Új tudomány - gnotobiológia 1968 kopasz dombok

Az új tudomány - gnotobiológia

Egyszerre megfejtjük a "gnotobiológia" kifejezést - a nem mikrobiális élet tudományát. Úgy gondolják, hogy most körülbelül 10 éves. Ezért a IX. Nemzetközi Mikrobiológiai Kongresszuson döntöttek, amelyet 1966-ban Moszkvában tartottak. Ugyanakkor itt az ősi mondás teljesen igazolja magát, hogy "gyakran az új egy jól feledésbe merült öreg". Mindenesetre az a felfogás, hogy a magasabb rendű szervezetek kórokozók nélkül létezhetnek, szinte egy időben született a mikrobák mikrobiológiájával. Az első kérdést a Pasteur fogalmazta meg. De először egy kis gondolkodás.

Ha felteszel egy biológus, természettudós, mi az ő véleménye, a leginkább alkalmas a létfeltételek az élőlények, aki nem habozott válaszolni, hogy természetesen a természeti feltételek, amelyek ezt a fajta létre, és lakott. Azonban bárki, aki részt vesz a tenyésztési az állatok vagy növények, az tudja, hogy létre lehet hozni (általában ez a helyzet) oktatási körülményeinek, drámaian eltér a természetes. És ez nem árt.

Éppen ellenkezőleg, gyakran ilyen körülmények bizonyulnak nemcsak alkalmasak ehhez a szervezet fejlődéséhez, hanem még kedvezőbbek is.

És itt egy egyszerű kérdés merül fel: vajon mit jelent a létfeltételek, vagy pontosabban az élőhely a természeti környezetben? A szokásos válasz: .. Hőmérséklet, páratartalom, fényerősség egy bizonyos fajta ételt, a fajok közötti kapcsolatok az „szomszédok”, stb És kevesen gondolnak arra, hogy az egyik az egyetemes és kötelező tényezők feltételeket a természeti környezet minden lények élnek bolygónkon , a mikroorganizmusok jelenléte. A mikrobák, ha ezt mondhatom, szó szerint átitatták az élet sokkal szervezett formáit.

De mennyire szükséges mikrobák jelenléte a magasabb rendű szervezetek létezéséhez? Amennyiben mindig figyelembe kell venni, mint a legrosszabb ellenségei a mikrobák elpusztítására törekedve, hogy megzavarják és megsemmisíti vysheorganizovannye lények, vagy éppen ellenkezőleg, vannak mikroorganizmusok nem csak hasznosak, és talán még feltétlenül szükséges a növényi és állati élet? Ez a kérdés, amit a Pasteur 1895-ben a Francia Tudományos Akadémiához javasolt. Maga sokat tudott. Tudta, hogy a mikroorganizmusok többsége, amelyekkel foglalkozott tanulmányai során, az emberi vagy állati testbe való bejutás során általában betegségeket okoz, gyakran súlyos és még gyógyíthatatlan is. Mégis, Pasteur úgy vélte, hogy a mikrobák világán kívüli magasabb organizmusok létezése lehetetlen.

„Nem rejtem, - írta -, hogy ha volt ideje, szeretném, hogy ez a tanulmány egy előre kigondolt ötlet, hogy mi az élet ilyen körülmények között (nem bakteriális) nem lehetséges.” És a Pasteur-t nem nehéz megérteni. Végtére is tisztában volt azzal a hatalmas jelentőséggel, hogy a fermentációs folyamatok által biztosított kémiai transzformációk magasabb szervezetei léteznek. Itt is működnek a mikrobák is. És ez teljesen természetes, hogy azt feltételezik, hogy (milligramm tartalma 143 millió baktérium), vannak olyan fajok, amelyek kémiai hatása biztosítja a szervezet számára az emésztést, és következésképpen annak létezését között számtalan mikrobiális populáció a belekben. Röviden, a kérdés világosan megmutatkozott: a fejlett lények élhetnek és általában nem mikrobiális környezetben fejlődhetnek? Az érvelés itt haszontalan volt. A szó maradt a kísérlethez.

Az első kísérlet erre a célra nyilvánvalóan a Tirfelder és a Nuttal 1895-ben végzett kísérletei voltak. A kutatók úgy döntöttek, hogy felemelik a fiatal tengerimalac kölyköket, amelyeket császármetszésből, méhen keresztül kivonták, teljesen aszeptikus körülmények között. A sterilitást mind a mûtét során, mind pedig az állatok további fenntartásánál tartottuk. Egyél tengerimalacokat steril tejjel. A kísérlet mindössze 10 napig tartott, eredményeit különböző módon értelmezhettük. Igen, valóban tíz napig a fiatal tengerimalacok "nem mikrobás világban" éltek. Nem haltak meg. Ráadásul súlyt nyertek. De azonnal kiderül: hozzáadva a számlához. emésztetlen élelmiszer. Fagyasztott sterilizált tej töltötte be a beleket.

Általánosságban elmondható, hogy az első kísérleti kísérlet arra, hogy felderítsük a magasabb organizmusok nem mikrobiális létezésének lehetőségét, nem adott egyértelmű választ. „Élő?” - "Igen" - "Mennyi?" - "10 nap". - "Lehet-e még?" - "Ismeretlen!"

Sottelius csirkével dolgozott. A tanulmány több évig tartott, elsősorban a technikai nehézségek leküzdésére kísérletezés során. De a leleményesség és kitartás nyert: Sottelius sikerült elérni az aszeptikus növekvő feltételeket. És mi? Az ilyen körülmények között felhalmozott csirkék gyengék voltak. Fejlesztésükben messze elmaradtak a kontrolloktól. Gyakrabban egyszerűen elpusztultak. De a kísérlet folytatódik. Csak a kísérleti csirkék táplálékában adják hozzá a mikrobákat (Bacilus colli - E. coli), mivel jólétük javul és a fejlődés normális. Különösen hamarosan Mrs. Mechnikova megjegyzi egy ilyen képet a tadpole-kkal kapcsolatban. Egy nem mikrobiális környezetben a tadpoleok fejlődése lelassul, és a metamorfózis (a tadpole transzformációja béka-ként) nem fordul elő. A kontroll csoportban minden jól megy.

Így a XIX. Század elején - a XX. Század elején - a kísérlet úgy tűnt, a maga szavát mondta: Pasteur jóslata helyes volt. A mikrobák világa és a lények világa, amelyek a kölcsönös fejlődés és egymás mellett élés sok évezredei során jobban szerveződtek, ilyen szoros kapcsolatokat találtak, hogy lehetetlen megszüntetni őket.

És mégis 1912-ben Cohendi teljesen ellentétes következtetésre jut. Sotteliushoz hasonlóan a csirkékkel is dolgozott, melyet Pasteur még mindig a természet által létrehozott lényekre mutatott erre a fajta kísérletekre. Végtére is, egy tojásban egy csirke alakul ki egy olyan miniatűr világban, amely nem tartalmaz más élőlényeket. A Kohendi-kísérlet technikája meglehetősen összetett és tökéletes volt akkoriban.

Az inkubáció 18. és 19. napján a tojásokat a csirke alatt vették le, a higany meleg, egy százalékos oldatával fertőtlenítették és speciális berendezésbe helyezték. Viszonylag nagy (több mint egy méteres) kamra volt, amelyben egy speciális rendszer állandó páratartalmú steril levegőellátást biztosított. A kamerát két rekeszre osztották. A kisebbek, ahol a tojásokat elhelyezték, mesterséges tyúk szerepét játszották. Hőmérséklete 40 fok volt. A második rekesz volt az újszülött csirkék számára, mint egy gyalogos udvar, ahol steril élelmiszereket találtak. Itt a csirkék szabadon tudtak futni, vizet inni, apróra vágni a szemeket és időről időre a mesterséges tyúk közelében. Az "udvaron" belül 24 fok volt.

Itt, ilyen körülmények között a Cohendi csirkék 15, 20, 33 évre nőttek és néhány kísérletben 40 nap volt. Természetesen a kutató hosszabb ideig próbálkozott, de a technika nem sikerült. A kiválóság ellenére a Kohendi által tervezett eszköz hamarosan a csirkékhez szűkült.

De nézzük meg a kísérletek eredményeit. Rengeteg replika volt, és minden esetben nem mikrobiális környezetben termett, a csirkék ugyanolyan magasak és súlyúak voltak, majd valamivel magasabbak voltak, majd éppen a kontrollok alatt voltak. A különbség mindig a szokásos egyedi ingadozások határán volt. Nem "nem mikrobás csirkék" különböztek a kontrolltól és anatómiai és élettani fejlődésüketől.

