екцп. Лекция 5 Общая вирусология. Учебные цели лекции ( перечислить 35 наиболее значимых учебных целей лекции)
 Скачать 21.36 Kb.
|
|
Лекция №5 «Общая вирусология». Учебные цели лекции: (перечислить 3-5 наиболее значимых учебных целей лекции). Ознакомить студентов с понятиями и принципами в вирусологии. Представить строение и классификацию вирусов. Ознакомить студентов с разновидностями вирусных заболеваний. Научить способам индикации и идентификации вирусов. Представить методы лабораторной диагностики вирусных заболеваний. Доказать важность вирусологии как современного направления в науке. План лекции: (перечислить конкретные вопросы лекции). 1. Взаимодействие вирусов с клеткой. 2. Строение и классификация вирусов. 3. Культивирование вирусов. 4. Методы индикации вирусов. 5. Методы идентификации вирусов. Технические средства обучения (мультимедийный проектор, видеоаппаратура, ноутбук, таблицы, плакаты, интерактивная доска и др.) Методы активизации студентов во время изложения лекционного материала: (на усмотрение лектора – проблемные ситуации, клинические примеры, ситуационные задачи, анализы крови и др.). Задача №1. Перечислите 3 химических компонента нуклеоида: а)*ДНК б)*РНК в)*белок г). липид Задача №2. Как называются вирусы, которые в своем составе имеют капсид и суперкапсид? а) сложные*; б) неканонические; в) простые; д) бактериофаги. Задача №3. Как называется процесс размножения вирусов, при котором синтез белков и нуклеиновых кислот происходит в разных местах и в разное время? а) дизъюнктивный *; б) трансформация; в) трансдукция; г) митоз. 5. Содержание лекционного материала (тезисы, полный текст, распечатки мультимедийных презентаций и т.д.) 1. Морфология и структура вирусов. Вирусы – микроорганизмы, составляющие царство Vira. Отличительные признаки: 1) содержат лишь один тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК); 2) не имеют собственных белоксинтезирующих и энергетических систем; 3) не имеют клеточной организации; 4) обладают дизъюнктивным (разобщенным) способом репродукции (синтез белков и нуклеиновых кислот происходит в разных местах и в разное время); 5) облигатный паразитизм вирусов реализуется на генетическом уровне; 6) вирусы проходят через бактериальные фильтры. Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной (вириона) и внутриклеточной (вируса). По форме вирионы могут быть: 1) округлыми; 2) палочковидными; 3) в виде правильных многоугольников; 4) нитевидными и др. Размеры их колеблются от 15–18 до 300–400 нм. В центре вириона – вирусная нуклеиновая кислота, покрытая белковой оболочкой – капсидом, который имеет строго упорядоченную структуру. Капсидная оболочка построена из капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсидная оболочка составляют нуклеокапсид. Нуклеокапсид сложноорганизованных вирионов покрыт внешней оболочкой – суперкапсидом, которая может включать в себя множество функционально различных липидных, белковых, углеводных структур. Строение ДНК– и РНК-вирусов принципиально не отличается от НК других микроорганизмов. У некоторых вирусов в ДНК встречается урацил. ДНК может быть: 1) двухцепочечной; 2) одноцепочечной; 3) кольцевой; 4) двухцепочечной, но с одной более короткой цепью; 5) двухцепочечной, но с одной непрерывной, а с другой фрагментированной цепями. РНК может быть: 1) однонитевой; 2) линейной двухнитевой; 3) линейной фрагментированной; 4) кольцевой; 5) содержащей две одинаковые однонитевые РНК. Вирусные белки подразделяют на: 1) геномные – нуклеопротеиды. Обеспечивают репликацию вирусных нуклеиновых кислот и процессы репродукции вируса. Это ферменты, за счет которых происходит увеличение количества копий материнской молекулы, или белки, с помощью которых на матрице нуклеиновой кислоты синтезируются молекулы, обеспечивающие реализацию генетической информации; 2) белки капсидной оболочки – простые