ากลัวในตอนแรก โรคพรีออน เช่น โรค วัวบ้าเป็นโรคที่น่ากลัวที่สุดที่ติดเชื้อ

ประวัติจุลชีววิทยา

สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับจุลินทรีย์ซึ่งจะมีการกล่าวถึงต่อไปนี้ค่อนข้างใหม่ในประวัติศาสตร์ ลองมาดูประวัติย่อของจุลชีววิทยา:

กล้องจุลทรรศน์แรก / จุลินทรีย์ตัวแรกที่มองเห็น - ขั้นตอนแรกที่สำคัญในด้านจุลชีววิทยาเกิดขึ้นเมื่อรถตู้ Leeuwenhoek (1632-1723) สร้างกล้องจุลทรรศน์เลนส์เดี่ยวตัวแรก ผ่านเลนส์ที่มีการขยายตัวประมาณ 300X เขาสามารถเห็นภาพแบคทีเรียเป็นครั้งแรก (จากการขูดขีดฟันของเขา)

การพัฒนาทฤษฎีเชื้อโรค - ร่างกายมนุษย์ได้รับการยอมรับว่าเป็นแหล่งของการติดเชื้อโดยนักวิทยาศาสตร์สามคน:

• ดร. โอลิเวอร์เวนดาลโฮล์มส์พบว่าผู้หญิงที่คลอดที่บ้านมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อน้อยกว่าผู้ที่คลอดในโรงพยาบาล
• Ignaz Semmelweis เชื่อมโยงการติดเชื้อกับแพทย์ที่เดินตรงจากห้องชันสูตรพลิกศพไปยังแผนกสูติกรรมโดยไม่ต้องล้างมือ
• Joseph Lister แนะนำเทคนิคปลอดเชื้อ ได้แก่ การล้างมือและใช้ความร้อนในการฆ่าเชื้อ

Germ Theory - คนสองคนที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในการยอมรับทฤษฎีเชื้อโรคคือ Louis Pasteur และ Robert Koch:

• Louis Pasteur (1822-1895) - Pasteur ให้เครดิตกับทฤษฎี biogenesis สังเกตว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมาจากบางสิ่งบางอย่างมากกว่ามุมมองที่แพร่หลายในช่วงเวลาของการกำเนิดที่เกิดขึ้นเอง เขาอ้างว่าหลายโรคเกิดจากจุลินทรีย์ (มากกว่าความบาปความโกรธของพระเจ้าและสาเหตุอื่น ๆ ที่มีศักยภาพ) เขาแสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์มีส่วนรับผิดชอบในการหมักและการเน่าเสียและพัฒนาวิธีการที่เรียกว่าพาสเจอร์ไรซ์ยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน นอกจากนี้เขายังได้พัฒนาวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าและวัคซีนโรคพิษสุนัขบ้า
• Robert Koch (1843-1910) - Koch เป็นผู้เขียน "Koch's postulates" ซึ่งเป็นชุดวิทยาศาสตร์ที่นำเสนอขั้นตอนต่างๆที่พิสูจน์ทฤษฎีของเชื้อโรคและใช้ในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่ (มีการแก้ไขบางอย่าง) เขาระบุสาเหตุของวัณโรคแอนแทรกซ์ และอหิวาตกโรค

ตั้งแต่นั้นมาสถานที่สำคัญบางแห่ง ได้แก่ :

• 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski ค้นพบไวรัสตัวแรก
• 1928 - Alexander Flemming ค้นพบ penicillin
• 1995 - ลำดับจีโนมของจุลินทรีย์ตัวแรกได้รับการตีพิมพ์

จุลินทรีย์ติดเชื้อ

เมื่อเราคิดถึงเชื้อจุลินทรีย์ส่วนใหญ่เราคิดถึงโรคแม้ว่าจะมี "ข้อบกพร่อง" เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่มีส่วนช่วยให้เรามากกว่าที่จะทำร้ายเรา (โปรดอ่าน "จุลินทรีย์ที่ดี" ด้านล่าง)

