Впервые в 1892 г д и ивановский открыл и описал свойства вируса
В статье поговорим об истории открытия вирусов. Это интересная тема, которой в современном мире выделяется не так уж много внимания, а зря. Сначала мы разберемся с тем, что же такое сам вирус, а затем поговорим о других аспектах этого вопроса.
Вирус
Вирус — это неклеточный инфекционный организм, который может размножаться только внутри живых клеток. Кстати, с латинского это слово переводится дословно как "яд". Эти образования могут поражать все типы живых организмов, начиная от растений и заканчивая бактериями. Также есть вирусы, которые могут размножаться только внутри других своих собратьев.
Исследование
Начало исследованиям было положено в 1892 году. Тогда Дмитрий Ивановский опубликовал свою статью, в которой описывал патоген растений табака. В 1898 году Мартином Бейеринком был открыт вирус табачной мозаики. С того момента учёные описали уже около 6000 различных вирусов, хотя они полагают, что существует их более 100 миллионов. Отметим, что эти образования - самая многочисленная биологическая форма, которая присутствует в любой экосистеме на Земле. Изучением их занимается вирусология, а именно - раздел микробиологии.
Краткое описание
Отметим, что пока вирус находится вне клетки или в процессе зарождения он является независимой частицей. Обычно состоит из трех компонентов. Первый - это генетический материал, который представлен ДНК или РНК. При этом отметим, что некоторые вирусы могут иметь два вида молекул. Вторая составляющая - это белковая оболочка, которая защищает сам вирус и его липидную оболочку. По её наличию отличают вирусы от подобных инфекционных бактерий. В зависимости от типа нуклеиновой кислоты, которая по сути является генетическим материалом, разделяют вирусы ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Ранее к вирусам относили прионы, но потом оказалось, что это ошибочное мнение - это обычные возбудители, которые состоят из инфекционного материала и не имеют в своем составе нуклеиновых кислот. Форма вируса может быть очень разнообразной: начиная от спиральной и заканчивая гораздо более сложными структурами. Размеры этих образований составляют примерно одну сотую бактерии. При этом большинство вирусов настолько малы, что их невозможно отчётливо разглядеть даже на световом микроскопе.
Форма жизни
По форме жизни такие организмы являются облигатными паразитами, так как воспроизводиться вне клетки они не могут. Находясь в такой среде, частицы не проявляют никаких признаков живых организмов. От паразитов вирусы отличаются тем, что у них полностью отсутствует энергетический и основной обмен, а также важный элемент всех живых систем - синтез белка, сложность которого превышает даже структуру вируса.
Появление
История открытия вируса умалчивает, как они появились на эволюционном древе. Это действительно очень интересный вопрос, который еще недостаточно изучен. Предполагается, что некоторые вирусы могли образоваться из небольших молекул ДНК, которые могли передаваться между клетками. Есть ещё вариант того, что вирусы произошли от бактерий. При этом, благодаря своей эволюции, они являются важным элементом при горизонтальном переносе генов и обеспечивают генетическое разнообразие. Некоторые учёные считают такие образования отличительной формой жизни по некоторым признакам. Во-первых, есть генетический материал, способность воспроизводиться и эволюционировать естественным путем. Но при этом у вирусов нет очень важных характеристик живых организмов, например, клеточного строения, которое является основным свойством всего живого. Из-за того, что вирусы обладают только частью характеристик живого, их относят к формам, существующим на краю жизни.
Распространение
Распространяться вирусы могут по-разному, существует много различных способов. Они могут передаваться от растения к растению при помощи насекомых, которые питаются растительными соками. Для примера можно привести тлю. У животных вирусы могут распространяться при помощи кровососущих насекомых, переносчиков бактерий. Как мы знаем, вирус гриппа распространяется в воздухе при чихании и кашле. Например, ротавирус и норовирус могут передаваться при контакте с зараженной пищей или жидкостью, то есть фекально-оральным способом. ВИЧ - это один из немногих вирусов, который может передаваться путем переливания крови и при половых контактах.