белки, обладающие способностью к самосборке. Они складываются в геометрически правильные структуры, в которых различают несколько типов симметрии: спиральный, кубический (образуют правильные многоугольники, число граней строго постоянно) или смешанный; 3) белки суперкапсидной оболочки – это сложные белки, разнообразные по функции. За счет них происходит взаимодействие вирусов с чувствительной клеткой. Выполняют защитную и рецепторную функции. Среди белков суперкапсидной оболочки выделяют: а) якорные белки (одним концом они располагаются на поверхности, а другим уходят в глубину; обеспечивают контакт вириона с клеткой); б) ферменты (могут разрушать мембраны); в) гемагглютинины (вызывают гемагглютинацию); г) элементы клетки хозяина. 2. Взаимодействие вирусов с клеткой хозяина Взаимодействие идет в единой биологической системе на генетическом уровне. Существует четыре типа взаимодействия: 1) продуктивная вирусная инфекция (взаимодействие, в результате которого происходит репродукция вируса, а клетки погибают); 2) абортивная вирусная инфекция (взаимодействие, при котором репродукции вируса не происходит, а клетка восстанавливает нарушенную функцию); 3) латентная вирусная инфекция (идет репродукция вируса, а клетка сохраняет свою функциональную активность); 4) вирус-индуцированная трансформация (взаимодействие, при котором клетка, инфицированная вирусом, приобретает новые, ранее не присущие ей свойства). После адсорбции вирионы проникают внутрь путем эндоцитоза (виропексиса) или в результате слияния вирусной и клеточной мембран. Образующиеся вакуоли, содержащие целые вирионы или их внутренние компоненты, попадают в лизосомы, в которых осуществляется депротеинизация, т. е. «раздевание» вируса, в результате чего вирусные белки разрушаются. Освобожденные от белков нуклеиновые кислоты вирусов проникают по клеточным каналам в ядро клетки или остаются в цитоплазме. Нуклеиновые кислоты вирусов реализуют генетическую программу по созданию вирусного потомства и определяют наследственные свойства вирусов. С помощью специальных ферментов (полимераз) снимаются копии с родительской нуклеиновой кислоты (происходит репликация), а также синтезируются информационные РНК, которые соединяются с рибосомами и осуществляют синтез дочерних вирусных белков (трансляцию). 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. Последним этапом взаимодействия вирусов с клетками является выход или освобождение из клетки дочерних вирусных частиц. Простые вирусы, лишенные суперкапсида, вызывают деструкцию клетки и попадают в межклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную оболочку, выходят из клетки путем почкования. При этом клетка длительное время сохраняет жизнеспособность. В отдельных случаях вирусы накапливаются в цитоплазме или ядре зараженных клеток, образуя кристаллоподобные скопления – тельца включений. 3. Культивирование вирусов Основные методы культивирования вирусов: 1) биологический – заражение лабораторных животных. При заражении вирусом животное заболевает. Если болезнь не развивается, то патологические изменения можно обнаружить при вскрытии. У животных наблюдаются иммунологические сдвиги. Однако далеко не все вирусы можно культивировать в организме животных; 2) культивирование вирусов в развивающихся куриных эмбрионах. Куриные эмбрионы выращивают в инкубаторе 7—10 дней, а затем используют для культивирования. В этой модели все типы зачатков тканей подвержены заражению. Но не все вирусы могут размножаться и развиваться в куриных эмбрионах. В результате заражения могут происходить и появляться: 1) гибель эмбриона; 2) дефекты развития: на поверхности оболочек появляются образования – бляшки, представляющие собой скопления погибших клеток, содержащих вирионы; 3) накопление вирусов в аллантоисной жидкости (обнаруживают путем титрования); 4) размножение в культуре ткани (это основной