Ультраструктура вирусов их биологические особенности.

Лекция
Тема: «Ультраструктура вирусов их биологические особенности».
Вирусные частицы (называемые вирионами) состоят из двух или трёх частей:
генетического материала в виде молекулы ДНК или РНК, длинных молекул,
несущих генетическую информацию (некоторые, например мимивирусы,
имеют оба типа молекул); белковой оболочки (капсида), защищающей эти
молекулы; в некоторых случаях присутствует дополнительный липидный
слой, покрывающий белковую оболочку, когда вирус находится вне клетки.
Наличие капсида отличает вирусы от вирусоподобных инфекционных
нуклеиновых кислот — вироидов. Классифицируют ДНК-содержащие
вирусы и РНК-содержащие вирусы, на чём основана классификация вирусов
по Балтимору. Ранее к вирусам также ошибочно относили прионы, однако
впоследствии оказалось, что эти возбудители представляют собой особые
инфекционные белки и не содержат нуклеиновых кислот. Форма вирусов
варьирует от простой спиральной и икосаэдрической до более сложных
структур. Размеры среднего вируса составляют около одной сотой размеров
средней бактерии.
Вирусы являются облигатными паразитами, так как не способны
размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы не проявляют
признаки живого и ведут себя как частицы органических полимеров. От
живых организмов-внутриклеточных паразитов отличаются полным
отсутствием основного и энергетического обмена, и отсутствием
сложнейшего элемента живых систем — аппарата трансляции (синтеза
белка), степень сложности которого превышает таковую самих вирусов.
Персистенция. Некоторые вирусы могут переходить в латентное состояние
(так называемая персистенция для вирусов эукариот или лизогения для
бактериофагов — вирусов бактерий), слабо вмешиваясь в процессы,
происходящие в клетке, и активироваться лишь при определённых условиях.
Так построена, например, стратегия размножения некоторых бактериофагов
— до тех пор, пока заражённая клетка находится в благоприятной среде, фаг
не убивает её, наследуется дочерними клетками и нередко интегрируется в
клеточный геном. Однако при попадании заражённой лизогенным фагом
бактерии в неблагоприятную среду, возбудитель захватывает контроль над
клеточными процессами так, что клетка начинает производить материалы, из
которых строятся новые фаги (так называемая литическая стадия). Клетка
превращается в фабрику, способную производить многие тысячи фагов.
Зрелые частицы, выходя из клетки, разрывают клеточную мембрану, тем
самым убивая клетку. С персистенцией вирусов (например, паповавирусов)
связаны некоторые онкологические заболевания.
Основными таксономическими единицами являются:
Отряд (virales)
Семейство (viridae)
Подсемейство (virinae)
Род (-virus)
Вид (-virus)
Вирусные инфекции характеризуются рядом уникальных патогенетических
особенностей. Цитопатическое действие вирусов обусловлено строго
внутриклеточным паразитизмом. Вирусы запускают клеточную
генетическую программу гибели (апоптоза) клеток. Механизм
цитопатического действия вирусов обусловлен подавлением синтеза
клеточных ДНК, РНК и белков, разрушением клеточных лизосом и
высвобождением лизосомальных ферментов, которые оказывают пагубное
влияние на клеточные структуры.
Учитывая короткий цикл репликации большинства вирусов и быстрое
развитие цитопатического эффекта, противовирусные препараты должны
назначаться как можно раньше от начала инфекционного процесса. Должны
использоваться препараты, блокирующие репликацию вирусов на ранних
стадиях.
Интеграционное взаимодействие.
Тесное взаимодействие вируса и клетки может сопровождаться
интеграционным процессом - встраиванием вирусной геномной ДНК или
ДНК - копии геномной РНК - провируса в клеточную ДНК. Такие вирусы
называют интеграбельными, инфекции - интегративными.
По этому свойству все вирусы делятся на 3 группы:
обязательно интеграбельные: ВИЧ, онковирусы;
факультативно интеграбельные вирусы, вызывающие интегративные
инфекции только при определенных условиях (вирусы гепатита В,
папилломы человека);
неинтеграбельные вирусы, не вызывающие интегративной инфекции
(респираторные вирусы, кишечные вирусы, энтеровирусы, арбовирусы).
Иммунодепрессивное влияние вирусных инфекций.
Иммуносупрессивный эффект проявляется при многих вирусных инфекциях,
особенно при развитии тяжелых клинических форм. Подавление иммунитета
часто приводит к хронизации инфекционного процесса, развитию тяжелых
осложнений вирусных инфекций. Регистрируют развитие иммунодефицита,
подавление специфического и неспецифического клеточного и гуморального
иммунитета: снижение функциональной активности ЕК, макрофагов, уровня
взаимодействия иммунокомпетентных клеток, нарушение
антителообразования и др. Выявляют также интерферонодефицит: снижение
способности лейкоцитов, фибробластов и иммунных лимфоцитов
вырабатывать, соответственно, альфа-, бета- и гамма-интерфероны.
