2. Вирусы – наиболее многочисленные и генетически разнообразные организмы на Земле. Они распространены повсеместно (убиквитарны) и поражают все живые существа. Вирусы являются неклеточными формами жизни, способными размножаться в клетках прокариот (безъядерные организмы) и эукариот (ядерные организмы), используя их биосинтетический аппарат. Вирион (вирусная частица) – это покоящаяся стадия жизненного цикла вируса. Основная активная стадия жизни вируса проходит в зараженной клетке. Вне клетки вирусы не проявляют признаки живого – мертвые Жизненный цикл вирусов включает следующие этапы 1. Адсорбция вирусов на мембране клетки (рецепция вируса). 2. Проникновение вируса в клетку. 3. Депротеинизация (освобождение вирусной нуклеиновой кислоты). 4. Синтез компонентов вирусов (вирусных нуклеиновых кислот и вирусных структурных белков). 5. Формирование (сборка) зрелых дочерних вирионов. 6. Выход дочерних вирионов из клетки Вироиды. Данные агенты были иденфецированы как возбудители опасных заболеваний культурных растений, в результате которых они приносят довольно существенный экономический ущерб. Вироид можно рассматривать как вирусоподобную инфекционную частицу, состоящую из однонитевой, ковалентно замкнутой кольцевой молекулы РНК. Вироиды обладают последовательностями, напоминающие окончания подвижных генетических элементов. Этот факт явился основанием полагать, что они произошли от транспозирующихся элементов Прионы. то частица небольших размеров, сопостовима с размерами вируса, являющимися возбудителями ряда дегенеративных поражений нервной системы млекопитающих, и говорят, что и у кур тоже. Агенты эти первоначально описывались как возбудители медленно текущих вирусных инфекций, как slow virusis – медленные вирусы. Однако в последующем было показано, что от вирусов они отличаются абсолютным отсутствием нуклеиновых кислот – ни РНК, ни ДНК – в прионах не обнаруживается. 3. -Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, ВИЧ), в виде сперматозоида (многие бактериофаги). Различают просто устроенные и сложно устроенные вирусы. Размеры вирусов определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор, методом ультрацентрифугирования. Одним из самых мелких вирусов является вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным — натуральной оспы (около 350 нм). -Простые, или безоболочечные, вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, называемой капсидом. Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц — капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом, образуя нуклеокапсид. Сложные, или оболочечные, вирусы снаружи капсида окружены липопротеиновой оболочкой (суперкапсидом, или пеплосом). Эта оболочка является производной структурой от мембран вирусинфицированной клетки. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики (пепломеры). Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный М-белок. Капсид и суперкапсид защищают вирионы от влияния окру¬жающей среды, обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные и иммуногенные свойства вирионов. Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной. -различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом. Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию. В геноме вирусов кодируются две группы белков: структурные, входящие в состав вирионов потомства, и неструктурные, участвующие в репродукции вируса на разных этапах, но не входящие в состав вирионов (белки-предшественники, ферменты). Неструктурные белки менее изучены. Это предшественники вирусных белков, которые существуют в зараженной клетке очень непродолжительное время, а затем нарезаются; ферменты синтеза нуклеиновых кислот – РНКи ДНК-полимеразы; регуляторы стадий репродукции вирусов; ферменты, модифицирующие белки; ингибиторы клеточного биосинтеза; индукторы разрушения клеток. - Жизненный цикл вирусов включает следующие этапы 1. Адсорбция вирусов на мембране клетки (рецепция вируса). 2. Проникновение вируса в клетку. 3. Депротеинизация (освобождение вирусной нуклеиновой кислоты). 4. Синтез компонентов вирусов (вирусных нуклеиновых кислот и вирусных структурных белков). 5. Формирование (сборка) зрелых дочерних вирионов. 