Связанные понятия
Патоге́н (греч. παθογένεια; от πάθος «страдание» + γενετική «порождающий») — любой микроорганизм (включая грибы, вирусы, бактерии, и проч.), а также особый белок — прион, способный вызывать патологическое состояние (болезнь) другого живого существа. В более общем случае под патогеном понимают любой фактор внешней среды, способный вызвать повреждение каких-либо систем организма или развитие каких-либо заболеваний. Патогенными микроорганизмами называются паразитирующие микроорганизмы (особенно бактерии...
Штамм (от нем. Stamm, буквально — «ствол», «род») — чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и в определённом месте. Поскольку многие микроорганизмы размножаются бинарным делением (простое деление клетки, свойственное бактериям) или митозом (эукариотические микроорганизмы, такие, как грибы, водоросли), без участия полового процесса, по существу, виды у таких микроорганизмов состоят из клональных линий, генетически и морфологически...
Бакте́рии (лат. Bacteria) — домен прокариотических микроорганизмов. Бактерии обычно достигают нескольких микрометров в длину, их клетки могут иметь разнообразную форму: от шарообразной до палочковидной и спиралевидной. Бактерии — одна из первых форм жизни на Земле и встречаются почти во всех земных местообитаниях. Они населяют почву, пресные и морские водоёмы, кислые горячие источники, радиоактивные отходы и глубинные слои земной коры. Бактерии часто являются симбионтами и паразитами растений и животных...
Кишечная палочка (лат. Escherichia coli) — вид грамотрицательных палочковидных бактерий, широко распространённых в нижней части кишечника теплокровных животных. Большинство штаммов E. coli являются безвредными, однако серотип O157:H7 может вызывать тяжёлые пищевые отравления у людей и животных. Безвредные штаммы являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных. Кишечная палочка приносит пользу организму хозяина, например, синтезируя витамин K, а также предотвращая развитие патогенных...
Вируле́нтность (от лат. Virulentus — ядовитый) — степень способности данного инфекционного агента (штамма микроорганизма или вируса) заражать данный организм. Вирулентность неравнозначна способности вызывать заболевание (патогенности), поскольку после заражения микроорганизм может превращаться в комменсала организма-хозяина, не вызывая отрицательных последствий («бессимптомное носительство»). Показателями вирулентности являются условные величины — минимальная летальная, 50%-я летальная, 50%-я инфицирующая...
Упоминания в литературе
Последние 10 лет в Лондоне и Принстонском университете одним из самых актуальных направлений исследований является новая область науки – палеовирусология. Последовательности генов
вируса Эбола, возраст которого составляет 50 млн лет, были обнаружены в геномах свиней, обезьян и летучих мышей, а в геноме человека, но не лошадей выявлены последовательности генов борнавируса. Однако борнавирус вызывает заболевание только у лошадей, но не у человека. Таким образом, эндогенные последовательности и их продукты защищают организм от соответствующих вирусных заболеваний. Эти РНК-содержащие вирусы не должны в принципе интегрироваться в ДНК, но они это делают через «незаконные» механизмы, предусматривающие использование клеточно-молекулярных процессов, в частности чужеродной обратной транскриптазы. Даже плацентой мы обязаны родственникам ВИЧ, эндогенному ретровирусу человека (HERV-W), которому почти 30 млн лет. Возраст эндогенных ретровирусов человека, которые можно найти в геноме человека, составляет 35–100 млн лет. Некоторые из них относятся к интактным вирусам, которые могут формировать частицы, хотя, как правило, они уже не являются инфекционными. Эндогенные вирусы, вероятно, гораздо старше, чем мы представляем, поскольку они не рассматриваются как вирусы. Динозавр, живший 15 млн лет назад и выставленный в Музее естествознания в Берлине, страдал вирусной инфекцией, индуцированной osteodystrophy deformans – это один из парамиксовирусов, аналогичный вирусу кори и приводящий к деформации костей. Это заболевание до сих пор существует и называется синдромом Педжета.
Во всем многообразии организмов можно выделить две резко различные группы – неклеточные и клеточные формы жизни. К неклеточным формам жизни относятся
вирусы . Вирусы проявляют жизнедеятельность только в стадии внутриклеточного паразитизма. Благодаря своей незначительной величине вирусы могут проходить через любые фильтры, в том числе каолиновые, имеющие наиболее мелкие поры, поэтому первоначально они назывались фильтрующимися вирусами. Существование вирусов было доказано русским ботаником Д.И. Ивановским в 1892 г., но увидеть их удалось лишь намного позже. Большинство вирусов имеют субмикроскопические размеры, поэтому для изучения их строения пользуются электронным микроскопом. Наиболее мелкие вирусы, например возбудитель ящура, немногим превышают молекулу яичного белка, но встречаются и крупные вирусы, такие как возбудитель оспы, которые видны в световой микроскоп.
Вирус гепатита С (ВГС), (HCV) – член семейства флавивирусов. Геном ВГС представлен однонитевой РНК протяженностью около 10000 нуклеотидов. ВГС вызывает заболевание только у человека. Популяция ВГС крайне неоднородна. Идентифицировано 6 генотипов (классификация по Simmonds), более 100 субтипов и множественных вариантов вируса, обозначаемых как квазивиды (Brechot, 1996). В организме инфицированного ВГС человека одновременно могут находиться многие миллионы различных квазивидов вируса. Высокая мутационная изменчивость ВГС позволяет ему «ускользать» из-под иммунологического контроля организма, это определяет появление беспрерывно меняющихся антигенных структур вируса. Происходит постоянное «соревнование» между образованием новых антигенных вариантов и выработкой антигеннейтрализующих антител. «Победителем» всегда оказывается вирус, а не иммунная система человека (Brechot, Kremsdorf, 1993). Быстрое изменение ВГС лежит в основе длительного его носительства и определяет трудности создания вакцины против гепатита С (Шахгильдян, Михайлов, Онищенко, 2003; Ющук, Венгеров, 2007).
Провирус, имеющий и «рожки» и «ножки», без долгих сомнений и размышлений вступает на тропу войны и «бодается» и «пляшет». Не осознавая еще опасности, клетка сама предоставляет
вирусу все необходимы химические компоненты, все свои внутренние резервы для его развития и размножения. Сначала происходит транскрипция провируса, в результате которой образуются новые вирусные РНК, т. е. новые геномы. Подчиняясь генетической программе ВИЧ, которая теперь стала для клетки ее собственной, клетка начинает синтезировать на вирусной РНК вирусные белки. Поскольку первоначально синтезируются большие молекулы-предшественники, другой вирусный белок – протеаза – разрезает их на строго определенные блоки. Так клетка активно производит различные компоненты вируса, истощая этим себя. Затем на поверхности клеточной мембраны из этих компонентов происходит предварительная грубая «сборка» новых вирусных частиц из синтезированных клеткой блоков. Новые вирусы готовы! Они «отпочковываются» от клетки, после чего вирусы становятся «зрелыми», способными инфицировать новые клетки, т. е. готовыми к штурму новых линий обороны. Таков жизненный цикл вируса, который неизбежно заканчивается гибелью инфицированного Т-хелпера. По времени этот цикл (от связывания вируса с клеткой и до выхода первых вирусных частиц из инфицированной клетки) составляет менее суток (обычно от 15 до 20 часов). Скорость размножения BИЧ очень высока – в организме инфицированного человека образуется порой до 10 млрд новых вирионов в день. Хотя некоторые из них погибают под действием иммунной системы, остающиеся инфицируют новые лимфоциты, и цикл репликации вируса повторяется. Общее число инфицированных лимфоцитов в организме BИЧ-позитивных пациентов составляет обычно величину от 107 до 109 клеток.
Характеристику
вирусов определяет их нуклеиновая кислота. Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет ни у одной из других форм жизни. У живых организмов генетический аппарат состоит из двунитевой молекулы ДНК, а РНК выполняет в клетках роль переносчика информации, она всегда однонитевая. В отличие от остальных живых организмов, у вирусов существует множество вариантов устройства генетического аппарата: одно- и двунитевая РНК, одно- и двунитевая ДНК. При этом и вирусная РНК, и вирусная ДНК могут быть либо линейными, либо замкнутыми в кольцо. К началу XXI в. были исследованы свыше 1000 разнообразных вирусов. Поэтому в основу классификации вирусов положена принадлежность к рибонуклеиновой кислоте.
Связанные понятия (продолжение)
Ви́русная оболо́чка , или суперкапси́д, — дополнительная оболочка, покрывающая капсид многих вирусов (в том числе вируса гриппа и многих вирусов животных).
Вирио́н — полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и капсида (оболочки, состоящей из белка и, реже, липидов) и находящаяся вне живой клетки. Вирионы большинства вирусов не проявляют никаких признаков биологической активности, пока не соприкоснутся с клеткой-хозяином, после чего образуют комплекс «вирус—клетка», способный жить и «производить» новые вирионы. При заражении клетки вирион либо вводит в клетку-хозяина только свой геном (например, бактериофаги), либо проникает в клетку...
Простéйшие (лат. Protozoa, от др.-греч. πρῶτος — первый и ζῷα, формы множественного числа от др.-греч. ζῷον — живое существо) — полифилетическая группа, царство одноклеточных или колониальных эукариот, которые имеют гетеротрофный тип питания. В русскоязычной литературе, как правило, используется термин гетеротрофные протисты, представителями гетеротрофных протистов являются фораминиферы и инфузории.
Подробнее: Простейшие
Аде́новирусы (лат. Adenoviridae) — семейство ДНК-содержащих вирусов позвоночных, лишённых липопротеиновой оболочки. Аденовирусы имеют диаметр 70—90 нм, содержат единичную двухцепочечную молекулу ДНК длиной 34-36 т.п.н., молекулярной массой 20—29⋅106 Да. Наиболее известны аденовирусы, вызывающие острые респираторные заболевания. Их название происходит из их первоначального выделения из аденоидов. На материале аденовирусов впервые было открыто явление альтернативного сплайсинга.В патологии человека...
Патоге́нность (от др.-греч. πάθος — страдание, болезнь и γένεσις — возникновение, первоисточник) — способность быть причиной (порождать) патологии (болезни, отклонения от нормы).
Грамотрица́тельные бакте́рии — бактерии, которые не окрашиваются кристаллическим фиолетовым при окрашивании по Граму. В отличие от грамположительных бактерий, которые сохраняют фиолетовую окраску даже после промывания обесцвечивающим растворителем (спирт), грамотрицательные полностью обесцвечиваются. После промывания растворителем при окрашивании по Граму добавляется контрастный краситель (обычно сафранин), который окрашивает все грамотрицательные бактерии в красный или розовый цвет. Это происходит...
Гига́нтские ви́русы (англ. Giant viruses) — группа очень крупных вирусов, которых можно рассмотреть под световым микроскопом; по размерам не уступают бактериям, из-за этого сначала были отнесены к грамположительным бактериям. Их геномы чрезвычайно велики и часто содержат гены, кодирующие компоненты синтеза белка, что никогда не наблюдается у остальных вирусов; кроме того, некоторые гены, выявленные у представителей этой группы вирусов, неизвестны ни для каких иных организмов. Большинство гигантских...
Рикке́тсии (лат. Rickettsia) — род бактерий — внутриклеточных паразитов. Названы по имени Ховарда Тейлора Риккетса (1871—1910), в 1909 году впервые описавшего возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш. Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 году Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг учёного возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями».
