תאוריית החיידקים כגורמי מחלות

תאוריית החיידקים כגורמי מחלות או תורת המחלות עקב פתוגנים היא תאוריה מדעית לפיה מיקרואורגניזמים הידועים כפתוגנים יכולים לגרום למחלות מידבקות. תאוריה זו פותחה במהלך המאה ה-19 והיא התאוריה המקובלת עד היום למחקר וריפוי מחלות רבות. האורגניזמים, זעירים מכדי להיראות ללא מיקרוסקופ, פולשים לגופם של בני אדם, לבעלי חיים אחרים, לצמחים ולמארחים חיים אחרים. הגידול והרבייה שלהם בתוך המארחים שלהם עלולות לגרום למחלות - אלו משפיעות על בריאות בני האדם, על החקלאות ובאופן כללי יותר על מערכות אקולוגיות ועל כלל המינים החיים והאבולוציה שלהם. המילה "פתוגן" מתייחס לא רק לחיידק אלא לכל סוג של מיקרואורגניזם, כגון פרוטיסטים או פטריות, ואף לפתוגנים שאינם חיים, כגון נגיפים, פריונים או וירואידים. מחלות הנגרמות על ידי פתוגנים נקראות מחלות זיהומיות.

גם כאשר פתוגן הוא הגורם העיקרי למחלה, גורמים סביבתיים ותורשתיים ומצב בריאות מערכת החיסון משפיעים לרוב על חומרת המחלה, ולשאלה האם פרט מארח פוטנציאלי נדבק כאשר הוא נחשף לפתוגן. פתוגנים הם גורמים נושאי מחלות שיכולים לעבור מפרט אחד לאחר בכל יצור חי. מחלות זיהומיות נגרמות על ידי גורמים ביולוגיים כגון מיקרואורגניזמים פתוגניים (וירוסים, חיידקים ופטריות) וכן על ידי טפילים.

צורות בסיסיות של תאוריית החיידקים הוצעו על ידי ג'ירולמו פרקסטורו בשנת 1546, והורחבו על ידי מרקוס פון פלנצ'יז בשנת 1762. עם זאת, דעות כאלה ספגו זלזול במדינות המערביות ולא היו ידועות כלל במדינות אחרות. מדענים ורופאים האמינו במקום זאת בהסברים כמו תאוריית המיאזמה של גאלן שטענה כי "אוויר רע" (לדוגמה אוויר מסריח מביצות או ביוב) גורם לרוב המחלות המידבקות.

בתחילת המאה ה-19, חיסון נגד אבעבועות שחורות היה נפוץ באירופה, אם כי הרופאים לא הבינו כיצד הוא פועל או כיצד להרחיב את עקרון החיסון למחלות אחרות. תקופת מעבר החלה בסוף שנות ה-1850 עם עבודתו של לואי פסטר. התאוריה זו הורחבה מאוחר יותר על ידי רוברט קוך בשנות ה-80 של המאה ה-19. בסוף אותו עשור, תאוריית המיאזמה נאבקה מול תאוריית הפתוגנים כגורמי מחלות. וירוסים התגלו לראשונה בשנות ה-90 של המאה ה-19. בסופו של דבר, התפתח "עידן זהב" של בקטריולוגיה, שבמהלכו הובילה תורת הפתוגנים לזיהוי מהיר של האורגניזמים הממשיים הגורמים למחלות רבות.

התגבשות ההבנה שחיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים גורמים למחלות מידבקות חוללה מהפכה ברפואה ובבריאות הציבור. התאוריה הובילה לשינויים עמוקים באופן שבו חברות התמודדו עם מחלות: פיתוח שיטות חיטוי היגיינה וסניטציה, תקנון תברואתי בערים, בידוד חולים, חיטוי מתקנים רפואיים ועיקור כלים רפואיים. התאוריה סללה גם את הדרך להמצאת חיסונים, תרופות אנטיביוטיות, להתפתחות המיקרוביולוגיה כמדע מודרני ולשיפור דרמטי בתוחלת החיים. שיפור עצום נוסף התרחש בתחום החקלאות בהגנה על צמחים ובעלי חיים בחקלאות דבר שסייע למנוע מוות ברעב ונזקים כלכליים עקב מחלות חקלאיות.

 תאוריית המיאזמה 

ממוזער|ייצוג של רוברט סימור של מגפת הכולרה מתאר את התפשטות המחלה בצורה של אוויר רעיל.
תאוריית המיאזמה הייתה התאוריה השלטת של העברת מחלות לפני שתאוריית המיקרואורגניזמים תפסה אחיזה לקראת סוף המאה ה-19.

הסבר זה כבר אינו מקובל כהסבר נכון למחלות מידבקות על ידי הקהילה המדעית. ההסבר קבע שמחלות כמו כולרה, זיהום בכלמידיה או המוות השחור נגרמות על ידי מיאסמטה (, יוונית עתיקה: "זיהום"), צורה מזיקה של "אוויר רע" הנובע מחומר אורגני נרקב.

מיאזמה נחשבה ל"אדים רעילים" או ערפל מלאים בחלקיקים מחומר מפורק (מיאסמטה) שניתן לזהות על ידי ריחו המגעיל. התאוריה טענה שמחלות הן תוצר של גורמים סביבתיים כמו מים מזוהמים, אוויר מלוכלך ותנאים היגייניים לקויים. זיהומים כאלה, על פי התאוריה, אינם עוברים בין אנשים אלא משפיעים על אלה שנמצאים באזור שהוליד אדים כאלה.

