Teoria dei germi della malattia - Germ theory of disease

Immagine al microscopio elettronico a scansione di Vibrio cholerae . Questo è il batterio che causa il colera .

La teoria dei germi della malattia è la teoria scientifica attualmente accettata per molte malattie . Afferma che i microrganismi noti come agenti patogeni o "germi" possono portare a malattie. Questi piccoli organismi, troppo piccoli per essere visti senza ingrandimento, invadono gli esseri umani, altri animali e altri ospiti viventi. La loro crescita e riproduzione all'interno dei loro ospiti può causare malattie. "Germe" può riferirsi non solo a un batterio ma a qualsiasi tipo di microrganismo, come protisti o funghi , o anche agenti patogeni non viventi che possono causare malattie, come virus , prioni o viroidi . Le malattie causate da agenti patogeni sono chiamate malattie infettive . Anche quando un agente patogeno è la causa principale di una malattia, i fattori ambientali ed ereditari spesso influenzano la gravità della malattia e se un potenziale individuo ospite viene infettato quando esposto al patogeno. Gli agenti patogeni sono malattie che possono passare da un individuo all'altro, sia nell'uomo che negli animali. Le malattie infettive sono causate da agenti biologici come microrganismi patogeni (virus, batteri e funghi) e parassiti.

Forme di base della teoria dei germi furono proposte nel tardo Medioevo da medici tra cui Ibn Sina nel 1025, Girolamo Fracastoro nel 1546 e ampliate da Marcus von Plenciz nel 1762. Tuttavia, tali opinioni furono disprezzate in Europa, dove la teoria del miasma di Galeno rimase dominante tra scienziati e medici.

All'inizio del XIX secolo, la vaccinazione contro il vaiolo era comune in Europa, sebbene i medici non fossero a conoscenza di come funzionasse o di come estendere il principio ad altre malattie. Trattamenti simili erano prevalenti in India da poco prima del 1000 d.C. Un periodo di transizione iniziò alla fine del 1850 con il lavoro di Louis Pasteur . Questo lavoro è stato successivamente ampliato da Robert Koch nel 1880. Alla fine di quel decennio, la teoria del miasma stava lottando per competere con la teoria dei germi della malattia. I virus furono inizialmente scoperti nel 1890. Alla fine, seguì un'"era d'oro" della batteriologia , durante la quale la teoria dei germi portò rapidamente all'identificazione degli organismi reali che causano molte malattie.

Teoria del miasma

Una rappresentazione di Robert Seymour dell'epidemia di colera descrive la diffusione della malattia sotto forma di aria velenosa.

La teoria dei miasmi era la teoria predominante sulla trasmissione della malattia prima che la teoria dei germi prendesse piede verso la fine del XIX secolo e non è più accettata come teoria scientifica della malattia. Riteneva che malattie come il colera , l' infezione da clamidia o la peste nera fossero causate da un miasma ( μίασμα , greco antico : "inquinamento"), una forma nociva di "aria cattiva" che emana da materia organica in decomposizione. Il miasma era considerato un vapore velenoso o una nebbia piena di particelle di materia decomposta (miasmi) identificabile dal suo cattivo odore. La teoria postulava che le malattie fossero il prodotto di fattori ambientali come acqua contaminata, aria viziata e cattive condizioni igieniche. Tali infezioni, secondo la teoria, non sono state trasmesse tra individui ma avrebbero colpito quelli all'interno di un locale che ha dato origine a tali vapori.

Sviluppo

Israele antico

La Legge mosaica , all'interno dei primi cinque libri della Bibbia ebraica, contiene i primi pensieri registrati di contagio nella diffusione della malattia, in contrasto con la tradizione medica classica e gli scritti ippocratici. Nello specifico, presenta istruzioni sulla quarantena e il lavaggio in relazione alla lebbra e alle malattie veneree.

Grecia e Roma

In antichità , il greco lo storico Tucidide (c 460 -.. C 400 aC) fu la prima persona a scrivere, nel suo racconto della peste di Atene , che le malattie possono diffondersi da una persona infetta ad altri.

Una teoria della diffusione di malattie contagiose che non si diffondevano per contatto diretto era che fossero diffuse da "semi" simili a spore ( latino : semina ) che erano presenti e disperdibili nell'aria. Nel suo poema, De rerum natura (Sulla natura delle cose, c. 56 a.C.), il poeta romano Lucrezio (c. 99 a.C. - c. 55 a.C.) affermava che il mondo conteneva vari "semi", alcuni dei quali potevano ammalarsi una persona se sono stati inalati o ingeriti.

