Izadi Jakintza»Izadi jakintza

Mikrobiologia.

Sarrera: historia eta helburuak

LABURPENA: Mikrobiologia organismo multzo heterogeneo bat aztertzen duen biologiaren alor oso konplexu bat da; organismo horiek begiesteko, gainera, tresna laguntzaileak (mikroskopioak) erabili behar ditu.

Historia eta helburuak

Erreinu askotariko organismo multzo heterogeneo bat aztertzen duen biologiaren alor oso konplexua da mikrobiologia; erreinu horiek –metazooak (animalien erreinua), protozooak eta itsas belar eukariotoak (protisten erreinua), itsas belar eta onddo asko (landareen eta fungi erreinuak), bakterioak (monera erreinua) eta birusak–, ezaugarri bat dute komuna, giza begiak ezin dituela begi hutsez ikusi, eta, ikus baditzake ere, ez ditu ikusten aztertzeko behar den gutxieneko zehaztasunez; horrexegatik esaten zaie mikroorganismo. Objektu batek 0,1 mm baino diametro txikiagoa badu, ezin da sumatu; milimetro bat da zerbait gutxieneko zehaztasunez hautemateko beharrezkoa den diametroa. Beraz, organismo horiek aztertu ahal izateko, begiesten lagunduko duten tresnak behar dira (mikroskopioak). Begien bistako gauza da gizonak ezin izan zituela mikroorganismoak ikusi, harik eta XVII. mendean tresna horiek asmatu ziren arte; beraz, mikroskopioa asmatu zuen gizonak, Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723), aurkitu zuen mikrobioen mundua ere. Egiten zituen mikroskopioei esker (1. irudia), holandar hark aurkikuntza zehatz eta garrantzi handikoak egin ahal izan zituen, eta, hala, bera izan zen globulu gorriak, espermatozoideak eta gaur ezagutzen ditugun klase nagusi guztietako mikroorganismo zelulabakarrak ikusi eta haien ezaugarriak azaldu zituen lehena.

Leeuwenhoekek hasieran ikerlan bikainak egin bazituen ere, eta haren aurkikuntzek harridura handia sortu zuten arren, mikrobioen munduaren ikerketak ez zuen luzaroan, mikrobioen aurkitzailea hil eta handik ia 100 urte bitartean, aurrerapen handirik izan, optika tresnak garatzerakoan sortu bide ziren arazo teknikoak zirela-eta. 1820 inguruan mikroskopioetan egin ziren hobekuntzekbultzada bat eman zioten jakintza honi, eta, XIX. mendearen bukaerarako, zehatz-mehatz ezatzen ziren mikrobioen mundua osatzen zuten taldeak. Aldi berean, jabetuak ziren beste ikertzaile batzuek, bestelako bidez, mikroorganismoek eritasunen sortzaile eta materiaren eraldatzaile gisa zuten garrantziaz, eta erantzuna emana zieten orobat oinarrizko bi galdera hauei: existitzen al da berezko sorrera? Zein da eritasun kutsakorren izatea? Bi galde-erantzun horiei esker finkatu ziren mikrobiologiaren oinarri sendoak.

Berezko sorrera

Janariak usteldu egiten dira denbora iragan ahala; horretaz oharturik, mikroskopioan aztertu zituzten janariak, eta konturatu ziren izaki mikrospikoz josiak zeudela. Izaki horiek existitzen zirela jakiteak haien jatorriari buruzko galdera ekarri zuen, janari freskoan ez baitzen izaki haien aztarnarik.

Hori argitzeko bi pentsabide zeuden. Batetik, izaki horiek gai bizigabeetatik berez eratzen zirela aldezten zutenena –berezko sorrera edo abiogenesia–, eta, bestetik, airean haziak edo ernamuinak bazirela aldezten zutenena, Leeuwenhoek bera tartean.

Francesco Redik, Lazaro Spallanzaniik eta beste ikertzaile batzuek abiogenesiaren aurkako frogak eman bazituzten ere, ez zen teoria horren kontra arrazoi pisudunik eman,harik eta Louis Pasteurren esperimentu soil eta argigarriak ezagutu ziren arte. Redik, 1665ean, haragi hilean arrak “berez” ez zirela agertzen frogatu zuen, baldin eta haragi hura kanpai batez estaltzen bazen; eta era horretan frogatu zuen ar haiek euliek haragian jarritako arrautzetatik sortutako larbak zirela.

Berotasunak infusio organikoetan “animalia mikroskopikorik” ez agertzea zekarrela frogatu zuen Spallanzaniik XVIII. mendearen erdialdean; horretarako behar zen beroaldia, ordea, aldakorra zen, eta infusioak esteril iraun zezan, hermetikoki itxita behar zuenegon. François Appert ohartu zen elikagaiak iraunaraz zitezkeela, baldin eta ontzi hermetikoetan itxi eta berotzen baziren (appertizazioa).

