Microbiologia

Erro al crear miniatura:

Un cultiu de microorganismes en agar.

La microbiologia és la ciència encarregada de l'estudi i l'anàlisis dels microorganismes, organismes vius diminuts no visibles a l'ull humà (del grec «μικρος» mikros "chicotet", «βιος» bios, "vida" i «-λογία» -logía, tractat, estudi, ciència), també coneguts com microbis.

Es dedica a estudiar els organismes que són solament visibles a través del microscopi: organismes procariotas i eucariota simples. Són considerats microbis tots aquells organismes vius microscòpics, els quals poden estar constituïts per una sola cèla (unicelars), o per conjunts de cèles. Els microorganismes poden ser eucariota (cèles que posseïxen envoltura nuclear) tals com a foncs i protistas; o procariota (cèles sense envoltura nuclear) com les bactèrias. No obstant la microbiologia tradicional s'ha ocupat especialment dels microorganismes patógenos entre bactèries, virus i fongos, deixant a atres microorganismes en mans de la parasitología i atres categories de la biologia.

Erro al crear miniatura:

Agar sanc, cultiu de Staphylococcus aureus.

Encara que en les últimes décades la microbiologia s'ha desenrollat considerablement, encara queda molt per conéixer i constantment s'efectuen nous descobriments en este camp. Tant és aixina que, segons les estimacions més habituals, solament un 1 % dels microbis existents en la biosfera han segut estudiats fins al moment. Per lo tant, a pesar de que han passat més de 300 anys des del descobriment dels microorganismes, la ciència de la microbiologia es troba encara en la seua infància en comparació a atres disciplines biològiques tals com la zoologia, la botànica o inclús la entomologia.

En tractar la microbiologia sobretot els microorganismes patógenos per a l'home, es relaciona en categories de la medicina com patologia, inmunología i epidemiologia.

Història

Erro al crear miniatura:

Microscopi de Buffon en París

La microbiologia, com a ciència, existix aproximadament des de la segona mitat del XIX. Encara que el terme bactèria, derivat del grec βακτηριον ("bastoncillo"), no va ser introduït fins a l'any 1828 per Christian Gottfried Ehrenberg, ya en 1676 Anton van Leeuwenhoek, usant un microscopi d'una sola lent que ell mateixa havia construït basat en el model creat per l'erudit Robert Hooke en el seu llibre Micrographia, va realisar la primera observació microbiològica registrada de "animáculos", com van Leeuwenhoek els va cridar i va dibuixar llavors.

Eugenio Espill (1747-1795) va publicar importants treballs de medicina, com les Reflexions sobre la pigota (1785), el qual es convertiria en el primer text científic que referia l'existència de microorganismes (inclusivament abans que Louis Pasteur) i que definiria com a política de salut conceptes bàsics de l'actualitat com l'asèpsia i antisepsia de llocs i persones.

La bacteriologia (més vesprada una subdisciplina de la microbiologia) es considera fundada pel botànic Ferdinand Cohn (1828-1898). Cohn va anar també el primer en formular un esquema per a la classificació taxonómica de les bactèries.

Louis Pasteur (1822-1895), considerat el pare de la Microbiologia Mèdica, i Robert Koch (1843-1910) varen ser contemporàneus de Cohn. Potser el major triumfo de Pasteur va consistir en la refutació per mig de cuidadosos experiments de la llavors molt respectada teoria de la generació espontànea, lo que va permetre establir fermament a la microbiologia dins de les ciències biològiques. Pasteur també va dissenyar métodos per a la conservació dels aliments (pasteurisació) i vacunes contra vàries malties com el carbonc, el còlera aviar i la ràbia. Robert Koch és especialment conegut per la seua contribució a la teoria dels germens de la maltia, a on, per mig de l'aplicació dels cridats postulats de Koch, va conseguir demostrar que malties específiques estan causades per microorganismes patogénicos específics. Koch va ser un dels primers científics en concentrar-se en l'obtenció de cultius purs de bactèries, lo que li va permetre aïllar i descriure vàries espècies noves de bactèries, entre elles Mycobacterium tuberculosis, l'agent causal de la tuberculosis. Mentres Louis Pasteur i Robert Koch són a sovint considerats els fundadors de la microbiologia, el seu treball no va reflectir fidelment l'autèntica diversitat del món microbiano, donat el seu enfocament exclusiu en microorganismes de rellevància mèdica. Dita diversitat no va ser revelada fins a més vesprada, en el treball de Martinus Beijerinck (1851-1931) i Sergei Winogradsky (1856-1953). Martinus Beijerinck va fer dos grans contribucions a la microbiologia: el descobriment dels virus i el desenroll de tècniques de cultiu microbiològic. Mentres que el seu treball en el virus del mosaic del tabac va establir els principis bàsics de la virología, va anar el seu desenroll de nous métodos de cultiu el que va tindre major impacte immediat, puix va permetre el cultiu d'una gran varietat de microbis que fins a eixe moment no havien pogut ser aïllats. Sergei Winogradsky va ser el primer en desenrollar el concepte de quimiolitotrofía i d'esta manera revelar el paper essencial que els microorganismes juguen en els processos geoquímicos. Va ser el responsable de l'aïllament i descripció per volta primera tant de les bactèries nitrificantes com de les fijadoras de nitrogen. El cirugià anglés Joseph Lister (1827-1912) va aportar proves indirectes de que els microorganismes eren agents de malties humanes, a través dels seus estudis sobre la prevenció d'infeccions de ferides. Lister, impressionat per les investigacions de Pasteur sobre la participació dels microorganismes en la fermentació i la putrefacció, va desenrollar un método de cirugia antiséptica, en la finalitat d'evitar que els microorganismes penetraren en les ferides. Els instruments s'esterilisaven en calor i es tractaven els vendajes quirúrgics en fenol, que de tant en tant s'amprava per a rosar el camp quirúrgic. Este método va tindre resultats molt satisfactoris i va transformar la cirugia en acabant de que Lister publicara els seus resultats en 1867. Al mateix temps, aportava proves indirectes sobre el paper dels microorganismes en les malties, puix el fenol, que destruïa les bactèries, evitava les infeccions en les ferides.

