Микробиологияның ғылым ретінде дамуының негізгі кезеңдері

Микробиология ғылымының даму тарихында негізгі бес кезеңдерді байқауға болады – эвристік, морфологиялық, физиологиялық, иммунологиялық және молекулалы-генетикалық.

Бұл кезеңдер бірін-бірі кезегімен алмастырып отырды деп қарастыруға болмайды. Мысалы, қазіргі кезде микробтарды зерттеуде молекулалық-генетикалық технология серпінді дамып келеді, сонымен бірге осы кезде бактериялардың, вирустардың, саңырауқұлақтардың жаңа түрлері ашылып жатыр; және де жаңа иммундық-диагностикалық препараттар, қоректік орталар, дифференцирлейтін тесттер т.б. пайдалануға ұсынылып отыр.

Микробиологияның бірінші даму кезеңінде нақты ауру қоздырғыштарының ашылуы болған жоқ. Дегенмен, адамзат тіршілік ете бастағаннан жұқпалы аурулардан адамдардың сүйектерінде осы індеттер процесінің із қалдырғаны дәлелдейді. Археологиялық мәліметтер – ерте заманғы суреттер, жазулар, мүсіншелер (статуетки)- бойынша тұрғындардың, кейде бүкіл бір елдің белгісіз «жабысқақ» аурулардан қырылғаны анықталған. Осындай індеттердің себебін түсінбеген. Адамдар құдайдан қорғаныс іздеумен қатар, өздерін өздері қорғап, өлімнен құтылу жолдарын іздеген. Олар көп ойланған және байқап отырған.

Алғашқы рет жұқпалы аурулардың не себеппен болатынын қандай халықтар түсіндіре бастағанын дәл айту қиын. Дегенмен, көне дүниенің әйгілі дәрігері Гиппократ (б.д.д. 260-377жж.) жаңа дәуірге дейінгі IV-ғасырда жұқпалы аурулардың (шешек, оба, тырысқақ, т.б.) себепкері «миазмалар» деп жорамалдағаны белгілі, яғни ауаны, суды, топырақты ластайтын жұқпалы булар адам организміне түсіп, ауру қоздырады деп есептеген.

Мыңжылдықтың басында өмір сүрген атақты ғалым Әбу Әли Ибн-сина-Авиценна (980-1037жж.) жұқпалы аурулардың пайда болуы қоршаған ортадағы көзге көрінбейтін тірі жәндіктердің адам ағзасына енуімен байланысты деп есептеген.

Падуан университетінің профессоры Д.Фракастро (1478-1553жж.) өзінше пайымдап, адамдарда және қоршаған ортада көзге көрінбейтін ерекше белсенді «тірі контагиялар» (contagium vivium) бар, олар тұрмыстық заттар және ауа арқылы, және де тікелей жанасқанда науқастан дені сау адамдарға беріліп, жұқпалы аурулар қоздырады деген қорытындыға келген. Бұл теориясын ол «Жұқпалар және жұқпалы аурулар, және де оларды емдеу» (1546ж.) деген еңбегінде жан-жақты баяндаған.

Ерте заманғы ғалымдардың тамаша жорамалдарын голландиялық табиғаттанушы Антони ван Левенгук (1632-1723жж.) XVII ғасырда ғана дәлелдеді, оны микроорганизмдерді алғашқы ашқан зерттеуші деп есептейді. Ол өз қолымен дайындаған, 50-300 есе үлкейтетін аспаптың көмегімен 1686 жылы алғашқы рет «анималькулюстерді» - «тірі хайуандарды» (animalculus viva) тапты. Оларды жауын суында, шөп тұндырмасында, тіс өңезінде, сілекейде, нәжісте тауып, алғашқы рет қарапайымдылардың, балдырлардың, ашытқы саңырауқұлақтардың және бактериялардың сипаттамасын берді, олардың керемет көп түрлі болатынын анықтады. Левенгук өзінің бір хатында ауыз қуысының микрофлорасы туралы былай деп жазған: «Менің үйімде бірнеше ханымдар болды, сірке қышқылы ерітіндісіндегі «өте ұсақ құрттарды» қызыға қарады, бірақ олардың кейбіреулерінде бұл көрініс жеркенісу туғызғаны сонша, олар бұдан былай ешқашанда сірке қышқылы ерітіндісін пайдаланбаймыз деп ант берді. Ал егер де оларға адам тінінің өңезінде мұндай жәндіктер бүткіл карольдіктегі адамдардан көп деп айтсам не болар еді?»

