Mikrobu teorija par slimībām: baktēriju loma un vēsturiskie pierādījumi

Slimību baktēriju teorija ir bioloģijas teorija. Tā apgalvo, ka slimības izraisa mazi organismi (t. s. mikrobi), ko dēvē arī par mikrobiem. Lielākā daļa, bet ne visas slimības ir infekcijas slimības. Mikrobu teorija apgalvo, ka mazi organismi izraisa reakciju inficēto cilvēku organismā. Ķermeņa reakciju uz infekciju sauc par slimību.

Daudzi zinātnieki un ārsti vēsturē atklāja, ka slimības izraisa mikroskopiski organismi. Pat pēc mikroskopa izgudrošanas cilvēki joprojām nezināja, ka slimības izraisa mikrobi. Cilvēki ilgi uzskatīja, ka slimību cēlonis ir "sliktais gaiss" no smirdīgām atkritumu izgāztuvēm un no pūstošas gaļas. Tāpēc cilvēki domāja, ka, aizsedzot muti un degunu ar drānu, "sliktais gaiss" tiks filtrēts. Zinātnieki un ārsti izmantoja ķiplokus un smaržas, lai aizbiedētu slikto gaisu. Taču cilvēki joprojām slimoja un pat mira, tāpēc šī teorija bija nepareiza. Piesārņots gaiss nav slimību cēlonis.

Viena no veco slimību teoriju problēmām bija tā, ka cilvēki uzskatīja, ka dzīvas lietas rodas spontāni. Spontāna veidošanās ir tad, kad no neliela smirdīgas gaļas gabaliņa izaug kaut kas tāds kā muša. Šo veco teoriju sauc par abioģenēzi. Septiņpadsmitajā gadsimtā Frančesko Redi (1626. gada 18. februāris - 1697. gada 1. marts) atklāja, ka mušas izdēj olas, kas kļūst par tārpiem. Pirms tam cilvēki domāja, ka tārpi rodas no pūstošas gaļas. Viņš to atklāja, aizverot nedaudz gaļas burkā un vērojot to. Uz aizzīmogotās gaļas tārpi netika atrasti. Viņš arī ielika nedaudz gaļas burkā un pārklāja to ar marli. Uz marles tika atrastas tārpi, bet burkas iekšpusē tārpi netika atrasti. Bet, kad viņš ielika gaļu atvērtā burkā, uz gaļas un burkas iekšpusē tika atrastas tārpi. Šādi eksperimenti pierādīja, ka tārpi nāk no mušām, kas izdēj olas, nevis no pūstošas gaļas. Vēlāk zinātnieki pierādīja, ka slimības nenāk no gaisa. Slimības izplatās ar infekciju.

Svarīgākie vēsturiskie atklājumi un to autori

19. gadsimtā un vēlāk mikrobu teorija ieguva izšķirošu atbalstu vairākos nozīmīgos atklājumos:

• Louis Pasteur (1822–1895) veica virkni eksperimentu, tostarp slavenos „gulbveida kakla” (swan-neck flask) eksperimentus, kas skaidri parādīja, ka mikroorganismi nedzīvo spontāni no nedzīvas vielas, bet nonāk no apkārtējās vides. Viņš arī attīstīja pasteurizāciju un veicināja vakcinācijas ideju.
• Robert Koch (1843–1910) identificēja konkrētus baktēriju izraisītājus, piemēram, Bacillus anthracis (sērgas izraisītājs) un Mycobacterium tuberculosis (tuberkulozes izraisītājs). Koch formulēja arī savas slavenās principa-pārbaudes — Koka postulātus, kas palīdzēja noteikt, kuru mikroorganismu saista ar konkrētu slimību.
• Ignaz Semmelweis (1818–1865) uzsvēra roku mazgāšanas nozīmi dzemdību palātās, radikāli samazinot pēcdzemdību drudzi.
• Joseph Lister (1827–1912) ieviesa antiseptiskās operācijas metodes, izmantojot karbolskābi, kas samazināja infekciju skaitu ķirurģijā.
• John Snow (1813–1858) parādīja, ka holēra 19. gadsimta Londonā bija saistīta ar piesārņotu dzeramo ūdeni (plaši tiek minēts Broad Street sūkņa noņemšanas piemērs), — tas bija nozīmīgs arguments pret „sliktā gaisa” teoriju.

