Teoria zarazków: definicja, historia i jak powstają choroby

Poznaj teorię zarazków — definicję, historię odkryć i mechanizmy powstawania chorób. Zrozum mikroorganizmy i sposoby zapobiegania zakażeniom.

Teoria zarazków (zwana też teorią zarazkową) jest teorią w biologii, która wyjaśnia, że wiele chorób jest wywoływanych przez małe organizmy — nazywane zarazkami lub mikroorganizmami. Nie wszystkie choroby są zakaźne; część ma inne przyczyny, takie jak czynniki genetyczne, autoimmunologiczne czy metaboliczne. Większość, ale nie wszystkie choroby to choroby zakaźne, czyli takie, które mogą być przenoszone z jednego organizmu na drugi.

Co mówi teoria zarazków?

Teoria zarazków głosi, że mikroorganizmy (bakterie, wirusy, grzyby, pierwotniaki) mogą:

• zagnieździć się na powierzchni lub we wnętrzu organizmu (kolonizacja),
• rozmnażać się i rozprzestrzeniać w tkankach (inwazja),
• wydzielać toksyny lub uszkadzać komórki bezpośrednio,
• wywoływać reakcję układu odpornościowego gospodarza, której objawy (gorączka, ból, stan zapalny) nazywamy chorobą.

W praktyce więc choroba często jest efektem zarówno działania zarazka, jak i odpowiedzi obronnej organizmu. Niektóre mikroorganizmy bytują w organizmie bez powodowania objawów (flora fizjologiczna, nosicielstwo) i mogą stać się szkodliwe dopiero przy osłabieniu odporności.

Krótka historia odkryć

Nawet po wynalezieniu mikroskopu ludzie długo nie rozumieli związku między mikrobami a chorobami. Przez wieki panowały przesądy, m.in. teoria, że choroby są spowodowane „złym powietrzem” (miasma) pochodzącym z bagien, wysypisk czy gnijących substancji. W związku z tym stosowano środki mające „odstraszyć” złe powietrze — zapachy, czosnek, perfumy czy zakrywanie ust i nosa tkaniną.

Jednym z problemów była wiara w spontaniczne generowanie (abiogenezę), czyli przekonanie, że formy życia mogą powstawać samoistnie z materii nieożywionej. W XVII wieku Francesco Redi (1626–1697) przeprowadził słynne eksperymenty z mięsem i muchami: pokazał, że larwy pojawiają się z jaj złożonych przez muchy, a nie „z gnicia mięsa”. Jego prace były jednym z pierwszych kroków odrzucenia idei spontanicznego powstawania życia. Późniejsze badania — w tym eksperymenty Louisa Pasteura i prace Roberta Kocha — ostatecznie potwierdziły, że drobnoustroje są przyczyną wielu chorób i wskazały metody izolowania i identyfikowania konkretnych patogenów.

Jak powstaje choroba zakaźna?

Proces powstawania choroby zakaźnej można opisać w kilku etapach:

• wejście patogenu do organizmu (drogi zakażenia: kontakt bezpośredni, kropelkowa, powietrzna, pokarmowa, przez wodę, wektory owadowe, powierzchnie skażone),
• przyleganie do komórek i kolonizacja,
• omijanie lub pokonywanie mechanizmów obronnych gospodarza,
• rozmnażanie i rozprzestrzenianie się; niektóre patogeny wydzielają toksyny lub niszczą tkanki,
• reakcja układu odpornościowego, której efektem są typowe objawy chorobowe.

Warto pamiętać, że nie każdy kontakt z zarazkiem kończy się chorobą — duże znaczenie mają dawka patogenu, droga zakażenia, stan odporności osoby oraz właściwości samego mikroorganizmu.

Rola mikroorganizmów w przyrodzie i zdrowiu

Nie wszystkie mikroorganizmy szkodzą — wiele z nich jest niezbędnych: pomagają trawić pokarm, syntetyzują witaminy, chronią przed patogenami i uczestniczą w obiegu materii w środowisku. Dopiero pewne gatunki lub zmiany w równowadze mikrobioty powodują chorobę (infekcje oportunistyczne).

Zapobieganie i leczenie

Znajomość teorii zarazków pozwoliła na rozwój metod zapobiegania i leczenia chorób zakaźnych:

• higiena i mycie rąk,
• szczepienia (prewencja i budowanie odporności),
• dezynfekcja i sterylizacja narzędzi medycznych,
• izolacja chorych i kontrola zakażeń w placówkach medycznych,
• leki przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze oraz leczenie wspomagające,
• kontrola wektorów (np. ochrona przed ukąszeniami komarów), oraz bezpieczne przetwarzanie żywności i wody.

Jednocześnie nadużywanie antybiotyków doprowadziło do narastania oporności bakterii, dlatego stosowanie leków powinno być zgodne z zaleceniami lekarza.

Podsumowanie

Teoria zarazków wyjaśnia, że wiele chorób jest wywoływanych przez mikroorganizmy. Historia nauki — od eksperymentów Rediego po odkrycia Pasteura i Kocha — stopniowo obaliła dawne poglądy o „złym powietrzu” i spontanicznym powstawaniu chorób. Dziś dzięki tej wiedzy potrafimy efektywnie zapobiegać wielu infekcjom i leczyć je, jednocześnie pamiętając, że nie wszystkie choroby mają podłoże zakaźne, a mikroorganizmy pełnią też ważne, pożyteczne role.

Sanitariat

Również w XVIII wieku Antonie van Leeuwenhoek odkrył pierwsze mikroskopijne organizmy za pomocą mikroskopu. Był on pierwszym mikrobiologiem. Widział niektóre mikroskopijne organizmy powodujące choroby, ale nie wiedział, czym one są. W 1700 roku, Nicolas Andry myślał, że niektóre z tych mikroskopijnych organizmów powodują ospę i inne choroby. Ponad 100 lat później, Agostino Bassi dowiedział się, co powoduje choroby jedwabników. Ignaz Semmelweis był lekarzem, który dowiedział się, że jeśli lekarze umyją ręce po dotknięciu zmarłych, inni pacjenci nie zachorują. To było w 1847 roku. Mniej więcej w tym czasie sanitariaty i mycie rąk stały się popularne wśród niektórych, ale nie wszystkich lekarzy. Lekarze zaczęli używać środków chemicznych do oczyszczania ran i czyszczenia narzędzi między każdym pacjentem.

Jednym z najbardziej znanych eksperymentów XIX wieku było odkrycie przez Johna Snowa źródła wybuchu cholery. Okazuje się, że cholera jest przenoszona, gdy ludzkie odpady zanieczyszczają wodę, którą ludzie piją. Snow dowiedział się, że w Soho w Londynie jest duża liczba chorych ludzi. Po rozmowach z wieloma osobami w okolicy i sporządzeniu mapy, gdzie mieszkał każdy chory, zdał sobie sprawę, że prawie wszyscy chorzy otrzymują wodę pitną z tej samej publicznej pompy wodnej. Rozwiązał epidemię poprzez usunięcie uchwytu pompy wodnej, aby ludzie mogli otrzymywać wodę z innego miejsca. Zadziałało, a epidemia wkrótce się skończyła.

Louis Pasteur pokazał, że teoria chorób zarodkowych jest prawdziwa. W 1862 r. wynalazł on proces, który podgrzewa ciecz do wysokiej temperatury, aby zapobiec jej zepsuciu. Proces ten znany jest jako pasteryzacja, nazwana na cześć Pasteura. Pasteryzacja jest używana do zabijania mikroskopijnych organizmów w płynach takich jak mleko, wino i piwo. Płyny, które są pasteryzowane, wytrzymują znacznie dłużej, zanim się zepsują.

Później przeprowadził eksperyment z fermentacją. W jednym przypadku zrobił bulion, który włożył do słoika z bardzo długą rurą nawojową, tak aby żadne cząsteczki nie mogły przejść do niego z zewnątrz. Powietrze mogło dostać się do środka rurki, ale prawie nie było kurzu. Wywar, który zrobił, nie zmienił się i nie doszło do żadnej fermentacji.

Następnie wziął podobny rosół, ale tym razem pozwolił, aby powietrze i kurz dostały się do wnętrza słoika. Tym razem doszło do fermentacji. To, co spowodowało fermentację, musiało więc pochodzić z zewnątrz (środowiska). I to nie tylko powietrze powodowało fermentację, to musi być coś unoszącego się w powietrzu, które było bardzo małe. Teraz wiemy, że małe cząsteczki zwane drożdżami powodują fermentację.

W drugiej połowie XIX wieku Robert Koch i Joseph Lister kontynuowali i pomagali ustalić teorię chorób zarodkowych jako ważną część nauki i medycyny. Teorie Kocha nazywane są "postulatami" i pomogły badaczom medycyny dowiedzieć się, co powoduje choroby. Pomysły Listera pomogłyby ustalić warunki sanitarne jako główną obronę przed chorobami. Postulaty Kocha i odkrycia Listera dotyczące warunków sanitarnych są nadal bardzo ważne.

Teraz wiemy, że małe rzeczy powodują choroby. Każda z tych rzeczy może powodować infekcje: grzyby, bakterie, wirusy, priony, drożdże, protisty.

Oryginalna mapa Johna Snowa pokazująca, gdzie mieszkali ludzie, którzy zachorowali na cholerę podczas epidemii w Londynie w 1854 roku.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest zarodkowa teoria chorób?

P: Co według ludzi powodowało choroby przed wynalezieniem mikroskopu?

P: Co to jest abiogeneza?

P: Kto odkrył, że muchy składają jaja, które stają się larwami?

P: Jak naukowcy udowodnili, że choroby nie pochodzą z zanieczyszczonego powietrza?

P: Jaka jest reakcja organizmu człowieka, gdy jest on zainfekowany zarazkami?

Szukaj według litery