Левенгуктың замандастары оның жаңалығына таң қалады. Англияның корольдік қоғамы оны өзінің мүшесі етіп сайлайды. 50 жыл бойы ол өзінің ашқан жаңалықтары туралы есеп беріп, хат жазып отырады. Өзінің микробтарын Ресей патшасы I-Петрге де көрсетеді.

Өзінің барлық жаңалықтарын және байқауларын 1695 жылы «Антони Левенгук ашқан табиғат құпиясы» деген кітабында жариялайды.

Сонымен, өте ұсақ тірі организмдер ашылды... Бірақ, оларға микроорганизмдер деген ат берілмеді, олардың классификациясы жасалмады, биологиялық қасиеттері зерттелмеді, олардың жұқпалы аурулар қоздырудағы себепші фактор ретіндегі рөлі дәлелденбеді. Мұның барлығы ойда болатын. Көптеген сұрақтарға микроскоптар жетілдіріліп, әр түрлі зерттеу әдістерінің енгізілуі нәтижесінде 1,5-2 ғасырдан кейін ғана жауап алынды. Осылардың бәрін анықтау үшін көптеген елдерде XVII-XVIII ғасырларда Гук, Кирхер, Спалланцина, Пленчиц, Дженнер, Басси, Шенлейн, Груби, Эйкштедт, Лангебек, Поллендер, Давен, Рейэ, Генле, Холмс, Зельмельвейс, Самойлович, Каньяр-Латур, Шванн, Кютцинг, Беркли, Шредер, Аппер және басқа да ғалымдар мен дәрігерлер жұмыс атқарды.

Сонымен, 1,5-2 ғасыр бойы бактериялар мен саңырауқұлақтардың негізгі түрлері ашылып, сипатталды. Морфологиялық жаңалықтар бірінен соң бірі ашылып жатты.

Осымен қатар, микробтардың таза дақылдарын бөліп алу, олардың қасиеттерін зерттеу, түрлерін ажыратып-анықтау мүмкіндіктерінің әдістемелері жинақталды. Бұл адамдар мен жануарлардың негізгі жұқпалы ауруларының қоздырғыштары ашылған ең жарқын физиологиялық кезең болды; иммунитет құбылысы т.б. айқындала бастады.

Микробиология қызықты байқаудан практикалық маңызы бар жетекші ғылым саласының біріне айналды.

Медициналық микробиологияның, иммунологияның, биотехнологияның шын мәнінде негізін қалаушы Луи Пастер (1822-1895жж.) болды, оның еңбектері микробиологиялық ғылымның негізін қалады. Ол алғаш рет ашыту және шіру процесін микроорганизмдер қоздыратынын; тірі организмнің өзінше пайда болуының мүмкін еместігін, микробтардың аэробты тыныс алуынан басқа анаэробты жағдайда да тыныс алуы болатынын дәлелдеді. Л.Пастер асептика, антисептика, залалсыздандыру тәсілдерінің дамуына әсер етті; практикалық иммунологияның негізін қалады, құтыру ауруына, күйдіргі, тауық тырысқағына қарсы вакцина жасап шығарды. Бірқатар аурулардың алдын алу үшін әлсіздендірілген штамдардан тірі вакцина жасап, алғашқы рет Л.Пастер «аттенуациялау» деген терминді ұсынды. Пастер өзінің вакциналарын осындай аттенуацияланған микробтардан дайындады.

Ол жұқпалы аурулар патологиясында микроорганизмдердің рөлін ғылыми тұрғыдан алғашқы рет дәлелдеді, жұқпалы аурулар қоздырғыштарын зерттеудің негізгі әдістерін енгізді; стафилококтарды, стрептококтарды, шошқа тілмесінің, тауық тырысқағының қоздырғыштарын ашты. Аса жарқын тәжірибе қоюшы ретінде ол теориямен практиканың рөлін өте көрегендікпен бағалай білді, және де өз еңбектерімен «Ғылымдар және ғылымға қосымшалар бар; олар жеміс беретін ағаш сияқты өзара байланысты» болатынын дәлелдеді.

Бактериологиялық зерттеу әдістерін жетілдіруде және бірқатар аурулардың қоздырғыштарын ашуда неміс ғалымы Роберт Кохтың (1843-1910) еңбегі зор. Ашқан жаңалықтар тобы үшін Швеция академиясы 1905 жылы желтоқсанда медицина саласы бойынша оны Нобель сыйлығымен марапаттады.

Р.Кох көп жылдар бойы жұқпалы ауруларды қоздырудағы микробтардың маңызы туралы көзқарасты дамытты, тәжірибе жүзінде микробтардың этиологиялық рөлін дәлелдеу мүмкіндігін қарастыруды қолдады. Ол зертханалық микробиологиялық техниканың дамуына зор үлес қосты: тығыз орталарда (картопты, желатинді, ұйытылған сары суды, т.б.) микробтардың таза дақылын бөліп алудың сенімді әдісін енгізді. Дегенмен, агар-агарды алғашқы рет неміс зерттеушісі Гессе 1884 жылы қолданған болатын; микроскопта қарау үшін иммерсиялық жүйе және конденсор (Аббемен бірге) қолдануды, микрофотографиялық әдісті ұсынды.

Күйдіргі ауруына шалдыққан малдардың қанынан 1849 жылы Поллендер тапқан таяқшалардың сол аурудың қоздырғышы екенін Р.Кох 1876 жылы толық дәлелдеді. 1882 жылы ол туберкулез таяқшасын бөліп алды және жан-жақты зерттеді. 1883 жылы – тырысқақ вибрионын тапты; 1886 жылы – туберкулин препаратын жасады.

Микробиологияның дамуына және оның бір саласы – иммунология ғылымының қалыптасуында Ресей ғалымы И.И. Мечниковтың (1845-1916 жж.) еңбегі ерекше. Ол көптеген ағзалар жасушаларының фагоцитарлық белсенділігі болатынын, яғни, бөгде заттарды, соның ішінде микроорганизмдерді қорытып, организмді індеттен қорғайтынын дәлелдеді. Ол қабыну реакциясының механизмін ашты. Осындай байқаулардың нәтижесінде иммунитеттің жасушалық теориясының негізін жасады, сол үшін 1908 жылы (П.Эрлихпен бірге – ол иммунитеттің гуморалдық теориясын ашқан) Нобель сыйлығын алды. Иммунитет туралы көзқарасты «Қабылдамаушылық және жұқпалы аурулар» туралы кітабында 1901 жылы жарияланған болатын.

И.И. Мечниковтың микроорганизмдер антагонизмі туралы жұмысы осы кезге дейін классикалық еңбек болып табылады, жұқпалы ауруларды антибиотиктермен емдеуді дамытудың негізі ретінде қызмет етеді. Мерез ауруының тәжірибелік моделін қояндарда жасау тәсілін ұсынды. Оның тамаша ұйымдастырушылық таланты болды, 1886 жылы Ресейдегі ең бірінші бактериологиялық зертхананы Одессада ашты, ал 1888 жылы Л.Пастердің шақыруымен Париж институтында көп жылдар бойы (28 жыл) қызмет етті, соның ішінде институт директорлығын да атқарды. Оның зертханасында Ресейдің көптеген зерттеушілері оқыды және ғылыми жұмыстар жасады, өйткені кезінде И.Мечников оларға жазған болатын “Жұмыс істегісі келетін және зерттеу қабілеттілігі бар орыс ғалымдарына менің зертханамның есігі ашық, бұл жер олар үшін өз үйіндей”.

Л.Пастер, Р.Кох, И.М.Мечников тамаша зерттеушілер, ойшылдар ғана емес, олар көптеген жас табиғаттанушыларды, дәрігерлерді микробиологияның теориясы мен практикасына жұмылдыра білді және де бірнеше елдерде өздерінің пікірлес ізбасарларының мектебін қалыптастырды, олардың көпшілігі инфектология саласына қомақты үлес қосты.

Микроб әлемінің жаңа түрін- вирустарды (vira) Ресей ғалымы Д.И.Ивановский (1864-1920) ашты. Ботаник-маман ретінде темекі ауруын зерттеу барысында "темекі теңбіліне" («табачная мозаика) шалдыққан жапырақтың сөлін бактериялық сүзгіден өткізіп жаңа жапыраққа жұқтырғанда оның сол аурумен зардаптанатынын анықтады. Бес жылдан кейін, 1897 жылы Ф.Леффлер және П.Форш аусыл вирусын ашты. Бұл жаңалық Ивановский әдісінің көмегімен ашылған болатын. 1901 жылы У.Рид сары қызба (желтая лихорадка) ауруының вирусын ашты.

Микробиологияның физиологиялық даму кезеңінде кең тараған жұқпалы аурулардың қоздырғыштары ашылды (1.1-кесте) және де микробиология бойынша көптеген жұмыстар Нобель сыйлығымен аталып өтті (1.2-кесте).

1.1-кестедегі мәліметтер бойынша ауру қоздырғыштары – бактериялар ашылуының ең көп саны 19-ғасырдың 70-80 жылдарына келеді. Вирустардың ашылуы 19-ғасырдың аяғында басталса, 20-ғасырдың басынан ортасына дейін инфекциялар қоздыратын көптеген вирустар ашылды.

Нобель сыйлығы иегерлерінің қатарында тамаша зерттеушілер – микробиологтардың, иммунологтардың, генетиктердің аттары бар. Осы жұмыстардың барлығын микробиологияның иммунологиялық, молекулалық-генетикалық даму кезеңіне жатқызуға болады.

Микробиологияның Қазақстандағы дамуына келетін болсақ, қазіргі кезде медициналық, ветеринариялық, ауыл шаруашылық университеттері мен академияларында 15-тен астам микробиология кафедралары бар; бірнеше профильдік ғылыми зерттеу институттары, орталықтар, республикалық, облыстық, қалалық, аудандық санитариялық-эпидемиологиялық бекеттердің құрамында микробиологиялық зертханалар жұмыс атқарады.

Қазақстандық микробиологияның тарихы 1925 жылдан басталды деуге болады. Сол жылы Қызылорда қаласында ҚазОАК (КазЦИК) атындағы Өлкелік санитариялық-бактериологиялық институт ашылды. Алғашқыда 34 адам жұмыс атқарған бұл мекеменің негізгі міндеті вакциналар өндіру, безгек ауруын және ішек құрттары қоздыратын инвазияларды зерттеу болды. 1928 жылы күзде Өлкелік санитариялық-бактериологиялық институт Қызылордадан Алматы қаласына көшіп келді және кәсіби зияндылықтардың, аса қауіпті инфекциялардың әсерімен байланысты жаңа ғылыми бағыттар қолға алынып, зерттеулер жүргізіле бастады.

1934 жылы жоғарыды аталған институт Қазақ эпидемиология, микробиология, гигиена институты /КИЭМГ/ деген жаңа атпен қайта құрылды. Жаңа міндеттер қойылды, оларды жүзеге асыру үшін жоғарғы біліктілікті мамандар қажет болды. Бұл мәселені іске асыруға 1930 жылы Алматыда Қазақ Мемлекеттік Медицина институтының /КазГМИ/ ашылуы едәуір жәрдемін тигізді, ол институт қазіргі кезде С.Ж.Асфендияров атындағы Қазақ Үлттық Медицина Университеті деп аталады. 1932 жылы институтта микробиология кафедрасы ашылды, оны әр жылдары бірнеше профессорлар басқарды: П.Ф Беликов.(1932), И.А. Сутин (1933-1937), Н.А.Буланов (1938-1939), Е.И.Демиховский (1939-1947), Д.Ф.Цимбалист (1948-1953), доцент Ю.С. Линецкая (1953-1957), профессор И.Э. Штиккель (1953-1963), профессор К.А.Макиров (1963-1986) және т.б.

Медицина институтының педагогтарының микробиология, жұқпалы аурулар, эпидемиология бойынша ғылыми зерттеулерін жүргізуде КЭМИ- ның зертханалары көп жылдар бойы базасы болды. Қазақстанда бурцеллезді, оның ошақтарын, бұл инфекциямен күресу жолдарын кешенді зерттеудегі маңызын ерекше атап өту керек. Осындай кешенді зерттеулердің нәтижелері ҚазМИ-ның бірнеше педагогтарына Н.Д.Беклемишев, И.К. Каракулов, В.Г. Галузо 1949 жылы Алматыда болған КСРО /СССР/ Медицина ғылымдары Академиясының көшпелі сессиясында жоғарғы дәрежеде баяндама жасауға мүмкіндік берді.

Микробиология кафедрасында 1932-1933 жылдарға арналған ғылыми жұмыстарының жоспарына келесі тақырыптар енгізілді:

1. Алматы қаласындағы геморрагиялық колиттің этиологиясы және эпидемиологиясы;

2. Алматы қаласында бруцеллез инфекциясын зерттеу;

3. Бруцеллез және сүзек инфекциялары бойынша зертханалық диагноз қоюдың салыстырмалы тәсілдері.

Өткен ғасырдың 30-жылдары ашылған Қазақ Мемлекеттік туберкулез институтының ғылыми тақырыптары әр түрлі болды. Профессор В.М.Зюзин Туберкулез институтының директоры ҚазМИ-да туберкулез аурулары кафедрасын ашуға бастама болды. Институт және кафедра бірлесе отырып, бұл инфекцияның клиникалық-әлеуметтік аспектілерін зерттеумен қатар оған микробиологиялық диагноз қоюдың тиімділігін арттырумен шұғылданды.

1945 жылы Алматыда КСРО ДМ-не қарасты Обаға қарсы Орта Азиялық ғылыми зерттеу институттары ұйымдастырылды, оның негізгі мақсаты Орта Азияда оба ауруының алдын алу шараларын жүргізу болды. Бұл институттың ең бірінші директоры болып М.Р.Тілеуғабылов тағайындалды. Оба індетінің таралу қаупі және оба ауруымен шұғылданатын дәрігер мамандардың біліктілігін арттыру қажеттілігіне байланысты 1952 жылы осы институтың базасында арнайы оқу бөлімі ұйымдастырылды, ол қазіргі кезге дейін табысты жұмыс атқарып келеді. 1961 жылдан 1985 жылға дейін профессор М.А.Айқымбаев осы институттың директоры қызметін атқарды. Бұл кезде биопрепараттар,соның ішінде туляремияға қарсы /өте тиімді вакцина/ және обаға қарсы вакциналар, басқа да диагностикалық препараттар шығару жолға қойылды. Әсіресе 1962-1963 жылдары өндірістік бөлім ұйымдастырылуына байланысты бұндай жұмыстар үдемелі үрдіске ие болды. 1966 жылы Орта азиялық обаға қарсы күресу ғылыми зерттееу институты /қазіргі кезде Мақсот Айқымбаев/ атындағы Қазақ карантиндік және зоонозды инфекциялар ғылыми Орталығы деп аталады /ДДҰ /ВОЗ/ -ның оба ауруы бойынша орталығына айналды.

1941-1945 жылдардағы Ұлы Отан соғысы Қазақстанның ғылыми ұжымдарының жұмыстарына тиісті өзгерістер енгізді. Дегенмен, соғыс жылдарында және соғыстан кейіңгі жылдарда көптеген кешенді жұмыстар атқарылды, ғылымның жаңа бағыттары пайда болды. 1951 жылы ҚЭМИ /КИЭМ/ базасында жаңа бөлім – вирусология бөлімі ұйымдастырылды. Оны Х.Ж.Жұматов ұйымдастырды және басшылық етті. Ол ҚазМИ түлегі, микробиология кафедрасының аспиранты, ассистетенті қызметін атқарды / кейіннен ҚазКСР ҰҒА-ның академигі - қазақстандық вирусологтар мектебінің негізін қалаушы/. Зерттеу жұмыстарының негізгі мәселелері полиомиелит, грипп, вирустық гепатиттер, аденовирустық инфекциялардың қоздырғыштарымен байланысты болды.

Бірнеше жылдар бойы иммунологтар мектебін ұйымдастырушы және көшбасшысы ҚазКСР ҰҒА академигі Н.Д.Беклемишев болды. Бірқатар инфекциялар /әсіресе бруцеллез/ кезіндегі иммунитеті бойынша атқарған оның еңбегі классикалық ғылыми жұмыс үлгісі болды.

1946 жылы маусымда Қазақстанда Республикалық ғылыми президиумының қаулысы негізінде Қаз КСР ҒА- жанынан «Микробиология және вирусология ғылыми зерттеу институты» ашылды. Институттың ғылыми зерттеу жұмысы микроорганизмдер құрылымының іргелі негізін және функциясын, олардың биологиялық әртүрлілігін, метаболизмін басқару және бақылауға, патогенділіктің және иммуногенділіктің молекулалық негізін зерттеуге бағытталды. Бұл институтта қазақстандық микробиологтар мектебінің негізін қалаушылардың бірегейі Қаз КСР ҒА корреспондет мүшесі Д.Л.Шамис еңбек етті.

Кесте 1.1.