6. Выход дочерних вирионов из клетки По тропизму вирусы подразделяются на: Пантропные (поражают различные ткани организма – чума свиней) Нейротропные (поражающие центральную нервную систему – энцефалит) Дерматотропные (вызывают поражение кожи – вирус оспы) Эпителиотропные (вирус Ящура в эпителиальных тканях) Пневмотромные (поражают верхние дыхательные пути) Гематотропные (поражают клетки крови - вирус лейкоза) Формы вирусной инфекции Вирусные инфекции можно разделить на две большие группы: 1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией, и 2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции, и вирус достигает чувствительных тканей, формируя вторичные очаги инфекции. 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). Способность клеток к поддержанию вирусспецифических репродуктивных процессов также подавляет ИФН, противовирусный эффект которого направлен против самых различных вирусов. Латентная (скрытая) вирусная инфекция. В то время как персистирующие инфекции сопровождаются постоянным высвобождением дочерних вирусных популяций, при латентных поражениях они образуются спорадически. Репродуктивный цикл подобных возбудителей резко замедляется на поздних стадиях и активируется под влиянием различных факторов. Латентные инфекции характерны для большинства герпесвирусов, вызывающих рецидивирующие и обычно не прогрессирующие заболевания. 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 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. вирогения, не приводит к гибели клетки. Нуклеиновая кислота вируса встраивается в геном клетки-хозяина и в последующем функционирует как его составная часть. Наиболее яркие примеры подобного взаимодействия — лизогения бактерий и вирусная трансформация клеток. Вирусный канцерогенез — индукция злокачественных опухолей вирусами (онкогенными вирусами) 4. В силу своих особенностей вирусы выделены в отдельное надцарство Vira, в котором по типу нуклеиновой кислоты различают рибовирусы и дезоксирибовирусы По строению различают два типа вирусных частиц – простые и сложные. В составе простых вирионов есть ДНК или РНК и белки. У сложных в суперкапсиде содержатся липиды, полисахариды. Различают 3 типа симметрии: 1) спиральный, когда капсомеры укладываются по спирали – винтообразная структура нуклеокапсида; 2) кубический (икосаэдрический), когда капсомеры укладываются по граням многогранника (12-20-гранника) – в основе лежит фигура икосаэдра (20-гранника). В зависимости от типа перегруппировки и числа субъединиц число капсомеров будет равным 30, 20, или 12. Вирионы со сложным капсидом, построенным более чем из 60 капсомеров, содержат группы из 5 субъединиц – пентамеры, или из 6 субъединиц – гексамеры; 3) смешанный тип симметрии (у бактериофагов) Сложные вирусы имеют внешнюю оболочку – суперкапсид, расположенную поверх капсида. В состав суперкапсида входит внутренний белковый слой – М-белок, затем более объемный слой липидов и углеводов, извлеченных из клеточных мембран клетки хозяина. Вирусспецифические гликопротеиды проникают внутрь суперкапсида, образуя фигурные выпячивания (шипы, фибры), которые выполняют рецепторную функцию. Размеры вирионов различных вирусов варьируют в широких пределах: от 15—18 до 300—400 нм. Они имеют разнообразную форму: палочковидную, нитевидную, сферическую, форму параллелепипеда, сперматозоидную. Размеры вирусов определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор, методом ультрацентрифугирования. Одним из самых мелких вирусов является вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным — натуральной оспы (около 350 нм). По тропизму вирусы подразделяются на: Пантропные (поражают различные ткани организма – чума свиней) Нейротропные (поражающие центральную нервную систему – энцефалит) Дерматотропные (вызывают поражение кожи – вирус оспы) Эпителиотропные (вирус Ящура в эпителиальных тканях) Пневмотромные (поражают верхние дыхательные пути) Гематотропные (поражают клетки крови - вирус лейкоза) Аг вируса Структурные – антигены собственных структур вируса: S- антигены – нуклеопротеиды капсида; V-антигены – поверхностные антигены сложноустроенных вирусов, представленные гемагглютининами, нейроминидазой и F-белком суперкапсида. Неструктурные – антигены, не входящие в состав вируса, а образующиеся в инфицированных клетках на различных этапах репродукции вируса. В начальном периоде классификация вирусов основывалась на группировке их по хозяевам: вирусы человека, животных, растений. Пути передачи вирусных инфекций – воздушно-капельный, контактный, алиментарный, трансмиссивный. 