Внутриклеточные включения при вирусных инфекциях

Для культивирования вирусов используют культуры клеток, куриные эмбрионы и чувствительных лабораторных животных. Эти же методы используют и для культивирования риккетсий и хламидий — облигатных внутриклеточных бактерий, которые не растут на искусственных питательных средах. Культуры клеток готовят из тканей животных или человека. Их подразделяют на первичные (неперевиваемые), полуперевиваемые и перевиваемые. Количество вирусных частиц определяют методом титрования по цитопатическому действию (ЦПД) в культуре клеток. Для этого клетки культуры заражают десятикратным разведением вируса. Характер ЦПД вирусов используют как для их обнаружения (индикации), так и для определения их видовой принадлежности. Один из методов индикации вирусов основан на способности поверхности клеток, в которых они репродуцируются, адсорбировать эритроциты — реакция гемадсорбции. Для ее постановки в культуру клеток, зараженных вирусами, добавляют взвесь эритроцитов и после некоторого времени контакта клетки промывают изотонич. р-ром NaCl. На поверхности пораженных вирусами клеток остаются прилипшие эритроциты. Другой метод — реакция гемагглютинации (РГ). Применяется для обнаружения вирусов в культуральной жидкости культуры клеток, либо амниотической жидкости куриного эмбриона. Культивирование вирусов в куриных эмбрионах: используют эмбрионы в возрасте от 8 до 14 дней в зависимости от вида вируса, способа заражения и задач исследования. Вирусы гриппа культивируются в 9-10, осповакцины - в 12, паротита - в 7-дневных куриных эмбрионах. Более точным количественным методом учета отдельных вирусных частиц является метод бляшек. Его также используют для дифференциации, селекции вирусов, а также для определения их концентрации в исследуемом материале. Некоторые вирусы можно обнаружить и идентифицировать по включениям, которые они образуют в ядре или цитоплазме зараженных клеток. Выбор экспериментальных животныхопределяется целью работы и видовой чувствительностью к изучаемому вирусу. Для заражения используют обезьян, кроликов, морских свинок, хомячков, белых крыс и мышей. Лабораторных животных заражают различными способами в зависимости от тропизма вируса к определенным тканям. Так, например, для культивирования нейротропных вирусов заражение производят преимущественно в мозг (вирусы бешенства, клещевого энцефалита и др.), культивирование респираторных вирусов осуществляется при интраназальном инфицировании животных (вирусы гриппа), дерматотропных (вирус оспы) - путем накожного и внутрикожного заражения. Формирование включений: включения наиболее часто формируются при вирусных и хламидиозной инфекциях. Они могут состоять или из собранных вирусных частиц, или из остатков вирусных нуклеиновых кислот. Включения могут образовываться в ядре и цитоплазме клеток. Их присутствие может помогать в установлении правильного диагноза при гистологическом исследовании. Цитомегаловирус- увеличение клеток (цитомегалия).Эозинофильные большие внутриядерные включения, окруженные светлым ободком. Вирусы герпеса- большие эозинофильные внутриядерные включения, окруженные светлом ободком. Ядра в виде матового стекла. Гигантские клетки с 3-8 ядрами. Вирус натуральной оспы -большие, зернистые, округлые эозинофильные цитоплазматические включения (тельца Гарньери). Вирус бешенства-округлые, 2-10 мкм в диаметре, эозинофильные цитоплазматические включения (тельца Негри). Вирус гепатита В-цитоплазма в виде матового стекла. Вирус кори- многоядерные (10-1000 ядер) гигантские клетки Вартина-Финкельдея. Маленькие эозинофильные внутриядерные включения. Вирус контагиозного моллюска-гомогенные эозинофильные цитоплазматические включения, заполняющие клетку и оттесняющие ядро.

Репродукция большинства вирусов сопровождается подавлением синтеза клеточных ДНК, РНК и белков, чтобы предотвратить или ограничить выработку интерферона и обеспечить собственную репродукцию прежде, чем в организме разовьется полноценный иммунный ответ. Чаще всего вирусы специфически угнетают синтез клеточных белков, нарушая образование инициаторного комплекса трансляции, поскольку для трансляции вирусных мРНК этот комплекс обычно не нужен. Например, протеаза вируса полиомиелита расщепляет компонент инициаторного комплекса трансляции. У вируса простого герпеса один из белков матрикса вызывает быстрое разрушение клеточных мРНК.

101.Взаимодействие вируса с клеткой. Формы вирусной инфекции.

Взаимодействие идет в единой биологической системе на генетическом уровне.Существует четыре типа взаимодействия:1) продуктивная вирусная инфекция (взаимодействие, в результате которого происходит репродукция вируса, а клетки погибают);2) абортивная вирусная инфекция (взаимодействие, при котором репродукции вируса не происходит, а клетка восстанавливает нарушенную функцию);3) латентная вирусная инфекция (идет репродукция вируса, а клетка сохраняет свою функциональную активность);4) вирус-индуцированная трансформация (взаимодействие, при котором клетка, инфицированная вирусом, приобретает новые, ранее не присущие ей свойства).После адсорбции вирионы проникают внутрь путем эндоцитоза (виропексиса) или в результате слияния вирусной и клеточной мембран. Образующиеся вакуоли, содержащие целые вирионы или их внутренние компоненты, попадают в лизосомы, в которых осуществляется депротеинизация, т. е. "раздевание" вируса, в результате чего вирусные белки разрушаются. Освобожденные от белков нуклеиновые кислоты вирусов проникают по клеточным каналам в ядро клетки или остаются в цитоплазме.Нуклеиновые кислоты вирусов реализуют генетическую программу по созданию вирусного потомства и определяют наследственные свойства вирусов. С помощью специальных ферментов (полимераз) снимаются копии с родительской нуклеиновой кислоты (происходит репликация), а также синтезируются информационные РНК, которые соединяются с рибосомами и осуществляют синтез дочерних вирусных белков (трансляцию).После того как в зараженной клетке накопится достаточное количество компонентов вируса, начинается сборка вирионов потомства. Процесс этот происходит обычно вблизи клеточных мембран, которые иногда принимают в нем непосредственное участие. В составе вновь образованных вирионов часто обнаруживаются вещества, характерные для клетки, в которой размножается вирус. В таких случаях заключительный этап формирования вирионов представляет собой обволакивание их слоем клеточной мембраны.Последним этапом взаимодействия вирусов с клетками является выход или освобождение из клетки дочерних вирусных частиц. Простые вирусы, лишенные суперкапсида, вызывают деструкцию клетки и попадают в межклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную оболочку, выходят из клетки путем почкования. При этом клетка длительное время сохраняет жизнеспособность. В отдельных случаях вирусы накапливаются в цитоплазме или ядре зараженных клеток, образуя кристаллоподобные скопления - тельца включений. Вирусные инфекции подразделяют на антропонозные, присущие только человеку (например, полиомиелит), и зоонозные, являющиеся болезнями животных, к которым восприимчив также человек (например, бешенство). Выделяют природно-очаговые Вир.инф., наблюдающиеся только в их природных очагах, существование которых обусловлено поддержанием вируса в природе независимо от человека. Возбудители большинства этих болезней передаются человеку и животным кровососущими насекомыми — клещами, комарами, москитами. Инфицируя человека, вирусы могут поражать различные органы и системы, и по этому признаку их удобно разделять на кишечные (например, ротавирусы), респираторные (например, вирус гриппа), поражающие ц.н.с. (например, вирусы энцефалитов), внутренние органы (например, вирусы гепатитов), кожу и слизистые оболочки (например, вирус ветряной оспы), сосудистую систему (например, вирусы геморрагических лихорадок), иммунную систему (например, вирус иммунного дефицита человека, вызывающий ВИЧ-инфекцию.

102.Особенности противовирусного иммунитета. Интерфероны, мех-мы дей-ия.

103. Вирусы гриппа, парагриппа. Св-ва. Изменчивость вируса, ее эпидемическое значение, особенности иммунитета. Принципы для специфического лечения и профилактики.Вир.гриппа-РНК сод.вирус,относится к сем.Ортомиксовируса. Им-т округлую форму. В сост. оболочки вир. Гриппавход.геммаглютинины и нейраминидаза. Вир. Гриппа подразд. На3 типа:АВС. Они сод-т 2 антигена:S антиген связан с нуклеокапсидом-общ.для всех типов и V антиген-геммаглютенин, определяющий типы и штаммоспецифичность. Вирус гриппа, вызываетаглютинацию эритроцитов у более 20 видов животных. Вирус гриппа обладает общими антигенами с изоантигенами эритроцитов человека. Это обуславл. Неспособность нек-х людей продуцировать против него антитела. Вир гриппа хор.размн.в амниотической и аллантоической оболочках куриных эмбрионов. Вир.В активно репродуцир.в клудьтурах почек обезьян, при комнt°иннактивир-яс ч/з неск-ко часов, нагревание до 65° погибает в течении 5-10 мин. Чуствителен к высушиванию, бычтро разрушается в кислой и щелочной среде по дей-м УФО-луч, эфиров, хлораминов. Вир.гриппа передается возд.кап. путем при чихании и кашле, разговоре.Он вызыв.ч/з опред эпидемию и эндемии. Проникнув в орг.восприимчив.человека ч/з носоглотку, вир.гриппа внедряется в кл.поверхн.эпителия,сл.обл.верхн.дых. путей. Важн. Ролдь в развитии заб-ия пренадл.интоксикации,к-ая развив. в рез-те всасыв.в кровь вируса и его токсичн.белков. Постинфекционный иммунететобусл.антителами АТ к гемагглютинину и нейраминидазе,к-ые быстр.образ.в выс.титрах больных гриппом. Он носит типа и штаммоспецифический хар-р и обеспеч.невосприимч.людей к вирусу. Если тип А-в теч 1-2 лет, В-3-5 лет, С-пожизненно.Профилактика:Иммунизация: д/я акт.иммунизации примен.живые и инактив-ые вакцины, при вакцинации иннактивир-ой вакц.эффект. 60-70%. Для пассивной профилактики примен.противогрипозные Igчел-ка(из крови доноров иммунизир.гриппозн.вакциной). Для профилактики и купирования симптомов применяют производные аммантадина(ремантадин). Симпт.профил-ка-интерфероон.Лечение: Иммуно-стимулирующие препараты(витамина С); Противовирусные препараты(Существуют два класса препаратов: ингибиторы нейраминидазы и ингибиторы M2 (производные адамантана); Симптоматическое лечение: для облегчения носового дыхания действенны нафтизин, санорин, галазолин.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Основы классификации вирусов.

