Медицинское и ветеринарное значение вирусов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ШУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра биологии и экологии РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«Медицинское и ветеринарное значение вирусов»

Выполнила:

студентка 4 курса 2 гр.

факультета физической культуры Ларина Татьяна Викторовна

Преподаватель:

К.б.н., доцент Юдин Александр Николаевич ШУЯ-2009

1. Значение вирусов для медицины

2. Вирусология в медицине

3. Значение вирусов в ветеринарии

4. Опухолеродные вирусы Литература

Вирусы — это внеклеточная форма жизни, обладающая собственным геномом и способная к воспроизведению только в клетках живых организмов. Вирусы не имеют клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержат только один тип нуклеиновой кислоты. Различают ДНКи РНК-содержащие вирусы.

Вирион (или вирусная частица) состоит из одной или нескольких молекул ДНК или РНК, заключенную в белковую оболочку (капсид), иногда содержащую также липидные и углеводные компоненты. Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирус полиомиелита, ВИЧ), в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Вирусы подразделяются на просто устроенные (вирусы полиомиелита и др.) и сложно устроенные (вирусы гриппа, кори). У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с капсидом, который состоит из субъединиц — капсомеров. У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной оболочкой — суперкапсидом, или пеплосом. Капсид и суперкапсид защищают вирионы от воздействия окружающей среды, обуславливают избирательную адсорбцию вируса на определенных клетках.

Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной.

Вирусы размножаются только после инфицирования живых клеток. Различные вирусы проникают в растительные и животные клетки, а также бактерии. Вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне и используют для своего размножения белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина.

Вирусы обладают разной устойчивостью к внешним воздействиям. Многие инактивируются при 60^о С до 10 мин, другие выдерживают температуру 90^о С до 10 мин. Вирусы довольно легко переносят высушивание и низкие температуры, но мало устойчивы ко многим антисептикам, ультрафиолетовым лучам, радиоактивным излучениям.

Жизненный цикл вируса начинается с проникновения внутрь клетки. Для этого он связывается со специфическими рецепторами на ее поверхности и либо вводит свою нуклеиновую кислоту внутрь клетки, оставляя белки вириона на ее поверхности, либо проникает целиком в результате эндоцитоза. В последнем случае после проникновения вируса внутрь клетки следует его «раздевание» — освобождение геномных нуклеиновых кислот от белков оболочки. В результате этой процедуры вирусный геном становиться доступным для ферментных систем клетки, обеспечивающих экспрессию генов вируса. Именно после проникновения вирусной геномной нуклеиновой кислоты в клетку заключенная в ней генетическая информация расшифровывается генетическими системами хозяина и используется для синтеза компонентов вирусных частиц. По сравнению с геномами других организмов вирусный геном относительно мал и кодирует лишь ограниченное количество белков, в основном белки капсида и один или несколько белков, участвующих в репликации и экспрессии вирусного генома. Необходимые метаболиты и энергия поставляются хозяйской клеткой.

Вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, растения и бактерии. Они являются основными возбудителями многих опасных заболеваний человека, а также участвуют в процессах канцерогенеза.

1. Значение вирусов для медицины

Вирусы являются возбудителями многих опасных заболеваний человека, животных и растений. В то же время, вирусы — возбудители заболеваний у нежелательных для человека организмов («враги наших врагов»). Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно-капельным, половым путем и другими способами. Вирусы могут также переноситься и другими организмами (переносчиками): так вирус бешенства переносится собакой или летучей мышью.

Более десяти групп вирусов патогенны для человека. Среди них имеются как ДНК-вирусы (вирус оспы, группа герпеса, аденовирусы (заболевания дыхательных путей и глаз), паповавирусы (бородавки), гепаднавирусы (гепатит В)), так и РНК-вирусы (пикорнавирусы (гепатит А, полиомиелит, ОРЗ), миксовирусы (грипп, корь, свинка), арбовирусы (энцефалит, желтая лихорадка)). К вирусным заболеваниям относится и обнаруженный в 1981 году вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД.

Из-за высокой мутабельности лечение вирусных заболеваний довольно сложно. Гораздо успешнее применять вакцинацию, заключающуюся во введении аттенуированных (ослабленных) микроорганизмов или умеренных (близкородственных, но не патогенных) штаммов. В 1796 году Эдуард Дженнер изобрел оспопрививание (сейчас вирус оспы остался только в нескольких научных лабораториях), а в 1885 году Луи Пастер сделал первую прививку от бешенства, также практикуют пассивную иммунизацию, то есть введение готовых антител из крови животных. Борьба с вирусными заболеваниями человека и животных ведется также с использованием неспецифических препаратов (например, интерферона), специфических сывороток и препаратов, подавляющих репродукцию вирусов.

Попытки использовать вирусы на пользу человечеству довольно немногочисленны. Так, в середине ХХ века вирус кроличьего миксоматоза использовали в Австралии, чтобы уменьшить поголовье этих чрезвычайно расплодившихся животных.

Вирусы широко используются как объекты молекулярно-генетических исследований. В генной инженерии вирусы применяются для переноса генетического материала.

Благодаря успехам генетики в будущем, возможно, искусственные вирусы смогут уничтожать больные клетки, не затрагивая при этом здоровые, или излечивать их, добавляя необходимый ген.

Некоторые вирусы могут нарушать нормальное функционирование генетического аппарата клетки хозяина, что приводит к развитию онкологических заболеваний.

2. Вирусология в медицине

Вирусология — наука о вирусах. Общая вирусология изучает природу вирусов, их строение, размножение, биохимию, генетику. Медицинская, ветеринарная и сельскохозяйственная вирусология исследует патогенные вирусы, их инфекционные свойства, разрабатывает меры предупреждения, диагностики и лечения вызываемых ими заболеваний. Раздел вирусологии, изучающий наследственные свойства вирусов, тесно связан с молекулярной генетикой.

Первоначально вирусология развивалась в рамках микробиологии и лишь в середине 20 века выделилась в самостоятельную дисциплину. Вирусология занимает важное место среди медико-биологических наук, так как вирусные болезни широко распространены у человека; кроме того, вирусы служат моделями, на которых изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии. Первые в России лаборатории по вирусным болезням человека были организованы в 1932 году в ряде институтов медицинской микробиологии. Институт вирусологии имени Д. И. Ивановского был создан в Москве в 1946 году. С 1956 года в Москве выходит журнал «Вопросы вирусологии». В 1966 году на Девятом международном конгрессе по микробиологии был образован Международный комитет по номенклатуре вирусов; в 1968 состоялся Первый международный конгресс по вирусологии в Хельсинки.

В методическом отношении вирусология существенно отличается от микробиологии, так как вирусы не удается культивировать на искусственных питательных средах. Для опытов с вирусами приходится использовать чувствительных к ним животных и растения, куриные эмбрионы (1932) и изолированные ткани. Успехи вирусологии зависели от разработки удобного метода культивирования вирусов. Изучение вируса гриппа продвинулось вперёд, когда определили, что к этому вирусу чувствительны хорьки (1933) и белые мыши (1934). В изучении вирусов полиомиелита и кори, а также в создании предохранительных вакцин против этих болезней решающее значение имело культивирование вирусов в изолированных тканях обезьян и человека.

Для количественного учета вируса и динамики его размножения применяют различные методы титрования. Эти методы основаны на том, что вирус, размножаясь в клетках, вызывает видимые поражения. Бактериальные вирусы (бактериофаги) титруют по числу стерильных пятен (Ф. Д’Эрелль, 1917), вирусы животных и человека — на однослойных культурах тканей (Р. Дульбекко, 1952). Создание ультрацентрифуг облегчило концентрацию вирусов и определение массы вирусных частиц. Градиентное (фракционированное) центрифугирование в растворах сахарозы или солей металлов дало возможность рассортировать вирусные частицы, так как даже при незначительном различии их веса они распределяются слоями на разных уровнях раствора. Этот метод сыграл большую роль в изучении стадий размножения вирусов.

3. Значение вирусов в ветеринарии

Вирусы культивируют на биологических моделях: в организме лабораторных животных, в развивающихся куриных эмбрионах и культурах клеток (тканей).

Лабораторных животных (взрослых и новорожденных белых мышей, хомяков, кроликов, обезьян и др.) заражают исследуемым вирусосодержащим материалом. Обнаружение факта размножение вирусов устанавливают на основании развития типичных признаков заболевания, патоморфологических изменений органов и тканей животных или положительной реакции гемагглютинации (РГА). РГА основана на способности некоторых вирусов вызывать агглютинацию (склеивание) эритроцитов различных видов животных, птиц и человека за счет имеющегося на поверхности вириона особого белка гемагглютинина. Использование животных для культивирования вирусов в диагностических целях в настоящее время весьма ограничено.

Развивающиеся 5 — 12-дневные куриные эмбрионы заражают путем введения исследуемого материала в различные полости и ткани зародыша. Индикацию вирусов осуществляют на основании специфических поражений оболочек и тела эмбриона (оспины, кровоизлияния), а также в РГА. Методику культивирования вирусов в развивающихся эмбрионах птиц широко используют при промышленном выращивании вирусов.

4. Опухолеродные вирусы

Опухолеродные вирусы, опухолевые, онкогенные вирусы — возбудители некоторых доброкачественных и злокачественных опухолей животных и, по-видимому, человека. Успешные эксперименты по воспроизведению у животных опухолей с помощью фильтрующихся агентов (вирусов) были осуществлены еще вначале ХХ века, однако в самостоятельное научное направление онковирусология (учение об опухолеродных вирусах) оформилась в 50 — 60 годах. Прогресс в изучении природы опухолеродных вирусов и механизма их опухолеобразующего действия тесно связан с возникновением и развитием молекулярной биологии.

Опухолеродные вирусы — разнородная группа вирусов, различающаяся по ряду существенных признаков: по типу нуклеиновой кислоты, по морфологии вирионов, по месту размножения вируса в клетке хозяина, по способу передачи вируса (от родителей к детям и от клетки к дочерней клетке), по опухолеобразующей активности.

В 60 — 70 годах вирусные частицы, сходные с возбудителями опухолей и лейкозов у птиц и мышей, удалось обнаружить и в новообразованиях человека, а также перевиваемых культурах человеческих тканей (опухолевых и нормальных). Исследуя возможное значение этих вирусов как специфических возбудителей опухолей и лейкозов у человека.

1. А. С. Коничев, Г. А. Севастьянова. Молекулярная биология. М., 2005.

2. К.А. Мудрецова-Висс, А. А. Кудряшова, В. П. Дедюхина. Микробиология, санитария и гигиена. М., 2001.

3. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Под редакцией А. А. Воробьева и Ю. С. Кривошеина. М., 2001.