42.Віруси – збудники гострих респіраторних інфекцій. Принципи їх діагностики. Фармакологічні препарати для діагностики, лікування та профілактики. Інтерферони та їх індуктори.

Вірусологія

Була відкрита у 1892 році російським ученим Івановським. Він вивчав хворобу листків тютюну - тютюнову мозаїку. Звичайними методами збудника виділити не вдавалося. Івановський отримав сік з хворих листків, і профільтрував його та заразив здорові листки, в результаті чого розвилась мозаїка. Його основні відкриття:1) мікроорганізми, що фільтруються через бактеріальні фільтри;2) корпускулярна природа (частка);

3) инфекційність фільтрату;4) спроможність до кристалізації.

Після Івановського його досліди повторив голландський учений Бейринг. Він вважав, що через бактеріальний фільтр проходять розчинні речовини. Він назвав ці речовини отрута або вірусУ 1848 році Лефлер і Фрощ відкрили вірус ящуру.У 1911 році Раус - вірус саркоми курок.1915 рік. Твард, Дерел відкрили віруси бактерій (бактеріофаги).

У 30-ті роки Шлезінгер вивчив хімічний склад бактеріофагів й установив, що вони складаються з ДНК і білка. Стенлі установив, що вірус тютюнової мозаїки складається з РНК і білка Таким чином, у 30-ті — 40-ві роки було відкрито багато вірусів і почалося вивчення їхніх властивостей. Віруси відрізняються за багатьма ознаками від усіх живих істот, вони відносяться до особливого царства Vira.

Методи вивчення вірусів:1) електронним мікроскопом;2) біохімічні методи;3) молекулярна генетика;4) культивування вірусів,5) моделювання захворювань на тваринах

Морфологія й ультраструктура вірусів:I. форма - сферична, витягнута, ниткоподібна, куля, голівка і хвіст сперматгаоїдні;II. розміри ( у нм) - виділяють:a) дрібні або карлики — 20-60 нм;b) середні — 80-120 нм;c) великі—150-200 нм,

й) гіганти - 300 нм і більше.III. за будовою - виділяють:а) прості віруси - вони складаються з Н.К. і білка Молекули білка капсид, що складається з капсомерів.

б) складні віруси - вони складаються з Н.К., капсида і суперкапсида (до нього входять вуглеводи) і ліпіди з клітини хазяїна

IV характер розташування білків капсомерів навколо Н.К називається типом симетрії. Бувають такі типи: 1) кубічний (віруси збуд за кбічним типом мають форму двадцятигранника-ікосаедра), 2) спіральний (елементарна частинка вірусів наз віріон збуд за спіральним т), 3) мішаний.

Хічічний склад вірусів:1. Н. К. — особливості:a) один тип, тому віруси поділяють на РНК геномні та ДНК геномні,b) Н.К. можуть бути одно- і двохспіральні;^c) У ДНК знаходиться 5-метилцитозин замість цитозина - незвичайна азотиста основа;d) Н.К. суперспіралізована,с) у деяких вірусів РНК може бути фрагментована;д) у деяких вірусів Н.К. може бути інформаційним і інфекційним.Функції Н К.. )) спадковість; 2) мінливість; 3) участь у репродукції; 4) інфекційність; 5) онкогенність.II. білки - особливості:

a) знаходяться в капсидах, суперкапсидах або зв'язані з Н.К.;b) кількість - від 2-3 до 20 і більш,c) складаються з 18-20 звичайних А.К.;d) білки кислі;є) стійкі до дії протоази;

ж) здатні до кристалізації.Функції вірусних білків: 1) захисна, 2) структурна; 3) рецепторна; 4) АГ-ая; 5) токсична; 6) локомоторна (у бактеріофагів); 7) ферментивна. Ферменти вірусів:1 входу та виходу з клітини - нейтрамінідаза, лізоцим,

2. ферменти біосинтезу білка - нротоінкінази, 3 ферменти біосинтезу Н.К.:

a) ДНК залежна - ДНК полімераза;b) ДНК залежна - РНК полімераза;c) РНК залежна - РНК полімераза,d) РНК залежна - ДНК полімераза - зворотне транскриптаза або ревертаза (відкрита в 1969 році на моделі вірусів Балтимором і Теміним. Нобелівська премія).III. вуглевод і ліпіди - бувають складні (у вигляді глікопротоїдів, фосфоліпідів, вони мають походження з клітини хазяїна.

Функції: І) рецепторна; 2) формотворна, 3) АГ-ая, 4) чутливість до фізико-хімічних речовин (складні віруси більш чутливі, ніж прості); 5) гемоглутинуюча спроможність складати еритроцити.Вірус - це не клітинна форма життя, яка мас власний геном і здатна до самовідтворення в клітинах більш високоорганізованих істот.

Віруси – це неклітинні форми життя, які мають власний геном і здатні до розмноження у клітинах хазяїна, використовуючи їх метаболічні процеси. За хім. складом: біополімери, що складаються з нуклеїнової кислоти і білка. Відмітні властивості вірусів:1) субмікроскопічні розміри (нанометри);2) фільтрування через бактеріальні фільтри;3) неклітинна будова;4) один тип Н.К. - РНК або ДНК яка оточена білковою оболонкою (капсидом): субодиниці – капсомери – поліпептидні ланцюги навколо НК певним чином зєднуючись утв білковий капсид.;5) ізольована Н.К може бути інформаційною, інфекційною;6) не мають обміну речовин, вони облігатні внутрішньоклітинні генетичні паразити;7) спосіб розмноження диз'юнктивний - роздільний;8) здатні до кристалізації.

Класифікація вірусів:

1. Тип і характеристика н.к. (РНК-місткі або ДНК-місткі)

2. Розмір вібріону.

3. Наявність або відсутність суперкапсидної оболонки (складний чи простий)

4. Тип симетрії нуклеокапсиду (кубічний, спіральний).

5. Характеристика вірусних ферментів.

6. Антигенна характеристика вібріону.

7. Місце і характер розмноження в клітині (цитоплазма чи ядро)

8. Спосіб розмноження (дез'юктивний або роздільний)

Пріони є інфекційними білками з низькою молекулярною масою, не мають н.к., не викликають запалення й імунної відповіді, стійкі до високої t°, формальдегіду, глутаральдегіду, р-пропиолактону, до різних видів випромінювань. Білок пріона кодується генами організму-хазяїна, що містяться в кожній клітині і знаходяться в репресованому стані. Пріони мають ряд властивостей, характерних для вірусів: вони мають ультрамікроскопічні розміри і проходять через бактеріальні фільтри, не культивуються на штучних живильних , середовищах репродукуються тільки в клітках до високих титрів, мають штамові розходження й ін.

Патогенез. Інфікування пріонами відбувається в результаті надходження в організм (з їжею, через кров чи при трансплантації деяких тканин) ізоформи білкової молекули пріона. Вони попадають від хворих с/г тварин (крупний рогатий скот, вівці и др.) при вживанні недостатньо термічно обробленого м'яса, чи субпродуктів від людей при ритуальному канібалізмі, коли поїдається мозок померлих родичів (як данина поваги до загиблого члену клану) (в аборигенів Нової Гвінеї). Ізоформи пріона, потрапивши в організм дерепресують ген, що кодує синтез пріона, у результаті чого відбувається нагромадження пріонів у клітині, що веде до губковидного переродження, розростанню гліальних клітин, нагромадженню мозкового амілоіда. Ураження клітин ЦНС викликає характерні клінічні прояви, так звані підгострі губковидні енцефалопатії.

Клінічна картина. В даний час відомо більш 10 пріонних хвороб. Це хвороби людини куру, Крейтцфельда, Якоба, синдром Герстманна, Штруслера, сімейне фатальне безсоння, а також хвороби тварин - скріпи в овець, губковидна енцефалопатія у великої рогатої худоби, кішок, трансмісивна енцефалопатія норок і ін.

Віроїди належать до біологічних структур, що здатні до самовідтворення, але позбавлені білкової оболонки. Існують у вигляді кільцевих молекул РНК. Віроїди передаються рослинними паразитами — тлями, цикадами, клопами. Після проникненя в клітини віроїд репродукується, викликаючи порушення функцій. Найбільш відомим є віроїд — збудник хвороби картоплі (веретеноподібності бульб), яка має назву "готика", через особливу форму листків і самої рослини.

Належить до основних методів виявлення антитіл окремих класів. Існують різні модифікації методу, але в основі тест-систем для виявлення антитіл є відповідні антигени, адсорбовані на "твердій фазі" - на стінках лунок полістиролових планшетів, на полістиролових булавкоподібних кульках з тримачами, на хроматографічних смужках - стріпах та ін. Антитіла досліджуваної сироватки з'єднуються з цими антигенами і таким способом також фіксуються на "твердій фазі" і не вимиваються промивним розчином. Ці антитіла виявляють за допомогою мічених ферментом сироваток проти окремих класів імуноглобулінів людини. Далі виявляють фермент, що фіксувався на твердій фазі в результаті реакцій між міченою сироваткою і імуноглобуліном. Для цього в систему вносять субстрат для ферменту і хромоген - речовину, яка змінює колір внаслідок ферментативної реакції. Облік реакцій ведуть в автоматичному режимі за допомогою спеціальних фотометрів - рідерів, хоча досить часто застосовують візуальний облік, порівнюючи інтенсивність забарвлення хромогену із стандартною шкалою. Схема реакції: вірусний антиген (на твердій фазі) + досліджувана сироватка, промивання + мічена ферментом сироватка проти Lg людини, промивання + субстрат для ферменту і хромоген. Зміна кольору хромогену свідчить про позитивну реакцію. Найчастіше використовують сироватки, мічені пероксидазою, тоді субстратом є пероксид водню, а хромогеном ортофенілендіамін. Впровадження ІФА значно спростило дослідження, підвищило його достовірність і доступність для практичних лабораторій.

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР). Належить до останнього покоління діагностичних методів і широко застосовується, крім мікробіології та вірусології, в багатьох галузях біології та медицини, зокрема при судово-медичній експертизі. Метод ґрунтується на "розмноженні" - ампфілікації і виявленні окремих специфічних генів. Відомо, що синтез молекул ДНК в клітині відбувається за матричним принципом - на одній з ниток ДНК за допомогою ферменту ДНК-полімерази за правилом компліментарності синтезується друга нитка. Реакція відтворюється і пробірці, для цього необхідна ДНК-матриця, компоненти нуклеїнової кислоти - нуклео-тиди і ДНК-полімераза. Але ДНК-полімераза починає синтез тільки у тій точці, де вже є двоспіральна ділянка молекули -"затравка". Для ПЛР необхідні праймери - синтетичні олігонуклеотиди, що за своєю послідовністю відповідають специфічним ділянкам розміщеним на кінцях гена, який виявляється. Реакція відбувається у спеціальних автоматичних приладах - ампфілікаторах. ДНК з досліджуваного матеріалу нагрівається, при цьому вона розкручується і в систему додають праймери. Праймери приєднуються до специфічних ділянок досліджуваного гена, температура в системі знижується, і ДНК-полімераза синтезує копію гена. Далі цикл повторюється - нагрівання, реакція з праймерами, синтез нових копій гена. Протягом 30- 40 циклів синтезуються мільйони копій гена, які потім легко виявити за допомогою реакції молекулярної гібридизації. Зрозуміло, що метод розроблений на останніх досягненнях молекулярної біології, генетики та біохімії, завдяки яким стало можливим виділити окремі гени, розшифрувати послідовність нуклеотидів у них і синтезувати праймери.

Особливе місце в системі противірусного захисту відіграють білки-інтерферони. Ці білки утворюються клітинами (лейкоцити, макрофаги, фібробласти та ін.) у відповідь на вірусну інфекцію. Інтерферони не діють на вірус поза клітинами, але припиняють репродукцію віруса в клітині. Для них характерний ефект післядії - оброблена інтерфероном клітина стає резистентною до вірусів, навіть якщо інтерферон видалено. Дія інтерферонів неспецифічна - інтерферон, що утворився при дії одного віруса припиняє репродукцію будь-якого іншого віруса. Проте інтерферони видоспецифічні - клітини людини захищає тільки людський інтерферон. Дія інтерферонів не обмежується противірусною активністю. Вони мають протипухлинний, імуномодулюючий та інші ефекти Одержано лікувальні препарати інтерферонів. Найефективнішими є препарати генноінженерних (рекомбінантних) інтерферонів, які можна застосовувати в достатніх дозах парентерально. Препарати лейкоцитарного інтерферону застосовують місцево..

Специфічний противірусний імунітет. Здійснюється завдяки синтезу специфічних антитіл (гуморальний механізм) та специфічних імунокомпетентних клітин (клітинні механізми).

Антитіла нейтралізують віруси поза клітинами, але не впливають на репродукцію вірусів у клітинах. Слизові оболонки захищають секреторні імуноглобуліни класу А - sLgА.

Клітинний імунітет при вірусних інфекціях спрямований на клітини, в яких розмножується вірус. Під час репродукції вірусні антигени вбудовуються в зовнішню мембрану клітини, де розпізнаються імунокомпетентними клітинами. Таке розпізнавання можливе, лише якщо на поверхні клітини є антигени головного комплексу сумісності (НLА) - "подвійне розпізнавання". Деякі віруси мають механізм пригнічення антигенів НLА, ушкоджені ними клітини не розпізнаються імунною системою, що спостерігається при смертельних повільних вірусних інфекціях.

Надмірна реакція імунної системи на ушкоджені вірусом клітини може призвести до масової загибелі клітин, порушення функції органів і навіть до смертельних наслідків, наприклад при тяжких формах гепатиту В.