จนกระทั่งน้อยกว่าศตวรรษที่ผ่านมาและในปัจจุบันในหลาย ๆ แห่งของโลกการติดเชื้อจุลินทรีย์เป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิต อายุขัยในสหรัฐอเมริกาดีขึ้นอย่างมากในช่วงศตวรรษที่ไม่เพียงเพราะเราอาศัยอยู่อีกต่อไป แต่ส่วนใหญ่เป็นเพราะเด็กน้อยกว่าตายในวัยเด็ก

ในสหรัฐอเมริกาโรคหัวใจและมะเร็งเป็นสาเหตุอันดับแรกและอันดับที่สองของการเสียชีวิต ทั่วโลกอย่างไรก็ตามโรคติดเชื้อ ตามที่องค์การอนามัยโลกกล่าวว่าในประเทศเศรษฐกิจต่ำทั่วโลกสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตคือการติดเชื้อทางเดินหายใจส่วนล่างตามมาด้วยโรคท้องร่วง

การมาถึงของการฉีดวัคซีนและยาปฏิชีวนะรวมทั้งน้ำสะอาดที่สำคัญยิ่งขึ้นได้ลดความกังวลของเราไปสู่สิ่งมีชีวิตที่ติดเชื้อ แต่มันก็เป็นความผิดพลาดที่จะหยิ่ง ในขณะนี้เราเผชิญกับโรคติดเชื้อที่เกิดขึ้นใหม่ไม่เพียง แต่ความต้านทานยาปฏิชีวนะและผู้เชี่ยวชาญหลายคนรู้สึกว่าเราเป็นเวลานานสำหรับการระบาดครั้งต่อไป

จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ - "จุลินทรีย์ที่ดี"

แม้ว่าเราไม่ค่อยพูดถึงเรื่องนี้ แต่จุลินทรีย์ไม่เพียง แต่เป็นประโยชน์ แต่จำเป็นในเกือบทุกแง่มุมของชีวิตของเรา จุลินทรีย์มีความสำคัญใน:

• การป้องกันร่างกายของเราจากจุลินทรีย์ที่ "ไม่ดี"
• การทำอาหาร - จากโยเกิร์ตไปจนถึงเครื่องดื่มแอลกอฮอล์การหมักเป็นวิธีการในการเจริญเติบโตถ้าจุลินทรีย์ถูกใช้เพื่อสร้างอาหาร นี่เป็นตัวอย่างหนึ่งของชีวิต แต่จุลินทรีย์เป็นจุดต่ำสุดของห่วงโซ่อาหารตลอดชีวิต
• การย่อยสลายของเสียบนพื้นดินและการรีไซเคิลก๊าซในบรรยากาศข้างต้น แบคทีเรียยังสามารถช่วยให้มีของเสียที่ยากลำบากเช่นการรั่วไหลของน้ำมันและกากนิวเคลียร์
• แบคทีเรียในร่างกายของเรามีหน้าที่ในการผลิตวิตามินเช่นวิตามินเคและวิตามินบีบางชนิด แบคทีเรียเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการย่อยอาหาร
• สาขาวิชาวิทยาการเข้ารหัสกำลังมองหาวิธีที่แบคทีเรียสามารถใช้เป็นฮาร์ดดิสก์ในการจัดเก็บข้อมูลได้

จุลินทรีย์ไม่เพียง แต่ทำหน้าที่หลายอย่าง สำหรับ พวกเราเท่านั้นพวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของเรา คิดว่าแบคทีเรียในและในร่างกายของเรามีจำนวนมากกว่าเซลล์ของเราถึง 10 ต่อ 1

คุณคงเคยได้ยินเรื่องล่าสุดในการกินอย่างมีสุขภาพดี นอกเหนือจากการกินผักชนิดหนึ่งและบลูเบอร์รี่ปัจจุบันเราได้รับคำสั่งให้กิน อาหารหมัก ทุกวันหรืออย่างน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แบคทีเรียจะไม่มีการหมัก

เมื่อคลอดทารกไม่มีแบคทีเรียในร่างกาย พวกเขาได้รับเชื้อแบคทีเรียครั้งแรกเมื่อผ่านการควบคุมการเกิด (การขาดการหยิบแบคทีเรียในคลองเกิดเป็นความคิดของคนบางคนที่จะเป็นเหตุผลว่าทำไมโรคอ้วนและอาการแพ้เป็นเรื่องปกติในทารกที่คลอดโดย C-section)