למרות חשדות של מספר חוקרים כ-200 שנה לפני התבססות התאוריה המודרנית שמיקרוארגניזמים גורמים למחלות רבות, רוב החוקרים לא שמעו כלל על דעה זו או דחו אותה עקב תמיכתם בתאוריית המיאזמה, או עקב מספר רב של הסברים אחרים.

 התפתחות תאוריית הפתוגנים 
 בחברות עתיקות 
היו רופאים והוגים בתרבות ההודית, העברית, היוונית והרומית שטענו כי מחלות יכולות לעבור במגע בין אנשים או עקב היגיינה גרועה, אך טרם גילוי המיקרו-אורגניזמים דעות אלה היו בגדר השערות ובמקרים רבים רופאים היו חסרי אונים מול מגפות או תחלואה במחלות מידבקות נפוצות. מצב זה הוחמר בגלל קיומן של מחלות לא-מידבקות (כמו סרטן) או העברת מיקרו-אורגניזמים על ידי חרקים.

ב-Sushruta Samhita, חיבור רפואי בסנסקריט שנכתב בסביבות המאה ה-6 לפנה"ס, הרופא ההודי הקדום סושרוטה כתב את פרק Nidána Sthána על פתולוגיה תוך תאוריה ש"צרעת, חום, צריכה, מחלות עיניים ומחלות זיהומיות אחרות התפשטו מאדם אחד לאחר על ידי יחסי מין, מגע פיזי, אכילה משותפת, שינה משותפת, ישיבה משותפת ושימוש באותם בגדים, זרים ומשחות".

התורה מכילה את המחשבות המתועדות הקדומות ביותר על הדבקה בהתפשטות מחלות, העומדות בניגוד למסורת הרפואית הקלאסית ולכתבי היפוקרטס. באופן ספציפי, היא מציגה הנחיות להסגר ולרחצה בהקשר של צרעת ומחלות מין. עם זאת תאורים שונים בתנ"ך תומכים ברעיון לפיו חטא לאלוהים הוא הגורם המרכזי למחלות ומגפות. לדוגמה בסוף פרשת בלק התנ"ך מספר על מגפה שהרגה עשרים וארבעה אלף איש מבני ישראל ומייחס אותה לזנות עם בנות מואב ועבודה לאליל בעל פעור שהתרחשו מיד לפניה. לפי התנ"ך, כדי לעצור את המגפה היה על בני ישראל להוציא להורג את אלו שעבדו עבודה זרה (שהוא העונש הקבוע בחוק התורה לחטא זה, גם לולי המגפה), ולפי התיאור התנכ"י אכן המגפה נעצרה מיד. אף על פי כן, התלמוד ממליץ על הרחקה מחולים במחלות מסוימות כדי למנוע הדבקותלמשל כתובות עז ב ובבא קמא ס ב.

ההיסטוריון היווני תוקידידס (460–400 לפנה"ס) היה האדם הראשון שכתב, בתיאורו על המגפה באתונה, שמחלות עלולות להתפשט מאדם נגוע לאחרים.Singer, Charles and Dorothea (1917) "The scientific position of Girolamo Fracastoro [1478?–1553] with especial reference to the source, character and influence of his theory of infection," Annals of Medical History, 1 : 1–34; see p. 14.Thucydides with Richard Crawley, trans., History of the Peloponnesian War (London, England: J.M. Dent & Sons, Ltd., 1910), Book III, § 51, pp. 131–32. From pp. 131–32: " … there was the awful spectacle of men dying like sheep, through having caught the infection in nursing each other. This caused the greatest mortality. On the one hand, if they were afraid to visit each other, they perished from neglect; indeed many houses were emptied of their inmates for want of a nurse: on the other, if they ventured to do so, death was the consequence."

אחת התאוריות על התפשטותן של מחלות מידבקות שלא הופצו במגע ישיר הייתה שהן הופצו על ידי "זרעים" דמויי נבגים (בלטינית: semina) שהיו מצויים באוויר ומתפזרים באוויר. בשירו, De rerum natura (על טבע הדברים, 56 לפנה"ס), המשורר הרומי לוקרטיוס (99 לפנה"ס – 55 לפנה"ס) קבע כי העולם מכיל "זרעים" שונים, שחלקם עלולים לגרום לאדם לחלות אם הוא שואף או בולע אותם.Lucretius with Rev. John S. Watson, trans., On the Nature of Things (London, England: Henry G. Bohn, 1851), Book VI, lines 1093–1130, pp. 291–92; see especially p. 292. From p. 292: "This new malady and pest, therefore, either suddenly falls into the water, or penetrates into the very corn, or into other food of men and cattle. Or even, as may be the case, the infection remains suspended in the air itself; and when, as we breathe, we inhale the air mingled with it, we must necessarily absorb those seeds of disease into our body."

המדינאי הרומי מרקוס טרנטיוס וארו (116–27 לפנה"ס) כתב, ב-Rerum rusticarum libri III שלו (שלושה ספרים על חקלאות, 36 לפנה"ס): "יש לנקוט באמצעי זהירות גם בסביבה של ביצות... כי גדלים שם יצורים זעירים מסוימים. יצורים שלא ניתן לראות בעיניים, שמרחפים באוויר וחודרים לגוף דרך הפה והאף וגורמים שם למחלות קשות".