Ondorioa begien bistan zegoen: airetik zetozen izaki mikroskopiko haiek.

Airea kotoi batetik igaroaraziz, Pasteurrek frogatu zuen usteltzen ari ziren gaietan ikusten zirenen antzeko egiturez –mikroorganismoz– zegoela airea betea, eta egitura horiek lizunen esporen, protozooen kisteen eta mikrobioen zelula askoren antza zutela orobat.

Arrazoibide hori ontzat harturik, baldin eta janari bateko edo infusio organiko bateko organismo mikroskopiko kutsagarri guztiak suntsituko balira, janari infusioak ez lirateke ustelduko. Horretarako, Pasteurrek berotasuna erabili zuen, eta arrakasta izan zuen; matraz lepo-bihurri bat (2. irudia) asmatu zuen, gainera, eta han sartu zuen infusio organiko irakina; matraz horrek kanpoko aireari uzten zion sartzen, baina ez zien sartzen uzten kanpoko aireak ekar zitzakeen gai kutsagarriei, eta, hala, berezko sorrera ez zela existitzen frogatzen zuen; beroaren bidez suntsi zitezkeen mikroorganismo haiek, edo haien kiste aire bidez kutsatuak, ziren hain zuzen ustelduraren sortzaileak. Matrazaren lepoa puskatuz gero, kutsatu egiten zen matraz barnean zegoena. Gerora jakin zen kotoia ere oztopobide egokia zela mikrobioentzat, kanpoko gasari ontzian sartzen uzten baitzion, baina ez zien pasatzen uzten airean egon zitezkeen mikroorganismoei.

Pasteurren esperimentu horiei esker, esterilizazio prozesua aurkitu ahal izan zen, mikroorganismo guztiak suntsitzea, alegia; eta hortik dator janari, soluzio, tresna, etab.. sterilaren ideia. Nolanahi ere, Pasteurrek ez zituen aurkitu bakterio askok berezko zituzten atseden edo erresistentzia erak –esporak–; eta, haren esperimentuak gorabehera, berezko sorrerak bazituen oraindik aldezleak.

John Tyndall fisikariak, Pasteurren jarraitzaile sutsuak, gaur egun tindalizazio esaten zaion prozesua aurkitu zuen esperimentu bidez. Esterilizazio esperimentuak egiten ari zela, huts egiten zuen behin eta berriz, infusio batzuk ez baitziren esterilizatzen, ezta ordu askotan irakiten egon ondoren ere, eta beste batzuk, berriz, berehala esterilizatzen baitziren. Emaitza horiek ikusirik ondorio bat atera zuen, aldiak dituztela bakterioek: bata, termolabila (hau da, 5 minutuz irakin ondoren suntsitu egiten dira bakterioak), eta termoerresistentea bestea; bigarren aldi horri dagokio espora.

Tyndall konturatu zen esporak suntsi zitezkeela behin eta berriz irakinez gero, baina irakinalditik irakinaldira tarte bat utzirik -berotze etena-, tarte horretan bakterioen erresistentzia erak ernatuz zihoazela. Prozedura horren bidez soluzio bateko bakterio guztiak suntsi zitezkeen. Lehenengo irakinaldia lasterra zen, eta bakterioak suntsitzen zituen, ez ordea esporak; soluzio hura tartebatean irakin gabe utzirik, esporak ernatzen ziren, eta espora horiek beroan irauten ez zuten bakterioak sortzen zituzten; orduan soluzioa berriz irakin, eta esporetatik sorturiko bakterio berri haiek suntsitu egiten ziren.

Zientzilariek izan zutenean esperimentu horien eta Pasteurren aurkikuntzaren berri, oraindik ere berezko sorrera aldezten zutenek behin betiko utzi zuten teoria hura.

Mikroorganismoak eta eraldaketa organikoak

Berezko sorreraren eztabaidak iraun zuen bitartean, beste gauza bati ere erreparatu zitzaion, alegia, bazela maiz harremanik mikrobioek infusio organikoetan sortzen duten kutsaduraren eta infusio organiko horietan izaten diren aldaketa kimikoen artean; batari usteldura deitu zitzaion eta hartzidura besteari. Lehenengoa haragiari zegokion eta proteinen endekatzeak sortua zen, haiek baitziren haragiaren osagai nagusiak; hartzidura, berriz, barazkiei zegokien, karbohidratoen endekatzeak sortua zen, eta horren ondorioz alkoholak edo gantz azidoak sortzen ziren. Pasteurrek gogotik lan egin zuen hartzidurak aztertzen; konturatu zen hartzidura prozesu guztiak mikrobioen jardunak sortuak zirela, eta hartzidura mota kimiko berezi bakoitza (esnearena, alkoholena, butirikoa) mikroorganismo mota berezi batek sortua zela. Ohartu zen halaber badirela izakiak oxigenorik ez dagoenean soilik bizi daitezkeenak. Aerobio eta anaerobio hitzak sortu zituen, beraz, oxigenodun eta oxigenorik gabeko bizitza adierazteko.