Каждый новый вирус имеет определенную специфику по отношению к своим хозяевам. При этом круг хозяев может быть узким или широким, в зависимости от того, насколько много клеток удалось поразить. Животные реагируют на заражение иммунным ответом, который заключается в том, что уничтожаются болезнетворные организмы. Вирусы как форма жизни довольно приспосабливаемы, поэтому уничтожить их не так просто. У человека иммунным ответом может служить вакцина против конкретных инфекций. Однако некоторые организмы могут пройти через внутреннюю систему безопасности человека и вызвать хроническую болезнь. Это вирус иммунодефицита человека и различные гепатиты. Как известно, антибиотики не могут воздействовать на такие организмы, но, несмотря на это, ученые разработали эффективные противовирусные препараты.
Термин
История исследований
Вирусы в микробиологии стали чем-то новым, но данные о них накапливались постепенно. В результате развития науки стало понятно, что не все вирусы вызываются патогенами, микроскопическими грибами или протистами. Отметим, что исследователь Луи Пастер так и не смог найти агент, который вызывает бешенство. Из-за этого он предположил, что тот настолько мал, что рассмотреть его под микроскопом невозможно. В 1884 году Шарль Шамберлан - известный микробиолог из Франции - изобрел фильтр, поры которого гораздо меньше бактерий. При помощи этого инструмента можно полностью удалить бактерии из жидкости. В 1892 году российский микробиолог Дмитрий Ивановский использовал этот аппарат для исследования вида, который позже получил название вируса табачной мозаики. Эксперименты ученого показали, что даже после фильтрации сохраняются инфекционные свойства. Он предположил, что инфекция может быть спровоцирована токсином, который выделяют бактерии. Однако тогда мужчина не стал дальше развивать эту идею. В то время были популярны идеи о том, что любой патоген можно определить при помощи фильтра и вырастить в питательной среде. Отметим, что это один из постулатов теории болезни на уровне микробов.
"Кристаллы Ивановского"
Жизненный цикл вируса и дальнейшее исследование
В начале прошлого века английский бактериолог Фредерик Туорт открыл группу вирусов, которые могли размножаться в бактерии. Сейчас такие организмы называются бактериофагами. Одновременно с этим канадский микробиолог Феликс Дэрелль описал вирусы, которые при контакте с бактериями могут образовывать вокруг себя пространство с погибшими клетками. Он сделал суспензии, благодаря которым сумел определить наименьшую концентрацию вируса, при которой погибают не все бактерии. Сделав необходимые расчеты, он смог определить первоначальное число вирусных единиц в суспензии.
Жизненный цикл вируса активно исследовали в начале прошлого века. Тогда стало известно, что эти частицы могут обладать инфекционными свойствами, проходить через фильтр. При этом им необходим живой хозяин для размножения. Первые микробиологи проводили исследования вирусов только на растениях и животных. В 1906 году Росс Грэнвилл Гаррисон изобрел уникальный способ выращивания тканей в лимфе.
Прорыв
Одновременно с этим происходили открытия новых вирусов. Происхождение их до сих пор оставалось и остается на сегодняшний день загадкой. Отметим, что открытие вируса гриппа принадлежит американскому исследователю Эрнесту Гудпасчеру. В 1949 году был открыт новый вирус. Происхождение его было неизвестно, но организм удалось вырастить на клетках зародыша человека. Таким образом был открыт первый полиовирус, выращенный на живых тканях человека. Благодаря этому была создана важнейшие полиовакцина против полиомиелита.
Изображение вирусов в микробиологии появились благодаря изобретению электронного микроскопа инженерами Максом Кноллем и Эрнстом Руской. В 1935 году американским биохимиком было проведено исследование, которое доказало, что вирус табачной мозаики состоит в основном из белка. Чуть позже эту частицу разделили на белковую и РНК-составляющую. Удалось кристаллизовать вирус мозаики и гораздо более детально изучить его структуру. Первая рентгенограмма была получена в конце 1930-х годов благодаря ученым Барналю и Фэнкухену. Прорыв вирусологии приходится на вторую половину прошлого века. Именно тогда ученые открыли более 2000 различных видов вирусов. В 1963 году произошло открытие вируса гепатита B Бламбергом. В 1965 году был описан первый ретровирус.
