Реферат: Вирусология наука о вирусах микроскопических надмолекулярных созданиях природы, которые являются своеобразной паразитической формой жизни. История открытия вирусов

Вирусология.

Другие микоплазмы, патогенные для человека.

Микоплазменная пневмония.

Mycoplasma pneumoniae.

M. pneumoniae отличается от других видов серологическими методами, а также такими характеристиками как b-гемолиз бараньих эритроцитов, аэробное восстановление тетразолия и способность расти в присутствии метиленовой сини.

M. pneumoniae - самая частая причина небактериальной пневмонии. Инфекция этой микоплазмой может также иметь форму бронхита или умеренной респираторной лихародки.

Широко распространены бессимптомные инфекции. Часто наблюдаются семейные вспышки, крупные вспышки заболевания происходили в военных учебных центрах. Инкубационный период - приблизительно две недели.

M. pneumoniae может быть выделена при посеве мокроты и мазков из зева, но более просто диагноз ставится серологическими методами, обычно реакцией связывания комплемента. Диагностике микоплазменной пневмонии помогает эмпирическая находка, что у многих больных образуются холодовые агглютинины к эритроцитам крови человека 0 группы.

Микоплазмы в норме являются обитателями полового тракта мужчин и женщин. Наиболее часто приходится сталкиваться с видом, M. hominis, являющейся ответственной за некоторые случаи влагалищных выделений, уретрита, сальпингита и тазового сепсиса. Она – наиболее частая причина послеродового сепсиса.

Микроорганизм может поступать в кровь матери во время родов и локализоваться в суставах. Группа микоплазм (уреаплазмы), которые образуют крошечные колонии, рассматривается в качестве возможной причины негонококкового уретрита у лиц обоего пола. Другие виды в норме являются нормальными комменсалами полости рта и носоглотки.

Профилактика. Сводится к сохранению на высоком уровне общей резистентности организма людей. В США получена вакцина из убитых микоплазм для специфической профилактики атипичных пневмоний

1. Пяткін К. Д., Кривошеїн Ю.С. Мікробіологія. - К: Высшая школа, 1992. - 432 с.

Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. - М: Медицина, 1983. - 312 с.

2. Борисов Л.Б., Козьмин-Соколов Б.Н., Фрейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / под ред. Борисова Л.Б. – Г. : Медицина, 1993. – 232 с.

3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник под ред. А.А.Воробьева. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - 691 с.

4. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология /ред. Л.Б.Борисов, А.М.Смирнова. - М: Медицина, 1994. - 528 c.

Одесса-2009

Лекция № 21. Предмет и задачи медицинской вирусологии. Общая характеристика вирусов

Мы приступаем к изучению новой науки - вирусологии, науки о вирусах. Вирусология - самостоятельная наука современного естествознания, занимающая авангардное положение в биологии и медицине, причем роль и значение вирусологии неуклонно возрастает. Это обусловлено рядом обстоятельств:

1. Вирусные болезни занимают ведущее место в инфекционной патологии человека. Применение антибиотиков позволяет эффективно решать вопросы терапии большинства бактериальных заболеваний, в то время как для лечения вирусных болезней до сих пор нет достаточно эффективных и безвредных препаратов. По мере снижения заболеваемости бактериальными инфекциями удельный вес вирусных болезней неуклонно растет. Остро стоит проблема массовых вирусных инфекций - респираторных и кишечных. Например, всем известный грипп часто принимает характер массовых эпидемий и даже пандемий, при которых заболевает значительный процент населения земного шара.

2. Получила признание, и все больше подтверждается вирусо-генетическая теория происхождения опухолей и лейкозов. Поэтому мы ожидаем, что на пути развития вирусологии лежит решение важнейшей проблемы патологии человека - проблемы канцерогенеза.

3. В настоящее время появляются новые или становятся остроактуальными ранее известные вирусные заболевания, что постоянно ставит перед вирусологией новые задачи. Примером может служить ВИЧ-инфекция.

4. Вирусы стали классической моделью для молекулярно-биологических и молекулярно-генетических исследований. С использованием вирусов решаются многие вопросы фундаментальных исследований в биологии, вирусы широко применяются в биотехнологии.

5. Вирусология - фундаментальная наука современного естествознания не только потому, что она обогащает другие науки новыми методами и новыми представлениями, но и потому, что предметом изучения вирусологии является качественно особая форма организации живой материи - вирусы, кардинально отличающиеся от всех остальных живых существ на Земле.

2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ВИРУСОЛОГИИ

Заслуга открытия вирусов и описания их основных признаков принадлежит российскому ученому - Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864-1920). Интересно, что свои исследования Ивановский начал еще студентом 3 курса Петербургского университета, когда выполнял курсовую работу на Украине и в Бессарабии. Он изучал мозаичную болезнь табака и выяснил, что это инфекционное заболевание растений, но возбудитель его не относится ни к одной из известных тогда групп микроорганизмов. Позднее, уже будучи дипломированным специалистом, Ивановский продолжает исследования в Никитском ботаническом саду (Крым) и ставит классический эксперимент: он фильтрует сок листьев пораженного растения через бактериальный фильтр и доказывает, что инфекционная активность сока не исчезает.

В дальнейшем были открыты основные группы вирусов. В 1898 г. Ф.Леффлер и П.Фрош доказали фильтруемость возбудителя ящура (вирус ящура поражает животных и людей), в 1911 г. П.Раус доказал фильтруемость возбудителя опухолевого заболевания - куриной саркомы, в 1915 г. Ф.Творт и в 1917 г. Д’Эрелль открыли фаги - вирусы бактерий.

Так были открыты основные группы вирусов. В настоящее время известно более 500 видов вирусов.

Дальнейший прогресс в развитии вирусологии связан с разработкой методов культивирования вирусов. Вначале изучение вирусов шло только при заражении чувствительных организмов. Значительный шаг вперед - разработка метода культивирования вирусов в куриных эмбрионах Вудруффом и Гудпасчуром в 1931 г. Революция в вирусологии - разработка метода культивирования вирусов в однослойных культурах клеток Дж.Эндерсом, Т.Уэллером, Ф.Роббинсом, и в 1948 г. Недаром в 1952 г. это открытие было удостоено Нобелевской премии.

Уже в 30 - х годах были созданы первые вирусологические лаборатории. В настоящее время на Украине имеется Одесский научно-исследовательский институт эпидемиологии и вирусологии им. И.И.Мечникова, есть вирусологические лаборатории в ряде НИИ эпидемиологии, микробиологии, инфекционных болезней. Работают вирусологические лаборатории практического здравоохранения, которые преимущественно занимаются диагностикой вирусных заболеваний.

3. Состави ультраструктура вирусов

Прежде всего нужно сказать, что термин «вирус» был введен в научную терминологию еще Л.Пастером. Л.Пастер в 1885 г. получил свою вакцину для профилактики бешенства, хотя и не обнаружил возбудителя этого заболевания - до открытия вирусов оставалось еще 7 лет. Л.Пастер назвал гипотетического возбудителя вирусом бешенства, что в переводе означает «яд бешенства».

Термин «вирус» применяется для обозначения любой стадии развития вируса - и внеклеточно расположенных инфекционных частиц, и внутриклеточно репродуцирующийся вирус. Для обозначения вирусной частицы используют термин «вирион ».

По химическому составу вирусы в принципе похожи на остальные микроорганизмы, они имеют нуклеиновые кислоты, белки, некоторые - также липиды и углеводы.

Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - либо ДНК, либо РНК. Соответственно выделяют ДНК-геномные и РНК-геномные вирусы. Нуклеиновой кислоты в вирионе может содержаться от 1 до 40 %. Обычно в составе вириона имеется лишь одна молекула нуклеиновой кислоты, нередко замкнутая в кольцо. Вирусные нуклеиновые кислоты мало чем отличаются от нуклеиновых кислот эукариотов, они состоят из тех же нуклеотидов и имеют такую же структуру. Правда, вирусы могут содержать не только двухспиральную, но и односпиральную ДНК. Некоторые РНК-овые вирусы могут содержать двухспиральную РНК, хотя большинство содержат односпиральную РНК. Следует отметить, что вирусы могут содержать плюс-нить РНК, способную выполнять функцию матричной РНК, но могут содержать и минус-нитевую РНК. Такая РНК может выполнять свою генетическую функцию только после синтеза в клетке комплементарной плюс-нити. Еще одна особенность нуклеиновых кислот вирусов - у некоторых вирусов нуклеиновая кислота обладает инфекциозностью. Это означает, что если выделить из вируса, например - вируса полиомиелита, РНК без примеси белка и ввести ее в клетку, то будет развиваться вирусная инфекция с образованием новых вирусных частиц.

Белки содержатся в составе вирусов в количестве 50-90 %, они обладают антигенными свойствами. Белки входят в состав оболочечных структур вириона. Кроме того, есть внутренние белки, связанные с нуклеиновой кислотой. Некоторые вирусные белки являются ферментами. Но это не ферменты, обеспечивающие обмен веществ вирусов. Вирусные ферменты участвуют в проникновении вируса в клетку, выходе вируса из клетки, некоторые из них необходимы для репликации вирусных нуклеиновых кислот.

Липоидов может быть от 0 до 50 %, углеводов - 0 - 22 %. Липиды и углеводы входят в состав вторичной оболочки сложных вирусов и не являются вирусоспецифическими. Они заимствуются вирусом у клетки и являются поэтому клеточными.

Отметим кардинальное отличие химического состава вирусов - наличие только одного типа нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК.

Ультраструктура вирусов - это строение вирионов. Размеры вирионов различны и измеряются в нанометрах. 1 нм составляет тысячную долю микрометра. Самые мелкие типичные вирусы (вирус полиомиелита) имеют в диаметре около 20 нм, самые крупные (вирус натуральной оспы) - 200-250 нм. Средние вирусы имею размеры 60 - 120 нм. Мелкие вирусы можно увидеть только в электронном микроскопе, крупные находятся на границе разрешающей способности светового микроскопа и видны в темном поле зрения либо при специальной окраске, увеличивающей размеры частиц. Отдельные вирусные частицы, различимые в световой микроскоп, обычно называются элементарными тельцами Пашена-Морозова. Э.Пашен обнаружил вирус натуральной оспы при специальной окраске, а Морозов предложил метод серебрения, позволяющий увидеть в световом микроскопе даже вирусы средних размеров.

Форма вирионов может быть различной - сферической, кубоидальной, палочковидной, сперматозоидоподобной.

Каждый вирион состоит из нуклеиновой кислоты, которая у вирусов составляет «нуклеон». Сравните - нуклеус у эукариот, нуклеоид - у прокариот. Нуклеон обязательно связан с первичной белковой оболочкой - капсидом, состоящим из белковых капсомеров. В результате образуется нуклеопротеид - нуклеокапсид. Простые вирусы состоят только из нуклеокапсида (вирусы полиомиелита, вирус мозаичной болезни табака). Сложные вирусы имеют еще вторичную оболочку - суперкапсид, содержащий помимо белков также и липиды и углеводы.

Объединение структурных элементов в вирионе может быть различным. Выделяют три типа симметрии вирусов - спиральный, кубический и смешанный. Говоря о симметрии подчеркивается симметричность вирусных частиц относительно оси.

При спиральном типе симметрии отдельные капсомеры, различимые в электронном микроскопе, укладываются по ходу спирали нуклеиновой кислоты так, что нить проходит между двумя капсомерами, охватывающими ее со всех сторон. В результате образуется палочковидная структура, как например у вируса табачной мозаики, имеющего форму палочки. Но не обязательно вирусы со спиральным типом симметрии должны быть палочковидными. Например, вирус гриппа хотя и имеет спиральный тип симметрии, но его нуклеокапсид свертывается определенным образом и одевается суперкапсидом. В результате вирионы гриппа имеют обычно сферическую форму.

При кубическом типе симметрии нуклеиновая кислота свертывается определенным образом в центре вириона, а капсомеры покрывают нуклеиновую кислоту снаружи, образуя объемную геометрическую фигуру. Чаще всего образуется фигура икосаэдра, многогранника с определенным соотношением числа вершин и граней. Такую форму имеют, например, вирусы полиомиелита. В профиль вирион имеет форму шестиугольника. Более сложной формы аденовирус, также кубического типа симметрии. Из вершин многогранника отходят длинные нити, фибры, заканчивающиеся утолщением.

При смешанном типе симметрии, например - у бактериофагов, головка с кубическим типом симметрии имеет форму икосаэдра, а отросток содержит спирально закрученную сократительную фибриллу.

Некоторые вирусы имеют более сложное строение. Например, вирус натуральной оспы содержит значительных размеров нуклеокапсид со спиральным типом симметрии, а суперкапсид устроен сложно, в нем обнаруживается система трубчатых структур.

Таким образом, вирусы устроены достаточно сложно. Но мы должны отметить, что вирусы не имеют клеточной организации. Вирусы - неклеточные существа, и это является одним из их кардинальных отличий от остальных организмов.

Несколько слов об устойчивости вирусов. Большинство вирусов инактивируется при 56 - 60 °С в течение 5 - 30 мин. Вирусы хорошо переносят охлаждение, при комнатной температуре большинство вирусов быстро инактивируется. Вирус более, чем бактерии, устойчивы к ультрафиолетовому облучению и ионизирующей радиации. Вирусы устойчивы к глицерину. Антибиотики вообще не действуют на вирусы. Из дезинфицирующих веществ наиболее эффективным является 5 % лизол, большинство вирусов погибает в течение 1 - 5 мин.

4. РЕПРОДУКЦИЯ ВИРУСОВ

Обычно мы не употребляем термин «размножение вирусов», а говорим «репродукция», воспроизводство вирусов, так как способ размножения вирусов кардинально отличается от способа размножения всех известных нам организмов.

Для лучшего изучения механизма репродукции вирусов предлагаем Вам таблицу, которая отсутствует в учебных пособиях, но помогает разобраться в этом сложном процессе.

этапы репродукции вирусов

Первый, подготовительный период, начинается этапом адсорбции вируса на клетке. Процесс адсорбции осуществляется за счет комплементарного взаимодействия прикрепительных белков вируса с клеточными рецепторами. Клеточные рецепторы могут иметь гликопротеидную природу, гликолипидную, протеиновую и липидную природу. Для каждого вируса необходимы определенные клеточные рецепторы.

Вирусные прикрепительные белки, располагающиеся на поверхности капсида или суперкапсида, выполняют функцию вирусных рецепторов.

Взаимодействие вируса и клетки начинается с неспецифической адсорбции вириона на клеточной мембране, а затем происходит специфическое взаимодействие вирусных и клеточных рецепторов по принципу комплементарности. Поэтому процесс адсорбции вируса на клетке является специфическим процессом. Если в организме нет клеток с рецепторами к определенному вирусу, то инфекция этим видом вируса в таком организме невозможна - имеется видовая резистентность. С другой стороны, если бы нам удалось блокировать этот первый этап взаимодействия вируса с клеткой, то мы могли бы предупреждать развитие вирусной инфекции на самом раннем этапе.

2-й этап - проникновение вируса в клетку - может происходить двумя основными путями. Первый, который был описан раньше, называетсявиропексисом . Этот путь очень напоминает фагоцитоз и является вариантом рецепторного эндоцитоза. Вирусная частица адсорбируется на клеточной мембране, в результате взаимодействия рецепторов меняется состояние мембраны, и она инвагинируется, как бы обтекая вирусную частицу. Образуется вакуоль, отграниченная клеточной мембраной, в центре которой располагается вирусная частица.

При проникновении вируса путемслияния мембран происходит взаимное проникновение элементов оболочки вируса и клеточной мембраны. В результате “сердцевина” вириона оказывается в цитоплазме зараженной клетки. Этот процесс происходит довольно быстро, поэтому его трудно было зарегистрировать на электронограммах.

Депротеинизация - освобождение вирусного генома от суперкапсида и капсида. Этот процесс называют иногда «раздеванием» вирионов.

Освобождение от оболочек начинается нередко сразу же после прикрепления вириона к клеточным рецепторам и продолжается уже внутри цитоплазмы клетки. В этом принимают участие лизосомальные ферменты. В любом случае для осуществления дальнейшей репродукции необходима депротеинизация вирусной нуклеиновой, так как без этого вирусный геном не в состоянии индуцировать воспроизводство новых вирионов в зараженной клетке.

Средний период репродукции называютлатентным, скрытым, так как после депротеинизации вирус как бы «исчезает» из клетки, его невозможно обнаружить на электронограммах. В этом периоде присутствие вируса обнаруживается только по изменению метаболизма клетки-хозяина. Клетка перестраивается под влиянием вирусного генома на биосинтез компонентов вириона - его нуклеиновой кислоты и белков.

Первый этап среднего периода, транскрипция вирусных нуклеиновых кислот, переписывание генетической информации путем синтеза информационной РНК - необходимый процесс для начала синтеза вирусных компонентов. Она происходит по-разному в зависимости от типа нуклеиновой кислоты.

Вирусная двунитевая ДНК транскрибируется так же, как и клеточная с помощью ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Если этот процесс осуществляется в ядре клетки (у аденовирусов), то используется клеточная полимераза. Если же в цитоплазме (вирус оспы) - то с помощью РНК-полимеразы, проникающей в клетку в составе вируса.

Если же РНК является минус-нитевой (у вирусов гриппа, кори, бешенства), вначале должна синтезироваться информационная РНК на матрице вирусной РНК с помощью специального фермента - РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая входит в состав вирионов и проникает в клетку вместе с вирусной РНК. Такой же фермент входит и в состав вирусов, содержащих двунитевую РНК (реовирусы).

Регуляция процесса транскрипции осуществляется путем последовательной перезаписи информации с «ранних» и «поздних» генов. В «ранних» генах записана информация о синтезе ферментов, необходимых для транскрипции генов и последующей их репликации. В «поздних» - информация для синтеза оболочечных белков вируса.

Трансляция - синтез вирусных белков. Этот процесс полностью аналогичен известной схеме биосинтеза белка. Участвует вирусспецифическая информационная РНК, клеточные транспортные РНК, рибосомы, митохондрии, аминокислоты. Вначале синтезируются белки-ферменты, необходимые для процесса транскрипции, а также для частичного или полного подавления метаболизма зараженной клетки. Некоторые вирусспецифические белки являются структурными и включаются в вирион (например - РНК-полимераза), другие - неструктурными, которые обнаруживаются только в инфицированной клетке и необходимы для одного из процессов репродукции вирионов.

Позднее начинается синтез вирусных структурных белков - компонентов капсида и суперкапсида.

После синтеза вирусных белков на рибосомах может происходить их посттрансляционная модификация, в результате которой вирусные белки «созревают» и становятся функционально активными. Клеточные ферменты могут осуществлять фосфорилирование, сульфирование, метилирование, ацилирование и другие биохимические превращения вирусных белков. Существенное значение имеет процесс протеолитического нарезания вирусных белков из крупномолекулярных белков-предшественников.

Репликация вирусного генома - синтез молекул вирусных нуклеиновых кислот, воспроизводство вирусной генетической информации.

