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Ingeniero ambietal - desarrollo histórico de la microbiología y sus avances en el mundo científico



ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL

TRABAJO GRUPAL DE INVESTIGACION

Asignatura: Microbiología
Semestre: Tercero “A”

Tema
Desarrollo histórico de la microbiología y sus avances en el mundo científico.

Objetivo:
General
 Investigar reseñas históricas de la microbiología y que avances tiene en el mundo científico.
Específicos
 Analizar el desarrollo cronológico de las personas que han aportado con la microbiología
 Identificar cada postulado y su importancia en el área de la microbiología

2011-2012
INTRODUCCIÓN DE LA MICROBIOLOGÍA
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La Microbiología se puede definir, sobre la base de su etimología, como la ciencia que trata de los seres vivos muy pequeños, concretamente de aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano. Esto hace que el objeto de esta disciplina venga determinado por la metodología apropiada para poner en evidencia, y poder estudiar, a los microorganismos. Precisamente, el origen tardío de la Microbiología con relación a otras ciencias biológicas, y el reconocimiento de las múltiples actividades desplegadas por los microorganismos, hay que atribuirlos a la carencia, durante mucho tiempo, de los instrumentos y técnicas pertinentes.


Con la invención del microscopio en el siglo XVII comienza el lento despegue de una nueva rama del conocimiento, inexistente hasta entonces. Durante los siguientes150 años su progreso se limitó casi a una mera descripción de tipos morfológicos microbianos, y a los primeros intentos taxonómicos, que buscaron su encuadramiento en el marco de los “sistemas naturales” de los Reinos Animal y Vegetal.
Tras la Edad de Oro de la Bacteriología, inaugurada por las grandes figuras de Pasteur y Koch, la Microbiología quedó durante cierto tiempo como una disciplina descriptiva y aplicada, estrechamente imbricada con la Medicina, y con un desarrollo paralelo al de la Química, que le aportaría varios avances metodológicos fundamentales. Con ello se asiste a un íntimo y fértil intercambio entre la Microbiología, la Genética y la Bioquímica, que se plasma en el nacimiento de la Biología Molecular, base del espectacular auge de la Biología desde mediados del siglo XX.
Por último, la vertiente aplicada que estuvo en la base de la creación de la Microbiología, mantuvo su vigencia, enriquecida por continuos aportes de la investigación básica, y hoy muestra una impresionante “hoja de servicios” y una no menos prometedora perspectiva de expansión a múltiples campos de la actividad humana, desde el control de enfermedades infecciosas (higiene, vacunación, quimioterapia, antibioterapia) hasta el aprovechamiento económico racional de los múltiples procesos en los que se hallan implicados los microorganismos (biotecnologías).




DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MICROBIOLOGÍA.
La Microbiología, considerada como una ciencia especializada, no aparece hasta finales del siglo XIX, como consecuencia de la confluencia de una serie de progresos metodológicos que se habían empezado a incubar lentamente en los siglos anteriores, y que obligarona una revisión de ideas y prejuicios seculares sobre la dinámica del mundo vivo.
Siguiendo el ya clásico esquema de Collard (l976), podemos distinguir cuatro etapas o periodos en el desarrollo de la Microbiología
PRIMER PERIODO
Eminentemente especulativo, que se extiende desde la antigüedad hasta llegar a los primeros microscopistas.
Las primeras observaciones
• Diversas fuentes escritas de la antigüedad griega y romana hablan de gérmenes invisibles que transmiten enfermedades contagiosas. Lucrecio (96-55 a.C.), en su “De rerum natura” hace varias alusiones a “semillas de enfermedad”. En el Renacimiento europeo, Girolamo Frascatorius, en su libro “De contagione et contagionis” (1546) dice que las enfermedades contagiosas se deben a “gérmenes vivos” que pasan de diversas maneras de un individuo a otro.
• Robert Hooke observó que el tejido vegetal estaba formado por celdillas e introdujo el término de célula (1665). Las observaciones de Hooke fueron las bases del desarrollo de la teoría celular, concluyendo que cada células es una unidad constitucional y funcional de los seres vivos, capaz de mantener su propia existencia independientemente. (5
• Antonie van Leeuwenhoek, utilizando un microscopio simple, fue el primero en observar los microorganismos (1673). Comerciante holandés que se dedicó a pulir lentes y a observar todos los tejidos que iba construyendo. Estudió granos de polen, fluidos corporales, sarro de los dientes, y vio unas pequeñas estructuras que podían moverse y las llamó animáculos.

SEGUNDO PERIODO
De lenta acumulación de observaciones (desde l675 aproximadamente hasta la mitad del siglo XIX), que arranca con eldescubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek (l675).
El debate sobre la generación espontanea
• Hasta la segunda mitad del siglo XIX muchos científicos y filósofos creían que algunas formas de vida podían aparecer espontáneamente a partir de la materia inerte y este proceso se conocía como generación espontánea.
• 1688, Francisco Redi. Acaba con la idea de la generación espontánea. Utiliza unos botes de cristal con trozos de carne, dichos botes los tapa con unas gasas que permiten el paso del aire pero de nada más, entonces no se generan 'animáculos' en estos trozos de carne. La solución está en las larvas que son depositadas por moscas que se posaban en la carne, en los botes sin tapar, y hacían posible la aparición de esos 'animáculos'.
• John Needhan afirmó que los microorganismos pueden aparecer de forma espontánea a partir de un caldo nutritivo hervido (1745).
• 1765-1775 Spallauzani. El calentamiento puede evitar la aparición de los animáculos, pero cuando aparecían era por el aire que entraba, por lo que se dedujo que estaban en el aire. A principios del siglo XIX aparece la industria conservera (Método de la apertización), que consiste en el sistema que tienen las latas de conservas que actualmente consumimos. Al mismo tiempo Lavoisier estudia la química de los gases y hace un estudio en profundidad del oxígeno (vital para todo), trata de echar por tierra la teoría de Spallauzani, tanto Appert como Spallauzani dicen que el problema es que no hay oxígeno y por eso no se desarrollan los animáculos.
• Theodor Schwann (1810-1882) presentó en 1836 un método seguro para refutar la teoría abiogénica: calentó maceraciones en frascos a los que se habíaeliminado previamente el aire, pero no continuó trabajando en esta línea.
• Tyndall. Trabaja con una serie de infusiones de caldo caliente y veía que no se desarrollaban microorganismos. Con 5 o 10 minutos en las de carne tampoco se desarrollaban organismos. Luego probó con heno y si que aparecían microorganismos. Tyndall pensó que debía haber microorganismos que formaran estructuras de resistencia. Tindalización: Método por el cual se realizan calentamientos cortos pero dejando un espacio largo de tiempo entre medias.


• Cohen. Generación de estructuras de resistencia llamadas esporas (aguantaban los 100s de Tyndall).Lille. Utilizan los métodos de Pasteur para su fabricación de alcohol partiendo de remolacha.
• 1850, Rayer. Observó que en la sangre de animales enfermos, había organismos que podían ser causantes de la enfermedad. Carbunco y Ántrax son enfermedades con las que estudió Rayer.
• Rudolf Virchow introdujo el concepto de biogénesis: las células vivas proceden sólo de otras células preexistentes (1858).
• Louis Pasteur demostró que en cualquier parte se encuentran microorganismos en el aire y proporcionó pruebas de la biogénesis (1861).Los descubrimientos de Pasteur condujeron al desarrollo de técnicas que se utilizan en el laboratorio y en los protocolos médicos para prevenir la contaminación por los microorganismos que hay en el aire. (6)
Frasco con 'cuello de cisne' de Pasteur, con el que refutó las ideas sobre la generación espontánea