הרופא היווני גאלן  (129 לספירה – בסביבות 216/200) העלה השערות בספרו "על סיבות ראשוניות" (175 לספירה) כי לחלק מהחולים יש "זרעי חום". בספרו "על סוגי החום השונים" (175 לספירה), גאלן שיער שמגפות הופצו על ידי "זרעים מסוימים של מגפה", שהיו קיימים באוויר. בספרו "מגפות" (176–178 לספירה), גאלן הסביר שמצבם של חולים עלול להידרדר מחדש במהלך ההתאוששות מחום מכיוון שאיזשהו "זרע של המחלה" אורב בגופם, מה שיגרום להישנות המחלה אם החולים לא ימלאו אחר המשטר הטיפולי של הרופא.

 ימי הביניים 
צורה בסיסית של תאוריית הדבקה מתוארכת לרפואה בעולם האסלאמי של ימי הביניים, שם היא הוצעה על ידי הרופא הפרסי אבן סינא ב"קנון הרפואה" (1025), שהפך מאוחר יותר לספר הלימוד הרפואי הסמכותי ביותר בתחום אירופה עד המאה ה-16. בספר הרביעי של "אל-קאנון", אבן סינא דן במגפות, תוך שהוא מתאר את תאוריית המיאזמה הקלאסית וניסה למזג אותה עם תאוריית ההידבקות המוקדמת שלו. הוא הזכיר שאנשים יכולים להעביר מחלות לאחרים בנשימה, ציין הידבקות בשחפת, ודן בהעברת מחלות דרך מים ולכלוך.

המושג של הדבקה בלתי נראית נדון מאוחר יותר על ידי כמה חוקרים איסלאמיים בסולטנות האיובית שכינו אותם "נַגַ'אסַא֫ת" (בערבית: نجاسات – "חומרים לא טהורים"). חוקר הפיקה אבן אל-חאג' אל-עבדרי  (1250–1336), תוך כדי דיון בתזונה והיגיינה אסלאמית, נתן אזהרות לגבי האופן שבו הדבקה עלולה לזהם מים, מזון ובגדים, ועלולה להתפשט דרך אספקת המים, וייתכן שהידבקות היא חלקיקים בלתי נראים.

במהלך ימי הביניים המוקדמים, איזידורוס מסביליה (560–636) הזכיר "זרעים נושאי מגפה" ("pestifera semina") בספרו "על טבע הדברים" (בערך 613 לספירה).  מאוחר יותר בשנת 1345, Tommaso del Garbo   (1305–1370) מבולוניה, איטליה הזכיר את "זרעי המגפה" של גאלן ביצירתו "Commentaria non-parum utilia in libros Galeni" (פירושים מועילים לספרי גאלן).

בשנת 1546, פרסם הרופא האיטלקי ג'ירולמו פרקסטורו את "De Contagione et Contagiosis Morbis" ("על הדבקה ומחלות מידבקות"), קבוצה של שלושה ספרים המכסים את אופי המחלות המידבקות, סיווג פתוגנים עיקריים ותאוריות על מניעה וטיפול במצבים אלו. פראקאסטרו האשים את "זרעי המחלה" שמתפשטים באמצעות מגע ישיר עם מארח נגוע, מגע עקיף עם פומיטים  או דרך חלקיקים באוויר.

למרות ההסברים האלה, ושימוש בכלים כמו הסגר או שטיפת ידיים על ידי חלק מהאנשים והרופאים נגד מגפות, היו הסברים אחרים, נפוצים בהרבה, מדוע מחלות מידבקות מתקיימות ומדביקות אנשים. הסברים נפוצים היו בגלל חטא דתי, התנהגות בלתי מוסרית, שדים, או גורמים מיסטיים רבים אחרים כמו קללה על ידי מכשפות ועין הרע. מלומדים האמינו בהסברים כמו אוויר רע, חוסר איזון בין 4 ליחות, מזון מקולקל ועוד הסברים רבים אחרים.

לדוגמה, מגפת המוות השחור הובילה לצמיחת "תנועת המצליפים" (הפלגלנטים) שהופיעה לראשונה בשנת 1260 באירופה, והתחזקה מאוד בתקופת ההתפרצות הגדולה של המגפה בשנת 1347. חברי התנועה נהגו לקיים תהלוכות המוניות שבהן קיימו הצלפה העצמית באמצעות שוט כאשר המשתתפים עירומים בפלג גופם העליון ומסכה מכסה את פניהם. פצעיהם דימו את פצעי הסטיגמטה של ישו. הם קיוו שהצלפה עצמית זו ביכולתם לתקן את חטאי המאמינים, ועל ידי כך לסייע בסיום המגפה. הסבר אחר למוות השחור היה האמונה כי יהודים מרעילים בארות, דבר שגרם למהומות ופרעות ביהודים ברחבי אירופה; הרדיפות היו בעיקר בצרפת, בשווייץ ובגרמניה.

בהיעדר היכולת לזהות מיקרואורגניזמים, רופאים וחוקרים היו חסרי אונים לזהות ולוודא את גורמי המחלות, להכריע בין הסברים שונים או לְהָזֵם דעות קדומות של האוכלוסייה הכללית או של רופאים אחרים.

 בתקופת הנאורות 
ממוזער|שמאל|250px|תרשים של רקמת השעם שנצפתה על ידי רוברט הוק כפי שפורסמה בספרו "מיקרוגרפיה" (1665)
בשנת 1665 בנה המדען הבריטי רוברט הוק את המיקרוסקופ המורכב הראשון. באותה שנה פרסם הוק את הספר "מיקרוגרפיה" שכלל מספר תצפיות מיקרוסקופיות וטלסקופיות ומעט ביולוגיה מקורית. בשנה זו, היה הוק הראשון שתיאר את התאים שמהם מורכב גופם של כל האורגניזמים. תצפיתו הידועה ביותר בביולוגיה היא תצפיתו בתאי שעם בה הבחין בתאים קטנים הצפופים כחלת דבש, הוא קרא לתא כך על שם תאי הנזירים במנזר. מכלול תצפיותיו של הוק הובילוהו למסקנה מהפכנית שהאור הוא סוג של גל הנע במהירות גבוהה מאוד.