Подводя итоги хочется сказать о том, что история открытия вирусов очень интересна. Она позволяет понять многие процессы и разобраться в них более детально. Однако хотя бы поверхностное представление необходимо иметь для того, чтобы идти в ногу со временем, ведь прогресс развивается семимильными шагами.
Среди наших соотечественников есть много имен, известных за пределами страны больше, чем на родине. Именно таким ученым является Дмитрий Иосифович Ивановский, по праву считающийся основоположником науки про вирусы. Какой прозорливостью, упорством и несгибаемой волей надо было обладать, что предсказать и на опытах доказать существование вирусов, которых просто невозможно было увидеть в существующие в то время увеличительные приборы.
Сын чиновника
Дмитрий Иосифович Ивановский родился 28 октября 1864 года в многодетной семье простого чиновника. Произошло это в селе Низы, что в Лужском уезде Петербургской губернии (предместье Санкт- Петербурга). После смерти отца семья переехала в Санкт-Петербург и жила на назначенную государством пенсию. С детства одержимый получением образования, Дмитрий с отличием окончил гимназию и поступил в Петербургский университет, как сегодня казали бы "на бюджет". Он даже получал стипендию. Бедный, но трудолюбивый студент физико-математического факультета Ивановский Дмитрий Иосифович все свободное время проводит в научном кружке при ботаническом факультете. Студентом его отправили в Крым для изучения болезней табака, причинявших весомый ущерб южным плантациям. На долгие годы заболевания табака завладели мыслями ученого.
Пятнистый табак
Развитие теории
После окончания университета (1888) Ивановский остается в нем работать и защищает диссертацию о болезнях табака. Мозаичную болезнь листьев он исследует на базе Никитского ботанического сада (Ялта) и в ботанической лаборатории Академии наук (сегодня это Институт физиологии растений им. А.К. Тимирязева), где он занимал должность лаборанта. Руководителем института тогда был видный русский ботаник А.С.Фаминцын.
Так называлась работа Дмитрий Иосифовича Ивановского, вклад в микробиологию которого трудно переоценить. Именно с этой работы в 1892 году начала свое развитие наука о вирусах. Этот год считается датой рождения вирусологии. В своей работе ученый делает вывод, что мозаичная болезнь табака вызывается возбудителем, способными проходить через бактериальные фильтры, не способным к росту на искусственных средах и не дающим картину заболевания через фильтраты. Этот патогенный агент Дмитрий Иосифовича Ивановский называет микроорганизмами или фильтрующимися бактериями. Однако все признаки фильтрующихся вирусов им были предположены правильно, хотя он их так и не увидел в микроскоп.
Варшавский период
Получив степень магистра ботаники в Петербурге (1895), в 1901 году Ивановский уезжает в Варшаву, где становится экстраординарным, а затем и ординарным профессором Императорского университета. Он возглавляет курс анатомии с физиологией растений кафедры ботаники. Продолжая работать с больным табаком, он в Киеве защищает докторскую диссертацию. Открытый им способ фильтрации позволяет ему сформулировать теорию особых инфекционных заболеваний, возбудители которых имеют живую и организованную структуру. Он снова и снова исследует ткани больных растений, надеясь увидеть этих возбудителей. Ученый не сомневался, что открыл принципиально новый класс явлений, предложил критерии и методы их определения.
Кристаллы Ивановского
Желание ученого увидеть предмет своего открытия заставляло его упорно работать с больными растениями. Но все, что он увидел в клетках листьев больного табака – это кучки нерастворимых кристаллов. Ивановский описал эту закономерность и считал появление кристаллов свойствами вирусов. И только в 1935 году была обнаружена особенность вируса мозаики табака существовать в кристаллическом виде. Именно тогда эти кристаллы были названы именем Ивановского.
Развитие вирусологии
Вся первая половина прошлого столетия была посвящена изучению вирусов. Как из рога изобилия сыпались открытия вируса ящура, желтой лихорадки, натуральной оспы, полиомиелита, герпеса, везикулярного стоматита, гриппа человека, паротита, клещевого энцефалита, аденовирусов, вирусов бородавок, кори, краснухи и многих других. Сегодня открыто и описано более 500 вирусов человека и теплокровных животных, почти столько же вирусов растений, насекомых и бактерий. Открытия продолжаются и в наше время.