Репликация вирусной двунитевой ДНК происходит с помощью клеточной ДНК-полимеразы по полуконсервативному типу так же, как и репликация клеточной ДНК. Однонитевая ДНК реплицируется через промежуточную репликативную двунитевую форму.

В клетке нет ферментов, способных осуществлять репликацию РНК. Поэтому такой процесс всегда осуществляется вирусспецифическими ферментами, информация о синтезе которых закодирована в вирусном геноме. При репликации однонитчатых РНК-вых геномов вначале синтезируется нить РНК, комплементарная вирусной, а затем эта вновьобразованная нить РНК становится матрицей для синтеза копий генома. При этом, в отличие от процесса транскрипции, при котором синтезируются часто лишь относительно короткие цепочки РНК, при репликации сразу образуется полная нить РНК. Двунитчатые РНК реплицируются аналогично двунитчатой ДНК, но с помощью соответствующего фермента - РНК-полимеразы вирусного происхождения.

В результате процесса репликации вирусного генома в клетке накапливаются фонды молекул вирусных нуклеиновых кислот, необходимых для формирования зрелых вирионов.

Таким образом, синтез отдельных компонентов вириона разобщен во времени и в пространстве, происходит в разных клеточных структурах и в разное время.

В конечный, заключительный период репродукции происходит сборка вирионов и выход вируса из клетки.

Сборка вирионов может происходить различно, но в основе её лежит процесс самосборки вирусных компонентов, транспортируемых из мест их синтеза в место сборки.. Первичная структура вирусных нуклеиновых кислот и белков определяет порядок конформирования молекул и их соединения друг с другом. Вначале образуется нуклеокапсид за счет строго ориентированного соединения белковых молекул в капсомеры и капсомеров с нуклеиновой кислотой. У простых вирусов на этом сборка и заканчивается. Сборка сложных вирусов, имеющих суперкапсид, многоступенчата и заканчивается обычно в процессе выхода вирионов из клетки. При этом элементы клеточной оболочки включаются в суперкапсид вируса.

Выход вируса из клетки может происходить двумя путями. Некоторые вирусы, лишенные суперкапсида (аденовирусы, пикорнавирусы) выходят из клетки по «взрывному» типу. Клетка при этом лизируется, а вирионы выходят из разрушенной клетки в межклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную вторичную оболочку, например - вирусы гриппа, выходят из клетки, отпочковываясь с ее оболочки. Клетка при этом может длительно сохранять жизнеспособность.

Весь цикл репродукции вируса занимает обычно несколько часов. За 4 - 5 часов, проходящих от момента проникновения в клетку одной молекулы вирусной нуклеиновой кислоты, может образоваться от нескольких десятков до несколько сотен новых вирионов, способных инфицировать соседние клетки. Таким образом, распространение вирусной инфекции в клетках происходит очень быстро.

Таким образом, способ размножения вирусов коренным образом отличается от способа размножения всех остальных живых существ. Все клеточные организмы размножаются делением. При размножении вирусов отдельные компоненты синтезируются в разных местах инфицированной вирусом клетки и в разное время. Такой способ размножения получил название «разобщенный» или «дисъюнктивный».

Следует сказать, что взаимодействие вируса и клетки не обязательно может приводить к описанному результату - ранней или отсроченной гибели инфицированной клетки с продукцией массы новых зрелых вирусных частиц. Возможны три варианта вирусной инфекции в клетке.

Первый, нами уже разобранный вариант, происходит припродуктивной или вирулентной инфекции.

Второй вариант - персистирующая инфекция вируса в клетке, когда происходит очень медленная продукция новых вирионов с выходом их из клетки, но инфицированная клетка длительно сохраняет жизнеспособность.

Наконец, третий вариант - интегративный тип взаимодействия вируса и клетки, при котором происходит интеграция вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном. При этом осуществляется физическое включение молекулы вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому клетки-хозяина. Для ДНК-геномных вирусов этот процесс вполне понятен, РНК-геномные вирусы могут интегировать свой геном только в виде «провируса» - ДНК-овой копии вирусной РНК, синтезированной с помощью обратной транскриптазы - РНК-зависимой ДНК-полимеразы. В случае интеграции вирусного генома в клеточный вирусная нуклеиновая кислота реплицируется вместе с клеточной при делении клеток. Вирус в форме провируса может длительно сохраняться в клетке за счет постоянной репликации. Такой процесс получил название «вирогения ».

5. КАРДИНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВИРУСОВ

Однако, размеры крупных вирусов соизмеримы с размерами хламидий и мелких риккетсий, описаны фильтрующиеся формы бактерий. В настоящее время практически не употребляется термин “фильтрующиеся вирусы”, который дологое время был обычным для обозначения вирусов. Поэтому малые размеры - некардинальное отличие вирусов от других живых существ.

Поэтому в настоящее время кардинальные отличия вирусов от остальных микроорганизмов основываются на более существенных биологических свойствах, о которых мы как раз и говорили на этой лекции.

Основываясь на знании разобранных нами свойств вирусов можно сформулировать следующие 5 кардинальных отличий вирусов от остальных живых существ на Земле:

1. Отсутствие клеточной организации.

2. Наличие только одного типа нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

3. Отсутствие самостоятельного обмена веществ. Обмен веществ у вирусов опосредован через метаболизм клеток и организмов.

4. Наличие уникального, дисъюнктивного способа размножения.

Таким образом, мы можем дать следующее определение вирусам.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДОРОВЬЯ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Курсовая работа

Возникновение вирусологии. Д. И. Ивановский 1892 г

Выполнила студентка

педиатрического факультета гр.№134

Бектурова А.Р.

Проверил ассистент кафедры

Расный В. И.

Введение

1.Ивановский Д. И.

2.Вирус табачной мозаики

3.Вирусология как наука:

3.1 История возникновения

3.3 Полиомиелит

Список литературы

Введение

В наше время очень актуально проблема вирусов. Она привлекает внимание все большего числа ученых. Когда стало известно о существовании вирусов, никто и не подозревал, что они будут так опасны. Тысячи людей сейчас заражены такими опасными вирусами заболеваниями как СПИД, рак, но не только люди болеют вирусными инфекциями, также растения и животные, и это проблема всего человечества. Вирусы имеют способность видоизменяться, приобретать новые качества, вследствие чего возникают новые, неизвестные науке, вирусы (вирус иммунодефицита человека, грипп птиц и другие). Этой проблемой занимается наука вирусология.

Вирусология сегодня - активно развивающаяся наука, которая использует самые современные открытия и технологии. Её теоретическое и практическое значение для медицины, ветеринарии, сельского хозяйства - огромно. Необходимо не только изучение вирусов, но и поиски новых эффективных методов борьбы с ними. На вирусах изучаются вопросы генетики микробов и актуальные проблемы биохимии. Учёные всё более глубоко и успешно познают тончайшую структуру, биохимический состав и физиологические свойства этих ультрамикроскопических живых существ, их роль в природе, жизни человека, животного и растений. Развитие вирусологии связано с блестящими успехами молекулярной генетики. Изучение вирусов привело к пониманию тонкой структуры генов, расшифровки генетического кода, выявлению механизмов мутации. Вирусы широко применяются в работах генной инженерии. Способность вирусов приспосабливаться, вести себя непредсказуемо - не знает предела.

Миллионы людей стали жертвами вирусов - возбудителей различных болезней. И всё-таки основные успехи вирусологии достигнуты в борьбе с конкретными болезнями и это даёт основание утверждать, что в нашем третьем тысячелетии вирусология займёт ведущее место.

В своей работе я хочу отразить важные моменты, связанные с возникновением этой важной для человечества науки, ее цели и задачи, а также проблемы вирусологии, с которыми борются ученые всего мира. Я расскажу об основателе вирусологии Д. И. Ивановском и о других ученых, внесших вклад в развитие вирусологии.

1. Ивановский Д. И

Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих веков нанесли вред хозяйству и вред здоровью человека. Хотя многие из этих болезней были опасны, но пробы установить их причину и найти возбудителя оставались безуспешными.

В первый раз существование вируса (нового типа возбудителя болезней) доказал в 1892 году российский ученый Д.И. Ивановский.

Дмитрий Иосифович родился в 1864 году в Петербургской губернии. Окончил гимназию с отличием. В августе 1883 года он поступает в Петербургский университет на физико-математический факультет. С 1890 - ассистент ботанической лаборатории Петербургской Академии Наук. В 1895 году защитил магистерскую диссертацию и в качестве приват-доцента Петербургского университета, начал чтение лекций по физиологии низших организмов, а с 1896 - по анатомии и физиологии растений. С 1901-экстраординарный профессор, а с 1903 - ординарный профессор Варшавского университета. В Варшаве Ивановский одновременно преподавал на Высших женских курсах.

Ивановский положил начало вирусологии, выросшей в настоящее время в самостоятельную область науки. Открытие вирусов сыграло огромную роль в развитии ряда научных дисциплин: биологии, медицины, ветеринарии и фитопатологии. Оно позволило расшифровать этиологию таких заболеваний, как бешенство, оспа, энцефалиты и мн. др. Ивановский занимался также изучением процесса спиртового брожения и влияния на него кислорода, хлорофилла и др. пигментов зеленых листьев, участвующих в процессе фотосинтеза. Известны также его работы и по общей сельскохозяйственной микробиологии. Ивановский был дарвинистом, подчеркивал зависимость организмов от условий окружающей среды и доказывал эволюционное значение этого факта.

В дальнейшем Ивановским было проведено научное исследование воздушного питания растений, он сосредоточил свое внимание на изучении состояния хлорофилла растений, значении каротина и ксантофилла для растений, устойчивости хлорофилла к свету в живом листе и второго максимума ассимиляции. Эти исследования Ивановский проводил совместно с М.С. Цветом - создателем метода адсорбированного хроматографического анализа.

В 1915 году Варшавский университет был эвакуирован в Ростов-на-Дону. Эвакуация не позволила перевести лабораторию, которую Ивановский в течение многих лет создавал в Варшаве. В это трудное для страны время Ивановскому пришлось все заново организовывать. Работая в Донском университете, Ивановский участвовал в его общественной жизни, как председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы.

Наряду с работами Ивановского по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Он автор 180 публикаций, в том числе ряда работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений, 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза и Эфрона и двухтомный учебник по физиологии растений.

В знак признания выдающихся заслуг Д.И. Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР (ныне РАМН) в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Ивановского, которая присуждается один раз в три года за лучшую научную работу по вирусологии.

В 1964 году проведена научная юбилейная сессия, выпущена юбилейная медаль, которой были удостоены ученые и деятели науки, внесшие вклад в развитие вирусологии, а также юбилейная марка с изображением Д.И. Ивановского. В конце 70-х годов перед зданием Института вирусологии установлен бюст Д.И. Ивановского.

Д.И.Ивановский скончался в возрасте 56 лет 20 июня 1920 года от цирроза печени. Похоронен он в Ростове-на-Дону на Новопоселенском кладбище, где ему установлен монумент. На доме N-87 по Социалистической улице, где жил ученый, укреплена мемориальная доска с надписью: ”В этом доме жил наикрупнейший российский ученый, основоположник науки о вирусах Дмитрий Иосифович Ивановский (появился в 1864 году; погиб в 1920 году).

2. Вирус табачной мозаики

Под влиянием выдающихся деятелей науки, преподававших в то время в Петербургском институте (И.М.Сеченов, А.М. Бутлеров, В.В. Докучаев А.Н. Бекетов, А.С. Фамицын и остальные), формировалось мировоззрение грядущего ученого.

Будучи студентом, Д.И. Ивановский c увлечением работал в научном биологическом кружке, проводил опыты по анатомии и физиологии растений, тщательно выполняя опыты.

Поэтому, возможно, А.Н. Бекетов, возглавлявший общество естествоиспытателей, и доктор А.С. Фамицын предложили в 1887 году студентам Ивановскому и Половцову поехать на Украину и в Бессарабию для исследования заболевания табака, наносившего большой вред сельскому хозяйству юга России.

Главные итоги наблюдений и изучения анатомии и физиологии больных растений 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.

В итоге этих наблюдений Д.И. Ивановский и В.В. Половцев в первый раз высказали предположение, что заболевание табака, описанное в 1886 году А. Майер в Голландии под заглавием мозаичной, представляет не одно, а два совсем разных заболевания одного и того же растения; одно из них -рябуха, возбудителем которого является грибок, а другое неизвестного происхождения. На базе опыта фермеров, собственных наблюдений и исследования больных растений Д.И.Ивановский и В.В.Половцев пришли к заключению, что заболевание рябуха поражает растения, высаженные на старых плантациях табака, и дали рекомендации по введению севооборота и увеличению культуры земледелия.

Исследования мозаичной болезни табака Д.И.Ивановский продолжает в Никитском ботаническом саду (под Ялтой) и ботанической лаборатории Академии. Результаты этих исследований изложены в докладе “О двух болезнях табака”, сделанном 14 февраля 1892 года в Академии наук, и опубликованы в журнальчике “Сельское хозяйства и лесоводств”, а также отдельным изданием “О двух болезнях табака”. В данной работе, датированной 1892 годом, Д. И. Ивановский приходит к выводу, что мозаичное заболевание табака вызывается бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые не способны расти на искусственных субстратах. В первый раз представлены данные о возбудителе табачной мозаики, которые долгое время являлись критериями для отнесения возбудителей болезней к ”вирусам”: фильтруемость через ”бактериальные” фильтры, неспособность расти на искусственных средах, воспроизведения картины заболевания фильтратом, освобожденным от микробов и грибов. Возбудитель мозаичной болезни именуется Д. И. Ивановским то фильтрующимися бактериями, то микроорганизмами, и это понятно, так как сконструировать сходу существование особенного мира вирусов было очень тяжело.

В связи с завершением собственной магистерской диссертации “Исследования спиртового брожения” Д.И. Ивановский обязан был временно прекратить исследования по мозаичной болезни табака и возвращается к ним через несколько лет, закончив к 1900 году.

Основываясь на бессчетных опытах и повторных исследованиях, развивая главные положения, опубликованные в 1892 году, он обобщает их в докторской диссертации на тему “мозаичное заболевание табака”, которую он защитил в Киевском институте 16 марта 1903 года.

Д.И. Ивановский не сомневался в значимости собственного открытия принципиально нового класса явлений. Подчеркивая, что возбудитель мозаичной болезни табака не мог быть найден в тканях больных растений с помощью микроскопа и не культивировался на искусственных питательных средах. Д.И. Ивановский писал, что его догадки о живой и организованной природе возбудителя формировано в целую теорию особенного рода инфекционных заболеваний, представителем которых, кроме табачной мозаики, является ящур. Кроме капитальных выводов, утверждающих существование нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов, дающих критерии и способы для их определения, т.е. закладывающих базы научной дисциплины, получившей заглавие вирусологии, в диссертации Ивановского содержатся и остальные принципиальные данные. Так, в главе 4 описывается цитопатическое действие возбудителя табачной мозаики; в данной же главе и приложенных микрофотографиях дана черта кристаллов, которые в 1935 году были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики. Тут же имеется описание внутриклеточных включений, положившее начало учению о включениях при вирусных инфекциях, которые и в настоящее время сохранило свое значение для диагностики вирусных.

Д.И.Ивановский открыл вирусы - новую форму существования жизни. Своими исследованиями он заложил базы ряда научных направлений вирусологии: исследование природы вирусов, цитопатология вирусных инфекций, фильтрующихся форм микроорганизмов, хронического и латентного вирусоносительства. Один из выдающихся русских фитовирусологов В.Л.Рыжков писал: ”Заслуги Ивановского не лишь в том, что он открыл совсем новый вид заболевания, но и что он дал способы их исследования, явился основоположником патологоанатомического способа исследования болезней растений и патологической цитологии вирусных заболеваний”. Всемирно узнаваемый американский ученый лауреат Нобелевской премии Стенли дал высшую оценку исследованиям Ивановского: ”Право Ивановского на славу растет с годами. Я считаю, что его отношении к вирусам обязано рассматриваться в том же свете, как мы смотрим на отношении Пастера и Коха к бактериям”.

Прямыми продолжателями Ивановского в исследовании вирусных болезней табака являются В.Л. Рыжков, К.С. Сухов, И.П. Худына, М.С. Терновский, П.А. Агатов, М.И. Гольдин и остальные.

3. Вирусология как наука

3.1 История возникновения

Первая половина нашего столетия была посвящена пристальному исследованию вирусов - возбудителей острых лихорадочных заболеваний, разработке способов борьбы с этими заболеваниями и способов их предупреждения.

Открытия вирусов сыпались как из рога изобилия: в 1892 году был открыт вирус табачной мозаики - год рождения вирусологии как науки; 1898 году - открыт вирус ящура,1901 году - вирус желтой лихорадки,1907 году -вирус натуральной оспы, 1909 году - вирус полиомиелита, 1911 году - вирус саркомы Рауса, 1912 году - вирус герпеса, 1926 году - вирус везикулярного стоматита, 1931 году- вирус гриппа свиней и вирус западного энцефаломиелита лошадей,1933 году- вирус гриппа человека и вирус восточного энцефаломиелита лошадей, 1934 году- вирус японского энцефалита и вирус паротита, 1936 году - вирус рака молочных желез мышей, 1937году-вирус клещевого энцефалита, 1945 году - вирус крымской геморрагической лихорадки, 1948 году- вирусы Коксаки, 1951 году - вирусы лейкоза мышей и вирусы ЕСНО, 1953 году - аденовирусы и вирус бородавок человека, 1954 году - вирус краснухи и вирус кори, 1956 году - вирусы парагриппа, вирус цитомегалии и респираторно-синцитиальный вирус, 1957 году- полиомы, 1959 году - вирус аргентинской геморрагической лихорадки, 1960 году- риновирусы.

Поэтому первая половина нашего столетия поистине оказалась эпохой великих вирусологических открытий. И это вполне понятно и оправдано, так как первый шаг в борьбе с болезнью - это выяснение её предпосылки. И вирусы оказали в конце концов человечеству неоценимую услугу в борьбе сначала с вирусами и другими инфекционными заболеваниями.

Тысячелетия назад, когда люди не имели понятия о вирусах, страшные болезни, вызванные ими, заставляли находить пути избавления от них. Еще 3500 лет назад в старом Китае было подмечено, что люди, перенесшие легкую форму оспы, в дальнейшем никогда больше ею не заболевали. Боясь утяжеленной формы данной болезни, древние решили искусственно заражать детей легкой формой оспы. Этот способ предупреждения - вариоляция - не получил широкого распространения. Смертность среди привитых достигала 10%. При прививках было тяжело дозировать заразный материал от больного. Неувязка предохранения от оспы была решена лишь в конце 18 века английским врачом Эдвардом Дженнером. Он установил, что некие доярки никогда не болеют оспой, а, конкретно, те из них, которые предварительно перенесли легкое заболевание - коровью оспу, либо, как её называли, вакцину (от греческого vacca, что значит “корова”).

Джиннер в 1796 году провел опыт по прививке содержимого пустулы с руки доярки на кожу плеча 8-летнего мальчика Джемса Фиппса. На месте прививки разилось только несколько пузырьков. Через полтора месяца Дженнер ввел Фиппсу гнойное содержимое кожного пузырька от больного натуральной оспы. Мальчик не заболел. Вакцина против оспы оказалась первой противовирусной вакциной, хотя вирус натуральной оспы был открыт 57 лет спустя.

В борьбе с вирусными заболеваниями ученые стремились до этого всего найти и выделить возбудителя. Изучив его характеристики, приступали к приготовлению вакцины. Так в борьбе за здоровье и жизнь человека становилась юная наука о вирусах.

3.2 Вирус гриппа человека

Грипп (от фр. grippe) - острое инфекционное заболевание дыхательных путей, вызываемое вирусом гриппа. Входит в группу острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ). Периодически распространяется в виде эпидемий и пандемий. В настоящее время выявлено более 2000 вариантов вируса гриппа, различающихся между собой антигенным спектром. По оценкам ВОЗ от всех вариантов вируса во время сезонных эпидемий в мире ежегодно умирают от 250 до 500 тыс. человек (большинство из них старше 65 лет), в некоторые годы число смертей может достигать миллиона. Предположительно, название болезни происходит от немецкого слова «Grips», что означает глотка, горло или от английского слова «grip» скрутить, схватить (о болезни). Русское слово «хрип» происходит от латинского слова crepitatio (crepito, crepo - трещать, скрипеть, щелкать) - звуки, издаваемые больными, и непосредственного отношения к слову грипп не имеет (русские слова в которых есть буква Х и Ф русскими не считаются) и перешло в русский язык от старофранцузского «grippe».

Нередко словом «грипп» в обиходе также называют любое острое респираторное заболевание (ОРВИ), что ошибочно, так как кроме гриппа на сегодняшний день описано еще более 200 видов других респираторных вирусов (аденовирусы, риновирусы, респираторно-синцитиальные вирусы и др.), вызывающих гриппоподобные заболевания у человека.

Для профилактики гриппа Центры по контролю и профилактике заболеваний США рекомендуют вакцинировать всех лиц старше 6 месяцев (особенно входящих в группы риска), применять средства индивидуальной защиты, сократить контакты с заболевшими, применять противовирусные препараты по назначению врача.

К гриппу восприимчивы все возрастные категории людей. Источником инфекции является больной человек с явной или стёртой формой болезни, выделяющий вирус с кашлем, чиханьем и т. д. Больной заразен с первых часов заболевания и до 5-7-го дня болезни. Характеризуется аэрозольным (вдыхание мельчайших капель слюны, слизи, которые содержат вирус гриппа) механизмом передачи и чрезвычайно быстрым распространением в виде эпидемий и пандемий. Эпидемии гриппа, вызванные серотипом А, возникают примерно каждые 2-3 года, а вызванные серотипом В - каждые 4-6 лет. Серотип С не вызывает эпидемий, только единичные вспышки у детей и ослабленных людей. В виде эпидемий встречается чаще в осенне-зимний период. Периодичность эпидемий связана с частым изменением антигенной структуры вируса при пребывании его в естественных условиях. Группами высокого риска считаются дети, люди преклонного возраста, беременные женщины, люди с хроническими болезнями сердца, лёгких.

3.3 Полиомиелит

Полиомиелит - детский спинномозговой паралич, острое, высоко контагиозное инфекционное заболевание, обусловленное поражением серого вещества спинного мозга полиовирусом и характеризующееся преимущественно патологией нервной системы. В основном, протекает в бессимптомной или стертой форме. Иногда случается так, что полиовирус проникает в ЦНС, размножается в мотонейронах, что приводит к их гибели, необратимым парезам или параличам иннервируемых ими мышц.

Источником инфекции является больной или вирусоноситель, при этом наиболее опасны пациенты со стёртыми и абортивными формами заболевания. Инфекция передаётся фекально-оральным (грязные руки, игрушки, инфицированные продукты питания) и воздушно-капельным путём. Восприимчивость к вирусу полиомиелита всеобщая, однако наиболее восприимчивы дети в возрасте до 7 лет. При этом паралитическая форма встречается не более, чем в 1% случаев, а стёртые, инаппарантные и абортивные формы диагностируются только в очаге инфекции при лабораторном обследовании контактных с заболевшими полиомиелитом лиц. Дети первых 2-3 месяцев жизни, благодаря полученному трансплацентарно от матери иммунитету, полиомиелитом практически не болеют. Повторные случаи заболевания практически не регистрируются, так как после перенесенного заболевания вырабатывается стойкий иммунитет и наблюдается невосприимчивость клеток слизистой оболочки кишечника к гомологичным типам вируса. вирус инфекционный грипп полиомиелит

Хотя сейчас полиомиелит редко встречается в западном мире, он все ещё эндемичен для Южной Азии и Нигерии. После широкого применения полиомиелитной вакцины в середине 1950-х годов, заболеваемость полиомиелитом резко сократилось во многих промышленно развитых странах. А в 1988 году под руководством Всемирной организации здравоохранения, ЮНИСЕФа и Ротари Интернешнл были сделаны глобальные усилия по искоренению полиомиелита. Эти усилия привели к сокращению числа ежегодных диагностированных случаев на 99%. По оценкам, число случаев заболеваемости снизилось с 350 000 в 1988 году до 483 случаев в 2001 году, после чего она осталась на уровне около 1000 случаев в год (1606 в 2009 году). В настоящее время полиомиелит является одним из, всего лишь, двух заболеваний, ставших предметом программы глобальной ликвидации, другой болезнью является ришта.

Распространение ВИЧ-инфекции связано, главным образом, с незащищенными половыми контактами, использованием зараженных вирусом шприцев, игл и других медицинских и парамедицинских инструментов, передачей вируса от инфицированной матери ребёнку во время родов или при грудном вскармливании. В развитых странах обязательная проверка донорской крови в значительной степени сократила возможность передачи вируса при её использовании.

Попадая в организм человека, ВИЧ заражает CD4+ лимфоциты, макрофаги и некоторые другие типы клеток. Проникнув в клетки указанных типов, вирус начинает активно в них размножаться. Это в конечном счёте приводит к разрушению и гибели зараженных клеток. Присутствие ВИЧ со временем вызывает нарушение иммунной системы из-за избирательного уничтожения им иммунокомпетентных клеток и подавления их субпопуляции. Вышедшие из клетки вирусы внедряются в новые, и цикл повторяется. Постепенно число CD4+ лимфоцитов снижается настолько, что организм уже не может противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые не опасны или мало опасны для здоровых людей с нормально функционирующей иммунной системой.

Своевременно начатое лечение антиретровирусными препаратами (ВААРТ) останавливает прогрессию ВИЧ-инфекции и снижает риск развития СПИД до 0,8-1,7 %. Однако антиретровирусные препараты широко доступны только в развитых и некоторых развивающихся (Бразилия) странах по причине их высокой цены.

Пандемия ВИЧ-инфекции является одной из наиболее губительных эпидемий в истории человечества.

До настоящего времени не разработано лечения ВИЧ-инфекции, которое могло бы устранить ВИЧ из организма.

Современный способ лечения ВИЧ-инфекции (т. н. высокоактивная антиретровирусная терапия) замедляет и практически останавливает прогрессирование ВИЧ-инфекции и её переход в стадию СПИД, позволяя ВИЧ-инфицированному человеку жить полноценной жизнью. При использовании лечения и при условии, что эффективность лекарств сохраняется, продолжительность жизни человека ограничивается не ВИЧ, а лишь естественными процессами старения. Однако после длительного использования одной и той же схемы терапии, через несколько лет, вирус мутирует, приобретая резистентность к применяемым препаратам, и для дальнейшего контроля над прогрессированием ВИЧ-инфекции необходимо применять новые схемы лечения с другими препаратами. Поэтому любая существующая на сегодняшний день схема лечения ВИЧ-инфекции рано или поздно становится неэффективной. Также, во многих случаях, пациент не может принимать отдельные препараты по причине индивидуальной непереносимости. Поэтому грамотное применение терапии отсрочивает развитие СПИД на неопределенное время. На сегодняшний день появление новых классов препаратов в основном нацелено на уменьшение побочных эффектов от приема терапии, поскольку продолжительность жизни ВИЧ-положительных людей, принимающих терапию, практически сравнялась с продолжительностью жизни ВИЧ-отрицательного населения. В период более позднего развития ВААРТ (2000-2005 гг.) выживаемость ВИЧ-инфицированных больных при исключении больных с гепатитом С достигает 38,9 лет (37,8 - для мужчин и 40,1 - для женщин.)

Важное значение придается поддержанию здоровья ВИЧ-положительного немедикаментозными средствами (правильное питание, здоровый сон, избегание сильных стрессов и длительного нахождения на солнце, здоровый образ жизни), а также регулярный (2-4 раза в год) мониторинг состояния здоровья у врачей-специалистов по ВИЧ.

Подводя результат, можно заключить: вирусология не только занимает достойное место посреди базовых наук, как учение о вирусах, но и является в значимой мере медицинской наукой.

Список литературы

1) Ивановский Д.И. О двух болезнях табака -М., Медгиз, 1949 - 181 с.

2) Хаитов Р. М. СПИД. - М.: Издательство Народной академии культуры и общечеловеческих ценностей, 1992

3) Малый В. П. ВИЧ. СПИД. Новейший медицинский справочник. - М.: Эксмо, 2009.

4) Жданова В.М., Гайдамович С.Я. Общественная и частная вирусология Изд. Медицина, М., 1982 Г. С. 5-11.

5) Ивановский Д.И. Половцев В.В. Рябуха - заболевание табака, её предпосылки и средства борьбы с нею - С-Пб., 1890 г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Открытие первого вируса, поражающего человека, его проникновение в клетку. Этапы развития вирусологии. Использование лабораторных мышей и куриных эмбрионов для культивирования вирусов. Строение и химический состав вириона. Выход вирионов из клетки.

презентация , добавлен 17.01.2014


Виды гриппа - острого инфекционного заболевания дыхательных путей. Строение и распространение вируса гриппа, история эпидемий заболевания, его патогенез, клиническая картина, возможные осложнения. Профилактика и существующие методы лечения гриппа.

курсовая работа , добавлен 10.11.2011


Изучение вируса табачной мозаики. Горизонтальный перенос генов. Электронная микрофотография бактериофагов, инфицирующих клетку. Определение вич-инфекции, его влияние на иммунную систему организма человека. Классификация и особенность строения вирусов.

презентация , добавлен 05.12.2014


Сущность понятия "вирус", история изучения. Схематическое строение вируса. Классификация вирусов: дезоксивирусы, рибовирусы. Схематичное изображение расположения капсомеров в капсиде вирусов. Вирус иммунодефицита человека, трехмерное изображение.

презентация , добавлен 19.10.2011


Структура и свойства вирусов гриппа, их антигенная изменчивость. Международная система кодировки вирусов. Разброс аэрозольных частиц при чихании. Симптомы заболевания и его клиническая диагностика. Осложнения и последствия гриппа. Статистика заболевания.

реферат , добавлен 15.02.2014


Таксономическое положение вируса гриппа, его диагностика. Основные биологические свойства возбудителя. Методы активной иммунизации против гриппа. Особенности микробиологической диагностики. Специфика этиотропной терапии и специфической профилактики.

контрольная работа , добавлен 28.02.2012


презентация , добавлен 14.05.2014


Клиника полиомиелита, выделение вируса из верхних и нижних отрезков пищеварительного тракта, смывов носоглотки и кишечника. Биологические свойства вирусов, патогенез поражения нервной системы при полиомиелите. Особенности абортивной формы полиомиелита.

реферат , добавлен 09.05.2010


реферат , добавлен 09.05.2010


Причастность фармацевтических компаний к массовой панике, связанной с эпидемией свиного гриппа. Генетически модифицированный вирус. Не так страшен грипп, как его вакцина. Статистика массовых заболеваний. Советы по профилактике и лечению сезонного гриппа.

Сколько бы ни проводилось исследований, ученые признают, что вирусы остаются до сих пор мало изученными, а потому их распространение и влияние на человеческий организм и на окружающую среду в целом спрогнозировать довольно сложно. И дело не только в том, что изучение инфекционных микроорганизмов требует наличия квалифицированных кадров, специального оборудования и немалых средств, поскольку каждый вирус имеет свою структуру, особенности размножения и устойчивость к внешней среде.

Главная проблема в том, что в стерильных лабораторных условиях поведение микроорганизмов отличается от внешней среды - хотя бы потому, что в природных условиях они взаимодействуют с другими организмами и это неизбежно отражается на их развитии и мутациях. Поэтому до сих пор природа вирусов, история их возникновения и развития досконально и не изучены.

Еще одна серьезная проблема - мутации вирусов, их изменение под воздействием окружающей среды. Приходится постоянно менять условия экспериментов, вести статистику по скорости и форме появления мутации, воздействовать на них различными медицинскими препаратами.

Но, несмотря на все сложности, исследования в этой сфере продолжаются, ведь каждая инновация приближает к созданию новых эффективных лекарств, предупреждению заболеваний и эпидемий. Это особенно важно, учитывая тот факт, что вирусы способны поражать все существующие клетки, как растений, так и человека. Только за последние несколько месяцев появилось множество перспективах открытий, о самых важных из них и пойдет далее речь.

3D поможет лучше узнать врага

Впервые в истории исследователи из шведской Национальной ускорительной лаборатории SLAC получили с помощью уникального рентгеновского лазера трехмерное изображение, демонстрирующее часть внутренней структуры инфекционного вируса. В статье, опубликованной в свежем номере Physical Review Letters, говорится, что ученые исследовали так называемый мимивирус , который относится к категории гигантских вирусов, размеры которых в тысячи раз больше обычных. Мимивирус также отличается генетической сложностью - он обладает почти тысячью крупных генов, что гораздо больше, чем у ВИЧ.

Специалисты давно пытаются узнать больше о мимивирусах - их происхождении, а также о том, заимствуют ли они со временем гены у организма-хозяина, однако большинство экспериментов заходило в тупик. Шведские физики использовали новую методику, которая позволила создать трехмерную модель вируса. С помощью сложного программного обеспечения, разработанного в Корнелльском университете, исследователи сделали множество фото и сложили отдельные снимки различных вирусных частиц в одно общее 3D-изображение мимивируса. Это позволило получить о нем максимально полную и достоверную информацию.

Технология открывает новую эру в вирусологии: теперь изучать микробы, а соответственно, бороться с ними будет гораздо проще. В ближайшее время планируется таким же образом исследовать вирусы, которые по размеру меньше мимивируса, но зачастую опаснее, включая грипп, герпес и ВИЧ.

Грипп - редкое заболевание

В новом номере журнала PLOS Biology появилось любопытное исследование, свидетельствующее о том, что взрослые в возрасте старше 30 лет болеют гриппом максимум один раз в пять лет. К такому выводу пришла международная группа ученых, возглавляемая специалистами Лондонского имперского колледжа. Ученые говорят, что при постановке диагноза большинство врачей совершают фатальную ошибку, путая вирус гриппа с простудой или болезнями, вызванными различными возбудителями распираторных и инфекционных заболеваний, типа риновирусами или коронавирусами.

Исследователи проанализировали образцы крови у 151 добровольца из Южного Китая, проверяя их на уровни антител против девяти обнаруженных в тех местах различных штаммов вируса гриппа. В процессе исследования выяснилось, что дети заболевают гриппом один раз в два года, но со временем приобретают иммунитет.

В итоге грипп для взрослых - довольно редкое заболевание и выявить его можно исключительно по анализу крови, а уж никак не по "внешним традиционным" симптомам. Это открытие глобально изменит подход к диагностике простудных заболеваний, а также методике их лечения.

Крокодилы научат бороться с микробами

Ученые из Университета Джорджа Мейсона выяснили, что аллигаторы обладают уникальной иммунной системой, которая защищает их от всевозможных вирусов и микробов. Подробности исследования описаны в последнем номере журнала PLoS ONE .

Ранее специалисты из Университета Луизианы обнаружили, что сыворотка крови рептилий способна уничтожать 23 штамма бактерий и даже бороться с ВИЧ. Тогда химики пришли к заключению, что противомикробными молекулами в крови аллигаторов, скорее всего, являются ферменты, расщепляющие особый тип липидов.

Нынешний же эксперимент показал, что противомикробными молекулами в сыворотке крови аллигаторов являются пептиды CAMP, или, как их еще называют, катионные антимикробные пептиды. Опыты, в частности, показали, что они успешно уничтожают кишечную палочку, золотистый стафилококк и синегнойную палочку.

Результаты исследования станут основой для создания нового поколения антибиотиков, ведь против большинства имеющихся препаратов вирусы уже выработали устойчивость.

Простой способ убить ВИЧ

Представители Научно-исследовательского института Скриппса при содействии ведущих американских лабораторий создали новый вид вакцины против ВИЧ. Детали исследования описаны в журнале Nature .

Вирус иммунодефицита - один из самых коварных, поскольку он активно мутирует и приспосабливается ко всем имеющимся препаратам. Во многом это объясняет тот факт, что эффективного лекарства против него пока нет.

Новый экспериментальный препарат eCD4-Ig блокирует практически все штаммы вируса иммунодефицита, полностью их обезвреживая. Немаловажно, что при проведении опытов на обезьянах, никакого иммунного ответа организма на eCD4-Ig обнаружено не было.

Очевидно белок, ставший основой вакцины, похож на тот, что содержится в клетках живого организма. Исследования также показали, что препарат связывается с оболочкой ВИЧ-1 гораздо лучше, чем самые передовые нейтрализующие антитела, поэтому он может стать действенной альтернативой существующим вакцинам против ВИЧ.

Для доставки в организм eCD4-Ig используется аденоассоциированный вирус, не вызывающий никаких заболеваний. После инъекции в мышечную ткань, он превращает клетки в фабрики по производству нового защитного белка, которые будут активны в течение многих лет, а возможно, и возможно, и десятилетия. Разработчики препарата надеются, что клинические испытания вакцины на людях начнутся уже в этом году, ведь препарат обещает навсегда избавить человечество от одного из смертельных заболеваний.

Биологическое оружие в действии

Как известно, вирусы могут стать одним из наиболее действенных видов биологического оружия: например, если выпустить оспу, то будет уничтожено больше половины населения всего земного шара. Также доказано, что некоторые вирусы оказывают мощное воздействие на сознание живых существ. В этом в очередной раз убедились специалисты из французского Университета Перпиньян, опубликовавшие научную работу по этой теме в журнале Proceedings of the The Royal Society.

Все начинается с того, что оса откладывает свои яйца, а вместе с ними и особый вирус DcPV, внутрь живых божьих коровок. Спустя три недели, личинка осы выходит из тела жертвы и прядет кокон, а божья коровка становится полностью парализованной.
Вирус DcPV, который идентифицировали совсем недавно, считается ближайшим "родственником" вируса полиомиелита, вызывающего паралич. Также установлено, что активно размножаясь, он поражает нервную систему. Все эти симптомы наглядно демонстрирует божья коровка, мозг которой оккупирован DcPV.

РАССКАЗАТЬ ДРУЗЬЯМ

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.

Будучи студентом Петербургского университета, он выезжал на Украину и в Бессарабию для изучения причин болезни табака, а затем, после окончания университета, продолжал исследования в Никитском ботаническом саду под Ялтой. В содержимом пораженного листа он не обнаружил бактерий, однако сок больного растения вызывал поражения здоровых листьев. Ивановский профильтровал сок больного растения через свечу Шамберлана, поры которой задерживали мельчайшие бактерии. В результате он обнаружил, что воз­будитель проходит даже через такие поры, так как фильт­рат продолжал вызывать заболевание листьев табака. Культивирование его на искусственных питательных сре­дах оказалось невозможным. Д.И. Ивановский приходит к выводу, что возбудитель имеет необычную природу: он фильтруется через бактериальные фильтры и не способен расти на искусственных питательных средах. Он назвал новый тип возбудителя «фильтрующиеся бактерии».

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.

Опыты Д.И. Иванов­ского были положены в ос­нову его диссертации «О двух болезнях табака», представленной в 1888 г., и изложены в книге того же названия, вышедшей в 1892 г. Этот год и считает­ся годом открытия вирусов.

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.

Слово «вирус» означает яд, оно применялось еще Луи Пастером для обозначения заразного начала. Позже стали применять название «ультравирус» или «фильтрую­щий вирус», затем определение отбросили, и укоренился термин «вирус».

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, 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 .

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.

ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ВИРУСОЛОГИИ

Быстрый прогресс в области вирусологических знаний, основанный в значительной мере на достижениях смеж­ных естественных наук, обусловил возможность углублен­ного познания природы вирусов. Как ни в одной другой науке, в вирусологии прослеживается быстрая и четкая смена уровней познания - от уровня организма до суб­молекулярного.

Приведенные периоды развития вирусологии отражают те уровни, которые являлись доминирующими в течение одного - двух десятилетий.

Уровень организма (30-40 гг. XX века).

Основ­ной экспериментальной моделью являются лабораторные животные (белые мыши, крысы, кролики, хомяки, обезьяны и т. д.), основным первым модельным вирусом был .

В 40-е годы в вирусологию в качестве эксперименталь­ной модели прочно входят куриные эмбрионы. Они обладали высокой чувствительностью к вирусам гриппа, и некоторым другим. Использование этой модели стало возможным благодаря исследованиям австралийского ви­русолога и иммунолога Ф. Бернета , автора первого пособия по вирусологии «Вирус как организм». В 1960 г. Ф. Бернет и П. Медавар удостоены Нобелевской премии в области вирусологии.

Открытие в 1941 г. американским вирусологом Херстом феномена гемагглютинации немало способствовало изучению взаимодействия вируса с клеткой на модели вируса гриппа и .

Большим вкладом отечественных вирусологов в меди­цинскую вирусологию явилось изучение природно-очаговых заболеваний - . В 1937 г. была организована первая экспедиция, возглавляемая Зильбером, в составе которой были Левкович, Шубладзе, Чумаков, Соловьев и др. Благодаря проведенным исследованиям был открыт вирус клещевого энцефалита, выявлены его переносчики - иксодовые , разработаны методы лабораторной диаг­ностики, профилактики и лечения. Советскими вирусоло­гами были изучены вирусные геморрагические , разработаны препараты для диагностических и лечебно-профилактических целей.

Уровень клетки (40-50 гг. XX века).

В 1949 г. происходит значительное событие в истории вирусологии - открытие возможности культивировать клетки в искусственных условиях. В 1952 г. Дж. Эндерс, Т. Уэллер, Ф. Роббинс получили Нобелевскую премию за разработку метода куль­туры клеток. Использование культуры клеток в вирусоло­гии явилось подлинно революционным событием, послу­жившим основой для выделения многочисленных новых вирусов, их идентификации, клонирования, изучения их взаимодействия с клеткой. Появилась возможность полу­чения культуральных вакцин. Эта возможность была до­казана на примере вакцины против . В со­дружестве с американскими вирусологами Дж. Солком и А. Сэбином , советскими вирусологами М.П. Чумаковым, А.А. Смородинцевым и др. была разработана технология производства, апробирована и внедрена в практику убитая и живая вакцины против . В 1959 г. была проведена массовая иммунизация детского населения в СССР (около 15 млн.) живой полиомиелитной вакциной, в результате резко снизилась заболеваемость полиомиелитом и практически исчезли паралитические формы заболе­вания. В 1963 г. за разработку и внедрение в практику живой полиомиелитной вакцины М.П. Чумакову и А.А. Смородинцеву была присуждена Ленинская премия. В 1988 г. приняла решение о глобальной ликвидации заболеваемости полиомиелитом. В России это заболевание не регистрируется с 2002 года.

Другим важным приложением техники выращивания виру­сов явилось получение Дж. Эндерсом и Смородинцевым живой вакцины, широкое применение кото­рой обусловило значительное снижение заболеваемости корью и является основой для искоренения этой инфек­ции.

Широко внедрялись в практику и другие культуральные вакцины - энцефалитная, ящурная, антирабическая и т. д.

Молекулярный уровень (50-60 гг. XX века).

В вирусологии широко стали использовать методы молекулярной биоло­гии, а вирусы благодаря простой организации их генома стали распространенной моделью для молекулярной био­логии. Ни одно открытие молекулярной биологии не об­ходится без вирусной модели, включая генетический код, всего механизма внутриклеточной экспрессии генома, реп­ликации ДНК, процессинга (созревания) информационных и т. д.

В свою очередь использование молекуляр­ных методов в вирусологии позволило установить прин­ципы строения (архитектуры) вирусных индивидуумов - , способы проникновения вирусов в клетку и их репродукции.

Субмолекулярный уровень (70-80 гг. XX века).

Стремительное развитие молекулярной биологии открывает возможности изучения первичной структуры нуклеиновых кислот и бел­ков. Появляются методы секвенирования ДНК, определе­ния аминокислотных последовательностей белка. Полу­чают первые генетические карты геномов ДНК-содержащих вирусов.

В 1970 г. Д. Балтимором и одновременно Г. Теминым и С. Мизутани была открыта обратная транскриптаза в составе РНК-содержащих онкогенных вирусов, фермент, переписывающий на ДНК. Становится реальным синтез гена с помощью этого фермента на матрице, вы­деленной из полисом иРНК. Появляется возможность переписать РНК в ДНК и провести ее секвенирование.

В 1972 г. возникает новый раздел молекулярной био­логии - генная инженерия. В этом году публикуется со­общение П. Берга в США о создании рекомбинантной молекулы ДНК, которое положило начало эре генной инженерии. Появляется возможность получения большого количества нуклеиновых кислот и белков путем введения рекомбинантных ДНК в состав генома прокариот и прос­тых эукариот. Одним из основных практических прило­жений нового метода является получение дешевых препа­ратов белков, имеющих значение в медицине (, интерферон) и сельском хозяйстве (дешевые белковые корма для скота).

Этот период характеризуется важными открытиями в области медицинской вирусологии. В фокусе изучения - три наиболее массовых болезни, наносящих огромный ущерб здоровью людей и народному хозяйству - , рак, гепатит.

Установлены причины регулярно повторяющихся пан­демий гриппа. Детально изучены вирусы рака животных (птиц, грызунов), установлена структура их генома и идентифицирован ген, ответственный за злокачественную трансформацию клеток - онкоген. Установлено, что причиной гепатитов А и В являются разные вирусы: вызывает РНК-содержащий вирус, отнесенный к се­мейству пикорнавирусов, а гепатит В - ДНК-содержащий вирус, отнесенный к семейству гепаднавирусов. В 1976 г. Бламберг, исследуя антигены крови у аборигенов Австралии, обнаружил так называемый австралийский ан­тиген, который он принял за один из крови. Позже было выявлено, что этот является анти­геном гепатита В, носительство которого распространено во всех странах мира. За открытие австралийского анти­гена Бламбергу в 1976 г. была присуждена Нобелевская премия.

Другая Нобелевская премия в 1976 г. присуждена аме­риканскому ученому К. Гайдушеку, который установил вирусную этиологию одной из медленных инфекций че­ловека - куру, наблюдающейся в одном из туземных пле­мен на острове Новая Гвинея и связанной с ритуальным обрядом - поеданием зараженного мозга умерших род­ственников.

Начиная со второй половины 80-х годов вирусологи активно включились в разработку неожиданно возникшей в мире проблемы ВИЧ-инфекции. Этому способствовал значительный опыт работы отечественных ученых с ретровирусами.

Медицинская микробиология, вирусология и во многом обязаны исследованиям отечественным ученым таким как Н.Ф. Гамалея (1859-1949), П.Ф. Здродовский (1890-1976), Л.А. Зильбер (1894-1966), Д.И. Ивановский (1864-1920), Л.А. Тарасевич (1869-1927), В.Д. Тимаков (1904-1977), Е.И. Марциновский (1874-1934), В.М. Жданов (1914-1987), З.В. Ермольева (1898-1979), А.А. Смородинцев (1901-1989), М.П. Чумаков (1909-1990), П.Н. Кашкин (1902-1991), Б.П. Первушин (1895-1961) и многих других.

