Wat is de definitie van microbiologie? Wat is de geschiedenis en waarom is het zo belangrijk in de geneeskunde? Wat kunnen feiten over micro-organismen u verrassen?
De studie van de microbiologie – definitie
Microbiologie wordt eenvoudigweg gedefinieerd als de studie van micro-organismen, met "micro" betekent klein en "biologie", verwijzend naar de studie van levende wezens. De bestudeerde micro-organismen lopen sterk uiteen en het veld van de microbiologie is opgesplitst in vele deelgebieden van onderzoek.
Het veld van de microbiologie is van cruciaal belang voor de mens, niet alleen vanwege de infectieziekten veroorzaakt door deze microben, maar ook omdat "goede" micro-organismen nodig zijn om op aarde te leven. Gezien het feit dat de bacteriën in en op onze lichamen onze eigen cellen overtreffen, kan dit studiegebied als een van de belangrijkste gebieden van kennis en studie worden beschouwd.
Soorten micro-organismen – classificatie
Micro-organismen, of "microben", zijn kleine levende wezens. De meeste van deze organismen kunnen niet met het blote oog worden gezien, en tot de uitvinding van de microscoop en de kiemtheorie, hadden we geen idee hoe overvloedig ze zijn.
Microben worden bijna overal op aarde gevonden. Ze komen voor in kokende plassen water in Yellowstone en in vulkanische openingen op de laagste diepten van de zee. Ze kunnen in zoutvlakten leven en sommige gedijen in zout water (zoveel voor het gebruik van zout als conserveermiddel.) Sommigen hebben zuurstof nodig om te groeien en anderen niet.
Het "moeilijkste" micro-organisme ter wereld is een bacterie genaamd Deinococcus radio trans, een bacterie die straling in een fenomenale mate kan weerstaan zoals de naam al aangeeft, maar ook kan overleven zonder water, wanneer blootgesteld aan sterke zuren, en zelfs wanneer geplaatst in een vacuüm.
Classificatie van micro-organismen in de microbiologie
Er zijn veel verschillende manieren waarop wetenschappers de miljoenen microben in ons midden hebben geclassificeerd en daarmee proberen te begrijpen.
Multicellulair versus eencellig versus acellulair – Een van de manieren waarop microben worden geclassificeerd, is door het al dan niet hebben van cellen, en zo ja, hoeveel. Micro-organismen kunnen zijn:
- Multicellulair – Met meer dan één cel.
- Eencellig – Een enkele cel hebben.
- Acellulair – Gebrek aan cellen, zoals virussen en prionen. (Er is discussie geweest over de vraag of virussen echt levende wezens zijn, omdat ze niet kunnen overleven buiten een gastheer, en prionen worden meestal "infectueuze eiwitten" genoemd in plaats van microben.)
Eukaryoten versus prokaryoten Een andere manier waarop micro-organismen worden geclassificeerd heeft te maken met het type cel. Deze omvatten eukaryoten en prokaryoten:
- Eukaryoten zijn microben met "complexe cellen" die een echte kern- en membraangebonden organellen hebben. Voorbeelden van eukaryoten zijn wormen, wormen, protozoa, algen, schimmels en gisten.
- Prokaryoten zijn microben met "eenvoudige cellen" die geen echte kern hebben en membraangebonden organellen missen. Voorbeelden zijn bacteriën.
De belangrijkste klassen van micro-organismen zijn – De verschillende soorten microben kunnen ook worden onderverdeeld in:
- Parasieten – Parasieten zijn soms angstaanjagender dan andere micro-organismen, althans wanneer ze met het blote oog kunnen worden bekeken. Parasieten omvatten helminten (wormen,) staartvinnen, protozoa en meer. Voorbeelden van parasitaire infecties zijn malaria, Giardia en Afrikaanse slaapziekte. Ascariasis (spoelwormen) zijn die die een miljard mensen wereldwijd infecteren.
- Schimmels (en gisten) – Schimmels zijn micro-organismen die in sommige opzichten op planten lijken. Als u atletenvoet of een gistbesmetting hebt gehad, bent u bekend met een paar schimmelinfecties. Deze categorie omvat ook paddestoelen en schimmels. Net als bacteriën hebben we ook veel "goede schimmels" die op ons lichaam leven en geen ziekten veroorzaken.
- Bacteriën – We hebben meer bacteriën in en op ons lichaam dan menselijke cellen, maar de overgrote meerderheid van deze bacteriën zijn ‘gezonde bacteriën’. Ze beschermen ons tegen infecties door slechte of pathologische bacteriën en spelen een rol bij de vertering van ons voedsel. Voorbeelden van infecties veroorzaakt door bacteriën omvatten tuberculose en Strep-keel.