Lo statista romano Marco Terenzio Varrone (116-27 a.C.) scrisse, nel suo Rerum rusticarum libri III (Tre libri sull'agricoltura, 36 a.C.): "Si devono prendere precauzioni anche nelle vicinanze delle paludi... creature che non possono essere viste dagli occhi, che fluttuano nell'aria ed entrano nel corpo attraverso la bocca e il naso e lì causano gravi malattie".

Il medico greco Galeno (129 d.C. - 200 ca./216 ca.) ipotizzò nel suo Sulle cause iniziali (ca. 175) che alcuni pazienti potessero avere "semi di febbre". Nel suo Sui diversi tipi di febbre (c. 175 d.C.), Galeno ipotizzò che le piaghe fossero diffuse da "certi semi di peste", che erano presenti nell'aria. E nelle sue Epidemie (c. 176-178 d.C.), Galeno spiegò che i pazienti potrebbero ricadere durante il recupero dalla febbre perché qualche "seme della malattia" si annidava nei loro corpi, il che causerebbe una ricorrenza della malattia se i pazienti non seguissero regime terapeutico di un medico.

Antica India

Nella Sushruta Samhita , l'antico medico indiano Sushruta teorizzava: "La lebbra, la febbre, la tisi, le malattie degli occhi e altre malattie infettive si diffondono da una persona all'altra per unione sessuale, contatto fisico, mangiare insieme, dormire insieme, sedersi insieme, e l'uso degli stessi vestiti, ghirlande e paste." Il libro è stato datato intorno al VI secolo a.C.

Il Medioevo

Una forma basilare di teoria del contagio risale alla medicina nel mondo islamico medievale , dove fu proposta dal medico persiano Ibn Sina (conosciuto come Avicenna in Europa) nel Canone della Medicina (1025), divenuto poi il più autorevole testo di medicina in Europa fino al XVI secolo. Nel libro IV dell'El-Kanun , Ibn Sina discusse le epidemie , delineando la classica teoria del miasma e tentando di fonderla con la sua teoria del contagio precoce. Ha menzionato che le persone possono trasmettere malattie ad altri attraverso il respiro, ha notato il contagio con la tubercolosi e ha discusso della trasmissione della malattia attraverso l'acqua e la sporcizia.

Il concetto di contagio invisibile è stato successivamente discusso da diversi studiosi islamici del Sultanato ayyubide che li hanno chiamati najasat ("sostanze impure"). Lo studioso di fiqh Ibn al-Haj al-Abdari (c. 1250-1336), mentre discuteva di dieta e igiene islamica , ha dato avvertimenti su come il contagio può contaminare acqua, cibo e indumenti, e potrebbe diffondersi attraverso l'approvvigionamento idrico, e potrebbe aver contagio implicito come particelle invisibili.

Durante l'alto Medioevo, Isidoro di Siviglia (c. 560–636) menzionò "semi portatori di peste" ( pestifera semina ) nel suo Sulla natura delle cose (c. 613 d.C.). Più tardi, nel 1345, Tommaso del Garbo (c. 1305-1370) di Bologna, Italia menzionò i "semi di peste" di Galeno nella sua opera Commentaria non-parum utilia in libros Galeni (Commenti utili sui libri di Galeno).

Lo studioso e medico italiano Girolamo Fracastoro propose nel 1546 nel suo libro De Contagione et Contagiosis Morbis che le malattie epidemiche sono causate da entità simili a semi trasferibili ( seminaria morbi ) che trasmettono l'infezione per contatto diretto o indiretto, o anche senza contatto su lunghe distanze. Le malattie sono state classificate in base a come sono state trasmesse e per quanto tempo possono rimanere dormienti.

La prima età moderna

Il medico italiano Francesco Redi ha fornito le prime prove contro la generazione spontanea . Ha ideato un esperimento nel 1668 in cui ha usato tre vasi. In ognuno dei tre vasetti mise un polpettone e un uovo. Aveva uno dei barattoli aperto, un altro ermeticamente chiuso e l'ultimo coperto con una garza. Dopo alcuni giorni, osservò che il polpettone nel barattolo aperto era coperto di vermi, e il barattolo coperto di garza aveva dei vermi sulla superficie della garza. Tuttavia, il barattolo ermeticamente sigillato non aveva vermi né all'interno né all'esterno. Ha anche notato che i vermi sono stati trovati solo su superfici accessibili alle mosche. Da ciò ha concluso che la generazione spontanea non è una teoria plausibile.

Si dice che i microrganismi siano stati osservati per la prima volta direttamente nel 1670 da Anton van Leeuwenhoek , uno dei primi pionieri della microbiologia , considerato "il padre della microbiologia". Si dice che Leeuwenhoek sia stato il primo a vedere e descrivere batteri (1674), cellule di lievito, la vita brulicante in una goccia d'acqua (come le alghe) e la circolazione dei corpuscoli sanguigni nei capillari. La parola "batteri" non esisteva ancora, quindi chiamò questi microscopici organismi viventi "animalcules", che significa "piccoli animali". Quei "piccolissimi animaletti" era in grado di isolare da diverse fonti, come l'acqua piovana, l'acqua di stagno e pozzo, la bocca e l'intestino umani. Tuttavia, il sacerdote e studioso gesuita tedesco Athanasius Kircher potrebbe aver osservato tali microrganismi prima di questo. Uno dei suoi libri scritti nel 1646 contiene un capitolo in latino, che si legge in traduzione "Riguardo alla meravigliosa struttura delle cose in natura, investigata al microscopio", affermando "chi crederebbe che l'aceto e il latte abbondano di un'innumerevole moltitudine di vermi". Kircher definì "vermi" gli organismi invisibili che si trovano nei corpi in decomposizione, nella carne, nel latte e nelle secrezioni. I suoi studi al microscopio lo portarono alla convinzione, che fu forse il primo a sostenere, che la malattia e la putrefazione (decadimento) fossero causate dalla presenza di corpi viventi invisibili. Nel 1646, Kircher (o "Kirchner", come viene spesso scritto), scrisse che "un certo numero di cose potrebbero essere scoperte nel sangue dei malati di febbre". Quando Roma fu colpita dalla peste bubbonica nel 1656, Kircher indagò al microscopio il sangue degli appestati. Notò la presenza di "vermicelli" o "animali" nel sangue e concluse che la malattia era causata da microrganismi. Fu il primo ad attribuire la malattia infettiva a un patogeno microscopico, inventando la teoria dei germi della malattia, che descrisse nel suo Scrutinium Physico-Medicum (Roma 1658). La conclusione di Kircher che la malattia fosse causata da microrganismi era corretta, anche se è probabile che ciò che vide al microscopio fossero in realtà globuli rossi o bianchi e non l'agente della peste stessa. Kircher ha anche proposto misure igieniche per prevenire la diffusione della malattia, come l'isolamento, la quarantena, bruciare i vestiti indossati dagli infetti e indossare maschere per prevenire l'inalazione di germi. È stato Kircher il primo a proporre che gli esseri viventi entrino ed esistano nel sangue.

Nel 1700, il medico Nicolas Andry sostenne che i microrganismi che chiamava "vermi" erano responsabili del vaiolo e di altre malattie.

Nel 1720, Richard Bradley teorizzò che la peste e "tutti i cimurri pestilenziali" fossero causati da "insetti velenosi", creature viventi visibili solo con l'ausilio di microscopi.

Nel 1762, il medico austriaco Marcus Antonius von Plenciz (1705-1786) pubblicò un libro intitolato Opera medico-physica . Ha delineato una teoria del contagio affermando che specifici animali nel suolo e nell'aria erano responsabili di determinate malattie. Von Plenciz ha notato la distinzione tra malattie che sono sia epidemiche che contagiose (come il morbillo e la dissenteria) e malattie che sono contagiose ma non epidemiche (come la rabbia e la lebbra). Il libro cita Anton van Leeuwenhoek per mostrare quanto siano onnipresenti tali animali ed è stato unico per descrivere la presenza di germi nelle ferite ulcerate. In definitiva, la teoria sposata da von Plenciz non fu accettata dalla comunità scientifica.

XIX e XX secolo

Agostino Bassi, Italia

L'italiano Agostino Bassi fu il primo a dimostrare che una malattia era causata da un microrganismo quando condusse una serie di esperimenti tra il 1808 e il 1813, dimostrando che un "parassita vegetale" causava una malattia nei bachi da seta nota come calcinaccio che stava devastando i francesi l'industria della seta dell'epoca. Il "parassita vegetale" è ormai noto per essere un fungo patogeno per insetti chiamato Beauveria bassiana (dal nome Bassi).