Koka postulāti (vienkāršotā formā)

Koka postulāti bija rokasgrāmata, kā saistīt noteiktu mikroorganismu ar slimību. Vienkāršoti tie skan aptuveni šādi:

• Mikroorganisms jāatrod katrā slimības gadījumā, bet ne veselu personu audos.
• Mikroorganisms jāizdala un jāaudzē tīrā kultūrā laboratorijā.
• Audzētais mikroorganisms jāspēj ievadīt veselam dzīvniekam, izraisot to pašu slimību.
• No šī inficētā dzīvnieka jāspēj atkārtoti izdalīt tāds pats mikroorganisms.

Mūsdienās ir zināms, ka Koka postulāti nav universāli pielietojami visiem patogēniem (piem., vīrusiem, kuriem nepieciešamas šūnas, vai baktērijām, kas cilvēkam ir tikai retu epizodisku infekciju gadījumā), tomēr tie deva spēcīgu metodoloģisku ietvaru mikrobu pētījumiem.

Baktēriju loma un mikrobioloģijas mūsdienu pierādījumi

Mūsdienu mikrobioloģija izmanto dažādas metodes, kas pārliecinoši pierāda, ka daudzas slimības izraisa mikroorganismi:

• Mikroskopija (gadsimta gaitā attīstījusies no optiskā mikroskopa līdz elektronmikroskopam).
• Šūnu kultūras, kurās audzē baktērijas vai vīrusus in vitro.
• Molekulārās metodes — PCR, DNS/RNS sekvencēšana un genomikas pieeja, kas ļauj tieši noteikt patogēna ģenētisko materiālu no pacienta paraugiem.
• Imunoloģiskie testi, kas konstatē specifiskas antivielas vai antigēnus.

Šie rīki palīdz identificēt gan baktērijas, gan vīrusus, sēnītes un parazītus kā slimību izraisītājus. Ir svarīgi atzīmēt, ka ne visas slimības ir infekcijas; ir arī ģenētiskas, autoimūnas, vielmaiņas un vides izraisītas slimības.

Praktiskas sekas — profilakse un ārstēšana

Mikrobu teorijas pieņemšana ievērojami izmainīja medicīnu un sabiedrības veselību:

• Higiēna un sanitārija: kanalizācijas sistēmas, tīrs dzeramais ūdens un pārtikas drošība samazināja infekciju izplatību.
• Antiseptika un sterilitāte: ķirurģiskās procedūras kļuva drošākas, pateicoties instrumentu sterilizācijai un antiseptiskiem līdzekļiem.
• Vakcinācija: vakcīnas pret bakteriālām un vīrusu slimībām (piem., bakām, difteriju, poliomielītu, masaliņām un daudzām citām) glābušas miljoniem dzīvību.
• Antibiotikas: atklājums, piemēram, Aleksandra Fleminga penicilīns (1928), deva efektīvus līdzekļus pret baktēriju infekcijām; tomēr mūsdienās svarīga problēma ir antibiotiku rezistence.

Mūsdienu izaicinājumi un perspektīvas

Pat ja mikrobu teorija ir labi pamatota, izaicinājumi paliek:

• Antimikrobiāla rezistence izplatība prasa jaunas zāles un alternatīvas ārstēšanas metodes.
• Jaunu patogēnu parādīšanās (piem., zoonozes — slimības, kas pāriet no dzīvniekiem uz cilvēkiem) prasa pastāvīgu uzraudzību.
• Sarežģītas hroniskas slimības dažkārt saistītas ar mikrobiālajiem faktoriem vai ar imūnsistēmas mijiedarbību ar mikrobiomu, kas prasa daudzpusīgus pētījumus.

Kopumā mikrobu teorija pārvērtusi mūsu izpratni par slimībām — tā pārvērta empīriskus novērojumus par sistemātisku zinātnisku pieeju, kas balstās uz tiešiem pierādījumiem un reproducējamiem eksperimentiem. Šī teorija ļāva izstrādāt efektīvas profilakses, diagnostikas un ārstēšanas metodes, kas glābušas un joprojām glābj cilvēku dzīvības.