Mikroorganismoak eritasun kutsagarrien eragile; eritasunaren mikrobio teoria

XVI. mendeaz geroztik gauza jakina zen bazegoela “zerbait” pertsona eriagandik pertsona osasuntsuagana iragan zitekeena, eta hari eritasuna eragin ziezaiokeena. Eritasun horiei eritasun kutsagarri esaten zitzaien, eta ikertzaileek mikroorganismoak aurkitu zituztenean, berehala sumatu zuten zerikusi handia zutela kutsadurarekin.

Lehendik ere aurkikuntza garrantzi handikoak egin baziren ere, eritasunaren mikrobio teoria Robert Koch-ek eman zuen aditzera.

Mediku horrek hainbat esperimentu egin zituen Bacillus anthracis bakterioarekin; esporak sortzen zituen bakterio horrek karbunkoa eragiten zuen, eta animalia gaixoen odolan agertzen zen. Animalia osasuntsuari injekzio bidez animalia gaixotuaren odola sartuz gero, berehala gaixotuko zen animalia osasuntsua; bakterio hori animaliaz kanpo ere haz zitekeen, isurkari elikagarrietan.

Horrek garrantzi handia izan zuen mikrobiologiaren zientziaren garapenean.

242Esperimentu horretan eta beste batzuetan oinarrituta, Kochen Postulatu ezagunak eman zituen Kochek aditzera, bakterioak eritasunak sortzen dituela frogatzen dutenak.

A) Eritasuna sortzen duen organismoak animalia erituetan egon behar du beti, eta ez animalia osasuntsuetan. B) Organismo hori haztegi nahasgabe batean hazi behar da, animaliaren gorputzetik kanpo. C) Hazkuntza hori gorputz osasuntsuetan sartuz gero, eritasunaren sintomak sorrarazi behar ditu. D) Organismo hori esperimentugai diren animalietatik berriz bakartu behar da, eta laboratorioan berriz hazi; horren ondoren, organismo horrek eta jatorrizko organismoak berdinak izan behar dute.

Postulatu horietatik ondorio garbi bat ateratzen da: hazkuntza nahasgabeekin esperimentatu beharra, mikroorganismo mota bakarraz osatuekin, alegia; ikerketa mikrobiologiko orok hori duela oinarri. Joseph Listerrek aldez aurretik landua zuen ondorio hori Kochek diluzioen metodo aspergarriaz aurkitu zuen (bakterioen erakusgarri jariakor bat isurkari esteril batean diluitzea, azkenean mota bakarra geldituko den itxaropenetan), eta elkarrengandik bereizitako koloniak lortzeko metodoak landu zituen. Patata zati meheak ebakiz, airearen eraginpean jarriz, eta azkenean inkubatuz, ohartu zen zati haien gainaldean itxura eta kolore desberdineko koloniak hazten zirela, era askotako bakterio motenak zirenak, haren iritzian. Gerora beste haztegi batzuk erabili zituen, gaur egun erabilitakoen aitzindariak, eta orobat landu zituen hazkuntza nahasietatik hazkuntza nahasgabeak lortzeko metodoak. Mikroorganismo mota bakoitzak, bistan da, zeinek bere haztegi berezi eta besteen desberdina behar zuen. Mikroorganismoek bazuten beste alderdi interesgarri bat, zirujia sepsiari zegokiona, kirurgia ebakuntzen ondoren sortu ohi ziren infekzio maiz hilgarriei zegokiena, hain zuzen. Listerrek uste zuen, bai baitzuen Pasteurren lanen berri, ebakuntza bitartean ehunak ukitzen zituzten aireko mikroorganismoek sortzen zituztela infekzio horiek, eta ebakuntza egiteko gela eta tresneria esterilizatzeko metodoak asmatu zituen.

Mikrobiologiaren alorrak

Mikrobiologiak hainbat alor ditu, era askotako alderdien arabera bereiz daitezkeenak.

Aztergaiak taxonomia taldeen arabera sailkatuz gero, alor hauek bereizten dira: birologia (birusak), bakteriologia (bakterioak), fikologia (itsas belar mikroskopikoak), mikologia (onddoak), protozoologia (protozooak).

Habitataren arabera sailkatuz gero, alor hauek bereizten dira: lurraren, uraren edo itsasoaren mikrobiologia; eta zer erabilera duen kontuan hartuta, bereiz daitezke mikrobio ekologia, medikuntza, nekazaritza, industria mikrobiologia edo geomikrobiologia.