Ignaz Semmelweis, Austria

Ignaz Semmelweis , un ostetrico ungherese che lavorava all'Ospedale Generale di Vienna ( Allgemeines Krankenhaus ) nel 1847, notò la mortalità materna drammaticamente alta dalla febbre puerperale in seguito a nascite assistite da medici e studenti di medicina. Tuttavia, quelli assistiti dalle ostetriche erano relativamente al sicuro. Indagando ulteriormente, Semmelweis ha fatto il collegamento tra la febbre puerperale e gli esami di consegna delle donne da parte dei medici, e inoltre si è reso conto che questi medici di solito provenivano direttamente dalle autopsie . Affermando che la febbre puerperale era una malattia contagiosa e che la materia delle autopsie era implicata nel suo sviluppo, Semmelweis fece sì che i medici si lavassero le mani con acqua di calce clorata prima di esaminare le donne incinte. Ha poi documentato un'improvvisa riduzione del tasso di mortalità dal 18% al 2,2% nell'arco di un anno. Nonostante queste prove, lui e le sue teorie furono respinte dalla maggior parte dell'establishment medico contemporaneo.

Gideon Mantell, Regno Unito

Gideon Mantell , il medico del Sussex più famoso per aver scoperto i fossili di dinosauro , trascorse del tempo con il suo microscopio e ipotizzò nei suoi Thoughts on Animalcules (1850) che forse "molte delle malattie più gravi che affliggono l'umanità, sono prodotte da stati peculiari di invisibili animali vita".

John Snow, Regno Unito

John Snow era uno scettico della teoria del miasma allora dominante . Anche se la teoria dei germi della malattia introdotta da Girolamo Fracastoro non aveva ancora raggiunto il pieno sviluppo o una diffusione diffusa, Snow ha dimostrato una chiara comprensione della teoria dei germi nei suoi scritti. Pubblicò per la prima volta la sua teoria in un saggio del 1849 Sulla modalità di comunicazione del colera, in cui suggeriva correttamente che la via oro-fecale fosse la modalità di comunicazione e che la malattia si replicasse nell'intestino inferiore. Ha anche proposto nella sua edizione del 1855 dell'opera, che la struttura del colera fosse quella di una cellula.

La raccomandazione di Snow del 1849 secondo cui l'acqua deve essere "filtrata e bollita prima di essere utilizzata" è una delle prime applicazioni pratiche della teoria dei germi nell'area della salute pubblica ed è l'antecedente alla moderna consulenza sull'acqua bollente . Nel 1855 pubblicò una seconda edizione del suo articolo, documentando la sua indagine più elaborata sull'effetto della fornitura d'acqua nell'epidemia di Soho , Londra del 1854.

Parlando con i residenti locali, ha identificato la fonte dell'epidemia nella pompa dell'acqua pubblica su Broad Street (ora Broadwick Street ). Sebbene l'esame chimico e al microscopio di Snow di un campione d'acqua dalla pompa di Broad Street non ne abbia dimostrato in modo definitivo il pericolo, i suoi studi sul modello della malattia sono stati abbastanza convincenti da persuadere il consiglio locale a disattivare la pompa del pozzo rimuovendo la sua maniglia. Questa azione è stata comunemente accreditata come la fine dell'epidemia, ma Snow ha osservato che l'epidemia potrebbe essere già stata in rapido declino. Lo studio di Snow è stato un evento importante nella storia della sanità pubblica e della geografia. È considerato uno degli eventi fondanti della scienza dell'epidemiologia .

Dopo che l'epidemia di colera si era placata, i funzionari del governo hanno sostituito la maniglia della pompa di Broad Street. Avevano risposto solo alla minaccia urgente posta alla popolazione, e in seguito hanno respinto la teoria di Snow. Accettare la sua proposta avrebbe significato accettare il metodo fecale-orale di trasmissione della malattia, che hanno respinto.

Louis Pasteur, Francia

L'esperimento di pastorizzazione di Louis Pasteur illustra il fatto che il deterioramento del liquido è stato causato da particelle nell'aria piuttosto che dall'aria stessa. Questi esperimenti erano importanti prove a sostegno dell'idea della teoria dei germi della malattia.

Gli esperimenti più formali sul rapporto tra germe e malattia furono condotti da Louis Pasteur tra gli anni 1860 e 1864. Scoprì la patologia della febbre puerperale e del vibrione piogenico nel sangue, e suggerì di usare l'acido borico per uccidere questi microrganismi prima e dopo il confinamento.

Pasteur dimostrò inoltre tra il 1860 e il 1864 che la fermentazione e la crescita di microrganismi nei brodi nutritivi non procedevano per generazione spontanea. Ha esposto il brodo appena bollito all'aria in recipienti che contenevano un filtro per impedire a tutte le particelle di passare attraverso il mezzo di crescita, e anche senza alcun filtro, con l'aria immessa tramite un lungo tubo tortuoso che non avrebbe fatto passare le particelle di polvere. Nulla cresceva nei brodi: quindi gli organismi viventi che crescevano in tali brodi provenivano dall'esterno, come spore sulla polvere, piuttosto che generarsi all'interno del brodo.

