Влияние органических веществ на вирусы человека вирусология

Открытие вирусов Д.И.Ивановским в 1892г. положило начало развитию науки вирусологии. Более быстрому ее развитию способствовали: изобретение электронного микроскопа, разработка метода культивирования микроорганизмов в культурах клеток.

Слово “вирус” в переводе с латинского- яд (животного происхождения). Этот термин применяют для обозначения уникальных представителей живой природы, не имеющих клеточного (эукариотического или прокариотического) строения и обладающих облигатным внутриклеточным паразитизмом, т.е. которые не могут жить без клетки.

В настоящее время вирусология- бурно развивающаяся наука, что связано с рядом причин:

- ведущей ролью вирусов в инфекционной патологии человека (примеры- вирус гриппа, ВИЧ- вирус иммунодефицита человека, цитомегаловирус и другие герпесвирусы) на фоне практически полного отсутствия средств специфической химиотерапии;

- использованием вирусов для решения многих фундаментальных вопросов биологии и генетики.

Основные свойства вирусов (и плазмид), по которым они отличаются от остального живого мира.

1.Ультрамикроскопические размеры (измеряются в нанометрах). Крупные вирусы (вирус оспы) могут достигать размеров 300 нм, мелкие- от 20 до 40 нм. 1мм=1000мкм, 1мкм=1000нм.

2.Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа- или ДНК (ДНК- вирусы) или РНК (РНК- вирусы). У всех остальных организмов геном представлен ДНК, в них содержится как ДНК, так и РНК.

3.Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

4.Вирусы размножаются путем воспроизводства себя в инфицированной клетке хозяина за счет собственной геномной нуклеиновой кислоты.

5.У вирусов нет собственных систем мобилизации энергии и белок- синтензирующих систем, в связи с чем вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами.

6.Средой обитания вирусов являются живые клетки- бактерии (это вирусы бактерий или бактериофаги), клетки растений, животных и человека.

Все вирусы существуют в двух качественно разных формах: внеклеточной- вирион и внутриклеточной- вирус. Таксономия этих представителей микромира основана на характеристике вирионов- конечной фазы развития вирусов.

Строение (морфология) вирусов.

1.Геном вирусов образуют нуклеиновые кислоты, представленные одноцепочечными молекулами РНК (у большинства РНК- вирусов) или двухцепочечными молекулами ДНК (у большинства ДНК- вирусов).

2.Капсид - белковая оболочка, в которую упакована геномная нуклеиновая кислота. Капсид состоит из идентичных белковых субъединиц- капсомеров. Существуют два способа упаковки капсомеров в капсид- спиральный (спиральные вирусы) и кубический (сферические вирусы).

При спиральной симметрии белковые субъединицы располагаются по спирали, а между ними, также по спирали, уложена геномная нуклеиновая кислота (нитевидные вирусы). При кубическом типе симметрии вирионы могут быть в виде многогранников, чаще всего- двадцатигранники - икосаэдры.

3.Просто устроенные вирусы имеют только нуклеокапсид, т.е. комплекс генома с капсидом и называются “голыми”.

4. У других вирусов поверх капсида есть дополнительная мембраноподобная оболочка, приобретаемая вирусом в момент выхода из клетки хозяина- суперкапсид. Такие вирусы называют “одетыми”.

Кроме вирусов, имеются еще более просто устроенные формы способных передаваться агентов - плазмиды, вироиды и прионы.

Основные этапы взаимодействия вируса с клеткой хозяина.

1.Адсорбция- пусковой механизм, связанный со взаимодействием специфических рецепторов вируса и хозяина (у вируса гриппа- гемагглютинин, у вируса иммунодефицита человека- гликопротеин gp 120).

2.Проникновение- путем слияния суперкапсида с мембраной клетки или путем эндоцитоза (пиноцитоза).

3.Освобождение нуклеиновых кислот- “раздевание” нуклеокапсида и активация нуклеиновой кислоты.

4.Синтез нуклеиновых кислот и вирусных белков, т.е. подчинение систем клетки хозяина и их работа на воспроизводство вируса.

5.Сборка вирионов- ассоциация реплицированных копий вирусной нуклеиновой кислоты с капсидным белком.

6.Выход вирусных частиц из клетки, приобретения суперкапсида оболочечными вирусами.

Исходы взаимодействия вирусов с клеткой хозяина.

1.Абортивный процесс- когда клетки освобождаются от вируса:

- при инфицировании дефектным вирусом, для репликации которого нужен вирус- помощник, самостоятельная репликация этих вирусов невозможна ( так называемые вирусоиды). Например, вирус дельта (D) гепатита может реплицироваться только при наличии вируса гепатита B, его Hbs - антигена, аденоассоциированный вирус- в присутствии аденовируса);

- при инфицировании вирусом генетически нечувствительных к нему клеток;

- при заражении чувствительных клеток вирусом в неразрешающих условиях.

2.Продуктивный процесс- репликация (продукция) вирусов:

- гибель (лизис) клеток (цитопатический эффект)- результат интенсивного размножения и формирования большого количества вирусных частиц - характерный результат продуктивного процесса, вызванного вирусами с высокой цитопатогенностью. Цитопатический эффект действия на клеточные культуры для многих вирусов носит достаточно узнаваемый специфический характер;

- стабильное взаимодействие, не приводящее к гибели клетки (персистирующие и латентные инфекции) - так называемая вирусная трансформация клетки.

3.Интегративный процесс- интеграция вирусного генома с геномом клетки хозяина. Это особый вариант продуктивного процесса по типу стабильного взаимодействия. Вирус реплицируется вместе с геномом клетки хозяина и может длительно находиться в латентном состоянии. Встраиваться в ДНК- геном хозяина могут только ДНК- вирусы (принцип “ДНК- в ДНК”). Единственные РНК- вирусы, способные интегрироваться в геном клетки хозяина- ретровирусы, имеют для этого специальный механизм. Особенность их репродукции- синтез ДНК провируса на основе геномной РНК с помощью фермента обратной транскриптазы с последующим встраиванием ДНК в геном хозяина.

Основные методы культивирования вирусов.

1.В организме лабораторных животных.

2.В куриных эмбрионах.

3.В клеточных культурах - основной метод.

Типы клеточных культур.

1.Первичные (трипсинизированные) культуры- фибробласты эмбриона курицы (ФЭК), человека (ФЭЧ), клетки почки различных животных и т.д. Первичные культуры получают из клеток различных тканей чаще путем их размельчения и трипсинизации, используют однократно, т.е. постоянно необходимо иметь соответствующие органы или ткани.

2.Линии диплоидных клеток пригодны к повторному диспергированию и росту, как правило не более 20 пассажей (теряют исходные свойства).

3.Перевиваемые линии (гетероплоидные культуры), способны к многократному диспергированию и перевиванию, т.е. к многократным пассажам, наиболее удобны в вирусологической работе- например, линии опухолевых клеток Hela, Hep и др.

Специальные питательные среды для культур клеток.

Используются разнообразные синтетические вирусологические питательные среды сложного состава, включающие большой набор различных факторов роста- среда 199, Игла, раствор Хэнкса, гидролизат лактальбумина. В среды добавляют стабилизаторы рН (Hepes), различные в видовом отношении сыворотки крови (наиболее эффективной считают эмбриональную телячью сыворотку), L-цистеин и L-глютамин.

В зависимости от функционального использования среды могут быть ростовые (с большим содержанием сыворотки крови) - их используют для выращивания клеточных культур до внесения вирусных проб, и поддерживающие (с меньшим содержанием сыворотки или ее отсутствием)- для содержания инфицированных вирусом клеточных культур.

Выявляемые проявления вирусной инфекции клеточных культур.

2.Выявление телец включений.

3. Выявление вирусов методом флюоресцирующих антител (МФА), электронной микроскопией, авторадиографией.

4.Цветная проба. Обычный цвет используемых культуральных сред, содержащих в качестве индикатора рН феноловый красный, при оптимальных для клеток условиях культивирования (рН около 7,2)- красный. Размножение клеток меняет рН и соответственно- цвет среды с красного на желтый за счет смещения рН в кислую сторону. При размножении в клеточных культурах вирусов происходит лизис клеток, изменения рН и цвета среды не происходит.