TERCER PERIODO
De cultivo de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX, donde las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de cristalizar a la Microbiología como cienciaexperimental bien asentada.
• Entre 1857 y 1914 se realizaron rápidos avances en la ciencia de la microbiología.
• Pasteur observó que las levaduras fermentan los azúcares a alcohol y que las bacterias pueden oxidar el alcohol a ácido acético. Para matar las bacterias de algunas bebidas alcohólicas y de la leche se utiliza un proceso de calentamiento llamado pasteurización.
La teoría infecciosa de la enfermedad
• Agostino Bassi (1834) y Pasteur (1865) demostraron la relación causal entre microorganismo y enfermedad.
• Joseph Lister introdujo el uso de un desinfectante para el lavado de apósitos quirúrgicos con el fin de controlar las infecciones en el hombre (1860)
• Robert Koch demostró que los microorganismos producen enfermedades. Para ello utilizó una secuencia de experimentos conocida como Postulados de Koch (1876), que sigue utilizándose para demostrar que un microorganismo en particular produce una enfermedad concreta.
1 El microorganismo debe de estar presente en todos los individuos enfermos.
2. El microorganismo debe poder aislarse del hospedador y ser crecido en cultivo puro.
3. La inoculación del microorganismo crecido en cultivo puro a animales sanos debe provocar la aparición de síntomas específicos de la enfermedad en cuestión.
4. El microorganismo debe poder ser reaislado del hospedador infectado de forma experimental.
Fue asimismo Koch quien demostró el principio de especificidad biológica del agente infeccioso: cada enfermedad infecciosa específica está causada por un tipo de bacteria diferente. Estos trabajos de Koch abren definitivamente el campo de la Microbiología Médica sobre firmes bases científicas.
En la Escuela Alemana seaislaron los agentes productores del cólera asiático (Koch, 1883), de la difteria (Loeffler, 1884), del tétanos (Nicolaier, 1885 y Kitasato, 1889), de la neumonía (Fraenkel, 1886), de la meningitis (Weichselbaun, 1887), de la peste (Yersin, 1894), de la sífilis (Schaudinn y Hoffman, 1905), etc.
Dicha diversidad no fue revelada hasta más tarde, con el trabajo de Martinus Beijerinck (1851-1931) y Sergei Winogradsky (1856-1953). Martinus Beijerinck hizo dos grandes contribuciones a la microbiología: el descubrimiento de los virus y el desarrollo de técnicas de cultivo microbiológico. (7

CUARTO PERIODO
Desde principios del siglo XX hasta nuestros días, en el que los microorganismos se estudian en toda su complejidad fisiológica, bioquímica, genética, ecológica, etc., y que supone un extraordinario crecimiento de la Microbiología, el surgimiento de disciplinas microbiológicas especializadas (Virología, Inmunología, etc), y la estrecha imbricación de las ciencias microbiológicas en el marco general de las Ciencias Biológicas.
• El descubrimiento de los priones por Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha abierto una vía de estudio dentro de la microbiología. Los priones, simples proteínas desprovistas de material genético, suscitan numerosos interrogantes sobre su funcionamiento y modo de transmisión.
Vacunación
• En 1798 Edward Jenner demostró que inoculando con material procedente de la viruela de las vacas se proporciona inmunidad al hombre frente a la viruela.

• Hacia 1880 Pasteur descubrió que podía utilizarse una bacteria avirulenta como vacuna para la paste aviar: él acuñó el término de vacuna.
• Las vacunas modernas se preparan a partir demicroorganismos vivos avirulentos, de patógenos muertos, de componentes aislados de microorganismos patógenos o mediante técnicas de DNA recombinante.
Nacimiento de la quimioterapia moderna
Paul Ehrlich introdujo el uso de un compuesto arsenical llamado salvarsan para tratamiento de la sífilis (1910).
• Alexander Fleming observó que el moho (hongo) Penicillium inhibía el crecimiento de un cultivo bacteriano y llamó al componente activo penicilina (1928).La penicilina se ha utilizado clínicamente como antibiótico desde los años 40. Los investigadores están haciendo frente al problema de la resistencia microbiana a antibióticos.
• Florey y Chang. Penicillium notatum Aíslan la penicilina. Fue el primer antibiótico que se desarrolló. La terramicina (1950) y la estreptomicina siguieron a la penicilina.
• T.O. Diener describió en 1967 la existencia de ARN desnudos infectivos en plantas, a los que llamó viroides, y en 1981 Prusiner puso de manifiesto que determinadas enfermedades de mamíferos se deben a partículas proteicas aparentemente desprovistas de material genético, a las que bautizó como priones.

AVANCES DE LA MICROBIOLOGÍA
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Desarrollo actual de la microbiología
Entre las líneas de investigación en inmunología se encuentran el estudio del SIDA, el análisis de los efectos del interferón y el desarrollo de nuevas vacunas.
Las nuevas técnicas de biología molecular y microscopía electrónica han proporcionado herramientas para el progreso en el estudio de la virología.
El desarrollo de la tecnología del DNA recombinante ha contribuido al avance de todas las áreas de la microbiología.
La microbiología médica estudia el diagnósticoetiológico de las enfermedades infecciosas por medio del aislamiento e identificación de los agentes infecciosos, así como la demostración de la respuesta inmunológica (anticuerpos, reacción cutánea) en el paciente. La microbiología juega un papel cada vez más importante en el campo del diagnóstico clínico. Nuevos microorganismos reconocidos como patógenos requieren cada vez mejores posibilidades diagnósticas del investigador.
Científicos de EE.UU. han avanzado, con la modificación del genoma de un tipo de bacteria, hacia la creación de microorganismos que podrían usarse para producir biocombustibles y limpiar desechos tóxicos. El procedimiento consiste en la transferencia del genoma de un tipo de bacteria a la levadura, donde es modificado y posteriormente trasplantado a un segundo tipo de bacteria, que se convierte en un nuevo tipo de microorganismo.
La microbiología actual es una de las disciplinas con mayor impacto y futuro. Puede dividirse en dos áreas de trabajo
Microbiología básica. Estudia la naturaleza y propiedades de los microorganismos: morfología, fisiología, bioquímica, genética, ecología y taxonomía.
Microbiología aplicada. Utiliza los conocimientos generados por la Microbiología básica para resolver problemas y obtener beneficios en Medicina, medio ambiente. Podemos diferenciar 3 ramas
Microbiología sanitaria. Es la más desarrollada, ya que su avance implica una mejora de la calidad de vida.
Microbiología de los alimentos. Estudia aspectos de los microorganismos relacionados con los alimentos. Utilización de microorganismos para generar alimentos (vino, cerveza, pan, yogurt).
Microbiología ambiental. Estudia las relaciones de lasdistintas poblaciones de microorganismos que conviven en los distintos hábitats de un ecosistema. También estudia el papel de los microorganismos en los ciclos bioquímicos de la materia. Ej. Remediación de los suelos contaminados, mareas negras, etc.

CONCLUSIÓN
Este trabajo lo hemos hecho con el propósito de aprender más íntegramente acerca de la microbiología, sus pioneros, su historia, y todo lo que se refiere a esta palabra.
Con esta investigación podemos conocer muchos aspectos de la microbiología que aún no conocíamos y nos servirán para nuestras vidas. Por ejemplo, cuidando nuestra salud y la de nuestra familia. Aconsejándoles a usar las técnicas necesarias para mantener los alimentos libres de microorganismos, y así estaremos mucho más protegidos de cualquier enfermedad patógena.

BIBLIOGRAFÍA
1.
BROCK, T.D. (1961): “Milestones in Microbiology” (reedición de 1975). American Society for Microbiology, Washington, D.C.

2. COLLARD, P. (1976): “The development of Microbiology”. Cambridge University Press, Cambridge. Existe versión española: “El desarrollo de la Microbiología”, Ed. Reverté

3. https://www.spaceship-earth.org/Biograph/Antonvan.htm

4.
https://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/leeuwenhoek_antonie_van.shtml

5.
https://inventors.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=https://library.utmb.edu/scopes/welcome.htm

6.
https://www.pasteur.fr/pasteur/histoire/

7.
https://web.ukonline.co.uk/b.gardner/Koch.htm

8.
Jawetz, Melnica y Adelberg. Microbiología Médica. México: El Manual Moderno; 1998.

9. Lage A. La Biotecnología y la nueva economía: crear y valorizar los bienes intangibles. Biotecnología aplicada 2000 -61.





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