метод культивирования вирусов). Различают следующие типы культур тканей: 1) перевиваемые – культуры опухолевых клеток; обладают большой митотической активностью; 2) первично трипсинизированные – подвергшиеся первичной обработке трипсином; эта обработка нарушает межклеточные связи, в результате чего выделяются отдельные клетки. Источником являются любые органы и ткани, чаще всего – эмбриональные (обладают высокой митотической активностью). Для поддержания клеток культуры ткани используют специальные среды. Это жидкие питательные среды сложного состава, содержащие аминокислоты, углеводы, факторы роста, источники белка, антибиотики и индикаторы для оценки развития клеток культуры ткани. О репродукции вирусов в культуре ткани судят по их цитопатическому действию, которое носит разный характер в зависимости от вида вируса. Основные проявления цитопатического действия вирусов: 1) размножение вируса может сопровождаться гибелью клеток или морфологическими изменениями в них; 2) некоторые вирусы вызывают слияние клеток и образование многоядерного синцития; 3) клетки могут расти, но делиться, в результате чего образуются гигантские клетки; 4) в клетках появляются включения (ядерные, цитоплазматические, смешанные). Включения могут окрашиваться в розовый цвет (эозинофильные включения) или в голубой (базофильные включения); 5) если в культуре ткани размножаются вирусы, имеющие гемагглютинины, то в процессе размножения клетка приобретает способность адсорбировать эритроциты (гемадсорбция). 4. Методы идентификации вирусов. Выделенный вирус необходимо идентифицировать, т. е. установить, какой это вирус (семейство, род, вид). Идентификацию неизвестного (выделенного) вируса проводят с помощью серологических реакций: РТГА, РТГАд, PH, РИФ, ИФА, РНГА, РСК, РДП и др. При этом выделенный вирус используют как антиген и с ним в серологических реакциях применяют специфические сыворотки, содержащие антитела к заведомо известным вирусам. Та сыворотка, с которой выделенный вирус будет давать положительную реакцию (образование комплекса антиген + антитело), и укажет, какой это вирус. Важно правильно выбирать серологическую реакцию. Каждая лаборатория предпочитает те или иные методы, основываясь на чувствительности, специфичности, скорости, удобствах и стоимости. Так, если вирус выделили на культуре клеток и он дает гемадсорбцию, то проще и быстрее его идентифицировать в РТГАд. Например, вирус ПГ-3 крупного рогатого скота дает гемадсорбцию с эритроцитами морской свинки и может быть идентифицирован в РТГАд. Вирусы, обладающие гемагглютинирующей активностью, целесообразно идентифицировать в РТГА. Для идентификации выделенных вирусов используют РИФ, ИФА, РНГА, РДП, РСК. Наиболее универсальной и дающей более достоверные результаты при идентификации выделенных вирусов является PH, в которой используют те же живые чувствительные системы, на которых и был выделен исследуемый вирус. Применение моноклональных антител с определенной специфичностью позволяет проводить идентификацию многих вирусов до уровня подтипов, штаммов или вариантов. Для обнаружения и идентификации вирусов кроме серологических реакций используют прямые методы идентификации вирусных нуклеиновых кислот: ДНК-, РНК-зонды, полимеразную цепную реакцию (ПЦР). С. их помощью выявляют нуклеиновые кислоты вирусов. 6. Тема следующей лекции: « Лабораторная диагностика полиомиелита». 7. Литература (последние 5 лет): - основная: 1. Клиническая микробиология/ Под ред. Э.Г-А. Донецкой.-М.:Медицина, 2011.-474 с. 2.Медична мікробіологія, вірусологія та імунологія :М 42. За редакцією В.П.Широбокова/Виданння 2-е.- Вінниця: Нова книга, 2011. 266-300С. 3. Лекционный материал. -дополнительная: 1.Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2002-С.209-236. 3.Новиков Д.К., Генералов И.И., Железняк Н.В.: Медицинская иммунология.- Минск-Витебск.-1998.-147 с. |