Pasteur scoprì che un'altra grave malattia dei bachi da seta, la pébrine , era causata da un organismo microscopico ora noto come Nosema bombycis (1870). Pasteur salvò l'industria della seta francese sviluppando un metodo per vagliare le uova dei bachi da seta per quelle non infette, un metodo che è ancora usato oggi per controllare questa e altre malattie del baco da seta.

Robert Koch, Germania

Robert Koch è noto per aver sviluppato quattro criteri di base (noti come postulati di Koch ) per dimostrare, in modo scientificamente valido, che una malattia è causata da un particolare organismo. Questi postulati sono nati dal suo lavoro seminale con l' antrace utilizzando colture purificate dell'agente patogeno che era stato isolato da animali malati.

I postulati di Koch furono sviluppati nel XIX secolo come linee guida generali per identificare i patogeni che potevano essere isolati con le tecniche dell'epoca. Anche ai tempi di Koch, si riconosceva che alcuni agenti infettivi erano chiaramente responsabili della malattia anche se non soddisfacevano tutti i postulati. I tentativi di applicare rigidamente i postulati di Koch alla diagnosi delle malattie virali alla fine del XIX secolo, in un'epoca in cui i virus non potevano essere visti o isolati in coltura, potrebbero aver ostacolato lo sviluppo precoce del campo della virologia . Attualmente, un certo numero di agenti infettivi sono accettati come causa di malattia nonostante non soddisfino tutti i postulati di Koch. Pertanto, mentre i postulati di Koch conservano un'importanza storica e continuano a informare l'approccio alla diagnosi microbiologica, non è richiesto il rispetto di tutti e quattro i postulati per dimostrare la causalità.

I postulati di Koch hanno anche influenzato gli scienziati che esaminano la patogenesi microbica da un punto di vista molecolare. Negli anni '80, è stata sviluppata una versione molecolare dei postulati di Koch per guidare l'identificazione dei geni microbici che codificano i fattori di virulenza .

I postulati di Koch:

  1. Il microrganismo deve essere presente in abbondanza in tutti gli organismi affetti dalla malattia, ma non negli organismi sani.
  2. Il microrganismo deve essere isolato da un organismo malato e coltivato in coltura pura .
  3. Il microrganismo in coltura dovrebbe causare malattie quando introdotto in un organismo sano.
  4. Il microrganismo deve essere reisolato dall'ospite sperimentale inoculato e malato e identificato come identico all'agente causale specifico originale.

Tuttavia, Koch abbandonò del tutto l'esigenza universalistica del primo postulato quando scoprì portatori asintomatici di colera e, più tardi, di febbre tifoide . I portatori di infezioni asintomatiche o subcliniche sono ormai noti per essere una caratteristica comune di molte malattie infettive, in particolare virus come la poliomielite , l' herpes simplex , l' HIV , l' epatite C e il COVID19. Per fare un esempio specifico, tutti i medici ei virologi concordano sul fatto che il poliovirus provoca la paralisi solo in pochi soggetti infetti e il successo del vaccino antipolio nella prevenzione delle malattie supporta la convinzione che il poliovirus sia l'agente causale.

Il terzo postulato specifica "deve", non "deve", perché come ha dimostrato lo stesso Koch riguardo sia alla tubercolosi che al colera, non tutti gli organismi esposti a un agente infettivo acquisiranno l'infezione. La non infezione può essere dovuta a fattori quali la salute generale e il corretto funzionamento immunitario; immunità acquisita da precedente esposizione o vaccinazione; o immunità genetica, come con la resistenza alla malaria conferita dal possesso di almeno un allele falciforme.

Il secondo postulato può essere sospeso anche per alcuni microrganismi o entità che non possono (al momento) essere coltivati ​​in coltura pura, come i prioni responsabili della malattia di Creutzfeldt-Jakob . In sintesi, un corpo di prove che soddisfi i postulati di Koch è sufficiente ma non necessario per stabilire la causalità.

Joseph Lister, Regno Unito

Nel 1870, Joseph Lister è stato determinante nello sviluppo di applicazioni pratiche della teoria dei germi della malattia rispetto ai servizi igienico-sanitari in ambienti medici e tecniche chirurgiche asettiche, in parte attraverso l'uso dell'acido carbolico ( fenolo ) come antisettico.

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

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