- Virussen – Virussen zijn overvloedig aanwezig in de natuur, hoewel de meest mensen bekend zijn met diegenen die een menselijke ziekte veroorzaken. Virussen kunnen ook andere micro-organismen infecteren, zoals bacteriën, en ook planten. Vaccinaties hebben het risico op enkele angstaanjagende ziektes verkleind, maar anderen, zoals Ebola en het Zika-virus, herinneren ons eraan dat we nog niet zijn begonnen deze miniatuurgevaren te overwinnen.
- Prionen – De meeste wetenschappers classificeren op dit moment geen prionen als micro-organismen, maar eerder als ‘infectieuze eiwitten’. Dat gezegd hebbende, ze worden vaak bestudeerd door virologen, Prionen zijn in wezen een stuk abnormaal gevouwen eiwit en lijken in het begin misschien niet beangstigend. Toch zijn prionziekten zoals de gekkekoeienziekte enkele van de meest gevreesde infectieziekten.
Geschiedenis van de microbiologie
Wat we nu weten over micro-organismen en wat hieronder verder wordt besproken, is relatief nieuw in de geschiedenis. Laten we een korte blik werpen op de geschiedenis van de microbiologie:
Eerste microscoop / eerste micro-organismen gevisualiseerd – De eerste grote stap in de microbiologie ontstond toen Van Leeuwenhoek (1632-1723) de eerste, enkele lensmicroscoop creëerde. Via een lens met een vergroting van ongeveer 300x was hij in staat om bacteriën voor de eerste keer te visualiseren (van tandwonden uit zijn tanden.)
Ontwikkeling van de kiemtheorie – Het menselijk lichaam werd door drie wetenschappers erkend als een bron van infectie :.
- Dr. Oliver Wendall Holmes ontdekte dat vrouwen die thuis bevielen minder snel infecties zouden krijgen dan degenen die in een ziekenhuis hadden afgeleverd.
- Dr. Ignaz Semmelweis bracht infecties in verband met artsen die rechtstreeks van de autopsieruimte naar de kraamafdeling gingen zonder hun handen te wassen.
- Joseph Lister introduceerde aseptische technieken, waaronder zowel handen wassen als hitte gebruiken voor sterilisatie.
Kiemtheorie – De twee meest gecrediteerde mensen met de aanvaarding van de kiemtheorie waren Louis Pasteur en Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895) – Pasteur wordt gecrediteerd met de theorie van de biogenese, erop wijzend dat alle levende wezens van iets komen in plaats van de heersende mening ten tijde van de spontane generatie. Hij beweerde dat veel ziektes werden veroorzaakt door microben (in plaats van door zonde, Gods woede en andere mogelijke oorzaken.) Hij toonde aan dat micro-organismen verantwoordelijk zijn voor fermentatie en bederf en ontwikkelde de methode die pasteurisatie wordt genoemd en die vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt. Hij ontwikkelde ook hondsdolheid en anthraxvaccins.
- Robert Koch (1843-1910) – Koch is de auteur van "Koch’s postulaten", de wetenschappelijke reeks stappen die de kiemtheorie bewezen heeft en die sindsdien in wetenschappelijke studies is gebruikt (met enkele herzieningen). Hij identificeerde de oorzaak van tuberculose, miltvuur en cholera.
Sinds die tijd omvatten enkele oriëntatiepunten:
- 1892 – Dmitri Iosifovich Ivanoski ontdekte het eerste virus.
- 1928 – Alexander Flemming ontdekte penicilline.
- 1995 – De eerste microbiële genoomsequentie is gepubliceerd.
Besmettelijke micro-organismen
Wanneer we denken aan micro-organismen, denken de meesten van ons aan ziekte, hoewel deze kleine "insecten" over het algemeen meer geneigd zijn ons te helpen dan ons pijn te doen. (Lees zeker over "goede microben" hieronder.)
Tot minder dan een eeuw geleden, en momenteel, op veel plaatsen in de wereld, waren infecties met micro-organismen de belangrijkste doodsoorzaak. De levensverwachting in de Verenigde Staten is de afgelopen eeuw dramatisch verbeterd, niet alleen omdat we langer leven, maar vooral omdat er minder kinderen sterven in de kindertijd.
In de Verenigde Staten zijn hartziekten en kanker nu de eerste en tweede belangrijkste doodsoorzaken. Wereldwijd echter, besmettelijke ziekte. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie zijn in lage economische landen wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak lagere luchtweginfecties, gevolgd door diarreeziekten.
De komst van vaccinaties en antibiotica, en nog belangrijker schoon water, heeft onze bezorgdheid over infectieuze organismen verlaagd, maar het zou onjuist zijn om arrogant te zijn. Op dit moment worden we niet alleen geconfronteerd met opkomende infectieziekten, maar ook met resistentie tegen antibiotica, en veel deskundigen vinden dat we al lang moeten wachten op de volgende pandemie.
Micro-organismen die nuttig zijn voor mensen – "Goede microben"
Hoewel we er zelden over praten, zijn micro-organismen niet alleen nuttig, maar ook noodzakelijk in bijna elk aspect van ons leven. Microben zijn belangrijk bij:
- Bescherming van ons lichaam tegen "slechte" microben.
- Voedsel maken – van yoghurt tot alcoholische dranken is fermentatie een methode waarbij microben worden gebruikt om voedsel te maken. Dit is een voorbeeld, echter, microben zijn de bodem van de voedselketen voor een groot deel van het leven.
- Afbraak van afval op de grond en recycling van atmosferische gassen erboven. Bacteriën kunnen zelfs helpen bij moeilijk afval zoals olieverlies en kernafval.
- Bacteriën in ons lichaam zijn verantwoordelijk voor de productie van vitaminen zoals vitamine K en sommige B-vitamines. Bacteriën zijn ook erg belangrijk bij de spijsvertering.
- Het gebied van cryptografie kijkt zelfs naar manieren waarop bacteriën kunnen worden gebruikt als een harde schijf om informatie op te slaan.
Niet alleen vervullen microben veel functies voor ons, ze maken ook deel uit van ons. Er wordt gedacht dat de bacteriën in en op ons lichaam met een factor 10 tot 1 in aantal groter zijn dan onze cellen.
Je hebt waarschijnlijk het laatste nieuws gehoord over gezond eten. Naast het eten van broccoli en bosbessen, wordt ons nu verteld om gefermenteerd voedsel dagelijks te eten, of minstens zo vaak als mogelijk. Bij bacteriën zou er geen gisting zijn.
Bij de geboorte hebben baby’s geen bacteriën in hun lichaam. Ze krijgen hun eerste bacteriën als ze door de anticonceptie gaan. (Het ontbreken van het oppikken van bacteriën in het geboortekanaal wordt door sommigen beschouwd als de reden waarom obesitas en allergieën vaker voorkomen bij baby’s die worden afgeleverd door de C-sectie.)
Als u het nieuws de laatste tijd hebt gelezen, wordt zelfs gesteld dat de bacteriën in onze ingewanden zijn verantwoordelijk voor onze dagelijkse gemoedstoestanden. leer hoe u gezonde darmbacteriën kunt hebben. De studie van het microbioom wordt nu gebruikt om veel dingen te verklaren, zoals waarom antibiotica tot gewichtstoename kunnen leiden.
Velden van de microbiologie
Er zijn verschillende velden binnen het veld van de microbiologie. Een voorbeeld van enkele van deze velden, opgesplitst naar type organisme, omvat:
- Parasitologie – De studie van parasitologie
- Mycologie – De studie van schimmels
- Bacteriologie – De studie van bacteriën
- Virologie – De studie van virussen
- Protozoölogie – De studie van protozoa
- Fyalgologie – De studie van algen
- Immunologie – De studie van het immuunsysteem
De velden van de microbiologie kunnen ook worden uitgesplitst naar draagwijdte om een breed scala aan onderwerpen te omvatten. Enkele voorbeelden hiervan zijn:
- Microbiële fysiologie (groei, metabolisme en structuur van microben)
- Microbiële genetica
- Microbiële evolutie
- Milieubiologie
- Industriële microbiologie (bijvoorbeeld afvalwaterbehandeling)
- Voedingsmicrobiologie (fermentatie)
- Biotechnologie
- Bioremediatie.
De toekomst van de microbiologie
Het vakgebied van de microbiologie is fascinerend en er is meer dat we niet weten. Wat we misschien wel in de kennis hebben opgedaan, is dat er zoveel meer te leren valt.
Niet alleen kunnen microben ziekten veroorzaken, ze kunnen ook worden gebruikt om andere microben te bestrijden (bijvoorbeeld penicilline). Sommige virussen lijken kanker te veroorzaken, terwijl andere worden geëvalueerd als een manier om kanker te bestrijden.
Een van de belangrijkste redenen voor mensen om meer te weten te komen over microbiologie, is respect hebben voor deze ‘wezens’ die ons verreweg het meest overtreffen. Men denkt dat de antibioticaresistentie is toegenomen door onjuist gebruik niet alleen van antibiotica, maar ook van antibacteriële zepen. En dat is alleen als we kijken naar de microben die we momenteel herkennen. Met het ontstaan van besmettelijke ziekten, en met ons vermogen om overal op de wereld op drie vluchten te reizen, is er een grote behoefte aan microbiologen om te worden opgeleid en voorbereid.
