Microbes and their importance discovered

Objev mikrobů a jejich významu
Microbes and their importance discovered
Mikroorganismy (mikroby) náhodně objevil v roce
1674 holandský kupec Antonie van Leeuwenhoek
(1632-1723). Ve vlastnoručně zhotoveném drobnohledu
složeném z lupy a držátka pozoroval různé, pouhým
okem neviditelné objekty, včetně živých organismů.
Jan Verkolje, Antonie van Leeuwehoek,
1686 (National Institutes of Health)
Ve stěru z povlaku zubů objevil van Leeuwenhoek mnoho
pohyblivých stvořeníček různého tvarů a délky, které nazval
„animalculae“. Význam tohoto objevu pro zjišťování příčin
infekčních nemocí byl však poznán až po více než dvou
stoletích. Nákres z Leeuwenhoekova dopisu, 1683.
Francouzský fyzik Louis Pasteur (1822-1895) prokázal,
že původci hniloby či kvašení, například vína, jsou
mikroby, které nevznikají v látkách „samy od sebe,“
ale jsou rozptýleny ve vnějším prostředí a přicházejí
z něj. Právě tak infekční nemoci způsobují mikroby,
přenášené z vnějšku. G. - F. Tournachon, portrét
L. Pasteura, 1889.
Pasteur použil baňku naplněnou sterilní živnou půdou, jejíž otevřené hrdlo
bylo protaženo do kapiláry a esovitě prohnuto (tzv. labutí krk) takže mikroby
nemohly vniknout dovnitř (a). Půda v této baňce v pařížském Pasteurově
ústavu se dodnes nezakalila, zatímco stejnou živnou půdu v baňce se širokým
otevřeným hrdlem (b) mikroby osídlily již po několika dnech.
b.
a.
b.
a.
c.
Mikroskop zůstal dodnes jedním z hlavních nástrojů k určení příčiny infekce. Optické
mikroskopy jsou schopny zvětšovat pozorované objekty až 1000 krát, elektronové mikroskopy
zvětšují i více než 1 000 000 krát.
Optický mikroskop (a) a zobrazení koků v optickém (b) a elektronovém (c) mikroskopu
In the 17th century, Antonie van Leeuwenhoek’s discovery of microbes opened the
investigation of a world too small to see. It took 200 years before Louis Pasteur proved the role
of microbes in causing infectious diseases. Today, microscopic demonstration continues to be
vital in identifying the cause of infections.
Rozmanité tvary mikrobů
Microbes in all forms and shapes
Mikroskop umožňuje zařadit původce infekce do
jedné ze čtyř hlavních skupin mikrobů, které se liší
složením buňky, tvarem a velikostí. Nejmenší jsou viry
(a), pak bakterie (b), nižší houby (plísně a kvasinky),
(c) a konečně paraziti, z nichž např. tasemnice může
dosáhnout až několika metrů.
viry (0,03-0,3 μm) (a)
bakterie (0,3-10 μ m) (b)
nižší houby (4-40 μ m) (c)
Původce infekce je však zapotřebí určit přesněji.
Bakterie se proto nechávají množit a vytvářet kolonie
v živných půdách (a), obvykle při tělesné teplotě
v normální atmosféře, při podezření na anaerobní
infekci bez přístupu kyslíku. Na pevných půdách lze
pouhým okem pozorovat jednotlivé kolonie. Jedna
kolonie ze stamiliónů (109) potomků vyrůstá za 18-24
hodin (b). Další testy zjistí druh bakterie přesně.
Nárůst Staphylococcus aureus
na krevním agaru (a)
Detail kolonie obklopené hemolýzou (b)
Bakterie vytvářejí mnoho látek, které potlačují
nebo hubí jiné mikroby. Většinu z dnes používaných
antibiotik produkují členové rodů Streptomyces,
Penicillium a Bacillus, látku pyocyanin s antibiotickým
účinkem vytváří Pseudomonas aeruginosa.
Streptomyces griseus, producent streptomycinu
Pseudomonas aeruginosa. Zelený pyocyanin
pod kulturou v tekuté půdě (foto Y Tambe)
Kolonie mají typický tvar, velikost, zbarvení i zápach. Objevitel penicilínu Alexander
Fleming (1881-1955), sám amatérský malíř, vytvářel z bakterií na Petriho miskách
výtvarná díla. Naočkoval různobarevné mikroby do živné půdy tak, aby dozrály ve
stejnou dobu: přetrvaly jen tak dlouho, dokud jedna kolonie nepřerostla do druhé.
(Courtesy of Kevin Brown, Alexander Fleming Laboratory Museum Curator, Imperial
College London.)
The four major groups of microorganisms – viruses, bacteria, lower fungi and parasites – differ in size,
shape and cell composition. By these traits, a microbe can be identified. Certain kinds of microbes
produce substances that suppress or kill other microbes, and can be cultivated as producers of
antibiotics.
Alexander Fleming, the discoverer of penicillin, used the typical colors of microbial colonies to create
self-growing, transient paintings.
Jak se zjišťuje příčina infekce
How to identify the cause of an infection
Jen několik infekčních onemocnění, např. syfilis, lepra, malárie
nebo AIDS, má typický průběh, podle kterého lze poznat původce
infekce. Většinu infekcí mohou způsobit různé mikroby. Od poznání
původce se odvíjí způsob léčby: například antibiotika lze použít
jen u infekcí bakteriálních. Příčinu infekce je proto třeba vyšetřit
v mikrobiologické laboratoři.
Původce infekce (virus, bakterie, houba nebo parazit) bývá typicky přítomen
v určité oblasti těla. Právě odtud je nutno odebrat vzorek pro laboratorní
vyšetření.
čelní dutiny (zánět dutin)
hnis z ucha (zánět ucha)
Typické tvary některých bakterií a příklady onemocnění.
Při bakteriální infekci se z odebraného vzorku zhotovuje mikroskopický preparát
a pro lepší zvýraznění bakterií se obarví. Charakteristické tvary bakterií umožňují
rychle rozpoznat pravděpodobného původce infekce. Nejužívanější Gramovo
barvení dělí bakterie podle složení buněčné stěny na růžové (gramnegativní)
a modrofialové (grampozitivní).
Schematický obrázek
Obvyklé onemocnění
výtěr z krku
(angina)
plíce (zápal plic)
Staphylococcus aureus
grampozitivní koky
v hloučcích
Impetigo
Diplokoky
Neisseria meningitidis,
gramnegativní koky
ve dvojicích
Sepse s gangrénou,
zápal mozkových blan
Klostridie
Clostridium tetani,
grampozitivní anaerobní
tyčka se sporou
Tetanus
Spirochety
Borrelia burgdorferi,
gramnegativní spirála
Borelióza
koky
krev (sepse)
střevo
(infekční průjem)
Obrázek z mikroskopu
mozkomíšní
mok
pohlavní orgány
(pohlavní nemoci)
močová trubice
(zánět močových cest)
klouby
(zánět kloubů)
stěr z kůže
(hnisavé procesy
Místa na těle pro průkaz původce infekce.
Some infections have a characteristic course: their treatment can begin immediately.
In case of most infections, a sample must be taken from the place in the patient’s
body where the infectious agent is typically found. In the microbiological lab, the
sample is dyed and investigated under the microscope. The disease agent is identified
by its shape and color. To identify the agent conclusively, further tests are usually
necessary.