Нарушение иммунитета носит не только общий системный характер, но и
местный характер: снижение мукозального иммунитета (иммунитета
слизистых), интерферонообразования в очагах вирусного поражения.
Иммунодепрессивный эффект вирусных инфекций обусловлен аффинностью
(тропизмом) многих вирусов к клеткам моноцитарно-макрофагальной
системы (ММС), Т-хелперам, полиморфноядерным нейтрофилам и другим
иммуноцитам. Тяжелые иммунодефицитные состояния регистрируют при
ВИЧ-инфекции, ЦМВ-инфекции, гриппе, рецидивирующем герпесе,
парагриппе, кори и т.д. При многих вирусных инфекциях развиваются
транзиторные нарушения иммунитета.
Иммунопатологические реакции при вирусных инфекциях.
Указанные реакции регистрируют при хронических инфекционных
процессах, которые сопровождаются длительным (иногда пожизненным)
пребыванием вируса в организме. При персистентных вирусных инфекциях
периодически возможно появление в крови вируса (вирусного антигена) на
фоне постоянной циркуляции противовирусных антител. Возникают условия
для формирования в больших количествах циркулирующих иммунных
комплексов (ЦИК). Последние откладываются в ткани, в частности, в стенки
сосудов, связывают комплемент, в результате чего запускаются вторичные
повреждающие реакции (аутоиммунного) воспаления. Эти процессы лежат в
основе развития болезни ЦИК: узелкового периартериита, мембранозного
гломерулонефрита, миозита, атопического дерматита, артралгии, отечных
реакций.
Иммунопатологические реакции регистрируют при приобретенных вирусных
инфекциях (ВИЧ-инфекция, хронический гепатит В, ГЛПС,
цитомегаловирусной инфекции, инфекционном мононуклеозе) и врожденных
вирусных инфекциях (цитомегаловирусной инфекции, краснухе и других).
Отличительной особенностью последних является персистенция вирусов в
организме ребенка в течение от нескольких месяцев до нескольких лет после
его рождения.
Сенсибилизирующее влияние вирусных инфекций.
В основе аллергических реакций при вирусных инфекциях лежат процессы
инициации особого типа иммунного ответа в виде синтеза аллергических
антител - иммуноглобулина класса Е. Они фиксируются на поверхности
тучных клеток, базофилов, моноцитов, клеток Лангерганса, эозинофилов.
Повторное поступление вирусных антигенов в организм сопровождается его
специфическим взаимодействием с IgE на поверхности тучных и других
клеток воспаления. При этом происходит высвобождение медиаторов,
обладающих гистаминоподобными свойствами, которые, в зависимости от
локализации процесса, приводят к развитию аллергических тканевых
реакций: ринита, конъюнктивита, бронхиальной астмы, крапивницы, отека
Квинки, при системных реакциях - анафилактического шока.
Аутоиммунные процессы при вирусных инфекциях.
Аутоиммунные реакции обусловлены иммунным лизисом клеток
макроорганизма под влиянием:
реакций специфического противовирусного иммунитета (клеточного и
гуморального);
реакций, которые запускаются при вирусных инфекциях против собственных
тканей макроорганизма.
Токсическое действие вирусов.
Этот феномен описан при гриппе, ВИЧ-инфекции и некоторых других
вирусных инфекциях. Гибель клеток происходит под влиянием структурных
компонентов (белков) инактивированного неинфекционного вируса (грипп)
или вируса, нереплицирующегося в определенных клетках человека (ВИЧ).
Мутагенный и онкогенный эффекты вирусов.
Вирусные инфекции могут сопровождаться развитием in vitro (в клеточных
культурах) и in vivo хромосомных аберраций, других типов мутаций,
онкогенного эффекта.
Основными условиями для реализации онкогенного эффекта вирусных
инфекций являются следующие:
развитие хронических инфекций,
развитие смешанных вирусных и вирусно-невирусных инфекций,
нарушение клеточного противоопухолевого иммунитета при вирусных
инфекциях,
попадание в организм канцерогенов, мутагенов,
нарушение функций клеточного гена(ов) репарации ДНК клетки,
иммуногенетические особенности макроорганизма.
О́страя респирато́рная ви́русная инфе́кция (ОРВИ) — группа
острозаразных вирусных заболеваний верхних дыхательных путей,
передающихся воздушно-капельным путём и характеризующихся
симптомами инфекционного токсикоза. ОРВИ — самая распространённая в
мире группа заболеваний, объединяющая грипп, парагрипп, респираторносинцитиальную инфекцию, риновирусную и аденовирусную инфекции и
другие катаральные воспаления верхних дыхательных путей. В процессе
развития вирусное заболевание может осложняться бактериальной
инфекцией.
ОРВИ встречаются повсеместно и являются самым распространённым
инфекционным заболеванием, поэтому полностью учесть заболеваемость
невозможно.
Источник инфекции
Источником ОРВИ является больной человек или в некоторых случаях
животное или птица.
Передача инфекции
Практически вся группа ОРВИ передаётся в основном воздушно-капельным
(вдыхание аэрозоля, образуемого при кашле или чихании), а также оральным
(поцелуи, а также рукопожатие или прикосновение к заражённым
поверхностям с последующим заносом в рот) путём.
Этиология
ОРВИ вызывается разнообразными возбудителями, среди которых не менее 5
различных групп вирусов (вирусы парагриппа, гриппа, аденовирусы,
риновирусы, реовирусы и др.) и более 300 их подтипов. Все они весьма
контагиозны (заразны).
Патогенез
В начальный период болезни, вирус размножается во входных «воротах
инфекции»: носу, носоглотке, гортани, что проявляется в виде рези,
насморка, першения, сухого кашля. Температура обычно не повышается.
Иногда в этот процесс вовлекаются слизистые глаз и желудочно-кишечного
тракта.
Затем вирус попадает в кровь и вызывает симптомы общей интоксикации:
озноб, головная боль, ломота в спине и конечностях. Активация иммунного
ответа приводит к выработке организмом антител к вирусу. На финальном
этапе неосложнённой ОРВИ происходит очищение дыхательных путей от
поражённых вирусом слоёв эпителия, что проявляется как насморк и
влажный кашель с отхождением слизистой или гнойной мокроты.
Клиническая картина
Основные симптомы ОРВИ — насморк, кашель, чиханье, головная боль,
боль в горле, глазных яблоках, рвота, жидкий стул, ощущение разбитости.
Дифференциальный диагноз
Ввиду широкой распространённости и неоднородности различных острых
респираторных инфекций часто возникает необходимость проведения
дифференциального диагноза в целях установления точной причины болезни.
Знание принципов дифференциальной диагностики различных ОРВИ
необходимо для предупреждения различных осложнений и коррекции
тактики лечения больного.
Лечение
Против большинства возбудителей ОРВИ в настоящее время не разработаны
химиопрепараты.
Осложнения
К осложнениям относятся: бактериальные риниты, синуситы, отиты,
трахеиты, пневмония, менингит, неврит, радикулоневрит.
Профилактика
В разгар инфекции рекомендуется ограничить посещение массовых
мероприятий, особенно в закрытых помещениях, избегать слишком тесного
контакта с больными, как можно чаще мыть руки.
Вирусные кишечные инфекции являются группой различных острых
инфекционных заболеваний, для которых характерны признаки общей
интоксикации и преимущественное поражение желудка и тонкого кишечника
или их сочетание, т. е. гастроэнтерит или энтерит.
Наиболее часто желудочно-кишечные нарушения наблюдаются при
заболеваниях вызванных ротавирусами. На втором месте по частоте
желудочно-кишечных нарушений — заболевания, вызванные аденовирусами.
Реже кишечные диареи вызываются реовирусами и энтеровирусами. Другие
возбудители вызывают диареи очень редко.
Ротавирусы подразделяют на 5 групп: А, В, С, D, Е.
У человека заболевание вызывает обычно только группа А. Ротавирусы
размножаются в клетках верхнего отдела тонкого кишечника.
Реовирусы во многом сходны по строению с ротавирусами.
Реовирусы размножаются в слизистой тонкой кишки и верхних дыхательных
путях, чем и обусловлено поражение этих отделов организма. Реовирусы, в
отличие от ротавирусов, поражают не только человека, но и животных.
Большинство аденовирусов вызывают респираторные заболевания, а диарею
могут вызвать только две разновидности аденовирусов. Поражает аденовирус
верхние дыхательные пути и тонкий кишечник. В каждой клетке может
развиться около 1 млн вирусных частиц.
Из энтеровирусов, которые могут вызвать диарею, наибольшее значение
имеют вирусы Коксаки — группы А.
Все вирусы, вызывающие диарею, устойчивы к различным физикохимическим воздействиям, к внешней среде, особенно адено- и
энтеровирусы. Энтеровирусы отличаются хорошей способностью
сохраняться в воде. Все эти вирусы устойчивы к эфиру, органическим
растворителям — хлороформу. Устойчивы к воздействию кислот
ротавирусы, реовирусы, энтеровирусы, только аденовирусы менее
кислотоустойчивы. Все вирусы хорошо сохраняются при низких
температурах. Аденовирусы сохраняются даже при замораживании.
Наиболее часто поражаются кишечными вирусами дети, но могут болеть и
взрослые.
Ротавирусной инфекцией можно заразиться от больного человека.
При реовирусной инфекции источником заражения является не только
человек, но и животные. Данной инфекцией чаще заражаются от
вирусоносителей, так как в большинстве случаев инфекция протекает
бессимптомно. Главный путь распространения инфекции — воздушнокапельный, но не исключена передача через воду, пишу и контактнобытовым путем.
Отмечаются частый жидкий стул и рвота (не у всех). Рвота не очень частая и
продолжается не более 1 суток. Стул становится водянистым, пенистым, цвет
имеет желтоватый или желтовато-зеленоватый. Частота стула не превышает
10—15 раз в сутки.
Отмечаются умеренные признаки интоксикации. Лихорадочная реакция
имеет место не у всех и не постоянно.