Minden kísérlet Kohendi egyértelműen arra lehet következtetni, hogy a létezése gerinceseket legalább egy kis időt hiányában a baktériumokat, és ezek a feltételek nem okoznak zavart az élet és fejlődés a szervezet. Azonban attól függetlenül, hogy ezek az eredmények demonstratívak voltak, még mindig nem tanúsították, hogy a szervezet egész életét töltheti, és aszeptikus környezetben szaporodhat. Igaz, elvileg ezt a lehetőséget hamarosan a francia Delcourt és a Gyuano hozta létre, de a. gyümölcslé legyek. Ezek a kutatók, kifinomult és ötletes felszerelést alkalmazva, és több éve dolgoztak, sok ezer teljesen steril rovarot kapott több mint 20 generáció számára. És jogosan igényt tarthatott, hogy „repül ezek fejlődnek, alakul át és szaporodnak több generáció részvétel nélkül a mikrobák a növekedés nem csak sokkal gyorsabbak a nem aszeptikus kontroll kísérletekben, de a halálozási arány rendkívül korlátozott ;. Szinte minden rakott tojást a legyek, rovarok termelnek, amelyek képesek a szaporodásra, míg a fejlesztési halálozás gyakran olyan jelentős, normál körülmények között, ez is vezethet eltűnése egész generációi számára. "

Tehát, ha most kiterjesztjük a rovarok kísérleteire kapott következtetéseket a gerincesekre, akkor okkal feltételezhetjük, hogy minden állat élhet és fejlődhet nem mikrobiális körülmények között. Igen, de ez megtörténhet? A legyek legyek, és a gerincesek messze vannak. A végső döntéshez új, demonstrációsbb kísérletekre volt szükség, és ez mindenekelőtt tökéletesebb technikai felszerelés.

Ezt a technikát csak a század közepén hozták létre. A legfontosabb szerepet az új műanyagok és műanyagok játszották, amelyek megbízható és kényelmes antimikrobiális gátlást biztosítanak különböző formatervezésű kamrákban. Az élelmiszer sterilizálás eredeti módszereit az ionizáló sugárzás alkalmazásáig fejlesztették ki. A nem mikrobiális kamrák alkotói a legmodernebb elektronikai és automatizálási előrelépéseket alkalmazták, szabályozva és fenntartva a kamrák stabil és jól szabályozott környezeti körülményeit (hőmérséklet, páratartalom, gázösszetétel stb.).

Röviden, a század technikai gondolkodásának szinte minden eredményét a gnotobiológia használta. És talán igazán igazságosnak tartják, hogy ezeket az éveket a gnotobiológia születésének idejét önálló tudományos tudománynak tekintsék, saját célokkal és célkitűzésekkel, saját vizsgálati módszerrel, saját terminológiájával. Most, külföldön és hazánkban is, a nem mikrobás csirkék, patkányok, tengerimalacok, egerek, Drosophila legyek teljes kolóniái, nyulak jöttek létre. Egyes kolóniákban az állatok a tizenhetedik generációig fejlődtek. És a gnotobionts (nem mikrobiális állatok) sorai folyamatosan feltöltődnek. A fordulat nagy emlősökhöz is jött. Nem mikrobás kiscicák, borjak, sertések, bárányok és még most is kaptak. Burros. Tenyésztett és nem mikrobás majmok. Rendszerint az összes gnotobionts-emlős ugyanolyan jól fejlődik, mint a szokásos állatoknál. Igaz, a nem mikrobiális körülmények között a nagy emlősök nem reprodukálják, de ez, mint mondják, "csupasz technika". Ez a kamerák méretéről szól. Általában a gnotobiológia sikerei már jelentősek.

És mégis, az amerikai TD Lucky biológus szerint ez csak korai szakasza a gnotobiológia fejlődésének, mint tudománynak. Az 1972-ben meghatározandó csecsemőkori fázisának vége. Lucky bízható, hiszen ő maga sokat tett a genezishez (pontosabban a gnotobiológia újraélesztéséhez). Az ilyen pontos dátumra vonatkozó előrejelzése is érthető, hiszen ez egybeesik az amerikai űrprogram egyik szakaszával, amelyben az 1972-ben tervezett bolygóközi hajó premierje. És talán lesz egy szakaszon, ha azt mondjuk, hogy a sok műszaki, asztro-navigáció és más kapcsolódó problémák járat más bolygók, a probléma a fajok összetételét és számát mikroflóra a zárt térben az űrhajó egyik legfontosabb.

A Marsra való jövő járat több mint két évig tart. És hogyan viselkednek ebben az időben az emberi belekben élő mikrobák? Mit kell enni az űrhajósok?

Ismeretes, hogy a különböző tápanyagok nagy hatással vannak a mikroflóra összetételére és a különböző típusú baktériumok közötti kölcsönhatásra - ezt Ilya Ilyich Mechnikov bizonyította. Ezenkívül megállapítást nyert, hogy egy biológiailag korlátozott környezetben elszigetelt személyben a bélflóra eltolódását már két héttel az izolálás után és a patogén formák megfigyelésére figyeljék. Az űrhajó kabinja csak egy ilyen biológiai korlátozott tér, teljesen izolálva a szervezeteket a külső környezetből. Ez egy független, zárt mikrokozmosz az antenna mikroflórájával, amelyet a Földön kapnak. És milyen változások történnek a légmicrómbák között egy űrhajóban egy hosszú repülés közben? Végtére is, a mikrobiális populációban az ártalmatlan mikroorganizmusok mellett kórokozó mikroorganizmusok is vannak. Vagy talán a levegő mikroflóra összetételét a repülés előkészítő mikrobiológusok előre meg kell határozniuk, és szigorúan meg kell határozniuk? Vagy talán könnyebb: a levegőt sterilre tenni?

