патан лекции. Всякий активный процесс познания начинается со знакомства с реальным материальным субстратом, который предполагает получение ответа на вопрос что такое
 Скачать 4.05 Mb.
|
|
Таблица 1 Характеристика устойчивости прионов к различным воздействиям Реактивы Дозы Эффект воздействия Физико-химическое воздействие NH2OH 0,1-0,5 мM Устойчив Псорален 10-500 мг/мл Устойчив Фенол 100% Инактивация SDS 1-10% Инактивация Zn2+ 2 мM Устойчив Мочевина 3-8 M Инактивация Сода 1N в течение 1 часа при 20°C Инактивация Гипохлорид натрия 2,5% в течение 1 часа при 20°C Инактивация Обработка ферментами ДНK-аза A 0,1-100 мг/мл Устойчив ДНK-аза 100 мг/мл Устойчив Протеиназа K 100 мг/мл Инактивация Трипсин 100 мг/мл Инактивация Физическое воздействие Автоклавирование 136°C в течение 18 минут Инактивация Сухой жар 160°C в течение 24 часов Инактивация УФ Сильные дозы Устойчив Прионы устойчивы к кипячению в течение 30-60 мин, высушиванию до 2 лет, замораживанию в 3 раза большему, чем известные вирусы, химической обработке спиртами, формальдегидом, кислотами, к УФ-облучению, гамма-излучению, гидролизу ферментами. Наиболее эффективные воздействия оказываются в дозах, которые денатурируют практически все белки. Иначе говоря, из всего живого прион погибает последний. PrP-с входит в состав наружных клеточных мембран, связан с внешней поверхностью клеток якорем гликолипида и участвует в эндоцитозе и катаболизме клеток. Несмотря на то, что самый высокий уровень концентрации PrP выявлен в нейронах, его могут синтезировать и многие другие клетки организма. Роль нормального протеин - приона (PrP) у здоровых индивидуумов еще до конца неизвестна. Прион протеин необходим для нормальной синаптической функции. Предполагается, что прионы принимают участие в межклеточном узнавании и клеточной активации. Некоторые считают, что их функцией является подавление возрастных процессов и поэтому прионовые болезни сходны по своим клиническим и морфологическим характеристикам с геронтологическими заболеваниями. Протеин-прион (PrP) существует в двух формах: в виде нормальной, неинфекционной формы, которая встречается в головном мозге, как в норме, так и у инфицированных больных. Эта форма обозначается как клеточный протеин-прион, или PrPc; изоформа, или PrPsc (от "scrapie" болезнь овец), которая является патологической, инфекционной формой и накапливается в головном мозге только у больных людей и животных, страдающих спонгиформной трансмиссивной энцефалопатией. Классификация. В настоящее время у человека известны две группы заболеваний, вызываемые прионами: спонгиформные трансмиссивные энцефалопатии; спонгиформный миозит с прион-ассоциированными включениями. Наиболее изученными на сегодняшний день являются спонгиформные трансмиссивные энцефалопатии. Патогенез прионовых энцефалопатий. Исходя из установленного факта, что прионовые болезни уникальны с генетической и с инфекционной точки зрения, Prusiner S.B. предложил в 1991 году современную концепцию патогенеза спонгиформных трансмиссивных энцефалопатий. Суть ее состоит в том, что человек может быть инфицирован прионами двумя способами: Наследственная передача по-Менделю (аутосомно-доминантный тип наследования). Однако, это не prima facie наследование, а последовательное - через предварительную генную ауторепликацию инфекционного агента. Трансмиссия инфекционного агента алиментарным или ятрогенным путем Прионовые заболевания являются одновременно и инфекционными, и наследственными болезнями. Они могут быть и спорадическими в том смысле, что имеются случаи, в которых не выявляют никакого известного фактора риска, хотя наиболее вероятно, что инфекция была приобретена одним из двух ранее указанных способов. Исходя из современных знаний, трансмиссия прионовых энцефалопатий определяется тремя факторами: дозой инфекта, путем инфицирования, видовым барьером. Доза инфекционного агента, полученная хозяином, зависит от количества ткани инфекта и его вирулентной способности (инфекционный титр). Но необходимо всегда помнить, что при повторной экспозиции обязательно существует риск кумулятивного эффекта. Путь инфицирования прионами играет важную роль в развитии заболеваний и имеет свою определенную иерархию. По степени значимости его можно определить в такой последовательности: интрацеребральный; интравенозный; интраперитонеальный; подкожный; оральный. В качестве примера зависимости дозы и пути поступления инфекта служат эксперименты, которые показали, что доза, необходимая для заражения прионами мышей при оральном пути должна быть в 200 000 раз выше, чем при интрацеребральном. Видовой барьер. Трансмиссия прионовых спонгиформных энцефалитов у лабораторных и диких животных длительное время является предметом многочисленных исследований. Замечено, что при первом проявлении болезни у определенного вида животных время инкубации очень длительное, тогда как после первого же пассажа новому хозяину в пределах этого же вида, оно сокращается. В последующих пассажах оно уменьшается еще больше до тех пор, пока не достигнет стабильного периода, характерного для данного вида. Эта устойчивость к прионовой инфекции у различных видов получила название "видовой барьер". Установлено, что для преодоления видового барьера и распространения заражения внутри самого вида необходимы очень высокие дозы инфекта. Однако исследователи обратили внимание на тот факт, что при одинаковой дозе инфекта трансмиссивность подострых спонгиформных энцефалитов в одних случаях (например, скрапи овец) зависит от источников агента, а в других - сразу и от вида донора, и от вида реципиента. Обнаружено, что при различных способах введения патологических прионов через различные периферические пути, включая брюшную полость, желудок, инфекционный агент сначала появляется в клетках лимфоретикулярной системы миндалин, тимуса, лимфатических узлов и особенно селезенки. В первую очередь инфект определяется в B-клеточных зонах. Авторы показали, что дифференцированные B - лимфоциты принимают участие в нейроинвазии прионов. Это, по их мнению, может иметь значение для предупреждения болезни, и использовано в терапевтических целях. При алиментарном заражении, прионы в Пейеровых бляшках тонкой кишки проникают через клеточные мембраны во внутренние структуры лимфоидных клеток, откуда в дальнейшем они попадают в другие органы иммунной системы: лимфоузлы, селезенку, миндалины и др. В этих органах возможна частичная репликация прионов. Предполагается, что дендритные клетки являются пермиссивными для периферической репродукции прионов. Из органов иммуногенеза прионы по нервам достигают ближайших аксонов. В области аксона может происходить их значительная репликация. При достижении критической концентрации прионы продвигаются по направлению к спинному, а затем головному мозгу. После подкожного заражения грызунов прионы выделяются из селезенки (1-я неделя после заражения), из селезенки и лимфатических узлов (5- 13-я неделя), из спинного мозга (13-17-я неделя) и из головного мозга (17-19-я неделя). Установлено, что патологические изменения в мозге появляются на 25-й неделе, а клинические проявления начинают регистрироваться с 34-й недели. Все пораженные органы содержат до 10 млн. инфекционных единиц на 1 г, однако в них, за исключением головного мозга, не обнаруживается никаких патологических изменений. По некоторым данным, максимум инфекционности достигается к 40-му дню, т.е. задолго до клинического заболевания, у внешне совершенно здорового животного, когда еще нельзя распознать болезнь и принять меры по профилактике и лечению. Из этого обстоятельства вытекают трудности ранней диагностики и опасность передачи инфекции с продуктами питания. Экспериментально доказано, что репликация прионового агента может происходить как в нейронах, так и в глиальных элементах. Некоторые авторы считают, что астроциты и другие глиальные клетки, возможно, играют ключевую роль в патогенезе прионовой инфекции. Это подтверждается высоким уровнем цитокинов на поздней ст0дии заболевания. К тому же на линейных мышах, у которых инфицированы были только глиальные клетки, получена морфологическая картина спонгиозной энцефалопатии. Инфицированность органов иммуногенеза подразумевает перенос инфекционного агента с кровью. Однако, ни в инкубационном периоде, ни в преклинической стадии, ни даже в разгар болезни пока не находят биологических сдвигов в периферической крови. После внутрицеребрального внедрения в животный организм прион-протеина PrP-Sc, он начинает избирательно накапливаться в мозге. Имеются доказательства существования транспорта PrP-с и PrP-Sc вдоль аксонов. Большинство клеточных прионов протеина присоединяются к внешней поверхности мембраны клеток якорем гликопротеидов после прохождения через комплекс Гольджи. Подобно другим протеинам, изоформа прион протеина PrP Sc проходит внутрь клетки через фиссуры, находящиеся на поверхности клетки. В отличие от клеточной изоформы прион протеина PrP Sc накапливается в клетке. Иммуноэлектронно-микроскопические исследования указывают на то, что накопление PrP(Sc) происходит в структурах вторичных лизосом, содержащих фигуры миелина, богатые фосфолипидами. После повреждения лизосом и гибели клетки прионы заселяют другие клетки. Внутриклеточное накопление PrP-Sc в головном мозге проявляется спонгиформной дистрофией нейронов, гибелью нервной клетки и реактивным астроцитозным глиозом, что и определяет нейроморфологию прионовых заболеваний. Патоморфология прионовых энцефалопатий. Нейропатология прионовых болезней человека характеризуется 4 классическими микроскопическими признаками: спонгиозным изменениями; потерей нейронов; астроцитозом; формированием амилоидных бляшек. Макроскопически во всех случаях прионовых энцефалопатий отмечено незначительное уменьшение массы головного мозга, в отдельных наблюдениях отмечена умеренная атрофия извилин, главным образом у лиц с пролонгированным течением заболевания. Микроскопически прионовая спонгиформная энцефалопатия характеризуется наличием множества овальных вакуолей (спонгиоз) от 1 до 50 микрон в диаметре в нейропиле серого вещества конечного мозга. Эти вакуоли выявляются в любом слое коры мозга. Они могут быть отдельными или группами, разделенными на участки. На парафиновых срезах вакуоли выглядят оптически пустыми, однако, в некоторых из них при окраске гематоксилином и эозином нередко выявляется мелкая зернистость. Вакуоли могут сливаться в микрокисты (200 микрон и более), в результате чего существенно искажается цитоархитектоника коры. В цитоплазме больших нейронов коры также может выявляться вакуолизация. Помимо коры спонгиозные изменения нейропиля и вакуолизация цитоплазмы нейронов отмечаются по ходу всех полей аммоновых рогов, по ходу зубчатой фасции, в области подкорковых ядер, таламусе и коре мозжечка. Вовлечение в патологический процесс мозжечка является наиболее характерным проявлением этой болезни, хотя степень спонгиоза в нем очень вариабельна. Слияние вакуолей не характерно для мозжечковых повреждений. Спонгиоз чаще представлен микровакуолями диаметром 1-50 микрон, расположенными в молекулярном слое. Спонгиформные изменения постоянно сопровождаются уменьшением числа нейронов различных отделов коры. В основном страдают нейроны III-VI слоя. В отдельных сохранившихся нейронах отмечается вакуолизация цитоплазмы, некоторые нейроны сморщены, гиперхромны. Степень выпадения нейронов коррелирует с выраженностью спонгиформных изменений и соответствует длительности заболевания. Описанные признаки сочетаются с пролиферацией клеток астроглии. В пролиферирующих астроцитах обнаружены различные дистрофические изменения, начиная с вакуолизации цитоплазмы и кончая появлением тучных форм с последующим клазматодендрозом. Миелиновые волокна коры остаются сохранными. При длительном течении заболевания наиболее выражены вакуолизация и выпадение нейронов, что сопровождается спонгиозным статусом, с широко распространенной во всех отделах грубой вакуолизацией, полным коллапсом цитоархитектоники коры головного мозга в виде нерегулярного искаженного каркаса глиальной ткани с небольшими вкраплениями сохранившихся нейронов. Вообще, чем длительнее течение болезни, тем более явными будут микроскопические изменения. В базальных ганглиях и таламусе выраженная гибель нейронов может сочетаться с глиозом и атрофией. В мозжечке наблюдаются резкие дистрофические изменения вплоть до их гибели в зернистых клетках и клетках Пуркинье. Сохранившиеся клетки Пуркинье гиперхромные, набухшие, с явлениями тигролиза и лизисом ядер. Миелиновые волокна, прилежащие к коре и ядерным группам мозжечка, часто варикозно вздуты, с явлениями фрагментации. Вместе с тем, необходимо подчеркнуть, что демиелинизация волокон при всех формах прионовых болезней не наблюдается. Одним из морфологических признаков прионовых энцефалопатий является наличие прион-протеиновых (PrP) бляшек, которые обычно видны как округленные эозинофильные структуры. Изучение структуры и топографии PrP бляшек имеет большое как теоретическое, так и практическое значение. Количество, локализация и даже микроскопические признаки бляшек вариируют в различных формах и типах прионовых энцефалопатий. Такие бляшки характерны для болезни Куру. Многие авторы их так и называют Kuru-бляшки. Реже они встречаются при спорадической и семейной БКЯ, но очень часто (более 70%) при ее новой форме. В единичных наблюдениях их описывают при семейной фатальной инсомнии. Очень часто PrP амилоидные бляшки локализуются в клетках зернистого слоя коры мозжечка, но могут также локализоваться в молекулярном слое и в белом веществе. Они, как правило, окружены бледно-розовым ореолом. Интенсивность окрашивания бляшек различна. Возможно, поэтому их не всегда удается обнаружить. Для этого используют стандартные иммуногистохимические методы с PrP антителами. В обнаруженных полимерах протеина, после окраски Конго-рот, при поляризационной микроскопии выявляется зеленое двойное лучепреломление. Спинной мозг практически визуально сохранен. Лишь иногда отмечают значительное уменьшение числа мотонейронов. Ни в одном из наблюдений не было выявлено демиелинизации белого вещества спинного мозга. Несмотря на относительно высокую концентрацию прионов, выявляемую в периферических нервах, выраженных структурных изменений в них не наблюдается. Клиника всех форм прионовой энцефалопатии может быть представлена разнообразной неврологической симптоматикой, обусловленной вакуолизацией и гибелью нейронов (основной механизм действия прионов на клеточном уровне) практически в любом отделе серого вещества мозга, включая мозжечок. Типичным является: Расстройства чувствительной сферы: амнезия различной степени, потеря и извращение чувствительности, выпадение функций органов чувств. Нарушения в двигательной сфере: атаксия, обездвижение, атрофия мышц, в том числе дыхательных, параличи. Нарушения психики: утрата профессиональных навыков, депрессия, сонливость, агрессивность, снижение интеллекта вплоть до полного слабоумия. При развитии клинических проявлений нет ни признаков воспаления, ни биологических аномалий в крови или в энцефало-арахноидальной жидкости, ни тестов неинвазивных, ни прямых, ни косвенных, позволяющих уверенно поставить диагноз. Электроэнцефалограмма сомнительна. Клинический диагноз подтверждается только при гистопатологическом изучении центральной нервной системы: спонгиоз с вакуолизацией нейронов, пролиферация астроцитов и глии без признаков воспаления и демиелинизации. Группа прионовых подострых трансмиссивных спонгиформных энцефалопатий человека включает: болезнь Крейтцфельда-Якоба (БКЯ); синдром Герстмана-Страусслера-Шейнкера, (ГСШ); синдром "фатальной семейной бессонницы" (ФСБ); болезнь Куру; хроническую прогрессирующую энцефалопатию детского возраста или болезнь Альперса. БОЛЕЗНЬ КРЕЙТЦФЕЛЬДА-ЯКОБА Болезнь Крейтцфельда-Якоба (БКЯ) представляет собой подострую энцефалопатию, которая характеризуется медленной прогрессирующей гибелью нейронов. Болезнь проявляется обычно у взрослых и характеризуется быстрым развитием деменции, которая сопровождается пирамидальными и экстрапирамидальными симптомами. Заболевание является спорадическим и встречается с частотой 1:1000000; реже встречаются семейные и ятрогенные случаи заболевания. В 1968 году была доказана трансмиссивная (инфекционная) природа этого заболевания у приматов. Заражение происходит при употреблении в пищу мяса коров, больных аналогичным заболеванием. Случаи передачи от человека к человеку были описаны при имплантации внутричерепных электродов, пересадке роговицы и, наиболее часто, при введении гормонов роста, экстрагированных из гипофиза человека. В мозге пораженных наиболее часто наблюдается диффузная атрофия коры головного мозга с губкоподобными изменениями, особенно в неокортексе и распространенная дистрофия нейронов. На разрезе видны очаги размягчения вещества мозга, иногда в виде полостей, выполненных мутноватым серовато-розовым кашицеобразным содержимым. Микроскопически обнаруживается уменьшение количества нейронов и реактивная пролиферация астроцитов. В отростках нейронов и астроцитов обнаруживаются многочисленные маленькие вакуоли, из-за чего появился термин "губчатый энцефалит". При данном заболевании в ткани мозга не обнаруживаются признаки воспалительного ответа. Болезнь Крейтцфельда-Якоба представлена тремя классическими формами: спорадическая форма (85-90% всех случаев); семейная форма (10-15%); ятрогенная форма (% еще окончательно не установлен). Кроме того, по предложению британских исследователей в настоящее время выделена еще одна форма, так называемая "новая атипичная форма" болезни Крейтцфельда-Якоба (nv-CJD). Спорадическая форма болезни Крейтцфельда-Якоба относится к числу редких заболеваний. Она распространена на всех континентах. Средний уровень регистрируемой в мире заболеваемости БКЯ составляет около 0,5-1,0 на 1 млн. жителей. БКЯ встречается в разных возрастных группах - от 17 до 82 лет, в зависимости от формы болезни. Диапазон продолжительности течения болезни колеблется от нескольких недель до восьми лет. Однако средняя продолжительность жизни от начала болезни - шесть месяцев. |