หากคุณได้อ่านข่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้ก็ถูกตั้งข้อสังเกตว่าแบคทีเรียใน guts ของเรามีความรับผิดชอบสำหรับวันของเราอารมณ์วัน เรียนรู้ วิธีการมีแบคทีเรียในกระเพาะอาหารที่มีสุขภาพดี การศึกษา จุลชีววิทยา กำลังถูกใช้เพื่ออธิบายถึงหลายสิ่งหลายอย่างเช่นเหตุผลที่ยาปฏิชีวนะอาจทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้น

สาขาวิชาจุลชีววิทยา

มีสาขาหลายสาขาในสาขาจุลชีววิทยา ตัวอย่างของฟิลด์เหล่านี้บางส่วนที่แบ่งตามชนิดของสิ่งมีชีวิตรวมถึง:

• ปรสิตวิทยา - การศึกษาปรสิตวิทยา
• วิทยา - การศึกษาเชื้อรา
• แบคทีเรีย - การศึกษาแบคทีเรีย
• ไวรัสวิทยา - การศึกษาไวรัส
• โปรโตซัว - การศึกษาโปรโตซัว
• Phycology - การศึกษาสาหร่าย
• Immunology - การศึกษาระบบภูมิคุ้มกัน

สาขาจุลชีววิทยาสามารถแบ่งตามขอบเขตเพื่อรวมหัวข้อที่หลากหลาย ตัวอย่างในหลาย ๆ แห่ง ได้แก่ :

• จุลินทรีย์สรีรวิทยา (การเจริญเติบโตการเผาผลาญและโครงสร้างของจุลินทรีย์)
• พันธุกรรมจุลินทรีย์
• วิวัฒนาการของจุลินทรีย์
• จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม
• จุลชีววิทยาอุตสาหกรรม (ตัวอย่างเช่นการบำบัดน้ำเสีย)
• จุลชีววิทยาอาหาร (หมัก)
• เทคโนโลยีชีวภาพ
• การบำบัดทางชีวภาพ

อนาคตของจุลชีววิทยา

สาขาจุลชีววิทยาเป็นที่น่าสนใจและมีมากขึ้นเราไม่ทราบ สิ่งที่เราอาจได้รับจากความรู้ที่มากที่สุดในสาขานี้ก็คือมีการเรียนรู้มากขึ้น

จุลินทรีย์ไม่เพียง แต่สามารถทำให้เกิดโรคได้ แต่สามารถนำมาพัฒนาเป็นยาเพื่อต่อสู้จุลินทรีย์อื่น ๆ ได้ (ตัวอย่างเช่น penicillin) ไวรัสบางชนิดดูเหมือนจะก่อให้เกิดมะเร็งขณะที่คนอื่นกำลังถูกประเมินว่าเป็นวิธีการต่อสู้กับโรคมะเร็ง

เหตุผลหนึ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับคนที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับจุลชีววิทยาคือการเคารพต่อ "สิ่งมีชีวิต" เหล่านี้ที่มีจำนวนมากกว่าเรา คิดว่าความ ต้านทานยาปฏิชีวนะ เพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้ยาปฏิชีวนะที่ไม่เหมาะสม แต่ใช้สบู่ต้านเชื้อแบคทีเรีย และนั่นก็คือเมื่อมองไปที่จุลินทรีย์ที่เรารู้จักในปัจจุบันเท่านั้น ด้วยโรคติดเชื้อที่เกิดขึ้นใหม่และด้วยความสามารถของเราที่จะเดินทางไปได้ทุกที่ทั่วโลกในสามเที่ยวบินมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับนักจุลชีววิทยาที่จะได้รับการศึกษาและเตรียมพร้อม

> แหล่งที่มา

• > Kasper, Dennis L. .. , Anthony S. Fauci และ Stephen L .. Hauser หลักการอายุรกรรมของแฮร์ริสัน New York: Mc Graw-Hill Education, 2015 พิมพ์
• > Smolinska S. , Groeger, D. และ L. O'Mahony ชีววิทยาของ Microbiome 1: ปฏิสัมพันธ์กับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของโฮสต์ คลินิกระบบทางเดินอาหารในทวีปอเมริกาเหนือ 2017. 4691): 19-35