Микробната теория на болестите — как микробите причиняват инфекции

Микробната теория: как микробите причиняват инфекции и заболявания — история, ключови експерименти и съвременно знание за превенция и лечение.

Зародишната теория за болестите е теория в биологията. Тя гласи, че малки организми (наречени микроби), известни също като микроби, причиняват болести. Повечето, но не всички болести са инфекциозни. Теорията за микробите гласи, че малките организми предизвикват реакция в организма на заразените. Реакцията на организма към инфекцията се нарича болест.

Много учени и лекари в историята са разбрали, че болестите се причиняват от микроскопични организми. Дори след изобретяването на микроскопа хората все още не знаеха, че микробите причиняват болести. Дълго време хората вярвали, че "лошият въздух" от миризливите сметища и от гниещото месо е причина за болестите. Затова хората са смятали, че покриването на устата и носа с кърпа ще помогне за филтрирането на "лошия въздух". Учените и лекарите използвали чесън и парфюми, за да се предпазят от лошия въздух. Но хората все още се разболявали и дори умирали, така че тази теория била погрешна. Замърсеният въздух не е причина за болестите.

Един от проблемите на старите теории за болестите е, че хората са вярвали, че живите организми се зараждат спонтанно. Спонтанно възникване е, когато нещо като мухата израсне от малко парченце миризливо месо. Тази стара теория се нарича абиогенеза. През XVII в. Франческо Реди (18 февруари 1626 г. - 1 март 1697 г.) открива, че мухите снасят яйца, които се превръщат в червеи. Преди това хората са смятали, че червеите идват от гниещото месо. Той открива това, като затваря малко месо в буркан и го наблюдава. В запечатаното месо не били открити червеи. Той също така поставил малко месо в буркан и го покрил с марля. По марлята били открити червеи, но не и в буркана. Но когато поставил месото в отворен буркан, по месото и в буркана били открити червеи. Подобни експерименти доказват, че червеите идват от мухите, които снасят яйца, а не от гниещото месо. По-късно учените ще докажат, че болестите не идват от въздуха. Болестите се разпространяват чрез инфекция.

Какво означава микробна теория на болестите

Микробната теория гласи, че определени болести се причиняват от конкретни микроорганизми — бактерии, вируси, гъбички, протозои и паразитни червеи. Когато такъв микроорганизъм навлезе в тялото и успее да се размножи или да произведе токсини, организмът реагира с възпаление и други симптоми, които наричаме болест. Важно е да се разбере, че не всеки контакт с микроб води до болест — зависи от свойствата на микроорганизма, от количеството му и от защитата на организма (имунитет).

Ключови исторически доказателства

След експериментите на Франческо Реди учените продължили да изследват причините за заразните болести. Някои от важните приноси са:

• Иґназ Семелвайс (Ignaz Semmelweis) показва, че миенето на ръцете при лекарите намалява смъртността от следродилна треска — ранна демонстрация, че носители (ръце, инструменти) могат да пренасят инфекция.
• Луи Пастьор (Louis Pasteur) провежда експерименти със свързани с втвърдяване и ферментация съдове (свин-шейп фласки), които показват, че микробите от околната среда причиняват разваляне и болести, и опровергава спонтанното възникване като обща причина.
• Роберт Кох (Robert Koch) идентифицира причинителя на антракса и развива методи за изолиране и култивиране на бактерии; той формулира принципи (известни като Кохови постулати), които помагат да се докаже връзката между конкретен микроб и болест.
• Джозеф Листер (Joseph Lister) въвежда антисептични методи в хирургията, което значително намалява инфекциите след операции.

Как микробите причиняват инфекции

Микробите могат да причинят болест по различни начини: чрез директно разрушаване на тъкани, чрез отделяне на токсини, чрез предизвикване на силна имунна реакция, или чрез колонизиране на място, където нормалната функция е нарушена. Организмът отговаря с вродени (неспецифични) и придобити (специфични) имунни механизми, които се опитват да ограничат и премахнат инфекцията. Понякога именно имунният отговор причинява някои от симптомите на болестта.

Основни пътища на предаване

Инфекциите се разпространяват по няколко начина:

• Пряк контакт — допир между хора, включително целувки и полов контакт.
• Капкова и аерогенна трансмисия — чрез кашлица, кихане или говор, когато дихателните капчици или аерозоли съдържат микроби.
• Фомити — заразени предмети и повърхности.
• Векторно предаване — ухапване от насекоми (комари, кърлежи), които пренасят патогени.
• Хранително-воден път — чрез заразена храна или вода.

Важно уточнение: миязмата (идеята, че миризмата или "лошият въздух" причинява болести) е различна от действителната въздушна трансмисия — някои болести наистина се предават чрез въздуха (например вирусни респираторни инфекции), но това не е свързано с миризмите или "замърсения въздух" в по-стария смисъл.