НАУЧНЫЕ ВИРУСОЛОГИЧЕСКИЕ УЧРЕЖДЕНИЯ

Первые вирусологические лаборатории в нашей стране были созданы в 30-е годы: в 1930 г. - лаборатория по изучению вирусов растений в Украинском институте защиты растений, в 1935 г. - отдел вирусов в Институте микробиологии АН СССР, а в 1938 г. он был реорганизован в отдел вирусов растений, которым в течение многих лет руко­водил В.Л. Рыжков. В 1935 г. была организована Централь­ная вирусологическая лаборатория Наркомздрава РСФСР в Москве, которой заведовал Л.А. Зильбер, а в 1938 г. эта лаборатория реорганизована в отдел вирусов Всесоюз­ного института экспериментальной медицины, его руко­водителем был назначен А.А. Смородинцев. В 1946 г. на базе отдела вирусов был создан Институт вирусологии АМН СССР, которому в 1950 г. присвоено имя Д.И. Ива­новского.

В течение 50-х и 60-х годов созданы научные и про­изводственные вирусологические учреждения в нашей стране: Институт и вирусных энцефалитов АМН СССР, Институт вирусных препаратов Министерства здравоохранения СССР, Киевский институт ин­фекционных болезней, Всесоюзный научно-исследова­тельский институт гриппа Министерства здравоохранения СССР в Ленинграде и ряд других.

Важную роль в подготовке кадров вирусологов сыграла организация в 1955 г. кафедры вирусологии в Централь­ном институте усовершенствования врачей МЗ СССР. Кафедры вирусологии были созданы на биологических факультетах Московского и Киевского университетов.

Человеческий организм подвержен всякого рода заболеваниям и инфекциям, также довольно часто болеют животные и растения. Ученые прошлого века пытались выявить причину многих заболеваний, но, даже определив симптоматику и течение болезни, они не могли уверенно сказать о ее причине. И лишь в конце девятнадцатого века появился такой термин, как "вирусы". Биология, а точнее один из ее разделов - микробиология, стала изучать новые микроорганизмы, которые, как оказалось, уже давно соседствуют с человеком и вносят свою лепту в ухудшение его здоровья. Для того чтобы эффективнее бороться с вирусами, выделилась новая наука - вирусология. Именно она может рассказать о древних микроорганизмах очень много интересного.

Вирусы (биология): что это такое?

Только в девятнадцатом веке ученые выяснили, что возбудителями кори, гриппа, ящура и других инфекционных заболеваний не только у людей, но и у животных и растений являются микроорганизмы, невидимые человеческому глазу.

После того как были открыты вирусы, биология не сразу смогла дать ответы на поставленные вопросы об их строении, возникновении и классификации. У человечества появилась потребность в новой науке - вирусологии. В настоящий момент вирусологи работают над изучением уже знакомых вирусов, наблюдают за их мутациями и изобретают вакцины, позволяющие уберечь живые организмы от заражения. Довольно часто с целью эксперимента создается новый штамм вируса, который хранится в "спящем" состоянии. На его основе разрабатываются препараты и проводятся наблюдения по их воздействию на организмы.

В современном обществе вирусология является одной из самых важных наук, а самый востребованный научный сотрудник - это вирусолог. Профессия вирусолога, по прогнозам социологов, с каждым годом становится все более популярной, что хорошо отражает тенденции современности. Ведь, как считают многие ученые, скоро с помощью микроорганизмов будут вестись войны и устанавливаться правящие режимы. В таких условиях государство, имеющее высококвалифицированных вирусологов, может оказаться самым стойким, а его население наиболее жизнеспособным.

Появление вирусов на Земле

Ученые относят возникновение вирусов к самым древним временам на планете. Хотя с точностью сказать, каким образом они появились и какую форму имели в то время, невозможно. Ведь вирусы имеют способность проникать в абсолютно любые живые организмы, им доступны простейшие формы жизни, растения, грибы, животные и, конечно же, человек. Но вирусы не оставляют после себя никаких видимых остатков в виде окаменелостей, например. Все эти особенности жизни микроорганизмов существенно затрудняют их изучение.

• они были частью ДНК и со временем отделились;
• они были встроены в геном изначально и при определенных обстоятельствах "проснулись", начали размножаться.

Ученые предполагают, что в геноме современных людей находится огромное количество вирусов, которыми были заражены наши предки, и теперь они естественным образом встроились в ДНК.

Вирусы: когда были обнаружены

Изучение вирусов - это достаточно новый раздел в науке, ведь считается, что он появился только в конце девятнадцатого века. На самом деле можно сказать, что неосознанно открыл сами вирусы и вакцины от них английский врач в конце девятнадцатого века. Он работал над созданием лекарства от оспы, косившей в те времена сотни тысяч людей во время эпидемии. Он сумел создать экспериментальную вакцину прямо из болячки одной из девушек, болевшей оспой. Эта прививка оказалась весьма эффективной и спасла не одну жизнь.

Но официальным "отцом" вирусов считается Д. И. Ивановский. Этот русский ученый долгое время изучал болезни растений табака и сделал предположение о мелких микроорганизмах, которые проходят через все известные фильтры и не могут существовать самостоятельно.

Спустя несколько лет француз Луи Пастер в процессе борьбы с бешенством выявил его возбудителей и ввел термин "вирусы". Интересен тот факт, что микроскопы конца девятнадцатого века не могли показать ученым вирусы, поэтому все предположения делались относительно невидимых микроорганизмов.

Развитие вирусологии

Середина прошлого века дала мощный толчок в развитии вирусологии. К примеру, изобретенный электронный микроскоп позволил, наконец, увидеть вирусы и провести их классификацию.

В пятидесятые годы двадцатого века была изобретена вакцина от полиомиелита, ставшая спасением от этого страшного заболевания для миллионов детей по всему миру. К тому же ученые научились выращивать человеческие клетки в специальной среде, что привело к появлению возможности изучать вирусы человека в лабораторных условиях. В настоящий момент описано уже около полутора тысяч вирусов, хотя еще пятьдесят лет назад известными были всего лишь двести подобных микроорганизмов.

Свойства вирусов

Вирусы имеют ряд свойств, которые отличают их от других микроорганизмов:

• Очень маленькие размеры, измеряющиеся в нанометрах. Крупные вирусы человека, например оспы, имеют размер триста нанометров (это всего лишь 0,3 миллиметра).
• Каждый живой организм на планете содержит два вида нуклеиновых кислот, а вирусы имеют только одну.
• Микроорганизмы не могут расти.
• Размножение вирусов происходит только в живой клетке хозяина.
• Существование происходит только внутри клетки, вне ее микроорганизм не может проявлять признаков жизнедеятельности.

Формы вирусов

К настоящему моменту ученые могут с уверенностью заявлять о двух формах данного микроорганизма:

• внеклеточная - вирион;
• внутриклеточная - вирус.

Вне клетки вирион находится в "спящем" состоянии, он не поддет никаких признаков жизни. Попав в организм человека, он находит подходящую клетку и, только проникнув в нее, начинает активно размножаться, превращаясь в вирус.

Строение вируса

Практически все вирусы, несмотря на то что они довольно разнообразны, имеют однотипное строение:

• нуклеиновые кислоты, образующие геном;
• белковая оболочка (капсид);
• некоторые микроорганизмы поверх оболочки имеют еще и мембранное покрытие.

Ученые считают, что подобная простота строения позволяет вирусам выживать и приспосабливаться в изменяющихся условиях.

В настоящий момент вирусологи выделяют семь классов микроорганизмов:

• 1 - состоят из двуцепочечной ДНК;
• 2 - содержат одноцепочечную ДНК;
• 3 - вирусы, копирующие свою РНК;
• 4 и 5 - содержат одноцепочечную РНК;
• 6 - трансформируют РНК в ДНК;
• 7 - трансформируют двуцепочечную ДНК через РНК.

Несмотря на то что классификация вирусов и их изучение шагнули далеко вперед, ученые допускают возможность появления новых видов микроорганизмов, отличающихся от всех уже перечисленных выше.

Типы вирусной инфекции

Взаимодействие вирусов с живой клеткой и способ выхода из нее определяет тип инфекции :

• Литическая

В процессе инфицирования все вирусы одновременно выходят из клетки, и в результате она погибает. В дальнейшем вирусы "селятся" в новых клетках и продолжают их разрушать.

• Персистентная

Вирусы выходят из клетки хозяина постепенно, они начинают поражать новые клетки. Но прежняя продолжает свою жизнедеятельность и "рождает" все новые вирусы.

• Латентная

Вирус встраивается в саму клетку, в процессе ее деления он передается другим клеткам и распространяется по всему организму. В подобном состоянии вирусы могут находиться достаточно долгое время. При необходимом стечении обстоятельств они начинают активно размножаться и инфекция протекает по уже перечисленным выше типам.

Россия: где изучают вирусы?

В нашей стране вирусы изучают уже достаточно давно, и именно российские специалисты лидируют в этой области. В Москве расположен НИИ вирусологии имени Д. И. Ивановского, специалисты которого вносят существенный вклад в развитии науки. На базе НИИ работаю научно-исследовательские лаборатории, содержится консультативный центр и кафедра вирусологии.

Параллельно российские вирусологи работают с ВОЗ и пополняют свою коллекцию штаммов вирусов. Специалисты НИИ работают по всем разделам вирусологии:

• общей:
• частной;
• молекулярной.

Стоит отметить, что в последние годы наметилась тенденция к объединению усилий вирусологов всего мира. Такая совместная работа является более эффективной и позволяет серьезно продвинуться в изучении вопроса.

Вирусы (биология как наука это подтвердила) - это микроорганизмы, сопровождающие все живое на планете на протяжении всего их существования. Поэтому их изучение является столь важным для выживания многих видов на планете, в том числе и человека, который уже не раз в истории становился жертвой различных эпидемий, вызванных вирусами.