Плазми́ды (англ. plasmids) — небольшие молекулы ДНК, физически обособленные от хромосом и способные к автономной репликации. Главным образом плазмиды встречаются у бактерий, а также у некоторых архей и эукариот (грибов и высших растений). Чаще всего плазмиды представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы. Несмотря на способность к размножению, плазмиды, как и вирусы, не рассматриваются в качестве живых организмов.
Капси́д — внешняя оболочка вируса, состоящая из белков. Структурной субъединицей капсида является капсомер. Капсид выполняет несколько функций...
Трипаносомы (лат. Trypanosoma) — род паразитических одноклеточных организмов из семейства трипаносоматид, которые паразитируют на различных хозяевах и вызывают многие заболевания как у людей (сонная болезнь, болезнь Шагаса), так и у животных (случная болезнь лошадей). Естественным резервуаром трипаносом в основном являются млекопитающие, переносчиком — насекомые. Муха цеце является переносчиком Trypanosoma brucei — возбудителя сонной болезни. Триатомовые клопы являются переносчиками Trypanosoma cruzi...
Проти́сты (др.-греч. πρώτιστος «самый первый, первейший») — парафилетическая группа, к которой относят все эукариотические организмы, не входящие в состав животных, грибов и растений. Название введено Эрнстом Геккелем в 1866 году, однако в современном понимании его впервые использовал в 1969 году Роберт Уиттекер, автор «системы пяти царств». Традиционно протистов подразделяют на простейших (Protozoa), водоросли (Algae) и грибоподобные организмы; все эти группы имеют полифилетическую природу и не...
Вирус кори (англ. Measles morbillivirus, ранее Measles virus) — вид РНК-содержащих вирусов из семейства парамиксовирусов (Paramyxoviridae), типовой вид рода Morbillivirus. Инфицирует человека и некоторые виды обезьян, являясь возбудителем кори и подострого склерозирующего панэнцефалита (при персистировании вируса в ЦНС).
Ретрови́русы (лат. Retroviridae, от лат. retro — обратный) — семейство РНК-содержащих вирусов, заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный и активно изучаемый представитель — вирус иммунодефицита человека.
Гено́м — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма. Геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК, однако некоторые вирусы имеют геномы из РНК.
Грамположительные бактерии (обозначаются Грам (+)) — бактерии, которые, в отличие от грамотрицательных бактерий, сохраняют окраску, не обесцвечиваются при промывке при использовании окраски микроорганизмов по методу Грама.
Холерный вибрион (лат. Vibrio cholerae) — вид грамотрицательных факультативно анаэробных подвижных бактерий рода вибрионов. Открыт Филиппо Пачини в 1854 году (что было проигнорировано медиками из-за преобладания среди итальянских учёных теории о заражении холерой миазмами через воздух) и названа им Filippo Pacini bacillum. Вибрион был повторно и независимо обнаружен Робертом Кохом в 1883 году. Vibrio cholerae серогрупп О1 и О139 являются возбудителями холеры и отнесены ко II группе патогенности...
Эта статья о патогене — вирусе гриппа. О заболевании — статья Грипп.Вирусы гриппа — четыре монотипных рода вирусов из семейства ортомиксовирусов (Orthomyxoviridae), представители которых вызывают заболевания у рыб, птиц и млекопитающих, в том числе грипп у человека.
Подробнее: Вирусы гриппа
Культивирование
клеток представляет собой процесс, посредством которого in vitro отдельные клетки (или единственная клетка) прокариот и эукариот выращиваются в контролируемых условиях. На практике термин «культура клеток» относится в основном к выращиванию клеток, относящихся к одной ткани, полученных от многоклеточных эукариот, чаще всего животных. Историческое развитие технологии и методик выращивания культур клеток неразрывно связаны с выращиванием тканевых культур и целых органов.
Трансду́кция (от лат. transductio — перемещение) — процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом. Общая трансдукция используется в генетике бактерий для картирования генома. К трансдукции способны как умеренные фаги, так и вирулентные, последние, однако, уничтожают популяцию бактерий, поэтому трансдукция с их помощью не имеет большого значения ни в природе, ни при проведении исследований.
Горизонтальный перенос генов (ГПГ) — процесс, в котором организм передаёт генетический материал организму-непотомку. В отличие от горизонтального, о вертикальном переносе генов говорят, что при нем организм получает генетический материал от своего предка. В области интересов генетики основное место занимает вертикальный перенос генов. Однако в настоящее время горизонтальному переносу уделяется всё больше внимания.
Спирохеты (лат. Spirochaetales) — порядок бактерий с длинными (3—500 мкм) и тонкими (0,1—1,5 мкм) спирально (греч. σπειρα «завиток») закрученными (один и более виток спирали) клетками.
Ротавирусы (лат. Rotavirus) — род вирусов с двунитевой сегментированной РНК, принадлежащий семейству реовирусов (Reoviridae), возбудители ротавирусной инфекции.
Бациллы (лат. Bacillus) — обширный (около 217 видов) род грамположительных палочковидных бактерий, образующих внутриклеточные споры. Большинство бацилл — почвенные редуценты. Некоторые бациллы вызывают болезни животных и человека, например сибирскую язву, токсикоинфекции (Bacillus cereus). Типовой вид — сенная палочка (Bacillus subtilis)typus.
Антиген (англ. antigen от antibody-generator — «производитель антител») — любое вещество, которое организм рассматривает как чужеродное или потенциально опасное и против которого организм обычно начинает вырабатывать собственные антитела (иммунный ответ). Обычно в качестве антигенов выступают белки, однако простые вещества, даже металлы, также могут становиться антигенами в сочетании с собственными белками организма и их модификациями (гаптены)С точки зрения биохимии, антиген — это любая молекула...
Полиовирус или вирус полиомелита (англ. Enterovirus C) — вид энтеровирусов (Enterovirus) из семейства пикорнавирусов (Picornaviridae), инфекционный агент, вызывающий полиомиелит человека.
Антитела (иммуноглобулины, ИГ, Ig) — вид белковых соединений плазмы крови, синтезирующихся плазматическими клетками в организме человека или теплокровных животных в ответ на попадание в него чужеродных или потенциально опасных веществ (это молекулы из бактерий или вирусов, белковые токсины и т.п вещества, которые в соответствии с их ролью в имунном ответе называют антигенами). Для каждого антигена из В-лимфоцитов формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие...
Трансформа́ция (англ. transformation) — процесс поглощения бактериальной клеткой молекулы ДНК из внешней среды. Для того, чтобы быть способной к трансформации, клетка должна быть компетентной, то есть молекулы ДНК должны иметь возможность проникнуть в неё через клеточные покровы. Трансформация активно используется в молекулярной биологии и генетической инженерии.
Вирусы имеют как сходства, так и различия с остальными живыми организмами. Одной из черт вирусов, указывающих на их принадлежность к живой материи, является их необходимость репликации и создания потомства. Но, в отличие от живых организмов, вирус не может выжить сам по себе. Он активируется только тогда, когда реплицируется в хозяйской клетке, используя хозяйские ресурсы и питательные вещества. Когда вирус попал в клетку, его единственной целью является создание множества копий себя, чтобы инфицировать...
Подробнее: Жизненный цикл вируса
Серовар (Серотип) — группа микроорганизмов одного вида, объединяемых общей антигенной структурой, определяемой серологическими методами диагностики. Серовар не является таксономической категорией и позволяет систематизовать патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, что необходимо в эпидемиологических исследованиях. Их систематизация ведётся на основе вирулентности, липополисахаридов (ЛПС), грамотрицательности, присутствия экзотоксинов, генетических особенностей или других факторов, позволяющих...
Микрооргани́змы , микро́бы (фр. microbe, от греч. μικρός — малый и βίος — жизнь) — собирательное название живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом. Термин микроб был предложен 26 февраля 1878 года французским филологом Эмилем Литтре по просьбе учёного Шарля Эммануэля Седийо (фр. Charles-Emmanuel Sédillot) дать подходящее название микроорганизмам.
Сальмоне́ллы (лат. Salmonella) — род неспороносных бактерий, имеющих форму палочек (длина 1—7 мкм, ширина около 0,3—0,7 мкм). Род назван в честь американского ветеринара Даниела Элмера Салмона (1850—1914). Сальмонеллы, как правило, не ферментируют лактозу и патогенны для людей и других животных при пероральном введении. Некоторые виды являются возбудителями брюшного тифа, паратифов и других сальмонеллёзов.
Споры бактерий — тельца круглой или овальной формы, которые образуются внутри некоторых бактерий в определенные стадии их существования или при ухудшении условий окружающей среды. Споры бактерий устойчивы к различным физическим и химическим воздействиям и сохраняются в течение многих лет, не утрачивая свойства прорастать в вегетативную форму, что имеет значение в эпидемиологии ряда заболеваний. Известен случай, когда удалось оживить бактериальные споры возрастом около 30 миллионов лет.
Лейшма́нии (от имени У. Лейшмана) — род паразитических протистов, вызывающих лейшманиозы. Переносчиками лейшманий являются москиты из рода Phlebotomus в Старом Свете, и из рода Lutzomyia в Новом Свете. Естественным резервуаром разных видов служат позвоночные животные, относящиеся к шести отрядам млекопитающих и ящерицам; впрочем, на основании изоферментного анализа паразитов ящериц было предложено выделить в отдельный род отряда трипаносоматид — Sauroleishmania. Лейшмании в основном поражают грызунов...
Амёбы (лат. Amoeba, от др.-греч. ἀμοιβή — превращение) — род микроскопических одноклеточных простейших из семейства Amoebidae. У амёб неправильная, всё время меняющаяся форма. Передвигается при помощи ложноножек (псевдоподий), постоянно возникающих и исчезающих.
Виро́иды (англ. Viroids) — инфекционные агенты, состоящие только из кольцевой РНК.
Золоти́стый стафилоко́кк (лат. Staphylococcus aureus) — вид шаровидных грамположительных бактерий из рода стафилококков. Приблизительно 25—40 % населения являются постоянными носителями этой бактерии, которая может сохраняться на кожных покровах и слизистых оболочках верхних дыхательных путей.
Гемофильная палочка , палочка Пфайффера, палочка инфлюэнцы (лат. Haemophilus influenzae) — вид грамотрицательных неподвижных бактерий семейства Pasteurellaceae. Первоначально описана в 1892 году немецким бактериологом Рихардом Пфайффером ( нем. Richard Pfeiffer, 1858—1945) как возбудитель инфлюэнцы (гриппа). Первый свободноживущий организм, чей геном был полностью отсеквенирован. Возбудитель так называемой гемофильной инфекции у человека.
Цитомегаловирус (лат. Cytomegalovirus, CMV) — род вирусов из подсемейства бетагерпесвирусов (Betaherpesvirinae) семейства герпесвирусов (Herpesviridae). Один из видов рода — Human betaherpesvirus 5 (вирус герпеса человека 5 типа) — способен инфицировать людей, вызывая у них цитомегалию.
Клостри́дии (лат. Clostridium) — род грамположительных, облигатно анаэробных бактерий, способных продуцировать эндоспоры.
Ли́зис (греч. λύσις «разделение») — растворение клеток и их систем, в том числе микроорганизмов, под влиянием различных агентов, например ферментов, бактериолизинов, бактериофагов, антибиотиков.
Эндоге́нные ви́русные элеме́нты (англ. Endogenous viral elements) — последовательности ДНК вирусного происхождения в геноме невирусных организмов, которые присутствуют в клетках зародышевой линии и передаются по наследству. Иногда эндогенные вирусные элементы представлены полными вирусными геномами (провирусами), в других случае они являются фрагментами вирусных геномов. Провирусы могут сохранять потенциальную способность вызывать инфекцию, опосредуя образование новых вирусных частиц. При удвоении...
Бактериальное заражение (бактериальная инвазия) — процесс передачи патогенных бактерий одним лицом другому, либо заражение бактериями через контакт с внешней средой.
Прокарио́ты (лат. Procaryota, от др.-греч. πρό ‘перед’ и κάρυον ‘ядро’), или доя́дерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (таких как митохондрии или эндоплазматический ретикулум, за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).
Пневмококк (лат. Streptococcus pneumoniae) — вид бактерий из рода стрептококков (Streptococcus), неподвижный ланцетовидный диплококк длиной 0,5—1,25 мкм. В русскоязычной литературе известен также как диплококк Вейксельбаума и диплококк Френкеля.
Упоминания в литературе (продолжение)
Вирусы – это мельчайшие неклеточные организмы, которые по размерам значительно меньше всех известных микроорганизмов. Они способны проникать даже через фильтры, задерживающие бактерии, грибы и простейших, а увидеть их возможно только через микроскоп, который увеличивает в 200 000 раз! Являясь типичными паразитами, вирусы живут и размножаются в чужих организмах. Не имея собственного тела, собственных структур, обеспечивающих размножение, вирус встраивается в хромосому здоровой клетки и нарушает в ней механизм передачи наследственной информации. В результате клетка начинает производить не собственные белки, а белки вируса, образуя новый организм паразита. В течение часа с момента внедрения в клетку первого вируса количество их возрастает до 10 тысяч!
Полезно представлять, насколько маленьким может быть геном живого организма. Геном паразитической бактерии Mycoplasma genitalium составляет всего около 580 тысяч “букв” – это один из самых маленьких известных бактериальных геномов89. Еще меньше бывают геномы
вирусов . Вирусы не принято называть “живыми”, ведь они не являются клетками и не могут самостоятельно размножаться. Вирусы – это паразитическая наследственная информация, использующая генетический аппарат клеток для синтеза своих белков, размножения и распространения.
Вирус по своей структуре уже не клетка, а молекула со сложным строением, способная к саморазмножению и заключенная в защитную белковую оболочку. Вирусы способны проникать в живую клетку и размножаться внутри нее. Эти мельчайшие инфекционные агенты были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским[25]. Интересно отметить, что это было сделано задолго до изобретения электронного микроскопа и сам первооткрыватель вирусы никогда не видел. Для того чтобы их обнаружить, ученый пропускал раствор, содержащий микроорганизмы, через фильтр, через который бактерии не могли пройти. Но так как полученная отфильтрованная жидкость вызывала определенные болезни, ученый сделал вывод, что возбудители болезни значительно меньше бактерий. Позднее их назвали вирусами: от латинского virus – «яд».
Отличительные черты
вирусов – отсутствие оболочки (у части вирусов), очень малые размеры и неспособность к независимому метаболизму, т.е. к размножению, вне и без использования ресурсов клеток хозяина. Таким образам, основа вирусной инфекции – это внутриклеточное размножение вируса со всеми, вплоть до гибели инфицированных клеток, последствиями.
Принципиальной и наиболее существенной биологической особенностью любого
вируса является следующая: вирусы не способны размножаться без помощи клеток других организмов. Вирус проникает внутрь совершенно определенной клетки, и именно эта зараженная клетка превращается как бы в завод по производству вирусов. Вполне понятно, что работать на два фронта (и на вирус, и на организм) клетка не может, а следовательно, не может выполнять свое основное предназначение – отсюда и возникают совершенно конкретные симптомы болезни.
Микробиом – это не только бактерии, это и мельчайшие паразиты, такие как упомянутая токсоплазма, и грибы, и
вирусы . Если бактерии и грибы представляют собой отдельную клетку со своим ядром, оболочкой и всякими там псевдоподиями, то у вируса ничего этого нет! Это просто цепочка генетического материала – ДНК или РНК с минимумом дополнительных структур. Вирусы не могут выживать самостоятельно, они – обязательные внутриклеточные паразиты. Поэтому они так легко встраивают свой генетический материал в ДНК/ РНК клетки-хозяина, провоцируя ту на различные не свойственные ей действия (безудержное размножение, например, как в случае с онкологией). Попадая внутрь организма, например, с вдыхаемым воздухом в те же лёгкие, вирус ищет для себя помещение – клетку, в которой он будет жить. И почти всегда селится в бактериях, колонизующих бронхиальное дерево. Спрятавшись в генетическом материале (ядре) бактерии, вирус может пробыть живым много лет, активно размножается, но он нейтрализован – как в тюремной камере. И вот тут человек зачихал, температурка вроде – ну и принял антибиотик. Антибиотики на вирусы не действуют по определению, они разрушают бактерии, в том числе и бактериофаги. «Тюремные стены» рушатся, размножившийся за время нахождения в бактерии вирус выходит наружу и вызывает вирусную пневмонию, или обострение бронхиальной астмы.
Открытие американскими учеными Н. Temin и D. Baltimore в 1970 г. обратной транскриптазы значительно подкрепило идею вирусного происхождения опухолей. Впервые же вирусную теорию происхождения опухолей сформулировал отечественный исследователь Л. А. Зильбер (1946). Он был первым, кто предложил идею об интеграции вирусного и клеточного генетического материала. Суть вирусно-генетической: теории заключается в том, что
вирус впрыскивает свой геном в геном клетки. Обосновавшись в клеточной ДНК, ген вируса становится частью наследственного аппарата клетки, размножается вместе с ней и таким образом сохраняется в дочерних поколениях. При благоприятных условиях (например, под влиянием мутагенов) ген вируса из латентного состояния переходит в активное, что приводит к стойким наследственным изменениям клетки. Клетка превращается из нормальной в опухолевую, которая и служит затем источником роста опухоли. При всей привлекательности вирусной концепции происхождения опухолей едва ли все опухоли человека и животных имеют вирусную этиологию. Но тем не менее значительные успехи, достигнутые за последние годы именно в области онковирусологии, привели к созданию теории онкогенов, которая в настоящее время получила наибольшее признание, среди теорий канцерогенеза.
При внедрении
вируса внутрь клетки-хозяина происходит освобождение молекулы нуклеиновой кислоты от белка, поэтому в клетку попадает только чистый и незащищенный генетический материал. Если вирус ДНК, то молекула ДНК встраивается в молекулу ДНК хозяина и воспроизводится вместе с ней. Так появляются новые вирусные ДНК. Все процессы, протекающие в клетке, замедляются, клетка начинает работать на воспроизводство вируса. Так как вирус является облигатным паразитом, то для его жизни необходима клетка-хозяин, поэтому она не погибает в процессе размножения вируса. Гибель клетки происходит только после выхода из нее вирусных частиц.
Возбудитель – нейротропный
вирус семейства Rabdoviridae рода Lyssavirus. Он имеет пулевидную форму и достигает размера 80-180 нм. Нуклеокапсид (оболочка) вируса представлен однонитчатой РНК. Известны два варианта вируса: уличный (или «дикий»), циркулирующий в естественных условиях среди животных, и фиксированный, применяемый для получения антирабических вакцин, а также естественные биовары вируса («вирус дикования» и вирус «безумной собаки»). Вакцинные штаммы фиксированного вируса создают полноценный иммунитет к уличному вирусу, что свидетельствует об их антигенном единстве.
Пока же нас интересует вопрос, как можно повлиять на
вирусы , поскольку подавляющее большинство простудных заболеваний вызывается не бактериями, а именно вирусами. Проблема создания противовирусной терапии заключается в том, что в отличие от бактерий вирусы имеют очень примитивное строение. Вирус – это всего лишь белковая оболочка, в которой спрятана нитка ДНК или РНК, настойчиво стремящаяся к размножению. Соответственно, изобрести препараты, которые бы избирательно воздействовали на вирус, но при этом не разносили бы в щепки сам организм человека, очень непросто. Подтверждением служит тот факт, что настоящие серьезные противовирусные препараты, которые используют для лечения вирусных гепатитов и ВИЧ-инфекции, обладают массой побочных эффектов.
Обычно под иммунитетом понимается способность сопротивляться чему-либо, например быть нечувствительным к действию инфекции. Количество разных микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, находящихся внутри человека, настолько велико, что единственным разумным объяснением, почему они, попав в организм, так медленно размножаются, является наличие у здоровых клеток способности защищаться. Иными словами, живые клетки недоступны не только для инфекции, но и для любых других клеток. Поврежденная клетка себя не защищает, является питательной средой для бактерий и должна быть как можно скорее утилизирована клетками иммунной системы организма. Особенно опасно скопление не утилизированных поврежденных клеток, попав в которые болезнетворные бактерии размножаются значительно быстрее. Сегодня существует множество данных, свидетельствующих, что носителей различных бактерий и
вирусов (гепатита, туберкулеза, герпеса, гриппа и многих других) во много раз больше, чем заболевших. Но как только иммунитет снижается и образуется питательная среда из не утилизированных погибших клеток, клетки инфекции начинают размножаться и распространяться. Для того чтобы противостоять этому процессу, иммунная система организма с помощью «армии» иммунных клеток «прочесывает» ткани, выискивая поврежденные клетки своего организма и утилизируя их. Поэтому под иммунитетом организма мы понимаем его способность поддерживать минимальное количество собственных поврежденных клеток в условиях нагрузки и действия повреждающих клетки факторов.
Но значительно чаще встречается другой путь передачи
вируса – от одного поколения другому. Он описан у многих возбудителей вирусной инфекции: шелковичного червя, мозаики табака, у бактериофага и др. Проследить его не так легко. Требуется проводить наблюдение за рядом поколений. Возбудитель длительно находится в организме, ничем не проявляя себя, не вызывая никаких симптомов болезни. Переходя к потомству, он и тут может остаться скрытым от глаз ученого или врача. Лишь особые условия или воздействия (см. табл. 4) переводят вирус в активное состояние. Обычно к этому времени вирус через молоко матери и через половые клетки человека успевает заразить потомство и локализоваться в лимфоцитах крови или в чувствительных ганглиях парасимпатической нервной системы. В течение многих лет в дерматологии это квалифицировалось как наличие «семейного псориаза».
Снова хочу возвратиться к вирусной теории, так как в настоящее время установлено, что бородавчатые разрастания на коже возникают вследствие внедрения в нее
вируса . Вирусы настолько малы, что под обычным микроскопом они не видны. Вирусы могут быть причиной многочисленных острых и хронических заболеваний. Такие вирусы, как оспенный, раньше вызывали опустошительные эпидемии, передаваясь от человека к человеку путем прямого контакта. Вирусы могут передаваться и насекомыми, как, например, вирусы, вызывающие таежный энцефалит, желтую лихорадку. Вирус может размножаться лишь в тех клетках, которые чувствительны к нему. Несомненно, что некоторые опухоли животных вызываются вирусами. Однако есть еще большое количество раковых опухолей у животных, вирусное происхождение которых доказать не удается. Все попытки выделить или каким-либо другим путем доказать наличие специфического ракового вируса в опухолях человека до настоящего времени также не удаются. Предраковые процессы, в частности доброкачественные опухоли, изучаются и с точки зрения возможности возникновения их под действием вируса. Как я уже говорил, кондиллома – бородавчатая опухоль, располагающаяся на наружных половых органах или вблизи них, представляет собой вирусное заболевание. Это подтверждает вирусное ее происхождение, так как при стерилизации обычные бактерии гибнут, а вирусы остаются активными. Папилломы гортани также возникают под действием вируса, что доказывается перевивкой фильтрата этой опухоли. В последние годы было отмечено, что при заболевании контагиозным моллюском на коже появляются множественные, иногда одиночные узелки бледно-розового цвета, часто мокнущие, не дающие ни температуры, ни болевых ощущений. Это серьезное заболевание требует немедленного лечения, так как, распространяясь по телу человека, оно может вызвать или гнойные заболевания, или, при длительном течении, перейти в рак. Возбудитель его – фильтрующийся вирус.