5. В лабораторной диагностике вирусных инфекций имеются три основных подхода (табл. 1, табл. 2): 1) непосредственное исследование материала на наличие вирусного антигена или нуклеиновых кислот; 2) изоляция и идентификация вируса из клинического материала; 3) серологическая диагностика, основанная на установлении значительного прироста вирусных антител в течение болезни. методы диагностики клинического материала Электронная микроскопия (ЭМ). С помощью этого метода можно обнаружить собственно вирус. Для успешного определения вируса его концентрация в пробе должна быть примерно 1·106 частиц в 1 мл. Но поскольку концентрация возбудителя, как правило, в материале от больных незначительна, то поиск вируса затруднен и требует предварительного его осаждения с помощью высокоскоростного центрифугирования с последующим негативным контрастированием. Реакция иммунофлюоресценции (РИФ). Метод основан на использовании антител, связанных с красителем, например флюоресцеинизотиоцианатом. РИФ широко применяется для выявления вирусных антигенов в материале больных и для быстрой диагностики Иммуноферментный анализ (ИФА). Иммуноферментные методы определения вирусных антигенов в принципе сходны с РИФ, но основываются на мечении антител ферментами, а не красителями. Наиболее лактамазы Радиоиммунный анализ (РИА). Метод основан на метке антител радиоизотопами, что обеспечивало высокую чувствительность в определении вирусного антигена. полимеразной цепной реакции (ПЦР). Цитологические методы в настоящее время имеют ограниченное диагностическое значение, но при ряде инфекций по-прежнему должны применяться. Исследуются материалы аутопсии, биопсии, мазки, которые после соответствующей обработки окрашиваются и анализируются под микроскопом 6. Методы культивирования. 1. На лабораторных животных 2. В куриных эмбрионах 3. В тканевых культурах. Феномены для животных повышение температуры тела, появление характерных клинических при знаков, гибель Феномены, позволяющие выявить вирус в курином эмбрионе: 1.Недоразвитие или 2. Гибель ( выявляются при овоскопии). 3.Изменение оболочек (вирусы оспы, герпеса). 4.Обнаружение включений вирусов в световом, электронном микроскопах, антигенов в ИЭМ, РИФ и др. 5.РГА с амниотической, аллантоисной жидкостью. ФЕНОМЕНЫ, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ ВЫЯВИТЬ ВИРУС В КУЛЬТУРЕ КЛЕТОК 1. Цитопатический эффект (действие) – (ЦПЭ или ЦПД), который является следствием поражения клеток под действием размножающегося в них вируса. Титрование вируса - количественное определение вирусной активности. Титр вируса выражается количеством инфекционных единиц, содержащихся единице объема суспензии вируса. За инфекционную единицу вируса принимается такая его доза, которая вызывает инфекцию у 50 % зараженных ею чувствительных объектов. Такая доза вируса называется инфекционной и обозначается ИД 50. Серотипирование Реакция нейтрализации вирусов в культуре клеток: вирусосодержащий материал обрабатывают смесью диагностических сывороток, содержащих антитела к различным вирусам. Индикацию вирусов проводят по ЦПД: на 2—3-й день инкубации при 35 °С наблюдается полная или частичная дегенерация клеток. При этом интенсивность ЦПД зависит от дозы вируса, типа культуры клеток и других причин. В случае отсутствия ЦПД проводят дополнительно 2—3 пассажа. Основным методом идентификации выделенного вируса является серотипирование в реакции нейтрализации (табл. 19.1.1; 19.1.2; 19.1.3). С этой целью материал из чистой культуры выделенного вируса обрабатывают смесью диагностических моновалентных сывороток к различным серотипам энтеровирусов. При нейтрализации вируса в последующих пересевах ЦПД исчезает. Затем проводят реакцию нейтрализации с моновалентными сыворотками. При этом в начале определяют тип вируса (полиовирус, Коксаки или ECHO), а затем его принадлежность к определенному серотипу.