Mikrobna teorija bolezni: definicija, zgodovina in ključni dokazi

Razumevanje mikrobne teorije bolezni: definicija, zgodovina in ključni dokazi, ki razkrivajo, kako mikrobi povzročajo okužbe in spreminjajo medicino.

Kužna teorija bolezni je teorija v biologiji. Trdi, da bolezni povzročajo majhni organizmi (imenovani mikrobi), znani tudi kot mikrobi. Večina bolezni, vendar ne vse, so nalezljive bolezni. Teorija mikrobov pravi, da majhni organizmi povzročijo reakcijo v telesu okuženih oseb. Reakcija telesa na okužbo se imenuje bolezen.

Številni znanstveniki in zdravniki v zgodovini so ugotovili, da bolezni povzročajo mikroskopski organizmi. Tudi po izumu mikroskopa ljudje še vedno niso vedeli, da bolezni povzročajo mikrobi. Ljudje so dolgo verjeli, da je vzrok za bolezni "slab zrak" iz smrdljivih smetišč in gnijočega mesa. Zato so mislili, da bo pokrivanje ust in nosu s krpo pomagalo filtrirati "slab zrak". Znanstveniki in zdravniki so za odganjanje slabega zraka uporabljali česen in parfume. Toda ljudje so še vedno zbolevali in celo umirali, zato je bila ta teorija napačna. Onesnažen zrak ni vzrok bolezni.

Težava starih teorij o boleznih je bila v tem, da so ljudje verjeli, da živa bitja nastajajo spontano. Spontana generacija je, ko iz majhnega koščka smrdljivega mesa zraste nekaj, kot je muha. Ta stara teorija se imenuje abiogeneza. V sedemnajstem stoletju je Francesco Redi (18. februar 1626 - 1. marec 1697) odkril, da muhe odlagajo jajčeca, ki se spremenijo v črve. Pred tem so ljudje mislili, da črvi izvirajo iz gnijočega mesa. To je odkril tako, da je nekaj mesa zaprl v kozarec in ga opazoval. Na zapečatenem mesu ni bilo črvov. Nekaj mesa je dal tudi v kozarec in ga prekril z gazo. Na gazi je našel črve, v kozarcu pa ne. Ko pa je dal meso v odprt kozarec, so bile črve na mesu in v kozarcu. Tovrstni poskusi so dokazali, da črvi izvirajo iz muh, ki odlagajo jajčeca, in ne iz gnijočega mesa. Pozneje so znanstveniki dokazali, da bolezni ne izvirajo iz zraka. Bolezni se širijo z okužbo.

Zgodovina mikrobne teorije in ključni prispevki

Razvoj kužne teorije bolezni je potekal postopoma in je vključeval več pomembnih odkritij in eksperimentov:

• Francesco Redi — poskusi s mesom (17. stoletje), ki so pokazali, da živa bitja ne nastajajo spontano iz gnijočine.
• Luis Pasteur (1822–1895) — poskusi s steklenimi "labodjimi vratci" (swan‑neck flasks) so v 19. stoletju dokončno ovrgli spontano generacijo in pokazali, da mikroorganizmi prihajajo iz okolja; Pasteur je tudi razvil metode za sterilizacijo in pripravil osnove za cepiva.
• Robert Koch (1843–1910) — oblikoval je kriterije (znane kot Kochova postulata) za povezavo posameznega mikroba z določeno boleznijo in razvil tehnike za gojenje bakterij na trdnih gojiščih.
• Ignaz Semmelweis (1818–1865) — v 19. stoletju je ugotovil, da umivanje rok pri porodni oskrbi drastično zmanjša pojavnost poporodne sepse (puerperalne vročice).
• Joseph Lister (1827–1912) — uveljavil je antiseptiko v kirurgiji z uporabo karbolne kisline, kar je zmanjšalo okužbe po operacijah.

Ključni dokazi za mikrobno teorijo

Dokazi, ki podpirajo, da mikrobi povzročajo bolezni, vključujejo:

• Mikroskopija: odkritje in opazovanje bakterij, gliv, protozojev in virusov (virusi se običajno opazijo z elektronskim mikroskopom).
• Izolacija in gojenje: neusmiljeno gojenje mikroorganizmov iz bolnih tkiv in njihova rast na laboratorijskih gojiščih.
• Inokulacijski poskusi: prenos izoliranega mikroba v zdrave gostitelje povzroči podobno bolezen (to je osnova Kochovih postulatov, čeprav so jih zaradi virov in virusov kasneje dopolnili).
• Epidemiološki vzorci: povezave med izpostavljenostjo določenim virom/izvorom in izbruhom bolezni.
• Učinki protimikrobnih ukrepov: zmanjšanje bolezni s cepivi, antiseptiki, antibiotiki in sanacijskimi ukrepi — to jasno kaže na mikrobiološki izvor bolezni.
• Molekularna biologija: sodobne metode (PCR, sekvenciranje) omogočajo odkrivanje in primerjavo mikrobičnih DNK/RNK iz vzorcev bolnikov in potrdijo povezavo med povzročiteljem in boleznijo.

Kako mikrobi povzročajo bolezni in izjeme

Način, kako mikrobi povzročajo bolezni, je različen:

• Preko invazije tkiv (npr. bakterije, ki vstopijo v tkivo in uničujejo celice).
• Sproščanje toksinov (npr. tetanus, difterija), kjer toksin povzroči simptome tudi, če bakterije niso v velikem številu.
• Virusne okužbe, kjer virus vstopi v celice in spremeni njihovo delovanje ali povzroči celično smrt.

Pomembno je tudi, da ne vse bolezni povzročajo mikrobi. Med neinfekcijske bolezni sodijo dedne bolezni, avtoimunske bolezni, veliko kroničnih nezaraljenih stanj (npr. srčno‑žilne bolezni, diabetis tipa 2) in bolezni, ki jih povzročajo prioni (nenormalne proteinske oblike), ki niso klasični mikrobi. Poleg tega obstajajo bolezni, ki so posledica toksinov ali okolijskih dejavnikov, ne pa prisotnosti živega povzročitelja.

Načini prenosa in preprečevanje

Mikrobi se lahko širijo z različnimi potmi:

• Kontaktno (direkten stik, spolni prenos)
• Kapljično in aerosoli (kašelj, kihanec)
• Preko kontaminirane vode ali hrane
• Vektorsko (komarji, klopi)
• Fekalno‑oralno

Preprečevanje vključuje ukrepe, kot so higiena rok, varna priprava hrane, čiščenje in sterilizacija medicinskih instrumentov, uporaba zaščitne opreme, cepljenja ter odgovorna uporaba antibiotikov in protimikrobnih zdravil za zmanjšanje odpornosti mikroorganizmov.

Sodobni izzivi in pomen

Mikrobna teorija bolezni je temelj sodobne medicine in javnega zdravja. Vendar se pojavljajo izzivi, kot so antimikrobna odpornost, nove in se vračajoče nalezljive bolezni ter kompleksne interakcije med mikrobiomom in zdravjem gostitelja. Razumevanje mikrobne etiologije bolezni omogoča učinkovite ukrepe za preprečevanje, zdravljenje in nadzor izbruhov ter spodbuja nadaljnje raziskave in razvoj cepiv ter novih zdravil.

Sanitarije

V 18. stoletju je Antonie van Leeuwenhoek z mikroskopom odkril prve mikroskopske organizme. Bil je prvi mikrobiolog. Videl je nekaj mikroskopskih organizmov, ki povzročajo bolezni, vendar ni vedel, kaj so. Leta 1700 je Nicolas Andry menil, da nekateri od teh mikroskopskih organizmov povzročajo ošpice in druge bolezni. Več kot 100 let pozneje je Agostino Bassi ugotovil, kaj povzroča bolezni pri sviloprejkah. Ignaz Semmelweis je bil zdravnik, ki je ugotovil, da drugi bolniki ne bodo zboleli, če si bodo zdravniki umivali roke, potem ko so se dotaknili mrtvih ljudi. To je bilo leta 1847. V tem času sta sanitarna higiena in umivanje rok postala priljubljena pri nekaterih zdravnikih, vendar ne pri vseh. Zdravniki so začeli uporabljati kemikalije za čiščenje ran in čiščenje orodja med vsakim bolnikom.

Eden najbolj znanih poskusov v 19. stoletju je bil, ko je John Snow odkril vir izbruha kolere. Izkazalo se je, da se kolera prenaša, ko človeški odpadki onesnažijo vodo, ki jo ljudje pijejo. Snow je ugotovil, da je bilo v Sohu v Londonu veliko število bolnih ljudi. Ko se je pogovarjal z mnogimi ljudmi na tem območju in popisal, kje živijo posamezni bolniki, je ugotovil, da skoraj vsi bolniki dobivajo pitno vodo iz iste javne vodovodne črpalke. Epidemijo je rešil tako, da je dal odstraniti ročico vodne črpalke, tako da so ljudje dobivali vodo z drugega mesta. To je delovalo in epidemije je bilo kmalu konec.

Louis Pasteur je dokazal, da je teorija klic bolezni resnična. Leta 1862 je izumil postopek, s katerim je tekočino segrel na visoko temperaturo, da se ne bi pokvarila. Ta postopek je znan kot pasterizacija, poimenovana po Pasteurju. Pasterizacija se uporablja za uničevanje mikroskopskih organizmov v tekočinah, kot so mleko, vino in pivo. Pasterizirane tekočine trajajo veliko dlje, preden se pokvarijo.

Kasneje je izvedel poskus s fermentacijo. V enem primeru je naredil juho, ki jo je dal v kozarec z zelo dolgo zavito cevjo, tako da vanjo od zunaj niso mogli priti nobeni delci. Zrak je lahko vstopil v cev, vendar skoraj brez prahu. Pripravljena juha se ni spremenila in ni prišlo do fermentacije.

Nato je naredil podobno juho, vendar je tokrat v posodo spustil zrak in prah. Tokrat je prišlo do fermentacije. Stvar, ki je povzročila fermentacijo, je torej morala priti od zunaj (iz okolja). In fermentacijo ni povzročil samo zrak, temveč nekaj, kar je plavalo v zraku in je bilo zelo majhno. Zdaj vemo, da fermentacijo povzročajo majhni delci, imenovani kvasovke.

V drugi polovici 19. stoletja sta Robert Koch in Joseph Lister pripomogla k uveljavitvi bakterijske teorije bolezni kot pomembnega dela znanosti in medicine. Kochove teorije se imenujejo "postulati" in so medicinskim raziskovalcem pomagale ugotoviti, kaj povzroča bolezni. Listerjeve zamisli so pripomogle k uveljavitvi higiene kot glavne obrambe pred boleznimi. Kochovi postulati in Listerjeva odkritja na področju higiene so še danes zelo pomembni.

Zdaj vemo, da majhne stvari povzročajo bolezni. Vsaka od teh stvari lahko povzroči okužbo: gliva, bakterija, virus, prion, kvasovke, protist.

Izvirni zemljevid Johna Snowa, ki prikazuje, kje so živeli ljudje, ki so zboleli za kolero med epidemijo v Londonu leta 1854.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je bakterijska teorija bolezni?

V: Kaj so ljudje pred izumom mikroskopa menili, da povzroča bolezni?

V: Kaj je abiogeneza?

V: Kdo je odkril, da muhe odlagajo jajčeca, ki postanejo ličinke?

V: Kako so znanstveniki dokazali, da bolezni ne izvirajo iz onesnaženega zraka?

V: Kakšno reakcijo ima človekovo telo, ko je okuženo z mikrobi?

Išči po črki