Но безопасность – главный принцип вирусной терапии. Там используются только те
вирусы , что не причиняют человеку вреда либо вызывают в его организме незначительные болезненные изменения. Этим вирусам интересны лишь раковые клетки. Например, в естественных условиях парвовирусы нападают только на них, а здоровые клетки щадят. Важно также, что парвовирусы, как и аденовирусы, о которых будет упомянуто ниже, не встраивают свои гены в геном клетки-хозяина – той же раковой клетки. Это опять же делает их послушными исполнителями воли ученых: проникнув в чужой организм, они не будут вести там свою игру.
Вирусы эти могут отличаться и действительно отличаются друг от друга по строению, степени заразности, тяжести повреждающего воздействия на клетки, устойчивости во внешней среде, способности стимулировать выработку иммунитета и еще по очень большому количеству факторов. Но поскольку все эти вирусы поражают фактически одни и те же клетки, то симптомы болезни будут очень похожи, похожи настолько, что в подавляющем большинстве случаев определить имя вируса просто невозможно. Невозможно без специальных, часто длительных, иногда трудоемких, почти всегда дорогостоящих обследований, проб, анализов.
Общеизвестно, что основная задача иммунитета – оберегать организм от внешних врагов (бактерий,
вирусов , простейших, гельминтов и т. д.). Менее известно, что столь же важной функцией иммунитета является поддержание единства клеточного состава организма – своевременное выявление клеток с изменившимся генным кодом и их «физическое уничтожение». Эта функция реализуется в борьбе с раковыми опухолями (в первую очередь – с единичными клетками, которые могут явиться «зачатком» опухоли) и в отторжении разного рода трансплантатов, протезов и любых других чужеродных материалов. Для выполнения своих функций иммунитет имеет сложную структуру, изощренную систему получения, сохранения и передачи информации и состоит из весьма разнообразных и не похожих между собой компонентов. Но самое главное, что должен иметь «на вооружении» наш иммунитет, – это эффективная система распознавания «свой-чужой». И он ее имеет. Это тоже достаточно широко известные факты.
Живые вакцины. Они состоят из живых, но ослабленных (аттенуированных) возбудителей или выбранных естественных авирулентных штаммов микроорганизмов. В настоящее время стало возможным создание живых вакцин методами генной инженерии. В качестве возбудителей берутся штаммы
вирусов . Примеры живых вакцин: краснушная, гриппозная, полиомиелитная Сейбина, паротитная. Они содержат вирусы, которые при попадании в организм человека вызывают выработку всех звеньев иммунного ответа (клеточного, гуморального, секреторного). При использовании живых вакцин создается стойкий, напряженный, длительный иммунитет, но при этом имеется и ряд недостатков.
Однако дивный новый мир микробной эволюции оказался недолговечным – эволюционная геномика вновь запутала картину самым неожиданным образом. Первый полный бактериальный геном был секвенирован в 1995 году, а первый геном археи – в 1996-м[48]. Вскоре после этого прорыва установился экспоненциальный темп секвенирования геномов со временем удвоения около 20 месяцев для бактерий и около 34 месяцев для архей (см. рис. 3–1). Сравнительный анализ сотен секвенированных бактериальных геномов и десятков геномов архей привел к важнейшему выводу: микробы определенно эволюционируют, но их эволюция сильно отличается от той, что описана СТЭ (Doolittle, 1999b; Woese and Goldenfeld, 2009). Ключевым стало осознание того, что геномы прокариот ведут себя не так, как если бы они были стабильными, точно наследуемыми носителями генетической информации организма (вида). Геномы микробов оказались чрезвычайно динамичными, неоднородными образованиями, которые относительно стабильны лишь на коротких интервалах времени, имеют свою характерную скорость распада и существуют в динамическом равновесии между различными формами жизни, которые отличаются по принципам геномной организации. В «мире прокариот» эти взаимосвязанные и постоянно взаимодействующие формы жизни включают не только бактерии и археи, но также различные плазмиды,
вирусы и другие мобильные элементы. В этой новой, динамической парадигме прокариотической эволюции традиционная концепция видов с четко определенным, стабильным геномом теряет существенную, если не большую часть своей применимости (Doolittle and Zhaxybayeva, 2009). Становится осмысленнее говорить о сериях «пангеномов» на всех уровнях, от пангенома, например, Escherichia coli или любого другого «вида» бактерий или архей, до пангенома всех прокариот (Lapierre and Gogarten, 2009; Mira et al., 2010).
Я рассказала вам о некоторых заболеваниях, причиной возникновения которых является
вирус герпеса, передающийся бытовым путем. Но не менее, а, может быть, даже более опасен вирус герпеса, вызывающий поражение половых органов. Его мишень – половые органы, как внешние, так и внутренние. Если раньше считалось, что генитальный герпес вызывает лишь вирус простого герпеса II, то по последним данным выявлена причастность к данной форме заболевания вируса простого герпеса I. Заражение происходит при половом контакте с инфицированным партнером. Заражение может произойти и при орально-генитальном сексе, риск инфицирования при котором повышается, если у одного из партнеров острая стадия заболевания, проявляющаяся высыпаниями на губах и слизистых оболочках ротовой полости. Проблема стремительного распространения вируса усугубляется еще и тем, что более чем у половины вирусоносителей заболевание протекает в скрытой форме, т. е. человек может и не знать, что он представляет собой скрытую угрозу для потенциальных партнеров. К тому же презерватив не является абсолютной защитой от вируса герпеса, так как последний может проникать сквозь поры кондома. Лучшей защитой в этом случае является использование наряду с презервативом мазей с противовирусными компонентами, которые поможет вам подобрать врач-гинеколог.