De akkor az űrhajósok ételének sterilnek kell lennie, és ők maguk, azaz űrhajósok kell válniuk. És amennyire lehetséges? A jövő űrhajósának lehetetlen a nem mikrobás kamrában nőni a születéstől az űrhajó kezdetéig. Adhatok antibiotikumokat az űrhajósoknak? Melyik?

A gnotobiológiának minden ilyen kérdésre válaszolnia kell. Hogy fogják megoldani őket, valószínűleg hamarosan megtudjuk. Mindenesetre a munkát intenzíven végezzük. Feltehetően azt lehet mondani, hogy a legvalószínűbb belsejében egy űrhajó kabin mikrobiális világ jön létre, szigorúan ellenőrzött és kiegyensúlyozott a fajösszetétel mikroflóra mind az űrhajósok és a környezetnek a hajó zárt.

De más megoldások is lehetségesek. Általában elmondható az idő. A gnotobiológia gyorsan fejlődik. By the way, a "tér" problémák messze az egyetlenek, hogy ezt a tudományt fel kell hívni.

Ezeknek a rendszereknek a vizsgálata nagyon fontos a sok mikrobiológiai és általános biológiai és orvosi probléma megoldásához. Ne feledje a mikrobák természetes és erőszakos antagonizmusának problémáját? És hogyan ellenségek kezelik egymást azáltal, hogy bejutnak a testbe? Vagy fordítva, a mikrobák szinergiája (közösség). Ez egy másik mikroba mikroorganizmusra kifejtett hatásának kölcsönös megerősítésében nyilvánul meg. Számos fertőző betegség van a mikroorganizmusok ilyen "barátságos" társulásai által. És hogyan alakulnak ezek az egyesületek? Milyen feltételek mellett és milyen szerepet játszik a vezető szerepet? Vagy talán egyenlőek a jogokkal, és egyszerre kell harcolni mindenki előtt?

A kérdésekre adott válaszok egyértelműen csak a tribiotikus rendszer tanulmányozásával nyerhetők (kétfajta mikrobák kérdése). A tanulmány azt is dibioticheskih rendszerek egy mélyebb megértését immunitás mechanizmusa, hiszen a „tiszta” határozta meg a kapcsolat egy magasabb rendű organizmus, és előre ezen (és ami a legfontosabb, az egyetlen) mikroorganizmus-fajok.

A gnotobiológiai állatokat virológiai vizsgálatokban is alkalmazzák a rák és más vírusos betegségek virális természetének tanulmányozása során. Általánosságban elmondható, hogy a gnotobiotikus állatok egy tökéletes, ha nem is mondható, ideális modell az orvosi mikrobiológia legkülönbözőbb problémáinak megoldására, olyan modell, amelynek jelentőségét nem lehet túlbecsülni. Végtére is, így a kutatók egy másik eszköz kezébe kerülnek, amely lehetővé teszi a mikrobák világának titkaiba való bejutást, és ami a legfontosabb, ezek a kórokozók. De ahhoz, hogy részletesen megtanulják, miként hatnak egymással a mikroorganizmusok, és a magasabb szervezet azt jelenti, hogy kulcsfontosságú, hogy új, hatékonyabb módszereket hozzanak létre velük szemben.

Nos, ha most megy vissza a kérdésre, hogy elkezdtük a történetet gnotobiologii hogy az emberiség nem arra törekszünk, hogy elpusztítsa az összes mikrobiális világ kezd egy új „korszak germfree” létezés? A válasz csak egy lehet: nem szabad, legalábbis nem kell, mert a betegséget okozó mikrobák csak egy kis része a képviselői ennek a hatalmas és még mindig nem ismert világ (mely később látni fogjuk esszék). Azonban az összes kórokozó mikrobák kiküszöbölése érdekében az ember képes és el kell távolítania a fertőző betegségeket. Ezt keresi, és így lesz! A zálog a mikrobiológia sikere, amit itt leírtunk.

A mikrobák világa és az emberek világa közötti küzdelemben egy férfi nyer. Sajnos azonban ez az út nem sima, és az emberek maguk is hibásak, de ez a következő esszé témája.