Профилактика и лечение

Мерките за превенция и контрол включват:

• Хигiena — редовно миене на ръце, почистване и дезинфекция на повърхности.
• Ваксинация — активна защита чрез имунизация срещу много вирусни и бактериални заболявания.
• Антисептика и стерилизация — в медицинските практики за предотвратяване на инфекции след операции и процедури.
• Антибиотична и антимикробна терапия — за лечение на бактериални и други микробни инфекции (със съображение за проблема с антимикробната резистентност).
• Обществено здраве — чиста вода, канализация, безопасна храна и проследяване на епидемии.

Важно уточнение — не всички болести са инфекциозни

Микробите причиняват много заболявания, но не всички. Сърдечно-съдови болести, диабет, генетични заболявания, много видове рак и други хронични състояния не са причинени от инфекциозни агенти (въпреки че инфекциите могат да бъдат фактор при някои от тях). Освен това в човешкия организъм живее огромно количество полезни микроорганизми (микрофлора), които подпомагат храносмилането, синтеза на витамини и защитата срещу вредни патогени.

Ключови изводи

• Микробната теория е основа на съвременната медицина при разбирането и контрола на инфекциите.
• Научни експерименти и практики (миене на ръце, антисептика, ваксинация) доказват, че конкретни микроорганизми могат да причиняват конкретни болести.
• Предотвратяването и лечението на инфекции изискват комбинация от лична хигиена, медицински мерки и обществено здраве.

Саниране

През XVIII в. Антони ван Льовенхук открива първите микроскопични организми с помощта на микроскоп. Той е първият микробиолог. Видял е някои от микроскопичните организми, които причиняват болести, но не е знаел какви са те. През 1700 г. Никола Андри смята, че някои от тези микроскопични организми причиняват дребна шарка и други заболявания. Повече от 100 години по-късно Агостино Баси разбрал какво причинява болестите при копринените буби. Игнац Семелвайс бил лекар, който разбрал, че ако лекарите си мият ръцете, след като са докосвали мъртви хора, другите пациенти няма да се разболеят. Това се случва през 1847 г. По това време хигиената и миенето на ръцете стават популярни сред някои, но не всички лекари. Лекарите започнали да използват химикали, за да почистват рани и да почистват инструментите си между всеки пациент.

Един от най-известните експерименти през XIX век е този на Джон Сноу, който открива източника на епидемия от холера. Оказва се, че холерата се предава, когато човешки отпадъци замърсяват водата, която хората пият. Сноу установява, че в Сохо в Лондон има голям брой болни хора. След като разговаря с много хора в района и картографира къде живее всеки болен, той разбира, че почти всички болни са получавали питейна вода от една и съща обществена помпа. Той решил проблема с епидемията, като премахнал дръжката на помпата, за да могат хората да получават вода от друго място. Това проработило и епидемията скоро приключила.

Луи Пастьор доказва, че теорията за зародишите на болестите е вярна. През 1862 г. той изобретява процес, при който течност се загрява до висока температура, за да се предпази от разваляне. Този процес е известен като пастьоризация, наречена на името на Пастьор. Пастьоризацията се използва за унищожаване на микроскопични организми в течности като мляко, вино и бира. Течностите, които са пастьоризирани, издържат много по-дълго, преди да се развалят.

По-късно той прави експеримент с ферментация. В един от случаите той направил бульон, който поставил в буркан с много дълга навита тръба, така че никакви частици да не могат да преминат към него отвън. Въздухът можел да влезе в тръбата, но почти никакъв прах. Приготвеният от него бульон не се променил и не се стигнало до ферментация.

След това направи подобен бульон, но този път пусна въздух и прах в буркана. Този път настъпила ферментация. Следователно това, което предизвиква ферментацията, трябва да идва отвън (от околната среда). И не само въздухът причинявал ферментация, но и нещо, което се носело във въздуха и било много малко. Сега знаем, че малки частици, наречени дрожди, предизвикват ферментация.

През втората половина на XIX в. Робърт Кох и Джоузеф Листър допринасят за утвърждаването на бактериалната теория за болестите като важна част от науката и медицината. Теориите на Кох се наричат "постулати" и помагат на медицинските изследователи да разберат какво причинява болестите. Идеите на Листър ще помогнат за утвърждаването на хигиената като основна защита срещу болестите. Постулатите на Кох и откритията на Листър в областта на хигиената са много важни и днес.

Вече знаем, че малките неща причиняват болести. Всяко едно от тези неща може да причини инфекция: гъбички, бактерии, вируси, прион, дрожди, протисти.

Оригинална карта на Джон Сноу, показваща къде са живели хората, заболели от холера по време на епидемията в Лондон през 1854 г.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява теорията за зародишите на болестите?

Въпрос: Какво според хората е причинявало болестите преди изобретяването на микроскопа?

Въпрос: Какво представлява абиогенезата?

В: Кой открива, че мухите снасят яйца, които се превръщат в червеи?

В: Как учените доказват, че болестите не идват от замърсения въздух?

В: Каква реакция предизвиква тялото на човек, когато е заразено с микроби?

Търсене по буква