Теория зародышей болезни - Germ theory of disease

Изображение холерного вибриона на растровом электронном микроскопе . Это бактерия , вызывающая холеру .

В настоящее время микробная теория болезней является общепринятой научной теорией многих болезней . В нем говорится, что микроорганизмы, известные как патогены или «микробы», могут вызывать заболевания. Эти маленькие организмы, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть без увеличения, вторгаются в людей, других животных и других живых организмов. Их рост и размножение в организме хозяина могут вызвать болезнь. «Зародыш» может относиться не только к бактерии, но и к любому типу микроорганизмов, например, к протистам или грибам , или даже к неживым патогенам, которые могут вызывать заболевание, таким как вирусы , прионы или вироиды . Заболевания, вызванные возбудителями болезней, называются инфекционными . Даже когда патоген является основной причиной заболевания, факторы окружающей среды и наследственные факторы часто влияют на тяжесть заболевания и на то, заразится ли индивидуум потенциального хозяина при воздействии патогена. Патогены - это болезни, которые могут передаваться от одного человека к другому, как у людей, так и у животных. Инфекционные заболевания вызываются биологическими агентами, такими как патогенные микроорганизмы (вирусы, бактерии и грибки), а также паразитами.

Основные формы теории микробов были предложены в позднем средневековье врачами, в том числе Ибн Синой в 1025 году, Джироламо Фракасторо в 1546 году и расширены Маркусом фон Пленцисом в 1762 году. Однако такие взгляды вызывали пренебрежение в Европе, где теория миазмов Галена оставалась доминирующей среди ученых и врачей.

К началу 19 века вакцинация против оспы была обычным явлением в Европе, хотя врачи не знали, как это работает и как распространить этот принцип на другие болезни. Подобные методы лечения были распространены в Индии незадолго до 1000 г. н.э. Переходный период начался в конце 1850-х годов с работ Луи Пастера . Позднее эта работа была расширена Робертом Кохом в 1880-х годах. К концу того десятилетия теория миазмов изо всех сил пыталась конкурировать с микробной теорией болезней. Первоначально вирусы были обнаружены в 1890-х годах. В конце концов наступила «золотая эра» бактериологии , во время которой теория микробов быстро привела к идентификации реальных организмов, вызывающих множество заболеваний.

Теория миазм

Изображение Роберта Сеймура об эпидемии холеры показывает распространение болезни в виде ядовитого воздуха.
Основная статья: теория миазм

Теория миазмов была преобладающей теорией передачи болезней до того, как теория микробов утвердилась в конце 19 века, и она больше не принимается как научная теория болезней. Он утверждал, что такие заболевания, как холера , хламидиоз или « черная смерть», были вызваны миазмами ( μίασμα , древнегреческий : «загрязнение»), ядовитой формой «плохого воздуха», исходящей от гниющего органического вещества. Миазмы считались ядовитым паром или туманом, заполненным частицами разложившегося вещества (миазмами), которые можно было идентифицировать по неприятному запаху. Теория утверждала, что болезни были результатом воздействия факторов окружающей среды, таких как загрязненная вода, загрязненный воздух и плохие гигиенические условия. Согласно теории, такие инфекции не передавались от одного человека к другому, но могли затронуть тех, кто находился в той местности, где образовывались такие пары.

Разработка

Древний Израиль

Закон Моисея в первых пяти книгах Библии на иврите содержит самые ранние записанные мысли о заражении при распространении болезней, что контрастирует с классической медицинской традицией и сочинениями Гиппократа. В частности, в нем представлены инструкции по карантину и стирке в связи с проказой и венерическими заболеваниями.

Греция и Рим

В древности греческий историк Фукидид (ок. 460 - ок. 400 до н. Э.) Был первым человеком, который в своем рассказе о чуме в Афинах написал , что болезни могут передаваться от инфицированного человека к другим.

Одна из теорий распространения заразных болезней, которые не передавались при прямом контакте, заключалась в том, что они распространялись похожими на споры «семенами» ( лат . Semina ), которые присутствовали и распространялись по воздуху. В своей поэме De rerum natura (О природе вещей, ок. 56 г. до н.э.) римский поэт Лукреций (ок. 99 г. до н. Э. - ок. 55 г. до н. человека, если они были вдыханы или проглочены.