Профессиональная карьера
Значение открытий
Главное достижение российского микробиолога Дмитрия Иосифовича Ивановского (1864-1920) – это открытие вирусов, то есть, совершенно новой формы жизни. Так и не увидев их в микроскоп, ученый доказал их существование, дал основу для развития направлений вирусологии. Он внес в науку методы фильтрации, заложил основы патологоанатомической цитологии и патологии вирусных болезней. Именно вирусы принесли ему мировую известность, но и его работы по почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений не остались без внимания научной общественности. Вся биография Дмитрий Иосифовича Ивановского демонстрирует упорство ученого и целеустремленное движение к своей цели.
Современники высоко ценили Ивановского Д.И., как талантливого физиолога растений и замечательного лектора. Его труды по вирусологии были оценены много позже, уже после смерти. Появление электронной микроскопии открыло новую эру вирусологии – науки, которая продолжает развиваться и приносить ученым все новые победы над тяжелыми болезнями. Однако практический интерес вирусологии давно вышел за пределы только медицины. Сегодня знания о вирусах применяются в генной инженерии, создании трансгенных организмов и модифицированных продуктов. Сегодня фантазии писателей о продлении жизни человека или приобретении им новых качеств уже не кажутся такими уж фантастическими. Помогают воплощать их в жизнь микроскопические существа, открытые великим русским ученым.
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ВИРУСОЛОГИИ
МОДУЛЬ 1. ОБЩАЯ ВИРУСОЛОГИЯ
История вирусологии довольно необычна. Первая вакцина для предупреждения вирусной инфекции — оспы была предложена английским врачом Э. Дженнером в 1796 г., почти за сто лет до открытия вирусов, вторая вакцина — антирабическая, была предложена основателем микробиологии Л. Пастером в 1885 г. — за семь лет до открытия вирусов.
Честь открытия вирусов принадлежит нашему соотечественнику Д.И. Ивановскому, который впервые в 1892 г. доказал существование нового типа возбудителя болезней на примере мозаичной болезни табака.
Рис. 1. Дмитрий Иосифович Ивановский – основатель вирусологии.
Ивановский установил, что болезнь табака, распространенная в Крыму, вызывается вирусом, который обладает высокой заразительностью и строго выраженной специфичностью действия. Это открытие показало, что наряду с клеточными формами существуют живые системы, невидимые в обычные световые микроскопы, проходящие через мелкопористые фильтры и лишенные клеточной структуры.
Спустя 6 лет в 1898 г. после открытия Д.И. Ивановского голландский ученый М. Бейеринк подтвердил данные, полученные русским ученым, придя, однако, к выводу, что возбудитель табачной мозаики — жидкий живой контагий. Ивановский с этим выводом не согласился. Благодаря его замечательным исследованиям ого Ф. Леффлер и П. Фрош в 1897 г. установили вирусную этиологию ящура, показали, что возбудитель ящура также проходит через бактериальные фильтры. Ивановский, анализируя эти данные, пришел к выводу, что агенты ящура и табачной мозаики принципиально сходны. В споре с М. В. Бейеринком прав оказался Ивановский.
В дальнейшем были открыты и изучены возбудители многих вирусных заболеваний человека, животных и растений.
Ивановский открыл вирус растений. Леффлер и Фрош открыли вирус, поражающий животных. Наконец, в 1917 г. Д'Эррель открыл бактериофаг — вирус, поражающий бактерии. Таким образом, вирусы вызывают болезни растений, животных, бактерий.
В 1892 г. современник Пастера и ближайший сотрудник И.И. Мечникова Н.Ф. Гамалея (1859-1949 гг.) обнаружил явление спонтанного растворения микробов, которое, как было установлено Д'Эреллем, обусловлено действием вируса бактерий — фага.
Под руководством И.И. Мечникова Н.Ф. Гамалея участвовал в создании первой бактериологической станции в России и второй в мире пастеровской станции. Его исследования посвящены изучению инфекции и иммунитета, изменчивости бактерий, профилактике сыпного тифа, оспы, чумы и других болезней.
В 1935 году У.Стенли из сока табака, пораженного мозаичной болезнью, выделил в кристаллическом виде вирус табачной мозаики (ВТМ). За это в 1946 году ему была вручена Нобелевская премия.
В 1958 году Р.Франклин и К.Холм, исследуя строение ВТМ, открыли, что ВТМ является полым цилиндрическим образованием.
В 1960 году Гордон и Смит установили, что некоторые растения заражаются свободной нуклеиновой кислотой ВТМ, а не целой частицей нуклеотида. В этом же году крупный советский ученый Л.А.Зильбер сформулировал основные положения вирусогенетической теории.
В 1962 году американские ученые А.Зигель, М.Цейтлин и О.И.Зегал экспериментально получили вариант ВТМ, не обладающий белковой оболочкой, выяснили, что у дефектных ВТМ частиц белки располагаются беспорядочно, и нуклеиновая кислота ведет себя, как полноценный вирус.
В 1968 году Р.Шепард обнаружил ДНК-содержащий вирус.
Одним из крупнейших открытий в вирусологии является открытие большинства структур различных вирусов, их генов и кодирующих ферментов - обратная транскриптаза. Назначение этого фермента - катализировать синтез молекул ДНК на матрице молекулы РНК.
В развитии вирусологии большая роль принадлежит отечественным ученым: И.И. Мечникову (1845-1916гг.), Н.Ф. Гамалея (1859-1949гг.), Л.А. Зильбер (1894-1966г.), В.М. Жданову (1914-1987гг.), З.В. Ермольевой (1898-1979гг.), А.А. Смородинцеву (1901-1989гг.), М.П. Чумакову (1909-1990гг.) и др.
В вирусологии рассматриваются несколько периодов развития.
История вирусологии началась в конце 19 в. после микробиологии - открытий Л. Пастера, Р. Коха и их сотрудников. Первооткрывателем вирусов был Д. И. ИВАНОВСКИЙ (1892), который показал, что возбудитель мозаичной болезни табака способен проходить через фильтр, задерживающий самые мелкие бактерии, и не растёт на искусств, питательных средах.
Основные итоги наблюдений и изучеия анатомии и физиологии больных растений ( “О болезнях табачных растений”-Труды С. Петербургского общества естествоиспытателей , т. 19 ) были доложены Д. И. Ивановским в 1888 году на заседании С. Петербургского общества естествоиспытателей и изложены в статье Д. И. Ивановского и В. В. Половцева,а также опубликованы в Трудах императорского Вольного экономического общества в 1889 году, а затем в брошюре “Рябуха-болезнь табака,ее причины средства борьбы с нею’’ ( Спб.,1890 ) в том же году переизданной на немецком языке Российской академией наук. В результате этих наблюдений Д.И. Ивановский и В.В. Половцов впервые высказали предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 году А. Mayer в Голландии под названием мозаичной, представляет не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения; одно из них-рябуха, возбудителем которого является грибок, а другое неизвестного происхождения.На основе опыта крестьян, собственных наблюдений и изучения больных растений Д.И.Ивановский и В.В.Половцев пришли к заключению, что болезнь рябуха поражает растения, высаженные на старых плантациях табака, и дали рекомендации по введению севооборота и повышению культуры земляделия. и средство борьбы с нею”.
Помимо капитальных выводов, подтверждающих существование нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов, в диссертации Ивановского содержатся и другие важные данные. Так им описано цитопатитическое действие возбудителя табачной мозаики и дана характеристика кристаллов, которые позже, в 1935 году были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики. Здесь же имеется описание внутриклеточных включений, положившее начало учению о включениях при вирусных инфекциях, которые и в настоящее время сохранило свое значение для диагностики вирусных заболеваний.
Наряду с работами по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Его перу принадлежит 180 публикаций, в том числе ряд работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений и 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза. Научная деятельность Ивановского сочеталась с педагогической: он был прекрасным лектором и педагогом, воспитавшим не одно поколение студентов Петербургского, Варшавского и Донского университетов.
ЭТИОЛОГИЯ – учение о причинах и условиях возникновения и развития заболеваний и патологических процессов.
ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР (ЭФ) – главный, ведущий, вызывающий фактор, без наличия которого не было бы заболевания (например, палочка Коха при туберкулезе). Этиологический фактор бывает простым (механическое воздействие) или комплексным (поражающие факторы ядерного взрыва), действующим длительно, в течение всего заболевания (микробы, вирусы, токсины), или только запускающим патологический процесс (тепловой фактор при ожоге).
ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЯ – диалектически противоречивый процесс, включающий в себя две противоположные тенденции: с одной стороны, это механизмы полома, повреждения, отклонения от нормы, а с другой – механизмы защиты, адаптации, компенсации и репарации.
Примеры, ВПЧ – мелкие ДНК-вирусы, характерная особенность которых заключается в способности вызывать пролиферацию эпителия кожи и слизистых оболочек.
Еще в 1986 году Я.В. Бохман сформулировал общие принципы лечения фоновых заболеваний шейки матки: оно должно предусматривать ликвидацию этиологического фактора и тех воспалительных, дисгормональных, иимунодепрессивных и дисметаболических изменений в организме, которые способствуют его возникновению и поддержанию длительного течения.
В настоящее время этиопатогенетическая терапия патологии шейки матки имеет два основных направления – воздействие на этиологический фактор – вирус папилломы человека и блокирование основных механизмов канцерогенеза, а именно гормонального канцерогенеза, связанного с повышенным образованием агрессивного метаболита эстрадиола – 16а-гидроксиэстрона (16а-ОН) на фоне гиперэстрогенемии и ВПЧ-инфицирования.
Этиологическая роль в патологии человека вируса герпеса человека 6 типа доказана в отношении двух самостоятельных заболеваний: внезапной экзантемы у детей раннего возраста и синдрома хронической усталости у взрослых.
Позднее была доказана этиологическая роль ВГЧ-6 в возникновении данного синдрома. Хотя до настоящего времени остается неясным, связан ли синдром хронической усталости этиологически с инфицированием вирусом герпеса человека 6 типа, или же болезнь является следствием реактивации латентной инфекции, т. е. ВГЧ-6 играет патогенетическую роль. В отличие от внезапной экзантемы, синдром хронической усталости — болезнь взрослых.
В 1957 г. вирусы полиомиелита, Коксаки и ECHO были объединены в одну группу и названы кишечными вирусами человека. 6 последние десятилетия продолжали накапливаться факты, объясняющие роль энтеровирусов в патологии человека.
Как сейчас установлено, энтеровирусы играют этиологическую роль в возникновении серозных менингитов и значительно реже — менингоэнцефалитов с доброкачественным течением.
Дата публикования: 2015-02-03 ; Прочитано: 8728 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) . 
Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих столетий наносили ущерб сельскому хозяйству и вред здоровью человека.
Многие из них были описаны очень давно, но попытки установить их причину и обнаружить возбудителя оставались безуспешными. Первую вакцину для предупреждения вирусной инфекции—оспы предложил английский врач Э. Дженнер в 1796 г., почти за сто лет до открытия вирусов. Он впервые осуществил мечту человечества: обуздать одну из самых страшных болезней человека — натуральную оспу с помощью вакцинации — искусственной прививки возбудителя коровьей оспы. Вторая вакцина — против бешенства была предложена основателем микробиологии Л. Пастером в 1885 г., за семь лет до открытия вирусов.
Открытие вирусов принадлежит русскому ученому-ботанику — Д. И. Ивановскому (1864—1920).
В феврале 1892 г. на заседании Российской академии наук Д. И. Ивановский сообщает, что возбудителем мозаичной болезни табака является фильтрующийся вирус. Эту дату считают днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского — ее основоположником.
В 1897 г. Ф. Леффлер и П. Фрош, используя принцип фильтруемости, примененный Д. И. Ивановским, показали, что возбудитель ящура животных — вирус. Затем последовало открытие возбудителей чумы крупного рогатого скота, чумы собак, саркомы Роуса и других болезней животных. В 1915 г. Ф. Ту орт и в 1917 г. Ф. д’Эрелль открыли вирусы бактерий — бактериофаги. Появлялись многочисленные сообщения о вирусной природе кори, полиомиелита, гриппа, энцефалита и т. д.
В потоке новостей о вирусах были и затишья, продолжавшиеся до тех пор, пока не появились новые методы их выделения, культивирования и идентификации. В 30—40-х годах XX в. основной экспериментальной моделью были лабораторные животные, чувствительные к ограниченному количеству вирусов. В 40-е годы в вирусологию в качестве экспериментальной модели входят развивающиеся куриные эмбрионы, которые позволили открыть и культивировать много новых вирусов: кори, инфекционного ларинготрахеита птиц, оспы птиц, ньюкаслской болезни и др. Использование этой модели стало возможным благодаря исследованиям австралийского вирусолога и иммунолога Ф. М. Бернета и американского вирусолога А. Херши.
Подлинное революционное событие в вирусологии — открытие возможности культивировать клетки в искусственных условиях. В 1952 г. Д. Эндерс, Т. Уэллер, Ф. Роббинс получили Нобелевскую премию за разработку метода культуры клеток. Использование культуры клеток является эффективным методом для выделения многочисленных новых вирусов, их идентификации, клонирования, изучения их взаимодействия с клеткой.
По мере достижения успехов в создании новых методов исследования расширялось представление о мире вирусов, их природе, характере взаимодействия с чувствительными клетками организма, особенностях противовирусного иммунитета, экологии ряда вирусов, их роли в онкогенных процессах и эволюции ряда вирусных болезней человека и животных.
Со времени открытия вирусов по настоящее время представления о природе вирусов претерпели значительные изменения. По мере изучения природы вирусов в первые 50 лет после их открытия формировались представления о вирусах как о мельчайших организмах на основании наличия у них свойств, характерных для других организмов: 1) вирусы способны к размножению; 2) они обладают наследственностью, воспроизводя себе подобных. Наследственные признаки вирусов можно учитывать по спектру поражаемых ими хозяев и симптомов заболеваний и специфичности иммунных реакций. Сумма этих признаков позволяет определить наследственные свойства вируса; 3) вирусы обладают изменчивостью; 4) как другие организмы, они характеризуются приспособляемостью к условиям внешней среды — через организм хозяина; 5) вирусы эволюционируют, и движущий силой их эволюции является естественный отбор.
На примере вируса гриппа А можно проследить эволюцию, темпы которой измеряются не миллионами и даже не тысячами лет, а немногими годами. Незначительные изменения его антигенной структуры происходят ежегодно, а резкие смены антигенов — 1 раз в 10—15 лет. Подобных темпов естественной эволюции не знает ни одна группа других организмов.
Главным фактором естественного отбора в этом процессе является искусственный отбор, применяемый для выведения полезных пород животных и сортов растений. Классическим примером искусственного отбора являются работы J1. Пастера по получению вакцинного штамма — фикс-вируса бешенства, а также разработка живых вакцин против чумы крупного рогатого скота, чумы свиней, полиомиелита и других болезней.
На рубеже середины XX в. выход естественных наук на молекулярный уровень стимулировал дальнейшее развитие вирусологии, иммунологии, генетики. Создание электронного микроскопа сделало видным мир вирусов и макромолекулярных соединений. Использование молекулярных методов в вирусологии позволило установить строение (архитектуру) вирусных индивидуумов — вирионов (термин введен французским микробиологом А. Львовым), способы проникновения вирусов в клетку и их репродукцию. Исследования показали, что генетическое вещество вирусов — ДНК или РНК. Нуклеиновые кислоты вирусов заключены в футляр-капсид из белковых молекул, у сложных вирусов могут быть внешние оболочки (суперкапсидные), состоящие из белков, углеводов и липидов.
С развитием исследований молекулярной биологии вирусов стали накапливаться факты, противоречащие представлению о вирусах как микроорганизмах по следующим уникальным свойствам:
К вирусам примыкают вироиды-агенты, открытые Т. О. Дайнером в 1972 г., вызывающие заболевание некоторых растений и способные передаваться как обычные инфекционные вирусы. Вироиды — это сравнительно небольшие молекулы РНК (300—400 нуклеотидов), лишенные белковой оболочки. Механизм репликации вироидов не вполне ясен.
Многие годы считали, что некоторые медленные инфекции у человека (Куру, болезнь Крейтцфельлта—Якоба, синдром Герстманна—Штрейусслера—Шейнкера и др.) и животных (энцефалопатия у крупного рогатого скота, норок и др.) вызывают вирусы. Однако оказалось, что причиной этих болезней является новый патогенный агент — прион, открытый в начале 80-х годов XX в. американским биохимиком Стенли Прузинером.
Вирусы являются неклеточными формами жизни. По-видимому, вирусы можно рассматривать как биологические образования, несущие генетическую информацию, которую они реализуют только в живых клетках человека, животных и растений.
О происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считают, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий и других одноклеточных организмов. Эту гипотезу большинство вирусологов не разделяют.
Согласно второй гипотезы вирусы — потомки древних, доклеточных форм жизни. Эту гипотезу большинство исследователей также не разделяют.
В 1974 г. В. М. Жданов высказал гипотезу, согласно которой вирусы — важный фактор эволюции органического мира. Преодолевая видовые барьеры, вирусы могут переносить отдельные гены или их группы, а интеграция вирусной ДНК с хромосомами клеток может приводить к тому, что вирусные гены становятся клеточными генами, выполняющими важные функции.
Почему вирусология, которая зародилась в недрах микробиологии, за последние годы достигла такого стремительного успеха, став одной из ведущих и профилирующих дисциплин медикобиологической и ветеринарных наук? Этому способствовал ряд обстоятельств.
Во-первых, по мере сокращения роли бактерий, простейших и грибов в инфекционной патологии человека и животных, для лечения и профилактики которых имеются надежные биологические и химиотерапевтические препараты, роль вирусов возросла. Против многих вирусных болезней ни медицинская, ни ветеринарная наука еще не создала подобных препаратов. Так, до сих пор не решены проблемы с такими болезнями, как грипп, бешенство, ящур и др.
Во-вторых, возможность использования вирусов в качестве биологической модели. Таким образом, многие фундаментальные открытия в области биологии были сделаны благодаря вирусам (механизм репликации ДНК, механизм синтеза белка и др.).
В-третьих, установлено, что в широко распространенных респираторно-кишечных болезнях молодняка, наносящих огромный экономический ущерб, большую роль играют вирусы из различных таксономических групп (адено-, рота-, корона-, парамиксовирусы, вирусы диареи и др.). Оказалось, что при появлении вспышек этих заболеваний тесно взаимодействуют различные вирусы, бактерии, хламидии и стрессовые факторы.
В-четвертых, отдельные виды патологии (врожденные уродства, пороки развития и пр.), где роль вирусов даже не подозревалась, оказались вирусологическими. В медицине известно, что вирусы являются одной из причин внутриутробной патологии человека (вирус краснухи, гриппа, аденовирусы и др.). К сожалению, в ветеринарной вирусологии эта проблема не привлекла должного внимания. Хотя тератогенное действие вирусов наблюдается и в инфекционной патологии животных: вирус чумы свиней часто вызывает мертворождение и мумификацию плодов; вирус диареи крупного рогатого скота — гипоплазию мозжечка новорожденных телят; вирус инфекционного бронхита кур — патологическую форму яиц; вирус инфекционного ринотрахеита — пороки развития, слепоту у телят.
Установлена роль вирусов в возникновении некоторых хронических заболеваний. Накапливаются сведения о роли вирусов при острых сердечно-сосудистых заболеваниях, заболеваниях почек, поджелудочной железы, глаз и т. д. Только разносторонние исследования могут служить основой для суждения о роли вирусов в болезнях с неясной этиологией, которые до сих пор изучают врачи-неинфекционисты.
Очень важен как с эпидемиологической, так и эпизоотологической точки зрения факт миграции человеческих штаммов вируса гриппа в животный мир. Вирусы гриппа ускользают от действия иммунной системы организма за счет быстрого изменения своих антигенных детерминант. Это затрудняет проведение своевременных эффективных специфических методов профилактики. К сожалению, проблема гриппа до сих пор остается очень актуальной.
И наконец, накопились неоспоримые доказательства того, что многие опухолевые болезни вызывают вирусы (лейкоз птиц, крупного рогатого скота, болезнь Марека и др.). Выяснение причин возникновения злокачественных заболеваний человека, от которых во всем мире ежедневно погибают миллионы людей, остается одной из важнейших проблем современной биологии и медицины.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: