Lịch sử phát triển của vi sinh vật học

2017-07-10 12:36 AM

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sự phát hiện vi sinh vật

Sự phát hiện vi sinh vật gắn liền với sự phát minh kính hiển vi.  Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) người Hà Lan, là người đầu tiên ở thế kỷ XVII nhìn thấy vi sinh vật nhờ những kính hiển vi độ phóng đại 270 - 300 lần mà ông đã chế tạo (1676). Do sự hạn chế về độ phóng đại và độ phân giải của kính hiển vi cho nên những nghiên cứu hiển vi của cơ thể sống rất bị hạn chế và mãi đến đầu thế kỷ XIX chiếc kính hiển vi hoàn chỉnh đầu tiên mới ra đời và từ đó cho đến nay con người đã lần lượt sáng tạo ra hàng loạt các loại kính hiển vi quang học khác nhau thì nhiều sự kiện quan trọng mới được phát hiện.

Sự trưởng thành của vi sinh vật học

Trong thế kỷ XVII và suốt thế kỷ XVIII vi sinh vật học chỉ chú trọng về phần mô tả, tuy nhiên cũng có một số công trình xuất sắc như Spallanzani sử dụng môi trường nuôi cấy khử khuẩn bằng nhiệt, Edward Jenner phát minh vaccine đậu mùa, Zinke phát hiện tác nhân của bệnh dại ở trong nước bọt của chó bị dại.

Thế kỷ XIX mới cho thấy những bước phát triển lớn về vi sinh vật học nhờ công lao của Louis Pasteur và Robert Koch.

L.Pasteur (1822 - 1895) hoàn chỉnh việc nghiên cứu vi sinh vật. Vi sinh vật không những được mô tả chính xác mà còn được khảo sát đầy đủ về những tính chất sinh lý.

L.Pasteur là nhà vi sinh vật học vĩ đại đã có công:

- Chấm dứt tranh luận về thuyết tự sinh bằng các thí nghiệm xuất sắc với bình cổ ngỗng.

- Phát hiện tác nhân của sự lên men như lên men rượu, lên men thối là vi sinh vât: các vi sinh vật  phát triển đã tạo thành các enzyme chịu trách nhiệm về hiện tượng lên men.

- Xác định vai trò tác nhân gây bệnh của các vi sinh vật trong bệnh nhiễm trùng

- Khái quát hóa vấn đề vaccine và tìm ra phương pháp điều chế một số vaccine phòng bệnh như vaccine bệnh than, vaccine bệnh tả gà... và phát minh vaccine dại.

R.Koch (1843 - 1910) cùng đóng góp lớn lao cho vi sinh vật học nhờ những công trình:

- Phát triển những kỹ thuật cố định và nhuộm vi khuẩn.

- Sử dụng môi trường đặc để phân lập vi khuẩn ròng.

- Nêu tiêu chuẩn xác định bệnh nhiễm trùng.

- Khám phá vi khuẩn lao, vi khuẩn tả.

Nhờ công lao của L.Pasteur, R.Koch và nhiều nhà bác học khác, phần lớn các vi khuẩn gây bệnh ở người và động vật đều được khám phá ở đầu thế kỷ XX. Lúc bấy giờ vi sinh học đã trở thành một khoa học ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y học, nông nghiệp và công nghiệp.

Trong lâm sàng, khoa lây đã thành lập để tiếp nhận bệnh nhân nhiêm trùng, khoa ngoại đã sử dụng phương pháp phẩu thuật sát trùng, tiền đề của phương pháp phẩu thuật vô trùng ngày nay.

Những thành tựu hiện đại

Trong những thập kỷ gần đây từ một khoa học ứng dụng, vi sinh vật học đã trở thành một khoa học cơ bản làm phát sinh một ngành khoa học mới: sinh học phân tử và dưới phân tử và cùng với các ngành khoa học khác tạo nên một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại.

Nhờ những hiểu biết về di truyền học hiện đại mà mô hình nghiên cứu là E.coli, Watson và Crick đã phát hiện mẫu cấu trúc của ADN và cơ chế sao chép bán bảo tồn làm cơ sở cho sự hình thành sinh học phân tử và dưới phân tử. Những phát hiện kỳ diệu về cơ cấu của mã di truyền và các cấu trúc khác của tế bào sống được sử dụng làm cơ sở cho sự phát triển công nghiệp sinh học, ngành công nghiệp cho phép con người can thiệp vào quá trình hình thành và phát triển của sinh vật để phục vụ lợi ích của con người .

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới. Trong lĩnh vực y học những kỹ thuật trên có nhiều triển vọng giải quyết các bệnh di truyền, phòng chống các bệnh nhiễm trùng, bệnh ung thư.

Bài viết cùng chuyên mục

Vi khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt (clostridium botulinum)

Vi khuẩn giống Clostridium là các trực khuẩn gram dương, kỵ khí, sinh nha bào. Vi khuẩn này có trong đẩt, trong đường tiêu hóa của người và động vật, phần lớn trong chúng là các vi khuẩn sống hoại sinh.

Tiệt trùng và khử trùng trong y học

Trong phòng thí nghiệm vi sinh vật, tiệt trùng là biện pháp không thể thiếu được cho việc phân lập, nuôi cấy và lưu giữ các vi khuẩn thuần khiết.

Những vấn đề hiện nay của vi sinh vật y học

Từ khi vi sinh vật học trưởng thành cho đến nay con người đã có khả năng dần dần chế ngự được bệnh nhiễm trùng. Nhưng con đường chế ngự

Virus vêm gan D (hepatitis d virus HDV)

Virus viêm gan D còn có tên là virus viêm gan delta, hay virus viêm gan khiếm khuyết vì virus này cần sự hỗ trợ của HBV hoặc virus viêm gan ở sóc (Woodchuck hepatitis virus - WHV) để phát triển.

Cơ chế đề kháng bảo vệ cơ thể không đặc hiệu chống lại vi sinh vật gây bệnh

Sự bài tiết các chất bả nhờn, bài tiết mồ hôi (axit lactic) trên bề mặt da và độ pH thấp của một số vị trí ở da và niêm mạc dạ dày hay đường tiết niệu sinh dục.

Trực khuẩn phong (mycobacterium leprae)

Họ Mycobacteriaceae bao gồm các trực khuẩn có tính chất bắt  màu thuốc nhuộm một cách đặc biệt: Vi khuẩn khó bắt màu thuốc nhuộm ba dơ nhưng khi đã bắt màu thuốc nhuộm rồi thì không bị dung dịch cồn axit tẩy màu.

Proteus vi khuẩn đường ruột

Cấu trúc kháng nguyên của Proteus rất phức tạp. Người ta thấy có một mối tương quan đặc biệt giữa kháng nguyên O của một số chủng Proteus.

Virus bại liệt Poliovirus

Enterovirus thuộc họ Picornaviridae, họ này gồm 2 giống: Enterovirus và Rhinovirus. Đặc điểm chung là nhỏ, chứa ARN 1 sợi, capsid đối xứng hình khối, không có vỏ bọc.

Đối tượng nghiên cứu của vi sinh vật học

Vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, tảo, nguyên sinh động vật và virus. Trước khi khám phá vi sinh vật người ta chia sinh vật làm hai giới: giới động vật và giới thực vật.

Virus viêm não nhật bản

Virus viêm não Nhật Bản thuộc họ Flaviviridae. Virus có hình cầu đường kính từ 30 đến 35nm. Virus chứa ARN một sợi, nucleocapsid đối xứng hình khối. Có một vỏ bọc bên ngoài capsit.

Trực khuẩn than (bacillus anthracis)

Trực khuẩn than đi đến các hạch lymphô, lách rồi đến máu. Ở máu, chúng nhân lên nhanh chóng, gây nên nhiễm khuẩn huyết và xâm nhập vào các cơ quan.

Di truyền về tính kháng thuốc của vi khuẩn

Trong tính kháng thuốc, kháng sinh giữ vai trò chọn lọc chứ không phải vai trò chỉ đạo. Việc sử dụng rộng rãi kháng sinh làm phát triển nhanh chóng các vi khuẩn kháng thuốc.

Khả năng gây bệnh của vi sinh vật

Vi sinh vật gây bệnh là nguyên nhân của bệnh nhiễm trùng. Không có vi sinh vật gây bệnh thì không có nhiễm trùng. Khả năng gây bệnh của vi sinh vật phụ thuộc vào độc lực.

Huyết thanh phòng chống bệnh nhiễm trùng

Dùng huyết thanh miễn dịch là đưa vào cơ thể kháng thể có nguồn gốc từ người hay động vật, giúp cho cơ thể có ngay kháng thể đặc hiệu chống lại tác nhân gây bệnh.

Phản ứng kết hợp bổ thể của kết hợp kháng nguyên kháng thể trong chẩn đoán vi sinh

Trong hệ thống 1, kháng nguyên được cho tác dụng với kháng thể. Nếu kháng nguyên và kháng thể phản ứng đặc hiệu thì tất cả lượng bổ thể kết hợp vào phức hợp kháng nguyên kháng thể.

Sự né tránh với đáp ứng miễn dịch của vi sinh vật gây bệnh

Về lý thuyết, vi khuẩn tồn tại trong cơ thể vật chủ càng lâu thì chúng càng có nhiều thời gian để gây tổn thương cho cơ thể.

Adenovirus gây bệnh đường hô hấp

Adenovirus là những virus chứa DNA hai sợi, kích thước virus từ 70 đến 80 nm đường kính, không có vỏ bọc, capsid có đối xứng hình khối và virus có hình đa giác đều tạo nên bởi 252 capsome.

Sinh lý của vi khuẩn

Phần lớn vi khuẩn nếu được cung cấp đầy đủ những yếu tố trên thì có khả năng tổng hợp các chất cấu tạo của tế bào. Nhưng một số vi khuẩn mất khả năng tổng hợp một vài hợp chất.

Hình thể của vi khuẩn

Các cầu khuẩn hợp thành đám như chùm nho, phân chia theo mặt phẳng, một số loại gây bệnh cho người và thường phát triển nhanh chóng tính đề kháng với nhiều kháng sinh.

Các kháng nguyên của virus gây bệnh

Bàn chất hoá học của vỏ ngoài thường là lipoprotein, ở một số virus là glycoprotein. Trên vỏ thường chứa các kháng nguyên đặc hiệu như yếu tố gây ngưng kết hồng cầu.

Lậu cầu khuẩn gây bệnh (neisseria gonorrhoeae)

Lậu cầu có sức đề kháng kém, chết nhanh khi ra khỏi cơ thê. Trong bệnh phẩm, vi khuẩn chết ở nhiệt độ phòng trong 1 đến 2 giờ.

Mycoplasma vi khuẩn gây viêm phổi

Mycoplasma là vi khuẩn không vách tế bào, kích thước nhỏ, khó nhuộm với thuốc nhuộm kiềm, hình thể khác nhau tùy thuộc vào thời gian nuôi cấy và thay đổi theo từng bước nhuộm, người ta có thể quan sát bằng kính hiển vi nền đen, nhuộm Giemsa.

Những nhiễm trùng bệnh viện thường gặp

Phần lớn nhiễm trùng vết thương gây nên do vi khuẩn trực tiếp đưa vào mô trong thời gian phẫu thuật. Thông thường vi khuẩn có nguồn gốc là khuẩn chí của người bệnh.

Cơ sở di truyền của độc lực vi sinh vật gây bệnh

Các yếu tố độc lực của vi sinh vật có thể được mã hoá trên DNA nhiễm sắc thể, trên DNA của bacteriophage, trên các plasmid.

Vi khuẩn bạch hầu (corynebacterium diphtheriae)

Vi khuẩn bạch hầu là vi khuẩn hiếu khí. Mọc được ở môi trường nuôi cấy thông thường, nhưng mọc tốt và nhanh ở môi trường có máu và huyết thanh.