Вероятность заболевания покусанного животного зависит от количества нанесенных укусов, их локализации, степени повреждения тканей, количества и вирулентности попавшего в рану
вируса . Структуру бешенства в мировом масштабе в зависимости от резервуаров и особенностей течения условно принято делить на несколько ареалов. По данным К.Н. Бучнева, Т.А. Махышева, в Казахстане главным распространителем, природным резервуаром и переносчиком вируса бешенства признана лисы, хотя не исключается определенная роль и других видов животных при конкретных условиях.
Геном даже самых простых бактерий состоит из более чем миллиона нуклеотидов и кодирует свыше тысячи белков. Иными словами, бактериальная клетка содержит мегабайты информации. Для работы этого генома требуются специальные молекулярные машины сборки белков, копирования ДНК, энергоснабжения и средства регуляции и управления. Сложность такой системы очень высока, а более простых самостоятельно размножающихся систем биология не знает.
Вирусы не в счет – для их размножения требуется сложная живая клетка. Мы знаем только один путь происхождения более сложных систем из простых – это эволюция по Дарвину, путем естественного отбора. Но чтобы началась эволюция, нужны какие-то единицы живого, способные к размножению. Если естественный отбор начинается только с появлением первой клетки, то для ее образования случайным путем требуется гигантское время – на много порядков больше возраста Вселенной. Эта проблема называется «неупрощаемая сложность» (irreducible complexity). Астрофизик Фред Хойл охарактеризовал ее при помощи аналогии: «случайное самозарождение жизни так же вероятно, как случайная сборка „Боинга-747“ при прохождении урагана через мусорную свалку».
В последнее время в литературе появились данные об обнаружении в пародонтальных карманах, десневых биоптатах и корневых каналах при маргинальных и апикальных заболеваниях периодонта
вируса простого герпеса, вируса Эпштейна – Барр и цитомегаловируса. Параллельно с герпес-вирусами в пародонтальных карманах обнаруживаются представители пародонтопатогенной микрофлоры. Поэтому авторы делают предположение, что вирусы играют определенную роль в размножении агрессивной микрофлоры (Rotstein I., Simon J. H., 2006).
После того как в зараженной клетке накопится достаточное количество компонентов
вируса , начинается сборка вирионов потомства. Процесс этот происходит обычно вблизи клеточных мембран, которые иногда принимают в нем непосредственное участие. В составе вновь образованных вирионов часто обнаруживаются вещества, характерные для клетки, в которой размножается вирус. В таких случаях заключительный этап формирования вирионов представляет собой обволакивание их слоем клеточной мембраны.
Такая избирательность
вирусов связана с тем, что вирус способен проникнуть только в определенные группы клеток, заставив эти клетки воспроизводить все новые и новые вирусы. Клетки тканей ребенка становятся фабрикой вирусов, а ребенок – распространителем заболевания. При этом собственные функции клетки уже выполнять не могут. Чем больше повреждено клеток и чем более важные функции они выполняли, тем тяжелее протекает заболевание.
Геном
вируса имеет 3 структурных и 7 неструктурных белков. Установлено 7 генотипов вируса, 5 из которых встречаются в Африкеи2 – вЮжной Америке (Mutebi J. P. [et al.], 2001, 2002; Vasconcelos P. F. [et al.], 2004). В Западной Африке циркулирует наиболее вирулентный генотип 1, вызывающий вспышки ЖЛ. Вирус имеет антигенное сходство с вирусами ЛД, японского энцефалита, поэтому дает перекрестные серологические реакции. Вирус малоустойчив к действию физических и химических факторов, гибнет при нагревании до 60 °C через 30 мин и быстро инактивируется под действием ультрафиолетового облучения.
Этиология. Папилломавирусы являются причиной различных бородавок. Относится к семейству паповавирусов, объединяющих группу ДНК-содержащих
вирусов . Род папилломавирусов представлен очень большой группой вирусов человека и животных. Для человека патогенными являются вирусы папилломы человека (ВПЧ) нескольких типов. ВПЧ-1 вызывает подошвенные бородавки, ВПЧ-2 – вульгарные бородавки, ВПЧ-3 – плоские бородавки, ВПЧ-4 – верруциформную дисплазию, ВПЧ-5, 6, 11 – остроконечные кондиломы. Все папилломавирусы могут играть роль онкогенов. Передача ВПЧ-инфекции происходит контактным путем непосредственно от человека к человеку и опосредственно – через предметы домашнего обихода, а также путем аутоинокуляции. Инкубационный период может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет. Большое значение в развитии всех видов бородавок имеет активность иммунной системы, особенно ее клеточного звена.
Благодаря действию комплексных иммунных механизмов (усиление интерферонопродукции, активизация естественных киллеров, антител, редукция и активность антител) репликация
вируса прекращается и происходит его элиминация из организма человека. Для ГА не характерны ни длительное присутствие вируса в организме, ни развитие хронической формы болезни. Однако иногда течение заболевания может быть модифицировано в случаях коинфекции или суперинфекции другими гепатотропными вирусами. У лиц с генетической предрасположенностью возможно развитие хронического активного аутоиммунного гепатита 1-го типа.
На уровне молекул. Главной для нас молекулой является ДНК, которая представляет собой последовательную совокупность генов. А. Чижевским, В. Стадольником, Б. Хвистендалем был собран научный материал, показывающий зависимость мутаций
вирусов от солнечной активности. Но вирус в своей сути является одним геном, окружённым белковой оболочкой. Следовательно, молекула ДНК подвержена такому воздействию. По мнению А. Чижевского бактерии являются резонаторами электромагнитных колебаний.