• Маленькие 15-100 нм. (вирус полиомиелита)

• Средние 100-300 нм.

• Большие 300-350 нм. (вирус натуральной оспы)

• Палочковидные (вирус табачной мозаики)

• Пулеобразные (вирус бешенства)

• Шаровидные (вирус полиомиелита)

• В виде сперматозоидов (бактериофаги)

• Простые – безоболочечные (вирус гепатита А)

• Сложные- оболочечные (вирус гриппа)

• Спиральные (вирус гриппа)

• Икосаэдрические (вирус герпеса)

5. По нуклеиновой кислоте:

4. По способу размножения;

5. По способу передачи вирусов;

6. По географическому расположению;

8. По антигенным свойствам;

Интеграция вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном.

Данный путь взаимодействия между вирусом и клеткой не одинаков для ДНК- и РНК-содержащих вирусов. В первом случае вирусная ДНК в кольцевой форме интегрирует в клеточный геном. При этом место интеграции определяется гомологичными нуклеотидными последовательностями ДНК клетки. Это происходи при участии ряда ферментов: рестриктаз, эндонуклеаз, лигаз. Вирус, интегрированный в клеточный геном, называют провирусом. Репликация провируса пропорционально делению клетки. При этом каждая дочерняя клетка получает копию провирусного генома.

В случае РНК-содержащих вирусов включение РНК в клеточный геном происходит путем обратной транскрипции. Механизм обратной транскрипции:

1) образование ДНК-транскрипта на матрице РНК при участии обратной транскриптазы. Этот транскрипт представляет собой одну нить ДНК, являющуюся матрицей для образования второй нити.

2) Образование второй нити ДНК.

3) Двунитевой ДНК-транскрипт замыкается в кольцо и встраивается в клеточный геном. Данный процесс объединения вирусной нуклеиновой кислоты с хромосомой клетки хозяина называется вирогенией.

Молекулярно-генетическая организация вирусов.

Вирусы – мельчайшие микробы, не имеющие клеточного строения, состоящие из ДНК или РНК – генома, окруженного белками.

Для вирусов характерно наличие структурных и не структурных белков. Структурные белки обуславливают строение вирусов, а не структурные участвуют в репродукции вирусов.

Простые вирусы: нуклеиновая кислота + структурные белки (т.е. капсид) = нуклеокапсид. У простых вирусов капсид участвует в прикреплении к клетке хозяину.

Сложные вирусы: нуклеокапсид + суперкапсид ( двойная липопротеиновая оболочка). Суперкапсид образуется при почковании вириона через мембрану клетки. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы. Рецепторные белки, обуславливающие специфическое взаимодействие с клеткой, антигенные и иммуногенные свойства вирусов.

Типы вирусных инфекций.

1)По пермиссивности чувствительных клеток:

А) Продуктивная вирусная инфекция с образованием дочерних популяций и характерными клиническими проявлениями возможна лишь при наличии в заражённом организме чувствительных клеток, в которых осуществляется репродуктивный цикл возбудителя. Например, возбудитель полиомиелита может реплицировать только в клетках ЖКТ и ЦНС приматов и человека.

Б) Абортивная инфекция развивается при проникновении возбудителя в нечувствительные клетки (например, при попадании вируса лейкоза коров в организм человека) либо в клетки, не способные обеспечить полный репродуктивный цикл (например, находящиеся в стадии клеточного цикла G0), а так же если данный вирус дефектный. Способность клеток оказывает противовирусный эффект против самых различных вирусов.

2) По длительности взаимодействия:

Б) Персистирующая вирусная инфекция возникает при таком взаимодействии между вирусом и заражённой клеткой, когда в последней продолжается выполнение собственных клеточных функций. Если заражённые клетки делятся, образуется инфицированный клон. Таким образом, увеличение числа заражённых клеток способствует увеличению общей популяции возбудителя в организме. Тем не менее персистирующие вирусные инфекции обычно нарушают функции клеток, что в конце концов приводит к клиническим проявлениям. Делится на вирусоносительство, латентную, хроническую и медленную.

3)По распространенности: очаговые и генерализованные.

Взаимодействие вируса с клеткой хозяина (стадии).

Выделяют следующие стадии взаимодействия вируса клеткой:

1. Адсорбция вириона на клеточной мембране. Специфическое взаимодействие за счет рецепторов.

2. Проникновение вириона в клетку

3. Раздевание и высвобождение вирусного генома – депротеинезация.

4. Синтез вирусных компонентов

5. Сборка вирус. Соединение нуклеиновой кислоты и капсидных белков.

6. Выход вирусного потомства из клетки.

Вирионы, вироиды, прионы.

Вирион – полностью формированная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Хранит и переносит генетический материал вируса от одной клетки к другой. Внеклеточная покоящаяся форма.

Вироиды – небольшие молекулы кольцевой, суперспирализованной РНК, не содержащие белок и вызывающие заболевания растений.

Прионы – белковые инфекционные агенты, не содержащие нуклеиновых кислот и вызывающие ряд заболеваний НС и человека и животных.

Основы гемагглютинации и гемадсорбции при вирусных инфекциях.

Гамадсорбция обусловлена специфическим взаимодействием рецепторов вируса с гликопротеином, в состав которого входит сиаловая кислота и который является компонентом мембраны эритроцитов. Например, у вируса гриппа существует белок на поверхности оболочки – гемагглютинин. Этот фермент имеет сродство к мукопротеидным рецепторам клеток, то есть он с ними реагирует и вирус адсорбируется на поверхности чувствительных клеток. Такие рецепторы есть на поверхности эритроцитов. Вслед за гемадсорбцией вируса следует гемагглютинация, т.е. склеивание эритроцитов. Данные свойства некоторых вирусов позволили проводить их диагностику с помощью следующих реакций: РГА, РТГА.

Основные свойства вирусов.

1. Ультрамикроскопические размеры

3. Неклеточное строение

4. Облигатные внутриклеточные паразиты

5. Не размножаются на пит. Средах

6. Дизъюктивный способ размножения

8. Не имеют белоксинтезирующих систем

9. Содержат либо РНК или ДНК

10. Автономная генетическая структура

11. Специфичность и иммуногенность

Химический состав вирионов. Вирусная ДНК и РНК.

Различают РНК и ДНК содержащие вирусы, которые гаплоидны. Диплоидный геном имеют только ретровирусы. Геном вирусов содержит от 6 до 200 генов и представлен различными видами нуклеиновых кислот: однонитевыми, двунитевыми, линейными, кольцевыми и фрагментированными.

РНК содержащие вирусы: + нить РНК и – нить РНК (полярность РНК).

+ нить выполняет следующие функции: наследственная (геномная), иРНК или матричная РНК. Она является матрицей для синтеза белка на рибосомах инфицированной клетки. Является инфекционной, при введении в клетку вызывает инфекционный процесс.

- нить выполняет только наследственную функцию, для синтеза белка на – нити РНК синтезируется комплементарная ей нить.

Для вирусов характерно наличие структурных и не структурных белков. Структурные белки обуславливают строение вирусов, а не структурные участвуют в репродукции вирусов.

Внутриклеточные включения вирусного происхождения. Методы их обнаружения.

Внутриклеточные включения иногда формируются в результате вирусной репликации в клетке. Они видимы при световой микроскопии и представляют собой прямое доказательство присутствия инфекции. Они составлены или из собранных вирусных частиц или остатков вирусного синтеза нуклеиновой кислоты. Внутриклеточные включения выявляются или в ядре, или в цитоплазме и могут быть использованы при диагностике определенных вирусных заболеваний. Окраска по Романовскому- Гимзе.

• Герпес: эозинофильные большие внутриядерные включения, окруженные светлым ободком.

• Вирус натуральной оспы: большие, зернистые, округлые эозинофильные цитоплазматические включения (тельца Гарньери).

• Вирус бешенства : Округлые, эозинофильные цитоплазматические включения (тельца Негри).

• Вирус гепатита В : Цитоплазма в виде матового стекла

• Вирус кори: Маленькие эозинофильные внутриядерные включения.

Внутриклеточные включения формируются в заражённых вирусом клетках — это места синтеза и сборки вирусных структур. Они являются продуктами взаимосодействия вируса и клетки. Внутриклеточные включения могут быть в цитоплазме и в ядрах зараженных вирусом клетках. По форме включения могут быть округлыми, кристаллоподобными, в виде тяжей и т.п. Для идентификации внутриклеточных включений (принадлежности к тому или другому вирусу) часто используют различные серологические реакции (РИФ, ИФА, РИА, ПЦР, метод молекулярной гибридизации, метод иммуноэлектронной микроскопии и др.).

2. Вирусологическая диагностика, включающая накопление вируса в живых системах (куриный эмбрион, лабораторное животное и различные культуры клеток), индикацию накопленного вируса в живых системах и идентификацию выделенного вируса с помощью серологический реакций, позволяющих установить антигенную структуру выделенного вируса.

Вирусы обладают тропизмом к определённой ткани организма и поэтому в одних клетках репродукция вируса сопровождается гибелью клетки (очаговую мелкозернистую деструкцию вызывают вирусы гриппа, клещевого энцефалита, а гроздевидную дегенерацию - аденовирусы) — цитопатическим действием (ЦПД), а в других клетках вирус репродуцируется, а гибели клеток не наблюдается. Поэтому, в первом случае, индикация вируса проводится по ЦПД, бляшкообразующей активности (способность вируса разрушать клетки под слоем агара или на поверхности хорионаллантоисной оболочки куриного эмбриона) или гибели лабораторного животного. Во втором случае, наличие вируса определяют по выявлению поверхностного гемагглютинирующего антигена вируса. Для этого исследуют аллантоисную жидкость куриного эмбриона, культуральную жидкость (питательная среда для роста клеток, в которые был внесён для накопления вирус) и т.п. Гемагглютинирующий антиген вируса определяют с помощью постановки реакции гемагглютинации (РГА). Если вирус не разрушает клетки, но репродукция его происходит, то репродукцию вируса определяют по феномену гемадсорбции — клетки, продуцирующие вирус клетки адсорбируют на своей поверхности эритроциты крови различных лабораторных животных. Идентификацию выделенного вируса проводят на основании выявления антигенной структуры выделенного вируса. Для этого используют антитела к различным антигенам вируса и ставят серологические реакции: РСК, РТГА, РН (реакция нейтрализации), РП, РПНА (реакция подавления нейраминидазной активности вируса), ИФА, РИА и др.

3. Серодиагностика — постановка диагноза заболевания на основании иммунобиологической перестройки в организме. Для этого используются различные серологические реакции, позволяющие выявить в крови больных людей или реконвалесцентов циркуляцию различных классов иммуноглобулинов к определённым антигенам вирусной частицы.

При проведении серодиагностики определяют суммарные иммуноглобулины. В этом случае кровь больного (реконвалесцента) исследуют в динамике с интервалом 10-14 дней. Для постановки диагноза заболевания необходимо, чтобы концентрация антител в крови возросла не менее, чем в 4 раза. Кроме этого в крови определяют различные классы иммуноглобулинов к антигенам вирусных частиц. В этом случае используют обычно однократное исследование сыворотки крови больного.

Серодиагностика при гриппе имеет ретроспективное значение и предназначена для подтверждения результатов вирусологических исследований с целью решения вопроса о выборе вакцинного препарата для иммунизации угрожаемых контингентов населения. Определяют подтип вируса гриппа, вызвавшего эпидемию или пандемию.

Достоверное нарастание титров антител к вирусам гриппа отмечается на 2-3 неделе после перенесённого заболевания. В РСК парные сыворотки исследуют одновременно с вирусами трех типов. РСК более чувствительна, чем РТГА, и позволяет диагностировать грипп в очагах до 90% случаев.

РТГА применяется для определения подтипа штамма вируса гриппа, тип которого был определен в РСК. РН применяют в основном для установления штаммовой принадлежности вируса гриппа.

В последнее время для серодиагностики гриппа и др. вирусных инфекций применяют метод непрямой иммунофлюоресценции, позволяющий выявить и титровать специфические противовирусные антитела в сыворотках людей и ставить диагноз в 75% случаев.

РПНА (реакция подавления нейраминидазной активности) используется для идентификации новых штаммов вирусов гриппа. Для изучения антигенной структуры вирусов гриппа используют реакцию иммуноадсорбции, метод радиоиммунного анализа и иммуноэнзимный метод.

Для диагностики парагриппозной инфекции ставят РТГА с 4 антигенами (типовыми) парагриппозных вирусов. В реакции используют эритроциты морских свинок.

Серодиагностика аденовирусных заболеваний проводится на основании нарастания титра антител в парных сыворотках больных и реконвалесцентов. Применяется реакция нейтрализации вируса в культуре клеток, РСК, РТГА. Комплементсвязывающие антитела появляются с 10-15 дня болезни, носят группоспецифический характер и сохраняются несколько лет. Эту реакцию сложно использовать для выявления свежих случаев заболевания, т.к. многие люди имеют постоянно высокие титры антител к аденовирусам. Это связано с тем, что все аденовирусы имеют единый комплементсвязывающий антиген. РН и РТГА ставят с эталонными типами аденовирусов. Четырехкратное нарастание типоспецифических антител свидетельствует об установлении типа аденовируса.

Цитопатическое действие вируса (ЦПД), имеет три основных типа:

- кругло- или мелкоклеточная дегенерация;

-образование многоядерных гигантских клеток (симпластов);

- развитие очагов клеточной пролиферации, состоящих из нескольких слоев клеток;

Включения выявляются в окрашенных по Романовскому-Гимза мазках из зараженных клеток. Они бывают эозинофильные и базофильные.

По локализации в клетке различают:

Характерные ядерные включения формируются в клетках, зараженных вирусами герпеса (тельца Каудри), цитомегалии и полиомы, аденовирусами, а цитоплазматические включения - вирусами оспы (тельца Гварниери и Пашена), бешенства (тельца Бабеша-Негри) и другие. По форме, размерам, структуре, отношению к красителям вирусные включения строго специфичны. Например, тельца Гуарниери имеют округлую, серповидную или амебоидную форму диаметром 1-10 мкм, тельца Бабеша-Негри -овальные или эллипсоидные, достигающие 20 мкм, включения реовирусов серповидные, наполовину охватывающие клеточное ядро, коревые включения - в виде почкующихся мелких дрожжей.

Симпласты представлены гигантскими многоядерными клетками (например, клетки Цапка, выявляемые при герпетических поражениях), образующимися в результате модификации ЦПМ лизосомальными ферментами. Реже наблюдают образование синцитиев— больших конгломератов цитоплазмы, содержащих сотни и тысячи ядер связанных между собой клеток. Образование синцитиев обусловлено модификацией ЦПМ поверхностными гликопротеинами и характерно для парамиксовирусов.

49. Взаимодействие вируса с клеткой, способы проникновения, морфогенез и выход вирусов из клетки

Типы взаимодействия вируса с клеткой. Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и ин-тегративный.

Продуктивный тип — завершается обра­зованием нового поколения вирионов и ги­белью (лизисом) зараженных клеток (цитоли-тическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма).

Абортивный тип — не завершается обра­зованием новых вирионов, поскольку инфек­ционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов.

Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация).

Адсорбция. Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбирует­ся на определенных участках клеточной мембраны — так назы­ваемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную хи­мическую природу, представляя собой белки, углеводные ком­поненты белков и липидов, липиды. Число специфических ре­цепторов на поверхности одной клетки колеблется от 10 4 до 10 5 . Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц.

Проникновение в клетку. Существует два способа проникнове­ния вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорб­ции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка кле­точной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, ко­торая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транс­портироваться в любом направлении в разные участки цитоплаз­мы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга.

Биосинтез компонентов вируса. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирус­ные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение ви­русного потомства.

Реализация генетической информации вируса осуществляет­ся в соответствии с процес­сами транскрипции, трансляции и репликации.

Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру:

1. Формирование вирусов является многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм;

2. Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодей­ствии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала форми­руются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа);

3. Формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки;

4. Сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы).

Время, необходимое для осуществления полного цикла реп­родукции вирусов, варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, нату­ральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, адено­вирусы и др.). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репро­дукции.

1. Вирусы, их строение и отличие от других живых систем

2. Основы современной классификации вирусов

3. Внутриклеточные включения

4. Устойчивость вирусов, их очистка и концентрирование

5. культивирование вирусов, их патогенность и вирусологические исследования

6. Развитие вирусологии на современном этапе

Вирусы, их строение и отличие от других живых систем

Вирусология — учение о вирусах. Этим микроорганизмам присущ строгий внутриклеточный паразитизм, осуществляемый на молекулярно-генетическом уровне. Многие вирусные болезни животных (ящур, чума крупного рогатого скота, классическая и африканская чума свиней, оспа овец, ньюкаслская болезнь и ряд других) представляют большую опасность и приносят значительный экономический ущерб. Вирусы обладают свойствами, отличающими их от других микроорганизмов — они очень малы, способны проходить через бактериальные фильтры, не культивируются на искусственных питательных средах. Для вирусов характерны две формы существования: внеклеточная (вирион), или покоящаяся, и внутриклеточная (вегетативная), или размножающаяся (комплекс вирус — клетка). Вирусы, как и все живое на Земле содержат нуклеиновую кислоту, белок; обладают способностью воспроизводить себе подобных, подвержены изменчивости, но по строению, химическому составу и способу размножаться отличаются от других форм.

Вирусы – это внеклеточная форма жизни, обладающая собственным геномом и способностью воспроизводиться только в живых клетках. По содержанию нуклеиновых кислот вирусы отличаются от живых систем, тем, что у них одна кислота (РНК или ДНК), а у других организмов их две. Число белковых молекул в вирусных белках самое разнообразное, но оно всегда больше, чем у белков высших организмов. Вирусы воспроизводят себе подобных в огромном количестве и своеобразным способом – репродукцией – так как здесь копируются молекулы нуклеиновой кислоты и по их генетической информации синтезируются вирусные белки. Репликацию нуклеиновых кислот осуществляют ферменты – они из клеточных нуклеотидов строят полинуклеотидные цепи новых молекул нуклеиновых кислот вирусов. Являясь неклеточной формой жизни, вирусы тем не менее имеют корпускулярную структуру и определенную для каждого вида морфологию. Величина вирусов варьирует в широких пределах: возбудитель ящура имеет величину до 30 нм, вирус коровьей оспы — около 200 нм. Определение величины вируса достигается фильтрацией через фильтры с известной величиной пор, центрифугированием в скоростных центрифугах, что позволяет по скорости оседания судить о величине частиц, и наконец, исследованием в электронном микроскопе. Инфекционные единицы вирусов называют вирионами. Каждый вирион состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной оболочками. Белковую оболочку называют капсидом. Структура, состоящая из нуклеиновой кислоты и окружающего ее капсида, именуется нуклеокапсидом. Различают два типа симметрии строения капсида: кубический и спиральный. У некоторых вирусов капсиды окружены второй липо - или гликопротеидной оболочкой. У отдельных вирусов выявлено наличие собственных ферментов. Нуклеиновая кислота несет в себе наследственные признаки, она непосредственно участвует в синтезе белка и, кроме того, является фактором инфекционности вируса, а белок обеспечивает антигенную специфичность и стимулирует образование антител.

Современная классификация – универсальная. Она основана на фундаментальных свойствах вирусов, из которых ведущими являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту, морфологию вирусов, стратегию вирусного генома и антигенные свойства. Стратегия вирусного генома – это используемый вирусом способ репродукции, обусловленный вирусным геномом.

Так как по своим свойствам вирусы отличаются от других микроорганизмов, то по современной классификации они выделены в самостоятельную группу – царство или тип VIRA. Классификация вирусов предусматривает следующие таксономические группы: вид, род, семейство, класс, отряд, тип.

Номенклатура вирусов также является международной и универсальной. Всем вирусам присвоены латинские названия. Названия семейств принимают окончание viridae, родов – virus. Научные названия вирусов пишутся с заглавной буквы и состоят из двух латинских слов, означающих род (стоит на первом месте и пишется с прописной буквы) и вид (стоит на втором месте и пишется со строчной буквы).

Все вирусы, в зависимости от того, кого они поражают, подразделяются на следующие группы:

Ø вирусы позвоночных (человека, животных, птиц)

Ø вирусы растений

Ø вирусы простейших (микроорганизмов)

Ø вирусы беспозвоночных (насекомых)

Современная классификация охватывает более 80% известных вирусов. В основу современной классификации положено:

Ø Тип нуклеиновой кислоты и ее структура.

Ø Наличие второй липопротеидной оболочки.

Ø Размер и морфология вириона.

Ø Стратегия вирусного генома.

Ø Тип симметрии капсомеров.

Ø Число капсомеров в капсиде.

Ø Генетические взаимодействия.

Ø Круг восприимчивых хозяев.

Ø Географическое распространение.

Ø Способ передачи.

Ø Антигенные свойства.

Ø Чувствительность вирионов к органическим растворителям.

Ø Место репродукции вирионов.

Ø Способность агглютинировать эритроциты

Внутриклеточные включения

При ряде вирусных болезней (оспа, бешенство) обнаруживают внутриклеточные тельца-включения (элементарные тельца). При применении особых методов окраски (по Морозову, по Романовскому — Гимзе и др.) их удается увидеть в световом микроскопе. Включения могут располагаться в цитоплазме клеток и ядре. По составу они разнообразны, но в большинстве своем состоят из вирусных частиц.

Обнаружение телец-включений при ряде инфекционных болезней (например, при бешенстве) имеет диагностическое значение.

Внутриклеточные включения – это вирусный материал и реакция клетки на вирусный материал.

1. По локализации в клетке включения делятся:

2. По составу нуклеиновой кислоты:

3. По тинкториальным свойствам:

4. По гомогенности:

Цитоплазматические включения обнаруживаются в клетке при размножении в них крупных вирусов (оспа, бешенство). Они представлены в виде округлых, овальных или неправильной формы образований с диаметром от 1-2 до 20-30 мкм. В пораженной клетке может быть несколько включений. Чаще включения прилегают к ядру, несколько смещая его, или вообще окружают ядро и для каждого цитоплазматического включения характерна гомогенная структура.

Ядерные включения встречаются при заражении крупными и мелкими вирусами, причем ядерные включения отличаются от ядрышка своими тинкториальными свойствами.

Влияние возраста животного: у молодых включения встречаются чаще, у взрослых – реже.

Очистка и концентрирование вирусов достигается путем фильтрации через специальные фильтры с использованием синтетических смол и полимерных материалов, а также путем ультраскоростного центрифугирования. Эти методы позволяют также выделить отдельные компоненты (фракции) вирусов.

Устойчивость вирусов к воздействию факторов внешней среды и разного рода физическим факторам и химическим веществам различна и зависит от строения и химического состава вирусов, наличия защитных оболочек, от среды, в которой находится вирус. Степень устойчивости соответствует механизму передачи вируса. Наиболее устойчивы вирусы, которые передаются алиментарным путем (классическая чума свиней, ящур) или через наружные покровы (контагиозный пустулезный дерматит овец и коз). Менее устойчивы вирусы, передающиеся воздушно-капельным (респираторным) или трансмиссивным путем.

У вирусов есть две формы существования. При вегетативной форме вирус тесно связан с клеткой и его сохранность полностью зависит от клетки. Этот процесс неполно изучен.

Устойчивость вирионов изучена хорошо. В защите от факторов внешней среды основную роль выполняет белковая оболочка – капсид. И так как он у разных вирусов устроен по-разному, то и устойчивость разная (вирусы, имеющие в капсиде липиды быстро инактивируются жирорастворителями, а если их нет, то к жирорастворителям они не чувствительны).

Устойчивость вирусов имеет большое практическое значение. Способность вирусов погибать при действии одних факторов и сохраняться под действием других – широко используется при изготовлении инактивированных вакцин, консервировании вакцин.

При вирусных болезнях в организме животного идет интенсивное размножение вируса. В процессе болезни часть вирусов гибнет в организме, а часть выделяется во внешнюю среду и может сохраняться там и являться источником инфекции.

Культивирование вирусов, их патогенность и вирусологические исследования

Культивирование вирусов. Для размножения вирусов необходимо наличие живых, чувствительных к нему клеток. Поэтому культивирование вирусов осуществляют в организме восприимчивых животных, в клетках куриных эмбрионов и клетках культур тканей.

К использованию естественно восприимчивых животных для культивирования вирусов прибегают в настоящее время редко.

Чаще используют более прогрессивные методы. В клетках куриных эмбрионов культивируют вирусы коровьей оспы, оспы-дифтерита птиц, инфекционного ларинготрахеита, ньюкаслской болезни, чумы плотоядных.

Внедрение в практику вирусологических исследований метода культур клеток сыграло огромную роль в дальнейшем развитии вирусологии. Различают два типа клеточных культур: 1) клетки культур переживающих тканей (первично трипсинизированные) получают путем механического (измельчение) и ферментативного (трипсинизация) расщепления тканей из почек животных, плаценты, сердца, куриных эмбрионов (фибробласты куриного эмбриона); 2) клетки культур растущих тканей (перевиваемые) получают чаще всего из злокачественных опухолей. Используют также культуры диплоидных клеток, которые неопасны в канцерогенном отношении.

Выращивание культур клеток чаще производят в однослойных (монослойных) культурах. В этом случае клетки, внесенные в стеклянный сосуд, прикрепляются к одной из его стенок, образуя слой толщиной в одну клетку. Модификацией этого метода является выращивание культур клеток во вращающихся сосудах (роллерный метод), на пластинках, помещенных в сосуд, на микроносителе (гранулы полимерных материалов, на поверхности которых также образуется монослой клеток). Большинство вирусов по мере роста в однослойных культурах вызывают дегенерацию и гибель клеток, что называют цитопатогенным действием (ЦПД). Таким свойством обладают вирусы ящура, ньюкаслской болезни. Специфичность ЦПД устанавливают с помощью реакции нейтрализации со специфической сывороткой. Однако имеются вирусы, которые размножаются без проявления ЦПД (например, вирус классической чумы свиней). Существует также метод глубинного выращивания вирусов, при котором клетки находятся во взвешенном состоянии (в перемешиваемых суспензиях). Рост культур клеток и размножение вирусов происходят в питательных средах, содержащих аминокислоты, витамины, соли, глюкозу, сыворотку и другие вещества.

Патогенное действие вирусов на организм животного связано с поражением чувствительных клеток. Это сопровождается местными и общими реакциями. На месте размножения вируса наблюдают распад клеток (например, слущивание эпителия), что зачастую сопровождается внедрением бактериальной флоры и накоплением различных токсических веществ, всасывание которых приводит к повышению температуры тела, нарушению обмена веществ. Специфичность действия вирусов связана с избирательным поражением определенных органов и тканей — тропизмом.

Вирус ящура, например, поражает в основном эпителиальные ткани, а бешенство — нервную ткань.

Общие реакции проявляются прежде всего повышением температуры тела, угнетением, отказом от корма. Отмечают также изменения форменных элементов и состава крови, образование антител, появление других клинических реакций (нарушение деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем), возникновение патологоанатомических изменений (воспалительные процессы лимфоидной ткани и др.).

Установлена возможность длительного вирусоносительства. Примером может служить вирус герпеса, патогенное действие которого проявляется лишь на фоне ослабления резистентности организма.

Некоторые вирусы (вирус классической чумы свиней) могут также длительно находиться в организме переболевшего животного.

Вирусологическое исследование — комплекс лабораторных исследований (биологических, морфологических, серологических), направленных на распознавание этиологии вирусной болезни, выделение и изучение ее возбудителя, а также на обнаружение в крови больных и переболевших животных специфических антител.

Возможность выделения вируса зависит от правильности взятия и хранения материала. В зависимости от характера болезни вирус выделяют путем заражения лабораторных или сельскохозяйственных животных, развивающихся куриных эмбрионов или культуры тканей. С целью дальнейшего изучения вирусы культивируют на чувствительных объектах. Изучают биологические свойства выделенного вируса: устойчивость к воздействию разных температур, красителей, лучистой энергии, рН среды, течение болезни у лабораторных животных. В РСК, реакциях нейтрализации, иммунофлуоресценции, гемагглютинации и задержки гемагглютинации, преципитации и др. определяют антигенные свойства выделенного вируса. Некоторые из этих реакций используют и для определения наличия антител в крови животных по заведомо известному вирусному антигену. По комплексу признаков, присущих выделенному вирусу, производят его идентификацию, то есть устанавливают принадлежность к определенному виду. Совокупность данных эпизоотологических, клинических, патологоморфологических, вирусологических и серологических исследований позволяет поставить диагноз при возникновении болезни вирусной этиологии.

Развитие вирусологии на современном этапе

Причины интенсивного развития вирусологии в последние годы:

1. Вирусные болезни занимают ведущее место, охватывают большое количество людей, животных и встречаются в 6-7 раз чаще, чем бактериальные болезни.

2. Против вирусных болезней не разработаны хорошие биологические препараты.

3. В последние годы получила признание вирусная теория происхождения опухолей (Зильбер). 150 видов вирусов могут вызвать опухоль.

4. Вирусы – это независимая категория жизни. Они очень просто устроены и могут применяться как биологическая модель в генетике, в генной иммунологии, в изучении роли нуклеиновых кислот, белков.

Более 40 лет назад родилась генная инженерия (планирование) – можно конструировать новые живые системы.

5. В последние годы среди молодняка животных получили широкое распространение пневмоэнтериты. В появлении вспышек этих заболеваний тесно взаимодействуют инфекционныен вирусы и стрессовые факторы, причем вирусы действуют не в одиночку, а в сочетании с другими вирусами, микробами.

6. Установлено, что вирусы являются одной из причин внутриутробных патологий

7. Вирусы можно использовать в борьбе с насекомыми, с вредителями сельскохозяйственных культур.