בשנת 1668, הרופא האיטלקי פרנצ'סקו רדי פרסם ראיות ניסיוניות הדוחות את תאוריית הבריאה הספונטנית, התאוריה שיצורים חיים נובעים מחומר שאינו חי. הוא הבחין כי רימות נוצרו רק מבשר נרקב שלא כוסה. כאשר בשר הושאר בצנצנות מכוסות בגזה, הרימות היו מופיעות במקום זאת על פני הגזה. כיום מבינים שריח של בשר נרקב שעובר דרך הרשת מושך זבובים שהטילו ביצים.
ממוזער|טקסט=מיקרוסקופ פשוט שנבנה על ידי לוונהוק|העתק של מיקרוסקופ פשוט שנבנה על ידי אנטוני ואן לוונהוק וסייע לו בתצפיותיו הרבות
מקובל להגיד כי מיקרואורגניזמים נצפו לראשונה בשנות ה-70 של המאה ה-17 על ידי אנטוני ואן לוונהוק, סוחר בדים וחלוץ מוקדם במיקרוביולוגיה, שנחשב ל"אבי המיקרוביולוגיה". לוונהוק שיכלל את ליטוש עדשות זכוכית כדי לבחון איכות של בדים ויצר באמצעותן חלק מן המיקרוסקופים הראשונים. מקובל כי הוא היה הראשון שראה ותיאר חיידקים (1674), תאי שמרים (סוג של פטריות), את החיים השופעים שקיימים בטיפות מים (כגון אצות), ומחזור של תאי דם בנימים. המילה "חיידק" עדיין לא הייתה קיימת, אז הוא כינה את האורגניזמים החיים המיקרוסקופיים האלה "animalcules", כלומר "חיות קטנות". את ה"חיות הקטנות מאוד" הללו הוא הצליח לבודד ממקורות שונים, כגון מי גשמים, מי בריכות, בארות, והפה והמעי האנושי. לוונהוק כתב על הממצאים שלו לחברה המלכותית לקידום המדע בלונדון וכך זכה לפרסום ולתמיכה במחקריו.

עם זאת, ייתכן שהכומר והחוקר הישועי הגרמני אתנסיוס קירכר צפה במיקרואורגניזמים כאלה לפני כן. אחד מספריו שנכתב ב-1646 מכיל פרק בלטינית, שנקרא בתרגום "בנוגע למבנה הנפלא של דברים בטבע, נחקר על ידי מיקרוסקופ". בפרק נכתב "מי יאמין שחומץ וחלב שופעים בשפע אינספור של תולעים". קירכר הגדיר את האורגניזמים הבלתי נראים המצויים בגופים מתפוררים, בבשר, בחלב ובהפרשות כ"תולעים". מחקריו עם המיקרוסקופ הובילו אותו לרעיון, שאולי הוא היה הראשון שהחזיק בו, כי מחלות וריקבון נגרמו מנוכחותם של גופים חיים בלתי נראים.

בשנת 1646 כתב קירכר (או "קירשנר" Kirchner, כפי שהוא מאוית לעיתים קרובות), ש"מספר דברים עלולים להתגלות בדמם של חולי קדחת". כאשר רומא נפגעה במגפת דבר הבלוטות (המוות השחור) ב-1656, קירכר חקר את דמם של קורבנות המגפה תחת המיקרוסקופ. הוא ציין את נוכחותן של "תולעים קטנות" או "חיות" בדם והגיע למסקנה שהמחלה נגרמת על ידי מיקרואורגניזמים. הוא היה הראשון שייחס מחלה זיהומית לפתוגן מיקרוסקופי, והמציא את תורת הפתוגניות של המחלה, שאותה תיאר ב-"Scrutinium Physico-Medicum" (רומא 1658). המסקנה של קירכר שהמחלה נגרמת על ידי מיקרואורגניזמים הייתה נכונה, אם כי סביר שמה שראה במיקרוסקופ היו למעשה תאי דם אדומים או לבנים ולא גורם המגפה עצמו. קירכר גם הציע אמצעים היגייניים למניעת התפשטות המחלות, כגון בידוד, הסגר, שריפת בגדים שלבשו הנגועים וחבישת מסכות פנים כדי למנוע שאיפה של חיידקים. קירכר היה זה שהציע לראשונה את הרעיון שיצורים חיים זרים עלולים להיכנס ולהתקיים בדם.

בשנת 1700 טען הרופא ניקולס אנדרי שמיקרואורגניזמים שהוא כינה "תולעים" אחראים לאבעבועות שחורות ולמחלות אחרות.

בשנת 1720, ריצ'רד בראדלי העלה תאוריה שהמגפה ו"כל חולי מגונה" נגרמו על ידי "חרקים רעילים", יצורים חיים שניתן לצפות בהם רק בעזרת מיקרוסקופים.

בשנת 1762 פרסם הרופא האוסטרי מרקוס אנטוניוס פון פלנצ'יז  (1705–1786) ספר בשם "Opera medico-physica". הוא התווה תאוריה של הדבקה שקבעה שבעלי-חיים-זעירים (animalcules) ספציפיים באדמה ובאוויר היו אחראים לגרימת מחלות ספציפיות. פון פלנצ'יז ציין את ההבחנה בין מחלות שהן גם מגפות וגם מידבקות (כמו חצבת ודיזנטריה), לבין מחלות מידבקות אך לא מגפות (כמו כלבת וצרעת). הספר ציטט את אנטוני ואן לוונהוק כדי להראות עד כמה "חיות" מסוג זה נמצאות בכל מקום והיה ייחודי בתיאור נוכחותם של חיידקים בפצעים כיביים. בסופו של דבר, התאוריה שבה דגל פון פלנצ'יז לא התקבלה על ידי הקהילה המדעית בזמנו.

 המאה ה-19 
 אגוסטינו באסי, איטליה 
במהלך תחילת המאה ה-19, האנטומולוג האיטלקי אגוסטינו באסי  חקר מחלה בקרב תולעי משי הגורמת לכתמי פטרייה לבנים לאורך הזחל. מחלה זו מכונה "מוסקרדין" (סוג של בונבון לבן) בצרפתית ו"קלצינצ'יו" (הריסות) או "מאל דל סגנו" (סימן רע) באיטלקית. הרקע למחקר היה חששות כלכליים מפני קריסת ייצור המשי באירופה. מ-1835 עד 1836 פרסם באסי את ממצאיו - נבגי פטריות פתוגניות לחרקים מעבירים את המחלה בין זחלים. הוא המליץ על הסרה מהירה של זחלים חולים וחיטוי משטחיהם. כך הציג באסי שיטות המשמשות בטיפול רפואי מונע מודרני. חוקר הטבע האיטלקי ג'וזפה גבריאל בלסמו-קריבלי קרא למין הפטרייה הגורם למחלה על שם באסי, המסווג כיום כ-Beauveria bassiana.

 לואי-דניאל בופרטוי, צרפת 
בשנת 1838, המומחה הצרפתי ברפואה טרופית לואי-דניאל בופרטוי היה חלוץ בשימוש במיקרוסקופ לשם חקר מחלות ופיתח באופן עצמאי תאוריה שכל המחלות הזיהומיות נבעו מזיהום טפילי ב"חיות" (מיקרואורגניזמים). בעזרת ידידו מ' אדל דה רוסוויל, הוא הציג את התאוריה שלו במצגת רשמית בפני האקדמיה הצרפתית למדעים בפריז.

עד 1853, הוא היה משוכנע שהמלריה והקדחת הצהובה מופצות על ידי יתושים. הוא אפילו זיהה את קבוצת היתושים המסוימת שמעבירים קדחת צהובה כ"מין הביתי" של "יתוש מפוספס", שניתן לזהות אותו בתור "Aedes aegypti", הווקטור האמיתי. הוא פרסם את התאוריה שלו ב-1854 ב-Gaceta Oficial de Cumana ("העיתון הרשמי של קומאנה"). הדוחות שלו הוערכו על ידי ועדה רשמית, שביטלה את תאוריית היתושים שלו. (התאוריה קיבלה אישוש והכרה רק בתחילת המאה ה-20 כאשר וולטר ריד גילה את שיטת ההדבקה בקדחת הצהובה במחקר בקובה).

יאקוב הנלה, גרמניה
יאקוב הנלה היה רופא יהודי גרמני, שהיה מרצה לאנטומיטה ופתולוגיה. בשנת 1840 פרסם הנלה את ספרו "על המיאזמות ועל ההידבקויות" (Von den Miasmen und Kontagien). על בסיס רעיונותיו של ג'ירולמו פרקסטורו וממצאיו של אגוסטינו באסי, פיתח הנלה בספר את המושגים contagium vivum ו־contagium animatum – כלומר, רעיון ההידבקות מיצור חי זעיר. בכך היה לאחד ממבשריה המרכזיים של תאוריית המיקרואורגניזמים כגורמי מחלות זיהומיות. עם זאת הוא לא זיהה חיידק ספציפי שגרם למחלה ספציפית. אחד מתלמידיו של הנלה היה רוברט קוך.

 איגנץ זמלווייס, אוסטריה 
שמאל|ממוזער|250px|איגנץ זמלווייס הצליח לזהות את הקשר בין הדבקה בידי רופאים מנתחים לבין מוות של נשים עקב קדחת הלידה. מסקנתו נדתחה על ידי רופאים באותה תקופה, למרות טיפול מונע מוות שהנהיג בזכותה
איגנץ זמלווייס, רופא מיילד הונגרי שעבד בבית החולים הכללי של וינה ("Allgemeines Krankenhaus") בשנת 1847, הבחין בדפוסים ביחס לתמותה גבוהה בקרב אמהות יולדות בבית החולים. זמלווייס שם לב כי נשים מתו מקדחת לידה באחוזים גבוהים יותר כאשר הן ילדו בסיוע רופאים וסטודנטים לרפואה. לעומת זאת נשים שילדו בסיוע מיילדות היו בטוחות יחסית. לאחר בדיקה נוספת, זמלווייס יצר את הקשר בין קדחת לידה לבין בדיקות של נשים לידות על ידי רופאים, והבחין כי רופאים אלו הגיעו בדרך כלל ישירות מניתוחים שלאחר המוות ללא כל חיטוי. בטענה שקדחת הלידה היא מחלה מידבקת ושחומר מנתיחות שלאחר המוות היה מעורב בהתפתחותה, זמלווייס גרם לרופאים לשטוף את ידיהם במי סיד מוכלרים לפני שבדקו נשים הרות. לאחר מכן הוא תיעד ירידה פתאומית בשיעור התמותה מ-18% ל-2.2% במהלך תקופה של שנה. למרות הראיות הללו, הוא והתאוריות שלו נדחו על ידי רוב הממסד הרפואי שהיה בזמנו. ההסבר של "אוויר רע" מנע מרופאים וחוקרים לקבל את עמדותיו.

 גדעון מנטל, בריטניה 
גדעון מנטל, רופא מסאסקס, המפורסם בעיקר עקב חלקו בגילוי מאובני דינוזאורים, השתמש במיקרוסקופ שלו במשך זמן רב, וכתב בספרו "Thoughts on Animalcules" (1850) שייתכן כי "רבות מהמחלות החמורות ביותר הפוגעות באנושות, נוצרות על ידי מצבים מוזרים של בעלי חיים בלתי נראים. חַיִים".From p. 90 of "The invisible world revealed by the microscope or, thoughts on animalcules.", second edition, 1850 (May have appeared in first edition, too. (Revise date in article to 1846, if so.))

 ג'ון סנואו, בריטניה 
הרופא הבריטי ג'ון סנואו נחשב כמייסד האפידמיולוגיה המודרנית עקב חקר התפרצות הכולרה ברוד סטריט ב-1854. סנואו מתח ביקורת על האנטומאי האיטלקי ג'ובאני מריה לנצ'יסי, שטען בכתביו מתחילת המאה ה-18 כי "מיאזמת הביצות" מפיצה מלריה. להפרכת התאוריה של לנצ'יסי, סנואו הצביע על כך שאוויר רע מאורגניזמים מתפרקים לא היה קיים בכל מקרי התחלואה. בספרו הקצר משנת 1849 "על אופן התקשורת של כולרה", סנואו הציע כי הכולרה מתפשטת דרך מחזור הצואה-פה, ומשתכפלת במעיים התחתונים של האדם.

במהדורה השנייה של הספר, שפורסמה ב-1855, סנואו העלה תאוריה שכולרה נגרמת על ידי תאים קטנים יותר מתאי אפיתל אנושיים. דבר זה אושר בהמשך על ידי רוברט קוך, שמצא ב-1884 שחיידק מהמין Vibrio cholerae הוא הגורם הסיבתי למחלה. עקב ההכרה במקור ביולוגי למחלה, המליץ סנואו על הרתחה וסינון מים כדי למנוע אותה, ויצר את התקדים להנחיות המודרניות להרתיח מים במקרה של חשש לזיהום ביולוגי.

חברת Southwark and Vauxhall Waterworks סיפקה מים מזוהמים בשפכים מנהר התמזה, לחלק מאזורי לונדון. באמצעות ניתוח סטטיסטי שקושר בין מקרי כולרה למשאבות מים ספציפיות הקשורות לחברה, סנואו הראה כי אזורים שבהם הספקת המים בוצעה על ידי חברה זו חוו מקרי מוות בשיעור גבוה פי ארבעה עשר לעומת תושבים שהשתמשו במים מחברת Lambeth Waterworks, שהמשאבות שלה השיגו מים ממעלה הנהר, מאזור נקי יותר שנקרא Seething Wells. סנואו זכה לשבחים על כך ששכנע את המועצה המקומית של קהילת סנט ג'יימס להסיר את ידיות המשאבות המזוהמות, אך הוא ציין גם כי מקרי ההתפרצות כבר פחתו כאשר תושבים מפוחדים נמלטו מהאזור.

רודולף וירכו - כל תא בא מתא

"Omnis cellula e cellula" היא ביטוי בלטינית שמשמעותו "כל תא בא מתא". עיקרון זה, שהוצע על ידי הרופא והפתולוג הגרמני רודולף וירכו בשנת 1855, הוא אבן יסוד בתאוריית התא המודרנית, ומדגיש כי כל תא חדש נוצר מחלוקת של תא קודם. וזאת בניגוד לתאוריות קודמות כמו תאוריית הבריאה הספונטנית.

 לואי פסטר, צרפת 
ממוזער|ניסוי הבריאה הספונטנית של לואי פסטר ממחיש שחומרי הזנה נוזליים מתקלקלים על ידי חלקיקים באוויר ולא באוויר עצמו. תוצאות אלו של ניסויים אלו תמכו בתאוריית הנבט של המחלה.
במהלך אמצע המאה ה-19, המיקרוביולוג והכימאי הצרפתי לואי פסטר הציג לראווה כיצד טיפול במערכת הרבייה הנקבית בחומצה בורית הרג את המיקרואורגניזמים שגרמו לזיהומים לאחר לידה תוך הימנעות מנזק לריריות.

בהתבסס על עבודתו של Redi, פסטר הפריך את תאוריית הבריאה הספונטנית על ידי בניית צלוחיות צוואר ברבור המכילות אגר מזין. מאחר שתכולת הבקבוק הותססה רק במגע ישיר עם האוויר של הסביבה החיצונית על ידי הסרת הצינור המעוקל, פסטר הדגים שחיידקים חייבים לעבור בין אתרי זיהום כדי להתיישב במושבות חיידקים.

בדומה לבאסי, פסטר הרחיב את מחקרו על תורת החיידקים על ידי חקר פברין, מחלה הגורמת לכתמים חומים על תולעי משי. בעוד הבוטנאי השווייצרי קרל נאגלי גילה את הפטרייה ממין Nosema bombycis  בשנת 1857, פסטר יישם את הממצאים כדי להמליץ על אוורור וסינון משופר של ביצי תולעי משי, צורה מוקדמת של מעקב אחר מחלות.

 רוברט קוך, גרמניה 
הבקטריולוג הגרמני רוברט קוך היה בתחילת דרכו רופא מחוזי באזור כפרי בוולשטיין. קוך התמקד בחקר הגחלת (אנתרקס). באותה תקופה המחלה הייתה נפוצה בקרב פרות וחיסלה לעיתים עדרים שלמים וגרמה גם מוות בקרב בני אדם. באותו זמן קוך היה ללא הכשרה במחקר, מנותק מהקהילה המדעית, ומספריות מדעיות, וכמעט ללא ציוד מדעי. כמו כן הוא היה רופא עסוק עם פציינטים רבים. למרות כל זאת הוא החל לחקור את המחלה. המעבדה שעמדה לרשותו הייתה ממוקמת בדירה בת 4 החדרים בה גר, והציוד המרכזי שהיה לו היה מיקרוסקופ שקיבל כמתנה מאשתו, וכן ציוד מאולתר שהכין במו ידיו.

ממוזער|טקסט=אטילוגיה של חיידקי שחפת, קוך 1884|אטיולוגיה של חיידקי שחפת, איור מדעי מאת רוברט קוך, 1884
בשנת 1884 פרסם קוך ארבעה קריטריונים לביסוס סיבתיות בין מיקרואורגניזמים ספציפיים ומחלות, הידועים כיום בשם העיקרים של קוך:
 חובה על המיקרואורגניזם להימצא בכל האורגניזמים הסובלים מן המחלה, אך לא באורגניזמים בריאים.
 חובה לבודד את המיקרואורגניזם מתוך אורגניזם חולה ולגדלו בתרבית טהורה.
 המיקרואורגניזם שגודל בתרבית צריך לחולל את המחלה כאשר הוא מוצג לאורגניזם בריא.
 חובה לבודד את המיקרואורגניזם מתוך הנשא הניסיוני ולגלות שהוא זהה למיקרואורגניזם מחולל המחלה המקורי.

במהלך חייו, קוך זיהה כי ההנחות אינן ישימות באופן אוניברסלי – לדוגמה, נשאים אסימפטומטיים של כולרה מפרים את ההנחה הראשונה. מאותה סיבה, ההנחה השלישית מציינת "צריך", ולא "חייב", מכיוון שלא כל האורגניזמים המארחים שנחשפים לגורם זיהומי רוכשים את הזיהום, אולי בשל הבדלים בחשיפה קודמת לפתוגן. יתר על כן, לא ניתן לגדל וירוסים בתרביות טהורות מכיוון שהם טפילים תוך-תאיים, מה שהופך לבלתי אפשרי למלא את ההנחה השנייה. באופן דומה, חלבונים פתוגניים שקופלו בצורה שגויה, הידועים בשם פריונים, התפשטו רק על ידי העברת המבנה שלהם לחלבונים אחרים, במקום שכפול עצמי.

להנחות של קוך יש אומנם חשיבות היסטורית, מפני שהן מדגישות כי מתאם אינו בהכרח מעיד על סיבתיות, אך פתוגנים רבים מקובלים כיום כגורמים סיבתיים של מחלות ספציפיות מבלי שהם עומדים בכל הקריטריונים. בשנת 1988, המיקרוביולוג האמריקאי סטנלי פאלקוב פרסם גרסה מולקולרית של הנחותיו של קוך כדי לבסס מתאם בין גנים של חיידקים ובין תכונותיהם הפתוגניות.

 ג'וזף ליסטר, בריטניה 
לאחר קריאת מאמרים של פסטר על תסיסה באמצעות חיידקים, המנתח הבריטי ג'וזף ליסטר זיהה ששברים מורכבים, הכוללים עצמות הפורצות דרך העור, נוטים יותר להזדהם עקב חשיפה למיקרואורגניזמים סביבתיים. הוא זיהה שניתן למרוח חומצה קרבולית על מקום הפציעה כחומר חיטוי יעיל. ליסטר פרסם את תוצאות מחקריו ב-1867.
השפעות התאוריה
אימוץ תאוריית המיקרואורגניזמים כגורמי מחלות במחצית השנייה של המאה ה־19 חולל מהפכה עמוקה ברפואה ובבריאות הציבור והדבר גרר שינויים בכל תחומי החיים.

בעקבות ביסוס התאוריה חוקרים החלו להשתמש בה לחקר מחלות מידבקות בקרב בני אדם, בעלי חיים וצמחים (כולל צמחים לחקלאות) והחלו לפתח את נושא בריאות הציבור והרפואה המודרנית כולל - היגייה, חיסונים, פיסטור מזון, בידוד חולים, חיטוי, חיסונים, שיפורים בטיפולים ותרופות רבות במחלות מידבקות. דבר זה גרר שינוי בריאותי, חברתי וכלכלי בעל היקף והשלכות אדירות. לדוגמה באמצע המאה ה-19 שיעור תמותת התינוקות (מוות עד גיל שנה) בארצות הברית היה מעל 217 מקרי מוות לאלף לידות, עד 1950 נתון זה ירד ל-30 מקרי מוות ועד 2010 ירד לרמה של 7 מקרי מוות לאלף לידות (פחות מאחוז). בזכות התאוריה חוקרים ורופאים יכולים לרפא מחלות שהיו מחסלות בעבר מיליוני בני אדם בכל שנה, והיא מהווה את אחד היסודות החשובים למיקרוביולוגיה קלינית.

תמותת ילדים
אחד ההישגים הבולטים של המהפכה המיקרוביאלית היה ירידה דרמטית בתמותת תינוקות ילדים ובני נוער. מחקרים היסטוריים מראים כי בעבר, לפני הופעת הרפואה המודרנית, כ־25% מהתינוקות מתו בשנת חייהם הראשונה, וכ־40–50% מהילדים לא הגיעו לגיל ההתבגרות. שיפור נרחב בהיגיינה, שימוש במים רותחים, בהבנת חשיבות שטיפת ידיים, בחיסונים ובטיפול רפואי הביא לירידה דרמטית בתמותה שנמשכה לאורך המאה ה־20, ולתמותת ילדים מהנמוכות בהיסטוריה האנושית במרבית העולם המפותח והמתפתח כאחד.

מחקר משנת 2013 בחנו החוקרים Volk, A. A. & Atkinson עשרות מחקרים על שיעורי תמותת תינוקות וילדים הן בחברות ציידים-לקטים (20 מחקרים) והן בחברות היסטרויות (43), כדי להפיק אומדן כמותי לרמות התמותה של ילדים ותינוקות בעבר. באמצעות נתונים שנלקחו ממגוון רחב של מיקומים גאוגרפיים, תרבויות וזמנים, הם מעריכים שבממוצע כ-27% מהתינוקות לא שרדו את שנתם הראשונה, בעוד שכ-47.5% מהילדים לא שרדו עד גיל ההתבגרות. שני אומדנים שקל לזכור - כרבע מתו בשנתם הראשונה, וכחצי מתו בילדותם (לפני גיל 15).

אחד הדברים המדהימים באומדנים ההיסטוריים אלו הוא כמה דומים היו שיעורי התמותה של ילדים ברחבי 43 תרבויות היסטוריות שונות. בין אם ביוון העתיקה, או ברומא העתיקה, באמריקה שלפני קולומבוס, ביפן או אנגליה בימי הביניים, בתקופת הרנסאנס האירופי או בסין הקיסרית: כל יילוד רביעי מת בשנתו הראשונה. אחד מתוך שניים מת בילדות. בריאות ילדים בעולם השתפרה בצורה דרמטית - נכון לשנת 2019, שיעור תמותת התינוקות העולמי עמד על 2.9%, ובממוצע -4.6% מתו לפני גיל 15.

בחברות עשירות ומתקדמות יותר נתונים אלה ירדו עוד יותר - בשנות ה-1950 שיעור תמותת הנוער - בארצות הברית נתון זה היה 4.3% ועד שנת 2020 נתון זה ירד ל-0.77%. בישראל שיעור תמותת הילדים לפני גיל 15 עמד על 3.07% בשנת 1974. עד 1990 התמותה ירדה לשיעור של 1.35% והמשיכה לרדת לשיעור של 0.44% נכון לשנת 2020. 

הורדת כמות הלידות
השינויים בתמותת ילדים השפיעו ישירות גם על שיעורי הפריון. בחברות קדם־מודרניות, בהן תמותת הילדים הייתה גבוהה, נשים ילדו בממוצע לפחות 6 ילדים כדי להבטיח שחלקם ישרדו לבגרות. הירידה החדה בתמותת התינוקות הורידה את "הצורך הדמוגרפי" בפריון גבוה, והובילה לירידה הדרגתית במספר הלידות לאישה במאה ה־20. לידה באותו זמן הייתה דבר מסוכן הרבה יותר מאשר היום, ונשים רבות מתו במהלך הלידה ולכן הדבר השפיע בצורה ניכרת על בריאות האישה ועל מעמד האשה בכלל.

גידול מהיר באוכלוסיית העולם
עד המאה ה-20 אוכלסויית העולם גדלה בקצב איטי מאד. הירידה בתמותה בכל קבוצות הגיל — ובעיקר בקרב תינוקות — הובילה לעלייה מהירה ומתמשכת בגודל האוכלוסייה העולמית. השילוב בין שרידות ילדים גבוהה, שיפור בתוחלת החיים, ורפואה מבוססת מדע תרמו לעלייה חסרת תקדים באוכלוסיית העולם, שעברה מכ־1.6 מיליארד בראשית המאה ה־20 ליותר מ־8 מיליארד במאה ה־21.

 ראו גם 
 מיקרוביולוגיה
 אלכסנדר פלמינג
 תאוריית התא
 אפידמיולוגיה
 רוברט הוק
 רודולף וירכו
 דמויות מפתח בפיתוח תאוריית החיידקים במאה ה-19, 

קישורים חיצוניים

 Steven M Opal A Brief History of Microbiology and Immunology, Vaccines: A Biography. 2009 Nov 10:31–56. doi: 10.1007/978-1-4419-1108-7_3
 How a few scientists transformed the way we think about disease, Tien Nguyen, ted-ed, יוטיוב
 ליאור פייגון וד"ר ליהי גבור, המדען ששכנע כי חיידקים גורמים למחלות, מכון דוידסון לחינוך מדעי, 28 ספטמבר 2016
 ההיסטוריה של ההיגיינה, מכון דוידסון לחינוך מדעי, calendar25 אוקטובר 2015
 היסטוריה של המיקרוביולוגיה, אתר Med in Tzfat
 יצורים קטנים, צרות גדולות, אתר "הידען", גליליאו צעיר, אוקטובר 31, 2014

 הערות שוליים 

קטגוריה:מיקרוביולוגיה
קטגוריה:מחלות זיהומיות וטפיליות
חיידקים
קטגוריה:תאוריות ביולוגיות