Римский государственный деятель Марк Теренций Варрон (116-27 до н.э.) писал в своем гегит rusticarum Либри III (три книги по сельскому хозяйству, 36 г. до н.э.): «Меры предосторожности также должны быть приняты в окрестности болота ... потому что там разводят определенную минуту существа, которых нельзя увидеть глазами, которые плавают в воздухе и проникают в тело через рот и нос и там вызывают серьезные заболевания ".

Греческий врач Гален (129 - ок. 200 / ок. 216) в своей книге «О начальных причинах болезни» (около 175 г. н.э. ) предположил, что у некоторых пациентов могут быть «семена лихорадки». В своей книге «О различных типах лихорадки» (около 175 г. н.э.) Гален высказал предположение, что чума распространялась «определенными семенами чумы», которые присутствовали в воздухе. А в своих « Эпидемиях» (около 176–178 гг. Н.э.) Гален объяснил, что пациенты могут рецидивировать во время выздоровления от лихорадки, потому что в их телах скрывалось какое-то «семя болезни», которое могло бы вызвать рецидив болезни, если бы пациенты не последовали этому примеру. терапевтический режим врача.

Древняя Индия

В « Сушрута-самхите» древний индийский врач Сушрута теоретизировал: «Проказа, лихорадка, чахотка, болезни глаз и другие инфекционные заболевания передаются от одного человека к другому через половой союз, физический контакт, совместное питание, совместный сон, совместное сидение, и использование той же одежды, гирлянд и страз ". Книга датируется примерно шестым веком до нашей эры.

Средние века

Основная форма теории заражения восходит к медицине в средневековом исламском мире , где она была предложена персидским врачом Ибн Синой (известным в Европе как Авиценна) в «Каноне медицины» (1025 г.), который позже стал самым авторитетным медицинским учебником в мире. Европа до 16 века. В Книге IV Эль-Кануна Ибн Сина обсуждал эпидемии , обрисовывая в общих чертах классическую теорию миазмов и пытаясь объединить ее со своей собственной ранней теорией заражения. Он упомянул, что люди могут передавать болезнь другим через дыхание, отметил заражение туберкулезом и обсудил передачу болезни через воду и грязь.

Концепция невидимой заразы позже обсуждалась несколькими исламскими учеными из султаната Айюбидов, которые называли их наджасат («нечистые вещества»). Фикх ученый Ибн Аль Хадж Аль Абдари (с. 1250-1336), обсуждая исламскую диету и гигиену , дал предупреждения о том , как заразы могут загрязнять воду, пищу и одежду, и может распространяться через систему водоснабжения, и может иметь подразумевается заражение невидимыми частицами.

В период раннего средневековья Исидор Севильский (ок. 560–636) упоминал «семена чумы» ( pestifera Semina ) в своей книге « О природе вещей» (ок. 613 г. н.э.). Позже, в 1345 году, Томмазо дель Гарбо (около 1305–1370) из Болоньи, Италия, упомянул «семена чумы» Галена в своей работе Commentaria non-parum utilia в libros Galeni (Полезные комментарии к книгам Галена).

Итальянский ученый и врач Джироламо Фракасторо в 1546 году в своей книге De Contagione et Contagiosis Morbis предположил, что эпидемические заболевания вызываются передаваемыми семеподобными сущностями ( Seminaria morbi ), которые передают инфекцию прямым или косвенным контактом или даже без контакта на большие расстояния. Заболевания были классифицированы в зависимости от того, как они передавались и как долго они могли находиться в спящем состоянии.

Ранний современный период

Итальянский врач Франческо Реди дал первые доказательства против самозарождения . В 1668 году он разработал эксперимент, в котором использовал три кувшина. Он поместил мясной рулет и яйцо в каждую из трех банок. Одна из банок была открыта, другая была плотно закрыта, а последняя накрыта марлей. Через несколько дней он заметил, что мясной рулет в открытой банке был покрыт личинками, а в банке, покрытой марлей, были личинки на поверхности марли. Однако в плотно закрытой банке не было личинок внутри и снаружи. Он также заметил, что личинки были обнаружены только на поверхностях, доступных для мух. Из этого он пришел к выводу, что самозарождение не является правдоподобной теорией.

Говорят, что впервые микроорганизмы были непосредственно обнаружены в 1670-х годах Антоном ван Левенгук , одним из первых пионеров микробиологии , которого считали «отцом микробиологии». Левенгук считается первым, кто увидел и описал бактерии (1674 г.), дрожжевые клетки, бурлящую жизнь в капле воды (например, водоросли) и циркуляцию кровяных телец в капиллярах. Слово «бактерии» еще не существовало, поэтому он назвал эти микроскопические живые организмы «анималькулами», что означает «маленькие животные». Эти «очень маленькие животные» он смог выделить из различных источников, таких как дождевая вода, вода из пруда и колодца, а также из рта и кишечника человека. Тем не менее, немецкий священник-иезуит и ученый Афанасий Кирхер, возможно, наблюдал такие микроорганизмы до этого. Одна из его книг, написанная в 1646 году, содержит главу на латыни, в которой в переводе говорится: «О чудесной структуре вещей в природе, исследованной микроскопом», где говорится, «кто бы поверил, что уксус и молоко изобилуют бесчисленным множеством червей». Кирхер определил невидимые организмы, обнаруженные в разлагающихся телах, мясе, молоке и выделениях, как «червей». Его исследования под микроскопом привели его к убеждению, которое он, возможно, первым придерживался, что болезнь и гниение (разложение) были вызваны присутствием невидимых живых тел. В 1646 году Кирхер (или «Кирхнер», как его часто называют) писал, что «в крови больных лихорадкой может быть обнаружено множество вещей». Когда в 1656 году Рим поразила бубонная чума, Кирхер исследовал кровь жертв чумы под микроскопом. Он отметил присутствие в крови «маленьких червей» или «анималкулов» и пришел к выводу, что болезнь вызвана микроорганизмами. Он был первым, кто приписал инфекционное заболевание микроскопическому патогену, изобрав микробную теорию болезни, которую он изложил в своем Scrutinium Physico-Medicum (Рим, 1658). Вывод Кирхера о том, что болезнь вызывается микроорганизмами, был правильным, хотя вполне вероятно, что то, что он видел под микроскопом, на самом деле было красными или лейкоцитами, а не самим возбудителем чумы. Кирхер также предложил гигиенические меры для предотвращения распространения болезни, такие как изоляция, карантин, сжигание одежды, которую носят инфицированные, и ношение лицевых масок для предотвращения вдыхания микробов. Кирхер первым предположил, что живые существа входят в кровь и существуют в ней.

В 1700 году врач Николас Андри утверждал, что микроорганизмы, которые он назвал «червями», несут ответственность за оспу и другие заболевания.

В 1720 году Ричард Брэдли предположил, что чума и «все чумные чумы» были вызваны «ядовитыми насекомыми», живыми существами, которых можно увидеть только с помощью микроскопов.

В 1762 году австрийский врач Марк Антониус фон Пленциц (1705–1786) опубликовал книгу под названием Opera medico-Physica . В нем изложена теория заражения, согласно которой определенные животные в почве и воздухе вызывают определенные заболевания. Фон Пленциц отметил различие между болезнями, которые являются одновременно эпидемическими и заразными (например, корь и дизентерия), и заболеваниями, которые являются заразными, но не эпидемическими (например, бешенством и проказой). В книге цитируется Антон ван Левенгук, чтобы показать, насколько распространены такие анималкулы, и что он был уникальным для описания присутствия микробов в язвенных ранах. В конце концов, теория фон Пленцица не была принята научным сообществом.

19 и 20 века

Агостино Басси, Италия

Итальянец Агостино Басси был первым человеком, доказавшим, что болезнь вызвана микроорганизмом, когда он провел серию экспериментов между 1808 и 1813 годами, продемонстрировав, что «растительный паразит» вызвал у шелкопрядов болезнь, известную как кальциначчо, которая опустошала французов. шелковая промышленность того времени. «Растительный паразит» теперь известен как грибок, патогенный для насекомых, называемый Beauveria bassiana (названный в честь Басси).

Игнац Земмельвейс, Австрия

Игназ Земмельвейс , венгерский акушер, работавший в Венской больнице общего профиля ( Allgemeines Krankenhaus ) в 1847 году, заметил чрезвычайно высокую материнскую смертность от послеродовой лихорадки после родов, родившихся при помощи врачей и студентов-медиков. Тем не менее, услуги акушерок были относительно безопасными. Продолжая расследование, Земмельвейс установил связь между послеродовой лихорадкой и обследованием рожениц врачами, а также понял, что эти врачи обычно приходили непосредственно после вскрытия . Утверждая, что послеродовая лихорадка была заразной болезнью и что в ее развитии были причастны вскрытия, Земмельвейс заставлял врачей мыть руки хлорированной известковой водой перед обследованием беременных. Затем он задокументировал внезапное снижение уровня смертности с 18% до 2,2% в течение года. Несмотря на это свидетельство, он и его теории были отвергнуты большинством современного медицинского истеблишмента.

Гидеон Мантелл, Великобритания

Гидеон Мантелл , врач из Сассекса, более известный своими открытиями окаменелостей динозавров , провел время за своим микроскопом и предположил в своих « Мыслях о животныхкулах» (1850 г.), что, возможно, «многие из самых серьезных болезней, поражающих человечество, вызваны особыми состояниями невидимых животных. жизнь".

Джон Сноу, Великобритания

Основная статья: Вспышка холеры на Брод-стрит в 1854 году

Джон Сноу скептически относился к господствовавшей в то время теории миазмов . Несмотря на то, что микробная теория болезней, впервые предложенная Джироламо Фракасторо, еще не получила полного развития и широкого распространения, Сноу продемонстрировал ясное понимание микробной теории в своих трудах. Впервые он опубликовал свою теорию в эссе 1849 года « О способе общения при холере», в котором правильно предположил, что фекально-оральный путь является способом коммуникации и что болезнь воспроизводится в нижних отделах кишечника. В своем издании 1855 года он даже предположил, что структура холеры является клеточной.

Рекомендация Сноу 1849 года о том, чтобы воду «фильтровали и кипятили перед использованием», является одним из первых практических приложений теории микробов в области общественного здравоохранения и предшествует современным рекомендациям по кипячению воды . В 1855 году он опубликовал второе издание своей статьи, в которой задокументировал более подробное исследование влияния водоснабжения на эпидемию 1854 года в Сохо , Лондон.

Поговорив с местными жителями, он определил источник вспышки как общественный водяной насос на Брод-стрит (ныне Бродвик-стрит ). Хотя химическое исследование и исследование под микроскопом пробы воды из насоса на Брод-стрит не убедительно доказало его опасность, его исследования характера болезни были достаточно убедительными, чтобы убедить местный совет отключить скважинный насос, сняв его ручку. Обычно считается, что это действие положило конец вспышке, но Сноу заметил, что эпидемия, возможно, уже пошла на убыль. Исследование Сноу стало крупным событием в истории здравоохранения и географии. Это считается одним из основополагающих событий эпидемиологии .

После того, как эпидемия холеры утихла, правительственные чиновники заменили ручку насоса на Брод-стрит. Они отреагировали только на неотложную угрозу, исходящую от населения, и впоследствии отвергли теорию Сноу. Принять его предложение означало принять фекально-оральный метод передачи болезней, от которого они отказались.

Луи Пастер, Франция

Эксперимент Луи Пастера по пастеризации иллюстрирует тот факт, что порча жидкости была вызвана частицами в воздухе, а не самим воздухом. Эти эксперименты были важными доказательствами, подтверждающими идею микробной теории болезней.

Более формальные эксперименты по взаимосвязи между микробом и болезнью были проведены Луи Пастером между 1860 и 1864 годами. Он обнаружил патологию послеродовой лихорадки и гноеродных вибрионов в крови и предложил использовать борную кислоту для уничтожения этих микроорганизмов раньше и позже. после родов.

Пастер также продемонстрировал между 1860 и 1864 годами, что ферментация и рост микроорганизмов в питательных бульонах не происходили самопроизвольно. Он подвергал свежесваренный бульон воздействию воздуха в сосудах, содержащих фильтр, предотвращающий прохождение всех частиц в питательную среду, и даже без фильтра, при этом воздух поступал через длинную извилистую трубку, которая не пропускала частицы пыли. В бульонах ничего не росло: поэтому живые организмы, которые росли в таких бульонах, пришли извне в виде спор на пыли, а не образовались внутри бульона.

Пастер обнаружил, что другое серьезное заболевание шелкопряда, пебрин , было вызвано микроскопическим организмом, ныне известным как Nosema bombycis (1870). Пастер спас шелковую промышленность Франции, разработав метод проверки яиц тутового шелкопряда для выявления тех, кто не был инфицирован, метод, который до сих пор используется для борьбы с этим и другими заболеваниями тутового шелкопряда.

Роберт Кох, Германия

Роберт Кох известен разработкой четырех основных критериев (известных как постулаты Коха ) для демонстрации научно обоснованным образом, что болезнь вызывается конкретным организмом. Эти постулаты выросли из его основополагающей работы с сибирской язвой с использованием очищенных культур патогена, выделенных от больных животных.

Постулаты Коха были разработаны в 19 веке как общие рекомендации по выявлению патогенов, которые можно было изолировать современными методами. Даже во времена Коха было признано, что некоторые инфекционные агенты явно ответственны за заболевание, хотя они не соответствовали всем постулатам. Попытки жестко применить постулаты Коха к диагностике вирусных заболеваний в конце 19 века, в то время, когда вирусы не могли быть обнаружены или изолированы в культуре, возможно, препятствовали раннему развитию области вирусологии . В настоящее время ряд инфекционных агентов признан причиной заболевания, несмотря на то, что они не соответствуют всем постулатам Коха. Следовательно, хотя постулаты Коха сохраняют историческое значение и продолжают определять подход к микробиологической диагностике, выполнение всех четырех постулатов не требуется для демонстрации причинной связи.

Постулаты Коха также повлияли на ученых, изучающих микробный патогенез с молекулярной точки зрения. В 1980-х годах была разработана молекулярная версия постулатов Коха для определения микробных генов, кодирующих факторы вирулентности .

Постулаты Коха:

  1. Микроорганизм должен быть в изобилии во всех организмах, страдающих этим заболеванием, но не в здоровых организмах.
  2. Микроорганизм необходимо изолировать от больного организма и выращивать в чистой культуре .
  3. Культивированный микроорганизм должен вызывать заболевание при попадании в здоровый организм.
  4. Микроорганизм необходимо повторно изолировать от зараженного больного экспериментального хозяина и идентифицировать как идентичный исходному конкретному возбудителю.

Однако Кох полностью отказался от универсалистского требования первого постулата, когда он обнаружил бессимптомных носителей холеры, а затем и брюшного тифа . В настоящее время известно, что бессимптомные или субклинические носители инфекции являются общим признаком многих инфекционных заболеваний, особенно вирусов, таких как полиомиелит , простой герпес , ВИЧ , гепатит С и COVID19. В качестве конкретного примера все врачи и вирусологи согласны с тем, что полиовирус вызывает паралич лишь у нескольких инфицированных субъектов, и успех вакцины против полиомиелита в предотвращении заболевания подтверждает убеждение, что полиовирус является его возбудителем.

Третий постулат определяет «должен», а не «должен», потому что, как доказал сам Кох применительно к туберкулезу и холере, не все организмы, подвергшиеся воздействию инфекционного агента, заразятся. Отсутствие инфекции может быть связано с такими факторами, как общее состояние здоровья и правильное функционирование иммунной системы; приобретенный иммунитет от предыдущего контакта или вакцинации; или генетический иммунитет, например, устойчивость к малярии, обусловленная обладанием по крайней мере одним аллелем серповидных клеток.

Второй постулат также может быть приостановлен для определенных микроорганизмов или объектов, которые не могут (в настоящее время) выращиваться в чистой культуре, таких как прионы, ответственные за болезнь Крейтцфельдта – Якоба . Таким образом, совокупность доказательств, удовлетворяющих постулатам Коха, достаточна, но не обязательна для установления причинной связи.

Джозеф Листер, Великобритания

В 1870-х годах Джозеф Листер сыграл важную роль в разработке практических приложений микробной теории болезней в отношении санитарии в медицинских учреждениях и асептических хирургических методов - отчасти за счет использования карболовой кислоты ( фенола ) в качестве антисептика.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки