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

Virus dại (rabies virus)

Virus dại có hình gậy giống như hình viên đạn, dài 130 - 240nm và đường kính 70 -80nm. Nucleocapsid đối xứng hình xoắn ốc, chứa ARN 1 sợi, có một vỏ ngoài mang các gai ngưng kết hồng cầu, bản chất là glycoprotein.

Phân loại virus trong vi sinh y học

Theo sự phân loại hiện nay, các virus của người và động vật có xương sống được chia thành 22 họ khác nhau: 8 họ virus chứa ADN và 14 họ virus chứa ARN.

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.

Virus cúm (Influenzavirus)

Virus cúm hình cầu đường kính từ 80, 120 nm nhưng đôi khi có dạng hình sợi. Nucleocapsid đối xứng kiểu xoắn trôn ốc, chứa ARN một sợi có trọng lượng phân tử khoảng 4x106 daltons.

Hantavirrus

Virus bị bất hoạt bởi nhiệt, các chất có hoạt tính bề mặt, các dung môi hửu cơ và dung dich thuốc tẩy. Hantavirus phát triển trên nhiều tế bào nuôi cây như tế bào vero.

Campylobacter jejuni (vi khuẩn gây viêm ruột)

Campylobacter jejuni là những vi khuẩn bé, mảnh, Gram âm, hình dấu phẩy nhọn hai đầu, rất di động nhờ có 1 lông ở 1 đầu, không sinh nha bào. Nuôi cấy C.jejuni trên môi trường nhân tạo thường khó khăn vì vi khuẩn đòi hỏi điều kiện vi hiếu khí.

Rickettsia vi khuẩn hoại tử mạch máu

Rickettsia hình dạng thay đổi qua các giai đoạn phát triển: cầu khuẩn đứng riêng rẻ hoặc xếp từng đôi, trực khuẩn và hình sợi. Thường gặp nhất là hình trực khuẩn.

Virus Rubella

Virus rubella lây truyền qua chất tiết đường hô hấp, virus rubella ít lây hơn so với virus sởi và virus thủy đậu, tuy nhiên bệnh lây dễ dàng ở những nơi đông người.

Burkholderia pseudomallei (trực khuẩn Whitmore)

B. pseudomallei là tác nhân gây ra bệnh Melioidosis, một bệnh thường gặp ở vùng Đông - Nam châu Á. Bệnh Melioidosis thường nặng, tỷ lệ tử vong cao do chẩn đoán lâm sàng khó khăn, bệnh hay tái phát và do B. pseudomallei kháng lại nhiều kháng sinh.

Clostridium difficile gây viêm ruột giả mạc

Clostridium difficile được phát hiện từ năm 1935 và được xem là một thành phần khuẩn chi của trẻ em bình thường, cho đến gần đây vi khuẩn này được xem là nguyên nhân của bệnh viêm ruột giả mạc ở những bệnh nhân dùng kháng sinh.

Vi khuẩn đường ruột

Các vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae là những trực khuẩn gram âm không sinh nha bào. Một số giống vi khuẩn thường không di động.

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.

Tụ cầu khuẩn gây bệnh (staphylococci)

Tụ cầu tìm thấy khắp nơi và có thể phân lập từ không khí, bụi, thực phẩm, cơ thể người và động vật. Tụ cầu là thành viên của khuẩn chí da hoặc niêm mạc tị hầu người.

Virus viêm gan A (hepatitis a virus HAV)

So với các Enterovirus khác, HAV tương đối ổn định với nhiệt độ, ở nhiệt độ 60 độ C virus chỉ bị bất hoạt một phần, khi đun sôi 5 phút làm bất hoạt tòan bộ virus.

Virus á cúm

Virus á cúm gây nên ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ từ những nhiễm trùng nhẹ ở đường hô hấp trên đến viêm tiểu phế quản, viêm phổi, viêm thanh quản - phế quản đặc biệt nghiêm trọng.

Bordetella pertussis (trực khuẩn ho gà)

Bệnh ho gà là một bệnh nhiễm khuẩn cấp tính ở đường hô hấp, làm viêm long đường hô hấp và xuất hiện những cơn ho đặc biệt, gây những biến chứng phổi và não.

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.

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.

Não mô cầu khuẩn gây bệnh (neisseria meningitidis)

Não mô cầu hiếu khí tuyệt đối, chỉ mọc ở các môi trường giàu chất dinh dưỡng như thạch máu, thạch chocolat.

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.

Vaccine phòng chống bệnh nhiễm trùng

Sử dụng vaccine là đưa vào cơ thể kháng nguyên có nguồn gốc từ vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh vật có cấu trúc kháng nguyên giống vi sinh vật gây bệnh, đã được bào chế đảm bảo độ an toàn cần thiết.

Khả năng gây bệnh của virus

Nhiễm virus không biểu lộ, nhiễm virus không có triệu chứng, virus ở trong cơ thể một thời gian ngắn và thải trừ nhanh

Shigella vi khuẩn đường ruột

Shigella lên men glucose không sinh hơi, lên men manitol, hầu hết Shigella không lên men lactose, chỉ có Shigella sonnei lên men lactose nhưng chậm.

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.

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

Sự hồi phục của cơ thể vật chủ trong nhiều trường hợp nhiễm vi sinh vật phụ thuộc vào sự xuất hiện của kháng thể bảo vệ. Sự tồn tại của kháng thể này cũng giúp cho cơ thể đề phòng tái nhiễm.