Вирусы, вызывающие поражение желудочно-кишечного тракта

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Опорный конспект теоретического занятия

По теме: 6.1 Основы вирусологии. Частная вирусология

ОП 09 Основы микробиологии и иммунологии

План

1. Морфология (формы) бактерий

1.1 Шаровидные (кокки)

1.2 Палочковидные (бактерии, бациллы, клостридии)

1.3 Извитые

1.4 Нитевидные

2. Строение бактериальной клетки и ее компонентов

3. Физиология бактерий

3.1 Химический состав бактерий

3.2 Особенности питания бактерий

3.3 Ферменты бактерий

3.4 Отношение бактерий к молекулярному кислороду

3.5 Рост и размножение бактерий

Вирусы относятся к царству Vira . Это мельчайшие микробы, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Они являются автономными генетическими структурами и отличаются особым разобщенным способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки, затем происходит их самосборка в вирусные частицы. Вирусы, являясь облигатными внутриклеточными паразитами, размножаются в цитоплазме или ядре клетки. Сформированная вирусная частица называется вирионом.

Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронной микроскопии, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий. Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, гриппа, ВИЧ), кубоидальной (аденовирусы, паповирусы), сперматозоидной (бактериофаги). Размеры вируса определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром, методом ультрацентрифугирования. Один из самых мелких вирусов – вирус полиомиелита (около 20 нм), самый крупный – вирус натуральной оспы (около 350 нм).

Различают ДНК – и РНК – содержащие вирусы. (смотри таблицу).

Классификация вирусов по содержанию нуклеиновой кислоты

ДНК – содержащие вирусы

1. Аденовирусы – вирусы выделенные из аденоидов («adenos» - железа)

2. Гепадновирусы - вирус гепатита В

3. Герпесвирусы – вирус простого герпеса («herpo» - ползти ), цитомегалии и др.

4. Паповавирусы – вирусы папиломы, полиомы

5. Парвовирусы – аденоассоциированный вирус

6. Поксовирусы – натуральной оспы, вирусы осповакцины («рох» - пузырек)

РНК – содержащие вирусы

1. Аренавирусы – вирусы Ласса, Мачупо

2. Буньявирусы– вирус лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС)

3. Калицивирусы – калицивирусы человека

4. Коронавирусы – коронавирусы человека (атипичной пневмонии, птичьего вируса и др.)

5. Ортомиксовирусы – вирусы гриппа

6. Парамиксовирусы – вирусы парагриппа, паротита кори и др.

7. Пикорнавирусы – вирусы полиомиелита, ЕКНО, Коксаки, гепатита А

8. Рабдовирусы – вирус бешенства

9. Реовирусы – реовирусы, ротавирусы

10. Ретровирусы – вирусы лейкоза человека, иммунодефицита человека (ВИЧ)

11. Тогавирусы – вирусы краснухи, лошадиных энцефалитов

12. Флавовирусы – вирусы клещевого и японского энцефалитов, Денге, желтой лихорадки

13. Филовирусы – вирус Марбург, Эбола

Геном вирусов способен включаться в состав генетического аппарата клетки в виде провируса, проявляя себя генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (вирус герпеса) могут находиться в цитоплазме инфицированных клеток, напоминая плазмиды.

Различают просто устроенные (например, вирус полиомиелита) и сложно устроенные (например, вирус кори, гриппа) вирусы. У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой оболочкой, называемой капсидом . Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц – капсомеров , они хорошо видны в электронном микроскопе и их число строго постоянно у каждого вируса: ( у вируса полиомиелита их – 60, аденовируса – 252, у вируса мозаичной болезни табака – 2000 и т.д.).Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом и вместе называются нуклеокапсидом. У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеиновой оболочкой – суперкапсидом или пеплосом (производное мембранных структур клетки-хозяина). На этой оболочке расположены «шипы», или «шипики» (пепломеры или суперкапсидные белки). Капсид и суперкапсид защищают вирионы от воздействия окружающей среды, обусловливают избирательной взаимодействие (адсорбцию) с определенными клетками, а также антигенные и иммуногенные свойства вирионов.

В основу классификации вирусов положены следующие категории: тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома, размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии; наличие суперкапасида; чувствительность к эфиру и дезоксихолату; место размножения в клетке; антигенные свойства и др.

Формы существования вирусов

Для вирусов характерны две формы существования: внеклеточная (или покоящаяся) и внутриклеточная (или вегетативная) репродуцирующая форма. До проникновения в клетки вирусы ведут себя как молекулы гигантских размеров и чаще находятся в кристаллическом виде. Попав в клетку – становятся живыми существами, способными репродуцироваться и передавать свои свойства по наследству.

В процессе эволюции каждый вирус избрал для себя строго определенную клетку, в которую он может проникнуть и встроить нуклеиновую кислоту в ДНК клетки.

Адсорбция вириона на клетке хозяина сопровождается разрушением капсида клеточными ферментами. В цитоплазму проникает только нуклеиновая кислота вируса, которая вступает с генетическим аппаратом клетки в определенные отношения:

Вирусы поражают позвоночных и безпозвоночных животных, а также растения и бактерии. Они являются возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных, а также участвуют в процессах канцерогенеза. Вирусы передаются различными путями, в том числе и через плаценту (вирус краснухи, цитомегалии, ВИЧ), поражая плод человека. Они могут приводить к постинфекционным осложнениям – развитию миокардитов, панкреатитов, иммунодефицитов и др.

ФАГИ

Фаги—вирусы бактерий и ряда других микроорганизмов. В определенных условиях они вызывают лизис (растворение) своих хозяев. Действие фагов проявляется в природе и используется в практике.

История открытия и изучения фага. В 1898 г. Н. Ф. Гамалея показал, что фильтрат сибиреязвенных бацилл вызывает лизис свежих культур этих микроорганизмов. В 1915 г. Ф. Туорт обнаружил, что белые непрозрачные колонии стафилококков становились прозрачными и исчезали и что агент, лизирующий стафилококки, проходит через бактериальные фильтры, сохраняя способность растворять свежие культуры этих микроорганизмов. Явление лизисамикроорганизмов было описано, но природа его не изучена. Вот почему честь открытия бактериофага принадлежит канадскому ученому д'Эреллю.

Д'Эрелль (1917) изучал фильтраты испражнений, которые брал ежедневно у больного дизентерией и вносил в пробирки со свежезасеянной культурой возбудителя этой болезни. После инкубации в термостате культура вырастала. Но однажды она не выросла, а растворилась. Это совпало с началом выздоровления больного.

Д'Эрелль показал, что лизирующая способность фильтратов испражнений усиливалась при последовательных пассажах на свежих культурах бактерий. Из этого ученый сделал вывод, что растворяет их живой агент, проходящий через бактериальные фильтры, т. е. вирус. В настоящее время его точка зрения принята большинством ученых.

Открытый вирус д'Эрелль назвал бактериофагом - пожирателем бактерий (от греч. фагос - пожирающий), а явление - бактериофагией.

С открытием электронного микроскопа была подтверждена корпускулярная природа фага и изучена его морфология.

Открытие д'Эрелля привлекло внимание врачей, применивших фаг для лечения и профилактики ряда инфекционных болезней. В настоящее время фаги широко используют в медицинской практике и при различных биологических исследованиях. Фагами занимаются бактериологи, вирусологи, биохимики, генетики, биофизики, молекулярные биологи, экспериментальные онкологи, специалисты по генной инженерии и биотехнологии и т. д. Изучение фага продолжается, как одна из интереснейших глав биологии.

СВОЙСТВА ФАГОВ

Природа фагов. Фаги, как считает большинство исследователей, — это организмы, которые подобно всем живым организмам способны размножаться, передавать потомству свои свойства и изменяться под воздействием различных факторов. Они могут инфицировать и разрушать только молодые развивающиеся клетки, являясь их паразитами.

Морфология фагов. Большинство фагов состоит из головки и хвостового отростка, поэтому их сравнивают с головастиками или сперматозоидами. Наиболее изучены Т-фаги кишечной палочки (рис. 21). Их отросток представляет собой полый цилиндр (стержень), покрытый чехлом и заканчивающийся базальной пластинкой с шипами и фибриллами. Размеры фагов, форма и величина головки, длина и строение отростка различны у разных фагов. Например, встречаются фаги с длинным отростком, чехол которого не сокращается, фаги с коротким отростком, без. отростка и нитевидные.

Химический состав фагов. Как и все вирусы, фаги состоят из нуклеиновой кислоты одного типа (чаще встречаются ДНК-фаги) и белка. Молекула нуклеиновой кислоты, скрученная в спираль, находится в головке фага. Оболочка фага (капсид) и отросток имеют белковую природу. На свободном конце отростка содержится литический фермент, обычно лизоцим или гиалуронидаза.

Специфичность фагов. Фаги обладают строгой специфичностью. Различают видовую специфичность, т. е. способность паразитировать только в определенном виде микроорганизмов. Именуют фаги обычно по названию микроба-хозяина (стрептококковый, стафилококковый, холерный, дизентерийный и т. д.). Фаги с более строгой специфичностью паразитируют только на определенных представителях данного вида — это типовые фаги. Фаги, лизирующие микроорганизмы близких видов, например видов, входящих в род возбудителей дизентерии (шигелл), называются поливалентными.

Взаимодействие фага с чувствительной клеткой проходит через последовательные стадии. Весь цикл занимает в разных системах фаг—бактерия от нескольких минут до 1—2ч. Разберем последовательность этого процесса на примере Т-четного фага кишечной палочки.

Стадия I—адсорбция частиц фага на поверхностных рецепторах клетки осуществляется с помощью нитей хвостового отростка. На одной клетке могут адсорбироваться сотни фагов (для лизиса клетки достаточно одного). Адсорбция фагов специфична.

Стадия II—проникновение (инъекция) нуклеиновой кислоты фага в клетки у разных фагов происходит по-разному. У Т-фагов кишечной палочки шипы базальной пластинки соприкасаются с клеточной стенкой. Стержень «прокалывает» клеточную стенку. Фермент, находящийся в отростке, чаще всего лизоцим, разрушает цитоплазматическую мембрану. При этом чехол отростка сокращается, и через канал стержня нуклеиновая кислота фага «впрыскивается» в клетку. Пустая белковая оболочка фага («тень») остается снаружи.

Стадия III —репродукция белка и нуклеиновой кислоты фага внутри клетки.

Стадия IV—сборка и формирование зрелых частиц фага.

Стадия V—лизис клетки и выход зрелых частиц фага из нее. Обычно происходит разрыв клеточной стенки и в окружающую среду выходит несколько сот новых фагов, способных поражать свежие клетки. Такой лизис называется лизисом изнутри.

В отличие от лизиса изнутри лизис извне происходит тогда, когда на клетке адсорбируется сразу очень большое количество фагов. Они проделывают в клеточной стенке многочисленные отверстия, через которые вытекает содержимое клетки. Таким образом при лизисе извне фаг не размножается, и количество его частиц не увеличивается.

По характеру действия на микроорганизмы различают вирулентные и умеренные фаги.

Вирулентные фаги вызывают лизис зараженной клетки с выходом в окружающую среду большого количества фаговых частиц, способных поражать новые клетки. При этом культура микроорганизмов лизируется. Жидкая среда становится прозрачной — происходит образование фаголизата—среды, в которой находится большое количество фагов. При развитии вирулентного фага в бактериях, растущих на плотной среде, образуются или прозрачные участки сплошного лизиса, или вырастают отдельные прозрачные образования—колонии фага. Их называют негативными колониями (бляшками). Колонии разных фагов отличаются по величине и структуре.

Умеренные фаги лизируют не все клетки в популяции. С частью из них фаги вступают в симбиоз: нуклеиновая кислота фага (его геном) встраивается в хромосому клетки и получает название профаг. Происходит образование единой хромосомы. Бактериальная клетка при этом не погибает. Профаг, ставший частью генома клетки, при ее размножении может передаваться неограниченному числу потомков, т. е. новым клеткам. Явление симбиоза микробной клетки с умеренным фагом (профагом) носит название лизогения, а культура, в которой имеется профаг, Называется лизогенной. Это название отражает способность профага спонтанно покидать хромосому клетки и, переходя в цитоплазму, превращаться в вирулентный фаг. Те клетки культуры, в которых образовался вирулентный фаг, погибают (лизируются), остальные сохраняют лизогенность.

Лизогенные культуры по своим основным свойствам не отличаются от исходных, но они устойчивы к повторному заражению одноименным фагом. При действии на лизогенную культуру проникающего излучения (определенных доз и экспозиции рентгеновских, космических лучей), некоторых химических веществ и ряда других факторов продукция вирулентного фага и лизис им клеток культуры значительно увеличиваются.

Умеренные фаги могут принести вред микробиологическому производству. Например, если штаммы-продуценты вакцин, антибиотиков и других биологических веществ оказываются лизогенными, существует опасность перехода умеренного фага в вирулентный, что повлечет за собой лизис производственного штамма.

Умеренные фаги являются мощным фактором изменчивости микроорганизмов. Профаг может изменить некоторые свойства микробной культуры, например сделать ее способной к токсинообразованию, что наблюдается среди дифтерийных палочек, возбудителя скарлатины и др. Кроме того, переходя в вирулентную форму и лизируя клетку, фаг может захватить часть хромосомы клетки-хозяина и перенести эту часть хромосомы в другую клетку, где фаг снова перейдет в профаг, а клетка получит новые свойства.

Распространение фагов в природе повсеместное. Фаги встречаются там, где находятся чувствительные к ним микроорганизмы: в воде, почве, сточных водах, выделениях человека и животных и т. д. Почти все известные бактерии являются хозяевами специфических для них фагов.

Устойчивость фагов к физическим и химическим факторам выше, чем у вегетативных форм их хозяев. Фаги выдерживают нагревание до 75 °С, длительное высушивание, рН от 2,0 до 8,5. Они не чувствительны к антибиотикам, тимолу, хлороформу и ряду других веществ, уничтожающих сопутствующую микрофлору. Поэтому эти вещества используют при выделении и сохранении фагов. Кислоты и дезинфицирующие вещества губительны для фагов.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение царству Vira

Характеристика вирусов
Классификации вирусов
Две формы существования вирусов
Размножение вирусов и культивирование вирусов
Дайте определение понятию фаг.
Кто впервые наблюдал действие фага?
Кто открыл фаг и изучил его природу?
Какова природа, химический состав и строение фагов?
В чем выражается специфичность действия фага?
Чем отличается действие вирулентного и умеренного фагов?

Частная вирусология

Вирусы, вызывающие поражение желудочно-кишечного тракта

- энтеровитрусы

- ротавирусы

- вирусы полиомиелита

- вирусы Гепатита А и Е

Характеристика энтеровирусов

Размножаются в эпителии кишечника и вызывают воспалительный процесс. Сопровождающийся появлением рвоты, диареи. Часто носят характер эпидемических вспышек. Связанных с купанием в открытых водоемах, бассейнах.

Вирус полиомиелита. При попадании в тонкий кишечник, размножается в нем, затем проникает в кровеносную систему и достигает двигательных нейронов спинного мозга. Внедряясь в двигательные нейроны, поражает их, вызывая обездвижение человека. Болеют чаще непривитые дети.

Гепатит А и Е поражают гепатоциты, вызывают воспалительный процесс в печени. Появляется желтуха. Изменяются цвет кожи, мочи, белков глаз. Прогноз как правило благоприятный. Иммунитет после болезни стойкий напряженный.

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!