Empirisme i especulació

El coneiximent humà sobre els efectes produïts pels microorganismes ha estat present inclús des d'abans de tindre consciència de la seua existència; per processos de fermentació provocats per rent es pot fer pa, begudes alcohòliques i productes derivats de la llet. En l'antiguetat la causa de les malties era atribuïda a castics divins, forces sobrenaturals o factors físics (La paraula malaria significa “mal aire”, es creïa que era l'aire viciat dels pantans el que provocava esta maltia). Durant este periodo previ al descobriment dels microorganismes, els naturalistes solament podien especular sobre l'orige de les malties.

Tipos de microbiologia

El camp de la microbiologia pot ser dividit en vàries subdisciplinas:

• Fisiologia microbiana: estudi (a nivell bioquímic) del funcionament de les cèles microbianas. Inclou l'estudi del creiximent, el metabolisme i la regulació d'est. Estretament relacionada en la genètica microbiana.
• Genètica microbiana: estudi de l'organisació i regulació dels gens microbianos i cóm estos regulen el funcionament de les cèles. Està molt relacionada en la biologia molecular.
• Microbiologia mèdica: estudi dels microorganismes que causen malties en el ser humà, la seua transmissió, la patogénesis i el seu tractament. Molt relacionada en la medicina, l'epidemiologia, la farmacologia i la salut pública.
• Microbiologia veterinària: estudi dels microorganismes que causen malties en els animals, principalment en els domèstics i en els d'interés econòmic (reses, aus de corral, porcs, ovelles, cabres, etc.).
• Microbiologia ambiental: estudi de la funció i diversitat dels microbis en els seus entorns naturals. Inclou la ecologia microbiana, la geomicrobiología, la diversitat microbiana i la biorremediación.
• Microbiologia evolutiva: estudi de l'evolució dels microbis. Inclou la sistemàtica i la taxonomia bacterianes.
• Microbiologia industrial: estudia l'explotació dels microorganismes per al seu us en processos industrials. Eixemples són la fermentació industrial (obtenció de begudes alcohòliques), el tractament d'aigües residuals, la producció de biològics (vacunes, antídots) i la producció d'aliments tals com a yogurt, formage, etc. Molt propenca a l'indústria de la biotecnología, ya que per mig de tècniques d'ingenieria genètica es sobreestimula la producció de certs metabòlits microbianos d'interés econòmic (aminoàcits, antibiòtics, àcit orgànics, vitamines, etc.).
• Microbiologia farmacèutica: estudia els microorganismes associats en la fabricació de productes farmacèutics.
• Microbiologia dels Aliments: els anàlisis microbiològics d'aliments són una ferramenta eficaç, en l'acceptació d'un procés. L'interpretació dels resultats obtinguts en elaboratori és lo més complex del procés d'evaluació.
• Microbiologia sanitària: estudi dels microorganismes que contaminen els aliments i que els estropegen o per mig dels quals poden transmetre malties a els qui els consumixen.
• Microbiologia agrícola: estudi dels microorganismes (especialment els foncs i les bactèries) que es troben en els sols destinats al cultiu de plantes d'interés econòmic i de cóm estos interaccionen en conjunt de manera benèfica.
• Fitopatologia: estudi de les malties que certes espècies de microorganismes (virus, bactèries, fongos, protistas i nematodos) causen en les plantes, principalment en les d'interés econòmic.
• Ecologia microbiana: estudia el comportament que presenten poblacions de microorganismes quan interactuen en el mateix ambient, establint relacions biològiques entre sí.

Subdisciplinas i atres disciplines relacionades

• Bacteriologia: Estudi dels procariontes (bactèrias, estoves). També comprén l'estudi de les micobacterias (micobacteriología).
• Virología: Estudi dels virus i agents subvirals.
• Micología: Estudi dels fongos.
• Protozoología: Estudi dels protozoarios.
• Micropaleontología: Estudi dels microfósiles.
• Palinología: Estudi del polen i les esporas.
• Ficología: També cridada algología, és l'estudi de les algas i microalgas.

Beneficis de la microbiologia

Erro al crear miniatura:

Tancs fermentadores en rent sent usats per a preparar cervesa.

Històricament, els microorganismes han segut vists de manera negativa a causa de la seua associació en moltes malties humanes i animals. No obstant, els microorganismes patològics són un percentage molt minoritari dins del total de microorganismes, la majoria dels quals eixerciten papers absolutament imprescindibles i que de no existir farien inviable la vida en la Terra. Alguns eixemples són les bactèries que fixen nitrogen atmosfèric (possibilitant la vida dels organismes vegetals), les bactèries del cicle del carbono (indispensables per a reincorporar al sola matèria orgànica) o la multitut de microorganismes que viuen de manera simbiòtica en el nostre tubo digestiu, sense les quals la digestió no seria viable. Aixina que, els "organismes superiors" (animals, plantes, etc.) no podríem viure de no ser per les funcions eixercitades per estos sers microscòpics. Ademés, tenen àmplies aplicacions en el terreny industrial, com les fermentació (per eixemple per a la producció de begudes alcohòliques o productes làcteus), la producció d'antibiòtics o la d'atres productes d'interés farmacèutic o biotecnològic (hormones, enzimes, etc.). Finalment, cap també destacar el paper essencial que els microorganismes juguen en els laboratoris d'investigació biològica de tot lo món com a ferramentes per a la clonació de gens i la producció de proteïnes. ^{cita requerida}

Refutació de la teoria de la generació espontànea

Erro al crear miniatura:

Autoclau: equip utilisat per a esterilisar materials i mijos de cultius.

En el XIX va tindre lloc una gran polèmica sobre la teoria de la generació espontànea. L'idea bàsica de la generació espontànea pot comprendre's fàcilment. L'aliment es podrix si permaneix durant cert temps al ras. Quan este material putrefacto s'examina al microscopi, s'observa que està replet de bactèries. ¿D'on provenen estes bactèries que no es veuen en l'aliment fresc? Alguns pensaven que provenien de llavors o germens que aplegaven a l'aliment a través de l'aire, mentres uns atres opinaven que s'originaven espontàneament a partir del material inerte. L'adversari més fervent de la generació espontànea va ser el químic francés Louis Pasteur, el treball del qual sobre este problema va ser el més rigorós i convincent. En primer lloc, Pasteur va demostrar que en l'aire hi havia estructures que s'assemblaven molt als microorganismes trobats en el material putrefacto. Va descobrir que l'aire normal conté contínuament una diversitat de cèles microbianas que són indistinguibles de les que es troben en molta major cantitat en els materials en putrefacció. Per tant, va concloure que els organismes trobats en tals materials s'originaven a partir de microorganismes presents en l'aire. Ademés va postular que dites cèles en suspensió es depositen constantment sobre tots els objectes. Pasteur va pensar que si les seues conclusions eren correctes, llavors no deuria estropejar-se un aliment tractat, de tal modo que tots els organismes que ho contaminaren anaren destruïts. Pasteur va amprar la calor per a eliminar els contaminants, puix ya se sabia que la calor destruïx en efectivitat els organismes vius. De fet, atres investigadors ya havien mostrat que si una solució de nutrients s'introduïa en un matraz de vidre, se sagellava i es calfava després fins a ebullició, mai es descomponia. Els defensors de la generació espontànea criticaven tals experiment argumentant que es necessitava aire fresc per a la generació espontànea i que l'aire dins del matraz tancat es modificava pel calfament, de modo que no era capaç de permetre la generació espontànea. Pasteur va superar esta objecció de modo simple i lluent, construint un matraz en forma de coll de cisne, que ara es designa com un matraz Pasteur. En tals recipients, les solucions nutritives es podien calfar fins a ebullició; després, quan el matraz es gelava, l'aire podia entrar de nou, pero la curvatura del coll del matraz, evitava que el material particulado, les bactèries i atres microorganismes, alcançaren l'interior del matraz. El material esterilisat en tal recipient no es descomponia i no apareixien microorganismes mentres el coll del matraz no contactara en elíquit estèril. No obstant, bastava en que el coll del matraz s'inclinara lo suficient com per a permetre que elíquit estèril contactara en el coll, per a que ocorreguera la putrefacció i elíquit s'omplira de microorganismes. Este senzill experiment va bastar per a aclarir definitivament la controvèrsia sobre la generació espontànea. Eliminar totes les bactèries o microorganismes d'un objecte és un procés que ara denominem esterilisació. Els procediments que varen usar Pasteur, Cohn i atres investigadors varen ser finalment millorats i aplicats a l'investigació microbiològica. El fi de la teoria de la generació espontànea va conduir, per tant, al desenroll de procediments eficaços d'esterilisació, sense els quals la microbiologia no podria haver-se desenrollat com a ciència.

La microbiologia en l'actualitat

Actualment, el coneiximent microbiològic s'ha especialisat tant que ho trobem dividits: la microbiologia mèdica estudia els microorganismes patógenos i la possible cura per a les malties que produïxen, la inmunología averigua les causes de l'aparició de les malties des d'una perspectiva immunològica, la microbiologia ecològica estudia la caseta que li correspon als microorganismes en el mig, la microbiologia agriculturals relacions existents entre plantes i microorganismes, i la biotecnología els possibles beneficis que pot dur per a l'home l'explotació de microbis.

Importància

Els microbiólogos han fet contribucions a la biologia i a la medicina, especialment en els camps de la bioquímica, genètica i biologia celar. Els microorganismes tenen moltes característiques que els fan "organismes modele" ideals:

• Són chicotets, per lo que no consumixen molts recursos.
• Alguns tenen temps de generació molt curts: el temps necessari per a que una cèla bacteriana es dividixca en dos en condicions òptimes és de 20 minuts aproximadament per a I. coli en un mig ric i a 37 °C. No obstant, hi ha bactèries en temps de generació més llarcs, com Mycobacterium tuberculosis, que és de 12 a 24 hores.
• Les cèles poden sobreviure fàcilment separades d'atres cèles.
• Els eucarionte unicelars es reproduïxen per divisió mitòtica i els procarionte per mig de fissió binaria. Açò permet la propagació de poblacions clónicas genèticament iguals.
• Poden ser almagasenats per mig de congelació per grans periodos de temps. Generalment es preparen alícuotas contenint millons de microorganismes per militro per lo que encara i quan el 90 % de les cèles muiguen en el procés de congelació, encara podrien obtindre's cèles viables. L'importància de la microbiologia es fonamenta en les seues repercussions en variats aspectes de la vida quotidiana, que no es llimiten en forma excloent a les ciències de la salut. Pel contrari, el coneiximent de les formes de vida microscòpiques genera impacte en àrees com l'indústria, els recursos energètics i l'administració pública. Si be es postulava des d'antany l'existència de microorganismes, va anar sense dubtes Luis Pasteur qui es va encarregar de sistematisar els conceptes actuals de microbiologia, tirant per terra les idees de la generació espontànea i posant de manifest la real importància d'esta ciència. En l'actualitat, ha segut tal el creiximent de la microbiologia com a branca que molts especialistes han optat per dividir-la i, aixina, considerar com a disciplines independents a la microbiologia clínica, la microbiologia general, la microparasitología i la micología, entre unes atres.

Vore també

• Microbiologia i parasitología
• Bacteriólogos
• Societat Espanyola de Microbiologia

Bibliografia

• Kreft, J.-O.; Plugge, C. M.; Grimm, V.; Prats, C.;  Leveau, J. H. J. «pnas. org/content/110/45/18027/tab-artícul-info Mighty small: Observing and modeling individual microbes becomes big science»  Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 45, 05-11-2013, pàg. 18027–18028. DOI: 10.1073/pnas.1317472110. ISSN: 0027-8424. PMC: PMC3831448. PMID: 24194530.
• Madigan M. T., Martinko J. M., Dunlap P-V., Clark D. P. 2009. Brock. Biologia dels microorganismes. Pearson Educació, Madrit, pp. 1296

Enllaços externs

Commons

• Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Microbiologia.

• textbookofbacteriology. net/ Bacteriology textbook.
• semicrobiologia. org// Societat Espanyola de Microbiologia. semicrobiologia. org// archivat en Wayback Machine.
• asm. org/ American Society for Microbiology.
• archive. org/web/20060805083255/http://www. socgenmicrobiol. org. uk/ Society for General Microbiology.
• ucm. es/info/especulo/numero32/medicime. html Història de la Medicina Medieval i l'orige de les malties.