5.Выявление гемагглютинина вирусов- гемадсорбция, гемагглютинация.

6.Метод бляшек (бляшкообразования). В результате цитолитического действия многих вирусов на клеточные культуры образуются зоны массовой гибели клеток. Выявляют бляшки- вирусные “ клеточно- негативные” колонии.

Название семейства вирусов заканчивается на “viridae”, рода- “virus”, для вида обычно используют специальные названия, например - вирус краснухи, вирус иммунодефицита человека- ВИЧ, вирус парагриппа человека типа 1 и т.д.

Вирусы бактерий (бактериофаги).

Естественной средой обитания фагов является бактериальная клетка, поэтому фаги распространены повсеместно (например, в сточных водах). Фагам присущи биологические особенности, свойственные и другим вирусам.

Наиболее морфологически распространенный тип фагов характеризуется наличием головки- икосаэдра, отростка (хвоста) со спиральной симметрией (часто имеет полый стержень и сократительный чехол), шипов и отростков (нитей), т.е. внешне несколько напоминают сперматозоид.

Взаимодействие фагов с клеткой (бактерией) строго специфично, т.е. бактериофаги способны инфицировать только определенные виды и фаготипы бактерий.

Основные этапы взаимодействия фагов и бактерий.

1.Адсорбция (взаимодействие специфических рецепторов).

2.Внедрение вирусной ДНК (инъекция фага) осуществляется за счет лизирования веществами типа лизоцима участка клеточной стенки, сокращения чехла, вталкивания стержня хвоста через цитоплазматическую мембрану в клетку, впрыскивание ДНК в цитоплазму.

4.Выход дочерних популяций.

Основные свойства фагов.

Различают вирулентные фаги, способные вызвать продуктивную форму процесса, и умеренные фаги, вызывающие редуктивную фаговую инфекцию (редукцию фага). В последнем случае геном фага в клетке не не реплицируется, а внедряется (интегрируется) в хромосому клетки хозяина (ДНК в ДНК), фаг превращается в профаг. Этот процесс получил название лизогении. Если в результате внедрения фага в хромосому бактериальной клетки она приобретает новые наследуемые признаки, такую форму изменчивости бактерий называют лизогенной (фаговой) конверсией. Бактериальную клетку, несущую в своем геноме профаг, называют лизогенной, поскольку профаг при нарушении синтеза особого белка- репрессора может перейти в литический цикл развития, вызвать продуктивную инфекцию с лизисом бактерии.

Умеренные фаги имеют важное значение в обмене генетическим материалом между бактериями- в трансдукции (одна из форм генетического обмена). Например, способностью вырабатывать экзотоксин обладают только возбудитель дифтерии, в хромосому которого интегрирован умеренный профаг, несущий оперон tox, отвечающий за синтез дифтерийного экзотоксина. Умеренный фаг tox вызывает лизогенную конверсию нетоксигенной дифтерийной палочки в токсигенную.

По спектру действия на бактерии фаги разделяют на :

- поливалентные (лизируют близкородственные бактерии, например сальмонеллы);

- моновалентные (лизируют бактерии одного вида);

- типоспецифические (лизируют только определенные фаговары возбудителя).

На плотных средах фаги обнаруживают чаще с помощью спот (spot) - теста (образование негативного пятна при росте колоний) или методом агаровых слоев (титрования по Грациа).

Практическое использование бактериофагов.

1.Для идентификации (определение фаготипа).

2.Для фагопрофилактики (купирование вспышек).

3.Для фаготерапии (лечение дисбактериозов).

4.Для оценки санитарного состояния окружающей среды и эпидемиологического анализа.

Естествознание, 11 класс

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

- Какие существуют методы профилактики и лечения вирусных заболеваний, мероприятия по мониторингу распространения вирусных заболеваний?

- Какие существуют современные технологии сокращения негативного воздействия факторов среды?

- Каковы современные стратегии создания противовирусных препаратов?

- Какая связь существует между возникновением эпидемий гриппа и проведением вакцинации?

Глоссарий по теме:

Вирус – неклеточная форма жизни, состоящая из молекулы ДНК или РНК, окруженная белковым капсидом - оболочкой.

Паразитизм представляет собой взаимосвязь, при которой один из организмов (паразит) может использовать другой вид организмов (хозяина) как место обитания, и как постоянный источник питания, оказывая негативное влияние на хозяина.

Вирион – сформированная полностью инфекционная частица, которая способна заражать клетки.

Вакцинация (прививка) — это введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме.

Штамм – это генетически однородное потомство микроорганизмов (используется по отношению к бактериям и иным микроорганизмам, но чаще употребляется в контексте исследования вирусов.

Резистентность – устойчивость вируса к определенному лекарственному препарату (его действующему веществу).

Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):

1. Естествознание. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. : с 149-157.

2. Брюханов, А.Л. Молекулярная микробиология: Учебник для вузов / А.Л. Брюханов, К.В. Рыбак, А.И. Нетрусов. - М.: Изд. МГУ, 2011. – с. 67-89.

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Вирус – это неклеточная форма жизни, состоящая из молекулы ДНК или РНК, окруженная белковым капсидом. Вирусы по своей природе являются паразитами, поскольку паразитируют на живых клетках, используя их для размножения.

В настоящее время существует несколько теорий происхождения вирусов, однако ученые не пришли к единому мнению на этот счет. Наиболее поддерживаемой является гипотеза о том, что вирусы получили свое происхождения от молекулы нуклеиновой кислоты, которая приобрела способность реплицироваться и восстанавливаться в случае повреждений, независимо от клетки. Считается, что вирусы произошли от одноклеточных организмов, которые, перейдя к паразитическому образу жизни, существенно упростили свою организмами, редуцировав часть органелл.

Вирусы – это живые существа, которые не имеют клеточного строения. Наиболее мелкие вирусы достигают размера 20-30 нм, а наиболее крупные – около 300-400 нм. Вирусы примерно в 50 раз меньше по размеру, чем бактерии.

Строение вирусов достаточно простое. Вирусы состоят из трех основных элементов:

1. Сердцевина, которая представлена генетическим материалом вируса (молекула ДНК или РНК). В настоящее время вирусы принято классифицировать по признаку того ДНК или РНК в их основе. По данному признаку выделяют ДНК-вирусы и РНК-вирусы. ДНК или РНК вируса несёт информацию о белках, которые нужны для образования нового вируса – то есть размножения вируса.

2. Белковая оболочка – капсид. Оболочка вирусов построена на основе полипептидных цепей – из повторяющихся единиц – капсомеров. Как правило таким образом образуются симметричные структуры.

3. Дополнительная оболочка, образующаяся из мембраны клетки-хозяина, в которую внедряется вирус. Дополнительная оболочка есть у сравнительно больших по размерам вирусов (например, вирусы гриппа, герпеса и др.).

Сформированная полностью инфекционная частица, которая способна заражать клетки, называется вирионом. Несмотря на то, что вирусы обладают наследственностью и способны к размножению, они могут воспроизводить себя только находясь внутри живой клетки. Вне клетки вирусы неактивны, и только при попадании в клетку начинают вести себя, как живые организмы.

Вирусы, как и многие другие организмы, могут приспосабливаться к условиям внешней среды – то есть к организму (клеткам и межклеточному пространству) хозяина.

Вирусное заболевание в организме человека возникает из-за повреждения клеток организма (проникновения в них вируса). Вирус, ввиду того, что активно размножается, губит здоровые клетки – поскольку в цикле размножения вирус как правило проникает в клетку, использует вещества клетки для собственного размножения и тем самым убивает клетку.

Современной науке известно достаточно большое количество заболеваний. Например, долгое время был смертельным вирус оспы. В период с 16 по 18 век, оспа унесла жизни 1,5 млн. человек, что сопоставимо с жертвами таких болезней, как чума и холера (вызываются бактериями). Вакцина от оспы была разработана английским врачом Э. Дженнером, именно он предложил вакцинацию, как средство борьбы с вирусами и бактериями. Вакцинация (прививка) — это введение в организм антигенного материала для формирования иммунитета к болезни, который либо предотвратит процесс заражения или ослабит его последствия – например, вызовет протекание болезни в более легкой форме.

Сегодня смертельным является вирус имунодефицита человека – ВИЧ. Смертность от него составляет более 99% (сегодня не существует информации о людях, вылечившихся от ВИЧ). Такая высокая смертность от ВИЧ обусловлена тем, что ВИЧ поражает клетки иммунной системы – Т-лимфоциты, тем самым лишая организм возможности осуществлять иммунный ответ – противостоять другим инфекциям и грибковым заболеваниям. Строго говоря, человек умирает не от ВИЧ, а от любого сопутствующего заболевания, например, от простуды.

Сложность лечения ВИЧ состоит в том, что вирус, проникнув в организм человека, первоначально не проявляет себя, а в дальнейшем симптомы заболевания не специализированы (например, это слабость, низкий иммунитет, частые простуды, расслоение ногтей и др.), что не позволяет поставить диагноз без специального анализа крови. ВИЧ может передаваться через переливание зараженной крови, при половых контактах, а также через плохо простерилизованные стоматологические инструменты или инструменты для маникюра (вероятность заражения этим путем значительно ниже). Также ВИЧ может передаваться при беременности от матери к ребенку, однако сегодня существует терапия, которая позволяет избежать заражения плода.

Современные антиретровирусные препараты позволяют обеспечить людям с ВИЧ достаточно долгую и полноценную жизнь, однако для этого важно диагностировать заболевание вовремя. ВААРТ эффективна на любой стадии болезни, за исключением агонального состояния.

Некоторые вирусы онкогенны – то есть могут провоцировать онкологические заболевания. Например, это вирус папилломы человека, который может вызывать рак шейки матки у женщин. Именно поэтому наиболее эффективным средством борьбы с вирусными заболеваниями является вакцинация.

Среди современных средств борьбы с вирусами, можно выделить такую методику, как высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ) – наиболее современный, комплексный метод терапии ВИЧ (ВИЧ относят к семейству ретровирусов), который состоит в приёме трёх или четырёх препаратов, один из которых повышает иммунитет, другой – снижает вирусную нагрузку, третий – уменьшает интенсивность размножения вируса. Благодаря ВААРТ большинство больных ВИЧ могут вести нормальный образ жизни и жить до 60-70 лет.

Вирусы состоят из трех основных элементов:

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Устойчивость вируса к препарату называется:

Правильный ответ: 3) Резистентность.

2. Что из перечисленного является частью вируса:

2.4. Влияние вирусов на организм человека

Большую группу паразитов человека, животных и растений образуют вирусы. Они могут вызывать ряд тяжелых заболеваний, таких как натуральная и ветряная оспа, полиомиелит и др. Вирусы изучаются специальной наукой – вирусологией.

Вирусы являются своеобразными живыми существами, внутриклеточными паразитами растений, животных, человека и микроорганизмов. У них нет клеточной структуры и автономного обмена веществ. Единица (или индивидуум) зрелого вируса называется вибрионом, генетическим материалом его служит одна молекула нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), защищенная белковым футляром. Размножаются вирусы только в клетках организма хозяина, т. е. там, где паразитируют.

В медицине для профилактики вирусных заболеваний применяют стерилизацию (обработку высокой температурой, химическими растворами), облучение ультрафиолетовыми лучами естественного и искусственного происхождения, рентгеновскими лучами.

Источники возбудителей. Пути передачи болезни. Больные люди или животные могут быть источником распространения многих болезней. Возбудители распространяются с выдыхаемым воздухом, мокротой, каловыми и рвотными массами, выделениями гнойных ран, язв и выпадающими волосами. Те возбудители болезни, которые выделяются источником во внешнюю среду, сохраняются живыми или погибают. Проникнув в организм, они начинают размножаться и паразитировать, причиняя вред.

В цепочке передвижения возбудителей от больного организма к здоровому существенную роль играют сроки пребывания во внешней среде, а также степень устойчивости их к различным ее факторам. Находясь вне организма, возбудители погибают через несколько суток или часов, поддаются воздействию дезинфицирующих средств, но некоторые из них (например, возбудители сибирской язвы и др.) могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

Выделяются следующие пути передачи возбудителей от больного организма к здоровому.

1. Возможен контактный путь передачи в результате соприкосновения с больным. Контакт бывает прямым (укус, поцелуй и т. д.) и непрямым, включающим соприкосновение с предметами, употреблявшимися больным (например, посуда, пища и др.). Таким способом передаются дифтерия, оспа натуральная, болезнь Боткина, другие заболевания.

Возможны случаи, когда возбудители болезни передаются через лиц, ухаживающих за больными и не соблюдающих санитарно-гигиенических требований. Этот вид передачи возбудителей называется передачей третьему лицу.

Чтобы избежать заражения, не следует входить в комнату заразного больного, целоваться с ним и поддерживать другие виды контакта (например, пользоваться его вещами и т. д.).

2. Воздушно-капельный путь – это передача микробов по воздуху и с капельками слюны при кашле и чихании. Таким путем передаются грипп, дифтерия, корь и другие инфекции. Постоянное проветривание помещений (классов, квартир), систематическая уборка с использованием дезинфицирующих средств, облучение ультрафиолетовыми лучами способствуют предупреждению заражения.

3. Наиболее опасным является водно-пищевой путь распространения инфекционных заболеваний, когда возбудители попадают в организм с зараженной водой или пищей. Этот путь заражения самый массовый, по нему передаются возбудители желудочно-кишечных заболеваний (дизентерии, инфекционной желтухи и др.).

Чтобы предупредить желудочно-кишечные заболевания, помимо правил личной гигиены, надо перед употреблением тщательно мыть овощи, фрукты и ягоды горячей кипяченой водой. Особенно внимательно нужно относиться к качеству питьевой воды и приготовленной пищи.

4. Трансмиссивный путь предполагает передачу возбудителей болезни с помощью насекомых. При этом часть насекомых переносит возбудителей на своем теле и конечностях (например, мухи), другие выделяют возбудителей со слюной при укусе (например, вши). Некоторые животные переносят паразитов (например, мыши и крысы – блох, зараженных чумой). Способами борьбы с распространением инфекции являются дератизация, дезинсекция и дезинфекция, а также лечение больных животных и людей (в том числе бациллоносителей); медицинский контроль за мясомолочными продуктами и фермами, местами продажи готовой пищи и пищевых продуктов.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Вирусы в активном состоянии находятся внутри клетки (вирусные частицы) и вне клетки в покоящемся состоянии (вирионы). В период репродукции вирусная частица тесно связана с клеточными элементами, и сохранение ее зависит от устойчивости клетки. Следует отметить, что наиболее полно изучена устойчивость вирионов.

Устойчивость вирусов животных сравнительно хорошо изучена при воздействии внешних факторов: температуры, излучений (ионизирующего, рентгеновского, ультрафиолетового и светового), ультразвука, давления, рН среды, формалина, гидроксиламина, органических растворителей, фенола и др. Для защиты от этих воздействий у вирионов имеется белковая оболочка. Различное строение и химический состав белковых оболочек, характер связей между составными частями вирионов обуславливают неодинаковую устойчивость вирусов. В зависимости от этих особенностей один и тот же фактор может разрушать одни вирионы полностью, другие частично, а на третьи совершенно не оказывать влияния. Например, в кислой среде (рН 3,0…6,0) большая группа миксомирусов проявляет значительную устойчивость, а некоторые вирусы из семейства Picornaviridae быстро инактивируются. Такое же явление наблюдают по отношению к органическим растворителям: те вирионы, в оболочках которых нет липидов, устойчивы к этим веществам, а липидосодержащие вирусы быстро разрушаются при их воздействии.

Избирательная чувствительность вирусов к физико-химическим факторам - это довольно стойкое свойство, которое передается по наследству. Устойчивость вирусов имеет большое практическое значение.

Способность вирусов частично или полностью инактивироваться при воздействии одних факторов и сохранять свои биологические свойства при действии других широко используют в производстве инактивированных вакцин, при дезинфекции, консервации вирусов.

Инактивация вирусов означает полную или частичную утрату их биологической активности (инфекционности и иммуногенности), которая наступает в результате действия физико-химических факторов. При изменении вирусной нуклеиновой кислоты и белка наступает полная инактивация, то есть потеря всех биологических свойств вируса. Когда изменения происходят только в нуклеиновой кислоте или только в белковой оболочке, говорят о частичной инактивации вируса. В первом случае вирус теряет только инфекционные свойства, но сохраняет иммуногенность, во втором случае сохраняется инфекционность.

Все агенты химической и физической природы в той или иной степени вызывают изменения белковой оболочки и нуклеиновой кислоты вызывают изменения белковой оболочки и нуклеиновой кислоты нуклеоида вируса. Характер и степень этих изменений зависят от природы инактивирующего фактора, его дозы, продолжительности действия и от вида вируса.

При инактивации вируса может происходить или расщепление (гидролиз) белков оболочки с последующим распадом ее на отдельные морфологические единицы, или коагуляция и уплотнение белков с сохранением общей структуры оболочки. Расщепление и распад белковой оболочки наблюдают у вирусов при инактивации их в кислой и щелочной среде при продолжительном, но слабом нагревании. При воздействии этих факторов вирусная нуклеиновая кислота обнажается и подвергается разрушительному действию того же фактора, который вызвал распад оболочки или клеточного фермента нуклеазы, постоянно содержащейся в неочищенных тканевых суспензиях вируса. При действии нуклеаз в вирусной нуклеиновой кислоте происходит разрыв связей между остатком фосфорной кислоты и молекулой сахара.

Коагуляция и уплотнение белковой оболочки вирусов происходят при воздействии на них формальдегида, высокой (выше 70 0 С) температуры или фенола. Механизм инактивации вирусов формальдегидом зависит от концентрации и продолжительности воздействия: высокие концентрации вызывают быструю коагуляцию и уплотнение белков, формальдегид не успевает проникнуть внутрь вириона, и вирусная нуклеиновая кислота сохраняет свою инфекционность.

Указанный механизм инактивации вирусов наблюдают и при воздействии высоких температур, а также раствора карболовой кислоты. При низких концентрациях формальдегида уплотнение белковой оболочки наступает не сразу. Вначале формальдегид реагирует не только с белком оболочки, но, проникая в центр вириона, действует и на нуклеиновую кислоту, нарушая ее водородные связи с белком и ковалентные связи аминогрупп пуриновых и пиримидиновых оснований. В результате целостность молекулы нуклеиновой кислоты нарушается, и она теряет свои инфекционные свойства. вирус ветеринария оспа бронхит

Таким образом, в одних случаях коагуляция белковой оболочки сопровождается разрушением нуклеиновой кислоты и у вируса наступает необратимая потеря инфекционности. В других случаях у вирусной нуклеиновой кислоты способность к репродукции сохраняется, однако, при такой инактивации изменения в белковой оболочке часто носят обратимый характер. При соответствующих условиях физико-химические свойства ее восстанавливаются, в результате чего наступает реактивация вируса, то есть восстановление его инфекционности.

В целях инактивации вирусов были испытаны химические и физические агенты, которые действуют преимущественно на нуклеиновую кислоту: I-пропиолактон, гидроксиламин, ультрафиолетовое излучение некоторых красителей (фотодинамическое действие). Эти агенты, проникая через белковую оболочку, не нарушают ее структуру, но сильно повреждают нуклеиновую кислоту, в результате чего вирус теряет свои инфекционные свойства.

Инактивация вирусов во всех случаях представляет собой физико-химический процесс, который происходит в определенной последовательности по законам течения химических реакций. Развитие этого процесса во времени зависит от дозы (или концентрации) инактивирующего фактора, чувствительности вириона, условий инактивации и других причин.

Для уничтожения вирусов используют кипячение, сухой жар, автоклавирование, ультрафиолетовое излучение, растворы фенола, едкого натра, лизола (2…5%), особенно горячие (70…90 0 С).

Читайте также: